計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用分析

馬軍勇

（泰安日?qǐng)?bào)社，山東 泰安 271000）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施之一，但是網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也隨之而來(lái)，其不僅威脅到個(gè)人隱私和財(cái)產(chǎn)安全，也對(duì)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生了嚴(yán)重影響[1]。數(shù)據(jù)加密技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)安全的重要組成部分，已被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信和信息存儲(chǔ)中。

1 數(shù)據(jù)加密技術(shù)的概念和目標(biāo)

數(shù)據(jù)加密技術(shù)是一種重要的信息安全保障技術(shù)，其基本原理是將明文通過(guò)一定的算法轉(zhuǎn)換成密文，使得未經(jīng)授權(quán)的人無(wú)法讀取或修改密文，以保護(hù)信息的機(jī)密性、完整性和可用性。數(shù)據(jù)加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，旨在保障數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)的過(guò)程中不被竊取、篡改或破壞，防止黑客攻擊和信息泄露等威脅。

2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全面臨的威脅與數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全面臨著多種威脅，包括計(jì)算機(jī)病毒、網(wǎng)絡(luò)蠕蟲(chóng)、黑客攻擊、網(wǎng)絡(luò)釣魚(yú)、拒絕服務(wù)攻擊等。這些威脅不僅會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障和信息泄露，還可能導(dǎo)致嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)和聲譽(yù)損失。因此，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全是至關(guān)重要的。而數(shù)據(jù)加密技術(shù)是保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的必要手段之一，其能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行加密，即使黑客竊取了加密數(shù)據(jù)，也無(wú)法破解其真實(shí)內(nèi)容，從而保護(hù)了數(shù)據(jù)的機(jī)密性。數(shù)據(jù)加密技術(shù)還可以保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中被篡改，確保數(shù)據(jù)的可靠性和可信度。

3 數(shù)據(jù)加密技術(shù)原理及分類

（1）對(duì)稱密鑰加密技術(shù)。該技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的加密技術(shù)。它是指加密和解密使用同一把密鑰的加密技術(shù)，是目前應(yīng)用最為廣泛的加密技術(shù)之一。與非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)相比，對(duì)稱密鑰加密技術(shù)的加密速度較快，適用于數(shù)據(jù)量較小的情況[2]。常用的對(duì)稱密鑰加密算法有DES、3DES、AES等。DES是最早出現(xiàn)的對(duì)稱密鑰加密算法之一，具有高安全性，但由于其密鑰長(zhǎng)度只有56位，易受到暴力破解攻擊。因此，3DES算法應(yīng)運(yùn)而生。該算法采用三個(gè)56位密鑰來(lái)加密數(shù)據(jù)，提高了安全性。而AES算法是目前應(yīng)用最為廣泛的對(duì)稱密鑰加密算法之一，其密鑰長(zhǎng)度可達(dá)128、192、256位，安全性更高，適用于更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

（2）非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)。該技術(shù)是一種重要的加密技術(shù)，其加密和解密使用不同密鑰的特點(diǎn)使得其加密過(guò)程相對(duì)對(duì)稱密鑰加密技術(shù)更加復(fù)雜，但同時(shí)也具有更高的安全性。非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)需要使用兩個(gè)密鑰，一個(gè)公鑰和一個(gè)私鑰，公鑰可以公開(kāi)，而私鑰只有密鑰持有者才能使用，因此非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)通常用于需要進(jìn)行密鑰分發(fā)的場(chǎng)合。在非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)中，公鑰用于加密數(shù)據(jù)，而私鑰則用于解密數(shù)據(jù)，因此私鑰的安全性直接決定了整個(gè)加密系統(tǒng)的安全性。盡管非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)的加密速度相對(duì)較慢，但其具有高度的安全性，因此在數(shù)據(jù)量較大的情況下，仍然是非常實(shí)用的加密技術(shù)[3]。

（3）哈希算法。它是一種重要的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，主要作用是將任意長(zhǎng)度的消息壓縮成固定長(zhǎng)度的摘要，以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。哈希算法的不可逆性、唯一性和不可篡改性等特點(diǎn)，使其在密碼學(xué)和網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。不可逆性指的是通過(guò)摘要無(wú)法還原出原始消息，因此摘要不泄漏原始消息的任何信息，而唯一性則是指不同的消息生成的摘要是不同的，可以保證摘要的唯一性。哈希算法還具有不可篡改性，即生成的摘要不可被篡改，一旦有任何數(shù)據(jù)的改動(dòng)，摘要也會(huì)隨之改變，從而保證了數(shù)據(jù)的完整性。

4 數(shù)據(jù)加密技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的重要組成部分，可以有效地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)安全。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，由于數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，因此數(shù)據(jù)很容易被黑客竊取、篡改、破壞等。而采用數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，可以使黑客無(wú)法直接獲得數(shù)據(jù)的真實(shí)內(nèi)容，從而能夠保護(hù)數(shù)據(jù)安全。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)有SSL/TLS協(xié)議[4]。SSL/TLS協(xié)議是一種應(yīng)用層加密協(xié)議，它可以在客戶端和服務(wù)器之間建立加密通道，保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的機(jī)密性和完整性。SSL/TLS協(xié)議采用了非對(duì)稱密鑰加密和對(duì)稱密鑰加密相結(jié)合的方式，既保證了加密速度，又保證了安全性。

（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密技術(shù)。它是信息安全領(lǐng)域中非常重要的一個(gè)技術(shù)分支。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的敏感信息被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤、U盤等存儲(chǔ)設(shè)備中。但是，這些存儲(chǔ)設(shè)備往往具有易被盜取、遺失或遭受黑客攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，因此，必須采取一系列措施來(lái)保障這些存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密技術(shù)是其中的一種非常有效的保護(hù)手段。對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，可以有效防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和非法拷貝。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密技術(shù)中，最為常用的兩種加密技術(shù)是BitLocker和TrueCrypt。BitLocker是微軟公司開(kāi)發(fā)的一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密技術(shù)，適用于Windows Vista、Windows 7以及Windows Server 2008等操作系統(tǒng)。它通過(guò)對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行加密保護(hù)，有效防止數(shù)據(jù)被盜取或篡改。BitLocker還具有諸如加密速度快、安全可靠、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)。TrueCrypt是一款開(kāi)源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密軟件，支持Windows、Linux以及Mac等多個(gè)操作系統(tǒng)。TrueCrypt的特點(diǎn)在于支持多種加密算法，并具有自動(dòng)掛載、隱藏加密分區(qū)等多種功能。TrueCrypt的加密技術(shù)可以有效地保護(hù)存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)安全，受到了廣泛的用戶和企業(yè)的青睞。

（3）虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)是在當(dāng)前信息時(shí)代，保障網(wǎng)絡(luò)安全和隱私的一項(xiàng)重要技術(shù)。在公用網(wǎng)絡(luò)上，VPN技術(shù)可以建立一個(gè)虛擬的專用網(wǎng)絡(luò)，使得不同地點(diǎn)、不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信變得更加安全、可靠和私密。通過(guò)數(shù)據(jù)加密技術(shù)和隧道技術(shù)，VPN技術(shù)可以將本應(yīng)傳輸于公用網(wǎng)絡(luò)上的明文數(shù)據(jù)加密傳輸，保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，從而有效地解決了數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能被竊聽(tīng)和篡改的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，VPN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是VPN技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)安全遠(yuǎn)程訪問(wèn)[5]。通過(guò)VPN技術(shù)，遠(yuǎn)程用戶可以通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)，像在本地網(wǎng)絡(luò)中一樣訪問(wèn)公司內(nèi)部資源，從而實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和管理。二是VPN技術(shù)可以加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也日益嚴(yán)峻。VPN技術(shù)可以通過(guò)加密通信、身份驗(yàn)證等方式，防止黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露和信息竊取等安全問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。三是VPN技術(shù)還可以降低網(wǎng)絡(luò)成本。傳統(tǒng)上，企業(yè)需要在多個(gè)地點(diǎn)部署專用線路或建立專用網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。這不僅成本高昂，而且還需要復(fù)雜的管理和維護(hù)。而通過(guò)VPN技術(shù)，企業(yè)可以在公用網(wǎng)絡(luò)上建立虛擬的專用網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨網(wǎng)絡(luò)的通信，從而降低網(wǎng)絡(luò)成本。

（3）數(shù)字證書技術(shù)。它是一種基于公鑰加密技術(shù)的認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域中的重要技術(shù)手段。數(shù)字證書技術(shù)的基本原理是使用公鑰加密技術(shù)來(lái)保證通信的安全性，同時(shí)使用數(shù)字簽名技術(shù)來(lái)確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。數(shù)字證書技術(shù)主要用于網(wǎng)站、電子郵件等通信系統(tǒng)的安全保障，通過(guò)數(shù)字證書的頒發(fā)、驗(yàn)證和管理，可以有效防止釣魚(yú)攻擊、中間人攻擊等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。數(shù)字證書技術(shù)的工作原理是將一份數(shù)字證書與公鑰綁定在一起，并使用數(shù)字簽名技術(shù)將該數(shù)字證書進(jìn)行簽名。數(shù)字證書中包含了證書持有人的身份信息、公鑰以及數(shù)字簽名等關(guān)鍵信息，這些信息可以幫助其他人驗(yàn)證證書的真實(shí)性和合法性。當(dāng)數(shù)字證書被用于認(rèn)證和授權(quán)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)首先檢查證書的真實(shí)性，然后使用證書中的公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或者解密，從而確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全性。

5 數(shù)據(jù)加密技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的不足及改進(jìn)方案

（1）密鑰管理問(wèn)題以及改進(jìn)方案。在數(shù)據(jù)加密技術(shù)中，密鑰管理是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。密鑰是數(shù)據(jù)加密和解密的關(guān)鍵，是保證數(shù)據(jù)安全的核心。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，密鑰管理容易出現(xiàn)問(wèn)題，如密鑰丟失、泄露、被盜用等，這些問(wèn)題都會(huì)直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全受到威脅。因此，如何解決密鑰管理的問(wèn)題，提高其可靠性和安全性，成為了數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用中需要重點(diǎn)解決的難點(diǎn)。要想解決密鑰管理中的問(wèn)題，需要采用一系列策略。首先，密鑰備份是一種常用的策略。在備份過(guò)程中，可以將密鑰存儲(chǔ)在多個(gè)位置，并且確保備份是安全的，以避免密鑰丟失。其次，密鑰分發(fā)也是一種常用的策略。在密鑰分發(fā)中，可以將密鑰分散在多個(gè)位置，并確保傳輸過(guò)程是安全的，以避免密鑰泄露。

（2）加解密效率問(wèn)題以及改進(jìn)方案。加解密效率是衡量數(shù)據(jù)加密技術(shù)優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)于大規(guī)模數(shù)據(jù)加密和解密操作而言尤其重要。在實(shí)際應(yīng)用中，如果加解密效率不高，將可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降、響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)、用戶體驗(yàn)下降等問(wèn)題。因此，提高加解密效率成為數(shù)據(jù)加密技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。要想提高加解密效率，可以采用一系列技術(shù)手段。其中，硬件加速技術(shù)是一種常用的方式。通過(guò)專門設(shè)計(jì)的硬件電路，可以加快加解密運(yùn)算的速度，提高系統(tǒng)的加解密效率。此外，還可以采用并行計(jì)算技術(shù)，通過(guò)將大規(guī)模的加解密計(jì)算任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)，同時(shí)在多個(gè)處理器或計(jì)算單元上進(jìn)行并行計(jì)算，以提高加解密的速度和效率。除了硬件加速和并行計(jì)算技術(shù)，還可以采用更加高效的加密算法和密鑰管理方式，來(lái)提高加解密效率。

（3）攻擊手段問(wèn)題以及改進(jìn)方案。雖然數(shù)據(jù)加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中具有重要作用，但是其本身也面臨著各種攻擊手段的威脅。一些黑客攻擊者會(huì)使用各種手段，如針對(duì)加密算法的攻擊、社交工程攻擊、惡意軟件攻擊等，來(lái)破解加密算法或竊取數(shù)據(jù)。為此，需要采取一系列措施來(lái)提高數(shù)據(jù)加密技術(shù)的安全性?？梢圆捎酶訌?fù)雜的加密算法來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性，如AES、RSA、Blowfish等。這些算法擁有更高的安全性和更強(qiáng)的加密能力，能夠有效地防止黑客攻擊。加強(qiáng)訪問(wèn)控制也是保障數(shù)據(jù)加密技術(shù)安全的重要手段。在數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要嚴(yán)格限制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限，只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶才能夠獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，應(yīng)該采用更加安全的身份驗(yàn)證機(jī)制，如多因素認(rèn)證、生物特征識(shí)別等，來(lái)提高訪問(wèn)控制的安全性。提高用戶安全意識(shí)也是保障數(shù)據(jù)加密技術(shù)安全的重要方面。用戶應(yīng)該注意保護(hù)自己的賬戶和密碼，不要將重要信息泄露給不信任的第三方，避免使用弱密碼等不安全的行為。

6 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ詈蜕虡I(yè)交易的主要方式，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也日益突出。數(shù)據(jù)加密技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段之一，可以有效防止黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露等安全問(wèn)題發(fā)生，因而受到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用。本文介紹了數(shù)據(jù)加密技術(shù)的概念、原理、分類和應(yīng)用，著重探討了其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的重要性和存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。我們相信，通過(guò)不斷改進(jìn)和完善數(shù)據(jù)加密技術(shù)，將能夠更好地保障網(wǎng)絡(luò)安全，為網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！?/p>