基于改進(jìn)MD5算法的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合加密方法

黃廣順

(淮南師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，安徽 淮南 232038)

在新時(shí)代的發(fā)展背景之下，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的視野，同時(shí)也被應(yīng)用在社會(huì)中的各個(gè)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)不斷地沉淀和發(fā)展，形成了更加穩(wěn)定靈活的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初期取得了相對(duì)較好的應(yīng)用效果[1].遠(yuǎn)程處理、云端通信以及網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)等均為人們的工作和生活提供了極大的便利條件.但技術(shù)的發(fā)展實(shí)質(zhì)上是一柄雙刃劍，在帶來(lái)益處的同時(shí)，也在部分區(qū)域增添了不同類(lèi)型的問(wèn)題以及缺陷，較為嚴(yán)重的是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和安全問(wèn)題[2].網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)不同于一般的傳輸數(shù)據(jù)，具有一定的嚴(yán)密性和特定格式，在應(yīng)用或者指令編制的過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的混合以及加密，確保數(shù)據(jù)的安全程度和完整程度[3].不僅如此，加密的格式也要定期發(fā)生變化.

文獻(xiàn)[4]提出基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)加密方法，該方法從信息分組加密處理、RSA加密分析兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的加密過(guò)程.但該方法在加密過(guò)程中需要對(duì)加密的范圍與條件進(jìn)行預(yù)設(shè)，因此安全性能較低.文獻(xiàn)[2]提出基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸方法，該方法從VPN組網(wǎng)的方案選擇出發(fā),對(duì)多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)拓?fù)淠Ｐ瓦M(jìn)行構(gòu)建.使用VPN技術(shù)修復(fù)在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)出現(xiàn)的多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)故障,保障數(shù)據(jù)有序傳輸.為確保數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程無(wú)數(shù)據(jù)外泄,對(duì)多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸方案整體制定,從而完成基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸方法設(shè)計(jì)，但該方法在面對(duì)大量數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致應(yīng)用效果不理想.

因此，對(duì)基于改進(jìn)MD5算法網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合加密方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析.考慮到最終測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性，本文將在較為嚴(yán)謹(jǐn)真實(shí)的環(huán)境之下，結(jié)合改進(jìn)MD5算法，構(gòu)建特定的通信數(shù)據(jù)加密結(jié)構(gòu).同時(shí)，與互聯(lián)網(wǎng)云端作出關(guān)聯(lián)，形成多媒體運(yùn)算機(jī)制，更加符合現(xiàn)代化通信數(shù)據(jù)的加密標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)據(jù)處理工作提供更好的便利條件，面對(duì)龐大的數(shù)據(jù)量，可以更為精準(zhǔn)系統(tǒng)地完成執(zhí)行目標(biāo)，為后續(xù)數(shù)據(jù)加密技術(shù)的完善與優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[3-5].

1 改進(jìn)MD5算法下網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合加密方法

1.1 網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)線(xiàn)性加密預(yù)處理

在對(duì)改進(jìn)MD5算法下網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合加密方法設(shè)計(jì)之前，需要先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)線(xiàn)性加密預(yù)處理.通常情況下，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的通信數(shù)據(jù)，處理的模式或格式相對(duì)較為固定和統(tǒng)一，而現(xiàn)有加密處理方法也由于數(shù)據(jù)量的逐漸增大，漸漸無(wú)法達(dá)到預(yù)期的加密效果，為了提升整體的加密安全性，需要對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理[6].

可以根據(jù)數(shù)據(jù)的類(lèi)型和應(yīng)用區(qū)域，將其劃定為不同的加密層級(jí)，形成對(duì)應(yīng)的文字編碼.然后將多層級(jí)的通道腦電信號(hào)依據(jù)加密預(yù)處理的順序，分割成塊后再進(jìn)行變形重組，并關(guān)聯(lián)執(zhí)行處理平臺(tái)，形成灰度混淆幀結(jié)構(gòu)，具體如下圖1所示.

由圖1可以完成對(duì)灰度混淆幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與完善.將混淆幀作為線(xiàn)性加密的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于預(yù)設(shè)的加密結(jié)構(gòu)可以更加穩(wěn)定均衡地做出處理[7].在相關(guān)性的應(yīng)用效果之下，調(diào)整編碼生成序列以及對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度；在不確定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，形成對(duì)數(shù)據(jù)的限制和加密，完成預(yù)處理[8].

1.2 Huffman單項(xiàng)重組加密結(jié)構(gòu)設(shè)定

在完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)線(xiàn)性加密預(yù)處理之后，需要進(jìn)行Huffman單項(xiàng)重組加密結(jié)構(gòu)的多項(xiàng)設(shè)定[9].與其他基礎(chǔ)的加密結(jié)構(gòu)相對(duì)比，Huffman單項(xiàng)重組加密結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和多元化，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)于通信數(shù)據(jù)加密層級(jí)的構(gòu)建[10]，可以先設(shè)定加密的動(dòng)態(tài)目標(biāo)，計(jì)算出重組單值，具體如下公式(1)所示.

(1)

其中，P表示重組單值，s表示信息熵，b表示重置系數(shù).通過(guò)公式(1)計(jì)算，可以得出實(shí)際的重組單值.在基礎(chǔ)加密結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)之下，劃定信息熵的Huffman架構(gòu)，并核定加密協(xié)議的信息等級(jí)，不同的加密等級(jí)對(duì)應(yīng)的加密目標(biāo)也是動(dòng)態(tài)的，可以隨著通信數(shù)據(jù)量的變化，做出相應(yīng)的更改與調(diào)整.但是Huffman單項(xiàng)重組加密結(jié)構(gòu)多被應(yīng)用在混合的加密層級(jí)之中，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，可以取得更好的加密效果，為后續(xù)的加密處理奠定更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件.

1.3 改進(jìn)MD5算法下多目標(biāo)細(xì)粒度加密節(jié)點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的傳輸途徑以及覆蓋區(qū)域，可以先設(shè)定基礎(chǔ)性的加密節(jié)點(diǎn)，此類(lèi)節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)核心節(jié)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的主控性，為加密層級(jí)的核心[11].采用改進(jìn)MD5算法，先計(jì)算出加密核心節(jié)點(diǎn)的細(xì)粒度，具體如公式(2)所示.

(2)

其中，F(xiàn)表示加密核心節(jié)點(diǎn)的細(xì)粒度，r表示重組距離，h表示應(yīng)變加密極限值.通過(guò)上述計(jì)算，可以得出加密核心節(jié)點(diǎn)的細(xì)粒度.將其設(shè)定在內(nèi)部的加密結(jié)構(gòu)之中，同時(shí)設(shè)定動(dòng)態(tài)的加密目標(biāo)，布設(shè)核心加密節(jié)點(diǎn)周?chē)妮o助加密節(jié)點(diǎn)，形成對(duì)應(yīng)的加密覆蓋范圍.在合理的范圍之內(nèi)，通過(guò)增加或者減少細(xì)粒度，將每一個(gè)動(dòng)態(tài)的加密目標(biāo)做出改變，完成加密基礎(chǔ)性的布設(shè).

1.4 滑動(dòng)同態(tài)混合加密模型設(shè)計(jì)

將對(duì)應(yīng)的加密結(jié)構(gòu)安裝在基礎(chǔ)模型之中，利用加密節(jié)點(diǎn)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并計(jì)算滑動(dòng)同態(tài)系數(shù)，具體如下公式(3)所示.

L=(2j-1)+1.35，

(3)

其中，L表示滑動(dòng)同態(tài)系數(shù)，j表示混合加密距離.通過(guò)上述計(jì)算，可以得出滑動(dòng)同態(tài)系數(shù).在內(nèi)部的結(jié)構(gòu)之中，設(shè)定滑動(dòng)同態(tài)加密程序，將網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)依據(jù)特定的加密結(jié)構(gòu)和目標(biāo)，編制成對(duì)應(yīng)的同態(tài)協(xié)議，利用密鑰鎖定加密模型的各個(gè)層級(jí).

此時(shí)，將之前所布設(shè)的細(xì)粒度節(jié)點(diǎn)形成加密關(guān)聯(lián)網(wǎng)度，利用改進(jìn)MD5算法將滑動(dòng)的窗口分段，從此實(shí)現(xiàn)多方向加密，形成功能更加強(qiáng)大的滑動(dòng)同態(tài)混合加密模型，增強(qiáng)對(duì)應(yīng)的加密效果.

1.5 衍生網(wǎng)絡(luò)通信加密指令編制

需要先編制衍生加密指令的預(yù)設(shè)單元，具體如下表1所示.

表1 衍生加密指令預(yù)設(shè)單元表

根據(jù)表1，可以完成對(duì)衍生加密指令預(yù)設(shè)單元的設(shè)定，接著需要核定具體的加密結(jié)構(gòu).在通信網(wǎng)絡(luò)之中，一般會(huì)在普通的加密指令中設(shè)定隱藏指令，即為雙向指令.雙向指令具有特定的執(zhí)行順序，添加在模型中后，將數(shù)據(jù)輸入平臺(tái)之中并形成對(duì)應(yīng)的執(zhí)行加密程序.然后在不同的區(qū)域之中，調(diào)整加密指令的覆蓋層級(jí)[12]來(lái)獲取衍生比例.但衍生加密指令與普通的加密指令之間也是需要設(shè)定先后執(zhí)行順序的，這樣才能盡可能確保加密處理過(guò)程中的穩(wěn)定和安全.

1.6 重疊深度學(xué)習(xí)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合加密

可以在預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中，采用改進(jìn)MD5算法來(lái)核定重疊加密的標(biāo)準(zhǔn).然后將通信網(wǎng)絡(luò)的加密距離做出調(diào)整，在原本的加密程序中添加深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，形成雙向重疊的緩和加密流程.改進(jìn)MD5算法流程圖如圖2所示.

圖2 改進(jìn)MD5算法流程圖

重疊深度學(xué)習(xí)法可以將數(shù)據(jù)的處理模式調(diào)整單項(xiàng)指令加密處理，將其設(shè)定在通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，再利用重疊的范圍，明確通信數(shù)據(jù)的加密途徑.結(jié)合改進(jìn)MD5算法獲取最終的加密結(jié)果，進(jìn)一步確保加密處理的穩(wěn)定性和安全性，具有實(shí)際的應(yīng)用意義.

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

本次實(shí)驗(yàn)主要采用改進(jìn)MD5算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)混合實(shí)際加密效果進(jìn)行分析與研究.考慮到測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性，在測(cè)試的過(guò)程中，需要確保環(huán)境穩(wěn)定，并選擇三個(gè)測(cè)試小組同時(shí)對(duì)比分析.第一組為基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)加密測(cè)試法，將其設(shè)定為基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)加密測(cè)試組；第二組為基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸測(cè)試法，將其設(shè)定為基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸測(cè)試組；第三組為本文所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)加密方法，將其設(shè)定為改進(jìn)MD5算法數(shù)據(jù)加密測(cè)試組.三個(gè)小組在相同的環(huán)境之下同時(shí)測(cè)試，得出的結(jié)果對(duì)比分析.

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

首先需要明確具體的通信區(qū)域，在VMware workstation部署背景下建立多個(gè)虛擬程序員.然后虛擬關(guān)聯(lián)Hadoop大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)機(jī)，將所需要加密的區(qū)域劃定為數(shù)據(jù)分塊，并計(jì)算默認(rèn)加密距離，具體如下公式(4)所示.

(4)

其中，G表示默認(rèn)加密距離，e表示虛擬程度，g表示增值加密常值.通過(guò)上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的默認(rèn)加密距離.根據(jù)得出的默認(rèn)加密距離，進(jìn)行基礎(chǔ)加密區(qū)域的劃分.然后結(jié)合通信數(shù)據(jù)加密的程序和神經(jīng)設(shè)定網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建加密原理，具體如圖3所示.

圖3 通信數(shù)據(jù)神經(jīng)元加密原理圖示

利用圖3所示原理可以完成對(duì)通信數(shù)據(jù)神經(jīng)元加密原理的構(gòu)建.再利用得出的數(shù)據(jù)信息以及構(gòu)建的多項(xiàng)加密原理編制密鑰空間，即密鑰基礎(chǔ)指令.需要先計(jì)算出基礎(chǔ)覆蓋長(zhǎng)度，具體如公式(5)所示.

(5)

其中，T表示基礎(chǔ)覆蓋長(zhǎng)度，o表示虛擬加密系數(shù)，w表示基礎(chǔ)密鑰參數(shù).通過(guò)上述計(jì)算，可得出實(shí)際的基礎(chǔ)覆蓋長(zhǎng)度.此時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)中的加密如果處于單項(xiàng)加密的狀態(tài)，實(shí)時(shí)加密的效果以及執(zhí)行范圍并不廣泛，考慮到進(jìn)一步提升加密的效果，需要實(shí)現(xiàn)混合加密.以上述的加密結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)條件，構(gòu)建混合加密框架.在預(yù)設(shè)的通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行基礎(chǔ)加密協(xié)議參數(shù)的布設(shè)，具體如表2所示.

表2 基礎(chǔ)加密協(xié)議參數(shù)布設(shè)表

根據(jù)表2，可以完成對(duì)基礎(chǔ)加密協(xié)議參數(shù)的布設(shè)，進(jìn)而構(gòu)建對(duì)應(yīng)的加密環(huán)境.測(cè)定設(shè)備以及裝置是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)確保不存在影響最終測(cè)試結(jié)果的外部因素，開(kāi)始具體的加密效果驗(yàn)證.

2.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果分析

在預(yù)設(shè)的環(huán)境之中，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行敏感性測(cè)定，敏感性是數(shù)據(jù)加密工作中極為重要的一項(xiàng)因素.測(cè)定此時(shí)的數(shù)據(jù)如果誤差在13～26，密鑰參數(shù)將極有可能會(huì)對(duì)解密造成雪崩效應(yīng)，對(duì)于通信數(shù)據(jù)的匯總以及獲取產(chǎn)生影響，形成較大的明文差異；反之，如果數(shù)據(jù)誤差在26以上，密鑰產(chǎn)生雪崩效應(yīng)的概率會(huì)相對(duì)較小一些，明文差異也可以得到進(jìn)一步的控制，具體的狀態(tài)如圖4所示.

圖4 密鑰參數(shù)變化情況圖示

從圖4可知，在通信數(shù)據(jù)執(zhí)行或者運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)其加密頻率呈現(xiàn)出較為均等的效果，表明加密的安全性更強(qiáng)，敏感性也更加容易控制.結(jié)合改進(jìn)MD5算法，構(gòu)建云端加密矩陣，并計(jì)算出特定的加密協(xié)議值，具體如下公式(6)、(7)和(8)所示.

(6)

(7)

(8)

其中，A、X、Q表示特定加密協(xié)議值，w表示預(yù)設(shè)穩(wěn)定范圍，u表示密鑰均等值，v表示云端核定頻率.通過(guò)上述計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的特定加密協(xié)議值，明確云端數(shù)據(jù)的加密范圍.在改進(jìn)MD5算法的輔助支持下，在規(guī)定的執(zhí)行效率范圍之內(nèi)，基于Map Reduce的加密框架采用單項(xiàng)計(jì)算測(cè)定的方式，增加加密節(jié)點(diǎn)并計(jì)算出節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的加密單元，具體如公式(9)所示.

(9)

其中，E表示節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的加密單元，n表示加密框架，k表示運(yùn)行效率.通過(guò)上述計(jì)算，可以得出實(shí)際的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的加密單元.每一個(gè)加密單元需要形成對(duì)應(yīng)的加密協(xié)議，依照順序設(shè)定在執(zhí)行平臺(tái)中，最終對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)通信區(qū)域的加密差值進(jìn)行獲取與分析，具體如表3所示.

表3 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表

根據(jù)表3可知與基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)加密測(cè)試組和基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸測(cè)試組相對(duì)比，本文所設(shè)計(jì)的改進(jìn)MD5算法數(shù)據(jù)加密測(cè)試組最終得出的加密常值相對(duì)更小，表明其在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，產(chǎn)生的加密差異值較少，加密效果更佳，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值.

3 結(jié)束語(yǔ)

與基于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)加密測(cè)試組和基于VPN技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)加密傳輸測(cè)試組加密方式相對(duì)比，本文所設(shè)計(jì)的加密結(jié)構(gòu)更加靈活多變，具有動(dòng)態(tài)核算驗(yàn)證的特征.結(jié)合改進(jìn)MD5算法的輔助與支持，進(jìn)一步確保通信數(shù)據(jù)的日常存儲(chǔ)與編制.另外，將所需要加密的通信數(shù)據(jù)以指令的形式編制添加在系統(tǒng)平臺(tái)之中，配備對(duì)應(yīng)的加密協(xié)議形成更為精準(zhǔn)化的加密體系，可進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)也確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的正常應(yīng)用，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)邁入新的發(fā)展臺(tái)階.