基于排序優化算法的通信信息加密存儲方法

謝瑞

（92493 部隊，遼寧 葫蘆島125000）

在越來越多的人使用互聯網的情況下，用戶的信息也存在著被泄露的威脅，網絡安全已經成為不可忽視的問題。排序優化算法就是指，將一串記錄，按照所要求的排列方法，通過記錄中的某些關鍵字的大小來進行排序。在大數據方面，一個優秀的排列算法，可以節省下大量的時間及資源[1]。所謂存儲加密，就是一種數據庫的安全技術，在主程序進行加載拓展插件時，將數據信息存儲前進行加密，從而實現信息的加密存儲。

1 通信信息加密儲存方法

運用排序優化算法實現通信信息加密儲存主要從通信區塊鏈通信幀量、排序區塊鏈信息、信息加密存儲密鑰三個方面進行，如圖1 所示。

圖1 通信信息加密儲存流程

1.1 明確通信區塊鏈通信幀量

在排序優化算法的作用下，在通信信息加密存儲的過程中，數據庫整體結構會不斷地被原有的存儲值域進行擴充。但在一般情況下，初始化操作之后，通信信息還處在緩存的階段，為了滿足數據庫對信息的調取需要，在這個階段還會繼續消耗表單。少數的表單會與周圍的通信信息完成物理結合，會按照區塊鏈節點的位置，以此來形成滿足加密存儲條件的數據庫結構[2]。在通信信息傳送通道中就不再存在表單結構。所以，明確通信區塊鏈通信幀量，可以避免數據庫由于信息存在不足，而導致誤差存儲加密的行為。為了彌補數據信息不足問題，通信幀量就會通過不斷地優化衍生，計算區塊鏈通信幀量的值域范圍，計算公式如下所示。

在式子（1）中，r 表示信息存儲條件數據庫的上限數值；l 表示信息存儲條件數據庫的下限數值；y 表示數據庫中的表單數；i 表示在傳輸節點上的位置參量；α 表示在通信信息加密存儲中在區塊鏈上可傳輸的最大物理量。

1.2 排序優化算法排序區塊鏈信息

使用排序優化算法對信息進行排序時，就是按照信息的關鍵詞數據的大小，根據排列要求，遞增或者遞減地將數據進行排序。對通信信息進行排序可以分為內部與外部，若通信信息數據量小時，則采用內部排序，直接在內存中運行排序，若通信信息數據量大時，選擇采用外部排序。這種排序方法可以使得數據庫內存進行最優化運行。在內部排序中，冒泡排序和插入排序是最穩定的排序方法，且兩者平均時間復雜度、好壞情況、空間復雜度都較為一致。冒泡排序是一種排序算法，對所有數據重復走訪，一次比較兩種信息，若兩種信息排列錯誤就會進行重新排序交換，重復走訪所有信息，直到沒有再重新需要排序的信息，說明信息排序已經完成[3]。

在程序運行期間，若排序中，不存在交換元素，則此排序結束。在進行下一次排序時，則選擇從有交換元素的位置進行重新排序，這樣可以更加優化程序，使得區塊鏈信息得以快速進行排序。在外部排序中，需要應用的為歸并排序、計數排序以及基數排序。

1.3 生成信息加密存儲密鑰

構建通信信息加密存儲密鑰，采用的排序優化算法進行數據庫信息的自動適應分類以及設計向量化編碼，且在此密鑰中引入隨機數，增強該密鑰安全性能。下列式子為加密樣本映射表達式：

其中，Ej-1和Tj-1表示為兩組64bit 數據的個位串輸入；j 表示為迭代運算輪次，取值為j(1,2,3......16)；Ej表示為左32bit 數據串；Tj表示為右32bit 數據串；按照上述公式（3）生成信息加密密鑰。再根據排序優化算法，建立通信信息存儲密鑰，我們還是將密文分組長度設為64bit，將密文分成兩組，每組32bit 數據，對每組32bit 數據進行16 組函數計算，可以得到16 個子密鑰，計算得出信息的存儲密鑰。

1.4 設計信息加密存儲方法

在信息的傳輸過程中，緩存的數據，會根據區塊鏈節點的位置自發集合，需要保證區塊鏈的通信幀量不能出現物理性的偏差。之后將整體較為散亂的信息整理成為數據包的形式進行傳輸。數據庫的值域范圍會出現一定程度的上升，我們需要避免的是存儲空間進行整體閑置。在通信信息加密存儲的過程中，首先一定要對通信信息進行冗余信息處理，而后進行存儲，在進行冗余信息處理后才可以寫入需要加密的通信信息。在加密時，一共使用16 個密鑰，進行加密擴展運算。每使用一個密鑰加密后，需再使用另一個密鑰加密，直至16 個密鑰被全部使用，達到通信信息的加密處理。整合上面論述的所有理論依據，完成基于排序優化算法的通信信息加密存儲方法的設計。

2 實驗論證分析

為了科學、直觀地測試基于排序優化算法的通信信息加密存儲方法的有效性，本文設計對比實驗，進行加密方法性能測試，記錄使用兩種加密方法的加密耗時。將本文方法設置成實驗組，將傳統方法設置成對照組。分析比較兩組實驗，在通信信息相同的情況下，對比完成信息加密所消耗的時間。本次實驗進行20 組測試，下圖為20 組測試時間對比圖。

如圖2 所示，本次實驗進行20 組測試，對照組，通信信息加密上所耗時間在2s-3s 中間，且波動性較大。實驗組通信信息加密上所消耗的時間均在1s 左右，比對照組所消耗的時間快了一倍左右。表1 為此次20 組實驗時間消耗統計表。

圖2 兩組方法通信信息加密所耗時間對比圖

根據表1 中的數據發現，對照組的第19 組和第20 組出現了沒有數據的情況，經實驗人員查探，發現在進行第19 組通信信息加密時，設備內存出現故障，導致后兩組沒有結果，我們將實驗組去掉第19 組和第20 組進行比較。通過計算統計，實驗組前18 組測試通信信息加密的所耗平均時間為1.033 秒，而對照組信息加密所耗平均時間為2.671 秒。對照組比實驗組所耗的時間增加了1.638 秒。綜合上述實驗測試結果可知，基于排序優化算法在進行通信信息加密上所耗時間少，此方法比傳統方法性能更好。

表1 兩組實驗通信信息加密所耗時間統計表

結束語

本文基于排序優化算法對通信信息加密存儲方法進行了設計，本文的設計方法比傳統的方法在進行通信信息加密上更為優秀，在相同條件下，本文方法在通信信息加密上所消耗的時間最少。但本文沒有考慮到在排序上存儲數據成份模糊的因素，今后需參考多種因素進一步進行實驗探究。希望本文的研究能夠為數據安全提供新的思考路線。