基于UDP傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)加解密技術(shù)

◆任 雁

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基于UDP傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)加解密技術(shù)

◆任 雁

（長(zhǎng)治學(xué)院計(jì)算機(jī)系 山西 046011）

在網(wǎng)絡(luò)傳輸日益頻繁的今天，數(shù)據(jù)文件的加密技術(shù)，顯得尤為重要，是數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)挠行ПＵ希疚氖紫葘?duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的加密方式進(jìn)行了分類(lèi)概述，對(duì)大文件（格式不限）的實(shí)時(shí)加解密進(jìn)行了深入探討及具體實(shí)現(xiàn)，使UDP協(xié)議不僅在大數(shù)據(jù)的可靠傳輸上，同時(shí)也在安全性上得到了充足保障。

UDP傳輸；加密；解密

0 前言

數(shù)據(jù)加密，是通過(guò)特定的加密算法和密鑰，將可識(shí)別的文件轉(zhuǎn)化為不可讀的密文，數(shù)據(jù)解密與之相反，將不可讀的密文轉(zhuǎn)化為可讀的明文。數(shù)據(jù)加解密在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用，它是對(duì)數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸中進(jìn)行保護(hù)的最有效手段。早期，密碼只針對(duì)文字等簡(jiǎn)單信息進(jìn)行加、解密，但隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)在，對(duì)語(yǔ)音、圖像等復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型都可進(jìn)行加、解密轉(zhuǎn)換。本文提出的方法可以對(duì)任意類(lèi)型、任意大小的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行加、解密處理，為UDP大數(shù)據(jù)的傳輸提供了安全保障。

1 數(shù)據(jù)加密算法分類(lèi)

1.1對(duì)稱(chēng)加密算法

是指在加、解密的過(guò)程中，都使用相同的密鑰進(jìn)行加解密的算法，該算法的優(yōu)點(diǎn)是加解密過(guò)程的高效率，及使用長(zhǎng)密鑰時(shí)破譯困難。

1.2 非對(duì)稱(chēng)加密算法

是指在加、解密的過(guò)程中，使用不同的密鑰進(jìn)行加解密的算法，密鑰分公鑰和私鑰，公鑰是公開(kāi)的，用于加密過(guò)程，私鑰是不公開(kāi)的，用于解密過(guò)程，解密一方只需要保管好自己的私鑰即可，非對(duì)稱(chēng)加密的優(yōu)點(diǎn)是密鑰的隱蔽性更強(qiáng)，但缺點(diǎn)是其加解密的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)稱(chēng)加密。

1.3 Hash算法

Hash算法比較特別的地方在于，它是一種單向算法，即通過(guò)Hash算法對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)生成一段特定長(zhǎng)度且唯一的Hash值，但卻不能通過(guò)這個(gè)Hash值逆向獲得源信息。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本文使用C++代碼來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槭菍?duì)任意大小、任意格式的文件進(jìn)行加、解密，考慮到過(guò)程的時(shí)效性，本文主要采用效率更高的對(duì)稱(chēng)加密算法，密碼可以由用戶(hù)自行設(shè)定和輸入，系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)輸入的密碼生成密鑰，在創(chuàng)建密鑰的過(guò)程中，還使用了Hash算法，之后使用密鑰對(duì)源文件進(jìn)行加解密處理，最終將結(jié)果創(chuàng)建為新的文件。

2.1 聲明數(shù)據(jù)類(lèi)型

首先，在頭文件中聲明相關(guān)數(shù)據(jù)類(lèi)型，包括文件指針、密鑰對(duì)象、Hash對(duì)象、緩存大小等，同時(shí)聲明相關(guān)函數(shù)，例如初始化函數(shù)BOOL InitCrypt();加密前處理函數(shù)BOOL CryptProcess(CFile*lpSourceFile,CFile*lpDestFile,LPSTRlpPassword);加密函數(shù)BOOL JiaMiFile(CFile* lpSourceFile,CFile * lpDestFile,LPSTRlpPassword)等。

2.2 獲取源文件擴(kuò)展名

因?yàn)槭菍?duì)任意類(lèi)型文件進(jìn)行加、解密處理，所以需首先獲取源文件擴(kuò)展名，kuozhanming=PathFindExtension((LPCWSTR) FilePathName);同時(shí)創(chuàng)建相同類(lèi)型空文件，用來(lái)存放加密后內(nèi)容數(shù)據(jù)。

2.3處理數(shù)據(jù)長(zhǎng)度及分配內(nèi)存空間

相關(guān)初始化工作（包括創(chuàng)建上下文、創(chuàng)建Hash對(duì)象等）結(jié)束后，還需定義一次處理數(shù)據(jù)長(zhǎng)度m_dwBufferLen=m_dwBlock Len+ENCRYPT_BLOCK_SIZE;及分配相應(yīng)內(nèi)存空間m_pbBuffer=(BYTE*)malloc(m_dwBufferLen)。

2.4密鑰生成

在正式加密源文件前，還需將用戶(hù)輸入的密碼轉(zhuǎn)化為Hash數(shù)據(jù)CryptHashData(m_hHash, (BYTE*)lpPassword, strlen(lp- Password),0);并生成密鑰CryptDeriveKey(m_hCryptProv, ENCRYPT_ALGORITHM,m_hHash,KEYLENGTH,&m_hKey)。

2.5文件加密

正式加密開(kāi)始后，需將源文件逐段加密：

CryptEncrypt(m_hKey,0,eof==m_hSource->GetPosition(),0,m_pbBuffer,&m_dwCount,m_dwBufferLen)；

并將加密后的數(shù)據(jù)放入目標(biāo)文件：

m_hDestination->Write (m_pbBuffer,m_dwCount);

直到源文件全部讀取完畢，自此，源文件已全部加密為不可讀的密文，存放于一個(gè)新的文件中。

2.6解密處理

解密的過(guò)程與此相反，需逐段讀取密文：

m_dwCount=m_hSource->Read(m_pbBuffer,m_dwBufferLen);同時(shí)進(jìn)行解密處理：

CryptDecrypt(m_hKey,0,eof1==m_hSource->GetPosition(),0,m_pbBuffer,&m_dwCount)；并將解密后的數(shù)據(jù)段存入指定文件m_hDestination->Write(m_pbBuffer,m_dwCount);直至整段密文被讀取完畢。

3 結(jié)語(yǔ)

UDP協(xié)議是面向非連接的傳輸協(xié)議，其優(yōu)點(diǎn)是傳輸?shù)膶?shí)時(shí)高效性，占用系統(tǒng)資源相對(duì)較少，但其缺點(diǎn)是傳輸協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)本身的完整性缺乏有效保證。所以，除通過(guò)收發(fā)確認(rèn)、延時(shí)重發(fā)等有效機(jī)制確保傳輸數(shù)據(jù)的完整性外，本文通過(guò)特定加、解密算法，大大增強(qiáng)了傳輸數(shù)據(jù)的安全性，使UDP協(xié)議在大數(shù)據(jù)傳輸實(shí)際應(yīng)用中，不僅能發(fā)揮其傳輸過(guò)程的高效性，還能有效保障其傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容的安全性。

數(shù)據(jù)文件的加、解密技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用，它可以有效保障數(shù)據(jù)內(nèi)容在傳輸過(guò)程中的隱秘性、安全性，同時(shí)結(jié)合UDP協(xié)議不僅可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的穿透，還可以確保大文件實(shí)時(shí)傳輸?shù)耐暾约皟?nèi)容的安全性，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日益普遍的今天，提供了諸多便捷。

[1]盧開(kāi)澄編.著計(jì)算機(jī)密碼學(xué)[M].清華大學(xué)出版社, 2003.

[2]黃河明.數(shù)據(jù)加密技術(shù)及其在網(wǎng)絡(luò)安全傳輸中的應(yīng)用[D].廈門(mén)大學(xué):碩士學(xué)位論文，2008.

[3]王全民，周清，劉宇明等.文件透明加密技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010.