數據加密技術在計算機網絡安全中的應用研究

摘要：數據加密技術在數據流通環節扮演著核心角色，不僅能夠維護用戶個人資料的私密性，還能夠有效抵御外來病毒的侵襲，確保企業商業信息的安全性。探討了數據加密技術在計算機網絡安全領域的實踐應用，通過加強數據加密技術在確保計算機網絡安全與穩定方面的作用，實現計算機網絡環境的全面安全防護。

關鍵詞：數據加密技術；計算機網絡安全；應用研究

中圖分類號：TN918.4；TP393.08 文獻標識碼：A

0 引言

運用數據加密技術可實現信息的加密處理，從而確保信息的安全性。當前，數據加密技術已被廣泛應用到各個領域，借助加密算法對存放在硬盤、數據庫等存儲媒介上的數據實施加密操作，能夠有效阻止黑客采取入侵系統或盜取實體媒介等手段竊取機密數據。為更充分地挖掘數據加密技術的潛力，并切實維護計算機網絡的安全，探討數據加密技術在網絡環境下的應用具有重要意義。

1 數據加密技術概述

為了避免數據傳遞過程中出現泄露問題，常使用密鑰或函數加密方法將原始信息轉換為不可讀的密文。接收方需借助特定密鑰才能解密密文，恢復原信息。目前，數據加密技術蓬勃發展，相關研發和實際應用越來越成熟，其具有顯著的實際應用價值[1]。

1.1 端對端加密技術

端對端加密（end-to-end encryption，E2EE）機制是通過計算機對敏感數據進行加密處理，確保數據以密文形式流通。此技術廣泛應用于即時通信軟件、電子郵件服務以及云端存儲等領域。通過實施端對端加密，能夠有效應對節點破壞導致的信息缺失問題，從而確保數據完整無損地進行傳輸。

1.2 對稱加密技術

對稱加密技術又稱為共享密鑰加密，即通信兩端均采用同一密鑰進行信息的加密與解密操作。具體流程：發送端利用密鑰將數據加密后傳輸至接收端，接收端則使用相同密鑰對接收的數據進行解密，從而恢復原信息[2]。主流的對稱加密算法有數據加密標準（data encryption standard，DES）和高級加密標準（advanced encryption standard，AES），DES和AES算法對比如表1所示。

對稱加密方法以其快速加密和高效處理能力，在大規模數據加密領域展現出顯著優勢，但其在實際應用中面臨的核心挑戰在于密鑰的安全管理。為了維護傳輸過程中的數據安全，采用對稱加密技術時必須確保密鑰的妥善保護。

1.3 非對稱加密技術

非對稱加密技術也稱為公鑰基礎設施（public key infrastructure，PKI），其引入了獨特的加密與解密機制，允許信息的發送者和接收者分別使用一對不同的密鑰——公鑰用于加密信息，而私鑰則用于解密。這種技術基于互聯網密鑰交換（internet key exchange，IKE）協議，使得通信雙方無須直接共享密鑰即可實現數據安全傳輸，從而極大地提高了網絡通信的安全性與便捷性。

2 數據加密技術在計算機網絡安全中的應用

2.1 在計算機系統中的應用

（1）驅動加密技術的應用。基于應用導向的驅動加密策略，用戶能夠依據個性化要求執行信息加密操作，同時確保系統運行流暢。通過此技術，用戶能夠高效執行計算機系統的登錄、數據訪問授權等安全任務，從而實現對系統驗證流程的控制。在僅依賴口令認證模式下，需要對服務器與登錄用戶同步實施加密認證程序，以確保用戶能夠安全接入計算機系統。

（2）磁盤加密技術的應用。磁盤加密技術主要負責對系統運行環境進行加密處理。相較于其他方式，磁盤加密技術的最大特點在于無須密鑰提供支持且無法直接用于內部數據加密。同時，加密完成之后，系統正常啟動，用戶可以得到明文形式的數據。在應用該技術實現安全管理目標時，需要關注訪問權限設置這一環節并基于需求科學設置權限，從而保證其充分發揮作用。

2.2 在網絡傳輸中的應用

（1）節點加密技術的應用。在計算機網絡防護領域，采用節點加密技術能夠有效地整合節點加密和在線加密這兩種方式，從而實現對數據信息流通路徑的精確管理，顯著降低網絡傳輸過程中數據遺失的風險。這一技術的應用原理與鏈路加密相似，都需要先在中間節點對數據進行解密，然后再進行重新加密。與鏈路加密不同的是，節點加密技術無須額外配置專門的加密裝置，它利用網絡接口卡中的安全模塊來執行數據加密工作，并確保節點內的所有數據都始終保持加密狀態。

（2）鏈路加密技術的應用。利用鏈路加密機制能夠精心設計網絡通道的傳輸策略，并迅速執行特定鏈路的加密任務，確保所有流通數據以密文狀態傳遞。此技術的加密過程簡單易行，無須額外步驟，僅需在調制解調器（modulator-demodulator，modem）或節點間部署密碼硬件即可，在采用此方法加密之前，必須確保網絡傳輸鏈路處于同一網絡環境下且正常運行。

2.3 在網絡信息提取中的應用

非門模式可以將明文信息的每個字符轉化為特定數值代碼，通過特定的邏輯電路對代碼進行運算，得到結果后再按照一定邏輯再次轉換回字符形式，以得到加密信息。

與門模式則基于與門邏輯原理，其主要負責描述和實現其他邏輯門的功能。在某些加密算法中，采用與門模式對明文信息與密鑰進行位級邏輯處理以及按照邏輯規則進行運算，即可以實現加密操作。

或門模式則依托于或門的邏輯結構。在應用此模式時確保每一比特的明文信息和密鑰均被視為輸入信息，之后應用多個或門實現對輸入信息的邏輯分析和運算，完成后的輸出結果則代表加密之后的密文數據。借助或門模式邏輯結構實現網絡信息數據提取時，關鍵在于深入理解用戶的需求以及加密策略，并據此設定合適的加密強度等級。

2.4 在網絡數據庫中的應用

利用 Windows 或 Unix 等高級操作系統，數據庫能夠高效地實現信息傳輸與共享，但系統安全防護不足，易遭受不法分子入侵而引發關鍵信息泄露。盡管數據庫簡化了信息檢索、傳輸及存儲過程，但是其較低的安全性使得大量敏感信息面臨非法侵擾的風險。在實踐操作中，為提升信息及內容的保護級別，常采取二次加密策略，包括對訪問權限進行嚴格控制，確保只有持有密鑰的內部人員才可以接觸數據，以此有效遏制信息泄露及惡意篡改。非對稱加密與對稱加密各有其優勢和局限性，加密領域的專家傾向于將二者融合使用，以實現最佳加密效能。

2.5 在局域網中的應用

計算機網絡分為計算機和網絡兩個主要部分。計算機便是電腦，一切利用網絡技術開展的工作都需要將電腦作為載體，通過屏幕呈現相關數據，并在設置好程序之后，實現數據運算和智能系統執行工作。軟件和硬件共同組成計算機系統開展相關程序運作處理。而對于網絡而言，需要關注網絡拓撲結構和連通性的遠近兩個方面，綜合考慮網絡節點的連接布局形式以及其實際距離對網絡性能的影響，結合實際需求和環境情況，科學配置網絡，選擇適宜的網絡拓撲結構，在滿足網絡業務需求的同時，達到保密要求。相較于傳統的專有網絡，基于路由器的Wi-Fi網絡能提供更為便捷、高效的用戶體驗，使用戶輕松實現快速、安全且高效的網絡接入。

2.6 在軟件設計中的應用

為適應日益增長的需求并提升軟件的可靠性，強化軟件安全性成為當務之急。數據加密技術被廣泛用作防范安全威脅的重要手段，一旦識別出安全漏洞，會立即啟動補救策略，并對關鍵文件、加密文件等實施動態監測，以保障軟件的安全環境[4]。

2.7 在數字簽名認證中的應用

當個體用戶進行互聯網相關活動時，其傳輸的信息會受到數字簽名驗證系統的保護，以確保信息的真實性和安全性。在數據交互前，利用用戶的個人密碼增強安全性，并對所有資料實施加密處理。當前，數字簽名驗證的應用大致可劃分為兩類：一類專注于商業領域的數字安全防護；另一類則更側重于維護個人隱私的安全性。

數字簽名驗證已廣泛應用于公共事務管理中。隨著我國公共服務行業的不斷壯大，網絡支付的規模與交易量正迅速攀升。有效利用數字簽名技術不僅能夠大幅提升各類業務處理的安全性，還能夠極大地優化業務流程的效率[5]。

3 結論

數據加密技術在確保計算機網絡環境下的數據安全方面扮演著至關重要的角色，一方面為維護數據傳輸過程的完整性提供保障；另一方面可以有效避免數據泄密、被攻擊或被惡意篡改的問題，從而確保信息的安全性。本文深入探討了多種關鍵的數據加密技術，包括端對端加密、對稱加密以及非對稱加密技術在網絡安全領域的應用，旨在進一步推廣數據加密技術，并為計算機網絡的安全運行提供強有力的支持。

參考文獻

[1] 姜森. 數據加密技術在計算機網絡安全中的應用研究[J]. 網絡安全技術與應用，2024（4）：31-32.

[2] 程光德. 數據加密技術在計算機網絡安全中的應用研究[J]. 信息記錄材料，2024，25（2）：84-86.

[3] 閆啟月. 基于數據加密技術在計算機網絡安全中的實踐研究[J]. 信息記錄材料，2024，25（2）：109-111.

[4] 張富瑞，李軍丹. 數據加密技術在計算機網絡安全中的運用[J]. 軟件，2024，45（1）：149-151.

[5] 閆軍. 數據加密技術在計算機網絡信息安全中的應用研究[J]. 信息記錄材料，2023，24（9）：152-154.