計算機網絡信息安全加密技術探析

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摘要:隨著現代通信技術的發展和迅速普及，信息的共享和應用日益廣泛和深入，并且信息的安全與個人隱私息息相關，但是計算機網絡信息安全問題不斷出現，個人隱私不斷泄露，所以人們越來越關注信息的安全。數據加密技術能有效的保證數據的隱私性和和安全性。本文介紹了數據加密技術的種類并進行了分析，并且具體闡述了加密技術的應用以及發展前景。

關鍵詞:信息安全;數據加密;節點加密

1計算機網絡信息安全和數據加密技術簡介

1．1計算機網絡信息安全

信息安全主要保證信息免受各種威脅的損害，網絡環境下的信息安全是指保證自身的信息不被他人非法或者利用不正當手段獲取。常用的網絡安全技術包括對數據的加密與認證，增加防火墻，上網時進行木馬檢測，以及防治計算機病毒等。

1．2數據加密技術

數據加密技術是對計算機網絡信息加以保護的一種簡便且可靠的技術。將明文數據或者文件按照某種算法轉換后，成為了一段不可讀的代碼，稱之為“密文”，這一基本過程稱之為加密;其逆過程稱之為解密:只有在輸入相應的密鑰以后才能將密文轉換為明文。加密技術在網絡傳輸中是為了防止有用信息被他人非法獲取，導致自己的隱私泄露。所以，優秀的加密算法不僅有利于數據的有效傳輸，而且還有利于系統的運行。

2計算機網絡信息安全中數據加密技術的類型

2．1鏈路加密

對于網絡OSI七層協議，鏈路加密通常是指網絡層以下的數據加密。該加密技術能夠為兩個節點之間的通信過程提供安全保證;并且對于鏈路加密，全部消息都要在進行傳輸之前加密，之后的每一個節點上都要對數據執行解密操作，然后利用下一個鏈路的密鑰再對數據執行加密操作，然后繼續傳輸。這樣，每一條消息都可能會進行許多次傳輸加密。在消息的傳輸過程中，數據經過每一個鏈路時加密的方式都不相同，因此數據在傳輸過程中都是以密文的形式出現的。這樣，即便遇到病毒的入侵，這種將被傳輸消息的起點和終點隱藏起來的機制就會保護數據。除此之外，鏈路加密使用了填充技術，這使得他人不能獲得消息的長度和頻率，有效保護了數據。但鏈路加密對節點的安全性要求極高，否則就會泄露數據。

2．2節點加密

節點加密比鏈路加密能夠對數據提供更高的安全性，不過兩者的操作都是在鏈路層對數據提供安全保障，但是節點加密所傳輸消息在節點網絡上不是以明文的形式存在的。節點加密過程中，消息在傳輸到下一節點進行解密時，是在一個安全模塊上進行的，之后使用不同的密鑰對數據進行加密操作。但是節點加密也存在一定的弊端，那就是在傳輸過程中，報頭和路由信息必須用明文的形式來傳輸，這樣攻擊者就能夠對數據進行竊取和分析。

2．3端到端加密

端到端加密過程中的消息存在的形式始終是密文，所以消息只有到達終點時才進行解密，這樣即使中間某一個節點存在損壞，也不會影響消息的傳輸。該加密方式是在應用層來實現的，相比于其他兩種加密技術，端到端加密技術在中間的環節都不需要對消息進行解密，這樣就減少了解密裝置的數量。但是，該方式不能對報頭進行加密，只能對報文加密，這樣攻擊者就容易獲取到數據中的某些敏感信息。端到端加密系統成本低廉并且設計較為簡單，而且穩定性比較好，但是這種加密技術對消息的起點和終點不能加密，所以它對于攻擊者的竊取的防范性不高，因此在具體使用中應該具體分析用戶需求來選取加密方式。

3加密技術在計算機網絡信息安全中的應用

3．1數據加密技術應用于電子商務

電子商務主要是指交易往來的雙方通過網絡進行電子商業貿易，并不通過面對面的傳輸信息或文件，是在虛擬網絡中進行的交易。電子商務需要考慮核心的問題就是交易安全問題，只有安全得到了保證，交易才能順利進行。為了保護雙方的重要信息和數據，電子商務在交易過程中往往會使用加密技術，它不僅可以為交易雙發提供安全保障，而且還可以保證保護交易信息不被他人隨意獲取。所以，在電子商務中可以使用set安全協議、數字簽名等加密技術來保證貿易雙方信息的安全性。

3．2數據加密技術應用于信息隱藏

信息隱藏技術是將需要隱藏的信息隱藏在大量信息中，而保證信息不被破壞的方法。信息加密隱藏不像傳統的加密方式，看起來是一堆亂碼，而是與重要信息無關的明文信息，不僅保護了信息的內容，而且隱藏了信息的安全。信息隱藏主要通過密鑰來執行，經過嵌入算法將需要被隱藏的信息藏于明文信息中，同時隱蔽宿主通過信道傳遞給對方的檢測器，然后使用密鑰從信息中恢復出有用信息;如果攻擊者不知道密鑰的前提下，很難從隱蔽宿主中發現隱藏信息并且竊取信息。其過程如圖所示。信息隱藏過程圖通過加密隱藏技術可是使隱藏的游泳信息不能被人為的發現，增加信息的保密性;并且被加密的信息和原始宿主具有一樣的特性，使得攻擊者無法判斷大量信息中是否含有有用信息。這樣，信息的保密性大大增強了。

3．3數據加密技術應用于安全電子交易協議

隨著互聯網和手機的蓬勃發展，在線支付手段越來越大眾化，為了保證用戶支付時的安全性，需要使用一定的加密技術對支付信息進行保護，以防止數據被他人獲取，進而導致隱私或者財產的損失。基于此情況，各個公司都會使用不同的加密手段來保證用戶信息的安全性，使用安全電子交易協議保護數據。安全電子交易協議是一種在互聯網上基于消息流的協議，用來實現在網絡環境中持卡交易或者電子交易的安全性。除此之外，安全電子交易協議中使用了諸如數字簽名、對稱密鑰等保密技術，用來保證電子交易的安全性。

4計算機網絡安全中數據加密技術的前景

算機網絡安全中數據加密技術不斷發展，各種新興的加密技術也在不斷改變著我們的生活。量子密碼，DNA密碼以及混沌密碼都是未來加密技術的研究方向。

4．1量子密碼

量子密碼指的是使用量子作為密鑰，這樣打破了傳統的加密技術，這樣量子狀態是不可復制的，大大加強了密鑰的安全性。這樣攻擊者截獲到的密鑰都會使量子的狀態改變，都只是沒有用的信息，而且信息的管理者可以由狀態被改變的這一現狀看出密鑰被截獲過。現有的量子密碼實現方案有三種:(1)基于Bell原理的(2)基于非正交量子態性質的(3)基于測不準原理的。除此之外，量子密碼可以實現遠距離傳輸，但是現在我國對量子密碼的研究還處于基礎階段，有很多問題需要去研究和發展，比如說量子的相干性對系統的破壞，量子密鑰的分配等。

4．2DNA密碼

DNA密碼是在生物特征的基礎上上建立起來的，DNA存儲著生物所有的遺傳信息。DNA序列中的編碼區占據DNA總長的1/10～1/30，這就是遺傳密碼區。DNA密碼是以DNA為載體，利用DNA序列優秀的存儲能力，以及能耗比較低，能夠并行等特點，來完成基于數學以及生物技術的加密技術，這保證了DNA密碼的安全性。雖然DNA密碼具有強大的保密功能，但是DNA密碼實現起來比較困難，發展比較緩慢。

4．3混沌密碼

混沌加密的過程是指使用混沌系統產生的混沌序列作為密鑰，然后對信息進行加密，經過信道傳輸后的密文被接受方用混沌同步的方法來實現密文的解密。這樣，經過混沌加密后的數據使攻擊者難以破譯信息甚至分析數據。基于以上優點，混沌加密數據不斷在改進并且得到發展，為我們的生活帶來更多的便利以及價值。也有很多的難點需要克服，比如許多混沌系統難以實現，短周期響應會降低混沌加密系統的可靠性;不過，隨著科技的發展，這些難題會被一一克服，從而使混沌加密系統更多地服務大眾。

5結語

總而言之，科技在蓬勃發展，各種科技手段在便利了我們的生活的同時，潛在的網絡信息安全問題層出不窮，對普通的互聯網使用者帶來了很大的威脅。所以，計算機網絡信息安全中的數據加密技術對數據信息的保護不容忽視。不僅是網絡管理人員需要使用合理的數據加密技術來保障用戶上網環境的安全，建設良好的網絡環境，而且我們每一個互聯網的使用者都要加強安全意識。除此之外，使用的數據加密技術也要不斷更新，以保護用戶隱私和財產安全，為計算機網絡信息安全提供保障。

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作者：劉剛 廖四龍 單位：93886部隊 空軍預警學院