計算機網(wǎng)絡通信安全中數(shù)據(jù)加密技術分析

翟宗香，陶金濤，賈曉晨，張風娟

(山東華宇工學院，山東 德州 253034)

1 計算機網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)加密

1.1 網(wǎng)絡通信中的安全威脅

實現(xiàn)通信安全就是要保證信息的安全有效傳輸，通信安全指的是數(shù)據(jù)信息的安全傳輸及存儲。數(shù)據(jù)的傳輸是通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的，所以，確保網(wǎng)絡安全是通信安全的重要內(nèi)容。影響信息通信安全的因素主要有人為因素和非人為因素，其中，人為因素的影響最大。常見的通信安全威脅主要有以下幾種：監(jiān)聽或竊取通信信息，分析監(jiān)聽或竊取到的信息，以得到所需要的信息，冒充用戶的身份，對傳輸信息進行惡意的篡改，其他攻擊方式。

1.2 數(shù)據(jù)加密技術

數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)一般包括明文、密文、加解密算法以及密鑰四個部分，數(shù)據(jù)加密可以有效保證網(wǎng)絡通信安全。數(shù)據(jù)加密是通過某種技術手段，將數(shù)據(jù)信息或文件進行一定的處理，使其成為難以讀懂的密文，需要事先設置好的密鑰才能解密，沒有密鑰就是一串錯誤的代碼，這樣數(shù)據(jù)的安全傳輸就得到了保證，接收方接收到信息后，使用密鑰將收到的信息進行解密。數(shù)據(jù)解密的過程是將加密過程中的編碼信息轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)信息的過程，確保數(shù)據(jù)可以進行讀取或是進行修改。

1.3 數(shù)據(jù)加密的意義

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，更多的人通過計算機網(wǎng)絡來傳輸數(shù)據(jù)，這樣不僅有很高的傳輸效率，而且傳輸?shù)膬?nèi)容完整，為人們的工作、生活提供了諸多便利。但是網(wǎng)絡技術還存在許多系統(tǒng)漏洞，一些不法分子通過計算機漏洞來非法獲取資料信息或是對數(shù)據(jù)信息進行惡意篡改，使通信數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)安全威脅，尤其是一些計算機黑客，對計算機系統(tǒng)進行攻擊，造成信息的泄露。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩枰獙鬏數(shù)臄?shù)據(jù)或文件進行加密，以確保數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩?/p>

2 計算機網(wǎng)絡通信中常用的數(shù)據(jù)加密方法

2.1 對稱式加密

對稱式加密是將數(shù)據(jù)信息通過密鑰轉(zhuǎn)換為密文發(fā)送給接收方，接收方收到密文以后，再通過密鑰將其進行解密。這種方式的加密及解密的過程使用的是相同的密鑰，操作起來比較簡便，密鑰也比較簡短，破譯起來比較困難，但是由于加解密過程都使用了相同的密鑰，密鑰的安全決定了信息的安全，一旦密鑰泄露，發(fā)送方和接收方以外的第三方就可以利用密鑰將密文解密，進而竊取信息，所以，密鑰的傳輸也要保證安全有效。常用的對稱加密有DES、3DES以及AES。DES又被稱為數(shù)據(jù)加密標準，需要先將明文轉(zhuǎn)換成為64位無序數(shù)據(jù)組，利用密鑰進行運算后生成密文，然后通過安全途徑傳輸給接收方。在數(shù)據(jù)進行傳輸前，傳送方與接收方要達成統(tǒng)一，獲取相應的密鑰，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?DES是在DES的基礎上，利用三個不同的密鑰對數(shù)據(jù)進行三次加密，這樣破譯起來會更加困難，數(shù)據(jù)信息的安全性更高。AES是更高級的加密標準，一般使用的是128位，甚至256位的密鑰位數(shù)，因此，安全級別高、傳輸速度快。總體來看，對稱式的加密雖然傳輸效率高，但由于加密以及解密的密鑰是相同的，因此，一旦密鑰泄露，數(shù)據(jù)信息安全就會受到威脅，所以密鑰的安全傳輸也是非常重要的。

2.2 非對稱式加密

非對稱加密中的加解密過程是利用不同的密鑰進行的，安全性能更高。一般是通過公鑰和私鑰兩組不同的密鑰實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密及解密過程。公鑰是可以公開的，而私鑰是保密的，兩組密鑰配合使用來完成加解密過程。具體應用步驟是：甲方生成兩組密鑰，其中一組密鑰為公鑰傳給乙方，乙方通過公鑰對數(shù)據(jù)信息進行加密，之后傳輸給甲方，甲方通過自己的私鑰進行解密。在實際的信息傳輸過程中，為了防止數(shù)據(jù)或文件被惡意篡改，甲方可以用乙方的公鑰對信息進行簽名，收到數(shù)據(jù)信息后，為了確保數(shù)據(jù)密鑰未被修改過，乙方可以用自己的私鑰進行驗證，這樣數(shù)據(jù)的安全性大大提高。這種通過公鑰和私鑰相互配合進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问剑屆荑€傳輸?shù)陌踩约氨Ｃ苄源蠓嵘瑥亩寯?shù)據(jù)的傳輸更加安全。只通過獲取公鑰或私鑰是不能解密的，需要二者配合使用才可以，所以，這種方式的信息傳輸更加安全，但這種方式的加密比較復雜，解密速度也較慢。

3 數(shù)據(jù)信息傳輸中常用的數(shù)據(jù)加密技術

3.1 鏈路加密

鏈路加密的加解密過程是連續(xù)進行的，主要是在網(wǎng)絡通信鏈路上來實現(xiàn)。先將數(shù)據(jù)進行加密，然后進行傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，經(jīng)過鏈路上的每個節(jié)點都要進行解密操作，在傳到另外的鏈路前又利用不同的密鑰進行加密，在下個鏈路節(jié)點再進行解密，數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中一直在鏈路中進行加密以及解密的過程，且數(shù)據(jù)處于密文的狀態(tài)，數(shù)據(jù)的長度及頻率不會顯示，數(shù)據(jù)信息的出發(fā)點及接收點也不會顯示，通過連續(xù)的加密解密，將數(shù)據(jù)信息進行隱藏，信息的輸出及輸入路徑被有效掩蓋，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩Ｃ苄浴?/p>

3.2 節(jié)點加密

同鏈路加密形式類似，節(jié)點加密是數(shù)據(jù)經(jīng)過節(jié)點的時候進行解密以及加密。利用節(jié)點處的安全密碼裝置來對數(shù)據(jù)進行解密，之后使用不同的密鑰來進行加密。在節(jié)點加密中，為了確保節(jié)點獲得數(shù)據(jù)信息，路由信息以及報頭都需要以明文的形式進行傳輸，確保節(jié)點獲取到數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)進行加解密處理。使用該加密技術需要注意的是，要保證節(jié)點兩端的加密同步，否則可能會出現(xiàn)丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，利用這種方式進行數(shù)據(jù)傳輸要重視這一情況，而且這種加密方式的加密原理很容易被破解，所以，在防止黑客攻擊方面，使用節(jié)點加密技術的安全效果并不是很理想。

3.3 端到端加密

端到端加密形式進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息都是以密文的形式存在，而且只需要在數(shù)據(jù)進行傳輸前進行加密，不需要在數(shù)據(jù)傳輸過程中進行加解密操作，等接收方收到數(shù)據(jù)以后利用密鑰將數(shù)據(jù)進行解密，轉(zhuǎn)換為明文即可。在這種加密方式中，數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過的節(jié)點是基于接收地址進行加密的，所以，通常情況下，接受地址是不進行加密的，以保證數(shù)據(jù)實現(xiàn)加密。端到端加密方式傳輸效率高、穩(wěn)定性比較好，即使在數(shù)據(jù)傳輸過程中有節(jié)點出現(xiàn)損壞，數(shù)據(jù)安全的有效傳輸也不會受到影響，因此，該加密方式的應用比較廣泛。這種加密方式的弊端是不能隱藏數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)出點及接收點，因此，如果數(shù)據(jù)信息一旦被竊取，那么密文被破解的風險就會增大，所以，依靠這種方式進行數(shù)據(jù)傳輸需要考慮到傳輸?shù)娜毕荨?/p>

4 結(jié)語

在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，進行數(shù)據(jù)加密是常用的數(shù)據(jù)信息保護方式，鏈路加密、節(jié)點加密以及端到端加密形式雖然能在一定程度上保證數(shù)據(jù)傳輸過程中的完整性及安全性，但是都存在一些不足之處，需要計算機技術研發(fā)人員不斷進行加密技術研發(fā)，使計算機網(wǎng)絡環(huán)境更加安全，保證數(shù)據(jù)信息的傳輸安全。