基于透明加密的异构通信网络数据安全传输方法

苗建中

（中国电信股份有限公司衡水分公司，河北 衡水 053000）

0 引 言

在信息化时代，数据安全传输在异构通信网络中尤为重要[1]。由于设备种类繁多、网络环境复杂，数据传输面临诸多安全威胁。为了解决这一问题，提出基于透明加密的异构通信网络数据安全传输方法[2]。该方法使用透明加密技术，自动对数据进行加密和解密，无须用户额外操作。此方法不仅提高了数据安全性，还能适应不同设备和网络环境的需求[3]。通过灵活多变的数据安全传输结构，融合加密策略和传输机制，大大提高了异构通信网络中数据传输的安全性，有效保障了用户的合法权益[4-5]。

1 异构通信网络数据透明加密安全传输方法设计

1.1 传输数据预处理与伪代码生成

随着通信技术的不断创新，异构通信网络的应用逐渐普及。然而由于网络的复杂性和多变性，数据传输面临一定的挑战。为了确保数据的准确传输，数据的预处理和加密尤为重要[6]。首先，需要对原始数据进行清洗，去除无关数据和异常数据。经过测定，当前数据的缺失值介于11.82%～16.74%。其次，将清洗后的数据整理成特定的JS 对象简谱（JavaScript Object Notation，JSON）格式，便于后续的处理和传输。根据实际需求，对格式化后的数据进行转换，并将字符串作为排序约束标准进行分类。最后，基于预处理的数据生成相应的加密伪代码，确保数据在传输过程中得到有效保护，从而提高数据的安全性。

使用微分变换算法，将完整的数据包划分成若干个独立的数据包，在无线异构通信网络中建立映射，得到镜像数据文件。依据当前的数据包属性，在数据发送端生成一个伪数据代码，将伪代码置于Logistic的空间中映射。结合当前测定，根据映射处理后的数据自动生成相应的伪代码。

1.2 设计多层级的传输密钥

完成传输数据预处理与伪代码生成后，需要设计多层级的传输密钥。结合异构通信网络的运行层次和结构，设计与之匹配的多层级密钥，并结合“公钥+私钥”的方式强化加密效果和等级。通过媒体访问控制（Media Access Control，MAC）地址绑定的方式，对信道的传输端口同样需要进行加密处理，调整加密指标参数如表1 所示。

表1 传输密钥的加密指标与参数设置

设置传输密钥的加密指标与参数后，构建加密层级。增设IPSec 加密协议，与初始的映射关联，形成多层级传输密钥编码结构，如图1 所示。

图1 多层级传输密钥编码结构

通过多层级的传输加密，扩大实际的加密范围，并且“公钥+私钥”的组合加密结构也为后期的加密、解密奠定基础。

1.3 构建透明加密异构通信网络数据安全传输模型

完成多层级的传输密钥设计后，结合透明字加密技术，构建异构通信网络数据安全传输模型。基于当前的加密需求，设定模型的安全加密传输原则。第一，透明性。加密过程对用户和应用应是透明的，即在不影响正常使用的前提下完成加密。第二，异构支持。模型应能适应不同类型的设备和通信协议，确保在异构网络中的通用性。第三，动态加密。根据数据的重要性和传输环境，实现动态的加密级别调整。

基于设计的模型原则与条件，利用透明加密技术构建异构通信网络数据安全传输模型，具体流程如图2 所示。

图2 异构通信网络数据的安全传输流程

根据数据的敏感性和传输环境，制定统一的动态加密传输级别，并设计模型数据传输的表达式。结合模型测定得出的结果，评定数据加密传输的安全程度，并对数据的损坏率和完整性进行比对分析。结合透明加密异构通信网络数据安全传输模型输出的结果，以双向认证的辅助方式来实现安全传输。

2 方法测试

2.1 测试准备

结合透明加密技术，搭建异构通信网络数据安全传输方法的测试环境。明确异构网络的覆盖范围，并对标定的边缘位置进行设定，部署一定数量的检测节点，确保节点之间互相搭接，形成循环性的检测环境。将异构通信网络数据与主控程序进行搭接，构建5 条辅助数据传输信道，即信道A、信道B、信道C、信道D 以及信道E。当前的网络数据样本长度设置为14 200，数据定向传输时间间隔为0.25 ～0.35 s，带宽值为45.5 ～75.5 kHz，数据传输格式为统一格式。针对信道的传输需求，采集数据样本，并设定对应的参数标准值，如表2 所示。

表2 样本参数标准设定

在网络中设置3 个特定的测试周期，并以统一的格式在周期内进行数据信息采集，转换为正确的格式与信道关联。依据数据加密需求的变化，计算出最优加密强度。结合当前测定，将得出的最优加密强度设定为透明加密的约束限制标准，并设定发送端的数据包形式与传输节点的数据包形式。

2.2 测试过程与结果分析

结合透明加密技术，对异构通信网络数据安全传输方法的实际应用进行测定。转换当前发送端的数据包形式和数据传输节点的呈现形式，如图3 所示。

图3 发送端数据包形式和传输节点呈现形式示意图

通过节点将此时的数据转换为特定的形式后，调整信道的可传输状态，同时设定安全传输标准，估算此时的安全系数。结合测定结果，判断当前异构通信网络数据安全传输环境的稳定性与安全性。然后结合透明加密技术，对数据进行中央处理器（Central Processing Unit，CPU）透明层级的加密处理，如图4所示。

图4 CPU 透明层级加密处理图示

将转换后的数据通过多信道进行2个阶段的传输，计算数据安全传输的丢包率。结合当前测定，得出最终的测试结果如表3 所示。

表3 测试结果数据比对分析

由表3 可知，针对悬吊管5 条信道采集的数据进行传输测试，经过2 个阶段的比对，最终数据传输的丢包率被较好地控制在5%以下，说明此次结合透明加密技术设计的数据安全传输方法更加高效。

3 结 论

文章设计了基于透明加密的异构通信网络数据安全传输方法，无须用户进行额外的操作，能够提供可靠的数据保护，大幅减少因数据泄露带来的风险。此次所设计的数据安全传输方式需要定期更新密码、设置特殊的限制访问权限等，通过构建多层次的数据安全防护体系，有效应对日益复杂多变的网络安全威胁，保障数据的安全性。