115 關務特考三等 資訊處理(選試英文) 資通網路 考古題詳解
第 一 題25 分
小華買了一台新的筆記型電腦，興奮地插上房間的網路線準備參加線上課程。這台電腦必須透過家中的路由器（Router）取得正確的網路參數才能連上網際網路。請回答下列問題：
(一) 當小華的新電腦接上有線網路時，通常會透過路由器內建的哪一種服務（協定）來自動取得 IP 位址？其目的為何？（15 分）
(二) 若小華發現電腦右下角顯示「黃色驚嘆號」，檢查後發現 IP 位址竟是 169.254.1.5，且無法開啟網頁。請描述這代表電腦在與路由器溝通時發生了什麼問題？其理由為何？（10 分）
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核心觀念
本題考查 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機設定協定） 的用途，以及 DHCP 無法取得租用位址時，電腦自動設定 APIPA 位址的現象。路由器通常提供 DHCP 伺服器功能，集中分配區域網路所需的連線參數。
解題方法
（一）自動取得 IP 位址的服務與目的
小華的電腦通常透過路由器內建的 DHCP 服務自動取得網路設定。DHCP 伺服器會分配可用的 IP 位址，並提供子網路遮罩、預設閘道與 DNS 伺服器等參數，讓電腦能在區域網路中識別自身、將封包送往其他網路，並解析網域名稱。
常見的 DHCP 位址租用流程稱為 DORA：
- Discover：用戶端廣播尋找 DHCP 伺服器。
- Offer：伺服器提供可租用的設定。
- Request：用戶端請求使用該設定。
- Acknowledge：伺服器確認租約並完成設定。
DHCP 的目的，是讓網路參數由伺服器集中、自動分配，避免逐台手動設定，也降低 IP 位址重複或設定錯誤的機率。
（二）169.254.1.5 代表的問題與理由
第 二 題25 分
在蜂巢式系統中，行動通訊系統包含了五個元件：移動交換中心（Mobile Switching Center, MSC）、驗證中心（Authentication Center, AUC）、設備身分資料庫（Equipment Identity Register, EIR）、本籍註冊資料庫（Home Location Register, HLR）與客籍註冊資料庫（Visitor Location Register, VLR）。請回答下列問題：
(一) 請分別敘述這五個元件的作用。（10 分）
(二) 承題（一），今日小明出差到其他城市，也就是他的手機移動至註冊區域之外，請問他的手機（Mobile Station, MS）與當地的基地台（Base Station, BS）之間會進行哪些步驟，以維持他的手機通訊功能？（15 分）
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第 二 題詳解
核心觀念
本題考查蜂巢式行動通訊網路的核心元件，以及使用者離開原註冊區域後，系統如何透過位置更新、身分驗證與漫遊資料交換，讓行動台（MS）仍可使用通訊服務。
五個元件可依功能分成三類：
- **交換與呼叫控制：**MSC
- **使用者資料與位置管理：**HLR、VLR
- **安全與設備管理：**AUC、EIR
（一）五個元件的作用
1. 移動交換中心（MSC）
MSC 是行動網路的交換與控制中心，負責建立、維持及釋放通話連線，並處理行動台的呼叫控制與移動管理。它也會與其他 MSC、固定電話網路或其他通信網路交換訊務。
2. 驗證中心（AUC）
AUC 儲存或管理用於驗證行動用戶身分的安全資料，並產生驗證所需的資料，例如隨機挑戰值、回應值及加密金鑰相關資料。網路藉此確認使用者具合法身分，並支援無線介面的加密。
3. 設備身分資料庫（EIR）
EIR 依行動設備的國際行動設備識別碼（IMEI）管理設備身分，通常將設備分類為白名單、灰名單或黑名單。網路可據此允許正常設備使用服務、監控可疑設備，或拒絕遭竊、未授權或有問題的設備接入。
4. 本籍註冊資料庫（HLR）
HLR 是用戶的本籍資料庫，保存用戶的永久性資料，例如用戶身分、所申辦的服務，以及目前服務該用戶的客籍網路或位置區域資訊。當用戶漫遊至外地時，HLR 會記錄其目前的服務位置，並提供相關資料給負責服務的網路。
5. 客籍註冊資料庫（VLR）
VLR 是服務區域的暫存用戶資料庫，通常與一個或多個 MSC 配合。當外地用戶進入該區域時，VLR 會取得並暫存其必要的用戶資料與服務資訊，以便當地 MSC 辨識用戶、提供服務及處理呼叫，減少每次服務都回查 HLR 的需求。
（二）MS 移至註冊區域之外時的步驟
解題方法
應依「找到新網路、通知位置、取得用戶資料、驗證身分、完成註冊、保持連線」的順序描述。MSC 負責控制流程，VLR 暫存外地用戶資料，HLR 更新用戶位置，AUC 支援身分驗證，EIR 則檢查設備識別碼。
漫遊與位置更新流程
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**搜尋並選擇當地基地台：**MS 移出原服務區域後，持續搜尋可用的基地台訊號，選擇可提供服務的當地 BS，並透過無線介面建立聯繫。
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**發送位置更新要求：**MS 向當地 BS 傳送位置更新或漫遊註冊要求。BS 將訊息轉送至所屬的 MSC；在常見 GSM 架構中，位置更新訊息還會包含 MS 的識別資訊及其原位置區域資訊。
第 三 題25 分
數位簽章（Digital Signature）是一種運用「非對稱加密技術」來確認電子文件身分與內容的機制。今小明欲使用數位簽章傳送一份電子文件給小美，其處理流程如下：
- 將「原始文件」內容進行雜湊（Hash）運算，得到訊息摘要（Message Digest）。
- 使用小明自己的私鑰（Private Key）對該訊息摘要進行加密，生成數位簽章。
- 將「原始文件」與「數位簽章」一併寄出。
請回答下列問題：
(一) 小美收到後，其驗證程序為何？請分步驟描述。（10 分）
(二) 承題（一），此驗證程序保證了資訊安全中的哪三大特性（Security 屬性）？請說明原因。（15 分）
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核心觀念
數位簽章以非對稱金鑰驗證文件來源及內容完整性。簽署者先對文件計算雜湊值，再用自己的私鑰對摘要簽章；驗證者則用簽署者的公鑰驗證簽章，並將驗證所得摘要與自行計算的摘要比對。
數位簽章常用來說明資訊安全的三項特性：身分鑑別、完整性、不可否認性。它本身不會隱藏文件內容，因此不提供機密性。
解題方法
本題依序追蹤兩個摘要的來源與用途：一個由小美直接對收到的原始文件計算；另一個由小美使用小明的公鑰驗證簽章而取得。兩者一致，代表簽章與收到的文件相符。
（一）小美的驗證程序
- 取得小明的公鑰：小美須確認所用公鑰確實屬於小明，例如透過可信任的數位憑證確認。
- 計算收到文件的摘要：小美對收到的原始文件執行相同的雜湊演算法，得到摘要 。
- 驗證數位簽章：小美使用小明的公鑰驗證簽章，取得或確認簽章所代表的摘要 。
- 比對摘要：比較 與 。若 ，則驗證通過；若不相同，則驗證失敗，表示文件內容或簽章不相符。
在實際的簽章演算法中，驗證通常是以公鑰驗證簽章是否有效，而非將公鑰加密當作一般解密流程；上述「取得摘要」是對其驗證結果的概念性描述。
（二）保障的三大資訊安全特性
第 四 題25 分
小明正在使用有線網路觀看高畫質串流影片。為了確保影片檔案在傳輸過程中不會因為網路訊號干擾而出現畫面破損或缺漏，播放軟體採用了 TCP（傳輸控制協定）。請回答下列問題：
(一) 在影片資料正式開始傳送前，小明的電腦必須先與串流伺服器進行「三向交握（Three-way Handshake）」。請描述在此流程中，雙方交換訊號的步驟為何？其目的為何？（15 分）
(二) 當影片傳送到一半時，若家中的網路線受到干擾導致部分資料遺失，且傳送端在一定時間內沒有收到接收端的「確認應答（ACK）」，請描述此時傳送端會採取什麼動作？其目的為何？（10 分）
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核心觀念
本題考查 TCP 連線建立與可靠傳輸機制。TCP 是具連線導向的傳輸層協定，透過三向交握建立連線，並以序號、確認應答（ACK）及逾時重傳等機制，確保資料能可靠地交付。
解題方法
（一）三向交握的步驟與目的
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SYN：用戶端發起連線 小明的電腦送出 SYN 封包，提出建立 TCP 連線的要求，並告知自己的初始序號。
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SYN-ACK：伺服器回應 串流伺服器收到 SYN 後，回送 SYN-ACK 封包：以 ACK 確認收到用戶端的 SYN，並以 SYN 告知伺服器自己的初始序號。
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ACK：用戶端完成確認 小明的電腦收到 SYN-ACK 後，回送 ACK 確認伺服器的 SYN。至此，雙方完成連線建立，之後即可傳送影片資料。
三次交換讓雙方確認彼此的傳送與接收能力，並同步連線兩端的初始序號，建立可靠傳輸所需的狀態。