基于UDP传输的大数据加解密技术

◆任 雁



基于UDP传输的大数据加解密技术

◆任 雁

（长治学院计算机系 山西 046011）

在网络传输日益频繁的今天，数据文件的加密技术，显得尤为重要，是数据安全传输的有效保障，本文首先对网络数据的加密方式进行了分类概述，对大文件（格式不限）的实时加解密进行了深入探讨及具体实现，使UDP协议不仅在大数据的可靠传输上，同时也在安全性上得到了充足保障。

UDP传输；加密；解密

0 前言

数据加密，是通过特定的加密算法和密钥，将可识别的文件转化为不可读的密文，数据解密与之相反，将不可读的密文转化为可读的明文。数据加解密在现实中有广泛的应用，它是对数据信息在网络传输中进行保护的最有效手段。早期，密码只针对文字等简单信息进行加、解密，但随着技术的发展与进步，现在，对语音、图像等复杂的数据类型都可进行加、解密转换。本文提出的方法可以对任意类型、任意大小的数据文件进行加、解密处理，为UDP大数据的传输提供了安全保障。

1 数据加密算法分类

1.1对称加密算法

是指在加、解密的过程中，都使用相同的密钥进行加解密的算法，该算法的优点是加解密过程的高效率，及使用长密钥时破译困难。

1.2 非对称加密算法

是指在加、解密的过程中，使用不同的密钥进行加解密的算法，密钥分公钥和私钥，公钥是公开的，用于加密过程，私钥是不公开的，用于解密过程，解密一方只需要保管好自己的私钥即可，非对称加密的优点是密钥的隐蔽性更强，但缺点是其加解密的效率要远远低于对称加密。

1.3 Hash算法

Hash算法比较特别的地方在于，它是一种单向算法，即通过Hash算法对目标数据生成一段特定长度且唯一的Hash值，但却不能通过这个Hash值逆向获得源信息。

2 技术实现

本文使用C++代码来具体实现，因为是对任意大小、任意格式的文件进行加、解密，考虑到过程的时效性，本文主要采用效率更高的对称加密算法，密码可以由用户自行设定和输入，系统根据用户输入的密码生成密钥，在创建密钥的过程中，还使用了Hash算法，之后使用密钥对源文件进行加解密处理，最终将结果创建为新的文件。

2.1 声明数据类型

首先，在头文件中声明相关数据类型，包括文件指针、密钥对象、Hash对象、缓存大小等，同时声明相关函数，例如初始化函数BOOL InitCrypt();加密前处理函数BOOL CryptProcess(CFile*lpSourceFile,CFile*lpDestFile,LPSTRlpPassword);加密函数BOOL JiaMiFile(CFile* lpSourceFile,CFile * lpDestFile,LPSTRlpPassword)等。

2.2 获取源文件扩展名

因为是对任意类型文件进行加、解密处理，所以需首先获取源文件扩展名，kuozhanming=PathFindExtension((LPCWSTR) FilePathName);同时创建相同类型空文件，用来存放加密后内容数据。

2.3处理数据长度及分配内存空间

相关初始化工作（包括创建上下文、创建Hash对象等）结束后，还需定义一次处理数据长度m_dwBufferLen=m_dwBlock Len+ENCRYPT_BLOCK_SIZE;及分配相应内存空间m_pbBuffer=(BYTE*)malloc(m_dwBufferLen)。

2.4密钥生成

在正式加密源文件前，还需将用户输入的密码转化为Hash数据CryptHashData(m_hHash, (BYTE*)lpPassword, strlen(lp- Password),0);并生成密钥CryptDeriveKey(m_hCryptProv, ENCRYPT_ALGORITHM,m_hHash,KEYLENGTH,&m_hKey)。

2.5文件加密

正式加密开始后，需将源文件逐段加密：

CryptEncrypt(m_hKey,0,eof==m_hSource->GetPosition(),0,m_pbBuffer,&m_dwCount,m_dwBufferLen)；

并将加密后的数据放入目标文件：

m_hDestination->Write (m_pbBuffer,m_dwCount);

直到源文件全部读取完毕，自此，源文件已全部加密为不可读的密文，存放于一个新的文件中。

2.6解密处理

解密的过程与此相反，需逐段读取密文：

m_dwCount=m_hSource->Read(m_pbBuffer,m_dwBufferLen);同时进行解密处理：

CryptDecrypt(m_hKey,0,eof1==m_hSource->GetPosition(),0,m_pbBuffer,&m_dwCount)；并将解密后的数据段存入指定文件m_hDestination->Write(m_pbBuffer,m_dwCount);直至整段密文被读取完毕。

3 结语

UDP协议是面向非连接的传输协议，其优点是传输的实时高效性，占用系统资源相对较少，但其缺点是传输协议对数据本身的完整性缺乏有效保证。所以，除通过收发确认、延时重发等有效机制确保传输数据的完整性外，本文通过特定加、解密算法，大大增强了传输数据的安全性，使UDP协议在大数据传输实际应用中，不仅能发挥其传输过程的高效性，还能有效保障其传输数据内容的安全性。

数据文件的加、解密技术，在现实中有广泛的应用，它可以有效保障数据内容在传输过程中的隐秘性、安全性，同时结合UDP协议不仅可以实现点对点的穿透，还可以确保大文件实时传输的完整性及内容的安全性，在网络应用日益普遍的今天，提供了诸多便捷。

[1]卢开澄编.著计算机密码学[M].清华大学出版社, 2003.

[2]黄河明.数据加密技术及其在网络安全传输中的应用[D].厦门大学:硕士学位论文，2008.

[3]王全民，周清，刘宇明等.文件透明加密技术研究[J].计算机技术与发展，2010.