2019-2020-1 20175223 《信息安全系統設計基礎》第2周學習總結

時間 2019-11-12

標籤信息安全系統設計基礎 2周學習總結欄目系統安全简体版

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教材學習內容總結

第一週要點：
- 要點1：TCP/IP協議族簡介；
- 要點2：正則表達式基礎；
- 要點4：教材第二章。
教材第二章「信息的表示和處理」要點：
- 要點1：信息存儲：
  - 大端法與小端法；
  - 整形與浮點型對同一數值的格式；
  - 布爾代數：& , | , | , ^ ；
- 要點2：C語言中的運算：
  - 位級運算：布爾運算、掩碼運算；
  - 邏輯運算：&& , || , ! ；
  - 移位運算：邏輯左移、邏輯右移（無符號數）、算數右移（有符號數）；
- 要點3：整數表示：
  - 無、有符號數編碼；
  - 有符號數原碼、反碼錶示；
  - 有、無符號數之間的轉換
  - 擴展、截斷數字；
- 整數運算：
- 浮點數：
  - 二進制小數；
  - 舍入；
  - 舍入；
  - 浮點運算；
  - C語言中的浮點數。

教材學習中的問題和解決過程

1. 什麼是位模式？

問題回答：
計算機中全部二進制的0、1代碼所組成的數字串。在位模式中，從右向左每位有一個固定的權值，相鄰位之間權是一個固定的比例關係。

2. 對於有符號數和無符號數之間的轉換的理解

在轉換時，位模式中每一位的數值是同樣的、不改變的；改變的是最高位（有符號數符號位、無符號數最高有效位）的權值。git

3. 數值絕對值相同，正數與負數之間的轉換(練習題 2.21)

表達式	類型	求值
-2147483647-1 == 2147483648U	( _____________________ )	( _____________________ )
-2147483647-1 < 2147483647	( _____________________ )	( _____________________ )
-2147483647-1U < 2147483647	( _____________________ )	( _____________________ )
-2147483647-1 < -2147483647	( _____________________ )	( _____________________ )
-2147483647-1U < -2147483647	( _____________________ )	( _____________________ )

問題緣由分析：
-2147483647-1 值得是C語言中 TMin 的寫法，不可簡單寫成 0x80000000 。
仍是沒有搞懂：數值絕對值相同的狀況下，正數與負數之間的轉換。
除0之外，符號位取反，數值位按位取反，再+1；便可將正數（或負數）轉換爲負數（或正數）。
例如：
第5個小題：-2147483647-1U 爲 0x80000000 (2^31)， +2147483647 爲 0x7FFFFFFF ((2^31)-1) ，-2147483647 爲 0x7FFFFFFF 符號位取反(==0xFFFFFFFF)，數值位按位取反(==0x80000000)，再+1(==0x80000001)。因爲是無符號數與有符號數之間的比較，有符號數按無符號數看，因此-2147483647-1U < -2147483647爲 0x01 。正則表達式
問題解決方案：安全

表達式	類型	求值
-2147483647-1 == 2147483648U	無符號數	0x01
-2147483647-1 < 2147483647	有符號數	0x01
-2147483647-1U < 2147483647	無符號數	0x00
-2147483647-1 < -2147483647	有符號數	0x01
-2147483647-1U < -2147483647	無符號數	0x01

4. 對於有符號數的加法溢出的疑惑

疑惑：
1 - 1 的存在溢出麼？
[0001] - [0001] = [0000] 對麼？學習
疑惑解答：
1 - 1 的存在溢出。
[0001] - [0001] = [0000] 錯誤。
對於無符號數而言，減法直接借位減。但對於有符號數來講，被減數爲負數時，是加上該負數的補碼。
這麼來講的話， 1 - 1 的二進制過程爲：
[0001] + [1111] = [10000] 截斷4位以後爲 [0000] ，此時是溢出。編碼

運行以下實例：.net

# include <stdio.h>

int tadd_ok(int x, int y);

int main() {
    printf("%d\n",tadd_ok(0X00000001, 0x8FFFFFFF));
    printf("%d\n",tadd_ok(1, -1));
}

int tadd_ok(int x, int y) {
    int sum = x+y;
    int neg_over = x < 0 && y < 0 && sum >= 0;
    int pos_over = x >= 0 && y >= 0 && sum < 0;
    return !neg_over && !pos_over;
}

結果：設計