基于排序优化算法的通信信息加密存储方法

谢瑞

（92493 部队，辽宁 葫芦岛125000）

在越来越多的人使用互联网的情况下，用户的信息也存在着被泄露的威胁，网络安全已经成为不可忽视的问题。排序优化算法就是指，将一串记录，按照所要求的排列方法，通过记录中的某些关键字的大小来进行排序。在大数据方面，一个优秀的排列算法，可以节省下大量的时间及资源[1]。所谓存储加密，就是一种数据库的安全技术，在主程序进行加载拓展插件时，将数据信息存储前进行加密，从而实现信息的加密存储。

1 通信信息加密储存方法

运用排序优化算法实现通信信息加密储存主要从通信区块链通信帧量、排序区块链信息、信息加密存储密钥三个方面进行，如图1 所示。

图1 通信信息加密储存流程

1.1 明确通信区块链通信帧量

在排序优化算法的作用下，在通信信息加密存储的过程中，数据库整体结构会不断地被原有的存储值域进行扩充。但在一般情况下，初始化操作之后，通信信息还处在缓存的阶段，为了满足数据库对信息的调取需要，在这个阶段还会继续消耗表单。少数的表单会与周围的通信信息完成物理结合，会按照区块链节点的位置，以此来形成满足加密存储条件的数据库结构[2]。在通信信息传送通道中就不再存在表单结构。所以，明确通信区块链通信帧量，可以避免数据库由于信息存在不足，而导致误差存储加密的行为。为了弥补数据信息不足问题，通信帧量就会通过不断地优化衍生，计算区块链通信帧量的值域范围，计算公式如下所示。

在式子（1）中，r 表示信息存储条件数据库的上限数值；l 表示信息存储条件数据库的下限数值；y 表示数据库中的表单数；i 表示在传输节点上的位置参量；α 表示在通信信息加密存储中在区块链上可传输的最大物理量。

1.2 排序优化算法排序区块链信息

使用排序优化算法对信息进行排序时，就是按照信息的关键词数据的大小，根据排列要求，递增或者递减地将数据进行排序。对通信信息进行排序可以分为内部与外部，若通信信息数据量小时，则采用内部排序，直接在内存中运行排序，若通信信息数据量大时，选择采用外部排序。这种排序方法可以使得数据库内存进行最优化运行。在内部排序中，冒泡排序和插入排序是最稳定的排序方法，且两者平均时间复杂度、好坏情况、空间复杂度都较为一致。冒泡排序是一种排序算法，对所有数据重复走访，一次比较两种信息，若两种信息排列错误就会进行重新排序交换，重复走访所有信息，直到没有再重新需要排序的信息，说明信息排序已经完成[3]。

在程序运行期间，若排序中，不存在交换元素，则此排序结束。在进行下一次排序时，则选择从有交换元素的位置进行重新排序，这样可以更加优化程序，使得区块链信息得以快速进行排序。在外部排序中，需要应用的为归并排序、计数排序以及基数排序。

1.3 生成信息加密存储密钥

构建通信信息加密存储密钥，采用的排序优化算法进行数据库信息的自动适应分类以及设计向量化编码，且在此密钥中引入随机数，增强该密钥安全性能。下列式子为加密样本映射表达式：

其中，Ej-1和Tj-1表示为两组64bit 数据的个位串输入；j 表示为迭代运算轮次，取值为j(1,2,3......16)；Ej表示为左32bit 数据串；Tj表示为右32bit 数据串；按照上述公式（3）生成信息加密密钥。再根据排序优化算法，建立通信信息存储密钥，我们还是将密文分组长度设为64bit，将密文分成两组，每组32bit 数据，对每组32bit 数据进行16 组函数计算，可以得到16 个子密钥，计算得出信息的存储密钥。

1.4 设计信息加密存储方法

在信息的传输过程中，缓存的数据，会根据区块链节点的位置自发集合，需要保证区块链的通信帧量不能出现物理性的偏差。之后将整体较为散乱的信息整理成为数据包的形式进行传输。数据库的值域范围会出现一定程度的上升，我们需要避免的是存储空间进行整体闲置。在通信信息加密存储的过程中，首先一定要对通信信息进行冗余信息处理，而后进行存储，在进行冗余信息处理后才可以写入需要加密的通信信息。在加密时，一共使用16 个密钥，进行加密扩展运算。每使用一个密钥加密后，需再使用另一个密钥加密，直至16 个密钥被全部使用，达到通信信息的加密处理。整合上面论述的所有理论依据，完成基于排序优化算法的通信信息加密存储方法的设计。

2 实验论证分析

为了科学、直观地测试基于排序优化算法的通信信息加密存储方法的有效性，本文设计对比实验，进行加密方法性能测试，记录使用两种加密方法的加密耗时。将本文方法设置成实验组，将传统方法设置成对照组。分析比较两组实验，在通信信息相同的情况下，对比完成信息加密所消耗的时间。本次实验进行20 组测试，下图为20 组测试时间对比图。

如图2 所示，本次实验进行20 组测试，对照组，通信信息加密上所耗时间在2s-3s 中间，且波动性较大。实验组通信信息加密上所消耗的时间均在1s 左右，比对照组所消耗的时间快了一倍左右。表1 为此次20 组实验时间消耗统计表。

图2 两组方法通信信息加密所耗时间对比图

根据表1 中的数据发现，对照组的第19 组和第20 组出现了没有数据的情况，经实验人员查探，发现在进行第19 组通信信息加密时，设备内存出现故障，导致后两组没有结果，我们将实验组去掉第19 组和第20 组进行比较。通过计算统计，实验组前18 组测试通信信息加密的所耗平均时间为1.033 秒，而对照组信息加密所耗平均时间为2.671 秒。对照组比实验组所耗的时间增加了1.638 秒。综合上述实验测试结果可知，基于排序优化算法在进行通信信息加密上所耗时间少，此方法比传统方法性能更好。

表1 两组实验通信信息加密所耗时间统计表

结束语

本文基于排序优化算法对通信信息加密存储方法进行了设计，本文的设计方法比传统的方法在进行通信信息加密上更为优秀，在相同条件下，本文方法在通信信息加密上所消耗的时间最少。但本文没有考虑到在排序上存储数据成份模糊的因素，今后需参考多种因素进一步进行实验探究。希望本文的研究能够为数据安全提供新的思考路线。