數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信安全中的應(yīng)用研究

張春武

江蘇省專用通信局無錫分局

0 引言

隨著時代不斷進(jìn)步，人類對數(shù)據(jù)加密技術(shù)的依賴性也在不斷提升。計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全影響著人們的正常生活，倘若計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全得不到保障，各種存在于網(wǎng)絡(luò)中的私人信息也就得不到保障，若被非法份子利用會很容易造成民眾的財產(chǎn)損失，甚至威脅到人身安全。針對這個問題，本文將對計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)加密的常用方法以及技術(shù)進(jìn)行研究與論證，并探究數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的具體應(yīng)用與實施。旨在深層次保障數(shù)據(jù)通信的安全性，推動網(wǎng)絡(luò)通信以及數(shù)據(jù)加密技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

1 網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)加密方法研究

1.1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)初探

目前，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，極大地豐富了民眾的精神與物質(zhì)生活，提高了生活質(zhì)量和便利程度，但帶來好處的同時，也帶來了網(wǎng)絡(luò)安全問題。只有對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，才能確保計算機網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定發(fā)展。如何使用數(shù)據(jù)加密技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止別有用心的人偷窺他人的身份、空間和活動等隱私，使民眾可以更加無憂地利用網(wǎng)絡(luò)制造出更多的價值，顯得尤為重要。

對數(shù)據(jù)加密就是為了保護(hù)數(shù)據(jù)信息免受不法分子的侵襲，以免丟失信息，造成不必要的損失。其次對于一臺電腦來說，其密碼顯得非常重要，很多安全保障系統(tǒng)是基于密碼來實現(xiàn)的。從某種意義上說，密碼的泄露也就說明他們的安全系統(tǒng)徹底癱瘓。當(dāng)需要在線登錄時，所輸入的密碼是以明文的形式傳輸?shù)椒?wù)器的，在密碼的傳輸過程中，不法分子盜取其密碼極其簡單，他們很大幾率會捕捉到密碼，如果用戶是一個Root用戶或管理員用戶，后果會非常嚴(yán)重。

對于加密后的數(shù)據(jù)必須在指定的人和指定的網(wǎng)絡(luò)下，才能解開密碼，查看其數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容，這需要為源端和目的端發(fā)送一定的特殊信息以使源端和目的端進(jìn)行加密和解密操作，這樣的特殊信息便稱之為密鑰，并且是從很多的字符中任意選擇的。另外根據(jù)加密算法的種類，可以將其分為私鑰和公鑰。私鑰通過一樣的密鑰來對傳送的數(shù)據(jù)實行加解密操作。

在加密技術(shù)中，基于密鑰的加密算法可分為兩類：對稱加密以及非對稱加密。對于對稱加密，數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES）算法為其典型的代表，而對于非對稱加密算法，RSA算法為其典型的代表。

DES是由IBM公司研制的一種加密算法，是迄今為止最典型的對稱加密算法，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的運用，是分組密碼的代表之一，對于密碼學(xué)的理論發(fā)展具有巨大的推動作用。DES加密算法分組長度為64位，密鑰長度為56位（其中有8位用于奇偶校驗），密鑰可以是任意的56位的數(shù)，而且可以任意時候改變。DES加密算法通過反復(fù)使用加密組塊替代和換位兩種技術(shù)，經(jīng)過16輪的變換后得到密文，安全性很高。DES算法加密速度快，適用于一對一的信息交換，但是密鑰的傳遞和管理困難，不適用于大量用戶的場景。

RSA算法是 Rivest、Shamir和Adleman三位教授于1978年提出的第一個相對完整的公開密鑰密碼體系。其加密操作是通過公鑰和私鑰來進(jìn)行的，密鑰可長可短，通常情況下最小為40位，最大可以有2048位，與對稱加密相比，其安全性更好。RSA算法加密過程首先將所需傳送的數(shù)據(jù)信息切割為多個小的數(shù)據(jù)塊，單個數(shù)據(jù)塊的大小均小于密鑰的大小，其次RSA加密算法會把起先切割好的全部數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)變成與密鑰大小一致的加密數(shù)據(jù)塊，另外其加密的密鑰與最后加密的效果成正比，而與整體的開銷、花費成反比。RSA加密算法雖然安全性高，但是加密和解密花費時間長、速度慢，只適合對少量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，導(dǎo)致RSA加密算法在加密眾多的消息時就會變得十分困難，甚至變得不可能。

因此，在現(xiàn)實的生活里，RSA加密算法通常不會被獨自應(yīng)用，而是將其與其他的加密算法相結(jié)合，例如和DES加密算法結(jié)合，DES加密運算速率高，且經(jīng)常用來加密較大的數(shù)據(jù)，而RSA算法又可以解決DES密鑰分配的問題。DES算法用于給明文進(jìn)行加密，RSA算法則用于 DES 密鑰的加密，這樣則剛好可以取長補短，彌補RSA缺點的同時也彌補了DES的問題。

1.2 對稱式加密算法探討

對于對稱加密算法，其密鑰一定得妥善保管，因為其是對稱加密的關(guān)鍵所在，沒有密鑰，那么便無法解開加密的數(shù)據(jù)，被別人得到了密鑰，便可以輕松地查看其數(shù)據(jù)內(nèi)容。其次對稱加密技術(shù)如果遇到在和多個用戶進(jìn)行交流的情況時將會變得非常繁雜，其中一個重要的原因便是其會儲存很多的密鑰，便無法很好地保障數(shù)據(jù)的安全性，更何況密鑰自己的安全也是一個需要考慮的事情。對稱密鑰是最初的加密算法。對稱加密技術(shù)由于其計算復(fù)雜度低、運算速率高、安全強度高等優(yōu)點，目前仍受人們的青睞。

1.2.1 算法簡介

對稱加密算法最大的特點便是算法速度快，簡便，其加密操作使用的密鑰以及解密操作使用的密鑰一致。除此其也因為運算過程簡便，速率高，安全性強等特點深受人們的喜愛，被使用次數(shù)也相對較高。

對稱加密算法一般使用較小的密鑰，正常情況小于256位。對于越大的密鑰，對數(shù)據(jù)的保護(hù)性也就越好，但相對的其加密和解密的過程就會變得極其緩慢。倘若使用1位作為密鑰，那么加密和解密的操作便會變得非常簡單，而且很快便可以完成。但如果使用的密鑰是1MB大，那么不法分子可能永遠(yuǎn)無法破解它。

對稱密鑰是一種存在于整個加密過程中的密鑰。它的機密性不會隨著加解密操作的變化而改變。倘若數(shù)據(jù)的起始端和接收端通過一樣的密鑰對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密、解密，則該算法稱為對稱加密。該技術(shù)的優(yōu)點是加密和解密迅速，實現(xiàn)便捷。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密之前確定密鑰，如若密鑰丟失，則將不能很好地保障信數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性、完整性和安全性，并且隨著整個鏈路參與者數(shù)量的增加，密鑰的提供也會增加。這將增加工作的難度，再一次降低數(shù)據(jù)的安全性。

對稱式加密方法的流程如圖1所示。

圖1 對稱式加密方法流程圖

1.2.2 算法特點

對稱加密算法的特點是算法公開、計算量小、加密解密速度快、效率高。不足之處是由于發(fā)送方和接收方均使用的是相同的密鑰，因此數(shù)據(jù)的安全性便相對其他的加密技術(shù)有所偏低。除此之外，每個用戶在使用對稱加密算法時都需要使用一個新的密鑰，這樣會使得發(fā)送方和接收方都會擁有很多的密鑰，且對于數(shù)量的增速很快，這就大大加重了對于密鑰的儲存以及處理等問題。

其次對稱加密算法由于其對密鑰的儲存以及處理問題負(fù)擔(dān)大，且花銷很大，因此并不適用于大型的網(wǎng)絡(luò)體系。另外對稱加密算法有認(rèn)證和加密等的功能，但沒有簽名功能。

2 網(wǎng)絡(luò)安全通信中數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用

將數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)信息的保護(hù)之中不僅對于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展起到了很好地促進(jìn)作用，也充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息中的價值，對其數(shù)據(jù)加密技術(shù)自身也同樣是一個成長的機遇，即加密技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的共同發(fā)展。其次在對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全保障中，需要建立一個健全的數(shù)據(jù)加密技術(shù)體系，并根據(jù)實際具體的安全需求來選擇最適宜的加密技術(shù)以更好的對傳送數(shù)據(jù)進(jìn)行保障。

對于不同的對象其實際的技術(shù)運用大致如下：

（1）對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，因其相對脆弱，被各類終端獲取密碼的危險性較高。故在設(shè)計過程中，適宜采用加密技術(shù)較高的程序進(jìn)行設(shè)計，例如一次性口令加密技術(shù)等。

（2）對于電子商務(wù)計算機，數(shù)據(jù)加密方式適宜采用數(shù)字證書、協(xié)議書及電子簽字的形式，以確保交易信息的安全性。

（3）對于大型企業(yè)或單位的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)而言，由于是為專線專用，因此在加密技術(shù)上適宜采用高度加密服務(wù)器數(shù)據(jù)的方式，以確保傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

（4）對于軟件加密而言，適宜采用計算機殺毒軟件與應(yīng)急保護(hù)，并設(shè)置多種保密程序來有效保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容，防止軟件中毒后殃及整個網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

綜上所言，對于不同的保護(hù)對象，應(yīng)對其著重分析慎重考慮，最后針對該對象使用對其來說最適宜的數(shù)據(jù)加密技術(shù)來進(jìn)行最優(yōu)保護(hù)。

3 結(jié)束語

數(shù)據(jù)加密技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步加快了智慧城市與智慧社會的發(fā)展，為民眾的工作以及生活帶來了極大的便利，確保了各類信息能夠安全、可靠地在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，促進(jìn)人們的交流，提高生活的質(zhì)量、工作的效率。其次，在大數(shù)據(jù)的時代，將數(shù)據(jù)加密技術(shù)同計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全相結(jié)合，可以更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息的安全發(fā)展，為我國進(jìn)一步的發(fā)展提供更有力的保障?，F(xiàn)在的時代，是網(wǎng)絡(luò)信息化的時代，網(wǎng)絡(luò)信息安全更應(yīng)得到重視，以確保信息傳輸?shù)谋Ｃ芤约鞍踩?，讓人使用得更加安心?/p>

當(dāng)下的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，雖然已日趨完善，但還是應(yīng)該認(rèn)識到，這并不表示其已經(jīng)到了終點，恰恰相反，對于數(shù)據(jù)加密技術(shù)的研究才剛剛開始。在未來，數(shù)據(jù)加密技術(shù)同計算機網(wǎng)絡(luò)一樣，還有很長的路需要去走，就像知識一樣，技術(shù)發(fā)展也是永無止境的，所以數(shù)據(jù)加密技術(shù)也需要隨著時代的發(fā)展不斷地研究和進(jìn)步。