数据加密技术在计算机网络安全中的应用研究

程光德

（重庆工商大学派斯学院 重庆 401520）

0 引言

随着科学技术的飞速进步，社会经济的迅猛增长，计算机网络安全技术已经渗透到各行各业，并影响着人们的日常生活。 目前，我国正迈向信息化的新纪元，计算机网络作为人类社会发展的重要组成部分，可以通过数据交换，在互联网上实现计算机与网络终端之间数据的高效处理与分析，大大提高了信息传输的效率，并且可以实现数据的实时共享和更新。 而数据加密技术在数据交换过程中起着至关重要的作用，不仅可以保护用户的个人隐私，还能有效地防止外部病毒的攻击，从而保障企业商业机密的安全性。 本文旨在深入探讨计算机网络安全的风险因素，分析数据加密技术的类型，并结合实际运用，提出有效的优化措施，以确保计算机网络的安全性和稳定性。

1 计算机网络安全及数据加密技术概述

1.1 计算机网络安全技术

计算机网络安全技术是防止信息数据外泄、木马病毒等危害的技术保障。 在广义上，计算机网络安全可以被划分为静态和动态两种类型。 一方面，通过采取有效的静态安全措施，如使用防火墙、杀毒软件、漏洞检测和访问权限控制等，可以有效地确保用户在计算机网络中信息数据的安全性和完整性。 另一方面，通过采取有效的动态安全措施，如数据加密技术等，可以确保用户的信息数据传输安全，使得用户的个人隐私得到有效保护［1］。

1.2 数据加密技术

数据加密技术是保障网络信息安全的重要工具，能够有效地加密、解密和辨认信息，从而确保数据的传输、存储及其他相关的安全性，同时也能够阻止任何形式的泄漏、窃听或篡改。 目前，数据加密技术包括对称加密、不对称加密、端到端加密以及节点加密等几种类型。

1.3 数据加密算法

（1）数据加密算法（data encryption standard，DES）。DES 已被广泛应用于各行各业，其强大的加密功能可以有效地确保数据的安全性和完整性。 该算法基于框架结构，具备出色的加密能力，能够将网络中的信息加密至64 位密文，同时还能够通过8 位密文的奇偶校验，进行多次加密，确保数据的安全性。 该算法能够将原始数据传输至IP，并将其转换成64 位的机密文件，以确保网络数据的安全性。

（2） 信息摘要算法5（message-digest algorithm 5，MD5）。 MD5 被广泛用作信息摘要算法，要求128 位数字，生成可供传输的文本文件，可以有效地实现数据的加密，大大提高了网络的安全性。 MD5 算法是一种极具安全性的加密技术，可以有效地检测出数据的完整性，并且可以有效地阻止明文信息的泄露，尤其是当接收者无法确定数据完整性时，MD5 算法的值越小，越说明该文件可能已经被篡改，它的应用可以大大提升数据安全性，有效地防止信息的泄露和篡改。

（3）非对称加密算法RSA（Rivest-Shamir-Adleman）。RSA 算法是一种基于数学的非对称加密技术，其工作原理是：先从数学中随机抽取A 和B 两个质数，然后利用二进制算法将其转换，并计算出n 的欧拉函数，最终生成一个完整的密文。 该算法被广泛应用，被视为当今最具权威性和安全性的加密算法。

2 计算机网络中存在的安全风险

2.1 网络病毒

病毒是一种普遍存在的网络安全风险，它会以恶意软件或破坏性的文本格式出现，并且会破坏网络的稳定性，窃取用户的隐私数据，严重损害了计算机的正常使用。 网络病毒有多种类型，包括系统病毒、蠕虫病毒和黑客木马病毒等，具有极强的潜伏性和寄生性，传播速度极快，使得用户很难及时发现，甚至最小的病毒也可能被用户自动下载，从而导致系统安全受到严重威胁［2］。 另外，网络病毒被视为一种严重的外部安全风险，用户必须及时采取有效的应对措施，以保障计算机网络的安全与稳定。

2.2 系统漏洞

漏洞的出现已经成为一种普遍的物理安全威胁，它们可以给计算机系统带来极其恶劣的后果。 由于操作系统、APP 的逻辑结构存在着明显的缺陷或错误，使得各种类型的软硬件设施、网络系统等都有可能出现漏洞。 由于系统漏洞导致的计算机网络安全问题，第一步应该是对系统的硬软件进行升级，第二步则要加强协议的安全等级。 除了系统漏洞的影响，其他类型的漏洞也可能对服务器、防火墙、路由器等设备的正常运行产生重大影响，因此，应该加强对各种设备和系统的检测，以确保其安全性。

2.3 非法入侵

非法入侵是一种极其危险的网络安全行为，许多恶意攻击者会利用网络安全漏洞，破坏网络稳定，窃取敏感数据，可能会给网民带来巨大的经济损失，并影响到计算机的正常运行。 在互联网时代，由于用户操作不当，网络安全面临着严峻挑战。 不当的攻击行为可能会导致非法访问、信息泄露、拒绝提供网络服务以及传播病毒等后果。若不采取有效的防御措施，计算机网络操作系统将面临极大的风险，包括遭遇攻击、拒绝提供服务、改变工作流程等等，而且，由于缺少有效的安全漏洞修补技术，很难有效防范外部攻击，从而确保本地网络的稳定性。

3 数据加密技术在计算机网络安全中的应用意义

3.1 提升计算机网络安全管理效率

随着现代计算机技术的飞速发展，企业对信息保密的重视程度也在不断提升。 传统的计算机网络安全技术已经无法满足当前的发展需求，采用数据加密技术来提升企业内部网络安全管理的有效性，不仅可以有效地控制和调节企业内部的网络管理，而且还能够极大地提高企业网络安全管理的效率，从而为企业带来更多的安全保障。

3.2 完善计算机网络安全管理结构

数据加密技术能够帮助企业对计算机网络安全进行有效的管理，而在实现数据加密技术后，能够在很大程度上屏蔽网络环境的影响，使得企业的计算机网络安全管理机制更加安全。 同时，数据加密技术使得企业从传统的实体管理模式转变为更加现代化的虚拟管理模式，大大提升了企业在信息网络行业的核心竞争力，为企业的发展提供了强有力的支持和保障。

4 数据加密技术在计算机网络安全中的应用类别

4.1 对称加密技术

采用对称加密，可以实现信息数据的加密与解密，从而实现双向的加密与解密。 DES 和国际数据加密算法（international data encryption algorithm，IDEA）是对称加密的典型代表，能够有效地提供加密与解密的双重保障，从而确保数据的完整性与安全性。 DES 算法是一种高效的数据加密技术，能够有效地将数据块划分为64 个位，每个位都有一个独立的密钥，经过多轮加密，最终形成一个完整的加密系统，从而有效地保障数据的安全性［3］。 通过采用一种特定的算法函数，可以轻松地实现加密与解密，不仅可以提升信息数据的安全性，而且还可以大大减少处理复杂问题的时间，提升信息数据传输的工作效率。 然而，对称密码也存在一些潜在的风险：由于每个用户使用的密钥都不相同，无法自动检测密钥泄露。 随着用户数量的增加，密钥的总数也会迅速上升，从而导致消息确认问题无法得到有效解决。 此外，由于单一密钥存在着可能被盗取、泄露的风险，因此采用对称加密技术时，必须加以谨慎，以确保密钥的安全性，从而充分发挥其快速、高效的特点。

4.2 非对称加密技术

非对称加密技术可以为对称加密技术提供更多的可能性。 通过采用RSA 算法，非对称加密技术可以将信息数据加密、解密，并且可以将公钥和私钥组合起来，从而实现传输方与接收方之间的安全通信。 两组密钥的协同使用可以大大提升网络信息的安全性，还可以有效地防止相同的密钥被外部访问，从而避免了对称加密技术可能带来的安全漏洞，极大地提升了数据的安全性。 非对称密钥加密技术具有显著的优势，它可以提供开放的加密密钥，使用者无须在私钥之间进行交换，大大提高了数据的完整性。 此外，它还可以实现数字签名，使得数据传输更加安全可靠。

4.3 链路加密技术

首先采用链路加密技术，可以有效地保护信息数据传输通道中的每个节点，实现对两个节点之间的数据的安全加密和解密，从而确保数据的安全传输。 其次采用在线加密技术，可以创建多个独立的密钥，大大提升了密钥解锁的复杂程度，并且能够保证数据的长期安全性，尤其是对于那些需要保护的高级机密信息。 最后由于整个信息数据传输过程中都是加密解密，网络性能和管理的负担增加，对各个节点的网络性能提出了更高的要求。

4.4 端对端加密技术

通过端对端加密技术，从源头到终端都能够实现安全的数据传输，无论是在传输的路径上还是在接收的路径上，都能够确保信息的完整性，从而避免因为破坏或泄漏而导致的安全风险。 并且可以实现数据的加密和解密，大大减少了加密设备的重复使用，降低了加密成本，特别适用于处理简单的信息数据，具有传输速度快、成本低等优势。

4.5 节点加密技术

节点加密技术是指在信息和数据的传递过程中，对固定的节点实施密码加密，以防止木马病毒的侵入。 在加密方法方面，节点加密技术类似于链路加密技术，但是在传输时，它以密文方式传输信息和数据，而报头和路由的信息则以明文传递，使得中间节点不会接触到明文，即便是在传递过程中遭到了攻击，也不会对信息数据的安全性造成威胁。

5 数据加密技术在计算机网络安全中的实际应用

5.1 在网络数据库中的应用

使用Windows 或Unix 等高级操作系统，数据库可以实现信息的快速传输与共享，但由于系统缺乏足够的安全保障，容易被非法人员侵犯，导致重要信息的泄漏。 虽然数据库可以让人们轻松地搜索、传输和储存信息，但由于它的安全性较低，使得许多重要的敏感信息容易受到非法攻击者的侵害。 在实际应用中，为了对有关信息和内容进行更高层次的保护，人们通常会进行二次加密，例如，严格限制外部访问者、要求内部人员只有拥有密钥，才能访问数据，从而有效地阻止信息被泄露或被恶意篡改［4］。 一般来说，通常由专业的安全人员执行加密任务，他们将数据存储在数据库管理系统外部，为数据从发送端传输到接收端的整个流程提供安全保障，不仅减轻了服务器的负荷，而且采用字段加密技术可以显著减少搜索范围的局限性，从而提高网络系统的安全性。 在算法加密的操作过程中，非对称算法和对称算法各有其优势和劣势，但加密人员经常会将它们结合起来，以达到最佳的加解密效果。 对称算法可以在较短的时间内完成加解密，而非对称算法可以有效地防止密钥的丢失，它们可以构建出一个有效的加密机制，其中，RSA 算法是最常用的，而对称算法则是加密和解密的基础。 在加密的情况下，该算法可以单独运行，但在解密的过程中，非对称算法的应用就显得尤为重要。 因此，要想两种技术发挥最大效果，必须将它们有机地结合起来，以便更好地推广和普及。

5.2 在局域网中的应用

随着计算机网络技术的不断发展，为了满足不同人群的需求，提升信息交流的效率，企业、学校等组织纷纷建立起局域网，以实现更加高效的管理。 虽然局域网可以在内部使用，但仍然存在信息安全风险，可能导致企业和学校遭受信息泄露和经济损失。 因此，通过数据加密技术，局域网可以将传输的信息安全地存储在路由器中，并且可以有效地实施加密管理，以确保信息的安全性和完整性。 例如，使用VPN 技术来加密局域网的数据，以确保数据的安全性。 与传统的专用网络相比，基于路由器的局域WiFi可以提供更加便捷、高效的服务，让用户轻松实现快速、安全、高效的上网。 通过采用数据加密技术，可以有效地管理局域网内的信息，从而提高网络的稳定性。

5.3 在软件设计中的应用

计算机网络已经为人类的日常生活和工作提供了极大的便利，但也存在着许多安全隐患。 为了更好地满足人们的生活和工作需求，提升软件安全性是必不可少的。 采用数据加密技术可以有效地保护软件的安全性，一旦发现安全漏洞，就会立即采取相应的措施，并且对敏感文件、加密文件等进行实时监控，以确保软件的安全性［5］。 实际上，各行业在实际应用计算机网络安全技术时，都可以根据自身的需求和发展目标，量身定制加密软件，以确保软件的安全性和稳定性。 目前，数据加密技术的研究取得了长足的进步，不仅可以有效地实现数据加密，而且还可以通过创新技术应用来大幅度提高软件的运行效率。

5.4 在数字签名认证中的应用

当计算机用户参与到互联网上的任何活动时，用户所发出的信息将被数字签名认证系统加以保护，以确保其真实性和安全性。 在进行信息交换之前，应使用用户的密码来确保安全性，并对所有的数据进行加密处理。 当前，数字签名认证的使用分为两种：一种是提供商业性的数字安全保护，另一种则是针对个人信息的数字安全保护。 数字签名认证已成为我国公共服务领域的标准，随着我国公用行业的发展，网络支付活动的范围不断扩大，金额也在不断攀升，数字签名技术的充分应用不仅能够提高各项业务办理的安全性，还能够大大提升业务办理的效率。

6 结语

综上所述，随着计算机网络安全技术的飞速发展，许多电子产品，尤其是手机和电脑，已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分，不仅可以帮助人们快速高效地完成日常工作任务，而且还可以极大地提升人们的生活质量水平。 其中，数据加密技术是确保计算机网络安全的关键技术，可以帮助用户利用密码来实现加密操作，有效地防止外部攻击，确保数据的完整性。 因此，为了实现计算机网络安全的稳定性，必须深入研究数据加密技术，并充分利用它的应用优势，将其应用于软件、电子商务、网络数据库等领域，为用户提供一个更加安全稳定的网络环境。