《密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)改革探索

乜國(guó)雷

(青海民族大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，青海西寧810007）

1.引言

《密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全》是我院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)課，在專業(yè)課程教學(xué)中占據(jù)很重的分量。其本身可以構(gòu)成一門學(xué)科，涵蓋的內(nèi)容極為廣泛，是由計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、密碼技術(shù)、信息安全技術(shù)、數(shù)論、信息論等學(xué)科交叉形成的。理論與實(shí)際聯(lián)系密切，新概念、新方法、新技術(shù)以及新問題層出不窮。如何充分有效地利用現(xiàn)有資源，運(yùn)用新的教學(xué)理念和教學(xué)方法，培養(yǎng)出高技能應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)安全人才，是當(dāng)前教學(xué)改革迫切需要解決的首要問題。

2.《密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)目標(biāo)

大學(xué)開設(shè)此課程的目標(biāo)不是為了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全領(lǐng)域的全才，而是根據(jù)我?！毒W(wǎng)絡(luò)工程》專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)應(yīng)用型人才這一目標(biāo)，培養(yǎng)掌握密碼學(xué)和網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)概念和理論，了解網(wǎng)絡(luò)潛在安全問題，掌握常用的、最新的密碼學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，具備對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全問題的分析和處理能力，能在實(shí)際工作和生活中解決某些具體安全問題的應(yīng)用型人才。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生能熟練掌握解決密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵技術(shù)和用于保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全協(xié)議、安全策略，使學(xué)生具備熟練操作和使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全攻防的能力，為培養(yǎng)優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)管理人才奠定理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能。

3.合理組織教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)專業(yè)教學(xué)要求

《密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全》是一門綜合性極強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容沒有嚴(yán)格的規(guī)范，各高校的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法不盡相同。結(jié)合目前對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全人才的社會(huì)需求和我校網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的培養(yǎng)體系，課程教學(xué)內(nèi)容包括三方面的內(nèi)容：一方面是密碼學(xué)和網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)基本的術(shù)語(yǔ)、概念、方法和技術(shù)的介紹，包括實(shí)現(xiàn)安全服務(wù)的方法和策略、對(duì)稱密鑰加密技術(shù)、公鑰加密密碼技術(shù)、密鑰管理、消息鑒別技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)及認(rèn)證理論與技術(shù)、IDS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)、PKI技術(shù)及惡意代碼檢測(cè)與防范技術(shù)及防火墻技術(shù)等；第二方面是一些典型的安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的介紹，包括TCP/IP安全體系結(jié)構(gòu)和框架、IPSec協(xié)議、SSL協(xié)議等安全協(xié)議；第三方面是網(wǎng)絡(luò)安全方案設(shè)計(jì)，是解決各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全問題的綜合技術(shù)、策略和方法的具體實(shí)際運(yùn)用，也是綜合解決網(wǎng)絡(luò)安全問題的具體措施的體現(xiàn)。綜合所講授的知識(shí)，通過對(duì)企事業(yè)單位現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)、威脅和隱患的分析，制定一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案，并集成到一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。在明確專業(yè)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)基礎(chǔ)上，緊緊圍繞著應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)這一主線，通過認(rèn)真分析和研究設(shè)計(jì)出適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教改方案。教學(xué)內(nèi)容的改革本著教學(xué)內(nèi)容突出基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力培養(yǎng)的原則，以應(yīng)用為目的，以“理論聯(lián)系實(shí)際，并有所發(fā)展”指導(dǎo)方針，以“必需、夠用”為度，突出針對(duì)性、實(shí)用性、實(shí)踐性。為學(xué)生構(gòu)建較為系統(tǒng)和全面的網(wǎng)絡(luò)信息安全知識(shí)框架，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的實(shí)際問題的分析、解決能力，使學(xué)生不但具有較扎實(shí)的密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全理論基礎(chǔ)，而且還具有較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

4.改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，采用不同的教學(xué)方法——理論教學(xué)、案例教學(xué)、小組討論、模擬實(shí)訓(xùn)、啟發(fā)式教學(xué)等，讓學(xué)生全方位參與教學(xué)過程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。理論教學(xué)采用多媒體教學(xué)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，合理選擇和運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體，以多媒體信息作用于學(xué)生，形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果?？梢园殉橄蟮?、難理解的知識(shí)點(diǎn)直觀地展示和動(dòng)態(tài)地模擬，充分表達(dá)教學(xué)內(nèi)容。例如在講授防火墻的配置和應(yīng)用時(shí)，通過多媒體教學(xué)，將聲音、動(dòng)畫、圖片與視頻集成到教學(xué)活動(dòng)中，邊講邊操作，做到聲像并行、視聽并行，以直觀、生動(dòng)的形式充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。根據(jù)教學(xué)目的的要求，通過教學(xué)案例，將學(xué)習(xí)者引入到教學(xué)實(shí)踐的情景中，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力，從而強(qiáng)化他們的專業(yè)技能。使用案例教學(xué)，可以將抽象的、枯燥的密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全的理論知識(shí)和精湛的、深?yuàn)W的技術(shù)涵寓于具體的案例中，打破傳統(tǒng)理論教學(xué)中的照本宣科，變復(fù)雜為簡(jiǎn)單，變被動(dòng)為主動(dòng)、變抽象為具體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。選擇學(xué)生接觸最多的校園網(wǎng)作為典型的案例，向?qū)W生系統(tǒng)地講授網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)、安全策略的制定、安全技術(shù)的應(yīng)用、安全工具的部署，以及安全服務(wù)防范體系的建立等理論，從而降低學(xué)習(xí)密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全課程的復(fù)雜度，使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體系有比較全面、透徹的理解。在講授新技術(shù)之前提出相關(guān)的實(shí)際問題和現(xiàn)象，首先進(jìn)行課堂討論，使學(xué)生一方面了解的先前技術(shù)的缺陷、漏洞與安全威脅，加強(qiáng)了他們分析問題的能力，另一方面自然而然將學(xué)生引入了如何解決問題的思考中，學(xué)生由被動(dòng)聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與，教師從知識(shí)的直接傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的引導(dǎo)者、組織者，充分發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體的作用，提高了學(xué)生的獨(dú)立探索的能力。例如在講解公鑰加密技術(shù)之前，先通過課堂討論，使學(xué)生清楚了對(duì)稱加密技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和安全缺陷，由學(xué)生自己提出相應(yīng)的解決方法，在討論中有學(xué)生就提出了如何安全分配對(duì)稱加密密鑰以及雙密鑰的思想，充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中自主性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性能力。

5.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力

在以前本課程的教學(xué)中實(shí)踐教學(xué)是薄弱環(huán)節(jié)，而密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。為加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力和專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)了一些適合教學(xué)需求、不同層次、不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)以提高學(xué)生實(shí)踐能力、綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、解決問題的能力為目標(biāo)，以實(shí)例為驅(qū)動(dòng)，以加深學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為主線，將本課程實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)驗(yàn)證型、綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，著重鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生能夠做到學(xué)以致用。

6.結(jié)語(yǔ)

通過幾年來的實(shí)踐探索證明，運(yùn)用合理的教學(xué)模式實(shí)施具體的教學(xué)活動(dòng)，在達(dá)到良好的教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析問題和解決問題的能力、綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)有用人才有著較為深遠(yuǎn)的影響。

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[3]錢偉中.“信息安全概論”課程教學(xué)研究與探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2007，(23)，28-30.