网络安全技术及其在校园网中的应用研究

贾万祥

（万博科技职业学院智能信息学院，安徽 合肥 230000）

校园网不仅为学校各项工作的开展提供了便利，还推动了教育活动向现代化和信息化迈进。然而，随着科学技术的迅猛发展，校园网络安全问题也愈加严峻，不断增长的网络安全问题对校园网络构成了较大威胁，直接影响着师生的权益以及学校的利益。在此背景下，如何加强校园网络安全建设，已经成为我国教育领域迫切需要解决的核心问题。

1 网络安全技术及其原理

1.1 防火墙技术

防火墙技术作为网络安全的基础组成部分，旨在建立网络边界的防护屏障，有效隔离内外部网络流量，防范未经授权的访问和恶意攻击。防火墙技术的核心原理是基于访问控制列表（ACL），根据事先设定的规则对数据包进行检查和过滤，判断是否允许其通过网络边界，这些规则可基于源IP 地址、目标IP 地址、端口号、协议类型等多种因素进行定制。现代防火墙技术不再局限于传统的包过滤，还包括状态检测、深度包检查、应用层代理等高级功能[1]。状态检测允许防火墙跟踪网络连接状态，识别已建立的合法连接并阻止未经授权的连接。深度包检查允许防火墙分析数据包的内容，以检测潜在的威胁和攻击，例如恶意代码或漏洞利用等问题。应用层代理则通过代理服务器中转客户端与服务器之间的通信，有效隔离了内外部网络，提供了更严格的安全控制（如图1）。

图1 网络防火墙技术原理

1.2 入侵检测技术

入侵检测技术是网络安全领域的重要组成部分，主要通过监测网络流量和系统活动，识别出可能的恶意入侵行为，这种技术基于事先定义的规则或模型，分析实时数据以寻找异常模式。入侵检测系统（IDS）分为两类：基于签名的IDS 和基于行为的IDS。基于签名的IDS 依赖于已知攻击的特征，对流量进行匹配以发现相似模式，而基于行为的IDS 关注系统和用户的正常行为，当出现异常活动时发出警报[2]。入侵检测技术能够提早发现恶意行为，防止攻击者在网络中长时间滞留，从而减少潜在的损害。然而，它也可能会产生误报警告或错过新型攻击，需要不断的维护和更新来保持准确性。在校园网络中，入侵检测技术可以加强对异常行为的监控，及时发现并应对可能的入侵活动，从而提高网络的安全性和可靠性。

1.3 加密通信技术

加密通信技术是网络安全的重要支柱，旨在通过对数据进行加密处理，保障信息在传输过程中的机密性和完整性，这种技术使用密码学算法将原始数据转化为密文，只有合法的接收方才能解密还原出原始信息。加密通信技术通常分为对称加密和非对称加密两种模式：对称加密使用相同的密钥进行加解密，效率高但密钥管理较复杂；非对称加密使用一对密钥，公钥加密私钥解密，安全性较高但速度较慢。在校园网络中，加密通信技术可以有效地防止敏感数据在传输过程中被窃取或篡改，保护用户的隐私和机密信息[3]。无论是在线交流、文件传输还是网上购物等，加密通信都能为学校和用户提供一个安全的网络环境。然而，加密通信也需要注意密钥的安全管理和算法的选择，以保证整个通信过程的安全性。

2 校园网建设中存在的安全隐患问题

2.1 未经授权的访问

在校园网建设中，未经授权的访问是一项严重的安全隐患。学校内部网络通常拥有多个用户群体，包括学生、教职员工以及访客等，由于网络资源的开放性，可能存在学生或员工冒用他人身份或者通过绕过认证手段进入受限资源的情况。此外，访客可能在访问校园网络时未经允许地访问内部资源，从而危及网络的安全性，这种情况会导致诸多问题，包括机密信息的泄露、非法获取敏感数据、滥用网络资源以及干扰网络正常运行。为了防止发生此种隐患问题，学校可以采取一系列措施，如强化身份认证机制，实施多因素认证，限制特定用户访问敏感数据等。此外，持续的网络监控和日志记录可以帮助及时发现并阻止未经授权的访问行为。增强用户的网络安全意识也至关重要，可以通过培训提高用户的网络安全意识，以减少误操作或蓄意绕过安全防控的行为。

2.2 恶意软件和病毒入侵

校园网面临着来自恶意软件和病毒的持续威胁，这些恶意程序可能在学生和员工的计算机上传播，造成严重的安全问题。恶意软件包括病毒、蠕虫、木马、间谍软件等，它们可以通过下载附件、点击链接或不安全的网站传播，从而感染受害者的计算机系统，可能导致用户数据泄露、系统崩溃、网络中断以及个人隐私的侵犯。为了应对这一问题，学校应该建立强大的反病毒和恶意软件系统，及时更新病毒库以识别最新的威胁。此外，用户教育也至关重要，学生和员工应当了解如何识别恶意链接、不随意下载文件，以及避免点击可疑广告等。网络监控和实时检测也是重要的防范手段，能够在感染发生时快速采取行动。综合使用防火墙、入侵检测系统和安全更新等措施，可以帮助学校有效地减少恶意软件和病毒入侵的风险，确保校园网络的健康运行。

2.3 网络系统程序的安全风险

在校园网建设中，网络系统程序存在着一系列安全风险，可能引发严重后果，这些风险包括未修复的漏洞，可能为黑客提供入侵机会；不安全的身份验证方式，可能被攻击者滥用；敏感信息泄露，可能损害用户隐私；错误的配置，可能导致系统易受攻击；未授权访问，可能暴露重要资源；恶意代码注入，可能破坏数据完整性；软件供应链攻击，可能借助第三方漏洞侵入系统；缺乏日志和监控，可能使攻击难以追踪。综合这些风险，学校应采取综合的安全措施，包括漏洞修复、强化认证、加密保护、安全配置、访问控制、输入验证、供应链审查以及完善的监控和日志记录，以确保网络系统程序不受恶意行为的侵害，维护校园网络的稳定与安全。

2.4 网络中心机房管理问题

网络中心机房的管理问题包括多个方面：物理访问控制不足可能导致未经授权的人员进入，危及设备和数据安全；设备丢失和盗窃威胁着网络服务的连续性；不稳定的电力供应和恶劣的环境条件可能引发硬件故障和数据损失；未加密的数据线路容易遭到窃听和截取，造成信息泄露；未授权的设备连接可能引发网络干扰和安全漏洞；缺乏完备的监控和报警系统可能导致对问题的未及时察觉；而不足的数据备份和恢复策略可能在数据丢失时无法有效恢复。上述这些问题会对网络中心机房的稳定性、设备安全和数据完整性产生较大影响，需要采取综合措施来解决这些管理问题。

3 网络安全技术在校园网中的应用研究

3.1 设置防火墙

在应对校园网存在的未经授权访问问题时，设置防火墙是一项关键的技术手段。防火墙作为网络的守护者，可以通过包过滤、状态检测和深度包检查等技术，对数据流量进行监控和过滤，从而有效限制不合法的访问。数据显示，实施防火墙技术可以显著降低校园网络遭受未经授权访问的风险。根据最新的安全报告，未经防火墙保护的网络在遭受恶意入侵时风险增加了近60%。通过合理配置防火墙规则，可以根据源IP 地址、目标端口、协议类型等因素精确控制入站和出站流量，阻止未经授权的用户进入内部网络。此外，防火墙还能检测异常活动并触发报警，进一步增强了网络的安全性。例如，若有用户试图多次尝试使用无效凭据访问系统，防火墙可以自动禁止该IP 地址的访问，从而防范密码猜测攻击。总之，设置防火墙是在校园网中应对未经授权访问问题的关键措施之一，通过合理配置防火墙规则和不断升级防护策略，学校可以显著提高校园网络的安全性，保护用户数据和隐私免受恶意入侵的威胁。

3.2 检测网络入侵行为

入侵检测系统（IDS）基于复杂的算法和规则，实时监测网络流量和系统活动，以识别可能的异常行为和入侵尝试。这项技术的应用可以快速检测潜在威胁，从而采取适当的反应措施。在具体实践中，入侵检测系统使用了多种技术手段，如基于签名的检测和基于行为的检测。基于签名的检测比对已知攻击特征，适用于已知攻击的识别；而基于行为的检测则关注系统和用户的正常行为，当出现异常时发出警报。此外，机器学习和人工智能技术的引入，也赋予了入侵检测更高的准确性和自适应能力。定期检测网络入侵行为有助于及早发现并阻止潜在的攻击，从而降低网络风险[4]。例如，当入侵检测系统监测到大量来自特定IP地址的异常流量，可能表明遭受了分布式拒绝服务（DDoS）攻击，系统可以自动采取措施封锁这些IP地址，确保网络正常运行（如图2）。

图2 网络入侵检测系统

3.3 建立蜜罐系统

蜜罐系统是一种模拟的虚拟环境，能够吸引攻击者，将他们的注意力从真正的目标转移，以便安全团队可以监测并分析攻击行为。蜜罐系统的建立不仅可以诱使攻击者暴露其攻击手段，还可以收集攻击数据用于后续分析。在实际应用中，蜜罐系统分为低交互和高交互两种类型：低交互蜜罐通过模拟弱点和服务来吸引攻击，不涉及真实系统的访问，而高交互蜜罐则模拟了更多的系统功能，与攻击者的互动更为复杂，可以获取更多详细的攻击行为信息。据安全专家的数据分析，建立蜜罐系统可以帮助安全团队更好地理解攻击者的行为，发现新型攻击技术和漏洞利用。一项最近的研究表明，在建立蜜罐系统后，攻击事件的检测率提高了近40%。蜜罐系统不仅仅可以用于检测和分析攻击，还可以提供即时的警报，使安全团队能够快速响应并采取措施来应对攻击。然而，蜜罐系统的建立和维护需要高度的技术专业性，从合理设计蜜罐结构，到模拟真实的攻击场景，再到分析和利用攻击数据，都需要丰富的经验和深刻的安全洞察力。此外，蜜罐系统也可能成为攻击者的攻击目标，需要综合考虑风险与效益。

3.4 设置VPN服务器

VPN服务器作为网络安全的关键组成部分之一，为校园网的安全性和稳定性提供了有效保障[5]。VPN（虚拟私人网络）通过加密通信和隧道技术，在公共网络上建立起一条安全的通信通道，能够有效防范各类网络攻击和窃听行为，保护用户数据和隐私不被泄露。在校园网中，设置VPN 服务器可以发挥以下作用：1）加密通信保障隐私：学生、教职工等校园网络用户频繁进行敏感信息传输，如登录凭证、个人信息等，这些信息一旦遭到恶意拦截，可能导致信息泄露、身份盗窃等问题。通过设置VPN服务器，所有传输的数据都会被加密，确保敏感信息在传输过程中不被窃取。2）绕过网络封锁：在一些情况下，校园网络可能会存在限制，阻止访问特定网站或服务。通过连接到VPN服务器，用户可以绕过这些限制，访问受限网站，从而丰富了校园网络使用体验。3）远程访问资源：学生和教职工可能需要在校外访问校园内部资源，如课程资料、学术数据库等。VPN服务器可以提供安全的远程访问通道，使用户能够在任何地点都能够安全地获取校园内部资源。4）防范恶意攻击：校园网络常常成为各类恶意攻击的目标，如DDoS攻击、恶意软件传播等，通过VPN服务器，可以分流流量，分散攻击的影响，提高校园网络的抵御能力。

4 结束语

综上所述，网络安全技术能够应对各类网络威胁和攻击，防火墙通过监控和过滤网络流量，保护网络免受未经授权的访问和恶意流量的侵害，入侵检测系统能够实时监测网络活动，识别异常行为并发出警报，有助于及早发现并应对潜在的入侵。加密通信技术通过对数据进行加密处理，确保敏感信息在传输过程中不被窃取或篡改，这些技术在校园网络中的应用可以有效地提升网络的安全性和稳定性，保障用户的隐私和数据安全。