计算机网络安全中数据加密技术的应用分析

马军勇

（泰安日报社，山东 泰安 271000）

计算机网络已经成为现代社会不可或缺的基础设施之一，但是网络安全问题也随之而来，其不仅威胁到个人隐私和财产安全，也对国家安全和社会稳定产生了严重影响[1]。数据加密技术作为网络安全的重要组成部分，已被广泛应用于网络通信和信息存储中。

1 数据加密技术的概念和目标

数据加密技术是一种重要的信息安全保障技术，其基本原理是将明文通过一定的算法转换成密文，使得未经授权的人无法读取或修改密文，以保护信息的机密性、完整性和可用性。数据加密技术在计算机网络安全中的应用越来越广泛，旨在保障数据在传输和存储的过程中不被窃取、篡改或破坏，防止黑客攻击和信息泄露等威胁。

2 计算机网络安全面临的威胁与数据加密技术应用

计算机网络安全面临着多种威胁，包括计算机病毒、网络蠕虫、黑客攻击、网络钓鱼、拒绝服务攻击等。这些威胁不仅会导致网络故障和信息泄露，还可能导致严重的财产和声誉损失。因此，保护网络安全是至关重要的。而数据加密技术是保护网络安全的必要手段之一，其能够对数据进行加密，即使黑客窃取了加密数据，也无法破解其真实内容，从而保护了数据的机密性。数据加密技术还可以保护数据的完整性，防止数据在传输和存储过程中被篡改，确保数据的可靠性和可信度。

3 数据加密技术原理及分类

（1）对称密钥加密技术。该技术是一种广泛应用于计算机网络安全中的加密技术。它是指加密和解密使用同一把密钥的加密技术，是目前应用最为广泛的加密技术之一。与非对称密钥加密技术相比，对称密钥加密技术的加密速度较快，适用于数据量较小的情况[2]。常用的对称密钥加密算法有DES、3DES、AES等。DES是最早出现的对称密钥加密算法之一，具有高安全性，但由于其密钥长度只有56位，易受到暴力破解攻击。因此，3DES算法应运而生。该算法采用三个56位密钥来加密数据，提高了安全性。而AES算法是目前应用最为广泛的对称密钥加密算法之一，其密钥长度可达128、192、256位，安全性更高，适用于更多的应用场景。

（2）非对称密钥加密技术。该技术是一种重要的加密技术，其加密和解密使用不同密钥的特点使得其加密过程相对对称密钥加密技术更加复杂，但同时也具有更高的安全性。非对称密钥加密技术需要使用两个密钥，一个公钥和一个私钥，公钥可以公开，而私钥只有密钥持有者才能使用，因此非对称密钥加密技术通常用于需要进行密钥分发的场合。在非对称密钥加密技术中，公钥用于加密数据，而私钥则用于解密数据，因此私钥的安全性直接决定了整个加密系统的安全性。尽管非对称密钥加密技术的加密速度相对较慢，但其具有高度的安全性，因此在数据量较大的情况下，仍然是非常实用的加密技术[3]。

（3）哈希算法。它是一种重要的数据加密技术，主要作用是将任意长度的消息压缩成固定长度的摘要，以保证数据的安全性和完整性。哈希算法的不可逆性、唯一性和不可篡改性等特点，使其在密码学和网络安全领域中得到广泛应用。不可逆性指的是通过摘要无法还原出原始消息，因此摘要不泄漏原始消息的任何信息，而唯一性则是指不同的消息生成的摘要是不同的，可以保证摘要的唯一性。哈希算法还具有不可篡改性，即生成的摘要不可被篡改，一旦有任何数据的改动，摘要也会随之改变，从而保证了数据的完整性。

4 数据加密技术在网络安全中的应用

（1）数据传输加密技术。它是计算机网络安全中的重要组成部分，可以有效地保护网络传输过程中的数据安全。在传统的计算机网络中，由于数据传输是通过公共网络进行的，因此数据很容易被黑客窃取、篡改、破坏等。而采用数据传输加密技术，对数据进行加密处理，可以使黑客无法直接获得数据的真实内容，从而能够保护数据安全。常见的数据传输加密技术有SSL/TLS协议[4]。SSL/TLS协议是一种应用层加密协议，它可以在客户端和服务器之间建立加密通道，保护数据在传输过程中的机密性和完整性。SSL/TLS协议采用了非对称密钥加密和对称密钥加密相结合的方式，既保证了加密速度，又保证了安全性。

（2）数据存储加密技术。它是信息安全领域中非常重要的一个技术分支。随着计算机技术的不断发展和广泛应用，越来越多的敏感信息被存储在计算机硬盘、U盘等存储设备中。但是，这些存储设备往往具有易被盗取、遗失或遭受黑客攻击的风险，因此，必须采取一系列措施来保障这些存储设备中的数据安全。数据存储加密技术是其中的一种非常有效的保护手段。对存储在存储设备中的数据进行加密处理，可以有效防止未经授权的访问和非法拷贝。在数据存储加密技术中，最为常用的两种加密技术是BitLocker和TrueCrypt。BitLocker是微软公司开发的一种数据存储加密技术，适用于Windows Vista、Windows 7以及Windows Server 2008等操作系统。它通过对整个存储设备进行加密保护，有效防止数据被盗取或篡改。BitLocker还具有诸如加密速度快、安全可靠、易于使用等优点，因此被广泛应用于各种领域的数据存储保护。TrueCrypt是一款开源的数据存储加密软件，支持Windows、Linux以及Mac等多个操作系统。TrueCrypt的特点在于支持多种加密算法，并具有自动挂载、隐藏加密分区等多种功能。TrueCrypt的加密技术可以有效地保护存储设备中的数据安全，受到了广泛的用户和企业的青睐。

（3）虚拟专用网络技术。虚拟专用网络（VPN）技术是在当前信息时代，保障网络安全和隐私的一项重要技术。在公用网络上，VPN技术可以建立一个虚拟的专用网络，使得不同地点、不同网络之间的通信变得更加安全、可靠和私密。通过数据加密技术和隧道技术，VPN技术可以将本应传输于公用网络上的明文数据加密传输，保证数据的机密性和完整性，从而有效地解决了数据在传输过程中可能被窃听和篡改的问题。在实际应用中，VPN技术的优势体现在以下几个方面。一是VPN技术可以实现安全远程访问[5]。通过VPN技术，远程用户可以通过公用网络，像在本地网络中一样访问公司内部资源，从而实现跨网络访问和管理。二是VPN技术可以加强网络的安全性。随着互联网的发展，网络安全问题也日益严峻。VPN技术可以通过加密通信、身份验证等方式，防止黑客攻击、数据泄露和信息窃取等安全问题，提高网络安全性。三是VPN技术还可以降低网络成本。传统上，企业需要在多个地点部署专用线路或建立专用网络，以实现网络通信。这不仅成本高昂，而且还需要复杂的管理和维护。而通过VPN技术，企业可以在公用网络上建立虚拟的专用网络连接，实现跨地区、跨网络的通信，从而降低网络成本。

（3）数字证书技术。它是一种基于公钥加密技术的认证和授权机制，是计算机网络安全领域中的重要技术手段。数字证书技术的基本原理是使用公钥加密技术来保证通信的安全性，同时使用数字签名技术来确保数据的真实性和完整性。数字证书技术主要用于网站、电子邮件等通信系统的安全保障，通过数字证书的颁发、验证和管理，可以有效防止钓鱼攻击、中间人攻击等网络安全威胁。数字证书技术的工作原理是将一份数字证书与公钥绑定在一起，并使用数字签名技术将该数字证书进行签名。数字证书中包含了证书持有人的身份信息、公钥以及数字签名等关键信息，这些信息可以帮助其他人验证证书的真实性和合法性。当数字证书被用于认证和授权时，系统会首先检查证书的真实性，然后使用证书中的公钥对数据进行加密或者解密，从而确保数据在传输过程中的安全性。

5 数据加密技术在实际应用中的不足及改进方案

（1）密钥管理问题以及改进方案。在数据加密技术中，密钥管理是一项非常重要的任务。密钥是数据加密和解密的关键，是保证数据安全的核心。然而，在实际应用中，密钥管理容易出现问题，如密钥丢失、泄露、被盗用等，这些问题都会直接导致数据安全受到威胁。因此，如何解决密钥管理的问题，提高其可靠性和安全性，成为了数据加密技术应用中需要重点解决的难点。要想解决密钥管理中的问题，需要采用一系列策略。首先，密钥备份是一种常用的策略。在备份过程中，可以将密钥存储在多个位置，并且确保备份是安全的，以避免密钥丢失。其次，密钥分发也是一种常用的策略。在密钥分发中，可以将密钥分散在多个位置，并确保传输过程是安全的，以避免密钥泄露。

（2）加解密效率问题以及改进方案。加解密效率是衡量数据加密技术优劣的一个重要指标，对于大规模数据加密和解密操作而言尤其重要。在实际应用中，如果加解密效率不高，将可能导致系统性能下降、响应时间延长、用户体验下降等问题。因此，提高加解密效率成为数据加密技术发展的一个重要方向。要想提高加解密效率，可以采用一系列技术手段。其中，硬件加速技术是一种常用的方式。通过专门设计的硬件电路，可以加快加解密运算的速度，提高系统的加解密效率。此外，还可以采用并行计算技术，通过将大规模的加解密计算任务分解成多个子任务，同时在多个处理器或计算单元上进行并行计算，以提高加解密的速度和效率。除了硬件加速和并行计算技术，还可以采用更加高效的加密算法和密钥管理方式，来提高加解密效率。

（3）攻击手段问题以及改进方案。虽然数据加密技术在计算机网络安全中具有重要作用，但是其本身也面临着各种攻击手段的威胁。一些黑客攻击者会使用各种手段，如针对加密算法的攻击、社交工程攻击、恶意软件攻击等，来破解加密算法或窃取数据。为此，需要采取一系列措施来提高数据加密技术的安全性。可以采用更加复杂的加密算法来保护数据的安全性，如AES、RSA、Blowfish等。这些算法拥有更高的安全性和更强的加密能力，能够有效地防止黑客攻击。加强访问控制也是保障数据加密技术安全的重要手段。在数据加密技术的应用过程中，需要严格限制对数据的访问权限，只有经过授权的用户才能够获取相关数据。同时，应该采用更加安全的身份验证机制，如多因素认证、生物特征识别等，来提高访问控制的安全性。提高用户安全意识也是保障数据加密技术安全的重要方面。用户应该注意保护自己的账户和密码，不要将重要信息泄露给不信任的第三方，避免使用弱密码等不安全的行为。

6 结束语

在当前信息时代，计算机网络已经成为了人们日常生活和商业交易的主要方式，网络安全问题也日益突出。数据加密技术作为网络安全的重要手段之一，可以有效防止黑客攻击、数据泄露等安全问题发生，因而受到越来越多的关注和应用。本文介绍了数据加密技术的概念、原理、分类和应用，着重探讨了其在计算机网络安全中的重要性和存在的问题，并提出了相应的改进方案。我们相信，通过不断改进和完善数据加密技术，将能够更好地保障网络安全，为网络安全发展贡献力量。■