數據加密技術在計算機網絡通信安全中的實踐

王秋紅

（海口經濟學院，海南海口，570203）

1 數據加密技術

1.1 數據加密技術的基本概念

數據加密技術分成兩種，其一是對稱加密技術，其二是非對稱加密技術。數據加密技術具有保密性，系統會生成密碼，防止數據被他人盜取。數據加密技術具有辨識性，只有接收方才能收到密文進行身份識別。數據加密技術具有完整性，為了確保用戶可以接收到密文，而且還要確保信息具有完整性，不能被破壞。加密過程主要是采用算法和密鑰的方式。加密算法是將真實的明文和密鑰結合，進行算法的處理，形成模糊的密文。密鑰和算法在解密環節中都非常重要，密鑰也是算法的一種，是一類特殊的算法。

1.2 加密方法

加密方法中主要有對稱加密和非對稱加密的方式。對稱密鑰是在加密的整個環節中都采用相同的密鑰，在經過多次加密和解密的環節中，密鑰始終處于保密的狀態。發送者將密鑰加密，然后發給接收方，接收者采用密鑰解密。這種加密方式比較簡單，而且可以實現高效的運算。非對稱加密的方式中，密鑰是公開的，其他人也能得到密鑰。

1.3 網絡中的數據加密技術

（1）鏈路加密

鏈路加密也被稱為在線加密，這種加密方式依賴于一個可靠的鏈路，確保鏈路的各個節點的連接，提升數據傳輸的可靠性。在數據傳輸過程中，將數據加密，在數據到達接收節點后，進行解密。數據通過一個個節點，最終達到終點。

（2）節點加密

節點加密和鏈路加密存在相同點，都可以提升數據傳輸過程的可靠性，也是在鏈路上提升數據的安全性。加密的環節中，是傳輸過程的加密。在鏈路加密中，數據到達各個節點后，數據是以明文的形式存在，所以數據的安全性降低。在節點加密環節中，很多數據即使是在節點也不能以明文的形式出現。

（3）端到端加密

端到端加密的方式是在傳輸層和網絡層進行加密，在數據傳輸的整個過程，數據都處于加密的狀態，即使在數據傳輸環節中，路由信息出現錯誤，也不會導致數據泄露。端到端加密的形式在每個節點都不用解密，即使在傳輸中有一個節點出現問題，也不是導致數據的泄露。在端到端加密中，對真實的數據進行加密，不會對路徑進行加密。

2 經典加密算法分析

2.1 加密算法概述

加密算法要將傳輸的數據處理成密文的方式，然后傳輸給接收方。接收方將密文解密，獲取明文信息。加密算法分成兩類，其一是不采用密鑰，其二是采用密鑰的。不采用密鑰的加密算法，如果算法被黑客破解，那么加密也就失敗了。采用密鑰的加密算法，算法處于公開的狀態，密鑰處于保密的狀態，只需要不斷的更換密鑰，提升密鑰的長度和復雜性，也就能提升加密的可靠性。

2.2 DES算法

DES算法也被稱為數據加密標準，是一類經典的對稱式的加密算法。此證算法對明文進行加密，將明文分成幾個不同的小組，然后生成一串密文。DES算法涉及到多個參數，數據、信息以及原始數據都是參數。在工作模式被切換成加密的模式后，設定好的密鑰要進行加密處理，形成密文然后輸出。當工作模式切換成解密模式后，要對密鑰進行分析。DES算法分成兩種方式，其一是置換，其二是移位。在完成了明文的轉換后，采用初始的置換函數，獲得密鑰，完善加密，輸出密文。

2.3 MD5算法

MD5是一類消息摘要算法，其位數是128位，MD5介意確保信息準確和完整的傳達。在文件下載的環節中，下載人不確定文件是否安全，當懷疑文件存在病毒時，可以通過MD5上的小程序，分析數據的完整性。MD5具有不可逆性，是用戶登錄密碼的一種加密技術，將一個很長的字節串進行轉換，這種轉換具有不可逆的特征，MD5對輸入信息的長度沒有任何限制，但是輸出信號的長度必須是128位。其基本的實現方式是將余數求得，然后實現鏈接變量的分析。MD5加密算法主要是采用補位和變換的方式，通過補位實現附加數據的長度，按照一定的方式加入參數，對順進行變換處理，將密文處理后輸出。

2.4 RSA算法

RSA是一類公共密鑰的算法，是一類非對稱的密碼。RSA算法是采用兩個素數，然后使二者相乘，得到兩個素數，但是很難得到兩個原始的素數，所以，RSA算法具有不可破譯性。盡管RSA是一個公共密鑰的算法，但是其主要應用在不同信息的加密上，在簽名認證的基礎上，沒有人可以破譯成功。密鑰主要是一個公開密鑰和私有密鑰組成，公開密鑰確保信息是公開的，人人都能獲取，將加密后的數據傳輸給公共密鑰的設計者。私有密鑰只有密鑰的發布者知道，不能公開。RSA的安全性非常高，對整數進行分解是非常困難的，因為整數因子分解也不能得到原始數據。RSA算法是一類廣泛應用的加密算法，其原理非常簡單，不僅僅可以用于加密處理，也可以用于數字簽名。然而，其在素數生成的環節中存在一定的局限性，在密鑰生成過程中比較復雜。為了提升RSA保密的安全性，數字非常多，計算起來非常麻煩，導致密鑰的長度也非常大。

3 網絡舉報系統的設計

3.1 系統需求分析

（1）功能性需求

其一，網上舉報，通過建設舉報人登錄系統的方式，填寫完整的舉報信息，上傳相關的文件，將舉報信息提交。其二，進行舉報信息的查詢工作，舉報人可以查詢自己的舉報信息。其三，舉報信息的下載，在查看舉報信息的基礎上，將舉報信息下載，解密加密的文件。其四，綜合信息查詢，舉報人可以對舉報信息的處理結果進行查詢。其五，留言，用戶登錄系統后，可以在論壇上留言，提出自己的意見。其六，密碼修改，用戶可以自行修改自己的密碼。

（2）非功能性需求

非功能性需求可以提升系統運行的穩定性，技術架構是公開的，操作更加便捷和簡單。用戶可以自行的開發和查詢系統，響應時間非常快。通過負載均衡技術的使用，提升數據分析的效率，使網絡應用更加的具有靈活性。提升系統的可用性，有效的防止單點故障的產生。采用安全保障機制，針對敏感數據采用加密傳輸的方式。對相關的內容進行舉報，實現數據的加密，防止數據泄露。

3.2 系統架構設計

網絡舉報系統主要是由三層架構組成，分別是數據層、應用層和展示層。數據層主要是實現數據庫的訪問工作，對舉報系統中所有的數據進行管理，實現數據的增加、刪除和修改等。應用層結合發出的指令，對數據進行具體的操作。展示層是直接面對客戶的，當用戶發出指令后，數據直接顯示在這個層面上。企業在進行網絡舉報系統設計環節中，要便于員工操作，實現不同區域的操作。通過網絡舉報系統的設計后，用戶可以在任何連接網絡的電腦上進行操作，在瀏覽器訪問中，將加密軟件下載。

3.3 系統功能模塊設計

結合企業的需求，設計各類模塊，實現舉報、查詢、密碼修改等功能。

（1）舉報模塊:這個模塊中，用戶可以提交舉報信息，可以舉報個人，也可以舉報單位。如舉報者是普通員工，其需要閱讀舉報通知，在通知得到同意后，填寫舉報內容。（2）舉報信息管理模塊:這個模塊實現了舉報信息的查詢功能，對舉報信息進行處理。（3）個人信息管理模塊:在進行個人信息管理的環節中，用戶可以管理自己的信息，也可以修改密碼。（4）論壇管理:在這個模塊，員工之間可以進行交流，分享信息。（5）客戶端下載:了解了客戶端的使用方式后，不同部門的人員可以將客戶端下載。（6）信息統計:對用戶的信息進行整合，并且整理舉報信息。

3.4 系統安全設計

（1）網絡傳輸加密：在網絡傳輸加密中，應該放置個人通過各類網絡手段獲取舉報信息，采用不同的方式對舉報信息進行加密，借助口令和其他的驗證信息，口令和其他的驗證信息都是不可逆的。（2）數據文件加密：為了有效的防止舉報信息被非法的獲取，舉報的數據文件可以采用RSA加密算法的方式，文件的下載必須獲取密鑰。（3）數據存儲安全：舉報的內容和數據應該放置在數據庫中，實現數據庫的加密。防止外部人員進入到數據庫中，要嚴格管理數據庫的權限，數據庫只能實現本地訪問。（4）登錄安全：在輸入密碼中，如果密碼錯誤次數超過三次，賬戶就會被鎖住。（5）日志管理：在進行系統操作的各個環節，都采用日志的方式記錄，將用戶名、登陸時間等基本情況全面記錄下來。（6）系統管理安全：管理員的權限要合理的設置，管理員賬號只能在規定的服務器上登錄。

3.5 舉報文件

在密鑰保存的環節中，管理員才能獲取私有密鑰。在客戶端內可以載入公共密鑰和私有密鑰，職工客戶端也能載入這些信息。舉報內容可以采用TXT文件的形式，管理人員掌握解密功能。