提高网络与信息安全编程能力的实践探索

杨忆+++宋万干+++陈虎+++孙梅

摘要：网络与信息安全编程能力是信息安全专业学生学习实践和以后求职就业的一项重要技能。通过激发兴趣、合理安排时间和进度、建立本科生导师制度及3+1校企合作培养模式等多种举措以提高学生的网络与信息安全编程能力。

关键词：课程置换；本科生导师制；3+1培养模式；校企合作

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）01-0126-02

2007年11月在武汉大学召开的“第一届中国信息安全与学科建设人才培养研讨会”上教育部信息安全专业指导委员会初步提交了“信息安全类专业指导性规范”。在该规范中，不仅制定了信息安全专业毕业生规格和信息安全专业知识体系，而且创造性地提出了信息安全专业实践能力体系，强调了信息安全专业毕业生应具备的实践能力[1]。网络与信息安全编程能力作为本科生培养方案中重要的技能之一格外应该重视。

在信息安全专业的实践教学中，除少数重点院校外，多数院校普遍存在学生网络与信息安全编程能力较弱的问题，相关网络与信息安全课程以课堂授课为主，学生难以很好地将所学的理论知识用于解决实际问题。当他们面临一个实际要解决的网络与信息安全编程问题时，不知道如何结合已有的理论知识去分析问题并编程解决问题，比如非对称加密算法RSA，简易扫描器和消息摘要算法MD5等学生在具体实现时面临较大困难。

另一方面，在“最难就业季“的大背景下，现在很多用人单位需要毕业生具有很强的网络与信息安全编程能力的“求”与高校毕业生的“供”就形成尖锐的矛盾，导致就业形势异常严峻。因此，解决这种矛盾已迫在眉睫。

结合我校教学实践的实际情况，从以下几个方面介绍我们在提高学生网络与信息安全编程能力方面做出的一些探索和尝试。

1以经典案例激发学生编程兴趣

兴趣是最好的老师，只有充分激发学生对网络与信息安全编程的兴趣，才能在整个培养过程中逐步引导和提升学生的网络与信息安全编程的能力。从教学过程发现，学生对安全工具的使用比理论学习的兴趣大，而编程实现某一安全工具或软件所带来的兴趣和成就感又高于简单机械地使用安全工具。笔者曾在“网络与信息安全概论”的课堂上演示了一个“盗取”U盘文件的小程序，当同学们发现一插上U盘，U盘里的所有文件被悄无声息地拷贝到计算机后，课堂气氛马上“炸开了锅”，同学们立即来了兴趣。于是笔者赶紧抓住这一时机，向学生提出几个问题：①如何实现“盗取“？②用到哪些专业知识与技巧？③你能不能编写一个这样的程序？④此程序如何躲过杀毒软件或防火墙的检测？通过这几个问题的一连串提出，引导学生思考，激发起兴趣。

另外，演示一些国内外经典黑客工具如流光、Advanced Office Password Recovery等，通过展示这些工具的强大的功能同样也能激发学生学习和编程创作的兴趣。

2 构建连贯的编程体系，使得提高网络与信息安全编程能力过程贯穿本科4年

网络与信息安全编程能力的提高，离不开对相关专业课程的系统学习，如网络基础、密码学基础、编程基础等课程[4]。所以梳理专业基础课程、专业核心课程、专业选修课程与编程课程的关系，合理安排进度，实现编程不“断线”显得尤为必要。为了保证学生编程能力培养的连续性，本校从大一到大三6个学期中每学期都有与编程相关的课程，表1是淮北师范大学计算机科学与技术学院信息安全专业2013年修订的本科人才培养方案的编程体系。

表1 信息安全专业连贯编程体系

[课程名称＼&学期＼&理论学时数＼&实验学时数＼&高级语言程序设计＼&1＼&54＼&36＼&面向对象程序设计＼&2＼&54＼&36＼&数据结构＼&3＼&64＼&36＼&信息论与编码技术＼&4＼&54＼&18＼&数据库原理＼&4＼&54＼&18＼&密码学基础＼&5＼&64＼&18＼&网络程序设计＼&5＼&36＼&18＼&入侵检测技术＼&6＼&48＼&18＼&防火墙技术＼&6＼&36＼&18＼&信息隐藏技术＼&6＼&48＼&18＼&]

3“以本科生导师为核心”组织学习兴趣小组，提供相关教材，给予指导方向

我校从第1届信息安全专业本科生开始建立本科生导师制度，从大二第一学期开始，学生可以结合学校的开放实验项目，由学生根据兴趣自主选题并书写项目申请书交实验室与设备管理处审批并给予经费支持[5]。以一个学期为一个周期，针对不同学生的兴趣和能力，指导老师给每位学生推荐参考书目指导学生完成网络与信息安全技术某一方面的编程。如笔者所指导的学生中成立两个方向的编程小组，一组对密码学的加解密算法感兴趣，推荐了《精通PKI网络安全认证技术与编程实现》，本书介绍了PKI应用开发常用的技术，包括OpenSSL开发、CrytoAPI开发、Java Security开发等，每个系列都是按照先原理、再讲解、再实战的方式进行，非常适合学生独立练习PKI编程。另外一组对防火墙感兴趣，推荐了朱雁辉，朱雁冰编写的《 Windows防火墙与网络封包截获技术》，陈卓，阮鸥，沈剑编写的《网络安全编程与实践》和刘文涛编写的《网络安全开发包详解》[3]。

通过这种以“本科生导师为核心”的组合，每学期结束进行验收时，学生能按时完成相应软件或工具的编制任务。学生普遍反映通过平时的安全编程训练实战，对理论知识的理解更加深入了，网络与信息安全编程能力在潜移默化中显著提高。

4 3+1培养模式，校企合作——课程置换、毕业论文（设计）双导师制

为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》精神，推动人才培养模式的改革，创新校企合作联合培养的人才机制，淮北师范大学以培养切合现代社会需要的计算机科学与技术专业应用型人才为目标，不断改革创新，改革人才培养模式体系和实践教学模式体系，通过多渠道，多途径提升学生的工程实践素养，培养计算机科学与技术、网络工程专业、信息安全专业学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力[2]。为了深化改革，淮北师范大学与安艾艾迪信息技术（上海）有限公司（以下简称NIIT）联合建立了国家级工程实践教育中心“淮北师范大学-NIIT（上海）工程实践教育中心”和安徽省省级工程实践教育中心：“淮北师范大学-NIIT（无锡）工程实践教育中心”。

2011年9月，淮北师范大学计算机科学与技术学院为培养学生动手实践能力和创新意识，从企业需求出发，为提高大学生就业能力，在教务处的大力支持下，从2008级大四学生中选派了84名学生赴NIIT（无锡）工程实践教育中心进行毕业实习。84名实习生按照个人意愿，分别选择参加了JAVA软件开发项目和.NET软件开发项目的工程实践实训项目。通过这种校企合作，联合培养的措施，大四学生在完成了前3年的本科教学内容，打下了坚实的学科基础，再经过这1年的采用企业化办公环境、企业管理、真实开发项目和开发流程等培养模式的训练，从技能、工作经验、职业素质三个方面入手，培养大学生的IT实战技术和真正的工作经验，使大学生在真实的工作环境中成长，为顺利就业、成为合格IT企业人才铺平道路。

2011年下半年，为了深化校企结合的新模式改革，支持工程实践教育中心的建设，淮北师范大学计算机科学与技术学院与NIIT（上海）签订了“课程置换协议”，将信息安全专业的部分选修课（限选课和任选课）与NIIT（上海）无锡中心的一些实践性强的工程项目开发课程进行置换；并签订了“毕业论文（设计）双导师制协议”，由学校和企业共同组建毕业论文（设计）指导团队，对每一位参加双导师制毕业论文（设计）指导的学生安排一位校内指导教师和一位企业指导教师，共同进行毕业论文（设计）的指导和评价工作。他们的毕业论文（设计）的指导也采用了双导师制的形式进行，毕业论文（设计）题目均为具有实际工程实践和项目开发背景的课题。毕业论文（设计）完成后，由淮北师范大学计算机科学与技术学院与NIIT（上海）无锡中心专家共同组成答辩委员会，对学生毕业论文（设计）进行答辩，24位同学中有11人达到优秀等次，其余均为良好，优良率均超过没有实行“双导师制”指导的学生。这24名送去NIIT（上海）无锡中心参加工程实践教育培训的学生100%就业成功，而且就业的企业都是较大的IT公司或软件开发公司，如：江苏航天信息有限公司、福瑞博德软件开发（无锡）有限公司、上海易远软件有限公司等。毕业生到岗后能够很快地进入角色，符合IT行业和软件公司对人才的需求。

5结束语

网络与信息安全编程能力是信息安全专业学生的一项重要的技术能力，本文只探讨了淮北师范大学目前在提高学生这方面能力进行的部分探索实践。除此以外，还有其他办法，如：参加信息安全竞赛，集中式课程设计，参与教师的科研项目等。在以后的探索和实践中，我们将与NIIT公司继续完善和优化出一整套的适合信息安全专业并能够提高学生网络与信息安全能力的课程置换体系。

参考文献：

[1] 《信息安全专业指导性专业规范》项目组.信息安全类专业的专业指导规范[EB/OL] （201l-04-12）[2012—08—10]. http：//ishare.iask.sina.tom.cn/f/17806091.htm1.

[2] 周世杰，秦志光，程红蓉. 信息安全专业实践教学体系初探[J].计算机教育，2007 （22）：156-158.

[3] 陈卓，阮鸥.信息安全人才编程能力的培养[J].计算机教育，2008（12）：27-30.

[4] 赵庆兰.信息安全专业学生安全编程能力的培养方法研究[C].中国通信学会青年工作委员会. 2010年亚太青年通信与技术学术会议论文集，2010，7.

[5] 杨忆，陈虎."信息安全"实验教学初探[C]//中国通信学会学术工作委员会. 第九届中国通信学会学术年会论文集.北京：北京邮电大学出版社，2012：506-508.