2025年大學(xué)《氣象技術(shù)與工程》專業(yè)題庫——氣象信息安全保密技術(shù)研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.機密性2.惡意軟件3.對稱加密4.數(shù)字簽名5.訪問控制二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述氣象信息安全保密面臨的主要威脅。2.對稱加密和非對稱加密相比，各有什么主要優(yōu)缺點？3.簡述防火墻在氣象信息網(wǎng)絡(luò)中的作用。4.什么是訪問控制？簡述其主要目標(biāo)。5.簡述信息安全風(fēng)險評估的基本步驟。三、論述題（每小題10分，共30分）1.論述數(shù)字簽名技術(shù)在保障氣象數(shù)據(jù)完整性和來源認(rèn)證方面的作用。2.結(jié)合氣象業(yè)務(wù)實際，論述建立氣象信息系統(tǒng)安全審計機制的重要性及主要內(nèi)容。3.試述無線通信在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用中可能面臨的信息安全挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的安全防護措施。四、案例分析題（15分）某氣象部門正在建設(shè)一個新的氣象數(shù)據(jù)共享平臺，該平臺需要連接多個下級氣象站，并允許授權(quán)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問部分歷史氣象數(shù)據(jù)。在平臺設(shè)計和建設(shè)過程中，需要考慮以下安全問題：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的機密性和完整性；用戶身份的驗證和訪問權(quán)限的控制；平臺自身免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。請分析上述場景中涉及的主要信息安全需求，并針對這些需求，分別提出相應(yīng)的技術(shù)解決方案或措施。試卷答案一、名詞解釋1.機密性：指確保信息不被未經(jīng)授權(quán)的個人、實體或過程訪問或泄露的特性。在氣象信息安全中，保障氣象數(shù)據(jù)（如預(yù)報結(jié)果、觀測數(shù)據(jù)）的機密性，防止其被竊取或非法利用，對于維護氣象服務(wù)秩序和國家安全至關(guān)重要。2.惡意軟件：指設(shè)計用于損害計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或用戶數(shù)據(jù)的軟件程序。在氣象信息系統(tǒng)中，惡意軟件（如病毒、木馬、蠕蟲）可能竊取敏感數(shù)據(jù)、破壞系統(tǒng)運行、干擾氣象業(yè)務(wù)，是重要的安全威脅。3.對稱加密：指使用同一個密鑰進行信息加密和解密的加密算法。發(fā)送方用密鑰加密信息，接收方用相同的密鑰解密信息。其優(yōu)點是速度快、效率高，缺點是密鑰分發(fā)和管理困難。氣象信息的大量傳輸常采用對稱加密。4.數(shù)字簽名：利用公鑰密碼技術(shù)生成的一串?dāng)?shù)據(jù)，用于驗證信息來源的真實性和完整性，并表明發(fā)送方不可否認(rèn)其發(fā)送過該信息。在氣象領(lǐng)域，數(shù)字簽名可用于確保氣象報告或預(yù)報產(chǎn)品的來源可信，且在傳輸過程中未被篡改。5.訪問控制：指限制和控制用戶或系統(tǒng)對信息資源和計算資源訪問權(quán)限的一種安全機制。其目標(biāo)是確保只有授權(quán)用戶能在特定時間訪問特定資源。在氣象信息系統(tǒng)中，訪問控制用于保護敏感數(shù)據(jù)不被未授權(quán)人員獲取。二、簡答題1.氣象信息安全保密面臨的主要威脅：*外部攻擊：包括網(wǎng)絡(luò)攻擊（如DDoS攻擊、分布式拒絕服務(wù)攻擊導(dǎo)致服務(wù)中斷；SQL注入、跨站腳本攻擊等Web應(yīng)用攻擊竊取數(shù)據(jù)；惡意軟件植入破壞系統(tǒng)）；網(wǎng)絡(luò)釣魚等社會工程學(xué)攻擊騙取敏感信息；拒絕服務(wù)攻擊。*內(nèi)部威脅：如授權(quán)用戶濫用權(quán)限、越權(quán)訪問數(shù)據(jù)；內(nèi)部人員惡意竊取或泄露敏感氣象信息；操作失誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞或泄露。*物理安全威脅：如數(shù)據(jù)中心或設(shè)備被盜、被破壞，導(dǎo)致信息丟失或系統(tǒng)癱瘓。*數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險：氣象數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲或交換過程中可能被竊聽或截獲；存儲介質(zhì)丟失或廢棄處理不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露。*供應(yīng)鏈安全威脅：軟硬件產(chǎn)品或服務(wù)中可能存在后門或漏洞，被用于攻擊氣象系統(tǒng)。2.對稱加密和非對稱加密相比，各有什么主要優(yōu)缺點？*對稱加密優(yōu)點：算法簡單，加密解密速度快，計算資源消耗少。適用于大量數(shù)據(jù)的加密傳輸。*對稱加密缺點：密鑰分發(fā)和管理困難，尤其是在需要加密通信的雙方很多的情況下，保證密鑰傳遞的安全性和密鑰的保密性是一個挑戰(zhàn)。一旦密鑰泄露，加密信息的安全性就全部喪失。*非對稱加密優(yōu)點：解決了密鑰分發(fā)問題。使用公鑰加密，私鑰解密（或反之），可以方便地實現(xiàn)身份認(rèn)證和數(shù)字簽名。公鑰可以公開，私鑰由自己保管。*非對稱加密缺點：算法復(fù)雜，加密解密速度慢，計算資源消耗大。不適合加密大量數(shù)據(jù)。3.防火墻在氣象信息網(wǎng)絡(luò)中的作用：*作為網(wǎng)絡(luò)邊界或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的安全屏障，防火墻根據(jù)預(yù)設(shè)的安全規(guī)則（策略），監(jiān)控和控制進出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包流。*識別和阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問嘗試，防止外部攻擊者直接入侵內(nèi)部氣象網(wǎng)絡(luò)。*防止內(nèi)部敏感氣象信息未經(jīng)授權(quán)外傳。*可以限制特定服務(wù)（如不安全的FTP、telnet）的訪問，減少攻擊面。*記錄網(wǎng)絡(luò)流量和攻擊嘗試，提供安全審計的依據(jù)。4.什么是訪問控制？簡述其主要目標(biāo)。*訪問控制是一種安全機制，通過身份識別和授權(quán)過程，確定并實施主體（如用戶、進程）對客體（如數(shù)據(jù)、資源、服務(wù)）的訪問權(quán)限。它規(guī)定誰（Who）能在何時（When）、何地（Where）、以何種方式（How）訪問什么資源。*主要目標(biāo)：*保障資源安全：確保只有授權(quán)用戶才能訪問其被允許訪問的資源，防止未授權(quán)訪問、使用、修改或破壞。*維護數(shù)據(jù)機密性：保護敏感氣象數(shù)據(jù)不被未授權(quán)人員獲取。*確保系統(tǒng)完整性：防止對系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的非法修改。*滿足合規(guī)要求：遵守相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范對信息訪問控制的要求。5.信息安全風(fēng)險評估的基本步驟：*資產(chǎn)識別與價值評估：識別信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵資產(chǎn)（如硬件、軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)），并評估其價值（包括財務(wù)價值、業(yè)務(wù)影響、聲譽影響等）。*威脅識別：識別可能對資產(chǎn)造成損害的威脅源（如黑客、病毒、自然災(zāi)害）以及可能發(fā)生的威脅事件（如網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露）。*脆弱性識別：分析資產(chǎn)及其相關(guān)防護措施中存在的弱點或缺陷，這些弱點可能被威脅利用。*現(xiàn)有控制措施評估：評估為應(yīng)對威脅和脆弱性而已實施的現(xiàn)有安全控制措施及其有效性。*風(fēng)險分析與計算：結(jié)合資產(chǎn)價值、威脅發(fā)生的可能性、威脅造成的潛在影響以及現(xiàn)有控制措施的有效性，分析計算每個風(fēng)險事件發(fā)生的可能性和影響程度，確定風(fēng)險等級。*風(fēng)險處理決策：根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，決定對已識別的風(fēng)險采取何種處理措施（如接受、規(guī)避、轉(zhuǎn)移、減輕）。三、論述題1.論述數(shù)字簽名技術(shù)在保障氣象數(shù)據(jù)完整性和來源認(rèn)證方面的作用。數(shù)字簽名技術(shù)基于公鑰密碼學(xué)，能夠為氣象數(shù)據(jù)提供強大的安全保障，主要體現(xiàn)在完整性和來源認(rèn)證兩個方面。*保障數(shù)據(jù)完整性：發(fā)送方在發(fā)送氣象數(shù)據(jù)（如觀測數(shù)據(jù)、預(yù)報產(chǎn)品）時，使用自己的私鑰對數(shù)據(jù)的哈希值（或數(shù)據(jù)本身）進行加密，生成數(shù)字簽名。接收方收到數(shù)據(jù)后，用發(fā)送方的公鑰解密數(shù)字簽名，得到哈希值，并計算接收數(shù)據(jù)的哈希值。將兩者進行比較，如果相同，則表明數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被篡改，保持了完整性。任何對數(shù)據(jù)的非法修改都會導(dǎo)致哈希值變化，從而在驗證時被識別出來。這對于確保氣象數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠至關(guān)重要，防止數(shù)據(jù)被惡意篡改導(dǎo)致錯誤的氣象預(yù)報或決策。*實現(xiàn)來源認(rèn)證：數(shù)字簽名的生成需要發(fā)送方使用其獨有的私鑰。只有發(fā)送方才擁有該私鑰。當(dāng)接收方通過使用發(fā)送方的公鑰成功驗證數(shù)字簽名時，就可以確信數(shù)據(jù)確實來自于該發(fā)送方，而不是偽造或冒充的。這解決了氣象數(shù)據(jù)來源的真?zhèn)螁栴}，確保了數(shù)據(jù)的可信度。例如，接收方可以確認(rèn)接收到的是國家氣象中心的官方預(yù)報數(shù)據(jù)，而不是來自其他非法來源的虛假信息。*不可否認(rèn)性：由于數(shù)字簽名與發(fā)送方的私鑰綁定，一旦發(fā)送方生成了數(shù)字簽名并發(fā)送了數(shù)據(jù)，就無法否認(rèn)自己發(fā)送過該數(shù)據(jù)。這為氣象數(shù)據(jù)的責(zé)任認(rèn)定提供了依據(jù)，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)相關(guān)的爭議，可以通過數(shù)字簽名進行追溯和證明。綜上，數(shù)字簽名技術(shù)通過提供機密性（雖然通常結(jié)合加密使用）、完整性驗證和來源認(rèn)證及不可否認(rèn)性，成為保障氣象數(shù)據(jù)安全、確保氣象信息服務(wù)質(zhì)量和可信度的關(guān)鍵技術(shù)之一。2.結(jié)合氣象業(yè)務(wù)實際，論述建立氣象信息系統(tǒng)安全審計機制的重要性及主要內(nèi)容。建立氣象信息系統(tǒng)安全審計機制對于保障氣象信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、滿足合規(guī)要求以及提升整體安全防護能力具有重要意義。*重要性：*檢測和響應(yīng)安全事件：審計日志可以記錄系統(tǒng)中的各種操作和事件，是發(fā)現(xiàn)可疑活動、追蹤攻擊來源、分析安全事件性質(zhì)和影響的關(guān)鍵依據(jù)，有助于及時響應(yīng)和處理安全威脅。*滿足合規(guī)與監(jiān)管要求：許多國家和行業(yè)對關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施（如氣象信息系統(tǒng)）的安全管理有強制性審計要求（如《網(wǎng)絡(luò)安全法》、《數(shù)據(jù)安全法》等）。建立審計機制是滿足這些法律法規(guī)要求的基礎(chǔ)。*評估安全措施有效性：通過審計可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有安全控制措施存在的不足或被繞過的漏洞，為安全策略的優(yōu)化和防護措施的改進提供方向。*行為監(jiān)督與責(zé)任認(rèn)定：審計可以記錄用戶的操作行為，對于防止內(nèi)部人員濫用權(quán)限、違規(guī)操作提供證據(jù)，明確安全責(zé)任。*提高安全意識：審計活動的存在本身可以對系統(tǒng)用戶產(chǎn)生威懾作用，提高其安全意識和規(guī)范操作的自覺性。*主要內(nèi)容：*用戶活動審計：記錄用戶的登錄/注銷、訪問資源、執(zhí)行操作（如創(chuàng)建/修改/刪除數(shù)據(jù)、配置更改）等行為。重點關(guān)注高風(fēng)險用戶（管理員）的操作、異常登錄（時間、地點）等。*系統(tǒng)事件審計：記錄系統(tǒng)級的重大事件，如系統(tǒng)啟動/關(guān)閉、服務(wù)崩潰、安全策略變更、補丁安裝、安全設(shè)備（防火墻、IDS/IPS）告警或事件發(fā)生等。*網(wǎng)絡(luò)流量審計（可選）：對關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)接口或重要業(yè)務(wù)流量進行監(jiān)控和記錄，檢測異常流量模式或潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊。*日志收集與管理：建立集中的日志收集系統(tǒng)，對來自不同系統(tǒng)組件（服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)）的日志進行統(tǒng)一收集、存儲、查詢和分析。確保日志的完整性、可用性和保密性。*審計分析與應(yīng)用：對收集到的日志進行定期分析和關(guān)聯(lián)分析，識別潛在的安全威脅、違規(guī)行為或異常模式。利用安全信息和事件管理（SIEM）系統(tǒng)等工具進行智能分析。根據(jù)審計結(jié)果采取相應(yīng)的響應(yīng)措施（如阻斷攻擊源、修改策略、調(diào)查處理違規(guī)行為）。*審計報告與合規(guī)性檢查：定期生成審計報告，總結(jié)安全狀況、發(fā)現(xiàn)的問題和改進建議。用于內(nèi)部管理報告和外部合規(guī)性審查。綜上，建立完善的氣象信息系統(tǒng)安全審計機制是主動防御安全風(fēng)險、保障業(yè)務(wù)連續(xù)性、滿足監(jiān)管要求不可或缺的重要組成部分。3.試述無線通信在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用中可能面臨的信息安全挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的安全防護措施。無線通信以其靈活性和便捷性，在氣象領(lǐng)域（如移動氣象觀測、氣象數(shù)據(jù)無線傳輸、應(yīng)急通信等）得到廣泛應(yīng)用，但也面臨著獨特的信息安全挑戰(zhàn)。*主要安全挑戰(zhàn)：*信號易被竊聽：無線信號以電磁波形式在空間中傳播，覆蓋范圍廣，難以像有線通信那樣物理隔離，使得信號容易被鄰近的非法接收設(shè)備監(jiān)聽，導(dǎo)致敏感氣象數(shù)據(jù)（如加密的觀測數(shù)據(jù)、控制指令）被截獲。*傳輸易受干擾和干擾攻擊：無線信道質(zhì)量易受環(huán)境影響（多徑衰落、噪聲），也易受到有意的干擾，導(dǎo)致通信中斷或質(zhì)量下降，影響氣象觀測或數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｌ芈逡聊抉R等惡意軟件可能通過無線網(wǎng)絡(luò)傳播，干擾正常業(yè)務(wù)。*身份認(rèn)證困難：在無線開放環(huán)境中，驗證通信雙方身份的難度較大，存在非法設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)、中間人攻擊（Man-in-the-Middle）的風(fēng)險，攻擊者可能冒充合法設(shè)備進行竊聽或篡改數(shù)據(jù)。*設(shè)備安全脆弱：無線氣象設(shè)備（如手持觀測儀、無線傳感器節(jié)點）可能資源受限，安全防護能力較弱，易被攻擊植入惡意軟件或被物理竊取后破解。*密鑰管理復(fù)雜：對于需要加密的無線通信，密鑰的分發(fā)和管理在移動、分布式的環(huán)境中更為復(fù)雜和困難。*相應(yīng)的安全防護措施：*采用強加密技術(shù)：對無線傳輸?shù)臍庀髷?shù)據(jù)進行加密，使用高強度的加密算法（如AES）和安全的密鑰協(xié)商協(xié)議（如TLS/SSL），防止數(shù)據(jù)被竊聽和篡改。確保即使信號被截獲，也無法被輕易解密。*部署認(rèn)證機制：采用嚴(yán)格的設(shè)備認(rèn)證和用戶認(rèn)證機制。例如，在無線網(wǎng)絡(luò)中使用WPA3等提供強認(rèn)證和加密的協(xié)議；對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用基于信任鏈或加密技術(shù)的節(jié)點認(rèn)證；對移動氣象終端進行數(shù)字證書認(rèn)證。*使用安全協(xié)議：選擇安全的無線通信協(xié)議棧，如安全的TCP/IP協(xié)議變體，或在應(yīng)用層實現(xiàn)安全通信協(xié)議，確保通信過程的完整性和保密性。*實施訪問控制：限制對無線網(wǎng)絡(luò)的訪問，例如使用MAC地址過濾、設(shè)置訪問控制列表（ACL）；采用網(wǎng)絡(luò)分段（VLAN）和無線入侵檢測系統(tǒng)（WIDS/WIPS）監(jiān)控異常接入和攻擊行為。*加強物理安全：對重要的無線設(shè)備和基站采取物理防護措