112 高普考高考三級 資訊處理 資通網路與安全 考古題詳解

核心觀念

本題評量資訊安全核心「CIA 三要素」（Confidentiality, Integrity, Availability）中的前兩大支柱，並測驗考生將抽象安全屬性對應至現代密碼學機制的能力：

1. 機密性（Confidentiality）與非對稱式密碼學：考查非對稱金鑰對（公開金鑰／私密金鑰）之數學單向陷門函數特性。核心在於辨析「以接收方公鑰加密、接收方私鑰解密」的運作機制，以及實務上非對稱加密與對稱加密結合的「混合式加密系統（Hybrid Cryptosystem）」。
2. 完整性（Integrity）、演算法與防護考量：考查確保資料未受非授權竄改、刪除或偽造之機制。主要工具包含單向密碼雜湊函式（Cryptographic Hash Function）、訊息鑑別碼（MAC）及數位簽章（Digital Signature）。應注意事項則著重於「抗碰撞性（Collision Resistance）」、「長度擴展攻擊（Length Extension Attack）」與「重送攻擊（Replay Attack）」之防禦。

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解題方法

1. 子題 (一) 機密性與非對稱式密碼學：

• 先給出機密性之標準定義（確保資訊不被未授權實體存取或洩漏）。
• 繪製或以條列明確交代通訊雙方金鑰角色（傳送方 $A$、接收方 $B$ 之公鑰 $PK_B$ 與私鑰 $SK_B$）。
• 寫出加密與解密之對應式：密文 $C = E(PK_B, M)$、明文 $M = D(SK_B, C)$，強調私鑰的獨佔性保證了機密性。
• 補足實務工程限制：非對稱加密計算成本極高，實務上常以非對稱加密封裝會話金鑰（Session Key），再以對稱演算法（如 AES）加密資料本體。

2. 子題 (二) 完整性、演算法暨應注意事項：

• 界定完整性意涵（資料在產生、傳輸與儲存時之正確性與不可未授權竄改性）。
• 分層列舉主流演算法：
• 無金鑰：密碼雜湊函式（SHA-256、SHA-512、SHA-3）。
• 對稱金鑰：訊息鑑別碼（HMAC、CMAC）。
• 非對稱金鑰：數位簽章（RSA-PSS、ECDSA、Ed25519）。
• 深入條列注意事項：演算法強度與抗碰撞性（淘汰 MD5、SHA-1）、金鑰保護與分配機制、防禦長度擴展攻擊（避免自製 $Hash(Key \parallel Message)$）、防範重送攻擊（引入 Nonce 或 Timestamp）。

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解題技巧與常見陷阱

• 金鑰混淆陷阱（極易失分）：
• 達成「機密性」：傳送方使用「接收方的公開金鑰」加密，接收方使用「接收方的私密金鑰」解密。
• 達成「不可否認性／真實性」：傳送方使用「傳送方的私密金鑰」簽章，接收方使用「傳送方的公開金鑰」驗章。 考試時切勿寫成「以自己的私鑰加密達成機密性」，私鑰簽出來的內容任何人都能用公鑰解開，毫無機密性可言。
• 作答完整性加分點： 在說明完整性演算法時，切忌只寫「雜湊演算法（Hash）」。單純的 Hash 只能防止通道隨機錯誤（如雜訊），若遭受中間人攻擊（MITM），攻擊者竄改內容後重新計算 Hash 即告破功。因此，必須帶出結合金鑰的 HMAC 與 數位簽章，分數方能拿滿。

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【答案】

(一) 機密性之說明與非對稱式密碼學之應用

1. 機密性（Confidentiality）之意涵 機密性係指確保資產與資訊僅能被經授權的人員、實體或程序存取與揭露，嚴密防止機密資料遭未經授權之第三方窺探、外洩或截獲。

2. 應用非對稱式密碼學（Asymmetric Cryptography）達成機密性 非對稱密碼學使用一對數學上相關聯但無法互相推導的金鑰：公開金鑰（Public Key, $PK$）與私密金鑰（Private Key, $SK$）。達成機密性的具體步驟與原理如下：

• 通訊流程與運作原理： 設傳送方為 $A$、接收方為 $B$，$B$ 擁有一對金鑰 $(PK_B, SK_B)$，其中 $PK_B$ 公開於網路上，$SK_B$ 由 $B$ 嚴密保密。

1. 加密階段：$A$ 欲傳送機密訊息 $M$ 給 $B$，$A$ 取得 $B$ 的公開金鑰 $PK_B$，利用加密演算法 $E$ 計算出密文 $C$： $C = E(PK_B, M)$
2. 傳輸階段：$A$ 將密文 $C$ 經由不安全通道傳送給 $B$。傳輸途中即便遭竊聽者截獲，因缺乏 $SK_B$，在計算複雜度上無法逆向還原出明文 $M$。

核心觀念

本題旨在評量考生對資通安全核心目標「CIA 資訊安全三要素」中之**可用性（Availability）**威脅與防禦架構之理解。主要考核重點如下：

1. DDoS 攻擊架構與運作原理：包含攻擊者（Botmaster）、命令與控制伺服器（C&C Server）、殭屍網路（Botnet）與受害目標（Victim）之主從架構，以及流量型（Volumetric）、通訊協定型（TCP State Exhaustion）、應用層型（Application Layer / L7）三種攻擊機制的本質。
2. 防守困難度之成因分析：涉及來源分散性、偽造 IP（IP Spoofing）、流量與合法存取的高度相似性（Flash Crowd 辨識難題）、網路與運算資源的不對稱性，以及本地端頻寬在到達防火牆前即遭灌爆的實體限制。
3. 縱深防禦（Defense-in-Depth）防護策略：涵蓋網路邊界（ISP 協同防禦）、傳輸層協定調節、應用層檢驗、雲端分散式分流（CDN/Anycast）以及架構彈性擴展等多維度防護策略。

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解題方法

本題為標準的申論型題型，配分各為 10 分，解題架構應力求層次分明、條理清晰，切忌通篇文字堆疊：

1. 第 (一) 子題：採「雙核心結構」作答。前段說明「攻擊架構與耗盡資源的運作原理」（配分約 5 分），後段歸納「四大難以防禦的根本原因」（配分約 5 分），並點出網路層與應用層的不同難處。
2. 第 (二) 子題：明確列出「五項防護策略」（每項 2 分）。為展現資訊專業的完整視野，五項策略應涵蓋雲端與流量分流、傳輸協定防護、電信端邊界路由、應用層與人機檢驗、系統彈性架構等不同層次，避免全數侷限於單一設備（例如只寫五種防火牆設定）。

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解題技巧

1. 專有名詞精準度：閱卷委員極為重視專業術語，答題時務必寫出關鍵詞，如「殭屍網路（Botnet）」、「C&C 伺服器」、「反射放大攻擊（Amplification Attack）」、「SYN Cookie」、「Anycast CDN」、「流量清洗中心（Scrubbing Center）」、「BGP Flowspec」、「黑洞路由（RTBH）」。
2. 避免答題死角：

• 說明「難以防守之原因」時，務必強調「流量型是塞爆上游管線，本地設備根本收不到」與「L7 型是行為合規，特徵比對難以過濾」，點出層次差異。
• 提出「防護策略」時，不可只寫策略名稱，必須簡述「該策略對應解決何種攻擊型態」與「具體機制為何」。

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【答案】

(一) 分散式阻斷服務（DDoS）之原理與難以防守之原因

1. 分散式阻斷服務之原理

• 架構組成：DDoS 攻擊通常採用多層級主從式架構。攻擊者（Botmaster）透過漏洞掃描或惡意程式，感染網路上大量缺乏防護的終端與物聯網（IoT）設備，將其控制為「殭屍主機（Bots/Zombies）」，並組成「殭屍網路（Botnet）」。攻擊者透過「命令與控制伺服器（Command and Control, C&C Server）」集中發出指令。
• 攻擊機制：大量殭屍主機在同一時間協同向目標系統（Target/Victim）或其網路通道發送海量封包或合法外觀的服務請求。其破壞目的在於耗盡目標資源：
• 頻寬資源耗盡：如 UDP Flood、ICMP Flood，或透過開放解析器進行 NTP/DNS 反射放大攻擊，使連外頻寬飽和。
• 系統資源耗盡：如 SYN Flood 耗盡 TCP 連線控制區塊（TCB）與連線表，或以 Ping of Death 消耗 CPU 運算資源。
• 應用層資源耗盡：如 HTTP GET/POST Flood、Slowloris 慢速攻擊，鎖死 Web 伺服器執行緒池（Thread Pool）或後端資料庫連線，最終破壞系統的「可用性（Availability）」。

2. 難以防守之原因

• 來源 IP 極度分散且具備偽造性（IP Spoofing）：攻擊流量來自散布全球的成千上萬個獨立 IP，或是利用無連線導向的 UDP 協定偽造來源 IP，導致傳統依賴「來源 IP 黑名單」或邊界防火牆的

核心觀念

本題出自民國 112 年公務人員高等考試三級考試（資訊處理類科）「資通網路與安全」科目，主要測驗考生對行政院**「國家資通安全發展方案（110 年至 113 年）」**之核心政策願景「建構主動防禦基礎網路，打造堅韌安全之智慧國家」的理解，並結合現代資通安全工程與防禦架構之理論基礎：

1. 數位韌性（Digital Resilience）：源自國際資訊安全工程標準（如 NIST SP 800-160 Vol. 2）。強調系統遭遇惡意威脅、天災或人為故障時，具備「預防（Anticipate）」、「耐受（Withstand）」、「復原（Recover）」與「調適（Adapt）」的動態演進能力，使關鍵業務維持不中斷。
2. 主動式防禦知識庫（Active Defense Knowledge Base）：以國際資安標準框架（如 MITRE D3FEND 矩陣，對應 MITRE ATT&CK 攻擊矩陣）為代表，透過標準化本體論（Ontology）將防禦反制技術（戰術、技術與程序，TTPs）予以系統化編目，建立「攻擊與防禦技術的映射關係」，使防禦者能在威脅造成破壞前主動採取欺敵、阻斷、誘捕與隔離等反制作為。

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解題方法

本題為高階申論題，作答時須結合「政策願景」、「學理定義」與「實務技術情境」：

1. 第 (一) 小題（數位韌性）：

• 先提出數位韌性的標準定義，點出其與傳統「僅強調絕對阻絕之被動式安全防護」的本質差異（承認事故可能發生，著重於承受打擊與快速復原）。
• 帶出四大核心支柱能力（抵禦、耐受、復原、演進）。
• 提出具體實例：以政府關鍵基礎設施面臨大規模 DDoS 攻擊或實體斷網情境為例，說明多雲架構備援、異地非同步通訊與零信任架構如何展現數位韌性。

2. 第 (二) 小題（主動式防禦知識庫與策略運用）：

• 清楚定義主動式防禦知識庫的核心概念（對抗 ATT&CK 的防禦技術庫，以 MITRE D3FEND 為標竿），說明其「威脅情報驅動」與「動態反制機制」。
• 針對策略運用機會，至少提出兩項具體的資安防禦策略情境（如：欺敵誘捕策略、動態微隔離與阻斷策略），詳細交代運用時機、觸發條件與防禦成效。

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選項分析（觀念盲點剖析）

本題為非選擇題之申論題，考生在作答時常見下列觀念混淆與失分陷阱，應特別注意區隔：

• 「數位韌性」vs.「傳統資安防護（Robustness/Hardening）」： 傳統防護將目標設定為「打造不可被攻破的高牆」（零侵入），一旦防線被突破即造成系統癱瘓；數位韌性則基於「假定受害（Assume Breach）」原則，強調系統在遭受穿透或破壞時，仍能維持核心服務降級運轉（Graceful Degradation），並在最短復原時間目標（$RTO$）與復原點目標（$RPO$）內完全復原與強化體質。
• 「主動式防禦（Active Defense）」vs.「主動反擊（Hack Back）」： 主動式防禦並非發動境外網路反擊（此涉及違法與跨國管轄權爭議），而是指在防禦者自身受控之內部網域或系統邊界內，主動採取「威脅獵捕（Threat Hunting）」、「誘餌欺敵（Deception/Honeytokens）」、「動態調整攻擊面」與「即時隔離中斷」等技術，瓦解攻擊者的攻擊鏈（Cyber Kill Chain）。

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解題技巧

1. 架構化條列：名詞解釋遵循「定義 $\to$ 特徵/構成要素 $\to$ 實例」之三段式架構，層次分明。
2. 導入國際標準專有名詞：適度引用 MITRE D3FEND、ATT&CK、零信任架構（Zero Trust）、$RTO$ / $RPO$ 等專有名詞，可顯著提升申論答卷的專業度與說服力。
3. 分值精準配比：每小題 10 分，定義占 5 分、舉例與實務情境占 5 分，切忌只給抽象觀念而忽略題目明確要求的「舉例」。

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【答案】

(一) 數位韌性（Digital Resilience）之意涵與實例說明

1. 數位韌性之定義 數位韌性是指資通系統、關鍵基礎設施與組織機構，在遭遇突發性資安攻擊、天然災害、人為過失或非預期之軟硬體中斷等不利事件時，所展現出的抵禦承受、應變維持、快速復原及調適演進的全面性能力。

核心觀念

本題考查資訊安全管理的核心國際標準——ISO/IEC 27001 資訊安全管理系統（Information Security Management System, ISMS） 的基本內涵、風險架構及導入效益。涉及的核心觀念包括：

1. ISMS 核心架構：以保護資訊資產的「機密性（Confidentiality）」、「完整性（Integrity）」與「可用性（Availability）」（CIA 三要素）為宗旨，採用以「風險為導向（Risk-based）」的管理方法，並基於 PDCA（Plan-Do-Check-Act） 循環實現持續改善機制。
2. 組織背景與內外部風險（Context of the Organization & Risk Assessment）：符合標準條款中對組織情境的識別要求，包含內部環境（人員、制度、架構、軟硬體資產）與外部環境（法令規章、供應鏈、威脅趨勢、地緣與天災）所衍生之威脅（Threats）與脆弱性（Vulnerabilities）。
3. 驗證效益（Certification Benefits）：從「法規遵循」、「營運持續」、「商譽信任」、「管理制度化」與「成本風險控管」等多個構面評估導入與通過第三方驗證的具體價值。

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解題方法

本題為標準的資通安全申論題，配分高達 30 分（各小題各佔 15 分）。作答時應採取「結構化、條理分明、定義精確」的應試策略：

1. 第 (一) 小題解題切入點：

• 先以 2～3 句話明確定義 ISO/IEC 27001 的全名、目的、CIA 核心理念及運作邏輯（PDCA 管理循環）。
• 將「內外部風險」嚴格劃分為「內部風險」與「外部風險」兩大區塊，各列舉 3～4 個具代表性的具體面向（如內部的人員意識、特權控管；外部的供應鏈攻擊、法規變革、進階持續性威脅），避免混在一起論述。

2. 第 (二) 小題解題切入點：

• 題目明確要求「五項效益」，作答必須直接標註項次（1 至 5），每項以「核心效益主題（粗體）＋ 具體論述與實務機制」構成，展現廣度（兼顧技術、管理、法律、商業層面），切忌五點寫法互相重複或僅寫「很安全」等空泛形容詞。

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選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項。評分重點與得分關鍵在於：

• 專有名詞覆蓋率：是否精確寫出 CIA 三要素、PDCA 循環、風險評鑑（Risk Assessment）、控制措施（Controls）、資通安全法規遵循、營運持續（Business Continuity）等關鍵字。
• 風險分類的嚴謹性：內部風險與外部風險界線分明，論述符合企業/機關資安實務。
• 效益論述的深度：不僅提及防範被駭，亦須顧及法律免責、商譽招標優勢與文化建立。

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解題技巧

1. 階層式編號答題：國家考試評卷時間有限，務必使用「一、（一）、1.、(1)」標準層級縮排，重點標題置於前方，方便閱卷委員迅速給分。
2. 避免語意模糊的泛稱：說明風險時，寫出「未落實特權帳號控管導致內部人員濫用」優於單寫「內部人員問題」；寫出「第三方供應鏈軟體弱點造成之相依風險」優於單寫「廠商問題」。
3. 版本概念補充（加分點）：我國國家標準與公務機關以 ISO/IEC 27001 為藍本（如 CNS 27001）。若能在說明時點出該標準強調「風險評鑑與風險處置」，能展現扎實的資安管理系統素養。

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【答案】

(一) ISO 27001 資訊安全管理系統說明與內外部風險列舉

1. ISO 27001 資訊安全管理系統說明 ISO/IEC 27001 是由國際標準化組織（ISO）與國際電工委員會（IEC）共同制定的「資訊安全管理系統（ISMS）」國際標準。其核心宗旨在於建立、實施、維持並持續改善組織的資訊安全管理制度，主要內涵包含：

• 保障 CIA 三要素：透過系統化的流程與防護措施，保護組織各項資訊資產的機密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）與可用性（Availability）。
• 風險導向管理機制：要求組織依據資產價值、威脅程度及系統脆弱性進行「風險評鑑（Risk Assessment）」，並依可接受風險水準挑選適當的控制措施（Controls）進行處置。
• PDCA 動態管理循環：
• 規劃（Plan）：界定 ISMS 範圍、制定資安政策、識別資產並進行風險評估。