加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)安全中的應(yīng)用

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摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展，應(yīng)用到人們的生活和工作的方方面面。在信息時(shí)代，信息爆炸式增長，為了保護(hù)計(jì)算機(jī)中的重要信息，提出了對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行加密的技術(shù)，以此來防止黑客和病毒的入侵，達(dá)到保護(hù)信息的目的。信息加密技術(shù)一經(jīng)提出就引起了人們的關(guān)注，并且獲得了不少成果，數(shù)據(jù)加密技術(shù)就是其中一項(xiàng)安全性能較好的加密技術(shù)。本文主要對(duì)數(shù)據(jù)加密技術(shù)進(jìn)行研究，探討其在計(jì)算機(jī)安全中的應(yīng)用，分為闡述數(shù)據(jù)加密的相關(guān)概念、分析目前計(jì)算機(jī)的主要安全隱患和數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)安全中的具體應(yīng)用三個(gè)方面，希望為數(shù)據(jù)加密技術(shù)更好的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)安全中提供理論依據(jù).

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)加密;計(jì)算機(jī)安全;隱患;應(yīng)用

在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一個(gè)重要的信息通信媒介，應(yīng)用的范圍越來越廣，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有開放性和共享性的特征，不可避免的就存在網(wǎng)絡(luò)安全問題，為了保護(hù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)加密技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展就成為了一種必然趨勢(shì)，面對(duì)種類各異的網(wǎng)絡(luò)安全威脅，如果沒有一定的保護(hù)措施，網(wǎng)絡(luò)安全出現(xiàn)問題將會(huì)嚴(yán)重影響人們的工作和生活，計(jì)算機(jī)加密技術(shù)就成為了保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息完全的主要手段，設(shè)計(jì)者針對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行全面的提升，在數(shù)據(jù)傳輸上，保證數(shù)據(jù)的完整性，通常采用的加密技術(shù)主要是置換加密法和對(duì)稱加密法。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，加密技術(shù)也在不斷完善，數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息上有著更可靠的作用。

1數(shù)據(jù)加密技術(shù)的相關(guān)概述

數(shù)據(jù)加密技術(shù)的原理是運(yùn)用已有的密碼算法把重要信息或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有密匙的信息設(shè)置，通過密匙來保護(hù)計(jì)算機(jī)中的文件和數(shù)據(jù)信息。伴隨著科技的進(jìn)步，數(shù)據(jù)加密技術(shù)也在不斷完善，目前應(yīng)用最為廣泛的數(shù)據(jù)加密技術(shù)就是節(jié)點(diǎn)加密、鏈路加密和端口加密。在各個(gè)行業(yè)中，金融行業(yè)是使用數(shù)據(jù)加密技術(shù)最為廣泛的行業(yè)。數(shù)據(jù)加密技術(shù)分為兩種，一種是對(duì)稱加密技術(shù)，另一種是非對(duì)稱加密技術(shù)。對(duì)稱加密技術(shù)和人們的生活聯(lián)系比較密切，又被稱為共享密匙加密，主要分為三種加密方式，分別是AES、IDEA和DES。對(duì)于二元數(shù)據(jù)的加密通常使用DES數(shù)據(jù)加密方式，DES數(shù)據(jù)加密方式是通過對(duì)64位數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并設(shè)置相應(yīng)的密碼。在對(duì)稱加密技術(shù)的使用時(shí)，接受方和發(fā)送方在整個(gè)過程中都要進(jìn)行解密和加密，有一個(gè)共同使用的密匙，密匙只要沒有丟失，數(shù)據(jù)就會(huì)受到保護(hù)。在非對(duì)稱加密技術(shù)中，因其特征又被稱為公匙加密，不同于對(duì)稱加密，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的雙方同時(shí)進(jìn)行加密和解密工作，其中不對(duì)稱密匙分為公開密匙和私有密匙兩類。當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展還不足以通過公匙推算出私匙，所以相關(guān)數(shù)據(jù)信息是比較安全的。

2造成網(wǎng)絡(luò)隱患的主要因素

2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身存在的安全隱患

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)迅速普及到人們的日常生活中，而使計(jì)算機(jī)能夠正常運(yùn)行就需要操作系統(tǒng)，目前世界上已有的操作系統(tǒng)主要有Windows系統(tǒng)!蘋果的Mac系統(tǒng)和Lin-ux系統(tǒng).其中Windows系統(tǒng)占據(jù)了百分之九十的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng)科技的發(fā)展改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，網(wǎng)絡(luò)金融業(yè)務(wù)越來越普及，與人們的個(gè)人利益關(guān)系密切，黑客通過侵入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來盜取人們的資產(chǎn)。因?yàn)閃indows系統(tǒng)的普及，黑客們專門研究如何攻破Windows系統(tǒng)，針對(duì)Windows系統(tǒng)研發(fā)專門的病毒，通過病毒入侵來盜取計(jì)算機(jī)用戶的財(cái)產(chǎn)和其它信息。除了黑客供給，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身也存在著安全隱患。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由代碼組成，代碼的接口通常存在一些漏洞，這不可避免的給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來了安全隱患，面對(duì)這些漏洞，需要不斷得根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際情況來進(jìn)行補(bǔ)丁升級(jí)，修復(fù)漏洞，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全指數(shù)。

2.2互聯(lián)網(wǎng)給計(jì)算機(jī)帶來的安全隱患

近些年互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展十分迅速，人們的日常生活和工作已經(jīng)離不開互聯(lián)網(wǎng)了，互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活方式，從政府機(jī)關(guān)到企業(yè)和個(gè)人家庭，都在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)在給人們帶來便利的同時(shí)，也因?yàn)樗拈_放性和共享性，存在著很大的安全隱患?；ヂ?lián)網(wǎng)連接著非常多的計(jì)算機(jī)用戶，黑客通過攻克一個(gè)計(jì)算機(jī)用戶，就可以設(shè)計(jì)出攻破其它用戶的計(jì)算機(jī)病毒。歷史上重大的計(jì)算機(jī)安全事件都是通過互聯(lián)網(wǎng)造成的。

2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全隱患

企事業(yè)單位在使用互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候都會(huì)儲(chǔ)存數(shù)量眾多的資料，為了管理這些資料，通常會(huì)建立自己的數(shù)據(jù)庫，雖然數(shù)據(jù)庫的安全性比一般個(gè)人的用戶安全性高，但是仍然存在著很大的安全隱患。并且，一旦黑客突破了數(shù)據(jù)庫的保護(hù)，就會(huì)盜取企業(yè)大量的資料，這對(duì)企業(yè)來說無疑是巨大的損失，并且是十分危險(xiǎn)的，除了會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失外，另外像阿里巴巴、京東等這樣的電商數(shù)據(jù)庫被攻擊后，還會(huì)丟失很多的用戶資料，給用戶帶來重大損失。

3數(shù)據(jù)加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)安全中的應(yīng)用

3.1在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用

WindowsNT和Unix系統(tǒng)是沒有加密的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)安全技術(shù)較低，很容易受到不同程度的攻擊。為了保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的安全，就需要應(yīng)用數(shù)據(jù)加密技術(shù)，在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)加密技術(shù)通過方位權(quán)限或者秘匙口令來獲得加密技術(shù)，主要用來防止計(jì)算機(jī)受到來自網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊。在使用計(jì)算機(jī)的過程中，數(shù)據(jù)加密技術(shù)可以很好的保障計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，但是目前流行的?shù)字簽證還沒有辦法解決。在應(yīng)用數(shù)據(jù)加密技術(shù)的同時(shí)，還要對(duì)機(jī)密和重要文件進(jìn)行人工檢查，確保文件保密性。

3.2在電子商務(wù)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使電子商務(wù)走進(jìn)人們的生活，改變了人們的消費(fèi)方式，電子商務(wù)不僅促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，還幫助我國企業(yè)走向國際。在電子商務(wù)發(fā)展的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全問題也突顯了出來，一旦丟失信息，不僅會(huì)對(duì)企業(yè)造成損失，還會(huì)影響到用戶的財(cái)產(chǎn)信息安全，所以將數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用到電子商務(wù)領(lǐng)域很有必要。目前，電子商務(wù)主要通過采用SSL和SET安全協(xié)議來保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，通過數(shù)字簽證和數(shù)字簽名來進(jìn)行計(jì)算機(jī)加密，從而提高電子商務(wù)的安全性。

3.3在虛擬專用網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

虛擬專用網(wǎng)絡(luò)在企事業(yè)單位中應(yīng)用的較多，多數(shù)企事業(yè)單位都有自己的局域網(wǎng)。在不同地區(qū)的部門，想要進(jìn)行數(shù)據(jù)共享就需要通過專用線路來連接局域網(wǎng)，核心技術(shù)主要是以VPN的應(yīng)用價(jià)值，加密方式主要是用密文的方式來連接互聯(lián)，一旦密文達(dá)到謎底的VPN。在虛擬網(wǎng)絡(luò)中，密文的傳輸還取決于自動(dòng)解密的方式。目前，數(shù)字簽證是企事業(yè)單位應(yīng)用最廣泛的，在數(shù)據(jù)簽名技術(shù)中，簽名技術(shù)是一種比較高級(jí)的方式。加密技術(shù)被應(yīng)用在私用領(lǐng)域和公用領(lǐng)域兩個(gè)方面，上文對(duì)其具體技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在公安系統(tǒng)中，對(duì)于簽證技術(shù)的應(yīng)用要多于在企業(yè)中的應(yīng)用，在這里我們主要對(duì)簽證技術(shù)的算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的分析。

4計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)加密技術(shù)算法結(jié)構(gòu)分析

AES算法采用的是對(duì)稱的多為密匙，在目前的技術(shù)下，最常見的是128位和192為的密匙，某些企業(yè)中還擁有256位的，雖然位數(shù)不同，但是都用128字節(jié)進(jìn)行分組和解密。在AES秘匙中，主要采用的是相同的數(shù)據(jù)解密秘匙，通過循環(huán)的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)迭代加密，在循環(huán)過程中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)替換和置換輸入。其加密過程是利用一個(gè)128字節(jié)的方陣分組，將其復(fù)制到狀態(tài)數(shù)組，加密每進(jìn)行一次或者加密技術(shù)每增加一步，都會(huì)改變加密的數(shù)據(jù)信息，這樣動(dòng)態(tài)的加密增大了解密的難度，并且生成的狀態(tài)數(shù)組還會(huì)被復(fù)制成為輸出矩陣。在128字節(jié)的方陣中，密匙通常呈4個(gè)字節(jié)、44個(gè)字的排列方式。AES有四步基本的算法步驟，分別為行移位、字節(jié)替換、加密密匙和列混合。AES的加密法以非線性的加密為主，通過逐一替換來進(jìn)行字節(jié)替換，在輸出列上分別選擇了四個(gè)高位代表行業(yè)和低位代表行值，產(chǎn)生了加密秘匙和公開秘匙兩種，對(duì)于阻止一般的病毒攻擊十分有效。在非線性加密方法中，最主要的算法特點(diǎn)還包括循環(huán)位移。AES加密法中，一般采用首行固定，第二行順移的方法，使得接收秘匙沒有規(guī)律性，完成了循環(huán)位移后，就會(huì)顯現(xiàn)加密方法，將AES加密順位位移定位到4個(gè)字節(jié)和4的倍數(shù)個(gè)字節(jié)上，在不同行，倍數(shù)的數(shù)值也不盡相同，以此來保證輸出的準(zhǔn)確性。之后就要對(duì)算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行列混合。單純通過順位位移的方式還不足以滿足對(duì)全部網(wǎng)絡(luò)攻擊的預(yù)防和處理，還要處理加密秘匙列。具體操作就是以某一個(gè)單列的4個(gè)元素作為基本系數(shù)，將其合并為有限域的某一個(gè)多項(xiàng)式，并通過多項(xiàng)式進(jìn)行乘計(jì)算。在交換的過程中輸出位和輸入位是有一定聯(lián)系的，數(shù)置換的手段是一樣的。對(duì)于應(yīng)用最廣泛的函數(shù)加密秘匙來說，解密過程本身就存在一定的不足，要求我們整合加密和解密的平臺(tái)，雖然浪費(fèi)了一定的時(shí)間，但是還是取得了不錯(cuò)額效果的。最后的過程就是完成秘匙加密，在經(jīng)過上述幾個(gè)步驟之后，就會(huì)產(chǎn)生許多秘匙組，想要得到需要的秘匙，就要對(duì)原始矩陣進(jìn)行運(yùn)算。加密秘匙的難度也分為好幾個(gè)等級(jí)，很多企事業(yè)單位都使用對(duì)稱簡(jiǎn)單的秘匙，但是實(shí)際上這種最為常用的秘匙方式，可以有效減少接受信息方的時(shí)間，還能夠確保安全性，因此被廣泛應(yīng)用于銀行等對(duì)安全要求較高的行業(yè)中。

5結(jié)論

計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了大量的機(jī)會(huì)，在帶來豐富的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些不可忽視的網(wǎng)絡(luò)安全問題，因此通過數(shù)據(jù)加密技術(shù)的發(fā)展，將數(shù)據(jù)加密技術(shù)應(yīng)用到社會(huì)生活中，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全，降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)。

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作者:劉博 單位:河南檢察職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部