信息安全與密碼學

孟子航

摘 要：互聯網已經滲透到了人們工作和生活的方方面面，我們難以想象一個沒有了互聯網的現代社會如何能夠正常的運轉。網絡給予了人們在生活中巨大的便利，同時也存在著巨大的安全隱患——網絡時代每一個人都時刻面臨著信息泄露、病毒感染、黑客攻擊等威脅。網絡信息安全已經成為各個國家關注的焦點問題，我國也不例外。本文將簡要介紹信息安全與密碼學的相關知識。

關鍵詞：信息安全 密碼學 密鑰

中圖分類號： TN918 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）11-00-01

隨著網絡技術的廣泛使用，互聯網每天都會產生海量的信息，這些信息幫助人們進行社會管理、資源分配、經濟發展，但不得不說，繁榮的表象下也有著洶涌的暗流。

一、信息安全

以爆發于去年5月12日的永恒之藍比特幣勒索病毒為例，統計數據顯示，100多個國家和地區超過10萬臺電腦遭到了勒索病毒攻擊、感染。勒索病毒是自熊貓燒香以來影響力最大的病毒之一。勒索病毒全球大爆發，至少150個國家、30萬名用戶中招，造成損失達80億美元，已經影響到金融、能源、醫療等眾多行業，造成嚴重的危機管理問題。中國部分Windows操作系統用戶也遭受感染，校園網用戶首當其沖，受害嚴重，大量實驗室數據和畢業設計被鎖定加密。部分大型企業的應用系統和數據庫文件被加密后，無法正常工作，損失巨大。這就是網絡信息安全方面出了差錯所產生的后果，它可能比一般意義上的安全問題產生的后果更巨大，影響更深遠。

ISO（國際標準化組織）將“信息安全”定義為數據處理系統建立和采取的技術和管理的安全保護，保護計算機硬件、軟件數據不因偶然和惡意的原因而遭到破壞、更改和泄密。簡單說，信息安全的基本屬性有保密性、完整性、可用性、可控性和不可否認性。保密性指保證信息不泄露給未經授權的人；完整性指信息從真實的發信者傳送到真實的收信者手中，傳送過程中沒有被非法用戶添加、刪除、替換；可用性指保證信息和信息系統確實為授權者所用，防止由于計算機病毒或其它人為因素造成的系統拒絕服務，或者為非法者所用；可控性指對信息和信息系統實施安全監控管理，防止非法利用信息和信息系統；不可否認性指保證信息行為人不能過后否認自己的行動[1]。

信息安全主要包含3個方面：設備安全、數據安全、內容安全及行為安全。保護信息安全涉及了許多方面，例如技術、管理制度、人員和法律。這決定了保護信息安全是一門綜合性的學科，絕不是單靠某一措施或某一項技術就能夠高枕無憂。

二、密碼學

我們都知道很多的網站、app都需要登錄才能夠正常使用一些功能，但是登錄時輸入的密碼可不是密碼學的全部，僅僅是密碼學的冰山一角。下面介紹一下密碼學中的兩個主要分類。

1.專用密鑰加密或對稱加密方法

專用加密密鑰的主要特點就是加密和解密使用的是同一種密鑰。密鑰就是指某個用來完成加密、解密、完整性驗證等密碼學應用的秘密信息。例如發送一串數字的時候每個數位上的數字都乘三，等到對方收到之后就會除以三還原信息，此時的“三”就是密鑰，這種方法的優點就是大大簡化了對信息加密的過程。傳送雙方想要傳遞信息需要在之前約定好密鑰，不需要傳遞信息的同時將解密的方法一并傳輸。但是這種方式也有著非常明顯的缺點，那就是信息的發送者和接收者都是無法確定的，而且對應方式也比較簡單，只能是一一對應的映射方式。當然舉的例子較為簡單，當今使用的加密密鑰的復雜度要比舉的例子復雜的多，有56位，而且在傳統的DES加密技術的基礎上，進步到了三重DES，大大增強了信息的安全性，密鑰的長度也是可以改變的，可以根據不同的情況挑選適合的長度[2]。

2.非對稱加密或公共密鑰加密方法

與對稱加密算法不同，非對稱加密算法需要兩個密鑰：公開密鑰和私有密鑰。公開密鑰與私有密鑰是一對，如果用公開密鑰對數據進行加密，只有用對應的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對數據進行加密，那么只有用對應的公開密鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰，所以這種算法叫作非對稱加密算法。使用非對稱加密可以實現一些一對多的加密通訊，將公開密鑰廣播出去，有許多人收到之后，自家使用私鑰加密自己的公開信息，每一個擁有公鑰的人都可以解讀信息并確定消息的發送人是持有私鑰的人。而這些人又可以使用公鑰對信息加密傳遞回去，只有擁有私鑰的人才能夠解開。人們如果都對自己的私鑰進行保密，使用接收者的公鑰進行加密，就可以令攻擊者即使截獲了密文也無法破解。

當然兩種方法都是為了對信息進行加密，區別在于對稱加密的密鑰需要通過某種方式優先確定，一旦丟失整個通訊就會被破解。而非對稱密鑰中公鑰是公開的，任何人都可以知道，不需要提前同步密鑰，私鑰無需傳遞出去，保密程度大大提高，缺點是非對稱加密和解密的時間消耗會更多，對于大量數據的加密進度會非常緩慢，影響信息的時效性。這也是大量的信息加密一般使用對稱加密方法的原因。

PKI和VPN是兩種基于密碼技術的安全技術，PKI利用公鑰加密技術提供了一套安全基礎平臺，用戶可以利用PKI平臺提供的服務進行安全通訊，它的基礎技術包括加密、數字簽名、數據完整性機制、數字信封、雙重數字簽名、數字證書封。VPN是在公用網絡上建立虛擬專用網絡，進行加密通訊，在企業網絡中有廣泛應用[3]。PKI在這個電子交易大行其道的時代提供了一個有公信力的平臺。它能夠把公鑰和別的信息進行聯系，使我們知道瀏覽的購物網站確實是我們想要瀏覽的網站，而不是別的“李鬼”進行的冒充。很多企業出于保密的考慮在公司以外的地方是不能接入公司的系統的，VPN可以讓人在公司以外的地方能夠通過連接公司VPN服務器的方式進入內網，對于有一定規模的企業具有非常重要的意義。

當今，社會信息安全的重要性是不言自明的，本文也只是對信息安全和密碼學進行了簡要的介紹。作為一個高中生，希望大家在這個大數據時代提高信息安全意識，保護好自身的信息安全，也希望有更多的人投入到信息安全和密碼學技術的研究，使每個人都能夠感受到信息安全的美好。

參考文獻

[1]郎兵祥，徐金利.淺談計算機信息安全與密碼學[J].電腦知識與技術（學術交流），2007（06）：1565+1738.

[2]宋何穎秀.淺析密碼學在信息安全中的應用[J].數字技術與應用，2017（03）：223.

[3]傅仙發，陳國雄.網絡信息安全中的密碼技術[J].網絡安全技術與應用，2015（04）：149-150.