关于网络隐私保护的数字信息加密技术

林玉香 段新东

摘 要： 针对当前循环编码加密算法的防破译能力不高的问题，提出基于同态码元频数检测的网络隐私保护数字信息加密技术。首先进行网络隐私保护对象的数字信息加密密钥构造，然后进行加密和解密的编码设计，采用同态码元频数检测进行数字加密的密钥优化，提高防破译水平，最后进行仿真实验。结果表明，采用该数字信息加密技术，加密深度较高，加密数据的破译率得到有效控制，性能优于传统方法，有效保障了网络隐私保护。

关键词： 隐私保护; 数字信息; 加密; 编码; 密钥; 码元

中图分类号： TN915.08?34; TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）09?0045?04

Abstract： Since the current cycle encoding encryption algorithm has poor anti?decoding ability， a homomorphic code element frequency detection based digital information encryption technology for network privacy protection is put forward. The digital information encryption key of network privacy protection object was constructed. The coding design was carried out for the encryption and decryption. The homomorphic code element frequency detection is used to optimize the secret key with digital encryption， and improve the anti?decoding level. The simulation experiment was conducted. The results show that the digital information encryption technology can improve the encryption depth， control the decoding rate of the encrypted data effectively， and guarantee the network privacy protection availably. The decoding rate of the proposed method is better than that of the traditional method.

Keywords： privacy protection; digital information; encryption; coding; secret key; code element

0 引 言

随着在网络空间中信息传输规模的不断扩大，人们的隐私信息在网络中的安全问题受到极大关注，网络空间中个人隐私信息的传输受到大量安全漏洞的威胁，隐私保护成为网络安全和信息安全领域的重要课题。采用数据加密传输方法进行网络隐私保护源自加密通信技术，对网络隐私信息的加密处理，把加密后的数据存储于网络数据库中，并在信息传输的过程中通过加密解密处理，有效防止网络用户隐私信息的泄露，保障数据信息安全[1?2]。

当前，对网络信息数据的加密主要通过链路层加密设计，在链路层进行数据加密采用的是分组密码和公钥密码结合的循环编码加密方案，在采用循环编码进行数字信息加密设计中，受到链路层加密数据特征不变性的影响，容易被敌手破译，数据的隐私保护性能不好[3]，对此，相关文献进行了加密技术的改进设计，其中，文献[4]提出一种基于混沌映射的压缩加密技术，构建标准正态分布函数在混沌映射中实现数据的块内特征编码和数据加密，具有较好的保密通信能力，但是该方法的计算开销较大，实时性不好;文献[5]提出一种附加密钥旋转的二值图像加密方法，实现了在光学联合相关下的网络图像的隐私信息保护及加密设计，具有较好的隐私保护性能，但是该方法在受到较大的链路层干扰下的加密可靠性不高。

针对当前加密算法的防破译能力差的问题，提出基于同态码元频数检测的网络隐私保护数字信息加密技术，并通过实验分析其有效性。

1 网络隐私保护下的密钥构造

1.1 加密方法的设计

采用几个参数评价密钥及加密签密方案的性能[6?7]：

1） 加密深度。加密深度体现了数字信息加密后数据隐藏的深度，深度越深，解密所需要花费的时间越长，系统中采用计算机进行搜索循环解密的方法，以解密所花费的时间为标准进行判决。

2） 解密的正确率。解密的正确率越高，证明网络隐私保护的数字信息加密算法的准确性较好。

3） 加密后数据容量大小。要求签密后数据容量越小越好。

设[G1，G2]是数字信息加密的阶为[p]的比特序列，应用层中的授权人给出的加密密钥匹配串表示为[e：G1×G1→G2，]链路层比特序列的分块长度

1.2 密钥构造

由于一个时隙内[φg]是一个常数，在数据隐私保护协议中，数字信息传输的正态分布特征为：[（mk，param，IDi）]，在游程总数一定的情况下进行加密比特序列识别，用户给定链路层数据为：

2 加密设计过程的优化

2.1 考虑隐私保护的编码加密设计

本文提出一种基于同态码元频数检测的网络隐私保护数字信息加密技术，进行加密和解密的编码设计， 假设密钥[angleXN]在[0，2π]上均匀分布时，[RN]与[φg]独立，其分别代表0和1，根据二值码元的混沌映射进行算术编码[10]，得到隐私保护中的数字信息编码输出为：

3 实验结果与分析

仿真实验建立在Matlab平台中，在VC环境下调用OpenSSL密码库进行数字信息加密的隐私保护设计，数字信息加密中比特序列长度为1 200 bit，数据的采样频率为12.67 kHz，待检测比特序列长度为100 bit，首先进行比特序列的分块采样，得到符合密钥构造条件的比特序列样本值如图2所示。

采用本文方法进行数据加密的识别率和未采用本文方法进行数据传输的识别率如图3所示。图3的仿真结果表明，采用本文方法进行数字信息加密具有较高的数据识别率，本文方法对数据加密的平均识别率为91.4%，高于未加密比特序列的平均识别率83.5%，提高了隐私保护性能和数据的准确传输性能。

4 结 语

为了提高在隐私保护中的数字加密性能，本文提出基于同态码元频数检测的网络隐私保护数字信息加密技术，进行网络隐私保护对象的数字信息加密密钥构造，然后进行加密和解密的编码设计，采用同态码元频数检测进行数字加密的密钥优化，提高加密数据的准确传输和识别能力。仿真结果表明，采用该数字信息加密技术，加密深度较高，加密数据的破译率得到有效控制，数字信息的准确传输性能较好，有效保障了网络隐私保护安全。

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