网络空间安全原理与实践_徐恪、李琦、沈蒙、朱敏_9787302687696

没有网络安全就没有国家安全，随着网络空间的迅速发展，网络空间安全问题成为信息技术领域关注的焦点。本书从网络空间安全学科体系出发，以网络空间的发展历程为起点，首先介绍网络空间安全领域涉及的基础理论、机制与算法；然后在此基础上围绕网络空间系统安全、网络安全及应用安全展开，具体介绍核心安全问题，包括数据加密、隐私保护、系统硬件安全、操作系统安全、协议安全、路由安全、DNS安全、流量安全、应用安全等网络空间安全领域的核心内容；此外，还介绍了真实源地址验证、分布式系统安全、人工智能安全及大模型安全等最新研究进展。
本书力图全面反映网络空间安全学科体系的概况，让读者能够理解网络空间安全是整体性的，不可分割的。安全问题具有很强的实践性，本书注重通过典型的应用案例来讲解网络空间安全的基本机制和原理，并且还精心设计了一系列实验，让读者通过实际动手操作进一步加深对网络空间安全的理解和掌握。
本书是清华大学本科核心课程网络空间安全导论的配套教材，面向计算机科学与技术和网络空间安全等相关专业的本科生，也可供广大相关专业的网络工程技术人员和科研人员参考。

以互联网为代表的信息技术日新月异，引领了社会生产新变革，创造了人类生活新空间，拓展了国家治理新领域，极大地提高了人类认识世界、改造世界的能力。

互联网开辟了继陆、海、空和太空之后的人类第五疆域: 网络空间，与此同时，国家安全的疆域也从传统的陆、海、空、天的物理空间向数字化的网络空间拓展，制网权成为大国战略较量的又一焦点。

习近平总书记2014 年2 月27 日在中央网络安全和信息化领导小组第一次会议上高屋建瓴地指出没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化。为了加快网络安全人才培养，2015 年6
月，国务院学位委员会和决定设立网络空间安全一级学科。清华大学是国内最早开展网络空间安全专业研究生培养的高等院校之一。为了满足网络空间安全学科发展的要求，清华大学计算机系安排我和李琦为计算机科学与技术等相关专业的本科生开设
网络空间安全导论课程。

网络空间安全导论课程定位为计算机系本科生的必修课，一方面要向同学们展示网络空间安全学科的整体框架体系，另一方面也希望通过课程的学习，同学们能了解和掌握网络空间安全相关基本理论、基本机制和基本原理并具有一定的实践动手能力。为了配合课程教学，我们着手编写了此书，为了体现课程中基本原理的重要性，我们将书名确定为《网络空间安全原理与实践》。建设一门新的课程无疑是一个巨大的挑战，特别是这样一门新兴学科的概论课程。网络空间安全领域宽广，知识点繁杂，涉及计算机芯片、操作系统、网络协议、应用软件、人工智能算法等诸多方面，而且对实践能力要求很高。课程内容如何取舍？课程主线如何建立？这些问题无疑都增加了课程建设的难度。

在吴建平院士的指导下，我们深入学习了网络空间安全一级学科论证报告和兄弟院校的相关课程，确定了以网络空间的发展历程为基础的课程主线，课程内容包括了基础理论、机制与算法、系统安全、网络安全及分布式系统与应用安全这几个部分，这几部分的相互关系详见第1 章，这里不再赘述。

需要指出的一点是，尽管我们努力使本书达到自包含的效果，但是仍然希望读者在计算机组成原理、计算机网络和操作系统等方面有一定的基础知识。如果读者希望深入了解计算机网络的基本原理，可以参考拙作《高级计算机网络》（第2 版）。

本书的第1 版于2022 年出版，随着大模型等人工智能新技术的飞速发展，相关的安全问题已经引起了大家的广泛关注，为了更全面准确地反映网络空间安全领域的最新进展，我们修订完成了本书。与第1 版相比，除了增加大模型安全章节之外，还增加了互联网路由安全和流量识别技术的相关内容。

本书的完成，首先要感谢团队学术带头人吴建平院士，他始终把握着我们团队的研究方向，带领我们在新一代互联网和网络空间安全领域努力前行。感谢我的同事徐明伟、赵有健、尹霞、崔勇、张小平、刘莹、李丹、裴丹，我们就像一个大家庭一样互相支持。

网络空间安全一级学科虽然建设时间并不长，但在兄弟院校的共同努力下，已经涌现出一批优秀的课程，并出版了多部优秀的教材，我们从中获益甚多，在此表示深深的谢意。

在本书及其初版的撰写过程中，作者就相关内容分别请教了张钹院士、邬江兴院士、戴浩院士、方滨兴院士、张尧学院士、于全院士、戴琼海院士、王小云院士、冯登国院士、张宏科院士和胡事民院士，非常感谢各位院士对书稿提出的宝贵意见和建议。院士们对后辈的关心和支持令人感佩。

感谢孙富春教授、姜誉教授、张帆教授和郑中翔博士对书稿提出宝贵意见。感谢我的三位合作者，李琦的加入极大提升了我们团队在安全领域的研究水平。沈蒙和朱敏是我招收的第一届博士生，如今都已能独当一面开展科研工作，他们的成长令我十分欣慰。

在本书及其初版的完成过程中，赵乙、朱亮、谭崎、李海斌、车征、魏雅倩、王自强、傅川溥、冯学伟、姜盛林、付松涛、周广猛、徐松松、凌思通、杜鑫乐、刘自轩、李旸、苏悦、杨宇翔、黄翰林等参与了大量的工作，在此一并表示感谢。

感谢我的父母和家人，谨以此书献给他们。
感谢国家自然科学基金委员会多年来对作者研究工作的支持（项目编号：62425201）。限于作者的水平，书中不当之处希望得到广大读者的指正，文责当由我一人承担。网络空间安全领域是一个飞速发展的领域，我们将在吸取大家的意见和建议的基础上，在适当的时候再做修订和补充。

徐恪
2025 年1 月

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