信息加密技术在计算机网络安全中的作用

2019-01-30张小莉

电子技术与软件工程 2019年2期

文/张小莉

信息加密技术（Information Encryption Technology）是利用数学、信息技术手段，对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护，以防止泄漏的技术。随着计算机技术、互联网技术的普及，信息安全问题得到了广泛关注和重视，设法运用信息加密技术提升计算机网络安全性十分必要，本文就相关内容进行分析。

1 计算机网络安全中的信息加密技术

1.1 点对点加密技术

点对点加密技术，也称为对称加密技术，该技术强调在某一次或者某一固定信道的传输中，利用带有唯一性的密钥进行解读约束，即便信息丢失，窃取信息的黑客也无法了解内部内容。目前较为多见的支持型技术如美国IBM公司推出的Data Encryption Standard（数据加密标准），该技术对计算机算法进行了有限更改，运用56位密钥为基础，生成具有随机性的唯一密钥。加密过程为一次性把64位明文块打乱置换，重置后的文块形成32位块。再应用Data Encryption Standard密钥进行多次重置，文块的位块依然为32，但多次重置后初始位置已经完全被打乱。从A点向B点发出数据，A点进行加密，B点获取加密过程信息，对接受的数据包进行规律还原，获取对应信息。该技术下，只有获取对称性密钥才能完成信息读取，有效保证了计算机网络安全。

1.2 节点加密技术

节点加密技术是指针对计算机信息库本身，或者某一个信息接受节点进行加密，只有获取对应权限，才能了解该信息库/节点内的信息。较为典型的支持型技术为RSA算法。该算法下的加密过程为：选取两个质数作为基数，为提升函数计算的复杂性，这两个质数不能是重复的，而且越大越好，将其设为X和Y。另选取一个奇数A，该奇数的值小于X和Y的乘积，其能够与（X-1）×（Y-1）互质。获取数值B，使其满足（A×B）-1）能被（X-1）×（Y-1）整除。该节点的密钥为（X×Y，E），无论选取何种明文和密文，上述参数的变化规律都是相同的，加密算法也是相同的，但由于X、Y、A、B的选取带有随机性，只为该节点密钥的设计者所了解，非法人员无法获取具体数值。庞大的单向函数取值空间，有效提升了加密技术的安全性，而且该算法下的计算工作量小，对计算机性能的要求低，适用性广泛。

表1：三组实验结果

1.3 非对称加密技术

非对称加密技术是一种现代意义上的加密技术，其出现较晚，实际上是对称加密技术和节点加密技术的一种综合。该技术最早出现于美国，被称为triple Data Encryption Standard（三种加密标准）。在进行数据传输的过程中，无论传输方还是接收方，都使用至少三重防护保证信息安全（在对称加密56位密码的基础上乘以3），实验表明，即便使用每秒匀速超过千亿次的超级计算机，尝试破解该密码也需要20年时间，这意味着信息的安全性处于非常理想的状态。该技术的原理较为明确，在64位明文块打乱置换的基础上，加入另外两个置换后的文块，即便其中一个被破译，另外两个密文依然具有保护功能。目前美国、德国等发达国家的重要信息，几乎均采用非对称加密技术。

2 计算机网络安全中信息加密技术的应用分析

2.1 模拟实验过程

以参数实验的方式，对点对点加密技术、节点加密技术、非对称加密技术的性能和弊端进行评估。可变参数为计算机能力、带宽、网络安全威胁，观察指标为信息丢失率。共进行三组实验：

第一组为点对点加密组，实验60次，第1-20次实验，默认计算机能力理想、带宽充足，调整网络木马、漏洞数目，记录信息丢失率；第21-40次实验，默认计算机能力理想、网络存在固定危险，变更带宽信息，分析计算机能够快速实验密钥匹配，记录信息丢失率；第41-60次实验，默认带宽充足、网络存在固定危险，调整计算机计算能力（每s运算次数），分析其能否保证信息安全，记录信息丢失率。第二组为节点加密组，第三组为非对称加密组，实验过程与第一组相同。第三组额外对密钥丢失问题进行记录，即了解三个密钥部分丢失或全部丢失后，信息的读取是否受到影响。

2.2 结果分析

三组实验结果如表1所示。

从结果上看，节点加密组能够在计算机能力理想的情况下防御攻击，但如果计算机性能不佳，其无法保证信息安全。点对点加密在任何情况下都具有防护能力，但如果计算机漏洞过多，有可能出现丢失信息的情况。非对称加密组安全性最理想，但在丢失了一个密钥后，接收端无法使用文件，也属于安全隐患。总体来看，一般性的计算机安全工作，应用点对点加密、节点加密方法均可，保证硬件性能就能保证计算机网络安全。如果信息价值高，可应用非对称加密技术保证安全，但应重视保护所有密钥，避免密钥丢失造成自身工作上的困扰。