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【摘要】計算機網絡安全課程是網絡工程專業的專業核心課程，本文從學科特點和學生培養目標出發，對該課程的設計進行思考和研究，主要從理論、實驗以及案例設計三個方面來探討。
【關鍵詞】網絡安全；網絡工程專業；課程設計
1引言
網絡安全是信息領域中新興、熱門的研究方向之一，隨著計算機網絡的發展與普及，網絡安全也越來越受到重視，計算機網絡安全相關知識成為網絡工程專業學生必須掌握的核心技能。網絡安全課程原理部分晦澀難懂，我們根據學科特點和培養目標，研究設計了計算機網絡安全課程理論和實踐教學方案，幫助學生更深入的理解和掌握網絡安全的相關知識。
2課程定位
網絡工程專業以培養網絡技術相關的高級應用型工程技術人才為主。專業的核心知識是計算機網絡技術原理及其相關系統的實現與應用，其課程體系根據網絡工程技術相關的知識來分層設計，如圖1所示。《計算機網絡安全》是網絡工程專業的專業核心課程。學習這門課程必須具備程序設計基礎，數據結構，操作系統原理，計算機網絡等課程的預備知識。
3教學設計
通過《計算機網絡安全》課程的學習，我們希望學生具備如下的知識和能力：知識上，掌握計算機網絡安全的基本原理和相關技術，能通過編程實現簡單的密碼算法。并具備熟悉計算機網絡安全基本知識體系架構，具有問題抽象和計算思維能力；掌握密碼學基本算法和編程實現方法；掌握網絡安全協議的構建原理和具體實例。為了達到上述培養目標，該課程的課時安排包含24學時的理論講授，24學時的實驗操作，和16個學時的課程設計。分別從認知階段、體驗階段、應用階段來幫助學生逐步理解和掌握網絡安全的基本原理。
3．1認知階段
通過理論教學，使學生能夠掌握計算機網絡安全的基本概念和原理，編程實現簡單的密碼算法，掌握常見的網絡安全相關技術。主要內容包括網絡安全的必要性，網絡安全的評價標準，密碼學的基本概念、密碼的分類、古典密碼體制、以及對稱密碼體制。消息鑒別的概念、數字簽名的概念和算法。單向認證協議和雙向認證協議設計原理。IPSec和SSL安全協議原理。惡意代碼的概念及關鍵技術和計算機病毒概述及防治技術。防火墻的概念、防火墻的特性、技術和體系結構。理論授課內容及其理論學時安排如表1所示。
3．2體驗階段
通過實踐教學讓學生增強對網絡安全知識的理解和應用能力。我們采用北京西普陽光教育科技股份有限公司提供的信息安全實驗教學平臺進行實驗教學。學生通過運算器工具觀察古典密碼、流密碼、分組密碼、非對稱密碼的加密過程，觀察散列函數、數字簽名的執行過程，模擬創建并管理PKI證書。學生通過圖形化的界面，觀察密碼算法的單步執行過程，從而對晦澀難懂的密碼算法有直觀的理解，對理論講授階段沒有理解清楚的算法部分，也可通過跟蹤實例的運算過程答疑解惑。實驗內容及學時安排如表2所示。
3．3應用階段
該階段主要進行案例教學，緊密結合《計算機網絡安全》理論教學的實際情況，強調學生的主動性和動手實踐能力，讓學生親自動手編程實現密碼算法，或者進行其它的安全編程，讓學生在編寫調試程序的過程中，更加深刻地理解和掌握密碼算法，鍛煉學生的邏輯思維，提高學生分析和解決問題的能力。通過案例教學設計進一步鞏固和加深學生對前期所學相關課程理論知識的理解，使學生能夠深入理解密碼學中各個經典的密碼算法的原理，同時也能提高學生高級語言的編程能力。進一步培養學生軟件設計、軟件編程、文獻查閱及報告撰寫等基本技能。教學具體過程是教師下發任務書和評價標準，學生按小組合作完成任務，組員討論分析項目需求，制定項目計劃，討論實施方案，并分工合作，共同完成任務。任務主要是讓學生編程實現密碼算法，或者應用密碼算法來開發一些應用軟件。案例設計內容包括：希爾(Hill)加密算法實現；維吉尼亞加密算法實現；DES-CBC加密算法實現；3DES-CBC加密算法實現；RC4加密算法實現；ECC加密算法實現；Diffie-Hellman密鑰交換算法實現；基于國密算法SM3實現HMAC；基于DES加密的安全的即時通訊軟件；基于橢圓曲線加密的安全的即時通訊軟件；基于SSL的C/S安全通信程序；基于SSL的https安全登錄系統；網頁內容安全過濾系統；郵件內容安全過濾系統；圖片木馬檢測程序。
4結束語
本文對計算機網絡安全的課程設計進行了思考和探討，從認知階段、體驗階段、應用階段分層次分階段地幫助學生逐步學習和理解網絡安全的基本原理，同時也鍛煉學生的邏輯思維能力和編程能力。為培養優秀的網絡安全應用型人才，未來我們還要繼續思考如何夯實學生的理論基礎，并鍛煉其實踐動手能力。
參考文獻：
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［3］柴項羽.計算機網絡安全課程教學的探索與研究［J］.電腦迷,2017,(3):129
作者:賀筠 單位:重慶理工大學計算機科學與工程學院
