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摘 要:介紹了流媒體的概念、技術(shù)原理,闡明了流媒體技術(shù)的應(yīng)用,并通過具體案例介紹了基于流媒體技術(shù)的系統(tǒng)解決方案。
關(guān)鍵詞:流媒體;解決方案
中圖分類號(hào):TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2011)01-0258-01
1 流媒體的概念
流媒體技術(shù)起源于窄帶互聯(lián)網(wǎng)時(shí)期。互聯(lián)網(wǎng)的普及和多媒體技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用,迫切要求能解決實(shí)時(shí)傳送視頻、音頻、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等媒體文件的技術(shù),在這種背景下,于是產(chǎn)生了流式傳輸技術(shù)及流媒體。
什么是流媒體(Streaming Media)呢?流媒體又叫流式媒體,它是指商家用一個(gè)視頻傳送服務(wù)器把多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮分成一個(gè)個(gè)壓縮包,傳送到網(wǎng)絡(luò)上。這個(gè)過程的一系列相關(guān)的包稱為“流”。用戶通過解壓設(shè)備對(duì)這些數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓后,節(jié)目就會(huì)像發(fā)送前那樣顯示出來(lái)。流媒體是以流式傳輸技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸、在時(shí)間上具有連續(xù)性的媒體文件。由此可見流媒體同時(shí)包含下列特征:(1)流媒體的內(nèi)容主要是在時(shí)間上連續(xù)的媒體數(shù)據(jù)。像視頻、音頻、多媒體和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等都是時(shí)間上連續(xù)的媒體文件;(2)該媒體可以不經(jīng)轉(zhuǎn)換便能采用流式傳輸技術(shù)傳輸,這是流媒體技術(shù)的最重要特征;(3)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò),特別適用于互聯(lián)網(wǎng)上。客戶端需要播放軟件或在瀏覽器上加上插件才能收聽或收看流媒體。總之,流媒體也可以理解為是一種適合流式傳輸?shù)拿襟w文件格式。人們通常把攜帶流媒體的數(shù)據(jù)包稱作流典型的流是視頻流和音頻流。
與傳統(tǒng)多媒體相比,流媒體具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)啟動(dòng)延遲大幅度地縮短。(2)對(duì)系統(tǒng)緩存容量的需求大大降低。(3)流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)有特定的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議,更適合動(dòng)畫、視音頻在網(wǎng)上的流式實(shí)時(shí)傳輸。
2 流媒體技術(shù)原理
2.1 流媒體技術(shù)原理
流式傳輸有順序流式傳輸和實(shí)時(shí)流式傳輸兩種方式。
順序流式傳輸是順序下載,在下載文件的同時(shí)用戶可觀看在線媒體。由于標(biāo)準(zhǔn)的HTTP服務(wù)器可發(fā)送這種形式的,它經(jīng)常被稱作HTTP流式傳輸。順序流式文件易于管理,但不支持現(xiàn)場(chǎng)直播,嚴(yán)格地說(shuō)是一種點(diǎn)播技術(shù)。
實(shí)時(shí)流式傳輸與順序流式傳輸不同,它需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。實(shí)時(shí)流式傳輸總是實(shí)時(shí)傳送,特別適合現(xiàn)場(chǎng)事件。實(shí)時(shí)流式傳輸必須匹配連接帶寬。這意味著圖像質(zhì)量會(huì)因網(wǎng)絡(luò)速度降低而變差。實(shí)時(shí)流式傳輸允許你對(duì)媒體發(fā)送進(jìn)行更多級(jí)別的控制,因而系統(tǒng)設(shè)置、管理比標(biāo)準(zhǔn)HTTP服務(wù)器更復(fù)雜。
一般說(shuō)來(lái),如視頻為實(shí)時(shí)廣播,可使用流式傳輸媒體服務(wù)器,應(yīng)用如RTSP的實(shí)時(shí)協(xié)議,即為實(shí)時(shí)流式傳輸。如使用HTTP服務(wù)器,文件即通過順序流發(fā)送。流式文件也支持在播放前完全下載到硬盤。由于互聯(lián)網(wǎng)以包為單位進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸,流媒體文件在傳輸中要被分解為許多包。而網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的,各個(gè)包選擇的路由可能不盡相同,故到達(dá)客戶端的時(shí)間延遲也就不等。為此,使用緩存系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)延遲和抖動(dòng)的影響,并保證數(shù)據(jù)包的順序正確,從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出,不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞使播放出現(xiàn)停頓。
流式傳輸?shù)倪^程一般是這樣的:用戶選擇某一流媒體服務(wù)后, Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便把需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái);然后客戶機(jī)上的Web瀏覽器啟動(dòng)A/VHelper程序,使用HTTP從Web服務(wù)器檢索相關(guān)參數(shù)對(duì)Helper程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、A/V數(shù)據(jù)的編碼類型或與A/V檢索相關(guān)的服務(wù)器地址。實(shí)現(xiàn)流式傳輸一般都需要專用服務(wù)器和播放器,其基本原理如圖所示。
2.2 支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議
(1)RSVP:資源預(yù)留協(xié)議;
(2)RTP:實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議;
(3)RTCP:實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議;
(4)MMS:微軟流媒體服務(wù)協(xié)議;
(5)RTSP:實(shí)時(shí)流協(xié)議;
(6)MIME:多目因特網(wǎng)電子郵件擴(kuò)展協(xié)議。
2.3 三種常見的流媒體技術(shù)
目前市場(chǎng)上主流的流媒體技術(shù)有三種,分別是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的WindowsMedia和Apple公司的QuickTime。這三家的技術(shù)都有自己的專利算法、專利文件格式甚至專利傳輸控制協(xié)議這三個(gè)關(guān)鍵要素在里面。
2.4 流媒體播放方式主要有以下幾種
(1)單播;
(2)組播;
(3)點(diǎn)播與廣播。
3 流媒體技術(shù)應(yīng)用及解決方案
一個(gè)完整的流媒體解決方案應(yīng)是相關(guān)軟硬件的完美集成,它大致包括下面幾個(gè)方面的內(nèi)容: 內(nèi)容采集、 視音頻捕獲和壓縮編碼、內(nèi)容編輯、內(nèi)容存儲(chǔ)和播放、應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)容管理及用戶管理等。
3.1 遠(yuǎn)程教育
課件點(diǎn)播是遠(yuǎn)程教育的主要形式。它的優(yōu)勢(shì)是多媒體課件具有更豐富的表現(xiàn)力,學(xué)生可以在方便的時(shí)候?qū)W習(xí),形式更加靈活自由。課件點(diǎn)播的實(shí)現(xiàn)方式是先制作課件,將教師講的課程用攝像機(jī)拍攝下來(lái),并用采集卡采集進(jìn)計(jì)算機(jī)后編碼成流媒體格式,制作出表現(xiàn)力豐富的多媒體課件。將多媒體課件放在流媒體服務(wù)器上。為了實(shí)現(xiàn)交互教學(xué),將一臺(tái)攝像機(jī)放在教師授課的教室,攝像機(jī)拍攝的教師授課過程實(shí)時(shí)地被傳輸?shù)搅髅襟w編碼機(jī),經(jīng)過采集卡的采集、編碼后再實(shí)時(shí)地上傳給流媒體服務(wù)器,再由流媒體服務(wù)器實(shí)時(shí)到其它教室的終端計(jì)算機(jī),并利用投影儀將老師的授課過程實(shí)時(shí)地播放出來(lái),供這個(gè)教室的學(xué)生觀看。同時(shí)為了方便與授課老師不在同一個(gè)教室的學(xué)生能與老師在授課過程中實(shí)時(shí)地交流問題,可以在學(xué)生所在的教室安裝攝像機(jī)和編碼計(jì)算機(jī),用來(lái)拍攝并上傳提問學(xué)生的影像,并在授課老師所在的教室安裝一臺(tái)終端計(jì)算機(jī)和投影儀,用來(lái)播放提問學(xué)生的視頻,從而達(dá)到老師和異地學(xué)生的實(shí)時(shí)交互。
3.2 電視監(jiān)播系統(tǒng)
以下為一套可以實(shí)時(shí)錄制兩套電視節(jié)目的監(jiān)播系統(tǒng),兩臺(tái)電視監(jiān)錄機(jī)與一臺(tái)電視監(jiān)錄工作站通過集線器組成網(wǎng)絡(luò),兩臺(tái)電視監(jiān)錄機(jī)分別壓縮兩套節(jié)目,一臺(tái)電視監(jiān)播工作站作為存儲(chǔ)管理。整個(gè)系統(tǒng)利用強(qiáng)大的壓縮功能對(duì)節(jié)目進(jìn)行壓制,文件格式與互聯(lián)網(wǎng)上直播與點(diǎn)播的格式完全兼容;用戶可根據(jù)工作需要設(shè)定監(jiān)錄的起始和終止時(shí)間。監(jiān)錄時(shí)間間隔、壓縮碼率可任意選擇;一套和二套節(jié)目的視音頻信號(hào)分別送入電視監(jiān)錄機(jī)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)錄播壓縮。當(dāng)壓縮完成后文件通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)傳輸?shù)诫娨暠O(jiān)錄工作站存儲(chǔ)。整個(gè)系統(tǒng)支持24小時(shí)不間斷的壓縮錄制。作為電視監(jiān)錄工作站,它負(fù)責(zé)管理視音頻監(jiān)錄數(shù)據(jù)及索引庫(kù),擁有龐大的儲(chǔ)存空間,可以按特定的碼率保證存儲(chǔ)監(jiān)播數(shù)據(jù);采用SQL語(yǔ)言編寫的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可與任何程序語(yǔ)言數(shù)據(jù)庫(kù)完全兼容。系統(tǒng)具有強(qiáng)大的自動(dòng)化管理功能,可自動(dòng)進(jìn)行刪除和更新視音頻文件;可根據(jù)節(jié)目套數(shù)、日期、起錄時(shí)間、終止時(shí)間等索引檢索文件,也可按模糊方法查詢,方便使用,所有這些操作均不影響監(jiān)錄工作進(jìn)行。
4 結(jié)語(yǔ)
互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和普及為流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大市場(chǎng)動(dòng)力,流媒體業(yè)務(wù)正變得日益流行。流媒體技術(shù)廣泛用于多媒體新聞、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的方方面面。流媒體技術(shù)的應(yīng)用將為網(wǎng)絡(luò)信息交流帶來(lái)革命性的變化,對(duì)人們的工作和生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
參考文獻(xiàn)
[1]李清茂,馬昌威.流媒體研究及應(yīng)用[J].阿壩師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào).2003,(12).
本文開篇對(duì)教育技術(shù)學(xué)發(fā)展中存在的主要問題做出解讀,爾后逐步分析其成因,最后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出了一些個(gè)人建議。一紙管窺,分享同仁,旨在祈望對(duì)教育盡微薄之力,同時(shí)期待形成對(duì)自己的促進(jìn)。
關(guān)鍵詞:
教育技術(shù)學(xué);問題;解決方案;人才培養(yǎng);教學(xué)實(shí)踐
在我國(guó)教育技術(shù)學(xué)發(fā)展過程中,成績(jī)喜人,取得了階段性成果,但也存在著一些健康發(fā)展的問題,因此很有必要對(duì)其進(jìn)行深入的研究與總結(jié)。
一、教育技術(shù)學(xué)發(fā)展中存在的主要問題
在我國(guó),教育技術(shù)主要的實(shí)踐領(lǐng)域是教育領(lǐng)域,具體的說(shuō)是基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,教育技術(shù)的理論能否受到教師的認(rèn)可并在教學(xué)實(shí)踐中得到應(yīng)用是制約教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。反過來(lái),教育技術(shù)的研究成果具有多大程度的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義是其能否順利應(yīng)用推廣的關(guān)鍵。通過對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行分析,我們不難看出問題的實(shí)質(zhì)是教育技術(shù)的理論研究和教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用發(fā)生了脫節(jié)。人才培養(yǎng)上沒有著眼于我國(guó)的教育實(shí)際,培養(yǎng)的畢業(yè)生缺乏教育、教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);理論研究過程中充斥著過多應(yīng)然的話語(yǔ),從而在解決實(shí)際的教育、教學(xué)問題時(shí)顯得軟弱無(wú)力。
二、問題歸因分析
AECT于2006年10月10日至14日在達(dá)拉斯召開年會(huì),大會(huì)主題即為“加強(qiáng)聯(lián)系”。其中“聯(lián)系”的一個(gè)重要方面就是“理論和實(shí)踐的聯(lián)系”。下面,筆者從三個(gè)不同角度對(duì)我國(guó)教育技術(shù)學(xué)科發(fā)展中理論研究和教學(xué)實(shí)踐脫節(jié)的問題進(jìn)行歸因分析,以期給出一個(gè)較為完整和清晰的解釋。
(一)人才培養(yǎng)脫離了教學(xué)實(shí)踐
我國(guó)的教育技術(shù)的研究人員大多出身于技術(shù)領(lǐng)域,教育哲學(xué)、教育學(xué)和心理學(xué)的學(xué)術(shù)背景不夠豐厚。這就決定了我們的人才培養(yǎng)缺乏底蘊(yùn)。同時(shí),一個(gè)奇怪的現(xiàn)象是我們的本科畢業(yè)生的主要職業(yè)去向是中小學(xué),而我們的大學(xué)教師卻大多沒有實(shí)際的中小學(xué)教育教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),這種經(jīng)驗(yàn)的缺乏使教學(xué)往往處于理論描述的階段,缺乏實(shí)踐的支持。美國(guó)教育技術(shù)碩士、博士畢業(yè)生的去向主要是軟件公司、企業(yè)的培訓(xùn)或績(jī)效部門,抑或回到原來(lái)的教學(xué)崗位。美國(guó)大學(xué)的教育技術(shù)院系一般都與公司、企業(yè),甚至軍事和醫(yī)療部門有著良好的合作,而且某些教師就在企業(yè)擔(dān)任培訓(xùn)或績(jī)效方面的顧問,所以在其教學(xué)中并不缺乏實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的支撐。
(二)教育技術(shù)的理論研究主體和教學(xué)實(shí)踐主體存在“實(shí)踐”隔閡
在此有必要對(duì)標(biāo)題中的理論研究主體和教學(xué)實(shí)踐主體以及“實(shí)踐”的概念做一番說(shuō)明。教育技術(shù)理論研究的主體,在我國(guó)主要人群包括教育技術(shù)專家、教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生(碩士和博士研究生為主)和其他領(lǐng)域?qū)逃夹g(shù)予以關(guān)注的學(xué)者。這三類人群構(gòu)成我國(guó)教育技術(shù)理論研究的主體。教育技術(shù)實(shí)踐主體是指教育、教學(xué)領(lǐng)域的教師、遠(yuǎn)程教育的組織者、實(shí)施者以及少數(shù)的企業(yè)組織(主要與培訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)),主要人群為廣大中小學(xué)教師。此處的“實(shí)踐”一詞并非踐履某種觀念或者理想意義上的那種實(shí)踐,而是“我們平常進(jìn)行的日常的,普通的實(shí)際行動(dòng)”。
三、基于促進(jìn)教育技術(shù)實(shí)踐場(chǎng)中主體發(fā)展而提出的問題解決建議
普遍意義上的教育技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)既包括理論研究主體和教學(xué)實(shí)踐主體的活動(dòng)和交往互動(dòng)也包含理論和實(shí)踐的爭(zhēng)鳴。只有在現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐活動(dòng)中,加強(qiáng)研究者和教師的溝通、互信和理解才能從根本上解決理論成果和實(shí)踐應(yīng)用相脫節(jié)的問題。而如何使教育技術(shù)理論研究者和教師各自的發(fā)展形成合力是解決問題的關(guān)鍵。上面筆者曾將教育技術(shù)的實(shí)踐場(chǎng)分為研究者(理論主體)的教育技術(shù)、教育者(實(shí)踐主體)的教育技術(shù)、管理者(行政主體)的教育技術(shù)、學(xué)習(xí)者(學(xué)生主體)的教育技術(shù)四個(gè)子場(chǎng)域。
(一)加強(qiáng)教育技術(shù)理論研究中的問題意識(shí)
此條建議是針對(duì)我們的教育技術(shù)研究者而言的,主要包括兩個(gè)方面,一是指教育技術(shù)的理論研究要立足于教育、教學(xué)中的“實(shí)然”狀況;二是要著力于解決實(shí)際的教育、教學(xué)問題,并且這種問題是在教育技術(shù)的框架內(nèi)可以解決的。
(二)加強(qiáng)對(duì)教師專業(yè)化發(fā)展的研究
清華大學(xué)張建偉博士認(rèn)為,技術(shù)在教育中沒有發(fā)揮出應(yīng)有的效能,一個(gè)原因是它未能被群眾充分掌握,也就是對(duì)教育者的培訓(xùn)沒有做好。注意“充分掌握”這個(gè)字眼,它不是指一知半解或操作形式的掌握。只有深度理解教育技術(shù)方案的操作原理,才能在實(shí)踐中活學(xué)活用,而不至于僵化地套用技術(shù)解決方案。
(三)加強(qiáng)教育技術(shù)理論應(yīng)用于實(shí)踐的支持性策略研究
教師教育技術(shù)培訓(xùn)效果不佳同時(shí)存在培訓(xùn)組織、制度保障上的原因,這就從一個(gè)側(cè)面反映了在促進(jìn)我國(guó)教育技術(shù)理論和實(shí)踐結(jié)合的過程中,教育技術(shù)領(lǐng)域的管理者起著不可忽視的作用。此處的管理者主要指我國(guó)的各級(jí)電教部門、教研室和其他對(duì)教育技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用推廣有主動(dòng)權(quán)和主導(dǎo)權(quán)的教育行政主體。他們對(duì)教育技術(shù)理論和實(shí)踐的結(jié)合起著重要的支持作用,要著力解決以下幾個(gè)方面的問題:首先是消除研究者和教師交流的體制,并提供各種各樣的機(jī)會(huì)和平臺(tái)促進(jìn)二者的合作。其次是消除研究者、教師、相關(guān)行政機(jī)構(gòu)之間的為學(xué)生發(fā)展托詞掩蓋下的利益紛爭(zhēng),提供寬松的教育技術(shù)應(yīng)用環(huán)境,杜絕功利化的教育技術(shù)研究和實(shí)踐行為。
隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展,人們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的信息世界,世界連成了一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)了“雙腳不出門,盡知天下事”的時(shí)展目標(biāo)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)安全所具有的保密性、完整性、可用性、可控性和可審查性等特征使得網(wǎng)絡(luò)安全愈發(fā)成為各界關(guān)注焦點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)安全能夠做到防范于未然,將潛在的網(wǎng)絡(luò)安全隱患扼殺在搖籃中,以使各自的利益得到保障。不同應(yīng)用環(huán)境有不同的網(wǎng)絡(luò)安全類型,最常見的網(wǎng)絡(luò)安全類型有系統(tǒng)安全,網(wǎng)絡(luò)的安全、網(wǎng)絡(luò)傳播安全和信息內(nèi)容安全等。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)相關(guān)工作不斷面臨挑戰(zhàn),網(wǎng)絡(luò)安全隱患大大增多。因此,利用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù),解決相關(guān)問題,減少安全隱患,提升網(wǎng)絡(luò)安全性迫在眉睫。
1網(wǎng)絡(luò)安全問題簡(jiǎn)析
現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)安全問題主要體現(xiàn)在存在較多網(wǎng)絡(luò)隱患上,具體表現(xiàn)為以下六個(gè)方面。(1)Internet作為一個(gè)沒有控制機(jī)構(gòu)的開放網(wǎng)絡(luò),其計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很容易遭到黑客入侵,最終導(dǎo)致特權(quán)被盜用、重要數(shù)據(jù)被破壞、機(jī)密數(shù)據(jù)被竊取甚至是系統(tǒng)癱瘓的后果。(2)TCP/IP是一種沒有信息安全措施的通信協(xié)議,而Internet所有的數(shù)據(jù)傳輸都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的,所以存在一定安全隱患。(3)Unix是一種安全性較弱的操作系統(tǒng),而Internet中大部分的通信業(yè)務(wù)都是由該系統(tǒng)支持完成的,因此仍舊存在一定安全隱患。(4)由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、傳輸及處理的電子信息的真實(shí)性和可靠性還不能保證,其在應(yīng)用層中的相關(guān)服務(wù)協(xié)議全靠彼此間的君子協(xié)定維系,安全性有待加強(qiáng)。(5)電子郵件被誤投、拆看以及偽造的情況大量存在,用其傳輸機(jī)密性的信息文件時(shí),安全系數(shù)將會(huì)大大降低。(6)Internet在傳播過程中容易帶來(lái)計(jì)算機(jī)病毒,進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)文件丟失、系統(tǒng)癱瘓等較為嚴(yán)重的后果。
2網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)簡(jiǎn)介
2.1防火墻
防火墻通常被放置在網(wǎng)絡(luò)邊界地帶,用于隔離網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外兩部,發(fā)揮安全隔離作用,以此監(jiān)控審核通信信息,確保網(wǎng)絡(luò)安全。防火墻結(jié)合相關(guān)安全策略,對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析,改變所檢測(cè)到的較為機(jī)密的數(shù)據(jù),將內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行狀態(tài)等隱藏起來(lái),進(jìn)而使網(wǎng)絡(luò)安全得以保障。包過濾技術(shù)、技術(shù)、狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)以及地址轉(zhuǎn)換技術(shù)是最為常見的四種防火墻技術(shù),是依據(jù)其所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分的。防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全的屏障,能夠阻止與安全策略不相符合的較為危險(xiǎn)的網(wǎng)絡(luò)信息的傳播,進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。防火墻對(duì)用戶權(quán)限的訪問以及數(shù)據(jù)內(nèi)容的控制也是其的重要功能。除此之外,防火墻還具有網(wǎng)絡(luò)訪問審計(jì)和地址轉(zhuǎn)換的功能,作為連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外兩部的唯一通道,防火墻能夠記錄有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的所有訪問記錄,再對(duì)其進(jìn)行了較為仔細(xì)的審計(jì)和分析,并以日志信息的形式呈現(xiàn)出來(lái)。在此過程中,NAT服務(wù)協(xié)助防火墻實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)的地址交換,共享資源,提高其安全性能。
2.2入侵檢測(cè)
與防火墻不同的是,入侵檢測(cè)技術(shù)在安全防御這個(gè)過程中顯得更為主動(dòng),其實(shí)質(zhì)是一種自我防御技術(shù)。入侵檢測(cè)技術(shù)通過“整理收集分析”這一流程對(duì)網(wǎng)絡(luò)中那些較為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行處理,再判斷其是否被人入侵或者攻擊。此外,該技術(shù)還能監(jiān)督系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,發(fā)覺各種各樣的進(jìn)攻計(jì)劃、行為或者后果,進(jìn)而保障系統(tǒng)的完整性、機(jī)密性以及可用性。入侵檢測(cè)技術(shù)主要有使用主機(jī)入侵的檢測(cè)和使用網(wǎng)絡(luò)入侵的檢測(cè)兩種方式。前者是以主機(jī)為檢測(cè)對(duì)象,將入侵檢測(cè)設(shè)置于系統(tǒng)之上,以避免因網(wǎng)絡(luò)遭到外部攻擊而造成系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的狀況發(fā)生。后者是以網(wǎng)絡(luò)為檢測(cè)對(duì)象,又可以稱是硬件檢測(cè),該檢測(cè)是將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包安插在相對(duì)重要的地方,再對(duì)其進(jìn)行分析和配置,一旦發(fā)現(xiàn)有攻擊行為存在,系統(tǒng)便根據(jù)有之前配置的相關(guān)安全策略阻斷網(wǎng)絡(luò),以保證網(wǎng)絡(luò)安全。
2.3VPN
VPN是一種利用公用網(wǎng)絡(luò)架設(shè)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問技術(shù),其實(shí)質(zhì)通過共享網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè)能夠連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的隧道。對(duì)遠(yuǎn)程用戶來(lái)說(shuō),VPN非常實(shí)用,不僅成本較低,還能夠通過其獲取可靠安全的資源,并且在此過程中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的安全性也能夠得到相應(yīng)保障。隧道技術(shù)、加密和解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)以及身份認(rèn)證技術(shù)是VPN中最主要的四種安全技術(shù)。VPN技術(shù)最主要的特點(diǎn)有兩個(gè),一是能夠保障安全性,二是能夠保證QoS的服務(wù)質(zhì)量。前者主要體現(xiàn)在VPN能夠保證網(wǎng)絡(luò)傳輸中所傳輸數(shù)據(jù)的可靠性和保密性。而后者主要體現(xiàn)在能夠預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)在高峰期的使用情況,并建立一定策略機(jī)制,設(shè)置相關(guān)權(quán)限以控制執(zhí)行先后順序,避免出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。
3網(wǎng)絡(luò)安全解決方案
3.1構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全體系
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的保密性、完整性和持續(xù)性是網(wǎng)絡(luò)安全體系的最主要體現(xiàn),現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在不少安全隱患,這在一定程度上影響了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量。所以,要提升網(wǎng)絡(luò)安全系數(shù),保證網(wǎng)絡(luò)安全質(zhì)量就不得不首先從構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全體系著手。例如,要構(gòu)建一個(gè)圖書館的網(wǎng)絡(luò)安全體系,其具體操作流程如下。第一,對(duì)具體的業(yè)務(wù)、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等實(shí)際應(yīng)用情況做一個(gè)全面具體的分析,建立一個(gè)初步的、具有一定整體性的安全體系結(jié)構(gòu)框架。圖書館的網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)框架可以從存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化系統(tǒng)這三個(gè)方面設(shè)計(jì)。第二,再對(duì)以上三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分點(diǎn)設(shè)計(jì),整理出每一方面需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容。具體如下。(1)存儲(chǔ)系統(tǒng)方面,DAS系統(tǒng)的技術(shù)相對(duì)而言更具成熟性和穩(wěn)定性,故而該圖書館的存儲(chǔ)系統(tǒng)可采用該系統(tǒng)。(2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面,為免受設(shè)備物理位置的限制,可采用VLAN劃分技術(shù),實(shí)現(xiàn)每一個(gè)職能部門計(jì)算機(jī)的邏輯劃分。(3)自動(dòng)化系統(tǒng)方面,服務(wù)器對(duì)應(yīng)用訪問的熱備份需求日益增加,為滿足這一需求,圖書館在自動(dòng)化系統(tǒng)方面可以采用雙機(jī)熱備技術(shù)。
3.2技術(shù)與管理相結(jié)合
技術(shù)和管理的有機(jī)結(jié)合能夠更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全,控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的不安全因素的產(chǎn)生。此處仍以圖書館為例,具體操作如下所示。(1)使用防火墻。DDoS和DoS的攻擊可能會(huì)使得PC機(jī)和關(guān)鍵服務(wù)器受到損害,這個(gè)時(shí)候就需要設(shè)置防火墻,并制定相關(guān)的限制訪問策略,以響應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。圖書館可以根據(jù)自身實(shí)際情況配置防火墻,以防止外部非法用戶在該圖書館網(wǎng)絡(luò)中自由出入,獲取資源。另外,為了保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全,圖書館還應(yīng)該隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。(2)安裝防毒軟件。安裝防毒軟件防止病毒入侵的重要方式之一,桌面、服務(wù)器、郵件以及網(wǎng)關(guān)等隨時(shí)都有可能遭病毒入侵,所以設(shè)置防病毒軟件尤為必要。在選擇時(shí),一定要選擇公認(rèn)的質(zhì)量較好的、升級(jí)服務(wù)較為及時(shí)的、響應(yīng)和跟蹤新病毒速度較快的防病毒軟件。(3)多重加密技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)安全的威脅途徑主要來(lái)源于數(shù)據(jù)的內(nèi)部傳送、中轉(zhuǎn)過程以及線路竊聽,采用多重加密技術(shù),可以有效地提高信息數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的保密性和安全性。多重加密技術(shù)主要分為幾個(gè)過程,首先是傳輸數(shù)據(jù)的加密,這是保證傳輸過程的嚴(yán)密,主要有端口加密和線路加密兩種方式。其次是數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的加密,目的是為了防范數(shù)據(jù)在儲(chǔ)存中失密,主要方式是儲(chǔ)存密碼控制。最后是數(shù)據(jù)的鑒別和驗(yàn)證,這包括了對(duì)信息傳輸、儲(chǔ)存、提取等多過程的鑒別,是一種以密鑰、口令為鑒別方式的綜合數(shù)據(jù)驗(yàn)證。日常的網(wǎng)絡(luò)生活中,加密技術(shù)也常能看見。比如各大社交軟件、游戲賬號(hào)、郵箱等,都設(shè)有個(gè)人密碼,只不過多重加密技術(shù)是一種更高級(jí)的滲透入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸各環(huán)節(jié)的一種加密形式,有效地采用多重加密技術(shù)將極大促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)重要數(shù)據(jù)的安全性。
3.3制定安全問題應(yīng)急策略
網(wǎng)絡(luò)安全事故在所難免,但是可以通過一定的措施控制其發(fā)生的頻率。制定應(yīng)急措施便是不錯(cuò)的方法之一。應(yīng)急策略包括緊急響應(yīng)計(jì)劃和災(zāi)難恢復(fù)計(jì)劃。前者主要是指出在事故發(fā)生之時(shí)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)可能遭到的破壞和故障有哪些,而后者主要是指明如何及時(shí)地應(yīng)對(duì)這些破壞和故障,使其恢復(fù)到正常狀態(tài)。
3.4注重相關(guān)人員技術(shù)培訓(xùn)
培訓(xùn)不能僅僅只針對(duì)相關(guān)技術(shù)人員,非技術(shù)管理人員的培訓(xùn)也尤為重要。現(xiàn)階段,無(wú)論是技術(shù)性還是非技術(shù)性員工,對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的重視程度仍舊不夠。所以,加強(qiáng)其網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)勢(shì)在必行。對(duì)非技術(shù)人員的培訓(xùn)而言,主要是使其了解基本安全技術(shù)、能夠分辨網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中存在的安全隱患等。而對(duì)于技術(shù)人員而言,要求則相對(duì)較高,必須使其掌握相關(guān)的黑客攻擊技術(shù),找到應(yīng)對(duì)方法,并將其應(yīng)用于實(shí)際工作中,以保證網(wǎng)絡(luò)安全等。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:DDX調(diào)制;數(shù)模轉(zhuǎn)換器;DDX音頻放大器
前言
隨著數(shù)字音源與數(shù)字音頻技術(shù)的迅速發(fā)展,直接對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大而不需要進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換(DAC)的數(shù)字音頻放大器得到了迅速發(fā)展,它具有效率很高并且能與數(shù)字音源直接對(duì)接,實(shí)現(xiàn)端到端的純數(shù)字音頻處理和放大等優(yōu)點(diǎn)。這種DDX音頻放大器可以接受來(lái)自DSP直接輸入的數(shù)字音頻編碼信號(hào),采用專利的DDX信號(hào)處理技術(shù)來(lái)控制高效的功率器件,不需要為每個(gè)聲道準(zhǔn)備D/A轉(zhuǎn)換器,從而減少了中間不必要的轉(zhuǎn)換層級(jí),音質(zhì)得到顯著的改善,成本也隨著零部件數(shù)目的減少而下降,從而把高音質(zhì)、低功耗和低制造成本帶到人氣很旺的高速增長(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,如平板電視機(jī)、無(wú)線產(chǎn)品和個(gè)人音響系統(tǒng)。
DDX音頻放大器的基本結(jié)構(gòu)
DDX音頻放大器包括2個(gè)主要部分:第一部分是采用專利DDX技術(shù)的調(diào)制器,它把數(shù)字音頻接口得到的或者A/D轉(zhuǎn)換得到的PCM數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三態(tài)調(diào)制信號(hào)輸出;第二部分是功率輸出級(jí),它包括三態(tài)驅(qū)動(dòng)邏輯電路和全橋電路。經(jīng)過三態(tài)調(diào)制的脈沖信號(hào)控制全橋電路中晶體管的導(dǎo)通與截止,在負(fù)載的兩端產(chǎn)生極性相反的脈沖信號(hào),脈沖的頻率成份包含還原的音頻信號(hào)和與調(diào)制過程相關(guān)的高頻分量,因此通常需要在輸出級(jí)和揚(yáng)聲器之間插入一個(gè)低通濾波器,避免高頻分量直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器,從而在揚(yáng)聲器上得到還原并且放大的音頻輸出。
DDX音頻放大器驅(qū)動(dòng)方式和調(diào)制方式
DDX音頻放大器的輸出級(jí)采用全橋電路,它包含兩個(gè)半橋輸出級(jí)。每個(gè)半橋電路包括兩個(gè)輸出晶體管,一個(gè)是連接到正電源的高端功率管,另一個(gè)是連接到負(fù)電源的低端功率管。全橋電路可以由單電源供電,在相同的電源電壓下,全橋電路的輸出信號(hào)擺幅是半橋電路的兩倍,理論上可以提供的最大輸出功率是其四倍。傳統(tǒng)的D類放大器采用差分工作方式,開關(guān)信號(hào)控制兩個(gè)半橋電路中功率管的導(dǎo)通與截止,半橋A的輸出極性必須與半橋B的輸出極性相反,使負(fù)載電流從一個(gè)半橋流入,從另一個(gè)半橋流出,為濾波器提供極性相反的脈沖信號(hào),因此只存在正態(tài)和負(fù)態(tài)這兩種差分工作狀態(tài)。
DDX音頻放大器的調(diào)制器采用DDX專利的三態(tài)調(diào)制技術(shù),增加了一個(gè)共模工作狀態(tài),即兩個(gè)半橋輸出的極性相同(都為低),從而使濾波器的兩端被連接到地。這個(gè)共模狀態(tài)稱為陰尼態(tài),和差分工作狀態(tài)配合產(chǎn)生DDX三態(tài)調(diào)制,陰尼態(tài)用于表示低功率水平,代替兩態(tài)方案中在正態(tài)和負(fù)態(tài)之間的開關(guān)。當(dāng)音頻信號(hào)處于低功率水平的時(shí)候,傳統(tǒng)的兩態(tài)方案仍然使輸出晶體管處于開關(guān)狀態(tài),輸出正負(fù)抵消的無(wú)用信號(hào)給濾波器和揚(yáng)聲器,這樣不但增加了的開關(guān)損耗和能量開銷,降低了音頻放大器的效率和信噪比,而且不斷地處于開關(guān)狀態(tài)不可避免地產(chǎn)生EMI。DDX三態(tài)調(diào)制方案利用陰尼態(tài)表示低功率水平,正態(tài)和負(fù)態(tài)用于對(duì)揚(yáng)聲器提供大功率。在相同測(cè)試條件下,DDX三態(tài)調(diào)制方案比采用兩態(tài)調(diào)制方案的傳統(tǒng)D類放大器產(chǎn)生的高頻載波分量低16dB,在低功率水平時(shí)的放大器效率提高了20%。DDX三態(tài)調(diào)制方案的獨(dú)有特性也改善了電源抑制比(PSRR),因?yàn)樵诘凸β仕綍r(shí),濾波器的差分動(dòng)作非常小,陰尼態(tài)使揚(yáng)聲器的兩端接地,從而使電源的噪聲不被聽見。
許多D類放大器采用PWM輸出至器件輸入的負(fù)反饋環(huán)路以改善器件的線性,通過控制環(huán)路對(duì)輸出進(jìn)行校正,以減少失真問題和電源問題。閉環(huán)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是以可能出現(xiàn)的穩(wěn)定性問題為代價(jià)的,這也是所有反饋系統(tǒng)共同面臨的問題。而DDX音頻放大器采用數(shù)字開環(huán)的設(shè)計(jì),即使在驅(qū)動(dòng)低阻抗揚(yáng)聲器的時(shí)候也不會(huì)產(chǎn)生放大器的穩(wěn)定性問題。同時(shí),利用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(DSP),對(duì)預(yù)期的輸出級(jí)誤差進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償或者校正,也可以改善放大器的線性輸出特性。并且可以在數(shù)字域?qū)γ總€(gè)通道音頻信號(hào)獨(dú)立地編程,進(jìn)行諸如分段EQ控制,低音/高音控制和音量控制等處理,而這些都可以通過12C數(shù)字接口對(duì)內(nèi)部寄存器進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn),不僅方便了用戶的開發(fā)和使用,而且為用戶增加了附加價(jià)值。
DDX音頻放大器種類
DDX音頻放大器芯片主要分成兩類,一類是完全獨(dú)立的設(shè)計(jì),即DDX控制芯片和音頻功率放大器芯片是分開的,最多能處理八個(gè)音頻通道,最大輸出功率為單通道350W;另一類是單芯片設(shè)計(jì),即集成了DDX控制和音頻功率放大器功能,同時(shí)擁有2.1通道的DDX控制和音頻放大器,輸出總功率為40W至160W。用戶可以根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)際需要進(jìn)行靈活地選擇和搭配組合。
參考設(shè)計(jì)方案-平板電視專用音箱
下面我們以意法半導(dǎo)體(STM)最新推出的一款DDX音頻放大器STA328為例,來(lái)具體了解DDX音頻放大器的結(jié)構(gòu)和功能,以及如何利用DDX音頻放大器進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)。
該解決方案的主要特征:
?音頻放大器的輸出為2.0通道(2×80W)或者2.1通道(2×40W+l×80W);
?32條預(yù)設(shè)音頻EQ曲線;
?四選一HDMI選擇開關(guān)控制器;
?接收模擬立體聲音頻信號(hào);
?接收光纖和同軸接口的真數(shù)字編碼音頻信號(hào)(立體聲PCM);
?紅外線遙控。
隨著平板電視設(shè)計(jì)變得更薄,揚(yáng)聲器變得更小,機(jī)箱聲學(xué)特性越來(lái)越不理想,修正音頻信號(hào)變得十分重要。我們?yōu)槠桨咫娨曉O(shè)計(jì)的這種2.1通道專用音箱,就是充分利用了DDX單芯片的高集成度,結(jié)合從聲源到揚(yáng)聲器的純數(shù)字流處理能力,為平板電視提供低成本、高效能、高音質(zhì)的外置音響系統(tǒng)。這套專用音箱參考方案的電路結(jié)構(gòu)。
這套音箱可以通過紅外線遙控進(jìn)行操作,意法半導(dǎo)體(STM)-ST72324作為人機(jī)界面控制MCU,接受來(lái)自紅外遙控器的指令,向DDX音頻放大器STA328發(fā)出相應(yīng)的控制命令。
另外,ASAHI KASEI MICROSYSTEMS(AKM)一AK4113是一個(gè)24位立體聲數(shù)字音頻接收器,可以接收來(lái)自光纖接口和同軸接口的高保真數(shù)字編碼音頻信號(hào),然后轉(zhuǎn)化為PCM音頻信號(hào),通過FS總線輸出,可以支持高達(dá)216KHz的采樣率;AKM―AK5358A是一個(gè)高性價(jià)比的24位立體聲A/D轉(zhuǎn)換器,把立體聲模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PCM音頻信號(hào),通過I。S總線輸出。AK4113和AK5358A可以分別接收來(lái)自數(shù)字接口和模擬接口的音頻信號(hào)源,為DDX音頻放大器STA328提供PCM數(shù)字音頻信號(hào)。設(shè)置STA328的輸出級(jí)為2.1通道(2×40W+1×80W),搭配相應(yīng)的音箱,還原并且放大來(lái)自前端數(shù)字音源或者模擬音源的音頻信號(hào)。
由于是針對(duì)平板電視這樣的顯示播放平臺(tái),當(dāng)面臨多個(gè)高清內(nèi)容源的輸入選擇時(shí),大多數(shù)平板電視的HDMI接口在使用上就會(huì)顯得不方便,因此我們加入了英特矽爾(Intersil)-ISL54100。它是一個(gè)四選一HDMI選擇開關(guān)控制器,不僅可以切換各路數(shù)字視頻和音頻信號(hào),而且具有重新整理功能,通過一個(gè)內(nèi)置的鎖相環(huán)進(jìn)行重新同步調(diào)整和均衡,可有效恢復(fù)因線材物理上的問題造成的信號(hào)衰變,能將高清信號(hào)傳輸距離延長(zhǎng)15米。
一、引言
由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,電子郵件作為一種通信方式越來(lái)越普及。當(dāng)電子郵件的用戶已經(jīng)從科學(xué),教育等等行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展到了普通家庭用戶中,電子郵件傳遞的信息也從普通文本信息發(fā)展到包括聲音,圖像在內(nèi)的多媒體信息。然而隨著用戶的增多和適用范圍的逐漸擴(kuò)大,郵件本身的安全性也顯得越來(lái)越重要。
二、電子郵件工作原理
郵件系統(tǒng)的傳輸包含3部分:用戶、傳輸和接收。用戶是一個(gè)用戶端發(fā)信和收信的此程序,負(fù)責(zé)將信件按一定的標(biāo)準(zhǔn)包裝送至郵件服務(wù)器或?qū)⑿陆◤泥]件服務(wù)器收回。比如微軟的IE和NETSCAPE的NAVIGA-TOR。傳輸則是負(fù)責(zé)信件的交換和傳輸,將信件轉(zhuǎn)發(fā)至適當(dāng)?shù)泥]件服務(wù)器,再有接收將新建發(fā)質(zhì)不同的郵件箱賬號(hào)。傳輸能夠解讀收信人的地址,根據(jù)控制信件中轉(zhuǎn)方式的協(xié)議SMTP(Simple Mail Transmission Protocal,簡(jiǎn)單的郵件傳輸協(xié)議)將它轉(zhuǎn)送至郵件主機(jī),郵件到達(dá)郵件主機(jī)后在接受POP(Post Office Protocal,郵局協(xié)議)使郵件被用戶收取閱讀。
電子郵件在因特網(wǎng)上傳送時(shí),會(huì)經(jīng)過許多站點(diǎn),在一些郵件服務(wù)器上做停留,因?yàn)猷]件服務(wù)器要查看信頭以確定該郵件信息是否發(fā)往自己,如果不是郵件服務(wù)器將它轉(zhuǎn)到下一個(gè)最有可能的地址。實(shí)際操作的情況是:郵件服務(wù)器有一個(gè)“路由表”列出了其他郵件服務(wù)器和目的地址。當(dāng)服務(wù)器讀完信頭,發(fā)現(xiàn)不是發(fā)給自己的郵件,就會(huì)迅速將信件發(fā)至目的服務(wù)器或者離目的地址最近的服務(wù)器。
三、電子郵件的安全漏洞
產(chǎn)生電子郵件安全隱患主要有三個(gè)方面:一是電子郵件傳輸協(xié)議自身的安全隱患,眾所周知電子郵件傳輸采用的是SMTP協(xié)議,它傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有經(jīng)過任何加密,只要攻擊者在其傳輸途中把它截獲即可得知郵件的內(nèi)容。二是郵件接收客戶端軟件的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致,如微軟的Outlook存在安全隱患可以使攻擊者編制的代碼讓木馬或者病毒自動(dòng)運(yùn)行。三是用戶個(gè)人的原因?qū)е碌陌踩珕栴}。比如在學(xué)校公司的公共場(chǎng)所使用電子郵件的web或者客戶端登陸,導(dǎo)致密碼可能被盜,或者是打開一些來(lái)歷不明的郵件等等。
四、安全解決方案分析
為了實(shí)現(xiàn)電子郵件安全,安全電子郵件系統(tǒng)需要具備以下幾點(diǎn):①保密性:保證只有希望接收方能夠閱讀郵件內(nèi)容。②完整性:保證發(fā)出郵件月接收到的完全一致,傳輸中郵件沒有被篡改過。③可用性:電子郵件系統(tǒng)能夠在任何時(shí)候?yàn)橛脩籼峁┓?wù),能夠應(yīng)對(duì)相應(yīng)的郵件拒絕服務(wù)攻擊。④可靠性:對(duì)用戶收到的郵件進(jìn)行安全性檢測(cè),最大程度取出郵件的安全風(fēng)險(xiǎn)。⑤不可抵賴性:證實(shí)郵件發(fā)送這確實(shí)發(fā)送了郵件,同時(shí)證明接收者確實(shí)已經(jīng)收到郵件,不管他們是否承認(rèn)。
安全電子郵件方案目前主要分為收發(fā)端到端的安全郵件方案和傳輸層的安全方案。
端到端的安全電子郵件技術(shù),保證郵件從被發(fā)出到被接受的整個(gè)過程中內(nèi)容保密、無(wú)法修改并且不可否認(rèn)。這方面的標(biāo)準(zhǔn)主要有MOSS、PEM、PGP?PGP/MIME和S/MTME 5種類型。目前應(yīng)用最多的端到端安全電子郵件標(biāo)準(zhǔn)是PGP和S/MIME。下面就分析下這兩種標(biāo)準(zhǔn)的原理。
PGP是Phillip Zimmerman在1991年提出的。它既是一種規(guī)范也是一種應(yīng)用,已經(jīng)為成全球范圍內(nèi)流行的安全電子郵件標(biāo)準(zhǔn)之一。PGP的特點(diǎn)是通過單向散列算法對(duì)郵件內(nèi)容進(jìn)行完整性的保護(hù),以保證郵件內(nèi)容無(wú)法修改,使用對(duì)稱和非對(duì)稱密碼相結(jié)合的技術(shù)保證郵件內(nèi)容保密且不可否認(rèn)。通信雙方的公鑰在公開的地方,如FTP站點(diǎn)。而公鑰本身的權(quán)威性則可由第三方(特別是收信方新人的第三方)進(jìn)行簽名認(rèn)證。
在PGP系統(tǒng)中,信任是雙方之間的直接關(guān)系,或者通過第三者,第四者的間接關(guān)系,但任意雙方之間都是對(duì)等的,整個(gè)信任模型構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這就是所謂的web of Trust。每個(gè)用戶之間的信任關(guān)系都是通過網(wǎng)絡(luò)傳播的,也就是說(shuō)在PGP中,一旦相信了網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)用戶,就意味著相信了網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶,這就導(dǎo)致PGP不能在較大范圍的網(wǎng)絡(luò)中使用,也不能用于傳輸一些機(jī)密的敏感信息,而且PGP對(duì)秘鑰的飛出管理也有缺陷,如果私鑰丟失或者損壞,幾乎不可能通知通信各個(gè)相關(guān)的證書已經(jīng)不可信。由于這種標(biāo)準(zhǔn)的可伸縮性差,對(duì)素不相識(shí)的客戶,這種模型無(wú)法建立可靠的信任關(guān)系,因此PGP標(biāo)準(zhǔn)只是用于較小的組織或者團(tuán)體中的安全郵件系統(tǒng)。
S/MIME同PGP一樣,也是理由單向三列算法和公鑰與私鑰相結(jié)合的技術(shù)。保證郵件內(nèi)容保密且不可否認(rèn)。與PGP不同的主要有兩點(diǎn):S/MIME的認(rèn)證機(jī)制依賴于層次結(jié)構(gòu)的證書認(rèn)證機(jī)構(gòu),所有下一級(jí)組織和個(gè)人證書均由上級(jí)組織負(fù)責(zé)認(rèn)證,根證書相互認(rèn)證,整個(gè)信任關(guān)系是樹狀的(Tree of Trust)。S/MIME將信件內(nèi)容加密簽名后作為特殊的附件傳輸。
S/MIME基于PKI/CA機(jī)制,是電子郵件的安全服務(wù)更有保障們特別是采用了CA,使電子郵件具有了不可否認(rèn)性,增強(qiáng)了電子郵件的法律效力。但在現(xiàn)行的基于S/MIME的安全電子郵件系統(tǒng)中CA具有很高的權(quán)限,能“監(jiān)控”用戶的郵件,這就要求所有的用戶都必須絕對(duì)相信CA,給電子郵件的安全帶來(lái)隱患,在這一點(diǎn)上PGP更具保密性。
綜上分析,PGP和S/MIME的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基本原理是一致的,但在信息格式的支持和信任模型上還是有比較大的區(qū)別。PGP主要支持郵件正文和文件格式,而S/MIME可以實(shí)現(xiàn)對(duì)MIME的良好支持;PGP的信任體制是相信朋友,可以迅速建立小范圍的信任圈。但是信任圈的伸縮性差,而S/MIME的信任體制是相信政府,依賴于PKI設(shè)施,因此要組建一個(gè)運(yùn)行的信任環(huán)境比較困難,其他伸縮性極強(qiáng)。
電子郵件包括信頭和信體。現(xiàn)存的端到端的安全電子郵件技術(shù)一般只對(duì)信體進(jìn)行加密和簽名,而信頭則由于郵件傳輸中尋址和路由的需要,必須保證原封不動(dòng)。
信頭一般包含有郵件主題、收發(fā)信件人的地址等。郵件主題是郵件的標(biāo)題,通常是郵件正文的主要內(nèi)容,這些信息以明文的形式傳輸也會(huì)帶來(lái)一定的安全隱患。比如工接著可以截取或者篡改郵件頭的信息;可以獲取郵件主題,判斷郵件的大概內(nèi)容;可以用寄信人和收信人的郵件地址發(fā)新進(jìn)行假冒等等。
為了解決這些安全隱患,目前主要有兩種方式實(shí)現(xiàn)電子郵件在傳世過程中的安全:
―――利用SSL VPN技術(shù),實(shí)現(xiàn)PGP、S/MIME over SSL,實(shí)現(xiàn)電子郵件信頭的安全傳輸。
―――利用IP VPN技術(shù),將所有的TCP/IP傳輸封裝起來(lái),也包括基于TCP/IP傳輸?shù)碾娮余]件數(shù)據(jù)包。
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