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    信息加密在網絡安全中應用

    作者:文閱期刊網 來源:文閱編輯中心 日期:2021-12-09 09:03人氣:
      摘要:在當前社會環境中,互聯網的應用率不斷提升,但是通過互聯網實施文件以及電子郵件的傳輸依然存在一定的不安全性,尤其是對于規模較大的公司以及機密文件的傳輸,通過互聯網傳輸特別容易造成信息的泄露。造成這種不安全性的原因主要是受到互聯網自身協議的影響,因此在信息以及文件傳輸過程中需要充分利用信息加密以及以加密技術為基礎的數字簽名,從而使文件的傳輸安全性得到有效提升。本文主要針對信息加密技術的基本原理、分類以及相關應用展開具體分析。
      
      關鍵詞:信息加密;加密系統;網絡安全
      
      1信息加密技術概述
      
      1.1信息加密的原理
      
      從信息加密的整個過程方面來看,信息加密主要是針對明文的文件或者數據,按照一定的算法實施處理,從而使其轉變為不能直接讀取的代碼,這些代碼也被稱為“密文”[1],之后只能通過密鑰的輸入才能使文件或者數據內容得到顯示。通過這種處理可以使數據得到有效保護。與加密過程相反的過程為解密,解密就是針對編碼信息實施處理從而使其轉變為原來數據。在信息發送者發送信息之前,首先會生成一個具有對稱性的密鑰,之后借助該密鑰完成文件或者數據加密處理;另外,信息發送者通過信息接收者的公鑰完成對稱密鑰加密操作[2];信息發送者將以上操作完成之后并傳輸給信息接收者,也就是數字信封的傳遞;當信息接收者接收到信息之后會借助自己的私鑰對被加密的對稱密鑰實施解密,從而獲得信息原文。
      
      1.2加密系統的構成
      
      通過分析整個加密與解密過程可以發現,信息加密系統的組成部分不僅包含明文信源以及加密變換,同時還包含解密變換以及密碼分析。通過明文信源能夠提供需要加密的明文信息;加密變換主要是指針對明文信息完成加密處理;解密變換主要是通過密鑰的應用這對加密的信息完成解密,從而使加密信息轉換為明文信息;如果加密的信息在傳輸過程中出現被竊取的狀況,竊取者針對加密信息實施的分析則就是密碼分析。通過密碼分析不僅可以使密文的完整性受到破壞,同時還容易使其機密性受到影響。由此可見,為了使信息的機密性得到有效提升,需要借助密碼算法的應用使信息得到加密處理,而為了使信息的完整性得到有效提升則需要借助鑒別與認證機制的應用[3]。
      
      1.3網絡安全的發展
      
      隨著信息技術的不斷發展,大數據技術不僅得到了迅速發展同時也得到了逐步應用。美國白宮從2012年開始注重大數據發展戰略的實施,為了促進大數據以及相關產業的迅速發展,美國白宮投資了2億美元并指出會充分注重對數據信息的控制,與此同時還提出數據信息所有權也屬于國家資產的一部分[4]。隨著人類社會的不斷發展,數據規模不斷擴大,尤其是隨著移動通訊方式的改變以及社交媒體的多樣化發展,人類社會中不同結構的信息越來越多。根據相關統計數據,截至2012年,人類社會中存在的數字信息總量已經達到2.8澤字節,其中1澤字節等于270字節。這些數據不僅包含網站、郵件以及圖片信息,同時還包含音頻、視頻以及地理位置等多種形式的信息[5]。
      
      2常用的信息加密技術
      
      2.1對稱密鑰密碼
      
      對稱加密算法不僅是應用時間較早的加密算法,同時也是應用率較高的加密算法,經過不斷的發展該技術的完善度越來越高。從對稱加密算法方面來看,數據發送者針對明文信息以及加密密鑰完成特殊的加密算法處理,從而使其成為具有更高復雜性的加密密文并完成發送。當信息接收者接收密文之后再通過密鑰以及相同算法的逆向算法完成密文的解密,從而使密文轉變成可以直接讀取的明文。在整個加密算法使用過程中,所使用的密鑰只有一個,而且信息發送與接收者都通過該密鑰的應用完成信息的加密以及解密處理,由此可見,雙方需要在事前都掌握加密密鑰才能完成相關操作。通過DES算法的應用可以將64位的明文信息轉變成數據長度為64為的密文輸出塊,之后完成加密信息的傳輸。其中8為作為奇偶校驗位,而另外56位則是密碼長度。在具體操作中,首先需要通過DES算法的應用將數據塊按位實施重新組合,之后將其輸出為L0、R0兩部分,其中每部分的長度都是32位,之后完成前后位置轉換最終由L0、R0分別輸出左32位、右32位。以這種轉換方法為基礎經過16次迭代運算可以獲得L16、R16,之后將其作為輸入并完成與初始置換相反的逆置換,最終完成密文的輸出操作。
      
      2.2公鑰算法
      
      從公開密鑰方面來看,通過公開密鑰可以使傳統密碼的密鑰K分為加密鑰Ke和解密鑰Kd,借助加密鑰Ke完成加密處理,而通過解密鑰Kd的應用使加密密文完成解密。與此同時,由于公開密鑰的計算方法具有很強的復雜性,因此通過加密鑰Ke無法計算獲得解密鑰Kd。由此可見,盡管Ke處于公開的狀態Kd也不會暴露,而且不會是密碼的安全性受到影響,這同時也有利于傳統密鑰無法分配問題的解決[6]。在公鑰密碼算法應用過程中,通過兩個密鑰的應用完成數據的加密。在利用公鑰密碼實施數據傳輸時,借助加密密鑰Ke針對明文m完成加密處理,而接收者則借助解密密鑰Kd(與加密密鑰Ke不同)完成密文的解密處理,從而獲得明文信息。由于加密密鑰Ke與解密密鑰Kd處于相互對應的狀態,因此通過加密密鑰Ke完成加密處理的密文只能通過解密密鑰Kd完成密文解密。與此同時,借助一方對另一方實施推理計算并不會獲得相應結果。假設密文C,通過使用加密密鑰Ke完成加密處理并表示為E(m,Ke),通過使用解密密鑰Kd完成解密操作并表示為D(C,Kd),這種情況下公鑰密碼體制需要滿足的條件有:(1)給出Ke時,計算E(m,Ke)很容易;給出Kd時,計算D(C,Kd)也很容易。(2)假如Kd未知,那么即使知道Ke、算法E和D以及密文C,得到明文m在計算上是不可行的。(3)對于明文m,E(m,Ke)有定義,并且D(E(m,Ke),Kd)=m。公鑰密碼體制用數學來描述就是一個5元組{M,C,K,EK,DK},滿足以下條件:①M是消息的集合(明文);②C是密文的集合(密文);③密鑰空間K是一個密鑰的有限集合。假如信息攻擊者獲得了密文y,如果想要將其轉換為明文x,則需要借助一下方法:選取一個隨機數r而且r<n,之后利用信息接收者的公鑰完成對r的加密處理,如果獲得的中間結果為t,則t=re(modn);之后將中間結果t與所獲得的密文相乘,假設得到O,則O=t*Y(modn),另外需要通過騙取信息接收者的私鑰d針對O完成簽名,假設簽名后的結果為u,則u=O(modn),在獲得u之后攻擊者計算值f=r-1(modn),這種情況下通過與u的結合則可以計算獲得明文X。從計算速度方面來看,一般情況下,如果公鑰指數e越小則加密處理速度則越快。但是,如果明文處于很小的狀態,則加密速度會出現一定問題。比如取e=3,明文x小于N的三次方,則密文y=xe(modn)=x3(modn)=x3,這種情況下直接針對密文y完成開三次方的計算就會獲得明文x。
      
      3信息加密技術的應用
      
      3.1加密技術在電子商務方面的應用
      
      通過電子商務(E-Business)可以使消費者借助互聯網完成商務活動,這種情況下消費者不需要擔心信用卡被盜用情況的出現。為了促進信用卡交易安全性的提升,RSA加密技術得到了充分利用,而且這種技術的應用也進一步促進了電子商務的發展。隨著互聯網技術的不斷發展,NETSCAPE公司得到了迅速發展,該公司所提供的一種基于RSA和保密密鑰的應用于互聯網的技術,被稱為安全插座層(SecureSocketsLayer,SSL)。SSL3.0是一種通過電子證書(electriccertificate)的應用完成身份驗證的技術,通過該技術的應用可以使雙方借助保密密鑰完成信息溝通。
      
      3.2加密技術在VPN中的應用
      
      現階段,世界經濟一體化持續推進,很多企業在世界各地成立辦事機構,以有效地開展銷售,這就需要機構建立自身的局域網LAN(LocalAreaNetwork)。然而在當前的網絡環境下,用戶除了需要獨立的局域網之外,更需要構建覆蓋范圍更廣的廣域網,這也成為當前的主要發展趨勢。隨著技術的不斷發展,具有加密以及解密功能的路由器已經出現,因此互聯網與局域網的連接更加便捷,這也是通常情況下的虛擬專用網(VirtualPrivateNetwork,VPN)。當信息發送者將數據發送到局域網中時,該數據首先會在互聯網上的路由器中完成加密處理,之后完成傳輸。在數據傳送至目的LAN路由器時,則會由該路由器完成數據解密處理,之后信息接收者可以獲得相應信息。
      
      4結語
      
      在信息技術快速發展的大環境下,信息網絡給大眾生活帶來更多的機遇和便利,但是也會給網絡信息導致許多的挑戰。計算機網絡當前面對的使用環境會更加復雜,也進一步提升了對網絡信息安全性的要求。因此,加密技術在信息網絡安全中不斷運用并且地位得到提升,所以在具體的信息網絡發展過程中,相關的企業應基于用戶的需求進一步研發并對信息加密技術加以優化,由此可以確保符合大眾對網絡信息安全的要求,提升整體的安全系數。
      
      參考文獻:
      
      [1]黃靜,郗振.計算機信息管理在網絡安全中的應用[J].中國新通信,2018,20(05):135-136.
      
      [2]李陳東.電力網絡安全中的信息隱藏技術[J].科技資訊,2018,16(06):52-53.
      
      [3]王培屹.加密技術在計算機網絡通信系統建設中的應用研究[J].輕工科技,2018,34(09):74-75.
      
      [4]楊國鋒.國內外信息安全研究現狀及其發展趨勢[J].網絡安全技術與應用,2019(05):1-2.
      
      [5]李亢亢.計算機網絡通信安全中數據加密技術的運用分析[J].計算機產品與流通,2019(06):47.
      
      作者:吳旭東 單位:上海益辰市政工程有限公司

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