项目3 信息内容安全防护 教学课件 - 《信息技术 拓展模块——信息安全保护》（高等教育出版社）

信息内容 安全防护 项目3 Information security protection 项目概述 在本项目中，将要学习常见信息内容安全防护的概念和措施，并完成相应的防护操作，逐步建立信息安全意识，保护信息内容安全。为减少数据丢失带来的风险，学习数据备份的相关概念，对系统和文件进行备份与还原。为保障数据的安全，预防重要信息内容被泄露，学习和使用密码（口令）保护文件。面对文件加密的现实需要，学习密码技术的基本概念，使用工具对文件、文件夹、磁盘分区进行加密与解密。面对恢复被误删除的文件的应用场景，学习数据恢复的基本原理，并使用工具扫描和恢复被误删除的文件。 项目情景 项目导航 任务3.1 数据备份与还原 Data backup and restore 任务3.2 使用密码保护文件 Protect files with a password 任务3.3 使用工具加密文件 Encrypt files using tools 任务3.4 恢复被误删除的文件 Recover files deleted by mistake 数据备份与还原 ——任务3.1 Data backup and restore 随着我国云计算、大数据、物联网等技术等产业的快速发展，用户产生的数据也越来越多，更换计算机和移动设备也越来越频繁。一旦数据丢失，将会造成很大损失，因此，要掌握常见的数据备份、还原的方法，做到未雨绸缪。在生活中，我们要及时对系统和文件进行备份，以便在必要时还原这些数据。 任务3.1 【任务准备】 1.数据 数据（data）一般是指描述客观事物的符号记录，可以是文字、声音、图像等。 2.数据备份方式 在计算机系统中，备份（backup）一般是指将文件系统中的数据进行复制，一旦系统出现故障，能够使用备份数据进行还原。 3.网盘与云盘 网盘，也可称为“网络硬盘”，用来将数据存储到位于网络的服务器上。云盘，是随着云计算发展而产生的新概念，随着网盘的商业化发展，网盘的协同应用也变得越来越重要，例如在多个不同类型的终端上同步和分享文件等操作，这是就产生了“云盘”。网盘、云盘的存储原理基本相同，都对网络具有依赖性，因此，一般情况下无需区分网盘、云盘。 任务3.1 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 (1)选择将分区备份为映像文件。运行Broadcom Ghost，在“About”相关界面单击“OK”按钮，依次单击“Local”→“Partition”→“To Image”菜单，如图3-1所示。 图3-1 选择备份类型 【任务实施】 任务3.1 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （2）选择要备份的磁盘。此处选择“OS Volumes”，即系统所在的磁盘，然后单击“OK”按钮，如图3-2所示。 图3-2 选择备份磁盘 【任务实施】 任务3.1 【任务实施】 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （3）选择要备份的分区。此处选择系统所在分区“C:”，然后单击“OK”按钮，如图3-3所示。 图3-3 选择要备份的分区 任务3.1 【任务实施】 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （4）设置映像文件保存位置。在“Look in”后的列表框中选择系统分区之外且有足够剩余空间的分区，此分区的剩余容量一般要大于系统分区已用容量的1/3，然后在“File name”后的文本框中输入映像文件的名称，此处使用“win10”，然后单击“Save”按钮，如图3-4所示。 图3-4 设置映像文件保存位置 任务3.1 【任务实施】 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （5）选择映像文件压缩类型。此处单击“Fast”按钮选择快速压缩，如图3-5所示。 图3-5 选择映像文件压缩类型 任务3.1 【任务实施】 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （6）执行备份操作。在“Question”对话框中单击“Yes”按钮开始创建映像文件，如图3-6所示。由于我们使用的是Windows版本的Broadcom Ghost，多数情况下C盘中的文件被占用，因此在弹出“Cannot lock the volume”对话框后选择“Force Lock”以便临时锁定C盘，如图3-7所示。接下来，等待备份完成单击“Continue”按钮，如图3-8所示。 图3-6 选择是否创建映像文件 图3-7 选择锁定C盘的方式 图3-8 执行备份 任务3.1 【任务实施】 1．使用Broadcom Ghost备份操作系统 （8）查看映像文件。退出Broadcom Ghost后，即可查看到备份完成的映像文件，这些映像文件包含了C盘的数据，如图3-9所示。至此，系统备份完成。 图3-9 查看映像文件 提示：考虑到用户存放映像文件所在分区的文件系统可能是FAT32，Broadcom Ghost会将映像文件分为多个小于2GB的文件，以1个.GHO文件和多个.ghs的形式保存，使用过程中不要随意删除。 任务3.1 【任务实施】 2. 使用Broadcom Ghost还原操作系统 在还原系统时，建议关闭Windows系统，并使用启动U盘在DOS或WinPE系统中运行Broadcom Ghost。操作步骤基本与备份系统分区相反，在主界面中选择“Local”→“Partition” →“From Image”菜单，选择映像文件“win10.GHO”，选择映像文件中的分区“C:”，选择还原的目标磁盘“OS Volumes”，选择要还原的目标分区“C:”，然后执行还原操作。 提示：由于还原系统会覆盖当前计算机中系统盘的数据，建议先使用虚拟机，借助支持U盘启动且带有DOS或者WinPE的第三方系统安装工具，待操作熟练后再尝试Broadcom Ghost还原系统。 任务3.1 【任务实施】 3. 使用Windows备份工具备份数据 （1）选择保存备份文件的驱动器。单击“开始”按钮，依次打开“Windows设置”→“更新和安全”窗口，单击左侧“备份”选项，单击“添加驱动器”按钮，选择将文件备份到哪个驱动器，例如“F:”，如图3-10所示。 图3-10 选择保存备份文件的驱动器 任务3.1 【任务实施】 3. 使用Windows备份工具备份数据 （3）设置要备份的文件夹与备份计划。 开起备份功能后，“自动备份我的文件”的状态将变为“开”，这时会系统将C盘中用户的文件、图片等备份到“F:”，如图3-11所示，如需指定要备份哪些文件夹，并且设置备份的计划，则需要单击“更多选项”链接。 图3-11 备份功能开启后的状态 任务3.1 【任务实施】 3. 使用Windows备份工具备份数据 在弹出的“备份选项”窗口中，首先在“备份这些文件夹”选区删除或添加要备份的文件夹，本例中只备份桌面数据，然后在“备份我的文件”下拉列表中设置备份计划，默认是“每小时”备份一次，设置完毕后可以单击“立即备份”按钮开始数据备份，如图3-12所示。 图3-12 设置备份文件夹和备份计划 任务3.1 【任务实施】 3. 使用Windows备份工具备份数据 备份完成后，可在备份文件保存的驱动器中查看备份结果，如图3-13所示。 图3-13 备份完成 任务3.1 【任务实施】 4. 使用Windows备份工具还原数据 经过备份的数据，一旦丢失或者被误删除后，要从“备份选项”窗口单击“从当前的备份还原文件”链接，在弹出的窗口选择要还原的文件夹（默认还原所有已设置“备份”的文件夹），然后单击下面的绿色“还原”按钮即可完成数据的还原，如图3-14所示。 图3-14 还原数据 提示：Windows 10中的备份工具是备份的文件夹，当我们丢失的是已备份文件夹中的部分文件时，会在还原文件时弹出是否覆盖目标文件的提示，建议选择“跳过该文件”以免造成文件混乱。 任务3.1 实践应用 下载百度网盘等软件，注册账户并将计算机中的文件备份到网盘中，删除后尝试还原。此外，在网盘软件中设置对某个文件夹的自动备份，并在网盘中查看效果。如有手机等移动设备，请在手机中安装网盘APP，并尝试上述操作。 使用密码保护文件 ——任务3.2 Protect files with a password 数据备份技术重点解决了数据的可靠性问题，而在我们的生活中，需要关注的另外一点就是数据的保密性。文件被窃取，或丢失保存有重要文件的移动存储设备是不能完全避免的，一旦被其他人打开就会泄露个人隐私甚至是工作机密，因此对重要的文件要设置密码。 【项目概述】 任务3.2 【任务准备】 1.密码与口令 了解密码的相关概念，要从中外应用密码技术的历史说起，据史书记载，我国商末周初时期，姜太公使用阴符作为调兵遣将的依据，另外，古希腊使用密码棒（腰带或羊皮缠绕在木棍上）传递军事信息，从起源上可以看出，密码技术从广义上来讲是一种运用某个加密系统完成明文与密文互转的技术，密码则是加密有的字符串。 但从狭义理解，密码可以作为一种验证方式用来打开某个实体，比如我们使用数字密码或指纹打开锁具，或使用密码打开某个计算机上的文件，这里的密码所指的是口令（password）。在生活中，我们登录系统、网站、软件等使用的密码，实际上是用来验证身份的口令。 2.打开文件密码、编辑文件密码 无论用户是否编辑文件，没有打开文件密码都将无法查看文件。编辑文件密码，是指编辑文件或者文件中特定部分内容是需要使用的密码，适用于允许用户查看文件，但又限制用户编辑文件的情况。 任务3.2 【任务准备】 3.密码的复杂度 使用密码的初衷是保护文件的安全性，但密码存在被破解的可能。密码破解技术主要有两种：一种是利用软件漏洞读取内存中暂存的密码密文，运算出密码的明文；另外一种是利用密码字典（存有诸多密码项的库）去一个个尝试（枚举）直到找到正确的密码，这种方式被称为暴力破解。对于普通用户而言，除定期更改密码外，尽量使用复杂度高的密码，复杂度越高被暴力破解的难度就越大。不同系统对密码复杂度的定义略有不同，但一般都是对强度和长度进行要求，例如要求密码包含大写、小写字母、数字和特殊字符，且不能包含用户名、连续的数字或字母，还有密码最小长度等要求。 任务3.2 【任务实施】 1.使用WPS Office为文件设置密码 （1）开启文档密码加密功能。打开WPS Office或Microsoft Office所支持的文档，单击“文件”菜单，然后依次选择“文档加密”→“密码加密”命令，如图3-15所示。 图3-15 开启文档的密码加密功能 任务3.2 【任务实施】 1.使用WPS Office为文件设置密码 （2）输入密码。在“密码加密”对话框中的“打开权限”选区输入打开文件密码，在“编辑权限”选区输入编辑文件密码，输入完毕后单击“应用”按钮，如图3-16所示，然后保存该文档。 图3-15 开启文档的密码加密功能 任务3.2 【任务实施】 2.使用WPS Office打开文件 使用WPS Office打开已设置密码的文件，在“文档已加密”对话框中输入打开文件密码，单击“确定”按钮，如图3-17所示。如果只是查看文档则可在“文档已设置编辑文件密码”对话框中单击“只读打开”按钮，如果需要编辑文档则需要输入编辑文件密码后单击“解锁编辑”按钮，如图3-18所示。 图3-18 输入编辑文件密码 提示：WPS Office支持使用账号登录后对文档设置“文档权限”，也可指定特定账号编辑文档，提高了文件的安全性。但此功能仅限于WPS Office软件的登录使用，无法在离线状态使用，也无法在Microsoft Office中使用。 图3-17 输入打开文件密码 任务3.2 【任务实施】 3. 使用压缩软件打包文件并设置密码保护 使用右键单击要打包并压缩的文件，在弹出的快捷菜单中选择“添加到压缩文件”，然后在“压缩文件名和参数”对话框中单击“设置密码”按钮，如图3-19所示。 图3-19 设置压缩文件名和参数 任务3.2 【任务实施】 3. 使用压缩软件打包文件并设置密码保护 在弹出的“输入密码”对话框输入压缩文件要使用的密码，输入完毕后单击“确定”按钮，如图3-20所示，返回“压缩文件名和参数”的对话框后再次单击“确定”按钮。 图3-20 输入压缩文件要使用的密码 任务3.2 【任务实施】 4. 解压缩文件 解压缩文件，在“输入密码”对话框中输入压缩包密码，然后单击确定按钮即可查看文件，如图3-21所示。 图3-21 输入压缩包密码 任务3.2 【实践应用】 使用本任务所学的方法为幻灯片和表格文件设置打开文件密码、编辑文件密码，并尝试在Microsoft Office中为这两种文档设置密码。 使用工具加密文件 ——任务3.3 Encrypt files using tools 为文件设置密码主要用在限制特定用户访问文件的情况，一旦用户通过暴力破解或其它手段获取密码，便能对文件进行操作。更为有效的手段是对文件进行加密，非授权用户获取文件也无法打开，也就要用到更复杂的加密技术。在Windows系统中，比较常见的做法是使用EFS和BitLocker分别对文件和磁盘进行加密，本任务将以此为例。 任务3.3 【任务准备】 1.加密与解密 在使用密码技术的过程中，原始信息称为明文（plaint text），转换后的无意义信息称为密文（cipher text），由明文转化为密文的过程称为加密，反之称为解密。 2.EFS（Encrypting File System，加密文件系统） 加密文件系统，是将加密程序集成到文件系统层面来解决文件加密存储问题的技术。被加密的文件会以密文形式存放在文件系统上，需要依靠密钥（或包含密钥的证书）来解密文件。如果没有加密时的密钥，即使文件被窃取，非授权用户也几乎无法获得文件的明文。相比第三方加密软件，加密文件系统具有便捷优势，用户可随时加密或解密，而且存取没有额外的开销，用户也几乎感受不到加密、解密的过程。在Windows的NTFS分区上，支持使用EFS加密文件和文件夹。 3.BitLocker 在Windows中，BitLocker 驱动器加密是一项与操作系统集成的数据保护功能，与EFS不同的是，BitLocker加密的是驱动器（卷、分区），解锁驱动器时需要用户输入密码。 任务3.3 【任务实施】 1.使用EFS加密文件 （1）启动EFS加密。使用右键单击要加密的文件，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，然后在“属性”对话框的“常规”选项卡中单击“高级”按钮，在弹出的“高级属性”对话框中选择“加密内容以保护数据”复选框，然后单击“确定”按钮，如图3-22所示。 图3-22 启动EFS加密 【提示】如分区是FAT32文件系统格式，可以使用“convert.exe”工具将其装换为NTFS。将“D:”盘转换为NTFS分区格式，可在命令提示符中运行“convert D: /FS:NTFS”。 任务3.3 1.使用EFS加密文件 （2）同时加密父文件夹。返回“属性”对话框后单击“确定”按钮，在弹出的“加密警告”对话框中单击“加密文件及其父文件夹（推荐）”单选按钮，然后单击“确定”按钮，如图3-23所示，再单击“属性”对话框中的“确定”按钮即可完成加密操作。 图3-23 加密文件及其父文件夹提示 【任务实施】 任务3.3 2.在本地计算机上访问加密文件 经过EFS加密的文件会在图标上增加了一个锁状的角标，在当前用户下能够正常打开文件，如图3-24所示。 图3-24 访问加密文件 【提示】EFS只能在NTFS分区上使用，若将经过EFS加密或的文件通过网络传输或复制FAT32等非NTFS分区上，新文件将被解密。若对文件进行EFS加密的同时加密其父文件夹，则原有同一父文件夹内的其他未加密的文件保持不变，此后新建的文件将被自动加密。 【任务实施】 任务3.3 3.在其他用户或计算机上访问加密的文件 在其他计算机上访问上述步骤中的加密文件，则会提示无法访问，如图3-25所示。 图3-25 在其他用户或计算机上访问加密的文件 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 （1）在弹出的提示框中使用向导方式备份文件加密密钥。当使用EFS加密后，系统会提示备份文件加密密钥，如图3-26所示，片刻后会自动消失，待下次系统启动后再次提示。若未能按提示操作但仍要备份文件加密密钥，建议参照后续步骤所用方法。 图3-26 备份文件加密密钥提示 【任务实施】 任务3.3 【任务准备】 4.备份文件加密密钥 （2）在“控制面板”中备份备份文件加密密钥。依次单击“开始”→“Windows系统”→“控制面板”命令，进入“控制面板”窗口后将查看方式修改为“大图标”，然后单击“用户账户”图标，进如图3-27所示。 图3-27 以“大图标”方式查看控制面板设置项 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 在“用户账户”窗口选择当前登录的账户，然后单击“管理文件加密证书”链接，如图3-28所示。 图3-28 选择用户 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 在“加密文件系统”向导的“管理文件加密证书”对话框中单击“下一步”按钮，进入“选择或创建文件加密证书”对话框后选择当前用户的证书，然后单击“下一步”按钮，如图3-29所示。 图3-29 选择证书 提示：若上述步骤未有证书显示，则需要选中“创建新证书”并完成相应操作。 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 在“备份证书和密钥”对话框中直接输入或单击“浏览”按钮选择包含证书和密钥文件的备份位置和文件名，然后为该文件设置访问密码，操作完成后单击“下一步”按钮，如图3-30所示。 图3-30 设置证书和密钥文件的存储位置和文件名 提示：扩展名为.pfx的文件为个人信息交换文件，既包含公钥又包含私钥，为防止未授权用户使用，要为该文件设置密码。 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 在“更新以前加密的文件”对话框中选择“所有逻辑驱动器”复选框，然后单击“下一步”按钮，如图3-31所示。 图3-31 更新以前加密的文件 提示：若同一登录用户此前使用过EFS加密，并且生成过证书和密钥文件但并没有备份，再次备份时会弹出“更新以前加密的文件”这一提示，为保持文件的可用性，建议对“所有逻辑驱动器”中的数据进行更新。 【任务实施】 任务3.3 4.备份文件加密密钥 等待更新完成后，在“某些加密的文件没有更新”对话框中单击“关闭”按钮，如图3-32所示。 提示：若在本地计算机上重新安装了操作系统，或不再使用备份证书时的用户（不包含重命名），仍要访问此前被EFS加密的文件，必须双击证书文件或使用“证书”管理工具来导入加密文件时所登录用户的EFS证书。 图3-32 EFS证书和密钥文件备份完毕 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （1）为驱动器启动BitLocker功能。使用右键单击要加密的驱动器，在弹出的快捷菜单中选择“启用BitLocker”命令，如图3-33所示。 图3-33 为驱动器启动BitLocker功能 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （2）设置密码解锁。在“BitLocker驱动器加密”向导的“选择希望解锁此驱动器的方式”对话框中选择“使用密码解锁驱动器”复选框，输入解锁密码，然后单击“下一步”按钮，如图3-34所示。 图3-34 设置解锁密码 提示：此处必须输入符合BitLocker最小密码长度要求的密码，即不少于8个字符。建议密码符合复杂度要求，即必须包含大小写字母、数字、空格和符号。 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （3）备份恢复密钥。在“你希望如何备份恢复密钥”对话框中单击“保存到文件”选项，如图3-35所示。在弹出的“将BitLocker恢复密钥另存为”对话框中选择恢复密钥的存储位置，然后单击“保存”按钮，如图3-36所示，返回“你希望如何备份恢复密钥”对话框后单击“下一步”按钮。 图3-35 选择备份恢复密钥的方式 图3-36 选择恢复密钥文件的保存位置 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （4）选择加密空间类型。在“选择要加密的驱动器空间大小”对话框中，选择“加密整个驱动器（最适合于正在使用中的电脑或驱动器，但速度较慢）”单选按钮，然后单击“下一步”按钮，如图3-37所示。 图3-37 选择加密空间类型 提示：U盘等可移动存储设备的存储速度与接口速度、主控芯片、存储颗粒等有关，如需要对其开启BitLocker加密，建议在新使用时完成操作，否则加密将耗费较长时间。 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （5）选择加密模式。在“选择要使用的加密模式”对话框中选择“兼容模式（最适合用于可从此设备移动的驱动器）”单选按钮，然后单击“下一步”按钮，如图3-38所示。 图3-38 选择加密模式 提示：如果只是对本地磁盘进行加密，则可选择“新加密模式”，若使用可移动存储设备则要选择“兼容模式”来保证能在Windows 10以下版本的系统上使用BitLocker功能。 【任务实施】 任务3.3 5.使用BitLocker加密驱动器 （5）加密数据。在“是否准备加密该驱动器”对话框中单击“开始加密”按钮，等待数据加密完成，如图3-39所示。 图3-39 开始加密数据 【任务实施】 任务3.3 6.访问使用BitLocker加密的驱动器 重新启动计算机，或对磁盘进行脱机、联机操作，可看到经过BitLocker加密的驱动器图标上附加了一个金色的锁状图形，表明驱动器处于BitLocker的锁定状态，在弹出的对话框中输入驱动器的解锁密码，然后单击“解锁”按钮，如图3-40所示。 图3-40 解锁驱动器 【任务实施】 任务3.3 6.访问使用BitLocker加密的驱动器 解锁成功后，驱动器图标上的锁状图形会变为灰色，即表示驱动器处于BitLocker的解锁状态，如图3-41所示。 图3-41 解锁后查看驱动器包含的文件 【任务实施】 任务3.3 【实践应用】 使用BitLocker对U盘进行加密，并备份恢复密钥，然后尝试解锁驱动器。 恢复被误删除的文件 ——任务3.4 Recover files deleted by mistake 在日常生活中，我们有时会误删文件，如果是删除到系统的回收站中，只需要从回收站中还原文件即可。但有些文件因过大等原因要直接删除，或在移动存储设备中删除文件等场景下，删除的文件都不会进入回收站，因此，需要及时使用数据恢复软件来扫描并恢复被误删的文件。 任务3.4 【任务准备】 1.数据恢复 操作系统在删除一个文件时，并不是直接从磁盘中将文件的所有数据删除，而是将文件所在存储位置标记为已删除，直到有新的数据将其覆盖。如果该位置的文件没有被新的数据所覆盖，则可使用数据恢复软件将这些只是标记为已删除的文件重新读取并恢复到指定的目录（文件夹）下。 2.常用数据恢复软件 不同恢复软件面向的客户群体不同，主要区别在于对不同类型文件的恢复能力，以及能够解决存储设备软硬件的损坏程度。常用的数据恢复软件由PC3000、EasyRecovery、FinalData、FinalRecovery 以及国产的易我数据恢复、金山数据恢复等，也可用十六进制编辑器WinHex来读取和恢复存储区域的数据。国产数据恢复软件具有界面简洁等特点，适合普通用户使用。 任务3.4 1.使用易我数据恢复软件扫描数据 （1）选择磁盘。运行易我数据恢复软件，选择要扫描分区或设备，然后单击“扫描”按钮，如图3-42所示。 图3-42 选择要扫描的分区 提示：有些版本较低的数据恢复软件不支持扫描处于BitLocker锁定状态的分区，若要在这种情形下恢复数据，必须先解锁分区或再扫描，在数据恢复前不要关闭分区的BitLocker功能，以免造成数据丢失。 【任务实施】 任务3.4 2.恢复被误删除的文件 （1）选择要恢复的文件。扫描结束后，软件会议列表形式显示扫描结果，多数数据恢复软件都具有检索功能，可按文件原所在文件夹或文件类型进行筛选。选中要恢复的文件，然后单击“恢复”按钮，如图3-44所示。 图3-44 扫描并选择要恢复的文件 【任务实施】 任务3.4 2.恢复被误删除的文件 （2）选择保存位置。在弹出的浏览文件夹窗口选择文件恢复的位置，如图3-45所示。 图3-45 选择恢复文件的存储位置 提示：大多数据恢复软件都会建议用户将数据恢复到额外的分区或者存储设备上，以避免在恢复数据过程中对要恢复的其他数据造成覆盖。在本任务中，将U盘中丢失的文件恢复到硬盘的一个分区。 【任务实施】 任务3.4 2.恢复被误删除的文件 （3）恢复文件。等待文件恢复完成，然后单击“查看已恢复文件”按钮，如图3-46所示。 图3-46 恢复完成提示 【任务实施】 任务3.4 3.验证文件 由于数据恢复软件能够扫描出一个被删除文件的多个版本，因此，最后一步的工作是对恢复的文件进行验证，确认是否为我们想要恢复的文件，如图3-47所示。 图3-47 查看已恢复的文件 【任务实施】 任务3.4 【实践应用】 尝试使用数据恢复软件恢复本地计算机上一个已经删除的文件。 $$