基于當(dāng)前信息安全與數(shù)學(xué)科學(xué)研究

鄒易鑫

摘 要：隨著時代的進(jìn)步與發(fā)展，我們的生活中離不開科學(xué)技術(shù)提供的支持，當(dāng)前處于大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的丟失以及損壞對個人信息與財產(chǎn)的安全性有很大的威脅，甚至一些信息的泄露對整個國家的存亡都有一定的影響，做好信息安全的保障，是實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代穩(wěn)定發(fā)展的重要工作。當(dāng)前信息安全應(yīng)該得到社會上的重點(diǎn)關(guān)注，加強(qiáng)信息的管理與安全措施，需要從多方面進(jìn)行入手，改善數(shù)據(jù)存儲和信息保密的結(jié)構(gòu)方式，使得信息化建設(shè)全面發(fā)展。本文基于當(dāng)前信息安全問題應(yīng)用數(shù)學(xué)科學(xué)方面的研究進(jìn)行一定的結(jié)合分析，研究二者之間存在的關(guān)系及影響意義，提出參考建議。

關(guān)鍵詞：信息安全；數(shù)學(xué)科學(xué)；密碼算法；科學(xué)研究

一、密碼的算法分析

由于信息安全需要管理人員設(shè)置密碼程序便于管理和防范，密碼的算法就是保障信息安全中非常重要的一個組成部分。密碼算法一般來說是用來表示一個用于加密、一個用于解密的函數(shù)關(guān)系式。在密碼中，這二者分別受到兩種密鑰的管理，加密密鑰用于管理加密的算法，解密密鑰用來管理解密的算法。密鑰其中含有非常大的存儲空間，也可以稱之為密鑰的取值范圍。密碼系統(tǒng)則是算法和明文、密鑰組成的一個較為完整的體系，在這個體系中需要較為完好的保密措施，確保其結(jié)構(gòu)和內(nèi)容不被泄漏。

如果一種密碼的使用范圍在不斷地發(fā)生變化，其使用人群也有很大的變化，密碼就不能被這樣的人群所使用了，否則會逐漸喪失其保密性，引發(fā)信息安全問題。如果一個用戶不再使用這一密碼時，使用這一體制的密碼用戶需重新設(shè)置密碼算法，較為繁瑣。在當(dāng)前的科技水平角度來看，算法的運(yùn)行成本并不低廉，需要耗費(fèi)各方面的資源，所以算法的有效利用是提高算法運(yùn)行成果的重要方式。算法的成本相對較高，運(yùn)用密碼則可以減少這種運(yùn)行成本，加強(qiáng)運(yùn)行的執(zhí)行力。

密鑰的算法分為兩種，一種是對稱密碼，也可以稱其為傳統(tǒng)密碼。這種對稱密碼的密鑰能夠由一定的解決辦法分析出來，結(jié)構(gòu)模式化，密鑰之間相互對應(yīng)。另一種密鑰算法是非對稱算法，這一種密鑰算法和之前一種不同，其密鑰之間相互不對應(yīng)，不能通過得知解密密碼或加密密碼中的一種推算出來另一種。但密鑰算法都是有辦法找到破解方式的，相對來說一個結(jié)構(gòu)和內(nèi)容較好的密鑰較難破解，而設(shè)計中設(shè)計師需要找到更為靈活的密鑰設(shè)置方式，加強(qiáng)密鑰的結(jié)構(gòu)，從數(shù)學(xué)角度出發(fā)尋找更為合理的方式。

二、密碼與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系

眾所周知，數(shù)學(xué)分為較多的分支學(xué)科，例如代數(shù)學(xué)、分析數(shù)學(xué)、幾何數(shù)學(xué)等等，這些數(shù)學(xué)與電腦技術(shù)之間也存在一些聯(lián)系，例如計算代數(shù)、量子計算等等需要通過計算機(jī)技術(shù)的輔助來減少計算量，精確計算結(jié)果達(dá)到較為精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)答案。數(shù)學(xué)在電子科技中也有應(yīng)用，就如同本文中講述的信息安全密鑰的編寫就要利用到一些數(shù)學(xué)知識與計算方式。總體來說，這二者之間相互促進(jìn)、相互作用，二者在發(fā)展中都離不開對方的幫助。下面通過幾個較為典型的案例，簡單對二者之間的幾種關(guān)系進(jìn)行分析。

三、序列密碼與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系

序列密碼是密碼中非常重要的一種單鑰密碼，屬于前文中的對稱密碼，其密鑰之間相互對應(yīng)，求解其中一個需要另外一個密鑰即可得出。其進(jìn)行加密的主要中心是先進(jìn)行偽裝，創(chuàng)造出來一個密鑰序列，作為一種迷惑機(jī)制。這種迷惑機(jī)制在密鑰的設(shè)置中運(yùn)用的非常廣泛，居多的序列密碼進(jìn)行加密時都是經(jīng)過此列設(shè)計完成。

序列密碼的編寫中需要注意的是其中的順序結(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)科學(xué)中有較為完整的對應(yīng)形式，編寫者根據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)對其進(jìn)行序列編寫，減少密鑰編寫中的誤差。

四、密鑰管理與數(shù)學(xué)

現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的時代，密碼的管理問題問題越來越多，由于科技手段的提升，密鑰的加密性能和防破解機(jī)制逐漸趨于完善，但仍然不能避免起重要一定的漏洞和缺陷，使得破解者找到機(jī)會有機(jī)可乘，進(jìn)而將密碼破解，特備是較為重要的密鑰管理中，需要注意的事項居多，管理起來也有一定的難度。當(dāng)然，如果密鑰使用者總是更換密鑰，其安全性能在很大程度上得到提升，但由于現(xiàn)實中使用者對密鑰的更換頻率較低，所以提升密鑰的加密和防破解性能才是保障用戶使用的重要方法。密鑰管理包含密鑰的生成、儲存、傳輸、使用、更新、銷毀等等內(nèi)容，管理中需要進(jìn)行的步驟較多，本文中僅對怎樣增加密鑰的儲存效果進(jìn)行分析。

密鑰共享是一種保障其安全性和存儲的重要方法，將密鑰分為幾段掌握在幾個人手中，只有這幾個人都將密鑰片段交出時才能得到問政的密鑰，就算不慎丟失其中一部分也不會對其安全性造成較大的影響。這樣的方式就好比是數(shù)學(xué)中的集合概念，各密鑰片段分別是整個的子集，而整個密鑰則是包含這些密鑰片段子集的整體集合。這樣的方式可以設(shè)置一個密鑰共享的限制，主要限制其管理中的最大管理限度。例如，由30個字符構(gòu)成的密鑰系統(tǒng)中，最大權(quán)限管理部分應(yīng)該不超過15個，這就代表密鑰系統(tǒng)中其中的15個不能確保其是否在安全范圍內(nèi)。為了防止密鑰的泄露或掌握密鑰者的反叛，管理者需要對其加以限制，規(guī)定每一個不確定部分的掌握數(shù)量不超過一定數(shù)額，減少密鑰大部分丟失的可能性，增加密鑰的可信度與完整性。

五、結(jié)語

密鑰作為一個信息管理中不可缺少的實用性工具，需要完善其整體構(gòu)建機(jī)制和管理方法。數(shù)學(xué)科學(xué)思想在密鑰的共享和密鑰的安全性保障上的作用較大，是其設(shè)計和管理的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)學(xué)者進(jìn)行密鑰研究也在不斷地推動信息安全的提升和新的管理模型建立，更為復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算方法可能會在未來研究出更加有效地密鑰系統(tǒng)，將密鑰的共享性得以完善，提升其綜合性能，保障其使用者的信息安全，減少社會上的詐騙、信息偷竊等行為，建立良好的網(wǎng)絡(luò)體系。

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