加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)安全中的運(yùn)用

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摘要：不斷進(jìn)步的信息技術(shù)給我們的生活帶來(lái)便利，極大的促進(jìn)了人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但隨之而來(lái)的是不斷增多的計(jì)算機(jī)安全問(wèn)題，人們對(duì)計(jì)算機(jī)安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注。對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信安全技術(shù)中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)探討，促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)加密；計(jì)算機(jī)安全；網(wǎng)絡(luò)安全

如今信息技術(shù)滲透于各行業(yè)、各領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但也帶來(lái)了不容忽視的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，嚴(yán)重威脅到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全，給計(jì)算機(jī)用戶(hù)帶來(lái)巨大損失。因此，必須高度重視計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，加強(qiáng)數(shù)據(jù)加密技術(shù)的研究與應(yīng)用，有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

1加密原理

在數(shù)據(jù)加密領(lǐng)域，我們將沒(méi)有經(jīng)過(guò)加密處理的信息稱(chēng)為明文（P），反之則稱(chēng)為密文（c）。明文轉(zhuǎn)為密文的過(guò)程被稱(chēng)為加密（E），加密過(guò)程通?；谔囟用芩惴▽?shí)現(xiàn)。而從密文到明文的轉(zhuǎn)換過(guò)程稱(chēng)之為解密（D），也需要基于特定解密算法實(shí)現(xiàn)。加密解密的基本過(guò)程為：首先，數(shù)據(jù)發(fā)送一方將明文P基于某種機(jī)密算法轉(zhuǎn)換成密文后發(fā)送給數(shù)據(jù)接收方。接收方接收密文C后，將利用相應(yīng)的密鑰將密文C還原為明文P。這樣一來(lái)，即便數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被非法竊取，竊取者也只能得到密文，沒(méi)有解密密鑰是幾乎不可能破解的，這樣就實(shí)現(xiàn)保護(hù)數(shù)據(jù)安全的目的。假設(shè)只用一個(gè)密鑰，即加密密鑰和解密密鑰為同一個(gè)的加密技術(shù)稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)；與之對(duì)應(yīng)的是加密密鑰和解密密鑰不相同的加密技術(shù)稱(chēng)之為非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)。對(duì)稱(chēng)加密實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快，但安全性較低，而非對(duì)稱(chēng)機(jī)密技術(shù)很好地解決了這些問(wèn)題。

2加密算法

2.1DES算法。DES即數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，屬于經(jīng)典對(duì)稱(chēng)式加密算法，是一種分組對(duì)稱(chēng)加密解密算法。在加密明文之前，先將明文分組，每組長(zhǎng)度固定為64位，然后再對(duì)各組明文進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)加密處理得64位長(zhǎng)的密文，最后將各組密文拼接就得到整個(gè)密文。2.2MD5算法。MD5屬于消息摘要算法，其應(yīng)用廣泛，主要用于保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、完整性。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：一個(gè)文檔可以生成對(duì)應(yīng)的MD5值，當(dāng)文件被出去供別人下載使用時(shí)，使用者可以根據(jù)MD5值是否匹配來(lái)判斷該文件是否安全，假如數(shù)值匹配，則說(shuō)明該文件未被改動(dòng)，是安全的；反之則表示文件被修改過(guò)，存在安全隱患。顯著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上由很多MD5工具，可用來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性?？梢?jiàn)MD5算法應(yīng)用廣泛，其安全性和可靠性較高。2.3RSA算法。當(dāng)前數(shù)據(jù)加密領(lǐng)域使用最廣泛的RSA公鑰加密算法誕生于1977年，其開(kāi)發(fā)者是美國(guó)三位學(xué)生。他們基于一種數(shù)論構(gòu)建非對(duì)稱(chēng)密鑰，該算法安全性很高，得到普及應(yīng)用。RSA算法擁有雙密鑰，屬于非對(duì)稱(chēng)加密算法。RSA算法的基本原理是基于眾所周知的數(shù)學(xué)問(wèn)題：給出兩個(gè)大素?cái)?shù)相乘得到乘積，假設(shè)給出的兩個(gè)素?cái)?shù)未知，如何通過(guò)乘積通過(guò)因式分解運(yùn)算求得這兩個(gè)素?cái)?shù)。目前為止這樣是行不通的，這就使得基于素?cái)?shù)求解的RSA算法幾乎無(wú)法被破譯。因此，RSA算法被公認(rèn)為是目前最安全的公鑰加密算法，經(jīng)受住了不可計(jì)數(shù)的網(wǎng)絡(luò)攻擊考驗(yàn)。

3加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

我們結(jié)合網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)系統(tǒng)中的舉報(bào)文件加密解密闡述加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通常網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)系統(tǒng)的加密解密模塊需具備以下幾個(gè)功能：1）生成密鑰對(duì)；2）加載密鑰對(duì)文件的加密解密操作；3）打開(kāi)、保存、上傳、下載文本文件。可見(jiàn)，生成密鑰對(duì)、加載密鑰對(duì)文件的加密解密操作是網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)系統(tǒng)加密解密模塊的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。基于上文分析，我們知道RSA加密算法是最佳選擇。實(shí)現(xiàn)RSA算法加密的基礎(chǔ)是大素?cái)?shù)及其運(yùn)算。因此，RSA加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)部分：第一，尋找并測(cè)試大素?cái)?shù)，第二，生成公鑰、私鑰，第三，加密、解密舉報(bào)文件。首先，大素?cái)?shù)的尋找和測(cè)試是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵一步，沒(méi)有大素?cái)?shù)，RSA算法就不存在。通?？梢酝ㄟ^(guò)搜索以及不斷測(cè)試找到合適的大素?cái)?shù)p和q；其次，生成用于加密公鑰、解密私鑰，密鑰是否安全決定了保密系統(tǒng)的安全性。最后，加密解密操作，該步驟主要涉及模冪運(yùn)算。以網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)系統(tǒng)中的舉報(bào)者客戶(hù)端的實(shí)現(xiàn)為例，在使用該客戶(hù)端時(shí)，舉報(bào)者可以根據(jù)以下步驟完成數(shù)據(jù)加密：第一步，舉報(bào)者點(diǎn)擊“下載公鑰”，系統(tǒng)將隨機(jī)更新機(jī)密公鑰，供舉報(bào)者下載。第二步，舉報(bào)者將下載的公鑰妥善保存方便調(diào)用。第三步，舉報(bào)者利用公鑰加密舉報(bào)信息，保存密文，以便舉報(bào)時(shí)上傳到舉報(bào)系統(tǒng)。以網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)系統(tǒng)的管理者客戶(hù)端的數(shù)據(jù)加密解密為例。首先，管理者可操作客戶(hù)端生成密鑰對(duì)。其次，生成密鑰后，系統(tǒng)自動(dòng)保存公鑰、私鑰。再次，管理者可將公開(kāi)密鑰上傳到服務(wù)器，供舉報(bào)者客戶(hù)端下載使用。最后，管理者可用己經(jīng)保存的私鑰解密加密的網(wǎng)絡(luò)舉報(bào)文件，獲取其中的舉報(bào)信息。綜上所述，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信安全非常重要。盡管目前加密技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中依然存在很多問(wèn)題，但是相信通過(guò)技術(shù)人員的不斷努力探索，數(shù)據(jù)加密技術(shù)必將得到不斷完善，有效解決計(jì)算機(jī)安全問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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[2]何入海.數(shù)據(jù)加密技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信安全中的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2017（1）：93.

作者：宮展鵬 單位：咸陽(yáng)師范學(xué)院