針對信息安全系統中加密技術的研究

魏 丹，李 楠

（大連科技學院，大連 116000）

在中國建設成網絡強國的過程中，也面臨著網絡信息安全的挑戰，信息安全問題不容忽視，而在解決信息安全的問題中，加密技術是核心。加密算法也決定了信息傳遞的質量。加密可以保證數據傳輸的機密性，完整性，可用性和不可否認性。為未來網絡的發展起著決定性的作用。

1 信息安全中常見的問題

網絡的發達，計算機的普及，黑客的入侵工具、入侵教程隨處可見。有的并不需要很高的技術就可以達到對信息安全的危害。安全問題就突顯的尤為重要，很多安全問題都跟網絡協議的漏洞，網絡操作系統的漏洞有關，而安全問題中黑客最慣用的手段即搭線竊聽，黑客未經通信雙方允許非法的將設備如計算機終端連接到通信電路上，竊聽合法用戶通信內容的方式，達到對敏感信息的獲取。這是一種被動的攻擊手段。在現實中通信雙方很難發現消息在發送過程中已被人竊聽。從而造成個人或者公司的經濟損失。試想，如果黑客劫持的信息都是經過加密處理之后的，在多項式時間內是無法還原成明文的，那么我們就有效地抵抗了這個安全問題。而加密技術就正好解決了這個問題。

再有，最常見的就是利用TCP 協議的漏洞進行的會話劫持。在協議之初，很多服務器并不會對客戶端的身份認證，造成了黑客可以對任意的目標服務的訪問。后來，當服務器認識到危害后，開始認證客戶端。但是，具有鉆研精神的入侵者發現，在TCP通信的三次握手的過程中，結束第二次握手之后，劫持客戶端和服務器的會話，就又能達到仿冒真正的客戶端對服務器的訪問。這個過程中，最重要的是入侵者能仿造客戶端和服務器的通信數據包序號。而防止這一切發生的技術恰恰也是加密技術。使入侵者無法完成對數據包序號的獲取。

而類似此類的安全威脅還要很多很多，解決安全的問題的最好辦法就還是加密！

2 加密技術的算法

在中國古代，人們就認識到了信息安全的重要性，最早的密碼技術源于隱寫術、明礬術，甚至是唐伯虎寫給秋香的藏頭詩都可以看做是加密技術。1871年，上海大北水線電報公司的商用明碼本和密本。公元前一世紀，古羅馬皇帝凱撒使用有序的單表代替密碼。二十世紀初，產生了機械式和電動式密碼機，出現了商業密碼機公司和市場。二十世紀60年代后，電子密碼機得到較快的發展和廣泛的應用。而現代加密技術中，分為對稱加密技術和公鑰加密技術。

對稱技術的原理就是加密和解密是同一把鑰匙，它的算法基于對數據分組的置換和代替等運算。原理如下圖：

具 體 的 算 法 有：DES 算 法，3DES 算 法，TDEA 算 法，Blowfish 算法，RC5算法，IDEA 算法。對稱加密算法的特點是公開加密算法、安全性依賴于對密鑰的保密。它的計算量小、所以它的加密速度快、加密效率高。

不足之處是，通信雙方使用相同的密鑰，所以，密鑰的傳遞就是一個問題。此外，每對用戶每次使用對稱加密算法時，都需要使用其他人不知道的惟一鑰匙，這會使得發收信雙方所擁有的鑰匙數量呈幾何級數增長，密鑰管理成為用戶的負擔。對稱加密算法在分布式網絡系統上使用較為困難，主要是因為密鑰管理困難，使用成本較高。

面對對稱加密算法的缺點，公鑰密碼體制應運而生。公鑰密碼學時密碼學的一次偉大革命。它主要克服了對稱加密中的密鑰傳遞問題。算法上基于數學函數而不是替換和置換。公鑰密碼學加密解密有兩把鑰匙，算法公開，加密密鑰也公開，解密密鑰自己保留，不會在網絡上進行傳播。原理如下圖所示：

雖然兩個密鑰在數學上相關，但如果知道了其中一個，并不能憑此計算出另外一個；因此，其中一個（用于加密的密鑰）可以公開，稱為公鑰，任意向外發布；不公開的密鑰（用于解密的密鑰）為私鑰，必須由用戶自行嚴格秘密保管，絕不透過任何途徑向任何人提供，也不會透露給要通信的另一方，即使他被信任。

基于公開密鑰加密的特性，它還提供數字簽名的功能，使電子文件可以得到如同在紙本文件上親筆簽署的效果。

它的優點是由于用于解密的私鑰自己保留，不會再網絡中傳輸，所以，安全性比對稱加密要好，不會出現密鑰在網絡上傳遞被竊聽的風險，不足之處是算法的計算量大、所以它的加密速度相對對稱加密算法來說較慢、加密效率低。

3 加密技術的發展趨勢

近年來，加密技術在實際應用中得到迅速的普及，隨之產生的報文鑒別技術、數字簽名技術、PKI 和VPN 等技術，也是加密技術的發展方向。當前研究的重點是在保證安全性地前提下，如何提高加密的速度，硬件開銷。混合加密算法應運而生，基本思想是結合稱加密技術和非對稱加密技術的優點和缺點，運用兩種加密技術對數據進行綜合加密。對通信雙方的信息采用對稱加密算法，而對稱加密的密鑰采用非對稱加密。這種加密算法既能保留對稱加密的速度，也能保證加密系統的安全性。同時，隨著電子商務和電子政務的大力發展，給密碼技術的發展帶了機遇和挑戰，現在研究的熱點是基于生物特征的密碼技術。由于實際應用的需要，它也是未來發展的一個方向。

4 結束語

總之，加密技術隨著計算機技術和網絡技術的發展而發展。密碼研究也要順應時代的要求，研究新的密碼算法，新的密碼技術，以保證信息的安全、有效。為未來網絡的發展保駕護航。