《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)探索

許 勇，陳丹華

（1.華南理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.華南理工大學(xué) 圖書(shū)館，廣東 廣州 510640）

《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》課程教學(xué)探索

許 勇1，陳丹華2

（1.華南理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.華南理工大學(xué) 圖書(shū)館，廣東 廣州 510640）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全已成為保證信息系統(tǒng)正常運(yùn)作的重要手段。本文探討了研究生課程《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》的有效教學(xué)手段，通過(guò)課程教學(xué)、小組學(xué)習(xí)和討論、課堂討論和網(wǎng)上交流等方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。對(duì)同類課程的教學(xué)有一定的參考價(jià)值。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全；教學(xué)手段；交互式教學(xué)

隨著國(guó)際一體化的快速推進(jìn)，信息技術(shù)在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位越來(lái)越重要，信息安全成為關(guān)系到信息技術(shù)能否成功得到應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素。培養(yǎng)掌握高級(jí)信息安全高級(jí)人才已成為我國(guó)信息化建設(shè)的關(guān)鍵。

一、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

關(guān)于信息安全的教材，國(guó)內(nèi)外有很多，比如由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《網(wǎng)絡(luò)與信息安全教程》，清華大學(xué)出版社出版的《信息系統(tǒng)的安全與保密》及William Stallings著的由電子工業(yè)出版社出版的《密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全》。這些教材一般都是基于密碼學(xué)基礎(chǔ)，介紹基礎(chǔ)的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí)和基本原理，比如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念和技術(shù)、數(shù)據(jù)加密和認(rèn)證原理技術(shù)、入侵與病毒、防火墻原理和技術(shù)等內(nèi)容，比較適合本科生使用。但是隨著信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全涉及的內(nèi)容也越來(lái)越多，技術(shù)難度也越來(lái)越大，比如可信計(jì)算、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全、信息隱藏和數(shù)字水印技術(shù)及組播安全等理論和模型，而目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有合適的教材涉及以上內(nèi)容，適合研究生層次的教學(xué)。以上這些理論和技術(shù)目前只能在相關(guān)科研論文或其他文獻(xiàn)中查到，這對(duì)我校計(jì)算機(jī)學(xué)院所開(kāi)設(shè)的研究生學(xué)位課《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》的教學(xué)極不方便，也影響了同學(xué)們的學(xué)習(xí)。

二、課程內(nèi)容的探索

本文作者從2006年開(kāi)始，已經(jīng)連續(xù)8年承擔(dān)計(jì)算機(jī)學(xué)院《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》課程的教學(xué)，具有豐富的教課經(jīng)驗(yàn)，并已積累了大量的教學(xué)素材。很多專家和學(xué)者也對(duì)信息安全和研究生教學(xué)進(jìn)行了探討和思考。考慮到當(dāng)前信息安全的多個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域和發(fā)展方向，該課程內(nèi)容從可信計(jì)算TCG和可信網(wǎng)絡(luò)TNG開(kāi)始，深入分析當(dāng)前信息安全領(lǐng)域的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，引出現(xiàn)代信息技術(shù)所涉及的信息安全的各種理論和相關(guān)技術(shù)，包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全、信息隱藏和數(shù)字水印技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流量分析、盲簽名/群簽名、病毒傳播模型及云計(jì)算安全等。同時(shí)，為了加強(qiáng)學(xué)生的理論理解，在課程教學(xué)中融合一定的實(shí)例和案例分析，力求做到理論和實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力；同時(shí)對(duì)涉及領(lǐng)域的研究動(dòng)向進(jìn)行全面的綜述，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。

三、教學(xué)手段的探索

本課程教學(xué)最初幾年，主要采用教師課堂講授的方式。但由于課程涉及內(nèi)容廣，難度大，大部分學(xué)生有畏難情緒，教學(xué)效果并不好。通過(guò)和研究生多次交流，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，作者認(rèn)識(shí)到：為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、增強(qiáng)學(xué)生的參與度是該課程教學(xué)效果的重要手段。近五年來(lái)，通過(guò)對(duì)該課程教學(xué)手段的不斷改進(jìn)和完善，慢慢總結(jié)出以下有效的教學(xué)手段，這些教學(xué)手段取得了非常好的教學(xué)效果，也得到了學(xué)生的好評(píng)。

1.基礎(chǔ)知識(shí)介紹。我校計(jì)算機(jī)學(xué)院本科階段，開(kāi)設(shè)了《信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》、《密碼學(xué)與安全協(xié)議》、《網(wǎng)絡(luò)攻防》等課程，為我校畢業(yè)的研究生了解、掌握信息安全的基礎(chǔ)知識(shí)。但我校其他研究生來(lái)自全國(guó)各高校，有的同學(xué)沒(méi)有修讀信息安全相關(guān)課程。為了使同學(xué)對(duì)信息安全基礎(chǔ)知識(shí)有一個(gè)基本了解，在課程開(kāi)始會(huì)利用4個(gè)課時(shí)對(duì)信息安全基礎(chǔ)理論和技術(shù)做介紹，為后面的專題打好基礎(chǔ)。

2.專題介紹及小組選題。信息安全技術(shù)發(fā)展日新月異，課程教師會(huì)總結(jié)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全前沿較新的、較系統(tǒng)的、具有代表性的十多個(gè)研究方向和研究進(jìn)展，并做簡(jiǎn)單介紹。教師會(huì)根據(jù)每個(gè)學(xué)生的研究方向及興趣愛(ài)好將同學(xué)分為十多個(gè)小組，每個(gè)小組4～8名學(xué)生，包括一名組長(zhǎng)。每個(gè)小組選取一個(gè)專題。

3.小組學(xué)習(xí)和討論。在一定時(shí)間內(nèi)，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織小組成員對(duì)所選專題進(jìn)行調(diào)研、學(xué)習(xí)和討論，要求每個(gè)成員了解掌握專題主要內(nèi)容，包括涉及的關(guān)鍵問(wèn)題、模型、算法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等四個(gè)主要方面。對(duì)調(diào)研、學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難題，如經(jīng)過(guò)小組討論還無(wú)法理解，可和教師溝通，得到教師的指導(dǎo)。最后，小組要按規(guī)范制作PPT，并發(fā)給教師審核。教師給出修改意見(jiàn)，小組再完善修改，直至定稿。這個(gè)過(guò)程鍛煉了研究生的調(diào)研、學(xué)習(xí)和合作溝通能力。通過(guò)這個(gè)階段，小組成員對(duì)所負(fù)責(zé)專題有了較深刻的理解，并對(duì)小組成員進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室，對(duì)他們開(kāi)展進(jìn)一步研究大有裨益。

4.課堂報(bào)告。每個(gè)小組將根據(jù)教師安排，在課堂匯報(bào)所負(fù)責(zé)專題的內(nèi)容。為了保證每個(gè)小組成員積極參與小組學(xué)習(xí)和討論，教師在上課時(shí)臨時(shí)指定上臺(tái)報(bào)告的學(xué)生，報(bào)告學(xué)生表現(xiàn)會(huì)作為其個(gè)人及其小組成員平時(shí)成績(jī)的重要依據(jù)。在報(bào)告過(guò)程中，教師和其他小組同學(xué)可以隨時(shí)就相關(guān)問(wèn)題提問(wèn)，有時(shí)對(duì)某一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行深入探討。因?yàn)槭菍W(xué)生上臺(tái)報(bào)告，并且同學(xué)們可以隨時(shí)參與討論，課堂氣氛非常活躍，大大增強(qiáng)了該課程的教學(xué)效果。

5.課程考核。雖然每個(gè)小組在他們負(fù)責(zé)的專題上投入了很多時(shí)間和精力，但該課程的主要目標(biāo)是每個(gè)學(xué)生需要了解各個(gè)小組報(bào)告的專題內(nèi)容。課程講解、討論結(jié)束后，所有同學(xué)還要參加最后的閉卷考試，考試內(nèi)容來(lái)源于每個(gè)小組報(bào)告的內(nèi)容。這樣，在每個(gè)小組課題報(bào)告時(shí)，其他小組成員還要認(rèn)真聽(tīng)講并積極參與討論。每個(gè)同學(xué)在課題上的表現(xiàn)和積極性也將作為該學(xué)生平時(shí)成績(jī)的一部分。

四、小結(jié)

本論文討論的《高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全》的教學(xué)模式和教學(xué)方法具有一定新意，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.國(guó)內(nèi)外關(guān)于高級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全專題的教材還沒(méi)有，本課程對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全前沿研究方向進(jìn)行系統(tǒng)化總結(jié)。本課程主要內(nèi)容既可作為研究生學(xué)習(xí)當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域較新和較成熟的科研成果，也可作為課題研究的參考。

2.本課程涉及的內(nèi)容較全面，包括可信計(jì)算TCG和可信網(wǎng)絡(luò)TNG、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全、信息隱藏和數(shù)字水印技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流量分析、盲簽名/群簽名、病毒傳播模型以及云計(jì)算安全等理論和模型。

3.為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論的理解，本課程包含一定的實(shí)例和案例分析，力求做到理論和實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

4.教學(xué)相長(zhǎng)，通過(guò)小組合作和課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生深入研究某一專題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和研究能力，增強(qiáng)同學(xué)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。此外，還通過(guò)網(wǎng)上交流及講座論壇等形式開(kāi)展交互式教學(xué)。

[1]馬建峰，李風(fēng)華.信息安全學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J].計(jì)算機(jī)教育，2005，（1）.

[2]王海暉，譚云松，伍慶華，黃文芝.高等院校信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究[J].現(xiàn)代教育科學(xué)：高教研究，2006，（5）.

[3]景靜姝，王玉琨，劉鑒汶.高等院校研究生課程教學(xué)改革問(wèn)題探討[J].理論導(dǎo)刊，2007，（5）：97-99.

[4]樊紅，魯曉暄，趙主江.研究生專業(yè)課程教學(xué)改革的探討與思考[J].中國(guó)教育教學(xué)，2006，（12）：11-12.

G642.0

A

1674-9324（2014）04-0200-02

本文為國(guó)家視頻公開(kāi)課項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全 ”（x2jsN6130710）、 廣 東 省 精 品 視 頻 公 開(kāi) 課（x2js-N912062a）、廣東省學(xué)位與研究生教育改革研究項(xiàng)目（11JGXM-MS05）、廣東省研究生創(chuàng)新培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（12SFKC03）、華南理工大學(xué)學(xué)位與研究生教育改革研究建設(shè)和研究生重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（yjjg2010003、yjzk2011009、yjzk2012014）資助項(xiàng)目。