数据加密技术在计算机网络安全中的应用

曾金发

摘 要：计算机加密技术起源于计算机发展伊始，随着人们对计算机安全的重视，也随着科技条件的不断完善，计算机加密技术更加先进与完善。所谓计算机加密技术，就是通过秘钥等方式对计算机使用权进行加锁，确定计算机使用对象，减少计算机的不合理使用与来自网络的攻击、计算机数据加密具有多种形式，在计算机网络安全中起着十分重要的作用。同时，计算机加密技术也是网络应用频率增加和信息量增加的必然结果，基于加密技术的重要性，具体分析了计算机数据加密技术的类型与其特点，并且主要强调了加密技术的应用，旨在为计算机安全提供理论依据。

关键词：数据加密；计算机网络安全；面向链接；应用

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.23.136

数据加密及时是信息时代的一种必然趋势，网络已经成为人们工作和生活中不可或缺的一种方式，在运行过程中，网络活动的类型越来越多，而网络所面临的安全威胁也越来越多。计算机网络传输已经渗透到教育、商务、银行甚至整个企业链中。在计算机应用范围不断扩大的今天，计算机加密技术如何实现就成为保证计算机安全的主要手段。为达到这一目标，设计者对计算机安全进行了全面的提升，在数据传输上，保证了计算机数据的完整性，常用的加密技术算法主要为置换加密法和对称加密法。随着计算机的发展，加密技术将进一步完善，从而进一步确保计算机的使用安全。

1 计算机加密技术的算法

数据加密技术是一种通过一定的秘钥方式来限制登陆者权利的过程，在使用加密技术的计算机上，只有输入相关密码才能进行读取和使用。数据加密也保证了计算机对于外界的安全性，防止计算机受到来自网络的多种攻击。计算机加密技术将明文信息转化为不被读取的信息，使传输过程中的信息拦截无法获得客户信息。这种技术具有高度的安全性和隐秘性，在现代计算机信息传输中占据重要地位。计算机加密技术常使用固定算法，其中主要包括置换表算法、循环移位算法和循环冗余算法。首先，置换表算法是最难实现的计算机加密算法，是指将信息的数据转化为其对应的偏移量，并以表格的形式存在，形成加密文件进行传输。解密过程必须通过加密文件原文才能完成，这种加密算法简单有效，只要保证加密解密表的安全，减少人为偷盗，就能达到运行安全的目的。随着计算机加密技术的发展，还出现了一种改进的置换表算法，这种算法主要是应用了两个或者是两个以上的表格，表格的使用方式是随机使用，这加大了信息传输中密码破译的难度进一步确保了计算机运行安全。

另外，计算机加密技术的算法还包括循环移位和XOR操作算法。是指将数据的字节位置通过无规律性的改变获得全新的数据结构，使其在一个数据流内循环的移位，利用此XOR操作技术形成加密文件，此种译文很难被破译，且只能在计算机上操作，很好的避免了木马攻击。当然，常用的计算机数据加密算法为循环冗余校验算法。循环冗余以网络数据封包或电脑档案信息所产生的散列函数校验算法，位数为16位或者32位。在这一密文中，如果一位丢失或两位出现错误，但是相对于上述两种技术，循环冗余算法的技术也很难实现，对于操作的要求也较高，此种方式多用于大型企业的重要文件加密，对于个人电脑的加密技术则很少使用。

2 数据加密技术种类及其特点

要了解计算机加密技术，首先要了解其类型，以及相关特点。常用的计算机加密技术我对称加密技术，这一技术很容易掌握，具有一定的规律性。对称加密技术又被称为共享秘钥加密法。也就是信息的传输方与接收方使用统一的秘钥，对称加密技术方便了二者之间的交流，只要双方均为透露数据加密信息就可以确保安全。对称加密技术的基本算法包括DES、AES和IDEA三种。DES属于二元加密方法，采用对称的64位数据为密码，秘钥是其中的56位，另外八位用于奇偶校验。DES方法简单且高效，并且加密范围十分广泛，在电子商务和银行的转账系统中主要应用这种加密技术和算法。另外一种计算机加密技术为非对称加密技术或者是公钥加密技术，是指信息发送方和接收方使用不同的密钥进行以共有的加密秘钥和私有的解密秘钥两种形式而存在，在现有技术中，无法通过公钥推出私钥，这样就确保了私钥的安全。此种加密技术的核心是交换协议，在双方不须提前交换密钥就可实现通信，并且减少秘钥的安全隐患，确保了信息传输的绝对安全。其主要的算法为RSA和Diffie-Hellman等，RSA算法的应用最为广泛，目前，使用RSA算法的计算机加密技术可以很好的预防和抵制来自网络的安全威胁，以公钥算法最为著名。非对称加密技术不但可以应用于数据加密，还能够对身份进行验证，可以应用于公安部门的数据纷争和数字签名，未来这一技术将进一步发展，其应用领域将进一步扩大。

3 数据加密技术在计算机网络安全中的应用

3.1 数据加密技术应用于网络数据库加密

未加密的计算机网络系统是一种Windows NT和Unix，其安全技术较低，计算机安全通道容易受到来自不同程度的攻击。数据加密技术在网络数据库中的应用就显得尤为必要，在计算机数据库中，主要是用过方位权限或者秘钥口令来获得加密技术，主要应用于软件机密主要用于防止计算机受到阿里自网络病毒的侵袭，在计算机使用过程中，计算机数据加密技术能够很好的解决计算机信息数据传输安全问题，但对于目前流行的数字签证则无法解决，在企业中应用广泛。在这一过程中，要需要对加密文件进行检查，要求确保加密文件的保密性，在计算机的杀毒软件中，需要注意使用加密技术。

3.2 数据加密技术应用于电子商务

电子商务已经成为目前企业经济交易的重要方式，电子商务促进了社会的发展，使我国企业走向国际。电子商务过程中，安全是十分重要的一旦信息丢失，将给双方都带来损失，因此为了促进电子商务的发展，电子商务中主要使用的是ssl、set安全协议来确保计算机安全。并且使用数字签证与数字签名进行计算机加密，确保电子商务的安全。

3.3 数据加密技术应用于虚拟专用网络（VPN）

虚拟专用网络在企事业单位中的应用较为广泛，在目前的企事业单位中，多建有自己的局域网。如果处于不同的地区中，就需要租用一个专用路线来完成局域网之间的连接，其核心技术主要以VPN的应用价值，主要加密方式是以密文的方式来进行互联网连接，一旦密文达到谜底的VPN，在虚拟网络中，主要用于传输的密文还取决于自动解密方式。数字签证目前在多个企业中应用十分广泛，在数据签名技术中，签名技术是目前比较高级的一种方式。加密技术应用于私用和共用两种方式，对于其具体技术，上文已经做了具体的介绍，因此这里不做具体介绍。签证技术在公安系统中的应用频率还要大于企业中的应用。我们主要对其算法结构进行具体的分析。

4 计算机数据加密技术算法结构分析

AES算法是采用对称的多为秘钥组成，目前技术下常见的有128位和192位的秘钥，在一些企业中还有256位的，但依然使用128字节进行分组与解密。AES秘钥主要采用的是相同的数据解密及时，并且使用循环的结构来实现迭代加密，并在循环中重复替换和置换输入的数据。其具有的加密过程是利用一个128字节的方阵分组，同时将其复制到状态数组，每进行一次加密或者加密技术每增加一步，加密的数据信息就会发生改变，动态的加密加大了解密的难度，生成的状态数组会被复制为输出矩阵。在统一的128字节方阵中，通常子密钥为4个字节、44个字的排列。AES的算法步骤主要为字节替换、行移位、列混合以及加密密钥。我们注意对其进行解释。首先，AES加密法以非线性的加密为主，在采用字节替换上多以逐一替换为主，选择四个高位代表行业和四个低位代表行值组成输出列，产生公开秘钥和加密秘钥，通常针对一般的病毒攻击有效。

在上述非线性加密方法中，循环位移也是其主要算法特点。在AES加密法，多采用首行固定，第二行进行顺移的方式，这样可以保证接收秘钥的无规律性，在完成所有循环移位后，加密方法开始呈现出来，为了保证输出的正确性，将AES加密顺位位移定位4个字节以及4个字节的整倍数，但在不同行，倍数的数值不同。

接下来要对算法结构进行列混合。仅依赖顺位位移的方式还不能满足对全部网络攻击的预防和处理，还要对加密秘钥列进行处理。具体是以某一单列的4个元素为基本系数，合并为有限域的某一多项式，并依靠其来做乘计算，也就是在有限域条件下的矩阵加与乘运算。交换过程中，输出位与输入位之间具有一定的关系。数置换手段相同。函数加密秘钥的应用较为广泛，在解密过程中存在一定的不足，需要对加密和解密平台进行同步整合，浪费一定的时间，但效果还是不错。最后就是完成秘钥加密过程，通过上述几个步骤之后，就产生多个秘钥组，通过对原始矩阵的运算等就可以得到需要的秘钥。加密秘钥分为难度不同的秘钥，值得注意的是，在很多企业中使用的对称简单秘钥实际上是最为常用的秘钥方式，能够减少接收信息方的时间，同时确保安全，在银行等多个对安全要求较高的行业中均有应用。

5 总结

在运行过程中，网络活动的类型越来越多，而网络所面临的安全威胁也越来越多，数据加密及时是信息时代发展的必然，无论是在企业还是个人的活动中，计算机应用均离不开信息传输，要确保计算机信息传输的安全性，就要对其进行加密。通过某种算法来获得加密后的密文，供传输者或者传输者与使用者使用，这就是加密技术。总之，加密技术就是一种通过不同算法获得秘钥确保信息安全的吉顺，其主要算法为置换表算法、循环移位算法和循环冗余算法。数据加密技术可分为对称和不对称两种，目前不对称技术的应用还处于研究之中，对称技术在企业和事业单位中的应用较为广泛，可以实现对软件的加密，数据库的加密和数字签证的加密，也可以广泛的应用于国际电子商务。

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