建设企业网站的模式,网站首页添加浮动飘窗,爱狼戈网站建设,如何做一个网站摘 要
随着云计算、物联网、电子商务、企业信息化等的飞速发展#xff0c;以及智能终端和各种检测、感应设备的普及和建设#xff0c;全球逐渐进入信息化、网络化#xff0c;由此产生了指数爆炸般的数据增长#xff0c;一个大规模生产、分享和应用的数据的时代正在开启以及智能终端和各种检测、感应设备的普及和建设全球逐渐进入信息化、网络化由此产生了指数爆炸般的数据增长一个大规模生产、分享和应用的数据的时代正在开启大数据的时代已经到。自跨入21世纪以来由于在大数据的网络环境下在线考试安全变得尤为重要虽然计算机技术对我们国家的教育教学产生了非常深远的影响但是考试在我国来说还是最为主要的教育成果评判标准。虽然在线考试系统为我们的考试进行提供了很大的便利但随着网络环境的不断更新与进步网络上所产生的问题也在一件件的困扰着我们在线考试能够安全有效的进行下去而本文则是研究在新的大数据环境下的在线考试安全策略致力于解决在线考试过程中各种安全问题。
关键词大数据;在线考试;安全策略
Abstract With cloud computing, Internet of things, the rapid development of e-commerce, enterprise information, etc, and the popularity of intelligent terminal and various detection, sensing devices and construction, and gradually into the global informatization and networking, creating index data of explosive growth, an era of mass production, sharing and application of the data is open, the era of big data has to. Since the beginning of the 21st century, due to the network environment of big data, the safety of online examination has become particularly important. Although the computer technology has had a very far-reaching impact on our country’s education and teaching, the examination is still the most important evaluation standard of educational achievements in China. Even though online exam system provides great convenience for our exam, but along with the continuous renewal of network environment and progress, the problem of network in one of plague us online examination to safe and effective, and this article is research under the environment of the new big data online exam security policy, is committed to solve the problem of all kinds of security in the process of online examination.
Keywords: big data;online examination;the security policy
目录
摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1研究背景及其意义 1 1.2大数据环境下在线考试系统数据安全现状 2 1.3本文主要研究内容 3 第2章 数据保护关键技术研究 4 2.1 部分加密理论与技术简介 4 2.1.1 分组加密算法 4 2.1.2 多媒体数据动态加密 4 2.1.3 分块加密 5 2.2 加密数据分析与选择 5 2.3 数据库安全策略设计 5 2.3.1身份验证 6 2.3.2访问控制 6 2.3.3数据库备份与恢复 6 2.3.4数据库加密 6 第3章 大数据环境下在线考试系统的安全风险 8 3.1 Web服务器的安全风险 8 3.2 数据服务器的安全风险 8 3.3 在线考试过程中的安全风险 8 第4章 大数据环境下在线考试系统的安全设计 10 4.1 Web服务器的安全性 10 4.2 数据库服务器安全 10 4.3 在线考试过程的安全 10 结 语 12 参考文献 13 致 谢 14
第1章绪论
1.1研究背景及其意义 随着21世纪网络大数据时代的脚步越来越快计算机网络技术在教育教学的各方面所带来的意义更加深远如今在互联网影响下教育体制不断改革但从古至今的考试仍是中国最传统最重要的判断教育成果的手段。 现如今在大数据这个网络大环境下学校和社会上的很多教育机构已经普及了在线考试系统因为传统的考试方式需要消耗大量的人力物力财力伴随着周期长的问题投入的资源占比也比较大而且没有网络在线考试方便且省资源但是在线考试系统虽然给我们带来了这么大的便利的同时也存在着很大的风险所以本文选择研究大数据的大环境下在线考试系统安全策略研究主要目的和意义如下 在大数据环境的冲击下每天的数据流通量是如此的巨大在这种前提情况下我们的在线考试系统的加密方式还有加密的算法比较单一对于专业的网络工程师来说单一的加密算法太过于简单为了更有效的去保护在线考试系统的数据库本文将提出一种混合加密的方案使得数据库更加安全 最终实现考试的最高公平。 在线考试多是明文传输。目前的考试系统大部分是集中式考试多是在局域网环境下的考试在大数据的环境下这些考试系统在考试过程中大多是不加任何的保护措施直接进行明文传输恰恰是这一点很容易被那些有心的专业人士从中利用其漏洞去截取、更改、伪造数据然后再传输到服务器中更有甚者被第三方恶意篡改数据这都会给在线考试过程中的安全性带来很大的风险。 在线考试系统中的数据库常常没有任何的保护措施因为现有的在线考试系统只强调了考试的便捷性、高效性和实时性在很大的程度上节省了人力物力财力为考试的进行节约了很大的资源但是在考试系统中用来存放考生的试卷和成绩的数据库却是不加防范的放在计算机内可以这么说在大数据的环境下有相关的计算专业的高手考生很容易进入数据库进行篡改数据并伪造试卷和成绩这就很严重的威胁到考试的公平性。 真正实现教育与考试分离创造一个公平开放的考试环境。在大数据环境下互联网建起在线考试的平台后台服务器作为数据库的承载来存储在线考试所需要的试题并在考试开始之后进行计时如果考生在规定时间内没有完成试题服务器的终端系统也会将考生的试题内容进行自动上传并通过服务器转存到数据库中。利用互联网平台分发考试题给学生考生可以随机得到难度近似的题在传统的纸质化考试中肯定无法实现。将数据库中的题库进行不断的完善考试的结果也就变得更加公平和权威学生作弊的可能性降到了最低而且考完试之后考生能看到自己做题的情况如同驾照考试科目一一样随时能看到自己的错误题目并对错误题目进行错题学习提前看到自己考试的结果也能看到自己的掌握情况同时也为教师省去了大量的阅卷时间并为教育考试的进行加快脚步提高教育考试的整体进度提高了人才选拔的效率在线考试系统的使用无疑加快了教育事业整体的进步。 为了保障在线考试参与者各司其职能够安全高效便利的完成整个考试过程必须保障在线考试的参与者具有边界清晰的权限各自具有相应的数据访问权限互不干涉以减少的错误的发生。保证在线考试的数据库安全维护考生考试的安全数据保障考试的安全性为首要任务防止第三方人员进行恶意截取、更改和伪造考试数据维护考试的公平公正性。 1.2大数据环境下在线考试系统数据安全现状 随着互联网技术在大数据环境中的蓬勃发展互联网技术已经在各个方面渗透到人们的日常生活中教育的渗透性相当深远。进入21世纪后计算机网络技术对教育教学的各个方面产生了深远的影响。作为检测教育成果最重要的手段仍是考试应该说目前学校和社会考试的相当一部分都采用了在线考试制度。因为传统的考试不仅是长期的而且还是昂贵的人力和物力资源。大数据时代下人们能享受着互联网给我们带来的各种便利但高速发展的信息化时代也带来了更多的安全风险。以前的大部分研究都集中在在线测试系统的设计和实现上并没有注意安全问题。 本文选择此主题的原因是为了研究在线测试系统中的安全策略。 基于网络建立应用大数据的考试系统不仅可以降低各类考试的成本而且有助于挖掘考试数据背后的重要信息 为考试管理决策和选拔人才提供科学的依据本文在大数据技术的支撑下探讨在线考试系统安全中的数据库安全策略问题。 在线考试系统需要一个强大的数据库作为支撑并且数据库的安全性能正是在数据库系统安全整体中的一个非常重要的组成部分。 外国在这方面有很大的优势并取得了更多的成果。电气和电子工程师协会于1980年召开计算机安全会议国际信息处理委员会IFIP成立于1987年。成立之后国际信息处理委员会都会举办安全年会来加进安全系统研究进度。 在大数据环境的刺激下研究人员通过不同的手段和策略来加强数据库的安全性能。有两种主要方法被广泛用于提高数据库安全性。 如 Trusted Oracle Informix- online Secure Trusted Sybase SQL Server和国内的 Cobase V2.0安全版本等二是从现在的数据库着手并通过在线考试平台的实际应用中的优势劣势去开发不同的保护手段及其策略。 大数据环境下的在线考试系统的数据库安全策略的研究方面中国较其他国家只在一些信息安全和密码学的研究占据一定的席位但是策略的研究不够深入和明白。将其应用于数据库加密的技术已经成熟。 中间件的使用让数据动态存储和信息的安全查询与使用变得更加安全有效率 但是我们国家仍存在商业泄密并且十分严重情况不容乐观所以更应该努力去研究数据库的安全性能 并在不断的应用中寻找优势和劣势。 1.3本文主要研究内容 大数据环境下对在线考试系统的数据库中的敏感数据进行研究才是重中之重。互联网在线考试系统的广泛使用已经深入的影响了我们的教育事业。 但是在线测试系统仍存在一些问题和不足。随着研究脚步的前进数据库安全研究人员或多或少的提出了一下在线考试系统的安全策略方案并从数据库的不断使用中也逐渐研发出了对于部分敏感数据进行保护的策略方法。 它涉及很多知识但仍然存在一些缺点。本文首先对这些在线测试系统进行了详细的总结和分析并对其优缺点进行了评估。不同种在线考试系统需要对不同数据库进行敏感数据的安全保护策略并在数据库实际应用的基础上去开发不同的数据加密技术并一次次的去实践将安全策略和敏感数据加密技术合二为一最终获得在线考试系统的敏感数据的数据加密方案。 只有更好地保护在线测试系统才能更好地享受到便利性和效率。在线考试系统中的敏感数据的全方位保护应该着重去解决下列问题 (1)针对不同角色能够分配边界清楚的权限如成绩数据库只有某一层级以上的管理员才能访问等; (2)保证数据库有中间数据加密的手段进行防护例如防止远程连接的防火墙等 (3)在线考试系统中的客户端和数据库终端始终都有加密的数据传输并不断更新加密技术。
第2章 数据保护关键技术研究
当今数据信息安全方面仍受到在数据环境下的网络的众多安全威胁将数据进行加密处理还是一种非常有效的保护方式然而现在的数据加密的保护方式仍处于效率很低的模式即要么采用数据加密对所有的数据进行加密处理要么对部分关键数据进行更好的数据加密保护。然而不同设备的计算速度和设备本身的问题在各方面都有特别大的差距把全部数据的内容进行加密所带来的成本是巨大的。而很多数据信息本身却需要不同程度的数据加密保护因此在大数据互联网的大环境下对于部分数据加密技术进行研究就显得格外重要。 众所周知相较于文本数据多媒体数据在处理和存储方面的消耗更大。在线考试系统虽然不存在计算能力和电源供给的问题但是难免涉及多媒体数据这样对整个多媒体文件的加解密过程就比较消耗资源也比较消耗时间所以研究数据部分加密对在线考试系统来说也是十分必要的。 2.1 部分加密理论与技术简介 2.1.1 分组加密算法 分组加密算法的应用是将数据分成固定长度然后进行分组并且加密算法的长度也是一个固定长度的分组的长度并且在线考试系统在不同种应用下是不同的数据加密方式的因此数据包的加密方式也就因地制宜 在实现过程中用于分组加密算法的两种常见实现技术是混淆和扩散。混淆主要是将密文和密钥关系的复杂性的程度加深让其对密钥计算的时候变得相当困难。这使得在罪犯获得密文的某些特征之后不可能计算密钥。 扩散与混淆相似但不同。而不是使密文和密钥的关闭复杂化以便明文中的每个字节相互交互。 2.1.2 多媒体数据动态加密 多媒体的选择加密也称为部分加密该技术的目标是将加密与多媒体编码解码过程融为一体而不是加密全部的多媒体数据按照一定比例进行加密并且是对多媒体解码影响大和带有丰富关键数据的信息这样就可以做到减小系统的处理强度。经过这么多年来的研究多媒体数据动态加密已经被许多国际标准所采纳但是其相关技术和理论还是不尽完善还需要进一步的研究。 MPEG选择性加密算法必须考虑编码过程来选择最敏感的加密部分。加密算法适用视频数据的曾分加密方式即对视频数据使用比较传统的加密方法。为了加密不同的数据数据层该算法称为MSE算法。还可以使用密文进行反馈加密以达到增强密码系统安全强度的目的。 2.1.3 分块加密 最基本的分块加密方法是基于MPEG的IPB帧结构的就是仅仅加密其中的帧结构称这类算法无MPE算法。但是由于帧之间的相关性和P帧、B帧中存在着没有加密的I块所以仅仅对I帧加密是无法达到其提高数据安全性的目标所以又将其改进新的方法是算法产生一种新的MPEG流这种新型的算法被称为SECMPEG该种方法可以吧选择性加密和附加头信息更好的结合在一起并能在传统加密方法的基础上实现四个级别的安全性可以加密所有的格式头的信息可以加密DCT的DC系数和比较低层次的AC系数可以加密I帧、P帧以及B帧中所有的I块可以加密所有的数据。由此可见这四个级别的安全程度由低到高逐级递增但是其不能与标准的MPEG相兼容。 2.2 加密数据分析与选择 在数据研究的数据选择过程中选择性加密技术都会以某一种或者多种相对特定格式的数据进行研究基本上也是从数据编码压缩过程去入手的。多媒体数据在编码过程中涉及多个参数例如有P帧数据I帧数据还有DCT系数还有在编码处理过程的的许多参数等等。 研究参数并且把实验中得到的参数加以分析从中找到对编码过程中影响十分突出的部分参数 这些参数经过加密逐步减少数据加密量逐步提高数据加密效果。 部分加密技术沿袭着多媒体动态数据加密技术的研究也同样是拿被加密的数据进行分析并且以此为加密技术的研究基础。随着硬件技术的发展网络中有线和无线通信的带宽大大提高存储设备的存储容量也在不断增加。因此没有特别需要增加压缩比以实现用于加密目的的有损压缩。 在实际的应用中要根据不同客户对不同数据的需求需要去使用没有经过压缩编码的最原始的数据。 而这些最原始的数据既不经过非常特殊的压缩编码 也没有很复杂的编码格式因为从里面既得不到重要的参数来使用研究过程中对多媒体动态加密方法来对类似的数据进行数据加密 也因为这类数据没有特殊的压缩编码与经过压缩编码的数据相比数据长度也就多余后者的数据长度的几倍之多。在大数据环境下对数据的研究和分析并加以利用然后再使用过程中比较不同部分的重要性一次次的实践才能使得部分加密技术更加完善。 2.3 数据库安全策略设计 数据库的安全包含两层含义第一层是系统运行安全例如网络黑客通过网络、局域网等途径去入侵个人电脑或者大型服务器并通过超负荷的运行算法让机器的cpu过度运转导致机器的损坏第二层是系统的信息安全例如在大数据环境下黑客对数据库的入侵并盗走非常有价值的资料。而我们要对数据库的安全策略进行多样化的设计对数据库本身及其数据库中存储的大量的考生试题信息进行更有效的数据保护保护方式主要有身份的验证对某些高层次的资料设置访问的限制对一些冗余但是仍有价值的资料进行加密备份还有对数据库中的数据进行直接加密。 2.3.1身份验证 身份验证是以考生个人学籍等个人信息在已录入数据库的前提下考生个人设置密码并用其账号密码登入某个在线考试系统中去。但也因用户身份不同其具有的操作数据库的权限就必然不同如管理员身份的用户具有更高的权限而普通用户可能只具有针对数据库数据的读权限而并不具备写权限这样首先保证了数据只能被具有相应权限的人进行操作保证了数据库中数据的安全性从而让在线考试系统变得更加公平和权威。 2.3.2访问控制 访问控制是保证合法用户在登录到系统中时具有与其角色相适应的系统操作权限对于用户没有权限的数据其不能对其进行任何的操作。该方法主要包括强制和自治访问控制。自治访问控制允许合法用户或用户组的身份访问策略指定的对象并且一些用户可以合法地授予他们自己的权限以访问其他用户的某些对象。 强制访问控制要严格得多。然后确定访问主体是否可以访问受控对象并且当访问实体的安全级别低于对象信息资源的安全级别时 该操作就会被限制反之则可以进行访问登录到系统中的用户都必须遵守这一基本规则。 2.3.3数据库备份与恢复 无论系统的软硬件设施有多么可靠在任何系统的设计与实现过程中都必须考虑到冗余和备份而对于在线考试系统这样的数据库信息系统更不能例外。故障随时都可能发生而为了切实保障考生的合法权益必须提供数据库冗余备份需要的相应的技术手段。这样可以保证在故障发生时系统能够连接到冗余数据库保证系统的良好运行保证数据不会丢失从而保护了考生的权益。 2.3.4数据库加密 数据库加密顾名思义就是用加密算法将数据库中的数据加密后保存起来这种加密可以是对数据库全文进行加密也可以选择重要的、敏感的数据进行加密根据各系统自身的安全性和效率需求等可以在开发系统时自行选择。本文中采用前文提出的混合加密算法对数据库中的敏感字段进行选择性加密以此来保证提高系统的安全性。
第3章 大数据环境下在线考试系统的安全风险
3.1 Web服务器的安全风险 Web服务器的安全风险主要包括冒充合法用户、数据伪造、通过DNS攻击来隔离服务器、用伪造的请求淹没机器、偷窃服务器信息、病毒攻击、系统漏洞等。若有黑客利用自己专业的网络工程技术对Web服务器进行攻击那Web服务器中被加密技术保护的信息也会被泄露政府或企业的信息泄露不止带来财产的巨大损失还会带来非常严重的社会影响严重影响社会治安扰乱社会秩序因此带来的社会影响是十分巨大的。 3.2 数据服务器的安全风险 大数据环境下在线考试系统的数据库服务器的安全风险主要包括非法的SQL注入对数据进行大幅度的修改或破坏甚至在非法访问的基础上进行大规模的数据泄露。 大数据的环境下就淘宝平台而言每天产生的数据量超过30 TB而且这只是一家互联网公司产生的数据 可想而知数据库服务器若被攻破 并且被攻破之后大量数据泄露 无论个人信息还是商业机密 还有更多的交易记录都会从数据服务器中倾泻到在线互联网平台里面 若有不法分子从中进行非法操作那么这种风险所带来的巨大损失及其社会影响也是非常巨大的。 3.3 在线考试过程中的安全风险 在线考试过程的安全风险主要包括伪造考生身份、同一考生重复登录、考试过程中断电或电脑死机导致考试不能正常进行、考生作弊等。若考生在考试过程中进行非法操作那么在线考试系统的存在意义也就没有了设计在线考试系统是为了让教育和考试分离但是可以同步进行为了教育事业更好的推进在线考试系统是在大数据环境下互联网平台高度先进的基础上去进行设计的但是被设计出来的同时也产生了很多风险及其各种各样的问题这些问题同样带来了风险。伪造考生身份使得考试变得极其不公平如同现代传统化考试找人去替考一样这个考生并没有很高的水平也使得学术造假的情况越来越多。同一考生重复登录考试过程如果有人重复登录让考试变得极为不公平考试中如果有人恶意中断考试系统服务器和在线考试平台设备的电源考试也就继续无法进行下去在进行考试的同时也得提前做好断电的准备断电则是从硬件上产生的重大风险毕竟电子设备的进行离不开电。考生作弊的手段很多在线考试平台更应该像高考那样去监考毕竟每人面前的事电脑必须实时监控着学生电脑的画面和学生考试机器后台运行的程序最大程度上去避免或者从根本上不让作弊这种情况产生考试作弊仍是在线考试相当大的风险。
第4章 大数据环境下在线考试系统的安全设计
4.1 Web服务器的安全性 1操作系统安全。 根据 “最少的服务最小的权限最大的安全”原则上服务器运转不需要将全部服务都开启在线考试系统的使用是区分时间地点的所以数据库的实际使用过程中不必要的端口直接关掉直接从根本上切断与外网的联系每天日常维护服务器的安全杀毒软件并从中寻找系统漏洞并及时打补丁必须让在线考试系统正常运转的同时把操作系统的安全进行最大程度的防护。 2系统管理员密码安全。在线考试系统也包括远程教育的在线考试平台这时系统管理员的密码应该设置的足够长而且足够复杂。综合使用数字和字母大写小写字母与符号还有数字进行穿插并定时更换密码。 3建立虚拟目录。将在线测试系统的WPh文件放在虚拟目录中并为目录设置不同的属性以防止恶意修改和访问网站代码。 4.2 数据库服务器安全 1防止 SQL注入。SQL的注入就是将现在正在应用的程序将非法的SQL语句号令注入到数据库中。将Web表单中输入非法的SQL语句若该数据库存在着众多的安全漏洞该非法语句就能够获取到数据库中的大量信息。 而不是按照设计者意图去执行 SQL语句。为了防止SQL注入攻击您永远不应该信任用户的输入。您可以通过正则表达式或通过限制长度来验证。 2将用户信息的数据进行加密。在线考试系统的数据库是用来存储考试要参与考试的试题内容的现阶段远程教育在线考试系统所采用的是ASP.NET的技术该系统中的要加密的敏感数据包含着考生的账户信息试题信息还有试题的答案。 4.3 在线考试过程的安全 1考生身份认证机制。 若对考生身份认真机制做的简单并且容易攻破那么没有经过网络授权的用户就可以以一个很低的门槛登录到系统页面 并且这种登录是非法的若由此进入到在线考试系统的数据库平台里面数据信息就会大幅度泄露 在线测试系统的存在没有任何意义将极大地影响在线测试的正常运行。因此每台计算机只能由唯一的候选者控制以登录测试系统并允许合法用户访问它。 2用户权限控制。在线考试系统中有三种类型的用户 考生、教师、系统管理员。考生可以在考试系统中用学号或者身份证信息进行注册并参加考试考试结束后可在系统中查询到自己的成绩。教师的权限是管理候选人的个人信息包括候选人信息的添加删除修改查询和问题库管理。系统管理员拥有对在线考试系统的最高权限。 3系统意外故障的处理。 考试能够顺利进行与考试所设置的时间是密不可分的。当候选人进入系统进行测试时系统进入倒计时。如果在考试期间发生意外故障如果考生突然断开网络连接系统将自动记录考生的答案时间考生的答案等。在网络畅通后候选人将继续回答问题并提交论文。 4随机组卷的设计。为确保测试的安全性和防止作弊系统采用随机试纸的设计。管理员或教师根据测试对象的要求确定音量分数答案时间难度等。系统通过为每个问题设置标志自动生成试卷有效防止学生作弊。
结 语
在线考试系统目前己经得到比较广泛的应用所以其数据的安全保护工作也函待解决论文深刻论述了在线考试系统中数据安全保护的理论、方法和技术结合在线考试系统的需求和特点从混合加密、身份认证、数据库加密保护和多媒体数据部分加密保护四个方面进行了研究并分别提出相应的安全策略或方案。 安全问题是任何系统都要一直考虑的问题并且是多方面、全过程化的鉴于篇幅限制本文主要讨论了混合加密和数据库安全策略亮点内容而这两点也都基于防火墙等基础安全措施存在的情况下进行讨论的。对于在线考试系统来说还有很多方面的安全问题需要考虑例如密钥管理数据库审计措施访问控制等这些问题仍然需要研究需要以后不断的进行改进。
参考文献
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致 谢
在本次论文设计指导过程中赵丽丽老师对我的论文从选题构思设计到最后交稿的各个环节都给了我细心指引与教导给我详细的解释我的国内外现状我的论文的结果及如何进行数据分析对我的论文的整体框架和方向都做出了详细的指导。指导了我的论文查重字数参考文献等小细节顺利完成了毕业设计。在向老师学习的过程中我感受到了老师孜孜不倦的态度对学生负责的品格积极向上的心态。每一次都是认真检查检查我的开题报告和论文初稿感谢老师对我的指导和教育。
