核心觀念

本題考查網路協定在 TCP/IP 或 OSI 分層架構中的位置、網域名稱的意義，以及寬頻網路技術 ADSL 的定義。判斷重點如下：

• OSPF：負責路由選擇，屬於網路層。
• HTTPS：提供網頁服務與安全連線，屬於應用層。
• SSL：負責加密、身分驗證與資料完整性，位於應用程式與傳輸層之間。
• .com、.org：頂級網域名稱，表示組織性質。
• ADSL：利用傳統電話銅線提供非對稱寬頻上網。

解題方法

判斷協定層次時，先看該協定的主要功能：

1. 負責封包轉送與路由選擇，歸入網路層。
2. 直接提供網頁、電子郵件、檔案傳輸等服務，歸入應用層。
3. 負責加密與資料格式處理，通常對應 OSI 的表達層，並位於應用程式與傳輸層之間。

各小題詳解

（一）OSPF 的層次與英文全名

OSPF 屬於網路層，英文全名為 Open Shortest Path First，中文通常譯為「開放最短路徑優先」。

OSPF 是一種 IGP（Interior Gateway Protocol，內部閘道路由協定），用於同一自治系統內部的路由選擇。它會利用鏈路狀態資訊建立網路拓撲，再以 Dijkstra 最短路徑演算法計算最佳路徑。

在 TCP/IP 架構中，OSPF 位於 Internet Layer；在 OSI 七層架構中，則屬於第三層網路層。

（二）HTTPS 的層次與英文全名

HTTPS 屬於應用層，英文全名為 HyperText Transfer Protocol Secure，中文為「安全超文字傳輸協定」。

HTTPS 是 HTTP 結合 SSL/TLS 安全機制所形成的網頁通訊方式，主要提供：

• 傳輸資料加密
• 伺服器身分驗證
• 資料完整性保護

HTTP 本身屬於應用層，因此 HTTPS 在分層架構中仍歸入應用層。安全功能由 SSL/TLS 在 HTTP 與 TCP 之間提供。

（三）SSL 的層次與英文全名

SSL 屬於 OSI 架構中的表達層，英文全名為 Secure Sockets Layer，中文為「安全通訊端層」。

SSL 的主要功能包括：

• 將資料加密，防止內容遭竊取
• 驗證通訊對象身分
• 確保資料在傳輸途中未遭竄改

嚴格而言，TCP/IP 四層模型沒有獨立的表達層與會談層，因此 SSL 位於應用層與傳輸層之間，通常歸入 TCP/IP 的應用層範疇；依傳統 OSI 對照與本題命題慣例，作答為「表達層」最恰當。

核心觀念

本題考查防火牆的基本定義、主要安全功能，以及「應用服務—通訊協定—埠號—防火牆規則」之間的關係。

防火牆（Firewall）是設置於不同安全信任區域之間的網路安全控制機制，通常位於內部網路與外部網路之間，依據預先制定的安全政策，檢查並控制進出網路的資料流量，以允許合法連線、阻擋未經授權或具風險的連線。

防火牆可透過封包過濾（Packet Filtering）、狀態檢查（Stateful Inspection）、代理伺服器（Proxy）、應用層閘道（Application Gateway）及網路位址轉換（NAT）等技術實現。

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解題方法

作答時可依序掌握三個層次：

1. 先寫出防火牆的「位置、依據、安全目的」。
2. 再分項說明四項主要功能，每項均須寫出功能內容及作用。
3. 最後說明應用層埠號與防火牆規則的關係，並連結到「允許合法服務、阻擋不必要服務、降低攻擊面」等安全目的。

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（一）防火牆之定義與四項主要功能

1. 防火牆之定義

防火牆是位於兩個或多個不同安全信任區域之間的硬體、軟體或軟硬體整合系統，依照組織所制定的安全政策，對通過的網路封包或連線進行識別、檢查、記錄與控管。

其主要目的包括：

• 控制內、外部網路間的資料流通。
• 防止未經授權的存取。
• 限制不必要或危險的網路服務。
• 保護內部主機與網路資源免受外部攻擊。

防火牆的基本安全原則是「預設拒絕、明確允許」：只有符合安全規則的流量才能通過，其餘流量應予以阻擋或警示。

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2. 四項主要功能

（1）服務控制（Service Control）

防火牆可依據目的地服務、通訊協定及埠號，決定哪些網路服務可以使用。

例如：

• 允許外部使用者連線至公開網站的 TCP 80 或 TCP 443。
• 禁止外部直接連線內部主機的檔案分享服務。
• 僅開放組織業務所必需的服務。

此功能可避免不必要的服務暴露於網際網路，降低攻擊面。

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（2）方向控制（Direction Control）

防火牆可控制資料流量的進出方向，分別管理：

• 外部網路進入內部網路的連線。
• 內部網路對外部網路的連線。
• 不同內部網段之間的連線。

例如，允許內部使用者瀏覽外部網站，但禁止網際網路上的不明主機主動連入內部資料庫伺服器。

方向控制必須配合來源位址、目的位址、連線狀態及服務埠號判斷，不能只依據「由內向外」或「由外向內」作簡單區分。

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（3）使用者控制（User Control）

防火牆可依據使用者身分、群組、主機或存取權限，控制其可使用的網路資源。

例如：

• 僅允許系統管理員從特定管理網段登入伺服器。
• 限制一般員工使用特定網路服務。
• 允許遠端使用者必須先通過 VPN 或多因素身分驗證，才能存取內部系統。

此功能將網路存取控制與身分驗證結合，使相同的網路位置不必然擁有相同的存取權限。

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（4）行為控制（Behavior Control）

防火牆可依據使用者或主機的網路使用行為，限制或阻擋不符合安全政策的行為。

例如：

• 阻擋惡意網站、釣魚網站或特定類型的內容。
• 限制危險的應用程式或檔案傳輸。
• 偵測異常連線、掃描行為或大量連線。
• 對疑似攻擊流量進行阻擋、告警或記錄。

較新式的次世代防火牆（NGFW）還可進行應用程式識別、入侵防禦及內容檢查，使控制範圍不只停留在 IP 位址與埠號。

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（二）為什麼必須先了解應用層通訊協定使用的應用埠

1. 防火牆規則通常以埠號識別服務

TCP/IP 網路中，主機上的網路服務通常透過通訊協定與埠號提供服務。防火牆建立存取控制規則時，常使用下列欄位：

核心觀念

本題考查「資訊安全風險具有動態性」以及「持續性風險評估」的觀念。資訊系統的風險不是一次評估後永久不變，而是會隨著系統、環境及威脅情勢變動而改變。

風險可概念化表示為：

$$\text{風險} \approx \text{威脅發生可能性} \times \text{弱點程度} \times \text{衝擊程度}$$

因此，只要影響威脅、弱點、資產價值或衝擊程度的情境發生變化，就必須重新評估風險及安全控制措施。

解題方法

題目問的是「哪三項主要的情境改變」，可從資訊系統風險評估的持續監控觀點，分為以下三類：

一、資訊系統本身發生變更

包括：

• 新增、修改或汰換應用系統、伺服器、資料庫及網路設備。
• 系統架構、軟體版本、作業流程或存取權限發生變化。
• 導入雲端服務、行動裝置、物聯網設備及遠端辦公機制。
• 新增重要資料、介接外部系統或開放新的網路服務。

系統變更可能引入新的弱點、增加攻擊面，亦可能改變資料的重要性及安全控制需求。例如，系統由內部網路移轉至雲端後，身分驗證、權限控管、介面安全及供應商管理的風險均會改變。

二、系統運作環境發生變更

包括：

• 組織內部網路、機房、雲端平台及通訊環境變化。
• 系統使用者、管理人員、外包廠商及合作夥伴改變。
• 組織業務、作業流程、服務範圍或重要任務改變。
• 系統部署地點、營運模式、災害復原環境及資源配置改變。

例如，機關將業務由單一辦公地點擴展至多個分支機構，或開放民眾透過網際網路使用服務，均會使系統暴露程度、使用者範圍及可能衝擊提高，原有的安全控制可能因此不足。

三、外部威脅、弱點及法規環境發生變更

包括：

核心觀念

本題考查兩部分：

1. 大數據的 5V 特性。
2. 大數據分析從資料取得到產生決策成果的完整處理流程。

大數據不只是「資料量很大」，還必須同時考量資料產生速度、資料型態多樣性、資料可信度，以及資料能否創造實際價值。因此，答題時應先完整定義 5V，再依資料分析生命週期說明各階段的工作。

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一、5V 的意義

1. Volume：資料量（Volume）

指資料的規模非常龐大，遠超過傳統單一資料庫或單部伺服器容易處理的程度。

資料來源包括：

• 社群網站貼文與留言
• 網路交易紀錄
• 感測器與物聯網設備
• 影像、聲音與影片
• GPS 定位資料
• 政府及企業業務資料

資料量增加會影響儲存、傳輸、索引、備份與分析效能，因此通常需要分散式儲存與平行運算架構，例如 Hadoop、分散式檔案系統及雲端資料平台。

2. Velocity：資料速度（Velocity）

指資料產生、傳輸、更新與處理的速度很快，部分資料甚至必須即時或接近即時分析。

例如：

• 金融交易的即時異常偵測
• 網路流量的即時監控
• 交通與定位資料的即時分析
• 電商網站的即時推薦
• 工業設備的即時故障預警

資料速度不僅是「資料量增加得快」，也包括系統能否快速接收資料、快速處理資料，並及時產生分析結果。

3. Variety：資料多樣性（Variety）

指資料具有多種格式、結構及來源，不限於傳統的結構化表格資料。

常見類型如下：

• 結構化資料：關聯式資料庫中的交易表、會員表
• 半結構化資料：XML、JSON、電子郵件
• 非結構化資料：文字、圖片、影音、語音及文件

大數據分析必須處理不同資料來源與不同格式，因此需要進行資料轉換、整合、欄位對應及格式標準化。

4. Veracity：資料真實性或可信度（Veracity）

指資料的正確性、完整性、一致性、可靠性及可信程度。

大數據常具有下列資料品質問題：

• 重複資料
• 缺漏值
• 錯誤值
• 不一致的格式
• 過時資料
• 噪音資料
• 虛假或偏誤資訊

若未處理資料品質問題，分析模型即使計算正確，仍可能產生錯誤結論。因此，資料清理、驗證、去除異常值及確認資料來源，是分析流程的重要工作。

5. Value：資料價值（Value）

指資料經過整理與分析後，能否產生有用的資訊、知識與實際效益。

資料價值可以表現在：

• 支援管理決策
• 預測需求或風險
• 改善服務品質
• 降低營運成本
• 發現新的商業機會
• 提高資源配置效率
• 協助政策規劃

大數據的核心並非單純蒐集大量資料，而是從資料中萃取具有決策價值的結果。

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二、大數據分析的處理程序

大數據分析應依序完成下列步驟：

步驟一：確認問題與分析目標

首先釐清要解決的問題、分析對象、使用者及預期成果。

應明確定義：

• 分析目的
• 欲回答的問題
• 分析範圍
• 評估指標
• 預期輸出形式
• 決策使用者

例如，若目標是降低政府網站服務中斷時間，分析問題可設定為：「哪些因素最容易導致服務中斷，並能否提前預測？」

問題定義不清楚，後續即使取得大量資料，也容易產生與決策無關的分析結果。

步驟二：資料取得與資料來源確認

依據分析目標蒐集相關資料，並確認資料來源是否合法、可靠且具代表性。

資料來源可能包括：

• 內部業務系統
• 資料庫與資料倉儲
• 網路日誌
• 社群媒體
• 公開資料
• 感測器
• 行動裝置
• 外部資料服務

此階段應同時記錄資料的來源、產生時間、更新頻率、欄位意義及使用限制，以利後續追蹤資料品質與分析結果。

步驟三：資料儲存、整合與前處理

將不同來源及不同格式的資料集中管理，並進行資料前處理。

主要工作包括：

• 資料格式轉換
• 欄位名稱與資料型態統一
• 多來源資料整合
• 去除重複資料
• 處理缺漏值
• 修正錯誤值
• 偵測與處理異常值
• 去除不必要欄位
• 資料匿名化或去識別化
• 建立資料索引與分割方式

若資料分布差異過大，還可進行標準化或正規化。例如，將資料轉換為平均數為 $0$、標準差為 $1$ 的形式：

$$z=\frac{x-\mu}{\sigma}$$

其中 $x$ 為原始資料、$\mu$ 為平均數、$\sigma$ 為標準差。

此階段的目的，是提高資料的一致性與可分析性，降低 Veracity 問題對分析結果的影響。

步驟四：探索性資料分析

在正式建立模型前，先了解資料的分布、特徵與相互關係。

常見工作包括：

• 計算平均數、中位數、變異數等統計量
• 檢查資料分布
• 觀察時間趨勢
• 分析變數間的相關性
• 找出群組差異
• 發現異常資料
• 透過圖表了解資料特徵

例如，可利用直方圖觀察分布，利用散佈圖觀察兩變數關係，利用折線圖觀察時間趨勢。

探索性分析可協助分析人員選擇適當變數與模型，也能及早發現資料品質問題。

步驟五：資料轉換與特徵工程

依分析方法的需要，將原始欄位轉換成更具分析意義的特徵。

常見作法包括：

• 選擇重要欄位
• 建立衍生欄位
• 將文字轉換為數值特徵
• 將日期拆解為年、月、日、星期或時段
• 將連續數值分組
• 進行降維
• 進行類別編碼
• 建立時間窗、次數、比例等指標

例如，原始欄位只有「登入時間」，可以衍生出「是否在深夜登入」；由交易紀錄可以計算「每月交易次數」與「平均交易金額」。