關(guān)于網(wǎng)絡(luò)信息安全中DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的研究

李中豪 成都雙流國際機場股份有限公司

前言：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等一系列信息技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域的管理工作中，隨之而來的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題逐漸引起各界的廣泛關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展是建立在信息數(shù)據(jù)的傳播以及云存儲和網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)上，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸本身具有一定的開放性和網(wǎng)絡(luò)自組織性，會增加網(wǎng)絡(luò)安全問題的發(fā)生幾率，所以數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用價值逐漸凸顯出來。

1 網(wǎng)絡(luò)信息安全中DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的研究現(xiàn)狀

DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)屬于對稱加密算法中的一種，主要是指加密與解密使用同一種密鑰，而密鑰既可以被用于數(shù)據(jù)加密也可以被用于解密，DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)也是當(dāng)前數(shù)據(jù)加密算法中最為常見的一種類型。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，越來越多的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)云存儲以及借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)傳輸通信。與傳統(tǒng)的光纖傳輸和有限傳輸方式相比，利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞骄哂懈颖憬?、成本更低以及操作簡單等一系列?yīng)用優(yōu)勢。但是由于網(wǎng)絡(luò)自身具有一定的開放性特征，在很大程度上使得網(wǎng)絡(luò)信息的安全問題日益嚴(yán)峻，對于用戶的信息安全造成嚴(yán)重的影響。在這種情況下，為了保證網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)陌踩?，提升網(wǎng)絡(luò)信息的整體安全性，就需要對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)信息進行必要的加密操作。DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息安全中的運用，可以通過網(wǎng)絡(luò)信息安全協(xié)議設(shè)計的方式，利用算數(shù)編碼構(gòu)造數(shù)字證書，從而大大提升網(wǎng)絡(luò)信息安全中數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄阅堋?/p>

2 網(wǎng)絡(luò)信息安全中DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的算法原理

2.1 DES算法的基本思想

DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)中DES算法需要對64位明文展開分組計算。首先，需要通過初始置換的方式，將明文分為左半部分（L0）以及右半部分（R0），其中每部分的長度均為32位；其次，將右半部分（R0）與子密鑰K1進行F函數(shù)運算，同時輸出32位序列，并且通過左半部分（L0）與32位序列進行的異或操作，以此得到R1；最后，重復(fù)上述操作16輪運算之后，再將右半部分（R0）與左半部分（L0）序列進行合并，然后對其進行初始置換的逆置換操作，以此來完成對相應(yīng)數(shù)據(jù)的加密。除此之外，為了實現(xiàn)DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息安全中的加密改進行為，大多數(shù)時候還需要構(gòu)建Turbo模型，利用Gram-Schmidt正交化向量量化的方法，配合三次重傳機制產(chǎn)生的密文序列，以驅(qū)動——響應(yīng)式混沌模型來進一步強化序列密碼的安全性。

2.2 DES算法中子密鑰的生成

網(wǎng)絡(luò)信息安全中DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)子密鑰的產(chǎn)生假如將64位密鑰進行置換操作，則不需要考慮到每一字節(jié)的第8位，這時DES密鑰便會由最開始的64位減少到56位。將這56位密鑰分為兩個部分，其中前28位密鑰設(shè)為C0，剩余28位密鑰可以設(shè)為D0，并且C0=K57K49K41……K52K44K36，D0=K63K55K47……K20K12K4。此外，按照DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的算法程序，結(jié)合實際的算法輪數(shù)，Ci與Di經(jīng)過LSi循環(huán)并向左分別移動1位或者2位，16次循環(huán)左移的位數(shù)需要遵循的構(gòu)規(guī)則如下：循環(huán)左移位數(shù)1、1、2、2、2、2、2、2、1、2、2、2、2、2、2、1。通過16位循環(huán)左移之后獲得的Ci與Di在經(jīng)過壓縮置換操作之后，便可以生成DES數(shù)據(jù)加密中的子密鑰Ki（i=1、2、3、4……15、16）。在整個DES數(shù)據(jù)加密子密鑰生成過程中，壓縮置換操作也稱為置換選擇，位數(shù)只要是指從56位密鑰中選擇的48位密鑰。比如：當(dāng)處于第33位位置的密鑰在輸出過程中被置換到第35位密鑰的位置上，則處于第18位位置上的密鑰被略去了。

3 網(wǎng)絡(luò)信息安全中DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的算法優(yōu)化設(shè)計

3.1 前向糾錯編碼設(shè)計

DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)本身的數(shù)據(jù)組合結(jié)構(gòu)相對簡單，所以在網(wǎng)絡(luò)信息安全中大多采用整數(shù)線性組合方案的形式。通過建立一個單項函數(shù)來完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)加密任務(wù)。由于傳統(tǒng)的加密密鑰本身是一組線性無關(guān)向量的整數(shù)線性組合，所以會在很大程度上加大DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用難度，導(dǎo)致DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的攻擊性能相對較弱。對此，為了進一步強化DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息安全中的應(yīng)用效果，需要對DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)中的算法進行優(yōu)化設(shè)計。其中前向糾錯編碼設(shè)計可以是DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)算法優(yōu)化中的基礎(chǔ)，主要建立在DES數(shù)據(jù)Turbo碼模型的基礎(chǔ)上進行的。本文所提到的DES數(shù)據(jù)公鑰加密技術(shù)，在前向糾錯編碼的基礎(chǔ)上對密文序列進行前向糾錯編碼設(shè)計。同時借助對解密數(shù)據(jù)在授權(quán)中心的密鑰差異性，對信源參數(shù)進行保存，并通過隱私保護中的密鑰生成信道特征對密鑰的各態(tài)歷經(jīng)荷載展開計算。

3.2 DES數(shù)據(jù)公鑰加密方案設(shè)計

DES數(shù)據(jù)公鑰加密方案的設(shè)計需要根據(jù)差分演化方式對頻數(shù)進行檢驗，同時利用Turbo編碼數(shù)據(jù)分組的方法，假設(shè)（a0,a1,a2,a3,a4,……,am）是密文C中需要進行恢復(fù)的消息，而DES數(shù)據(jù)的Turbo編碼數(shù)據(jù)的分布特征向量X1i,b與X11i,b，頻數(shù)檢驗的過程描述如下：首先，在物理層輸入DES數(shù)據(jù)標(biāo)簽索引位置，其中Xi,b=Xi,b-i,b（1≤ i≤）；其次，在前向糾錯方案下，X1=X1-1（1≤i小于等于）；最后，根據(jù)差分演化方法展開i,bi,bi,b的頻數(shù)檢驗，可以借助二進制編碼的方式來獲得數(shù)據(jù)加密密鑰的結(jié)構(gòu)目標(biāo)函數(shù)，即：X=（X1,X2，X3，X4……Xm）X。

差分演化的變異操作抽象如下：y=（fx）=（f（1x）,f2（x）,f3（x）……fn（x））Y。其中x代表標(biāo)準(zhǔn)的頻數(shù)檢驗向量，X則為游程檢驗函數(shù)，y代表游程總數(shù)，Y代表目標(biāo)空間。

3.3 仿真實驗設(shè)計與分析

仿真實驗設(shè)計與分析主要是為了對DES數(shù)據(jù)加密中算法的加密性能進行測試，仿真實驗可以通過Matlab仿真軟件編程設(shè)計的方法來實現(xiàn)，其中仿真實驗的硬件環(huán)境如下：CPU Inter Pentium 4，PC機內(nèi)存為2.0GHz，數(shù)據(jù)的采樣頻率保持在1.954Hz,生成的Turbo碼的間隔是100Hz。通過對上述數(shù)據(jù)加密仿真環(huán)境以及參數(shù)的設(shè)定展開數(shù)據(jù)加密，其中給出的原始數(shù)據(jù)DES數(shù)據(jù)序列描述為主要有DES數(shù)據(jù)序列1、DES數(shù)據(jù)序列2、輸出序列密碼1以及輸出序列密碼2幾種。在充分明確上述輸入數(shù)據(jù)與輸出密碼序列之后，可以通過對兩者的對比，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行加密。這種情況下輸出的密碼具有更高的置亂性，有利于進一步提高DES數(shù)據(jù)加密中明文的攻擊性能?？茖W(xué)的仿真實驗設(shè)計，不僅可以更好的滿足頻數(shù)檢驗的實際需求，還可以最大程度的提升DES數(shù)據(jù)加密的加密性能。

4 結(jié)束語

綜上所述，DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息安全管理中的應(yīng)用，對于提高網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩园l(fā)揮著不可忽視的重要作用。在實際的DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用過程中，可以結(jié)合DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的基本特點，從前向糾錯編碼設(shè)計、DES數(shù)據(jù)公鑰加密方案設(shè)計以及仿真實驗設(shè)計與分析幾個方面進行綜合考慮，以此來對DES數(shù)據(jù)加密技術(shù)的算法設(shè)計進行優(yōu)化，進而促進網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)某掷m(xù)穩(wěn)定發(fā)展。