淺析網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)拓展課程信息

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1網(wǎng)絡(luò)安全方向課程設(shè)置現(xiàn)狀

筆者從眾多開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的高校中選取部分211或985學(xué)校作為研究對象，對多所學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)安全方向課程的設(shè)置進(jìn)行了對比分析。網(wǎng)絡(luò)安全在某些高校是作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一個(gè)方向開設(shè)，如吉林大學(xué)就是在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)下設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全方向，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等課程；而在有些院校網(wǎng)絡(luò)工程中沒有網(wǎng)絡(luò)安全方向，而以單獨(dú)的信息安全專業(yè)存在，如電子科技大學(xué)和北京郵電大學(xué)都是單獨(dú)設(shè)有信息安全專業(yè)，該專業(yè)開設(shè)的安全方向課程更全面，如信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、密碼學(xué)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議等；還有一些高校既沒有信息安全專業(yè)，在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中也沒有安全方向，只是在課程中設(shè)置了少量的安全類課程，如大連理工大學(xué)開設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全、Matlab課程，中山大學(xué)開設(shè)了密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全課程。

2擴(kuò)展課程設(shè)置探討

下面針對濟(jì)南大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)安全方向開設(shè)的課程進(jìn)行改革探討。濟(jì)南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)目前正在使用的培養(yǎng)方案中與安全相關(guān)的課程設(shè)置情況。其中，一部分是計(jì)算機(jī)類學(xué)科基礎(chǔ)課，一部分是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)基礎(chǔ)選修課和專業(yè)方向課。濟(jì)南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)中設(shè)有網(wǎng)絡(luò)安全方向。結(jié)合山東省名校工程的契機(jī)，筆者在調(diào)研多個(gè)名校的培養(yǎng)方案并結(jié)合本校實(shí)際情況的前提下，對網(wǎng)絡(luò)安全方向課程的設(shè)置提出下面幾個(gè)調(diào)整意見。

2.1增設(shè)信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)仿真課程

雖然原有培養(yǎng)方案中高等數(shù)學(xué)離散數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)課程都占據(jù)了大量學(xué)時(shí)，但是對于網(wǎng)絡(luò)安全方向的學(xué)生而言，后期用到的相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)并不多。但是學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)安全真正用到的初等數(shù)論和群環(huán)域知識(shí)卻一點(diǎn)都沒有接觸。因此，修改培養(yǎng)方案時(shí)應(yīng)增設(shè)信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，學(xué)時(shí)不用太多，可以為24學(xué)時(shí)，授課內(nèi)容要涉及網(wǎng)絡(luò)安全中用到的模運(yùn)算、同余理論、數(shù)論函數(shù)和群環(huán)域等知識(shí)。

目前，網(wǎng)絡(luò)安全方向用到的數(shù)學(xué)知識(shí)均是在應(yīng)用密碼學(xué)課程中講解的。大部分有關(guān)密碼學(xué)的教材都會(huì)在講解分組密碼和公鑰密碼時(shí)，介紹一些與之密切相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)（如群環(huán)域），如由清華大學(xué)出版社出版，楊波編寫的《現(xiàn)代密碼學(xué)》（第二版）[3]中的“密碼學(xué)中一些常用的數(shù)學(xué)知識(shí)”部分。這種做法一方面占了密碼學(xué)課程的部分學(xué)時(shí)，勢必會(huì)減少學(xué)生學(xué)到的密碼學(xué)知識(shí)；另一方面，臨時(shí)講一些數(shù)學(xué)知識(shí)并不能讓學(xué)生系統(tǒng)地理解。因此，筆者非常贊成清華大學(xué)馮克勤教授提出的增設(shè)初等數(shù)論課程的想法[4]。雖然馮教授是針對清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系本科生提出的，但對于網(wǎng)絡(luò)安全方向的學(xué)生而言，不學(xué)習(xí)初等數(shù)論和群環(huán)域知識(shí)，很難理解和掌握后續(xù)的與安全相關(guān)的課程內(nèi)容，這點(diǎn)在應(yīng)用密碼學(xué)課程中尤其明顯。

例如，學(xué)習(xí)離散對數(shù)算法后，學(xué)生只知道在已知一些參數(shù)的情況下如何利用指數(shù)進(jìn)行加密解密，但不能理解如何選擇參數(shù)，不知道什么是本原元，如何確定一個(gè)循環(huán)群的本原元以及如何利用模運(yùn)算降低計(jì)算量，如何快速的編程實(shí)現(xiàn)。筆者采用不同于上述馮教授提出的在大學(xué)第1學(xué)期開設(shè)初等數(shù)論課程的方式，而是在第3學(xué)期開設(shè)。因?yàn)闈?jì)南大學(xué)在第1、2學(xué)期，學(xué)生必修高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)課程，這已經(jīng)使學(xué)生無暇顧及更多的數(shù)學(xué)知識(shí)。第3學(xué)期開設(shè)信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)可以很好地和第4學(xué)期開設(shè)的應(yīng)用密碼學(xué)課程銜接。另外，在信息安全數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中，安排一定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，讓學(xué)生在經(jīng)過第1、2學(xué)期的程序設(shè)計(jì)課程之后，通過學(xué)過的編程語言實(shí)現(xiàn)數(shù)論和群環(huán)域中的一些算法，理論聯(lián)系實(shí)際，從而更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，為后續(xù)密碼學(xué)算法的研究奠定基礎(chǔ)。

2.2增加網(wǎng)絡(luò)仿真課程

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究離不開仿真軟件，因?yàn)槲覀儾豢赡軐?shí)際搭建網(wǎng)絡(luò)，如果不合適，再拆了重新搭建，這不僅費(fèi)時(shí)而且費(fèi)力?，F(xiàn)在所有與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的研究都在仿真基礎(chǔ)上進(jìn)行；而如果不開設(shè)仿真課程，學(xué)生僅學(xué)習(xí)理論知識(shí)，會(huì)與實(shí)際應(yīng)用脫離。濟(jì)南大學(xué)的信息安全教學(xué)團(tuán)隊(duì)由5位博士組成，其中3人是數(shù)學(xué)專業(yè)背景，主要研究網(wǎng)絡(luò)安全，2人是計(jì)算機(jī)學(xué)科出身，主要研究無線網(wǎng)絡(luò)，而且5人中有2人具有工程背景。信息安全教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的所有安全類課程的教學(xué)，包含無線網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等課程，這些課程都需要仿真軟件的配合才能使學(xué)生真正掌握所學(xué)知識(shí)。因此，增加網(wǎng)絡(luò)仿真課程是必須的。至于仿真課程的內(nèi)容，可以選擇NS2或NS3，也可以與大連理工大學(xué)相似，采用Matlab。

2.3合并網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議課程，調(diào)整其他相關(guān)課程的學(xué)分和學(xué)時(shí)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議課程主要講TCP/IP協(xié)議，內(nèi)容與吉林大學(xué)的TCP/IP協(xié)議族相似，重點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)的分層協(xié)議，如網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、傳輸層協(xié)議等。涉及部分安全協(xié)議，如IPsec、SSL、SNMP等，這與網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議課程中再次對這些內(nèi)容的講解重復(fù)，而且安全協(xié)議本身也是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種，因此可以考慮將安全協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兩個(gè)課程整合或一門全新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議課程，去掉重復(fù)內(nèi)容，增加部分學(xué)分和學(xué)時(shí)，從原有的2.5學(xué)分增加到3學(xué)分，同時(shí)學(xué)時(shí)從原有的48增加到64。

3結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)安全作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一個(gè)重要方向，在課程設(shè)置上有待進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)展，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展，我們也在探討不斷增加新課程（如數(shù)字取證、數(shù)字隱藏等），減少或去掉某些過時(shí)的課程，并發(fā)揮互補(bǔ)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)作用，在課程設(shè)置上兼顧個(gè)人的研究特長，很好地把無線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全融合在一起。借名校工程的契機(jī)進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)改革，更好地發(fā)展學(xué)生的主體研究能力，和教師的團(tuán)隊(duì)配合，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探索精神和創(chuàng)造能力。

作者：劉悅 賈忠田 張波 單位：濟(jì)南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院