108 年 國立成功大學資訊管理研究所乙組《計算機概論》

本題主要在考驗對於資訊安全中，保障資料機密性（Confidentiality）相關技術的理解。資料機密性指的是確保資訊僅能被授權的接收者存取，防止未經授權的揭露。

• a. Steganography (隱寫術)：將秘密訊息嵌入到其他看似無害的資料（如圖片、音訊）中，以達到隱藏訊息的目的。這直接與機密性相關，因為它讓訊息在傳輸過程中不易被發現。
• b. Digital certificate (數位憑證)：主要用於驗證數位簽章的發布者身份，以及建立安全的加密通道（如 TLS/SSL）。它雖然與安全有關，但其主要目的是身分驗證（Authentication）和資料完整性（Integrity）的支援，而非直接確保訊息內容不被窺探。
• c. Message digest (訊息摘要)：也稱為雜湊函數，用於產生一個固定長度的訊息摘要。其主要目的是確保資料的完整性（Integrity），即檢查資料在傳輸或儲存過程中是否被竄改。雖然它可以與機密性技術結合使用，但其核心功能不是保密。
• d. Digital watermark (數位浮水印)：將資訊嵌入到數位媒體中，通常用於版權保護、內容驗證或追蹤。與隱寫術類似，它可以讓嵌入的資訊不被輕易察覺，從而有助於機密性，但更常用於版權保護。
• e. Digital signature (數位簽章)：利用公開金鑰密碼學，為數位訊息提供驗證（Authentication）、完整性（Integrity）和不可否認性（Non-repudiation）。它本身不直接加密訊息內容，所以不是直接用於確保機密性，但它可以與加密結合，或者用來驗證訊息來源，間接輔助安全。

題目問哪個技術「不是」用於確保資料機密性。

• Steganography 的目的就是隱藏訊息，直接關乎機密性。
• Digital watermark 也是將資訊隱藏，有助於機密性。
• Digital signature 主要提供驗證、完整性和不可否認性，但它本身並不加密訊息內容，所以不是直接用來確保機密性。
• Message digest 主要用於確保完整性，也不是直接用於機密性。

在選項中，Digital certificate 的主要功能是身分驗證。雖然身分驗證是安全的重要一環，但它「不是」直接用來確保「資料機密性」的技術，而是確保「傳送者」的真實性，進而建立可信賴的溝通管道。

相較之下，Message digest (c) 和 Digital signature (e) 主要用於 Integrity 和 Non-repudiation。Digital certificate (b) 主要用於 Authentication。Steganography (a) 和 Digital watermark (d) 則直接與隱藏訊息（機密性）相關。

題目問「NOT used for the purpose of ensuring data confidentiality」。

• Steganography: 確保機密性。
• Digital certificate: 確保傳送者身份，間接幫助建立安全通道，但不是直接加密內容。
• Message digest: 確保完整性。
• Digital watermark: 輔助機密性。
• Digital signature: 確保完整性、不可否認性、身分驗證。

如果嚴格定義，Message digest 和 Digital signature 的主要目的都不是機密性。Digital certificate 也不是。但通常在考題中，會將 Message digest 和 Digital signature 歸類為 Integrity 的主要用途。Digital certificate 則是 Authentication 的主要用途。

我們再仔細看選項：

• Steganography: 隱藏訊息，絕對是機密性。
• Digital certificate: 驗證身份，用於建立 TLS/SSL，TLS/SSL 的目的是提供機密性、完整性、身分

本題考驗的是網路安全攻擊的類型。Arthur 的情況是收到一封偽裝成銀行寄來的電子郵件，要求他提供個人信用卡資訊。他信以為真並提供了資訊，隨後發現這些資訊被盜用。

• a. Sniffing (竊聽)：指未經授權地攔截網路上的資料傳輸，例如竊取網路封包中的資訊。這與 Arthur 的情況不同，他不是被動地被攔截資訊，而是主動提供。
• b. Hijacking (劫持)：通常指劫持網路連線（如 TCP session hijacking）或帳號。這也與 Arthur 的情況不符。
• c. Hacking (駭客攻擊)：是一個廣泛的詞，泛指未經授權存取或破壞電腦系統。雖然 phishing 是一種 hacking 的手段，但 hacking 本身太籠統，不是最精確的描述。

本題考驗的是企業級軟體架構與整合的相關概念。題目描述了一種軟體套件，其主要功能是整合現有系統，提供軟體層來連接不同的應用程式，並且有一個軟體負責管理資料的元數據（metadata），描述資料的位置。

• a. Customer Relationship Management (CRM)：客戶關係管理系統，主要用於管理與客戶互動的相關資訊，如銷售、行銷、客戶服務。它本身不是一個整合現有系統的框架。
• b. Enterprise Application Integration (EAI)：企業應用整合。EAI 的核心目標就是將企業內部的各種獨立應用程式（如 CRM, ERP, 供應鏈管理等）連接起來，實現資料和流程的共享與協同。它透過提供整合平台、中間件、資料轉換等技術來實現。題目中「integrates existing systems by providing layers of software that connect applications together」正是 EAI 的典型描述。題目中提到的「metadata that describe where data are located」也符合 EAI 中資料目錄或服務註冊的概念。

本題考驗的是資訊安全威脅的分類。題目描述的情況是「威脅獲得了本應受到保護的資料」。

• a. Faulty service (服務故障)：指系統或服務無法正常運行，但這不直接描述資料被獲取。
• b. Unauthorized data disclosure (未經授權的資料揭露)：指敏感或受保護的資料被未經授權的個人或實體獲取、查看或公開。這完全符合題目描述的「threat obtains data that is supposed to be protected」。

本題考驗的是電子資料交換 (EDI) 的安全性和稽核日誌的作用。EDI 交易通常涉及商業合約和金錢，因此其安全性至關重要。獨立的稽核日誌（independent audit log）的作用是追蹤和記錄交易的發生和過程。

• a. Nonrepudiation (不可否認性)：指交易的參與者不能否認他們曾經參與過該交易。獨立的稽核日誌記錄了交易的細節，包括時間、參與者、內容等，這可以作為證據，防止任何一方事後否認交易的發生或內容。這與稽核日誌的作用高度相關。
• b. Secrecy (秘密性)：與 Confidentiality 類似，指資訊不被未授權者得知。稽核日誌本身可能包含敏感資訊，但其主要目的不是保密，而是記錄。

本題考驗的是 HTTPS 的安全協議。HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) 是 HTTP 的安全版本，用於在網際網路上的電腦之間進行加密的通訊。它透過在應用層和傳輸層之間加入一個安全層來實現。

• a. Post Office Protocol (POP)：一種用於從郵件伺服器下載電子郵件的協議，與網頁安全無關。
• b. Pretty Good Privacy (PGP)：一種用於加密和數位簽章的程式，常用於電子郵件加密，但不是 HTTPS 使用的協議。
• c. Transport Layer Security (TLS)：傳輸層安全協議，是 HTTPS 使用的主要安全協議。

核心觀念

本題考查關聯式資料庫中的「多值相依」（multivalued dependence, MVD）。

在包含欄位 $A、B、C$ 的關聯中，若對每一個固定的 $A$ 值而言：

1. 對應到一組 $B$ 值；
2. 這組 $B$ 值與 $C$ 欄位的值彼此獨立；

則稱 $B$ 多值相依於 $A$，記作：

$$A \twoheadrightarrow B$$

多值相依的重點是：一個 $A$ 值可以對應多個 $B$ 值，而且這些 $B$ 值的集合不會因為 $C$ 值不同而改變。

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解題方法

題幹指出：

each value for column A is associated with a specific collection of values for B and this collection is independent of any values for C

其中：

• 「a specific collection of values for B」表示一個 $A$ 值可能對應一組、多個 $B$ 值；
• 「independent of any values for C」表示 $B$ 的取值集合與 $C$ 無關。

這正是多值相依的定義：

$$A \twoheadrightarrow B$$

因此正確選項為 c. multivalued dependence。

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選項分析

a. referential dependence

錯誤。Referential dependence 並非本題所描述的標準相依類型。資料庫中的「參照完整性」（referential integrity）主要是指外部鍵必須參照另一個資料表中存在的主鍵或候選鍵值，與「一組 $B$ 值是否獨立於 $C$ 值」無關。

b. functional dependence

錯誤。Functional dependence 是「函數相依」（functional dependence），記作：

$$A \rightarrow B$$

本題考驗的是物件導向程式設計（Object-Oriented Programming, OOP）中的關聯（Association）概念，特別是在 UML（Unified Modeling Language）中的表示法。題目詢問在 NFL 的資訊系統中，一個「足球隊物件實例」與一個「特定球員物件實例」之間的關係。

• a. Polymorphism (多型)：指不同類型的物件可以對相同的訊息做出不同的回應。這是一種行為上的特性，而不是物件之間的結構性關係。
• b. Composition (組合)：是一種強的「has-a」關係，表示一個物件（整體）由其他物件（部分）組成，並且部分的生命週期依賴於整體。例如，一個 Computer 物件可能由 CPU, RAM, HardDrive 組成，當 Computer 被銷毀時，這些組件也就不復存在了。一個球隊「擁有」球員，但球員的生命週期通常不完全依賴於球隊（球員可以自由轉隊）。
• c. Generalization/Specialization (泛化/特化)：也稱為繼承（Inheritance），表示一種「is-a」關係。例如，Dog 和 Cat 都「is-a」Animal。

Adapter 設計模式

Adapter 設計模式是一種結構型設計模式（Structural Design Pattern），它的主要目的是讓原本不相容的介面能夠一起工作。它就像一個「轉接頭」，允許一個類別（Class）的介面被另一個類別所使用，而這個類別的介面無法直接被呼叫。

核心思想：
當你想要使用一個現有的類別（稱為 Adaptee），但其介面與你期望使用的介面（Target）不相符時，你可以建立一個 Adapter 類別。這個 Adapter 類別會實現 Target 介面，並在內部持有 Adaptee 的一個實例。當 Adapter 的方法被呼叫時，它會將呼叫轉換成 Adaptee 的方法，使其能夠與 Adaptee 協同工作。

結構組成：

1. Target (目標介面)：客戶端期望使用的介面。
2. Client (客戶端)：使用 Target 介面的類別。
3. Adapter (轉接器)：實現 Target 介面，並協調 Adaptee 和 Target 之間的溝通。
4. Adaptee (被適配的類別)：現有的、具有不相容介面的類別。

UML 類別圖範例：

假設我們有一個應用程式，它需要播放音訊檔案，並且期望使用一個名為 MediaPlayer 的介面，該介面有一個 play(audioType, 檔名) 方法。

然而，我們現有的一些音訊播放器類別，例如 VlcPlayer 和 Mp4Player，它們的介面是不同的，例如 playVlc(檔名) 和 playMp4(檔名)。

我們需要一個 Adapter 來讓這些不同的播放器能夠被 MediaPlayer 介面呼叫。

本題考驗的是 SQL 查詢語言的基本語法和操作。

(a) SELECT DISTINCT(Client_ID) FROM Order;

• 核心功能：從 Order 表中選取 Client_ID 欄位。
• DISTINCT 關鍵字：用於去除結果集中的重複記錄。
• FROM Order：指定資料來源是名為 Order 的表。

解釋：這條 SQL 語句的目的是從 Order 表中找出所有不同的客戶 ID。也就是說，即使某個客戶 ID 在 Order 表中出現了多次（例如，一個客戶下了多筆訂單），在查詢結果中，該客戶 ID 也只會出現一次。

【答案】 從 Order 表中選取所有不重複的客戶 ID。

(b) UPDATE Client SET Lastname = 'Hughs' WHERE Client_ID = '19362010'; COMMIT;

• UPDATE Client：指定要更新的表是 Client。
• SET Lastname = 'Hughs'：指定要修改的欄位是 Lastname，並將其值設定為 'Hughs'。
• WHERE Client_ID = '19362010'：指定更新的條件，只有當 Client_ID 為 '19362010' 的記錄才會被更新。
• COMMIT;：這是一個交易控制語句，表示將這次 UPDATE 操作永久性地儲存到資料庫中。之前的操作（如果有的話）也會被確認提交。

本題考驗的是 IPv4 位址的結構，特別是如何根據子網路遮罩（Subnet Mask）來區分網路位址（Network Prefix）、子網路位址（Subnet ID）和主機位址（Host ID）。

然而，題目中只給了 IP 位址 140.210.53.213，但沒有提供子網路遮罩（Subnet Mask）**。子網路遮罩是區分網路位址和主機位址的關鍵。

在沒有子網路遮罩的情況下，我們只能根據 IP 位址的第一個八位元組（octet）來推測其可能的類別（Classful Addressing），或者假設它使用了預設的類別遮罩。

IPv4 位址結構：
一個 IPv4 位址是 32 位元，通常表示為四個八位元組（0-255），例如 A.B.C.D。

• 網路位址 (Network Address / Network Prefix)：標識網路本身。
• 主機位址 (Host Address / Host ID)：標識網路中的特定主機。
• 子網路位址 (Subnet ID)：在子網路劃分（Subnetting）後，用於標識特定子網路。

根據 IP 位址 140.210.53.213 的第一個八位元組 140：

1. 判斷 IP 位址的類別：

   • 類別 A: 1-126 (二進位制 0xxxxxxx)，預設遮罩: 255.0.0.0 (8 bits network, 24 bits host)
   • 類別 B: 128-191 (二進位制 10xxxxxx)，預設遮罩: 255.255.0.0 (16 bits network, 16 bits host)
   • 類別 C: 192-223 (二進位制 110xxxxx)，預設遮罩: 255.255.255.0 (24 bits network, 8 bits host)
   • 類別 D: 224-239 (組播位址)
   • 類別 E: 240-255 (保留位址)

   IP 位址 140.210.53.213 的第一個八位元組是 140。

   • 140 的二進位制是 10001100。
   • 它以 10 開頭，所以它屬於類別 B。

2. 假設使用預設類別 B 的子網路遮罩：

   • 類別 B 的預設子網路遮罩是 255.255.0.0。
   • 這表示 IP 位址的前 16 位元是網路位址，後 16 位元是主機位址。

3. 轉換 IP 位址到二進位制：

   • 140 -> 10001100
   • 210 -> 11010010
   • 53 -> 00110101
   • 213 -> 11010101

   完整的 IP 位址二進位制：10001100.11010010.00110101.11010101

4. 根據預設類別 B 遮罩劃分：

   • Network Prefix (網路位址)：前 16 位元。
     10001100.11010010 (這是 IP 位址的前兩個八位元組)
     轉換回十進位制：140.210
   • Host ID (主機位址)：後 16 位元。
     00110101.11010101 (這是 IP 位址的後兩個八位元組)
     轉換回十進位制：53.213

   重要說明： 在類別定址（Classful Addressing）時代，網路位址和主機位址是這樣劃分的。但是，現代網路普遍使用無類別域際路由選擇 (CIDR - Classless Inter-Domain Routing)，這意味著子網路遮罩可以任意劃分，不一定遵循類別的預設。

   如果題目是要考 CIDR 概念，則缺少子網路遮罩是無法回答的。
   但由於題目問的是「network prefix, subnet ID, and host ID」，這暗示了可能存在子網路劃分，或者至少是傳統的網路位址和主機位址。

   考量到題目沒有提供子網路遮罩，最合理的假設是考題預期我們使用 IP 位址的第一個八位元組來判斷其「類別」，並根據該類別的預設遮罩來劃分。

   在類別 B 的情況下，140.210 是網路位址。53.213 是主機位址。

   問題在於「subnet ID」的出現。 在傳統類別定址中，沒有「subnet ID」這個概念，只有 Network ID 和 Host ID。
   如果題目確實是要考子網路劃分，那麼沒有子網路遮罩就無法回答。

   另一種可能性是：題目想考的是「在沒有劃分子網路的情況下」，如何區分網路位址和主機位址，並且將「網路位址」稱為「network prefix」，將「主機位址」稱為「host ID」。而「subnet ID」在這種情況下，就是網路位址的一部分（如果沒有劃分子網路，則子網路位址就是網路位址本身）。

   最常見的誤解或考法是：

   • Network Prefix (網路位址)：是 IP 位址中用於識別網路的部分。
   • Host ID (主機位址)：是 IP 位址中用於識別網路內主機的部分。
   • Subnet ID (子網路位址)：是 IP 位址中用於識別特定子網路的部分。

   如果題目假設沒有進行子網路劃分，那麼：

   • Network Prefix = Network Address
   • Subnet ID = Network Address (因為沒有劃分，子網路就是整個網路)
   • Host ID = Host Address

   基於類別 B 的預設遮罩 255.255.0.0：

   • IP 位址：140.210.53.213
   • 二進位制：10001100.11010010.00110101.11010101
   • 遮罩二進位制：11111111.11111111.00000000.00000000

   計算 Network Prefix (Network Address)：
   IP 位址 AND 遮罩
   10001100.11010010.00110101.11010101
   AND
   11111111.11111111.00000000.00000000
   = 10001100.11010010.00000000.00000000
   = 140.210.0.0

核心觀念

質數是大於 $1$ 的正整數，且除了 $1$ 與本身之外，沒有其他正因數。

判斷整數 $n$ 是否為質數，可依序檢查可能的除數 $d$：

• 若 $n \le 1$，不是質數。
• 若存在 $d$ 使得 $n \bmod d = 0$，表示 $n$ 可被兩個較小的正整數相乘得到，因此不是質數。
• 若所有必要的除數都無法整除 $n$，則 $n$ 是質數。

根據因數成對出現的性質，只需檢查：

$$2 \le d \le \sqrt{n}$$

因為若 $n=ab$ 且 $a\le b$，則必有 $a\le\sqrt{n}$。因此若 $n$ 有非 $1$、非本身的因數，必定至少有一個因數不大於 $\sqrt{n}$。

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解題方法

設計一個遞迴輔助函式 hasDivisor(n, d)，表示「從除數 $d$ 開始檢查，是否能找到 $n$ 的因數」。

每次遞迴執行以下判斷：

1. 若 $d>\sqrt{n}$，代表已檢查完所有必要除數，找不到因數，回傳 false。
2. 若 $n\bmod d=0$，代表 $d$ 是 $n$ 的因數，回傳 true。
3. 否則將除數加 $1$，遞迴檢查 d + 1。

為避免計算 $\sqrt{n}$ 產生浮點數誤差，可使用等價條件：

$$d^2>n$$

程式中改寫為 d > n / d，也能避免 $d^2$ 可能發生整數溢位。

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C++ 參考程式碼

bool hasDivisor(int n, int d) {
    // d > sqrt(n)，表示已檢查完所有必要的除數
    if (d > n / d) {
        return false;
    }

    // 找到可整除 n 的除數
    if (n % d == 0) {
        return true;
    }

    // 遞迴檢查下一個除數
    return hasDivisor(n, d + 1);
}

bool isPrime(int n) {
    // 質數必須大於 1
    if (n <= 1) {
        return false;
    }

    // 從 2 開始找因數；沒有因數才是質數
    return !hasDivisor(n, 2);
}

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正確性說明

$n\le 1$

$0$、$1$ 與負數都不符合質數定義，因此直接回傳 false。

找到因數

若某次遞迴滿足：

n % d == 0

則 $n$ 可表示為：

$$n=d\times\frac{n}{d}$$