淺析計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全中數(shù)據(jù)加密技術(shù)

劉剛 廖四龍

摘 要：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展和迅速普及，信息的共享和應(yīng)用日益廣泛和深入，并且信息的安全與個人隱私息息相關(guān)，但是計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全問題不斷出現(xiàn)，個人隱私不斷泄露，所以人們越來越關(guān)注信息的安全。數(shù)據(jù)加密技術(shù)能有效的保證數(shù)據(jù)的隱私性和和安全性。本文介紹了數(shù)據(jù)加密技術(shù)的種類并進行了分析，并且具體闡述了加密技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：信息安全；數(shù)據(jù)加密；節(jié)點加密

改革開放以來，中國各方面的信息急劇增加，并且要求大容量、高效率的傳輸這些信息，但在傳輸這些信息時，計算機網(wǎng)絡(luò)中的病毒、遠程監(jiān)聽、郵件炸彈等都在威脅著傳輸信息的安全性。這時，對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⑦M行加密以保證其安全性就顯得尤為迫切。用戶在越來越多的依賴于互聯(lián)網(wǎng)時，也應(yīng)該不斷的提高數(shù)據(jù)安全意識，使用適當?shù)臄?shù)據(jù)加密技術(shù)防止信息的泄露，保護我們的數(shù)字化世界不受網(wǎng)絡(luò)的攻擊，確保網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的安全。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全和數(shù)據(jù)加密技術(shù)簡介

1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全

網(wǎng)絡(luò)安全指的是網(wǎng)絡(luò)上信息的安全，包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的安全性，免于受到網(wǎng)絡(luò)攻擊而遭到破壞，系統(tǒng)可以正常的服務(wù)用戶，網(wǎng)絡(luò)不中斷。信息安全主要保證信息免受各種威脅的損害，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息安全是指保證自身的信息不被他人非法或者利用不正當手段獲取。常用的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)包括對數(shù)據(jù)的加密與認證，增加防火墻，上網(wǎng)時進行木馬檢測，以及防治計算機病毒等。

1.2 數(shù)據(jù)加密技術(shù)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)是對計算機網(wǎng)絡(luò)信息加以保護的一種簡便且可靠的技術(shù)。將明文數(shù)據(jù)或者文件按照某種算法轉(zhuǎn)換后，成為了一段不可讀的代碼，稱之為“密文”，這一基本過程稱之為加密；其逆過程稱之為解密：只有在輸入相應(yīng)的密鑰以后才能將密文轉(zhuǎn)換為明文。加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中是為了防止有用信息被他人非法獲取，導(dǎo)致自己的隱私泄露。所以，優(yōu)秀的加密算法不僅有利于數(shù)據(jù)的有效傳輸，而且還有利于系統(tǒng)的運行。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全中數(shù)據(jù)加密技術(shù)的類型

2.1 鏈路加密

對于網(wǎng)絡(luò)OSI七層協(xié)議，鏈路加密通常是指網(wǎng)絡(luò)層以下的數(shù)據(jù)加密。該加密技術(shù)能夠為兩個節(jié)點之間的通信過程提供安全保證；并且對于鏈路加密，全部消息都要在進行傳輸之前加密，之后的每一個節(jié)點上都要對數(shù)據(jù)執(zhí)行解密操作，然后利用下一個鏈路的密鑰再對數(shù)據(jù)執(zhí)行加密操作，然后繼續(xù)傳輸。這樣，每一條消息都可能會進行許多次傳輸加密。在消息的傳輸過程中，數(shù)據(jù)經(jīng)過每一個鏈路時加密的方式都不相同，因此數(shù)據(jù)在傳輸過程中都是以密文的形式出現(xiàn)的。這樣，即便遇到病毒的入侵，這種將被傳輸消息的起點和終點隱藏起來的機制就會保護數(shù)據(jù)。除此之外，鏈路加密使用了填充技術(shù)，這使得他人不能獲得消息的長度和頻率，有效保護了數(shù)據(jù)。但鏈路加密對節(jié)點的安全性要求極高，否則就會泄露數(shù)據(jù)。

2.2 節(jié)點加密

節(jié)點加密比鏈路加密能夠?qū)?shù)據(jù)提供更高的安全性，不過兩者的操作都是在鏈路層對數(shù)據(jù)提供安全保障，但是節(jié)點加密所傳輸消息在節(jié)點網(wǎng)絡(luò)上不是以明文的形式存在的。節(jié)點加密過程中，消息在傳輸?shù)较乱还?jié)點進行解密時，是在一個安全模塊上進行的，之后使用不同的密鑰對數(shù)據(jù)進行加密操作。但是節(jié)點加密也存在一定的弊端，那就是在傳輸過程中，報頭和路由信息必須用明文的形式來傳輸，這樣攻擊者就能夠?qū)?shù)據(jù)進行竊取和分析。

2.3 端到端加密

端到端加密過程中的消息存在的形式始終是密文，所以消息只有到達終點時才進行解密，這樣即使中間某一個節(jié)點存在損壞，也不會影響消息的傳輸。該加密方式是在應(yīng)用層來實現(xiàn)的，相比于其他兩種加密技術(shù)，端到端加密技術(shù)在中間的環(huán)節(jié)都不需要對消息進行解密，這樣就減少了解密裝置的數(shù)量。但是，該方式不能對報頭進行加密，只能對報文加密，這樣攻擊者就容易獲取到數(shù)據(jù)中的某些敏感信息。端到端加密系統(tǒng)成本低廉并且設(shè)計較為簡單，而且穩(wěn)定性比較好，但是這種加密技術(shù)對消息的起點和終點不能加密，所以它對于攻擊者的竊取的防范性不高，因此在具體使用中應(yīng)該具體分析用戶需求來選取加密方式。

3 加密技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用于電子商務(wù)

電子商務(wù)主要是指交易往來的雙方通過網(wǎng)絡(luò)進行電子商業(yè)貿(mào)易，并不通過面對面的傳輸信息或文件，是在虛擬網(wǎng)絡(luò)中進行的交易。電子商務(wù)需要考慮核心的問題就是交易安全問題，只有安全得到了保證，交易才能順利進行。為了保護雙方的重要信息和數(shù)據(jù)，電子商務(wù)在交易過程中往往會使用加密技術(shù)，它不僅可以為交易雙發(fā)提供安全保障，而且還可以保證保護交易信息不被他人隨意獲取。所以，在電子商務(wù)中可以使用set安全協(xié)議、數(shù)字簽名等加密技術(shù)來保證貿(mào)易雙方信息的安全性。

3.2 數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用于信息隱藏

信息隱藏技術(shù)是將需要隱藏的信息隱藏在大量信息中，而保證信息不被破壞的方法。信息加密隱藏不像傳統(tǒng)的加密方式，看起來是一堆亂碼，而是與重要信息無關(guān)的明文信息，不僅保護了信息的內(nèi)容，而且隱藏了信息的安全。信息隱藏主要通過密鑰來執(zhí)行，經(jīng)過嵌入算法將需要被隱藏的信息藏于明文信息中，同時隱蔽宿主通過信道傳遞給對方的檢測器，然后使用密鑰從信息中恢復(fù)出有用信息；如果攻擊者不知道密鑰的前提下，很難從隱蔽宿主中發(fā)現(xiàn)隱藏信息并且竊取信息。其過程如圖所示。

通過加密隱藏技術(shù)可是使隱藏的游泳信息不能被人為的發(fā)現(xiàn)，增加信息的保密性；并且被加密的信息和原始宿主具有一樣的特性，使得攻擊者無法判斷大量信息中是否含有有用信息。這樣，信息的保密性大大增強了。

3.3 數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用于安全電子交易協(xié)議

隨著互聯(lián)網(wǎng)和手機的蓬勃發(fā)展，在線支付手段越來越大眾化，為了保證用戶支付時的安全性，需要使用一定的加密技術(shù)對支付信息進行保護，以防止數(shù)據(jù)被他人獲取，進而導(dǎo)致隱私或者財產(chǎn)的損失?；诖饲闆r，各個公司都會使用不同的加密手段來保證用戶信息的安全性，使用安全電子交易協(xié)議保護數(shù)據(jù)。安全電子交易協(xié)議是一種在互聯(lián)網(wǎng)上基于消息流的協(xié)議，用來實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中持卡交易或者電子交易的安全性。除此之外，安全電子交易協(xié)議中使用了諸如數(shù)字簽名、對稱密鑰等保密技術(shù)，用來保證電子交易的安全性。

4 計算機網(wǎng)絡(luò)安全中數(shù)據(jù)加密技術(shù)的前景

算機網(wǎng)絡(luò)安全中數(shù)據(jù)加密技術(shù)不斷發(fā)展，各種新興的加密技術(shù)也在不斷改變著我們的生活。量子密碼，DNA密碼以及混沌密碼都是未來加密技術(shù)的研究方向。

4.1 量子密碼

量子密碼指的是使用量子作為密鑰，這樣打破了傳統(tǒng)的加密技術(shù)，這樣量子狀態(tài)是不可復(fù)制的，大大加強了密鑰的安全性。這樣攻擊者截獲到的密鑰都會使量子的狀態(tài)改變，都只是沒有用的信息，而且信息的管理者可以由狀態(tài)被改變的這一現(xiàn)狀看出密鑰被截獲過?，F(xiàn)有的量子密碼實現(xiàn)方案有三種：（1）基于Bell原理的（2）基于非正交量子態(tài)性質(zhì)的（3）基于測不準原理的。除此之外，量子密碼可以實現(xiàn)遠距離傳輸，但是現(xiàn)在我國對量子密碼的研究還處于基礎(chǔ)階段，有很多問題需要去研究和發(fā)展，比如說量子的相干性對系統(tǒng)的破壞，量子密鑰的分配等。

4.2 DNA密碼

DNA密碼是在生物特征的基礎(chǔ)上上建立起來的，DNA存儲著生物所有的遺傳信息。DNA序列中的編碼區(qū)占據(jù)DNA總長的1/10～1/30，這就是遺傳密碼區(qū)。DNA密碼是以DNA為載體，利用DNA序列優(yōu)秀的存儲能力，以及能耗比較低，能夠并行等特點，來完成基于數(shù)學(xué)以及生物技術(shù)的加密技術(shù)，這保證了DNA密碼的安全性。雖然DNA密碼具有強大的保密功能，但是DNA密碼實現(xiàn)起來比較困難，發(fā)展比較緩慢。

4.3 混沌密碼

混沌加密的過程是指使用混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列作為密鑰，然后對信息進行加密，經(jīng)過信道傳輸后的密文被接受方用混沌同步的方法來實現(xiàn)密文的解密。這樣，經(jīng)過混沌加密后的數(shù)據(jù)使攻擊者難以破譯信息甚至分析數(shù)據(jù)?；谝陨蟽?yōu)點，混沌加密數(shù)據(jù)不斷在改進并且得到發(fā)展，為我們的生活帶來更多的便利以及價值。也有很多的難點需要克服，比如許多混沌系統(tǒng)難以實現(xiàn)，短周期響應(yīng)會降低混沌加密系統(tǒng)的可靠性；不過，隨著科技的發(fā)展，這些難題會被一一克服，從而使混沌加密系統(tǒng)更多地服務(wù)大眾。

5 結(jié)語

總而言之，科技在蓬勃發(fā)展，各種科技手段在便利了我們的生活的同時，潛在的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題層出不窮，對普通的互聯(lián)網(wǎng)使用者帶來了很大的威脅。所以，計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)對數(shù)據(jù)信息的保護不容忽視。不僅是網(wǎng)絡(luò)管理人員需要使用合理的數(shù)據(jù)加密技術(shù)來保障用戶上網(wǎng)環(huán)境的安全，建設(shè)良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而且我們每一個互聯(lián)網(wǎng)的使用者都要加強安全意識。除此之外，使用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)也要不斷更新，以保護用戶隱私和財產(chǎn)安全，為計算機網(wǎng)絡(luò)信息安全提供保障。

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