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《病毒原理与防范(Virus Mechanisms and Protection)》教学大纲

    作者: 发布时间: 2025-11-05 15:42 访问次数:

病毒原理与防范(Virus Mechanisms and Protection教学大纲

制定时间:2025 年 3 月

一、课程基本信息

)适用专业:计算机科学与技术专业

)课程代码:

(三)学分/课内学时:2学分/32学时

)课程类别:专业教育选修

)课程性质:选修/理论课

)先修课程:《C语言程序设计与应用》、《数据结构与算法(上)》、《数据结构与算法(下)》、《数据库原理及应用》、《面向对象的程序设计方法》等

)后续课程: 《STM32单片机应用技术》、《数字逻辑与计算机组成》、《操作系统原理与实现》等

二、课程教学目标

本课程是网络空间安全的重要理论课程之一,是一门专业性、实践性较强的专业选修课程。本课程通过研究计算机病毒的分类、病毒的原理、病毒的行为、病毒的静态与动态的分析方法、恶意代码编制以及恶意代码的检测和防御技术,对构建学生网络安全类知识体系,进而进行恶意代码攻防实践有重要作用。通过课程教学,可培养学生严谨治学的思维能力,树立网络空间安全与防范意识,自觉为维护国家网络信息安全尽责尽力。

(一)具体目标

目标1:理解病毒的基本概念和理论知识,理解计算机病毒及恶意代码的基本概念及趋势。掌握恶意代码及计算机病毒防范思路及详细方法,并对常见的恶意代码的进行逆向分析。

目标2:掌握普通蠕虫、勒索型恶意软件、木马及其编制。掌握计算机病毒检测、清除与防范技术的具体使用。

(二)课程目标与毕业要求的对应关系

毕业要求

毕业要求指标点

课程目标

教学单元

评价方式

4. 能够基于科学原理,采用适当的工程方法对计算机应用系统的复杂工程问题进行研究,包括系统方案设计、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

观测点 4.1: 能够采用正确的系统设计方法和工具分析计算机应用系统的功能、性能和参数。

 

目标1

目标2

计算机病毒概述、计算机病毒结构、系统病毒编制技术、宏病毒及其编制技术、特洛伊木马、勒索型恶意软件及其编制与防范技术、蠕虫的基本原理、计算机病毒检测及清除、计算机病毒防范策略

平时作业

课内实验

期末考试


三、教学内容与方法

(一)教学内容及要求

教学单元

教学内容

学习产出要求

推荐学时

推荐教学方式

支撑

课程目标

备注

1

计算机病毒概述

教学内容:

计算机病毒定义、起源、趋势、类型、感染特征等。

了解计算机病毒定义、起源、趋势;理解计算机病毒感染特征和计算机病毒理论模型。

2

讲授

目标1

2

恶意代码模型及机制

教学内容:

计算机病毒理论模型,包括自动机模型、代数模型、蠕虫传播模型等;传统计算机病毒工作机制。

重点:

自动机模型、代数模型、蠕虫传播模型;传统计算机病毒工作机制。

难点:

代数模型、蠕虫传播模型。

掌握计算机病毒理论模型;掌握传统计算机病毒工作机制。

2

讲授

目标1

3

传统计算机病毒

教学内容:

Windows内核机制概述;Windows PE文件格式;Powershell基础;16位系统病毒编制技术;32位系统下的病毒编制技术;宏病毒的原理及编制技术。

重点:

PE病毒编制技术;Powershell基础;Windows内核机制概述。

实验1:引导型病毒实验

实验2:32位文件型病毒实验

理解Windows机制对计算机病毒攻防技术的影响;掌握PE病毒编制技术;掌握宏病毒。

10

讲授

实验

目标1

目标2

课后作业

4

Linux操作系统病毒

教学内容:

Linux恶意代码分类,Shell恶意脚本,ELF文件格式及感染原理。

重点:

Shell恶意脚本,ELF文件格式及感染原理。

难点:

ELF文件格式及感染原理

实验3:Linux ELF病毒实验。

掌握脚本及ELF病毒

4

讲授

案例

实验

目标1

目标2

5

特洛伊木马病毒

教学内容:

木马病毒基本概念,木马病毒关键技术,木马病毒防范。

重点:

木马病毒关键技术,木马病毒防范。

难点:

木马病毒关键技术。

实验4:网址挂马实验

掌握木马技术及其防范方法

 

4

讲授

案例

实验

目标1

目标2

6

移动智能终端恶意代码

教学内容:

智能终端操作系统及其弱点,移动终端恶意代码关键技术,移动终端恶意代码实例,移动终端恶意代码防范。

重点:

移动终端恶意代码关键技术,移动终端恶意代码实例,移动终端恶意代码防范。

难点:

移动终端恶意代码关键技术。

掌握移动终端恶意代码关键技术,常见的移动终端恶意代码,移动终端恶意代码防范。

 

2

讲授

案例

目标1

7

蠕虫及勒索型恶意软件

教学内容:

蠕虫的概念、特征及机制,冲击波病毒;恶意代码概述、典型恶意代码案例分析。

重点:

蠕虫的机制;典型恶意代码案例分析。

难点:

典型恶意代码案例分析。

实验5:简单计算机病毒程序设计实验。

掌握蠕虫的基本原理、机制;掌握典型蠕虫代码分析。

 

4

讲授

案例

实验

目标1

目标2

课后作业

8

计算机病毒检测、清除及防范

教学内容:

恶意代码检测技术及检测方法,恶意代码清除原理及方法,恶意代码防治策略。

重点:

恶意代码检测技术及检测方法,恶意代码清除原理及方法。

难点:

恶意代码检测技术及检测方法。

实验6:恶意代码检测实验。

掌握恶意代码检测技术,检测方法;掌握恶意代码清除原理和方法;理解而已代码的防范策略。

4

讲授

实验

目标1

目标2

(二)教学方法

1.课堂讲授

(1)采用启发式教学,激发学生主动学习的兴趣,培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。

(2)在教学内容上,系统讲授计算机病毒概述、计算机病毒结构、系统病毒编制技术、宏病毒及其编制技术、特洛伊木马、勒索型恶意软件及其编制与防范技术、蠕虫的基本原理、计算机病毒检测及清除、计算机病毒防范策略。

(3)在课堂教学中,通过讲授、提问、实验、练习、演示等教学方法和手段让学生了解恶意代码,掌握恶意代码攻防的基本应用。

(4)理论课与实验课的有机结合,引导学生应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,培养其识别、表达和解决计算机类专业相关工程问题的思维方法和实践能力。

2.实验教学

实验教学是本课程中重要的实践环节,目的是提升学生对计算机病毒工作原理的理解,分析,设计及防范的能力。课程必做实验6个,各实验要求学生独立完成,并提交实验报告。

四、考核及成绩评定

(一)考核内容及成绩构成

课程考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的,以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容,包括平时考核和期末考核两个部分。其中平时考核采用平时作业、实验方式评定学生成绩。各课程目标的考核内容、成绩评定方式、目标分值建议如下:

课程目标

考核内容

成绩评定方式

成绩占总评分比例

目标成绩占当次考核比例

学生当次考核平均得分

目标达成情况计算公式

目标1:理解恶意代码的基本概念和理论知识,理解计算机病毒及恶意代码的基本概念及趋势。掌握恶意代码及计算机病毒防范思路及详细方法,并对常见的恶意代码的进行逆向分析。

计算机病毒定义、分类、结构等基本概念;计算机病毒模型;移动智能终端恶意代码;恶意代码检测、清除及防治方法。

课后作业

10%

14.3%

A1

计算机病毒定义、分类、结构等基本概念;传统计算机病毒机制及编制技术;特洛伊木马病毒、蠕虫及勒索型恶意软件概念、机制、典型代码案例;恶意代码检测、清除及防治方法。

期末考试

60%

85.7%

A2

目标2:掌握普通蠕虫、勒索型恶意软件、木马及其编制。掌握计算机病毒检测、清除与防范技术的具体使用。

Windows系统PE引导型病毒;32位文件型病毒实验;Linux系统病毒实验分析;蠕虫病毒网址挂马;简单计算机病毒程序设计等。

实验

30%

100%

B1

总评成绩(100%)=平时作业(16%)+实验(24%)+期末考试(60%)

100%

——

——

(二)平时考核成绩评定

1.平时作业:平时作业共2次,支撑目标1,共占总评分10%。对应目标的评分标准如下:

对应目标

目标1:理解恶意代码的基本概念和理论知识,理解计算机病毒及恶意代码的基本概念及趋势。掌握恶意代码及计算机病毒防范思路及详细方法,并对常见的恶意代码的进行逆向分析。

考查点

解题过程

结果

成绩比例

50%

50%

评分标准

100%

90%

解题过程思路非常正确,对计算机病毒概念、原理、机制理解透彻,答题用语精准,答案能准确切中题目知识点。

结果90~100%正确

89.9%

80%

解题过程思路正确,对计算机病毒概念、原理、机制理解较好,答题用语准确,答案能较好切中题目知识点。

结果80%~89.9%正确

79.9

70%

解题过程思路较正确,对计算机病毒概念、原理、机制有较好理解,能较好组织语言,知识点切中较好。

结果70%~79.9%正确

69.9%

60%

解题过程思路一般,对计算机病毒概念、原理、机制基本理解,对题目知识点掌握一般。

结果60%~69.9%正确

59.9%至

0

解题过程思路不够正确,对计算机病毒概念、原理、机制理解有较大误解,题目答案未能切中题目知识点。

结果0%~59.9%正确

2.实验:必做实验6次,支撑目标2,共占总评分24%。对应目标的评分标准如下:

对应目标

目标2:掌握普通蠕虫、勒索型恶意软件、木马及其编制。掌握计算机病毒检测、清除与防范技术的具体使用。

考查点

实验过程及结果

实验报告

成绩比例

50%

50%

评分标准

100%

90%

实验工具选择正确,实验步骤正确,实验结果正确,实验结果及实验现象分析正确

有很强的总结实验和撰写报告的能力,实验报告内容完整、正确,有很好的分析与见解。文本表述清晰,书写工整,格式规范。

89.9%

80%

实验工具选择正确,实验步骤正确,实验结果较好符合预期,实验分析能契合实验结果,准确找到问题原因

有较强的总结实验和撰写报告的能力,实验报告内容完整、正确,有较好的分析与见解。文本表述较为清晰,书写比较工整,格式规范。

79.9

70%

实验工具选择正确,实验步骤比较正确,实验与正确结果有偏差,实验结果及实验现象分析基本能找到问题原因。

有良好的总结实验和撰写报告的能力,实验报告内容较完整、正确,有自己的分析与见解。文本表述较为清晰,书写较为工整,格式较为规范。

69.9%

60%

实验工具选择正确,实验步骤有一定错误,实验结果基本正确,实验结果及实验现象分析基本正确

有一定的总结实验和撰写报告的能力,实验报告内容基本完整、正确,没有分析或见解。文本表述基本清晰,书写基本工整,格式基本规范。

59.9%至

0

实验工具选择正确,实验步骤错误,实验结果不正确,实验结果及实验现象未达到预期

总结实验和撰写报告的能力差,实验报告内容不完整、错误多。文本表述不清晰,书写潦草、格式不规范。

五、参考学习资料

(一)推荐教材:刘功申. 计算机病毒与恶意代码——原理、技术及防范(第4版). 清华大学出版社. 2019.5.

(二)参考教材:

秦志光,张凤荔. 计算机病毒原理及其防范(第二版). 人民邮电出版社. 2016.1