分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)的優(yōu)化探討

摘要：分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域的細(xì)化，從而進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸效率。然而，分布式網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于其他網(wǎng)絡(luò)連接形式，在安全性方面存在著一些問(wèn)題與不足，具體體現(xiàn)在一些用戶(hù)的信息比較容易被獲取，造成重要信息的泄露。因此，針對(duì)現(xiàn)有的分布式網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)設(shè)計(jì)部門(mén)與人員需要對(duì)其進(jìn)行必要的優(yōu)化與改進(jìn)。為此，簡(jiǎn)要總結(jié)了分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特性，提出了相應(yīng)的加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化建議，為相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：分布式環(huán)境;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);加密技術(shù);優(yōu)化

0 引言

對(duì)于分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，不同的管理者負(fù)責(zé)不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，并且通過(guò)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)連接從而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。在分布式網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)之間可以實(shí)現(xiàn)任意連接。這種連接方式一方面可以提升網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)撵`活性，另一方面也在很大程度上增加了用戶(hù)信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在分布式環(huán)境中，需要對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)、合理的改進(jìn)與優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)加密設(shè)計(jì)強(qiáng)度，保障分布式環(huán)境中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全發(fā)展。

1 分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)特性概述

所謂分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，主要是指將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更為靈活而細(xì)致的區(qū)域劃分。其中，不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域需要由不同的管理員進(jìn)行管理。不同區(qū)域之間的信息交流主要是通過(guò)通信的方式進(jìn)行。相較于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，沒(méi)有總的信息控制中心，網(wǎng)絡(luò)通信主要是通過(guò)不同節(jié)點(diǎn)之間的連接實(shí)現(xiàn)[1]。因此，分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信息傳輸在方式與路徑方面具有更為廣泛的選擇空間，這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)男侍嵘哂蟹浅Ｖ匾囊饬x。與此同時(shí)，分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無(wú)中心化控制，在網(wǎng)絡(luò)管理流量方面可以實(shí)現(xiàn)有效控制，從而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)流量的使用。除此之外，相對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)形式，分布式網(wǎng)絡(luò)的延展性能得到了提升與優(yōu)化，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)使用、維護(hù)時(shí)也會(huì)變得更為便捷。分布式網(wǎng)絡(luò)具有諸多優(yōu)勢(shì)，目前其已被廣泛應(yīng)用于眾多的社交網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)管理設(shè)計(jì)中，為人們的日常生產(chǎn)及生活提供了諸多便利。然而，正是由于分布式網(wǎng)絡(luò)的無(wú)中心化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)便可以輕松獲取用戶(hù)信息，從而大大增加了用戶(hù)信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此種現(xiàn)狀，相關(guān)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員需要對(duì)當(dāng)前的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化與改進(jìn)，強(qiáng)化分布式網(wǎng)絡(luò)的信息安全性，避免用戶(hù)個(gè)人信息泄露。其中，加密技術(shù)作為一種十分重要的網(wǎng)絡(luò)安全控制手段，在提升分布式網(wǎng)絡(luò)的安全性方面具有十分重要的意義。然而，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)中，在系統(tǒng)占用以及耗時(shí)方面都存在明顯不足，這對(duì)于新型的分布式網(wǎng)絡(luò)而言顯然是非常不利的。因此，需要相關(guān)技術(shù)人員在傳統(tǒng)加密技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化與改進(jìn)，提升分布式網(wǎng)絡(luò)的加密強(qiáng)度。

2 分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全控制策略中，應(yīng)用最為廣泛的是加解密技術(shù)。但是對(duì)于分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，應(yīng)用傳統(tǒng)的加解密技術(shù)會(huì)占用非常大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，也會(huì)延長(zhǎng)系統(tǒng)耗時(shí)。針對(duì)此種情況，相關(guān)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員需要在系統(tǒng)內(nèi)存占用以及耗時(shí)方面進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化與改進(jìn)。其中，混沌理論對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)的加密技術(shù)而言具有十分重要的意義[2]。相關(guān)實(shí)踐研究表明，混沌理論的應(yīng)用，對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)加密強(qiáng)度的提升有著重要的推進(jìn)作用，同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)存方面占用較少，系統(tǒng)耗時(shí)也會(huì)顯著縮短。

2.1? ? 整體架構(gòu)

在混沌理論中，分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密體系，按照功能的不同，可以被分為結(jié)構(gòu)層、應(yīng)用層和加密層。其中，分布式網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用層主要是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序的主要功用是調(diào)用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)加密端口，在加密端口中主要包括對(duì)于用戶(hù)身份信息的驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)安全證書(shū)的認(rèn)證以及網(wǎng)絡(luò)簽名的識(shí)別等。因此，這一層的架構(gòu)內(nèi)容變化會(huì)受到應(yīng)用層算法程序的影響。應(yīng)用層可以將在便捷性以及靈活性等方面更具優(yōu)勢(shì)的端口連接至相應(yīng)的上層架構(gòu)，使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序可以通過(guò)自身的內(nèi)容優(yōu)化，為整體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供安全性能更高的服務(wù)。除此之外，在分布式網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)的加密層中，包含著與端口相匹配的算法內(nèi)容，這也是多種算法實(shí)踐應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

2.2? ? 混沌理論

混沌理論對(duì)于分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)而言具有非常重要的意義。所謂混沌理論，其實(shí)是偽隨機(jī)運(yùn)動(dòng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一種重要體現(xiàn)。對(duì)于初始條件以及相關(guān)的具體參數(shù)信息均為固定值的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，其中的運(yùn)動(dòng)在某種程度上具有一定的確定性，具體表現(xiàn)在初始的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與后續(xù)的持續(xù)運(yùn)動(dòng)形態(tài)之間會(huì)存在一定的確定聯(lián)系[3]。對(duì)于混沌函數(shù)而言，其自身具有可以重復(fù)折返的特性。與此同時(shí)，混沌函數(shù)也可以進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展與延長(zhǎng)，因此混沌函數(shù)從根本而言是不可能被精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的?；煦绾瘮?shù)在起始參數(shù)值之間的差異相對(duì)較小時(shí)，相應(yīng)的迭代軌跡變化反而會(huì)變得更大，呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的發(fā)散狀態(tài)。因此，對(duì)于混沌函數(shù)的迭代軌跡而言，起始參數(shù)值具有非常重要的作用。同理，將混沌理論引入到分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)中，需要對(duì)系統(tǒng)的初始條件進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與優(yōu)化。在混沌理論中，一次性端口口令在用戶(hù)個(gè)人身份信息驗(yàn)證方面得到了重要的應(yīng)用。首先，需要通過(guò)一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域傳輸用戶(hù)名傳輸口令，在接受端確認(rèn)后，再次向發(fā)送端傳輸相應(yīng)的初始身份驗(yàn)證信息，通過(guò)混沌理論算法生成一次性的迭代口令。接受端對(duì)口令信息進(jìn)行解密，同時(shí)進(jìn)行口令的比較與驗(yàn)證，在口令信息一致的基礎(chǔ)上，再次將信息反饋至傳輸端口，完成系統(tǒng)的登錄操作。

2.3? ? 加密技術(shù)

在完成加密系統(tǒng)的初始化登錄后，應(yīng)用程序需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備以及加密信息進(jìn)行驗(yàn)證與識(shí)別，在此過(guò)程中涉及信息的歸類(lèi)以及加密[4]。其中，信息加密主要是按照一定的安全級(jí)別進(jìn)行分類(lèi)，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用的內(nèi)存大小以及耗時(shí)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)區(qū)分，而信息加密主要涉及驗(yàn)證信息的管理與識(shí)別。與此同時(shí)，系統(tǒng)的加密程序主要是通過(guò)應(yīng)用程序的算法，對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行加密。判斷耗時(shí)異常的程序，則主要是針對(duì)加密中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行干預(yù)與處理。在出現(xiàn)異常用戶(hù)入侵網(wǎng)絡(luò)時(shí)，相應(yīng)的問(wèn)題解決程序便會(huì)被觸發(fā)啟動(dòng)。而在識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)與端口之間的相應(yīng)程序可以在加密系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)中斷設(shè)備運(yùn)行，并且實(shí)現(xiàn)設(shè)備切換，從而保障設(shè)備的正常運(yùn)行，避免用戶(hù)信息泄露。

3 分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)的優(yōu)化分析

3.1? ? 優(yōu)化系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)

在分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密設(shè)計(jì)過(guò)程中，在優(yōu)化加密強(qiáng)度的同時(shí)，還需要對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)進(jìn)行充分考量，從而為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體運(yùn)行效能提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。針對(duì)以混沌理論為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密系統(tǒng)而言，可以根據(jù)系統(tǒng)的不同分層進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而削減系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，優(yōu)化系統(tǒng)整體性能。在混沌理論體系中，不同層次的加密系統(tǒng)之間存在明確的區(qū)域劃分[5]。對(duì)于底層的加密算法而言，主要是通過(guò)不同的接口與上層之間進(jìn)行信息的交流與傳輸。相較于傳統(tǒng)的系統(tǒng)交互算法而言，以混沌理論為基礎(chǔ)的加密系統(tǒng)，在層間關(guān)系的應(yīng)用與交互方面顯示出更為簡(jiǎn)潔明了的特性，從而在很大程度上節(jié)省了加密系統(tǒng)的層間調(diào)度開(kāi)銷(xiāo)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)優(yōu)化。除此之外，由于混沌函數(shù)體系更多地應(yīng)用了一次性的系統(tǒng)口令，在運(yùn)算過(guò)程方面較為簡(jiǎn)單，從而占用的系統(tǒng)資源也相對(duì)較少。相對(duì)于傳統(tǒng)的加密技術(shù)，以混沌理論為基礎(chǔ)的加密體系具有諸多優(yōu)勢(shì)。一方面，混沌函數(shù)生成的迭代軌跡函數(shù)較難被破解，在系統(tǒng)安全性提升方面有著十分重要的意義;另一方面，混沌函數(shù)加密算法形成的一次性口令，在運(yùn)算過(guò)程優(yōu)化方面也具有顯著的優(yōu)勢(shì)。整體而言，基于混沌理論的加密技術(shù)，可以在提升系統(tǒng)安全性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)方面的優(yōu)化與改良。

3.2? ? 優(yōu)化系統(tǒng)耗時(shí)

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密體系中，系統(tǒng)加密的耗時(shí)較長(zhǎng)。基于混沌理論的系統(tǒng)加密技術(shù)在系統(tǒng)耗時(shí)方面進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)。在混沌函數(shù)加密技術(shù)中，雖然在系統(tǒng)的初始化以及數(shù)據(jù)調(diào)取方面的系統(tǒng)耗時(shí)，相對(duì)傳統(tǒng)的加密技術(shù)略有增高，但是整體的系統(tǒng)加密耗時(shí)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，有著較為明顯的系統(tǒng)耗時(shí)優(yōu)化作用[6]。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)加密過(guò)程中，加密算法需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密處理。然而，在混沌函數(shù)相關(guān)的加密技術(shù)中，可以在不降低數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)信息加密過(guò)程進(jìn)行適度縮減。因此，對(duì)于分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言，后者的加密技術(shù)顯然更為適宜，在系統(tǒng)耗時(shí)方面體現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)。

3.3? ? 其他建議

綜上所述，基于混沌理論的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)，在系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)以及系統(tǒng)耗時(shí)方面都體現(xiàn)出十分明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，基于混沌函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)得到了廣泛推廣與應(yīng)用。相關(guān)的混沌函數(shù)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)在加密強(qiáng)度以及穩(wěn)定性方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，分布式網(wǎng)絡(luò)的推廣與普及使得網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出顯著的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，因此需要針對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行科學(xué)、合理的加密處理。在此基礎(chǔ)上，還要盡可能將加密處理技術(shù)對(duì)系統(tǒng)整體能耗的影響降至最低，避免系統(tǒng)運(yùn)行效能下降，對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)造成不良影響。相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員需要密切關(guān)注新型的加密技術(shù)，在提升系統(tǒng)加密性能的同時(shí)，體現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步促進(jìn)分布式環(huán)境下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)效能的優(yōu)化與提升，為用戶(hù)的個(gè)人信息提供安全、可靠的保障。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，分布式環(huán)境促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，但也加劇了用戶(hù)信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此種現(xiàn)狀，需要對(duì)當(dāng)前分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化與改進(jìn)，提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的加密強(qiáng)度，在保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸便捷性的同時(shí)，提升信息傳輸?shù)陌踩?，為新時(shí)期分布式環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2020-06-29

作者簡(jiǎn)介：谷少朋（1978—），男，河南南陽(yáng)人，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件。