114 身心障礙特考四等 資訊處理類科 資通網路與安全概要 考古題詳解
第 一 題30 分
在電腦網路中，設備的連接方式形成網路拓樸（Topology），不同的拓樸結構會影響網路的穩定性和效能。請回答下列問題：
(一) 請說明「交換器（Switch）」的主要功能，與「集線器（Hub）」在傳輸資料時有何不同？
(二) 路由器（Router）是家用與企業網路中常見的設備，其功能為何？舉出一個使用到路由器的例子。
(三) 網路設備通常需要透過「網路介面卡（Network Interface Card, NIC）」來連接網路，請說明網路介面卡的作用，及為何每張網卡會有一個獨特的「MAC 位址」？
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核心觀念
本題考查區域網路中三種常見設備的分工：交換器與集線器如何傳送資料、路由器如何連接不同網路，以及網路介面卡與 MAC 位址的用途。可從各設備處理的資訊及作用範圍來區分：集線器與交換器主要用於區域網路內的資料傳送；路由器負責在不同網路之間轉送封包；網路介面卡則提供設備連上網路的介面。
解題方法
回答時，依序說明每種設備的「功能」與「資料如何傳送」，並特別比較交換器和集線器的差異。最後說明 NIC 如何讓設備收發網路資料，以及 MAC 位址如何辨識區域網路中的網路介面。
（一）交換器與集線器
**交換器（Switch）**主要在區域網路中連接多台設備，並依據收到的乙太網路訊框之目的 MAC 位址，將資料轉送至對應的連接埠。交換器會學習來源 MAC 位址與連接埠的對應關係，因此通常只把訊框送往目的設備所在的連接埠，減少其他連線收到不必要資料的情形。
**集線器（Hub）**則是較單純的實體層設備。它收到某個連接埠的訊號後，會將訊號複製並送到其他連接埠，不會判斷目的 MAC 位址。因此，同一集線器所連設備會共享傳輸媒介；若多台設備同時傳送資料，可能發生碰撞，影響傳輸效率。
簡言之，交換器會依目的 MAC 位址選擇轉送埠；集線器則將訊號廣播到其他連接埠。交換器能減少不必要的傳送及碰撞，通常較有效率。
（二）路由器
**路由器（Router）**負責連接不同的 IP 網路，並依據 IP 封包的目的 IP 位址及路由表，選擇適當的路徑轉送封包。家用路由器常同時提供區域網路與網際網路之間的連線，並可能整合 NAT、防火牆、無線基地台等功能；
第 二 題30 分
子網路規劃是網路建構與管理中極為重要的一環，能將一個大型網路劃分成多個小型網路，以提升 IP 位址的使用效率，有助於網路的控管與安全性。請回答下列問題：
(一) 有一個 Class C 的網段（IP 位址：），若欲將此網段切分為 4 個子網路，請問每個子網路的子網路遮罩為何？
(二) 承題(一)，請列出這 4 個子網路的網路位址（Network Address）。
(三) 承題(二)，請列出每個子網路中可用的主機 IP 位址範圍（Host Range）。
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核心觀念
本題考查 IPv4 子網切割、子網路遮罩，以及網路位址與可用主機位址的判定。
原網段為 ，其中 /24 表示前 24 位元為網路位元，後 8 位元為主機位元。切成 4 個等大的子網路，需要借用主機位元作為子網路位元：
因此新前綴長度為 ，每個子網路保留 個主機位元。
解題方法
/26 的子網路遮罩為：
最後一個遮罩位元組是 ，區塊大小為：
因此各子網路在最後一個位元組以 64 為間隔，網路位址依序為 .0、.64、.128、.192。每個子網路的第一個位址是網路位址，最後一個位址是廣播位址，兩者都不能配置給一般主機。
各子網路範圍
| 子網路 | 網路位址 | 可用主機 IP 位址範圍 | 廣播位址 |
|---|---|---|---|
| 1 | 192.168.10.0/26 | 192.168.10.1～192.168.10.62 | 192.168.10.63 |
| 2 | 192.168.10.64/26 | 192.168.10.65～192.168.10.126 | 192.168.10.127 |
第 三 題20 分
現今企業與政府機構對於資訊安全的要求日益提高，各國也針對資訊安全制定相關法規與標準，如 ISO 27001、NIST Cybersecurity Framework 等。請回答下列問題：
(一) CIA 為資訊安全三大核心原則，請分別說明 C、I、A 的意義及其重要性。
(二) 在確保網路安全時，NIST Cybersecurity Framework 提出了五個重要步驟，分別為何？請解釋每個步驟的作用。
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核心觀念
本題考查資訊安全的 CIA 三元組，以及美國國家標準暨技術研究院（NIST）《Cybersecurity Framework》（網路安全框架）中的五項核心功能。CIA 說明要保護資訊的哪些特性；NIST 五項功能則提供機構管理網路安全風險的架構。
解題方法
先以「資訊能否被未經授權者取得、能否保持正確、需要時能否使用」掌握 CIA 三項原則；再依 NIST 框架的標準順序，說明各功能如何串成持續的風險管理循環。
（一）CIA 三大核心原則
- 機密性（Confidentiality，C）：確保資訊僅能由獲授權的人員或系統存取，避免未經授權的揭露。例如，運用存取控制限制資料讀取權限，並以加密保護傳輸或儲存中的敏感資料。機密性有助於保護個人隱私、營業秘密及政府機敏資訊。
- 完整性（Integrity，I）：確保資訊及系統資料正確、完整，且未遭未經授權的竄改或破壞。例如，使用雜湊值檢查檔案是否變更，或透過權限控管限制資料修改。完整性對交易紀錄、財務資料及決策資訊尤其重要，避免錯誤或遭竄改的資料造成損失。
- 可用性（Availability，A）：確保獲授權的使用者在需要時能及時使用資訊與系統。例如，透過備份、冗餘設備、災害復原計畫及服務阻斷攻擊防護，降低系統中斷的影響。可用性攸關業務持續運作與公共服務提供。
CIA 三者需要兼顧：只保密卻無法讓合法使用者取得資料，或資料雖可取得但已遭竄改，都不符合完整的資訊安全要求。
（二）NIST Cybersecurity Framework 五項功能
NIST 框架的五項核心功能依序為 識別、保護、偵測、回應、復原：
第 四 題20 分
加密是整個網路中一個很重要的環節，因為有了加密才能讓訊息在網路上安全傳輸，因此了解文字加密方法與資料在傳輸中保持完整性不被駭客侵擾是很重要的。請回答下列問題：
(一) 密碼學中，加密方式大致分成兩類，請說明對稱式加密（Symmetric Encryption）與非對稱式加密（Asymmetric Encryption）的基本概念與應用場景？
(二) 雜湊函數在日常生活中有廣泛的應用，請說明雜湊函數的特性與安全性意義？
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核心觀念
本題考查兩類加密方式的金鑰運作、適用場景，以及雜湊函數如何協助驗證資料完整性。加密著重於保密；雜湊則將資料轉換成固定長度的摘要，常用於完整性驗證與密碼儲存。
解題方法
先比較對稱式與非對稱式加密所使用的金鑰，再說明各自適合的用途；接著列出雜湊函數的核心特性，並連結到資料傳輸與日常應用。
（一）對稱式與非對稱式加密
對稱式加密（Symmetric Encryption）
加密與解密使用相同的密鑰，通訊雙方必須先安全地取得並保管該密鑰。其運算速度快，適合大量資料加密，常見演算法有 AES。
主要難點是金鑰如何安全地交給對方：若密鑰在傳送途中遭竊，攻擊者便能解密資料。因此，對稱式加密常用於檔案、磁碟或網路連線中的大量資料加密。
非對稱式加密（Asymmetric Encryption）
使用一對數學上相關的金鑰：公開金鑰（公鑰）可公開散布，私密金鑰（私鑰）則由持有人保管。以保密為目的時，傳送者用接收者的公鑰加密，接收者再用自己的私鑰解密；以數位簽章為目的時，簽署者使用自己的私鑰產生簽章，其他人可用其公鑰驗證。常見演算法有 RSA、橢圓曲線密碼學（ECC）。
非對稱式加密不必預先透過安全通道分享同一把密鑰，但運算通常較慢，常用於金鑰交換、數位簽章、身分驗證與少量資料保護。
實務上的搭配
網路安全通訊通常採混合式作法：先以非對稱式密碼協商或傳送工作階段金鑰，再以速度較快的對稱式加密保護大量傳輸資料。
（二）雜湊函數的特性與安全性意義
雜湊函數（Hash Function）將任意長度的輸入資料映射為固定長度的摘要，表示為：
其中 是原始訊息， 是雜湊函數， 是雜湊值。雜湊是單向摘要運算，不是加密，通常不能由雜湊值還原原文，也不使用解密金鑰。
安全的密碼學雜湊函數應具備以下性質：