淺析網絡工程專業拓展課程信息

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1網絡安全方向課程設置現狀

筆者從眾多開設網絡工程專業的高校中選取部分211或985學校作為研究對象，對多所學校的網絡安全方向課程的設置進行了對比分析。網絡安全在某些高校是作為網絡工程專業的一個方向開設，如吉林大學就是在網絡工程專業下設網絡安全方向，開設網絡攻防技術、無線網絡技術等課程；而在有些院校網絡工程中沒有網絡安全方向，而以單獨的信息安全專業存在，如電子科技大學和北京郵電大學都是單獨設有信息安全專業，該專業開設的安全方向課程更全面，如信息安全數學基礎、密碼學基礎、網絡安全協議等；還有一些高校既沒有信息安全專業，在網絡工程專業中也沒有安全方向，只是在課程中設置了少量的安全類課程，如大連理工大學開設網絡安全、Matlab課程，中山大學開設了密碼學與網絡安全課程。

2擴展課程設置探討

下面針對濟南大學的網絡工程專業安全方向開設的課程進行改革探討。濟南大學網絡工程專業目前正在使用的培養方案中與安全相關的課程設置情況。其中，一部分是計算機類學科基礎課，一部分是網絡工程專業基礎選修課和專業方向課。濟南大學網絡工程專業中設有網絡安全方向。結合山東省名校工程的契機，筆者在調研多個名校的培養方案并結合本校實際情況的前提下，對網絡安全方向課程的設置提出下面幾個調整意見。

2.1增設信息安全數學基礎和網絡仿真課程

雖然原有培養方案中高等數學離散數學數學課程都占據了大量學時，但是對于網絡安全方向的學生而言，后期用到的相關數學知識并不多。但是學生對網絡安全真正用到的初等數論和群環域知識卻一點都沒有接觸。因此，修改培養方案時應增設信息安全數學基礎課程，學時不用太多，可以為24學時，授課內容要涉及網絡安全中用到的模運算、同余理論、數論函數和群環域等知識。

目前，網絡安全方向用到的數學知識均是在應用密碼學課程中講解的。大部分有關密碼學的教材都會在講解分組密碼和公鑰密碼時，介紹一些與之密切相關的數學知識（如群環域），如由清華大學出版社出版，楊波編寫的《現代密碼學》（第二版）[3]中的“密碼學中一些常用的數學知識”部分。這種做法一方面占了密碼學課程的部分學時，勢必會減少學生學到的密碼學知識；另一方面，臨時講一些數學知識并不能讓學生系統地理解。因此，筆者非常贊成清華大學馮克勤教授提出的增設初等數論課程的想法[4]。雖然馮教授是針對清華大學數學科學系本科生提出的，但對于網絡安全方向的學生而言，不學習初等數論和群環域知識，很難理解和掌握后續的與安全相關的課程內容，這點在應用密碼學課程中尤其明顯。

例如，學習離散對數算法后，學生只知道在已知一些參數的情況下如何利用指數進行加密解密，但不能理解如何選擇參數，不知道什么是本原元，如何確定一個循環群的本原元以及如何利用模運算降低計算量，如何快速的編程實現。筆者采用不同于上述馮教授提出的在大學第1學期開設初等數論課程的方式，而是在第3學期開設。因為濟南大學在第1、2學期，學生必修高等數學和線性代數課程，這已經使學生無暇顧及更多的數學知識。第3學期開設信息安全數學基礎可以很好地和第4學期開設的應用密碼學課程銜接。另外，在信息安全數學基礎課程中，安排一定的實驗學時，讓學生在經過第1、2學期的程序設計課程之后，通過學過的編程語言實現數論和群環域中的一些算法，理論聯系實際，從而更好地掌握數學知識，為后續密碼學算法的研究奠定基礎。

2.2增加網絡仿真課程

現代網絡技術的研究離不開仿真軟件，因為我們不可能實際搭建網絡，如果不合適，再拆了重新搭建，這不僅費時而且費力。現在所有與網絡相關的研究都在仿真基礎上進行；而如果不開設仿真課程，學生僅學習理論知識，會與實際應用脫離。濟南大學的信息安全教學團隊由5位博士組成，其中3人是數學專業背景，主要研究網絡安全，2人是計算機學科出身，主要研究無線網絡，而且5人中有2人具有工程背景。信息安全教學團隊負責網絡工程專業的所有安全類課程的教學，包含無線網絡和網絡協議等課程，這些課程都需要仿真軟件的配合才能使學生真正掌握所學知識。因此，增加網絡仿真課程是必須的。至于仿真課程的內容，可以選擇NS2或NS3，也可以與大連理工大學相似，采用Matlab。

2.3合并網絡協議和網絡安全協議課程，調整其他相關課程的學分和學時

網絡協議課程主要講TCP/IP協議，內容與吉林大學的TCP/IP協議族相似，重點在網絡的分層協議，如網絡層協議、傳輸層協議等。涉及部分安全協議，如IPsec、SSL、SNMP等，這與網絡安全協議課程中再次對這些內容的講解重復，而且安全協議本身也是網絡協議的一種，因此可以考慮將安全協議和網絡協議兩個課程整合或一門全新的網絡協議課程，去掉重復內容，增加部分學分和學時，從原有的2.5學分增加到3學分，同時學時從原有的48增加到64。

3結語

網絡安全作為網絡工程專業的一個重要方向，在課程設置上有待進一步優化和擴展，結合網絡技術的新發展，我們也在探討不斷增加新課程（如數字取證、數字隱藏等），減少或去掉某些過時的課程，并發揮互補的教學團隊作用，在課程設置上兼顧個人的研究特長，很好地把無線網絡與網絡安全融合在一起。借名校工程的契機進一步推進教學改革，更好地發展學生的主體研究能力，和教師的團隊配合，培養學生科學的探索精神和創造能力。

作者：劉悅 賈忠田 張波 單位：濟南大學信息科學與工程學院