劉一廷 鄭立琴
摘要:隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟快速發(fā)展,計算機技術和網(wǎng)絡技術行業(yè)獲得新的發(fā)展空間。網(wǎng)絡環(huán)境安全已經(jīng)是社會發(fā)展的重要保證。個人信息與商業(yè)信息、甚至是國家敏感信息與機密等,必然招致來自全球各行各業(yè)的攻擊(如信息盜取、信息泄密、數(shù)據(jù)修改、數(shù)據(jù)破壞及病毒入侵等),引發(fā)網(wǎng)絡安全人才緊缺?;诖?,從計算機網(wǎng)絡安全的基本知識著手,分析各網(wǎng)絡安全崗位的特點與其所需的特質(zhì),對專業(yè)課理論知識和實踐路線作分類與梳理,分析總結(jié)出指導初學者科學合理學習的方法,同時提出學習規(guī)劃與發(fā)展的方向性建議,就網(wǎng)絡安全的學習策略與職業(yè)規(guī)劃的關聯(lián)性進行簡要梳理探討。
關鍵詞:網(wǎng)絡安全;信息對抗;課程路線;學習方法;職業(yè)規(guī)劃
中圖分類號:TP393? ? ? 文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2022)19-0033-04
1 引言
隨著《網(wǎng)安法》的落地,越來越多的大眾全面深刻認識了網(wǎng)絡空間安全,對網(wǎng)絡空間安全的學習亦逐漸系統(tǒng)化。
當今計算機技術和網(wǎng)絡技術高速發(fā)展,人們對網(wǎng)絡空間安全問題更加重視與關注,侵害網(wǎng)絡安全的因素很多,如各種惡意軟件(病毒和木馬)。迫使網(wǎng)絡安全技術得以快速提升與發(fā)展,網(wǎng)絡安全人才需求大幅提高。
2 網(wǎng)絡空間安全學科課程,社會對人才需求,專業(yè)特色及要求情況
2.1 學科課程知識點要求及社會對人才需求狀況
網(wǎng)絡空間安全學院的網(wǎng)絡安全與信息對抗學生是電子信息通信計算類人才,國際化企業(yè)對此類人才素質(zhì)最基本的要求是有過硬的專業(yè)知識技能和出色的語言能力。許多進入華為、中興等有海外市場的電子信息類畢業(yè)生,不管是從事研發(fā)、測試還是從事產(chǎn)品服務,都需要掌握扎實的專業(yè)知識與技能,與海外本土員工的交流更離不開出色的語言能力[1] , 而在網(wǎng)絡空間安全領域需具有堅實的網(wǎng)絡信息的獲取、入侵檢測與應急響應、滲透測試、處理、防御及進攻等方面的基礎知識理論和工程實戰(zhàn)綜合技術能力,才能成為政府、公安、部隊、情報及企業(yè)等部門急需的高素質(zhì)網(wǎng)絡空間安全工程應用型人才。當代社會需要理論扎實,動手實踐能力強的大學生。
因此網(wǎng)絡空間安全學院本科生主干學科與課程較多:如網(wǎng)絡空間安全、計算機科學與技術、網(wǎng)絡空間安全導論、網(wǎng)絡攻防技術、高級語言與程序設計、計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)結(jié)構與算法、Python語言程序設計、大數(shù)據(jù)技術及應用、操作系統(tǒng)、安全數(shù)據(jù)庫、密碼學基礎、網(wǎng)絡安全編程、網(wǎng)絡安全法、移動終端安全、物聯(lián)網(wǎng)安全、惡意代碼檢測技術、Web安全實踐及滲透測試實踐等,以及電子信息工程與通信工程、數(shù)字電路與邏輯設計、電子科學與技術、數(shù)理基礎課程、微機原理與接口技術、電路分析基礎、模擬電子技術基礎、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、通信原理、通信對抗原理、嵌入式系統(tǒng)及安全、軟件無線電、FPGA設計、DSP設計、網(wǎng)絡攻防技術擴頻通信及計算機病毒檢測等。
上述科目多知識點繁雜, 外界對此新學科與行業(yè)不甚了解,基于此,給剛踏入校園的學子進行學習策略梳理,學生可在整體認知后,進一步確認后續(xù)專業(yè)科目的學習方向及適合自己的人生職業(yè)規(guī)劃,來擴展學習領域。
計算機網(wǎng)絡空間安全,從消費者的視角分析會著重關注用戶的敏感信息與公司商業(yè)信息,或技術信息在網(wǎng)絡上的安全,避免被竊取、篡改及偽造等;從網(wǎng)絡供應商的角度分析,除在網(wǎng)絡傳輸中信息防護安全外,還注重突發(fā)的自然災害、軍事打擊、黑客攻擊等對網(wǎng)絡設備硬件的破壞,以及在網(wǎng)絡傳輸中出現(xiàn)異常時怎樣快速恢復網(wǎng)絡傳輸通信的連續(xù)性。
本質(zhì)上計算機網(wǎng)絡安全是指:利用計算機網(wǎng)絡安全控制及技術安全保護[2],對計算機硬件保護、數(shù)據(jù)的保密性、完整性、可使用性、不因偶然和惡意的因素而受到破壞、篡改、偽造及泄漏等。而網(wǎng)絡安全亦是確保網(wǎng)絡系統(tǒng)連續(xù)可靠地正常運行及網(wǎng)絡服務正常有序。安全的核心是保障信息資產(chǎn)的完整性、可用性與保密性,大致分為網(wǎng)絡安全、終端安全及應用安全等。信息系統(tǒng)安全劃分為4個層次:設備安全、數(shù)據(jù)安全、內(nèi)容安全及行為安全等。
2018年全國網(wǎng)絡信息安全人才缺口已大于70萬,國內(nèi)3000所高校僅120所開設相關專業(yè),年培養(yǎng)1萬~2萬人,加上10~20家社會機構,全國每年相關人才輸送量約為3萬,距離70萬缺口差距達95%。此外,2020年網(wǎng)絡安全人才需求量直線增長,預計達140萬。2021年上半年,網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)人才需求總量較去年增長39.87%,安全研究、應急響應等崗位需求量很高,以下兩組數(shù)據(jù)充分顯現(xiàn)需求狀況,行業(yè)高薪的背后,是巨大的人才缺口。
圖1顯示網(wǎng)絡安全人員就業(yè)薪資分布情況。
工業(yè)和信息化部人才交流中心和網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心發(fā)布了《2021網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展報告》,顯示網(wǎng)絡安全行業(yè)的人才短缺分布方向:
2.2 網(wǎng)絡安全專業(yè)各門類的特點及要求的技能需求分類
目前互聯(lián)網(wǎng)、通信、新能源、房地產(chǎn)、金融證券及電子技術等行業(yè)迫切需要網(wǎng)絡安全人才,因為網(wǎng)絡安全的重要性,每一行業(yè)同時又催生出不同的需求方向,初學者可以根據(jù)自身的知識結(jié)構、能力特點及興趣來選擇學習工作方向。
網(wǎng)絡安全崗位有三大類可選:A研發(fā)類:網(wǎng)絡安全研究工程師、網(wǎng)絡安全設備開發(fā)及攻防安全研究員等。B安服類:安全服務工程師、滲透測試工程師、反病毒工程師、代碼審計工程師、風險評估分析師、網(wǎng)絡安全建設工程師及等保測評師等。C運維類:安全運維工程師、技術服務工程師等。
按技術門類分,網(wǎng)絡安全工作崗位有以下三類:A安全研發(fā),B安全研究:二進制方向,C安全研究:網(wǎng)絡滲透方向[4]。
網(wǎng)絡安全有不同的技術門類,學子們可依據(jù)各自的主攻的方向,進行系統(tǒng)性學習,并結(jié)合實戰(zhàn)學習網(wǎng)絡安全。注重老師教授的基礎學科與專業(yè)理論原理外,更重要的是還要自學實用的技巧性知識,把理論知識和實踐貫通起來,通過大量的實戰(zhàn)累積提升能力。下面按門類方向展開學習策略梳理。
安全研發(fā)方向:開發(fā)安全產(chǎn)品(如軟件+工具)用來檢測搜尋發(fā)現(xiàn)、防御、攻擊終端硬件(手機、桌面PC、NB及網(wǎng)絡設施等)及網(wǎng)絡方向等[4],相對安全研究二進制網(wǎng)絡滲透崗位,安全技術較淺更容易學成,分為防護(數(shù)據(jù)庫網(wǎng)關等)安全產(chǎn)品開發(fā)和攻擊(殺毒軟件等)的安全工具開發(fā)??山梃b如圖3總結(jié)的思維導圖來快速地學好安全研發(fā)技術。
安全研究二進制安全方向:研究二進制安全是安全技術研究領域兩方向中的分支。二進制安全需要漏洞挖掘分析、逆向安全開發(fā)及木馬病毒(或統(tǒng)稱為惡意程序)分析等工作[4],需要Linux內(nèi)核分析、調(diào)試與反調(diào)試、病毒識別處理等網(wǎng)絡安全技術, 如能掌握由Ring0-Ring3進入Ring-1層次那是更上一層樓。因為日常工作是分析處理二進制的數(shù)據(jù),技術難度系數(shù)和復雜程度更大,要求勤奮努力和更多天分才能應對挑戰(zhàn)??山梃b圖4的導圖更有效地學習。
安全研究網(wǎng)絡滲透方向:容易入門,掌握了部分基本技術,借用業(yè)界現(xiàn)有的工具可以攻擊手機、PC、NB、網(wǎng)站、服務器及內(nèi)網(wǎng)等[4]。
初學者要先掌握最簡單的基本知識,再去深造完善:掌握HTTP協(xié)議的工作機制→Web技術(含前、后端如何協(xié)同工作/瀏覽器如何工作/服務器如何處理一個HTTP請求/一個網(wǎng)站如何搭建等)→再學習使用一些Web漏洞掃描工具,學習網(wǎng)站漏洞的概念,建立“安全”概念。
網(wǎng)絡滲透的高階是成長為一個安全頂尖專家,在廣度上提升深度,深度上拓展廣度走實,專業(yè)上有更深的造詣,拓展自己的知識:從網(wǎng)絡硬件(網(wǎng)卡、中繼站、集線器、橋連接器、交換機及路由器等)、網(wǎng)絡TCP/IP協(xié)議、Web服務(Web、E-mail、file及database等)、至OS及攻擊方法手段等都需要懂得,涉獵比如二進制漏洞攻擊、逆向工程、木馬技術、內(nèi)核安全、移動安全及側(cè)信道攻擊等,成為多面手的IT技術專家。 初學者可參照下述匯總的思維線路進行。
3 掌握專業(yè)課程的理論與實踐相結(jié)合學習路線及學習方法
3.1 進行專業(yè)課程理論與實踐相結(jié)合的學習
第一步:計算機基礎理論的掌握
五大課程: 計算機網(wǎng)絡、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構、計算機組成原理、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫等。
第二步:編程能力培養(yǎng)
世界上有很多種編程語言, 當前排前10名的編程語言是JavaScript、Python、Java、PHP、HTML、C#、SQL、CSS、C++和R。每種語言有不同的優(yōu)勢,眾多編程語言其實是非常相似的。雖然編程語言語法不同,外觀不同,甚至功能完全不同,然而核心層面的相似程度高。幾乎所有的編程語言都會有分支、循環(huán)、調(diào)用方法或過程以及代碼組織方式等。有的甚至相似到精通一門語言后自然會了另一門語言。
網(wǎng)絡安全行業(yè)最好都能掌握以下三類語言:
Shell腳本:與Windows/Dos下的批處理相似,它使用了Linux/Unix下的命令,比Windows下的批處理更強大,效率更高于用其他編程程序編輯的程序。只需學會基本的Linux命令,學會編簡易Shell腳本,做一些簡易的編程。
C語言(C++可選):是現(xiàn)代編程語言的元祖,是面向過程的,廣泛應用于底層開發(fā),抽象化的通用語言。C語言能以簡易的方式進行編譯和處理低級存儲器,有跨平臺的特性。掌握C編程語言,結(jié)合學習數(shù)據(jù)結(jié)構、數(shù)據(jù)庫及操作系統(tǒng)等能更容易幫助初學者非常透徹領會內(nèi)存、算法及操作系統(tǒng)等IT知識。
Python 程序設計語言:語言簡單靈活,有龐大的外部庫,使用極方便,具有較高的開發(fā)效率;在網(wǎng)絡運維中借助其他模塊,提升運維的效率;可提供多種開發(fā)框架,可用Python代碼編寫運維腳本,提升網(wǎng)絡運維的自動化。Python具備靈活、簡單、強大功能及滿足腳本處理的優(yōu)勢等,因此被廣泛應用到運維領域中,在網(wǎng)絡運維過程中使用Python,能夠使網(wǎng)絡運維工作效率得到提高[6]。
C語言幫助學生們理解底層知識機制,Python能提升編程技能,且可大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡蜘蛛、自動化運維、人工智能及識別漏洞并發(fā)現(xiàn)如何解決該問題等,在網(wǎng)絡安全職業(yè)生涯中極具有優(yōu)勢。
第三步:安全技術基礎實踐
掌握上述的基礎理論知識,進一步接觸各方面的技術技能,對網(wǎng)絡安全技術例如:物理安全分析技術、網(wǎng)絡結(jié)構安全分析技術、系統(tǒng)安全分析技術、管理安全分析技術,及其他的安全服務和安全機制策略有基本的認知[7]。
掌控網(wǎng)絡信息安全技術重要的一點是要多實踐且不斷挑戰(zhàn)與探索,如: 網(wǎng)絡TCP/IP協(xié)議攻擊、網(wǎng)站服務器攻擊、Web 頁面安全、瀏覽器網(wǎng)絡安全和瀏覽器系統(tǒng)安全、漏洞bug攻擊、逆向破解(匯編指令→脫殼→修復程序→破解(算法))及防攻工具開發(fā)都去實戰(zhàn)摸索等,掌握各技術的基本流程步驟與應用,在實踐中獲得成就感的同時找到自己的優(yōu)勢、興趣和未來發(fā)展方向。
初始實踐是要從最基本的接網(wǎng)線、路由、網(wǎng)上截包及掃描漏洞等開始,再到高級一點的搭服務器,制定安全策略,分級權限等都需要摸索。
第四步:分方向發(fā)展
在安全技術基礎實踐中了解并判定自己的特長、優(yōu)勢及興趣方向(安全產(chǎn)品軟件工具開發(fā)/二進制安全研究方向涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核分析、調(diào)試與反調(diào)試、反病毒等技術/網(wǎng)絡滲透方向)等, 確認了發(fā)展方向并擁有了一定知識基礎后,可有目的地去各種講座、社群、網(wǎng)站及技術論壇等獵取技能、知識及技巧等,了解行業(yè)最新知識與發(fā)展趨勢。借鑒學習前人經(jīng)驗至關重要,提高學習效率亦是非常明智的選擇。創(chuàng)造條件多閱讀相關領域的英文文獻,了解前沿知識并尋找適合自己的方向。專注自己的目標領域并在此方向上不斷提升自己,將理論和技能進行應用和實踐,將成為某一個領域的行家。
3.2 學習方法
閱讀是課程學習核心根本的方式。首先是對安全技術的理論基礎作系統(tǒng)性全面的了解。
其次是明確學習網(wǎng)絡安全的目標方向,以目標為導向按目標重點課程知識合理分配時間與精力:每一門都是大學學習科目,其實用到安全上的只是一部分,畢竟人的精力是有限的。如果在暫時用得不多的課程內(nèi)容上花費了大量時間,學習效率必然低下,抓不到重點,甚至會打擊信心,導致實現(xiàn)目標的時間大大拉長。
網(wǎng)絡信息安全學習特別需要注重實踐,做技術需要非常多的實踐經(jīng)驗,動手實踐是學習成效的關鍵。
安全研發(fā)開發(fā)方向?qū)嵺`拓展訓練實施:需要多練習網(wǎng)絡安全系統(tǒng)碼,分析前輩的優(yōu)秀開源代碼能學習到實現(xiàn)強大特定模塊化的功能、嚴密的邏輯、提高寫代碼水平、提升抽象思維能力,閱讀代碼時粗略瀏覽它的運作流程整體性與模塊之間協(xié)作,再關注具體實現(xiàn)模塊化細節(jié)。
安全研究二進制方向?qū)嵺`拓展訓練實施: 首先,分析樣本,其過程用查殼工具、監(jiān)測工具及調(diào)試工具通過靜態(tài)分析信息和動態(tài)分析信息完成等。其次,實踐編寫EXP(漏洞利用)其漏洞挖掘,一般先用通用應用程序(挖掘)→發(fā)現(xiàn)漏洞(調(diào)試)→POC/EXP(編寫), POC/EXP是在漏洞挖掘后的最后一個環(huán)節(jié),與此同時可挑戰(zhàn)使用IDA、GDB逆向調(diào)試工具等。
安全研究網(wǎng)絡滲透方向?qū)嵺`拓展訓練實施:可用測試掃描器找免費開源的用于滲透測試的網(wǎng)站練手(掌握各種漏洞的檢測、漏洞利用方法及滲透步驟等)等,打奪旗賽,多參與一些網(wǎng)絡安全比賽,接近實戰(zhàn)的環(huán)境下鍛煉動手能力, 培養(yǎng)自己的科技實踐能力和創(chuàng)新意識。
最后強調(diào)下網(wǎng)絡安全必備的5個基礎的知識,如圖6。
4 結(jié)束語
根據(jù)安全規(guī)范、應用場景及技術實現(xiàn)等,網(wǎng)絡安全行業(yè)可以有很多分類,簡單分為網(wǎng)絡安全、Web安全、云安全、移動安全(手機等)、桌面安全(電腦)、主機安全(服務器)、工控安全、無線安全及數(shù)據(jù)安全等不同領域。
崗位劃分成:網(wǎng)絡安全運維、滲透測試、Web安全、逆向、安全開發(fā)、代碼審計及安全服務類崗位等。不同的崗位需要具備不同的技術技能。編程能力較好可以從事Web安全、逆向、代碼審計及安全開發(fā)等崗位。不喜愛代碼編程的人員適合從事安全運維、滲透測試、Web安全及網(wǎng)絡安全架構等工作。
在學校學習掌握理論基礎只是入行起點,要正式踏入網(wǎng)絡安全行業(yè)需要在大學及后階段花更多精力去努力學習更深更專業(yè)的技能與行業(yè)知識,參加相關的比賽來豐富實戰(zhàn)技能。必要時亦可參加滲透之類培訓。自身能力提升是最重要的一環(huán),提升的途徑與方式:數(shù)據(jù)顯示,絕大多數(shù)人員都會通過職業(yè)培訓來提升增強自己的實戰(zhàn)能力,占比高達73.89%,其次是工作單位內(nèi)部培訓(49.12%)和自學(46.46%)[8]。
不管學什么技術,選擇好后要不遺余力地走下去,堅持下去,細化目標,制定具體的學習內(nèi)容,才能學有所成,走上技術道路。
參考文獻:
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[5] 代碼熬夜敲.網(wǎng)絡安全的學習方向和路線是怎么樣的?[EB/OL].(2021-09-29)[2021-10-18].https://www.bilibili.com/read/cv13383009.
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[8] 中國信息安全評測中心,杭州安恒信息技術股份有限公司,獵聘網(wǎng).2018網(wǎng)絡安全人才發(fā)展白皮書 [R].“網(wǎng)絡安全人才培養(yǎng)”成都分論壇:中國信息安全測評中心,安恒信息,獵聘網(wǎng),2018.
收稿日期:2022-03-26
作者簡介:劉一廷(2001—),男,湖南湘潭人,學士,主要研究方向為網(wǎng)絡空間安全與信息對抗技術;鄭立琴(1968—),女,貴州遵義人,副教授,學士,主要研究方向為信息用戶教育、信息技術教育、雙創(chuàng)教育。