劉兵

摘要：在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，遠程教育受到了人們的高度重視。而作為遠程教育重要的組成部分之一，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在得到廣泛應(yīng)用的同時，也面臨著諸多安全問題，給考試的客觀性及公正性造成了不利影響。本文首先簡單概述遠程教育分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，其次對這一考試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及安全性展開探究，并提出了一系列安全方案，以期為考試的公平、權(quán)威提供充分保障。

關(guān)鍵詞：遠程教育；分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試；安全方案

中圖分類號：TN711 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2015）04-0292-02

作為一種跨越地區(qū)與學(xué)校的新型教學(xué)模式，遠程教育具有師生分離，教學(xué)設(shè)備為傳輸系統(tǒng)與媒體，信息傳播方式、學(xué)習(xí)形式及場所多種多樣等特點。遠程教育相比于傳統(tǒng)的學(xué)校教育模式，有效擺脫了時間與空間的束縛，在降低教學(xué)成本，促進教學(xué)規(guī)模擴大的同時，為廣大學(xué)生提供了更多學(xué)習(xí)機會。然而，由于接受遠程教育的學(xué)生范圍非常廣闊，分布在各個地域，給集中考試帶來了一定的難度，在此種情況下，我們就需要分散化遠程教育的考試，為給路途較遠學(xué)生的考核考試提供充足的便利。

1.遠程教育分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的概述

設(shè)計遠程教育分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的目的便是為學(xué)生提供足夠的便利，使其可以在自己的PC上參加考試。此種考試系統(tǒng)能對當前多種計算機網(wǎng)絡(luò)資源展開合理利用，并通過視頻監(jiān)控、隨機抽選題目、實時加密與解密等操作，能夠充分防止作弊現(xiàn)象的發(fā)生[1]。除此之外，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)還可準確并快速進行自動平評分；服務(wù)器端還可實時、動態(tài)管理考試以及與之相關(guān)的各種信息，題庫管理功能十分強大。分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的建立基礎(chǔ)通常為Server或Browser模式，其服務(wù)器端還包含考題數(shù)據(jù)庫、考試設(shè)置、用戶管理、閱卷管理以及安全管理這五大模塊。本文研究的重點即為系統(tǒng)的安全管理模塊。

2.網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其安全性探究

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于遠程教育學(xué)生的考試現(xiàn)場處于無人監(jiān)考的狀態(tài)，因此，為確?？荚嚬?、嚴密地進行，我們在計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)中增設(shè)了安全管理這一模塊，并加大了對防火墻、視頻監(jiān)控以及數(shù)據(jù)加密等新技術(shù)的應(yīng)用力度[2]。

2.2系統(tǒng)安全性

2.2.1系統(tǒng)服務(wù)器安全性

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)服務(wù)器端的安全性主要包括以下內(nèi)容：考試題目以及學(xué)生成績的加密；對服務(wù)器是否合法展開確認，避免假冒服務(wù)器等欺詐行為的發(fā)生；做好網(wǎng)絡(luò)站點病毒與口令攻擊，以及拒絕服務(wù)等攻擊行為的檢測與防范工作；利用合理、完善的應(yīng)用程序及邏輯來實行訪問控制，例如權(quán)限控制、時間控制等。

2.2.2系統(tǒng)客戶端安全性

系統(tǒng)客戶端的安全性主要包括對考生身份進行認證，以及保護試題、防范作弊這兩個方面。其中，考生身份認證指的是對考生是否是合法參考人員進行確認，以避免假冒代考行為的發(fā)生。在正式考試中應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，需確保環(huán)境的開放式。因而在此環(huán)境下，我們也可以采取人為的方式在分散的考場內(nèi)認證考生的身份。另外，針對考題保護，通常是利用具備只讀功能或無盤的工作站，考試結(jié)束后，不可保留任何考試題目；對于作弊的防范，則需采取特殊監(jiān)視設(shè)備，條件允許時，也可采取人為監(jiān)控的方式，從而確保考生能獨立完成各項考試[3]。

2.2.3系統(tǒng)通信安全性

在實際網(wǎng)絡(luò)考試過程中，數(shù)據(jù)的完整性、考題與答案的加密等為通信安全性的重要體現(xiàn)。當前，PKI安全體系在分散式的計算機網(wǎng)絡(luò)考試中得到了較為廣泛的應(yīng)用，且取得了理想的效果。

2.2.4系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)安全性

系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)安全性包括網(wǎng)關(guān)的認證以及數(shù)據(jù)包的控制兩方面。其中，進行網(wǎng)關(guān)認證的重要意義便是確保所有考生均能在合法考場內(nèi)開展所有的考試科目；數(shù)據(jù)包控制除了控制考場各個客戶端，避免它們之間進行通信外，還應(yīng)充分避免考場外的機器與考場內(nèi)部的計算機進行通信，導(dǎo)致考題泄露的發(fā)生。

3.遠程教育分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的安全方案

3.1視頻監(jiān)控技術(shù)

由于分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試缺乏現(xiàn)場監(jiān)考的老師，因此，為避免出現(xiàn)考生作弊的現(xiàn)象，就需要利用視頻技術(shù)開展遠程監(jiān)控操作。具體做法便是將答卷程序及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控程序以捆綁的形式安裝在用于考試的計算機上。在系統(tǒng)的服務(wù)器端，還需安排專門人員對考試的視頻情況進行認真查看，并做好錄像記錄工作。為實現(xiàn)這一監(jiān)控操作，參與考試的學(xué)生就需要有符合要求的標準攝像頭，除了對計算機的硬件提出了更高的要求外，還要求其網(wǎng)絡(luò)傳輸速度得到規(guī)定要求[4]。

3.2數(shù)據(jù)加密技術(shù)

部分遠程教育的分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試會存在一定的重要性，并且對保密安全工作也提出了非常高的要求。針對此種考試類型，我們就需要對傳輸數(shù)據(jù)的加密技術(shù)展開應(yīng)用。其中，對稱密鑰以及非對稱密鑰為兩種主要的加密技術(shù)。以下就這兩種加密技術(shù)的應(yīng)用及優(yōu)缺點展開進一步的探討。

3.2.1對稱密鑰加密技術(shù)

對稱密鑰加密技術(shù)在加密以及解密數(shù)據(jù)時，采用的密鑰是相同的，信息數(shù)據(jù)發(fā)送人員以及接收人員采用相同密鑰。其中，數(shù)據(jù)加密標準（也即DES）為對稱密鑰的典型計算方法。通常情況下，DES密鑰長度達到了56bit，應(yīng)用的是公開的加密算法，對密鑰的保密情況也直接決定了加密算法的保密性。對稱密鑰加密技術(shù)具有加密與解密的速度非常快、加密處理操作簡單等顯著優(yōu)勢，但存在管理密鑰較為困難的不足之處。

3.2.2非對稱密鑰加密技術(shù)

此種加密技術(shù)又被稱為公開密鑰加密技術(shù)，具有分別用在加密過程及解密中的公鑰及私鑰兩種密鑰，同時，通過相互推導(dǎo)的方式很難，甚至是不可能將這兩個密鑰解密出來的。其中，RAR為非對稱密鑰的典型計算方法，并且數(shù)論為這一加密技術(shù)中公鑰的密碼體制，其主要加密原理便是容易將兩個大的質(zhì)數(shù)乘積計算出來，但很難將一個大的合數(shù)成功分解成為兩個大的質(zhì)數(shù)。采用RSA展開加密及解密的運算表達式具體如下所示：

A=CB（mod H）

C=AD（mod H）

在上述計式子中，A表示的是明文，C表示的是密文，D表示的是加密密鑰，B表示的解密密鑰，H則為公鑰。其中，各數(shù)字之間存在0

其一，H為兩個大的質(zhì)數(shù)的乘積；

其二，H的歐拉數(shù)表達式，也即φ（H）=（X-1）×（Y-1），其中，X與Y分別為大的質(zhì)數(shù)；

其三，D與φ（H）互為質(zhì)數(shù)，也即gcd（D，φ（H））=1；

其四，B是D關(guān)于φ（H）的乘逆，其表達式為BD=1 mod（φ（H））。

相比于對稱密鑰加密技術(shù)，非對稱密鑰加密技術(shù)在分配密鑰以及安全管理方面，也更為簡便一些，并且容易通過數(shù)字語言展開論述；在進行信息傳遞過程中，不需要將密鑰在通信雙方間展開傳遞，也無需為其建立起保護通道。但此種技術(shù)的加密速度相比于對稱密鑰而言，要更慢一些。

3.3考試網(wǎng)關(guān)設(shè)計

為充分避免外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊內(nèi)部考試網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進而導(dǎo)致病毒感染或竊取數(shù)據(jù)等現(xiàn)象的發(fā)生，遠程教育中的分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)就應(yīng)當做好考試網(wǎng)關(guān)的設(shè)計工作，使其將進出數(shù)據(jù)包準確檢查出來，并通過對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行復(fù)制，從而有效分開受到信任以及不受信的主機及客機等。其中，考試網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)SSL安全通信的方法即為利用代理服務(wù)器，也即安全代理。采用安全代理可以同時為服務(wù)器端以及客戶端提供可靠服務(wù)。

在實際計算機網(wǎng)絡(luò)考試過程中，當考生的瀏覽器要與考試遠端服務(wù)器建立起安全的鏈接時，其首要操作便是向考試網(wǎng)關(guān)發(fā)出相應(yīng)的請求，隨后，客戶端與服務(wù)器端的安全代理共同建立其SSL的鏈接?？忌臑g覽器待建立好鏈接后，便會與遠端服務(wù)器相連接，它們之間即可通過安全代理轉(zhuǎn)發(fā)來完成數(shù)據(jù)的傳輸。其中，安全代理與瀏覽器之間通常采用40位以下弱加密或明碼的方式來對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密，而服務(wù)器與客戶端的安全代理之間則需采用高強度數(shù)據(jù)形式來對傳輸數(shù)進行加密處理[6]。

此外，服務(wù)器端的證書一般存放在服務(wù)器端的安全代理中，而經(jīng)SSL連接認證使用的客戶端證書存放地點便是客戶端的安全代理，對于考試服務(wù)器以及考生使用的瀏覽器等，未有證書存放其中?？紤]到考試網(wǎng)關(guān)為客戶端代理的安裝場所，因而每個位于考場內(nèi)的客戶端就需要至瀏覽器中設(shè)置好相應(yīng)的安全代理端口號以及服務(wù)器地址等。

4.結(jié)語

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫等現(xiàn)代化技術(shù)的飛速發(fā)展，分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，同時伴隨而來的是日益突出的網(wǎng)絡(luò)安全問題。在此種形勢下，我們就需要加大視頻監(jiān)控、數(shù)字時間戳、數(shù)據(jù)加密以及考試網(wǎng)關(guān)設(shè)計等多項安全技術(shù)的應(yīng)用力度，從而為計算機網(wǎng)絡(luò)考試的安全、公正進行提供有力保障。

（作者單位：四川文化藝術(shù)學(xué)院）

參考文獻：

[1]李華.遠程教育分散式計算機網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)安全方案[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報，2013，16（05）：9-10.

[2]朱小明，張弘，楊續(xù)業(yè).計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程考試系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[J].實驗技術(shù)與管理，2013，8（12）：663-664.

[3]蔣麗芳.基于Web的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)安全方案的分析與設(shè)計[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2012，16（11）：217-218.