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“數(shù)字取證”課程實驗教學探索

2017-02-16 17:06:39戴丹
關鍵詞:啟發(fā)式教學實驗教學

摘 要:“數(shù)字取證”是一門綜合性與實踐性較強的學科,需要選擇適當?shù)慕虒W方法。文章針對數(shù)字取證課程實驗教學進行了探索,提出了使實驗結合啟發(fā)式教學的策略,旨在將理論教學和實踐更好地結合。

關鍵詞:數(shù)字取證;啟發(fā)式教學;實驗教學

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)02-0013-02

計算機和網絡在社會生活的各個領域的應用越來越普遍,與之相關的犯罪也越來越多。要打擊并遏制此類犯罪,執(zhí)法機關必須依照法律的要求獲取各種合法的證據。數(shù)字取證就是為打擊與計算機有關的犯罪提供證據的科學方法和手段,它的迅速發(fā)展使得對數(shù)字取證的專業(yè)人才的需求越來越迫切。國外十分重視數(shù)字取證的教學研究,比如麻省理工學院提供了信息系統(tǒng)安全認證研究生課程,加利福尼亞大學設置了計算機安全實驗室,同時開展了相關的技術研究[1]。目前,國內一些高校也開設了數(shù)字取證的相關課程,但對該課程的教學及相關建設都還在探索階段。

啟發(fā)式教學是一種先進的教學理念和方法,它提倡以學生為主體,充分調動學生的積極能動性。啟發(fā)式教學法應該與具體的教學實踐相結合,滲透在教學的各個環(huán)節(jié)中。數(shù)字取證是一門實踐性很強的學科,實驗教學是一個重要的環(huán)節(jié),對于數(shù)字取證技術人員而言尤為重要。因此,開展數(shù)字取證的實驗教學的研究具有重要意義。本文對“數(shù)字取證”啟發(fā)式教學中的實驗教學進行了探索。

一、啟發(fā)式教學的內涵

啟發(fā)式教學是指在教學過程中,以學生自主學習和合作討論為前提,在教師的啟發(fā)引導下,學生積極思維,質疑探究并解決實際問題的教學形式。在啟發(fā)式教學的具體實踐中,教師應激發(fā)學生的學習興趣,讓學生從被動接受教育變?yōu)橹鲃犹剿鲗W習。教師要為學生的學習創(chuàng)設合適的情境和氛圍,引導學生進行具體的操作,鼓勵學生大膽陳述自己的見解,把握討論的深度,再通過適當?shù)姆答伜驮u價建立學生的自信。

啟發(fā)式教學方法更符合教學規(guī)律,關于這一點已有很多人進行了大量的研究和證明。筆者通過自身的實踐過程和體會,把數(shù)字取證實驗中的啟發(fā)式教學方法與讀者分享,希望能引起共鳴。

二、“數(shù)字取證”課程建設的思考

數(shù)字取證是一門跨學科的綜合學科[2],同時涉及法學、司法鑒定、計算機科學、信息安全、社會工程學、心理學等多個學科領域,是多學科交叉融合形成的新型學

科。與數(shù)字取證相關的術語有計算機取證、電子取證、手機取證、網絡取證等等。這些術語之間的界定不是很清晰,各有側重,但取證的結果都是電子證據。電子證據具有脆弱易失性、不可靠性及表現(xiàn)形式多樣性等特點[3],若要將其作為法庭上的證據,必須采用科學的方法和嚴格的程序保證電子證據具有客觀性、關聯(lián)性、合法性以及證據連續(xù)性。“數(shù)字取證”課程的開設,強調理論與實踐并重,學生在學好理論課程的同時,應有較強的實踐動手能力。與傳統(tǒng)的物證技術相比, 數(shù)字取證無論是在法律依據上還是在技術上都需要解決大量的問題,因此,

需要在實驗教學中采取合適的方法。

(一)完善“數(shù)字取證”實驗教學體系

要做好“數(shù)字取證”的實驗教學工作,就需要構建一個合理的、科學的教學體系。“數(shù)字取證”的實驗內容主要包括電子證據(包括易失性數(shù)據)的確認、提取、保護、分析和歸檔等過程。通過該實驗課的基本訓練,學生不只加深理解和鞏固所學的理論知識,掌握常用的原理和實現(xiàn)方法,更要將理論基礎知識應用于實踐,切實掌握數(shù)字取證技術的基本技能和技巧,熟練使用常用的數(shù)字取證的工具,初步具備數(shù)字取證工作的能力。提升專業(yè)技能的應用的同時,通過分組實驗,加強學生的科學素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神,為培養(yǎng)更專業(yè)的數(shù)字取證技術人才奠定良好的基礎。

(二)營造數(shù)字取證的實驗環(huán)境

由于計算機犯罪中形式的多樣性,實驗室需要模擬各種與計算機有關的犯罪形式和信息數(shù)據,使學生在各種模擬的犯罪現(xiàn)場中能夠進行證據的提取和調查工作。因此,實驗室應該有幾十臺計算機以及路由器、交換機等網絡設備,并將這些設備構建出一個網絡,該網絡與互聯(lián)網相連。為了數(shù)據的獲取和備份,應該有一些大容量的移動硬盤和備份設備,備份設備應充分考慮驅動器的類型、容量以及專業(yè)要求。為了保證數(shù)字證據的連續(xù)性,還應該有專業(yè)的磁盤映像工具,該工具能實現(xiàn)位對位的磁盤映像并對磁盤映像文件產生內部校驗和錯誤日志。如果有條件,還可以購置一些專門用于數(shù)字取證的取證計算機和數(shù)字取證勘察箱或者是數(shù)字取證塔等硬件設備。

數(shù)字取證實驗室的軟件包括操作系統(tǒng)、應用軟件、取證工具軟件等三類軟件。操作系統(tǒng)應該安裝常用的Unix、Linux、Windows等,用來模擬犯罪環(huán)境。操作系統(tǒng)本身自帶了大量的軟件工具,其中有一些工具可以用來進行數(shù)字取證。應用軟件用來模擬產生犯罪現(xiàn)場中的數(shù)據和信息,比如常用的office辦公軟件可以模擬出各種

犯罪數(shù)據,如犯罪嫌疑人記錄的聯(lián)系人、資金賬單等。

取證軟件可以收集或分析有關數(shù)據,以便于發(fā)現(xiàn)與案件相關的信息。這些取證工具可以使用非專門的取證軟件,也可以使用為取證工作專門開發(fā)的專業(yè)軟件。非專門的取證軟件數(shù)量眾多,功能也不一樣。比如用于數(shù)據恢復的Easy Recovery、用于證據保全的MD5校驗工

具md5sum等等。

目前,全球廣泛使用的專業(yè)的數(shù)字取證的工具主要有:EnCase,F(xiàn)orensic Toolkit,WinHex以及TCT[4]。此外,國內一些研究人員、研究機構和企業(yè)也致力于研發(fā)專業(yè)的數(shù)字取證工具。如廈門美亞柏科公司的取證大師等。在實驗教學中,主要選擇了國內廣泛使用的Encase軟件進行具體的實踐。Encase軟件的主要功能包括建立案例、建立證據文件、數(shù)據保全、磁盤瀏覽、數(shù)據搜索、數(shù)據恢復、網頁及電子郵件搜索等,能自動提取及分析常見的數(shù)據。

三、“數(shù)字取證”實驗教學策略

經過幾年來對“數(shù)字取證”課程的講授,逐步探索對課程教學內容及教學方法的改革。加強教學內容的更新,適應數(shù)字取證技術的發(fā)展;同時,加強理論和實驗教學方式的創(chuàng)新,注重理論與實踐并重。

在“數(shù)字取證”課程的教學過程中,使用了啟發(fā)式教學。啟發(fā)式教學涉及“數(shù)字取證”教學過程的各個環(huán)節(jié),具體的方法也有很多[5]。在實驗教學中,我們主要通過以下幾個環(huán)節(jié)精心安排:設置場景、置問與引導、反饋與評價。

(一)設置場景

對于啟發(fā)式教學來說,通常要有一些好的問題對學生進行啟發(fā)引導,激發(fā)學生解決問題的動機和活力。但在實踐中找到好的問題并不容易。為了避免問題過于簡單、過于復雜或是偏離主題,我們精心準備了問題產生的實驗場景。在這些場景中,學生們分成很多小組,組內進行任務分工。一些學生扮演犯罪分子實施場景內的犯罪活動,另一些學生則扮演數(shù)字取證技術人員開展具體的調查取證工作。根據“數(shù)字取證”課程的教學要求和具體的學時數(shù),主要設置了三類場景。

1.保護案發(fā)現(xiàn)場場景。在此場景中,扮演犯罪分子的學生模擬出犯罪現(xiàn)場;扮演技術人員的學生需要進行現(xiàn)場的保護及現(xiàn)場必要證據的收集。包括物理證據的收集、軟件環(huán)境的保護、易失性數(shù)據的收集以及現(xiàn)場的計算機和外圍設備、網絡設備的封存等工作。

2.獲取證據場景。在該場景中,扮演犯罪分子的學生對模擬出的犯罪證據進行刪除、加密及清除等各種操作;扮演技術人員的學生要獲取真實的、具體的證據,同時應該保證數(shù)據的安全性和完整性。包括數(shù)據的恢復、數(shù)據的解密、數(shù)據的備份以及數(shù)據的保全等工作。

3.分析及記錄場景。在該場景中,給出了濫用公司資源、少女失蹤等等具體的案例。扮演犯罪分子的學生模擬出案例中的犯罪活動;扮演技術人員的學生對獲取的證據進行綜合分析,找到有用的、合法的證據并準確記錄歸檔。這里,讓學生對具體案例所涉及的計算機相關的證據進行提取、分析和決策,同時進行詳細記錄,據此完成最后的實驗報告[6]。

(二)置問與引導

置問是啟發(fā)式教學的一個重要目的。在具體的實驗中,先采用以教師置問為主的方式引導學生。同時,為了減輕教師置問對學生帶來的消極影響,激發(fā)學生的探疑解難的興趣,我們設計了上節(jié)提到的各種場景。為了讓學生在課上討論充分,通常提前幾天把場景的材料發(fā)放給學生,讓學生有充足的時間去熟悉案例,查閱相關資料。

在這些場景中,學生自由表達觀點、質疑探究問題,并通過個人、小組、集體和教師引導等多種形式的解難釋疑活動,用所學知識解決實際問題。在此過程中,教師可以走下講臺,根據學生實驗的實際情況有針對性地指導,實現(xiàn)師生互動。此外,小組實驗中,不同的學生承擔不同的角色,相互之間可以討論、互助,實現(xiàn)生生互動。

(三)反饋與評價

為了通過總結獲得更多的啟發(fā)。在學生實驗完成后,還要進行反饋與評價。教師請一些小組向全班學生講述自己的實驗過程、實驗結果以及體會。再由其他學生對此講述自己的意見和建議。最后教師對學生的實驗情況給出評講。在評講的過程中,要多以贊賞鼓勵為主,以指出下次努力的方向為輔。教師對學生取得的點滴進步的贊揚會很好地激發(fā)學生的自我認同感,提升其自信心。

數(shù)字取證科學是一個比較新的領域,其綜合性和實踐性都比較強,需要結合不斷出現(xiàn)的各種新問題及新技術來不斷地完善其教學體系。在進行“數(shù)字取證”教學的探索研究的過程中,應做好實驗課程的建設。本文探討了數(shù)字取證的實驗環(huán)境的建設并從啟發(fā)式教學的角度闡述了“數(shù)字取證”課程的實驗教學的一些探索。

參考文獻:

[1]李念.計算機取證教學體系研究[J].遼寧行政學院學 報,2007,(11).

[2]丁麗萍.對公安院校開設計算機取證課程的思考[J].北 京人民警察學院學報,2005,(2).

[3]王群,李馥娟.計算機取證技術實驗室建設[J].實驗室 研究與探索,2013,(10).

[4]翟皓,昊石文,昌梁彬等.基于TCT的取證工具適應性問 題及其解決方法研究[J].計算機應用與軟件,2012,(11).

[5]戴丹.啟發(fā)式教學在計算機取證教學中的應用[J].現(xiàn)代 計算機,2012,(12).

[6]宋秀麗,陳龍,鄧紅耀.計算機取證課程實驗教學探討 [J].實驗室研究與探討,2007,(6).

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