《信息内容安全》教学大纲.docx
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信息内容安全
(InformationContentSecurity)
课程代码:
4261045
学分:
4
学时:
48(其中:
课程教学学时:
36,实验学时:
12)
先修课程:
计算机安全导论、数字图像处理
适用专业:
计算机科学与技术
教材:
《数字内容安全原理与应用》,清华大学出版社,2012,彭飞等编著
开课学院:
计算机与软件学院
一'课程性质与课程目标
(一)课程性质
《信息内容安全》是高等工科院校计算机类相关专业的一门专业方向课程之一。
本课程主要研究各种数字内容的安全威胁及安全保护技术,是信息安全的重要理论和实践课程。
(-)课程目标
课程目标包括知识目标和能力目标,具体如下:
课程目标1:
理解信息内容安全的内涵和发展概况,理解信息内容安全的基本原理,掌握各种常见的信息内容安全应用技术。
课程目标2:
能够运用内容安全思维分析问题和解决问题,针对数字内容安全领域的问题,设计可行的解决方案,并能对解决方案进行分析和论证。
课程目标3:
理解信息内容安全对社会生活各方面的影响。
(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系
本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点1.4和6.3。
毕业要求指标点1.4:
系统掌握计算机基础理论及专业知识,包括计算机硬件、软件及系统等方面内容,具备理解计算机复杂工程问题的能力,能够运用所学知识进行计算机问题求解。
毕业要求指标点6.3:
能够评价计算机科学与技术工程专业实践和解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。
课程目标
毕业要求指标点、
课程目标1
课程目标2
课程目标3
毕业要求1.4
毕业要求6.3
二、课程内容及教学要求(按章撰写)
本课程教学内容包括:
信息内容安全的内涵、密码学、信息隐藏技术、数字水印技术、数字取证原理和技术、文本内容安全、图像技术安全、音频内容安全、视频内容安全等。
本课程基本要求是:
理解信息内容安全的概念和内涵,掌握流行的密码技术,理解并掌握常见数字内容的安全技术;针对常见的信息内容安全问题,能分析、选择或设计合适的数据结构及算法解决问题。
第1章绪论
(一)教学内容
1.信息内容安全威胁与起因;
2.信息内容安全技术发展历程;
3.信息内容安全与法律;
4.信息内容安全定义及内涵;
5.信息内容安全与信息安全关系。
(二)教学要求
1.了解信息内容安全威胁与起因;
2.了解信息内容安全技术发展历程;
3.了解信息内容安全与法律;
4.理解信息内容安全定义及内涵;
5.掌握信息内容安全与信息安全关系。
(三)重点与难点
1.重点
信息内容安全定义及内涵、信息内容安全与信息安全关系。
2.难点
信息内容安全与信息安全关系。
第2章密码学
(一)教学内容
1.密码系统模型;
2.古典密码技术;
3.现代对称密码技术;
4.非对称密码技术。
(二)教学要求
1.了解密码学发展历史;
2.了解密码学新方向;
3.理解密码系统模型;
4.理解古典密码技术;
5.掌握DES和RC4;
6.了解AES;
7.掌握RSA和ElGamaL
(三)重点与难点
1.重点
DES算法、RSA算法。
2.难点
密码攻击方式。
第3章消息认证与数字签名
(一)教学内容
1,单向哈希函数;
2.消息认证码;
3.数字签名技术;
4.消息认证模式。
(二)教学要求
1.理解Hash函数基本概念;
2.掌握常见Hash函数及其攻击方法;
3.掌握常见消息认证码的算法;
4.理解数字签名;
5,掌握常见的数字签名体制;
6.了解盲签名和群签名;
7.掌握常见的消息认证模式。
(三)重点与难点
1.重点
SHA系列算法、DSA、消息认证模式。
2.难点
对Hash函数的攻击及其安全性分析。
。
第4章信息隐藏与数字水印
(一)教学内容
1.信息隐藏和数字水印基本概念;
2.信息隐藏技术;
3.数字水印技术;
4.应用与发展。
(二)教学要求
1.了解信息隐藏技术的发展历程;
2.了解信息隐藏技术的分类与要求;
3.了解数字水印的框架和分类;
4.了解信息隐藏与数字水印的应用与发展方向;
5.理解信息隐藏技术的基本原理与模型;
6.理解信息隐藏与加密的区别;
7.理解软件水印技术;
8.理解数字水印的攻击方法;
9.掌握空域信息隐藏技术和变换域信息隐藏技术;
10.掌握版权保护数字水印技术;
11.掌握可逆水印技术;
12.掌握内容认证数字水印技术。
(三)重点与难点
1.重点
信息隐藏工作原理、数字水印技术原理。
2.难点
串的模式匹配运算。
第5章数字取证技术
(一)教学内容
1.数字取证基本概念;
2.数字取证分类;
3.数字内容篡改取证;
4.数字内容来源取证;
5.数字内容隐秘分析取证。
(二)教学要求
1.了解数字取证常用工具;
2.理解数字取证的概念;
3.了解数字取证的分类;
4.掌握数字内容篡改取证方法;
5.掌握数字内容来源取证方法;
6.掌握数字内容隐秘分析取证。
(三)重点与难点
1.重点
数字取证的分类、数字内容取证方法。
2.难点
数字内容隐秘分析取证。
第6章文本内容安全
(一)教学内容
1.文本内容安全基本概念;
2.文本加密技术;
3.文本隐写技术;
4.文本水印技术;
5.文本过滤与分类技术;
6.文本隐写分析技术。
(二)教学要求
1.了解文本数据的概念、分类及表示;
2.理解文本字符的编码方式;
3.理解文本过滤与分类技术;
4,掌握典型的文本加密方法;
5.掌握常见的文本隐写与文本水印技术;
6.掌握文本隐写分析技术。
(三)重点与难点
1.重点
文本内容编码、文本隐写与水印技术。
2.难点
文本隐写分析。
第7章数字图像内容安全
(一)教学内容
1.数字图像内容安全基本概念;
2.数字图像加密技术;
3.数字图像隐写技术;
4.数字图像水印技术;
5.数字图像内容隐写与分析技术。
(二)教学要求
1.了解数字图像的概念、分类及特点;
2,了解数字图像的编码方式、处理技术;
3.了解数字图像内容安全的技术分类;
4.理解数字图像内容加密技术;
5.掌握典型的数字图像加密算法;
6.掌握数字图像内容隐写与水印技术。
(三)重点与难点
1.重点
数字图像编码、数字图像加密。
2滩点
数字图像隐写与水印技术。
第8章数字音频内容安全
(一)教学内容
1.数字音频内容安全基本概念;
2.数字音频加密技术;
3.数字音频隐写技术;
4.数字音频水印技术;
5.数字音频隐写分析技术;
6.数字音频取证技术。
(二)教学要求
1.了解音频的数字表示;
2.了解人类听觉特性;
3.理解数字音频加密技术;
4.理解数字音频水印基本原理;
5.理解数字音频中的常见隐写算法;
6.理解数字音频取证常用算法;
7.掌握常见数字音频水印算法;
8.掌握数字音频的常见隐写分析方法。
(三)重点与难点
1.重点
数字音频编码、数字音频加密。
2.难点
数字音频水印、数字音频隐写。
第9章数字视频内容安全
(一)教学内容
1.数字视频安全基本概念;
2.数字视频加密技术;
3.数字视频隐写技术;
4.数字视频水印技术;
5.数字视频隐写分析;
6.数字视频取证。
(二)教学要求
1.了解视频的数字表示和压缩编码;
2,了解数字视频内容安全技术分类;
3.理解数字视频加密技术;
4.理解数字视频水印基本原理;
5.理解数字视频中的常见隐写算法;
6.理解数字视频取证常用算法;
7.掌握常见数字视频水印算法;
8.掌握数字视频的常见隐写分析方法。
(三)重点与难点
1.重点
数字视频编码、数字视频加密。
2滩点
数字视频水印、数字视频隐写。
三、本课程开设的实验项目
编号
实验项目名称
学时
类型
要求
支撑的课程目标
1
BMP图像信息隐藏
2
验证性
必做
课程目标1
2
WAV音频的ISB信息隐藏
2
验证性
必做
课程目标1
3
DCT域图像水印
2
验证性
必做
课程目标1
4
简单扩频语音水印算法
2
设计性
必做
课程目标1,2
5
LSB信息隐藏的卡方分析
2
验证性
必做
课程目标1,2
6
基于SPA的音频隐写分析
2
设计性
必做
课程目标1,2
实验1:
BMP图像信息隐藏
1.实验目的及要求
1)理解BMP图像文件格式;
2)掌握利用BMP图像文件隐藏信息的原理;
3)实现3种基于24位真彩色BMP图像的文件信息隐藏方法。
2.实验主要内容
1)在实际的图像数据后隐藏信息;
2)文件头与图像数据之间隐藏信息;
3)在图像文件头和信息头的保留字段中隐藏信息。
3.重难点
图像文件头和信息头的保留字段中隐藏信息。
实验2:
WAV音频的ISB信息隐藏
4.实验目的及要求
1)掌握wav音频文件的数据格式;
2)实现基于ISB的wav音频文件信息隐藏方法。
5.实验主要内容
1)读入wav格式的载体音频;
2)将音频转换为二进制比特流;
3)基于LSB算法,将秘密信息嵌入音频文件的数据部分;
4)隐藏信息提取。
6.重难点
秘密信息嵌入。
实验3:
DCT域图像水印
7.实验目的及要求
1)熟悉DCT域图像水印技术;
2)掌握基于DCT系数关系的图像水印算法原理;
3)实现基于DCT域的图像水印。
8.实验主要内容
1)读入载体图像并转换为二进制流;
2)利用载体中两个特定DCT系数的相对大小将秘密信息按位隐藏入连续的像素中;
3)隐藏信息的提取。
9.重难点
信息的嵌入和提取。
。
实验4:
简单扩频语音水印算法
1.实验目的及要求
1)理解扩频通讯的特点;
2)理解在扩频语音中嵌入水印的原理;
3)实现将水印嵌入扩频音频的算法。
2.实验主要内容
1)选择载体音频;
2)产生水印;
3)产生正交的伪随机序列(PN序列);
4)选择嵌入强度,在音频中嵌入水印;
5)水印提取。
3.重难点
伪随机序列的产生;水印嵌入。
4验5:
LSB信息隐藏的卡方分析
1.实验目的及要求
1)理解隐写分析概念;
2)掌握隐写分析与数字隐藏和数字水印的关系;
3)掌握基于LSB隐写的分析方法;
4)实现基于图像的LSB卡方分析方法。
2.实验主要内容
1)选择图像文件;
2)基于LSB在图像文件中嵌入秘密信息;
3)对嵌入秘密信息的图像文件进行卡方分析。
3.重难点
灰度直方图分布变化分析,隐写可能性计算。
。
实验6:
基于SPA的音频隐写分析
4.实验目的及要求
1)理解抽样对分析(SamplePairsAnalysis,SPA)方法的基本原理;
2)掌握使用SPA方法来判断音频文件是否经过LSB隐写的方法;
3)实现基于SPA音频隐写分析的算法。
5.实验主要内容
1)选择音频文件;
2)将秘密信息嵌入到音频载体;
3)利用SPA对音频文件进行隐写分析。
6.重难点
基本集的势的计算。
四、学时分配及教学方法
# | 教学形式及学时分配 |主要教学方法|支撑的课程目|
课堂教学
实验
上机
课程实践
小计
标
第一章绪论
2
2
讲授、案例、演示
课程目标1,2
第二章密码学
4
4
讲授、案例、自学、实验
课程目标1,2
第三章消息认证与数字签名
4
4
讲授、对比、自学、讨论、实验
课程目标1-3
第四章信息隐藏与数字水印
6
2
8
讲授、演示、自学、实验
课程目标1,2
第五章数字取证技术
3
2
5
讲授、自学
课程目标1,2
第六章文本内容安全
3
2
5
讲授、案例、演示、讨论、自学、实验
课程目标1-3
第七章数字图像内容安全
6
2
8
讲授、案例、演示、讨论、自学、实验
课程目标1-3
第八章数字音频内容安全
4
2
6
讲授、案例、演示、实验
课程目标1-3
第九章数字视频内容安全
4
2
6
讲授、案例、演示、实验
课程目标1-3
合计
36
16
48
注:
1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;
2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法(基于问题、项目、案例等教学方法)等。
五、课程考核
1.课程考核方式包括期末考试、平时作业和实验情况考核。
考核形式
考核要求
考核权重
备注
平时作业及阶段测试
课后完成10~15个习题,主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握度,计算全部作业的平均成绩再按15%计入总成绩;可让学生查阅资料,了解本课程相关技术发展情况,自主学习并完成。
15%
根据平时作业得分取平均值或结合平时测试情况
实验
完成6个实验,主要训练学生应用所学知识构建实验系统,并进行实验的能力,最后按15%计入课程总成绩。
15%
评分细则见附录1
期末考试
试卷题型包括选择题、填空题、判断题、应用题、算法题5大类,以卷面成绩的70%计入课程总成绩。
其中考核基础知识及应用能力的题占90%;考核能针对个人或职业发展的需求,采用合适的方法,自主学习,适应发展占比10%o
70%
期末考试采用闭卷笔试。
六、参考书目及学习资料
1.李建华;李翔;李生红;刘功申;马颖华(著),信息内容安全管理及应用,机械工业出版社,2010。
七'大纲说明
1.主要采用多媒体教学手段,主要知识点板书与多媒体相结合,多种教学手段综合运用。
2.课后共需完成近15道习题作业,以评价学生对所学内容的理解和应用情况。
附录1:
实验考核方式及评分细则
本实验以考查为主,考核的内容包括实验过程的表现(其中包含分析与解决问题的能力)、实验报告的质量等。
分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。
实验成绩中出勤、预习占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。
成绩组成
考核/评价环节
分值
考核/评价细则
对应的毕业要求指标点
出勤、预习10%
出勤状况,预习评价
10
能按时到勤,遵守实验规定,不损坏实验设备(占5%);能够预习,并理解实验原理及目的(占5%)。
1.4
实验过程60%
实验中的表现
60
按照预设方案操作实验设备、仪表,正确完成实验(占25%);实验结果的准确性(占20%);禾用所学知识分析解决问题的能力(占15%)»各个实验在总分中所占权重系数以课时数为标准。
1.4
6.3
实验报告30%
实验报告评价
30
主要考察学生对实验结果进行分析和实验数据进行处理的能力。
要求报告格式规范(占10%);数据准确(占10%);并按要求完成相应思考题(10%)。
1.4
- 配套讲稿:
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- 信息内容安全 信息内容 安全 教学大纲