基于光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)的研究

劉標(biāo) 周軍華 陳利平 章友明 顧俊

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引言

考慮到信息化時(shí)代的不斷進(jìn)步，對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來越多，在數(shù)據(jù)集輸過程中不免會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穿透現(xiàn)象，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全遭到破壞。因此，針對(duì)光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的，必須提高對(duì)其的重視程度[1]。但傳統(tǒng)技術(shù)在光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸應(yīng)用中存在網(wǎng)絡(luò)穿透能力差的問題，無法確保光學(xué)加密數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定集輸。為此，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)刻不容緩。本文基于此，結(jié)合新一代的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種新型光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)，致力于從根本上提高該技術(shù)在現(xiàn)實(shí)使用中的網(wǎng)絡(luò)穿透能力，為保證光學(xué)加密數(shù)據(jù)的安全集輸提供技術(shù)支持。并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)例分析，進(jìn)一步證明設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的有效性。

1 基于光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)研究

1.1 基于光學(xué)加密的網(wǎng)絡(luò)集輸數(shù)據(jù)隱私保護(hù)

由于在數(shù)據(jù)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中原始有限域的光束映射具有一定的特殊性[2]，因此密鑰光束可用如下公式表示：

1.2 數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測(cè)

非法入侵檢測(cè)模塊通過采集和分析各類數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)日志和信息[5]，通過誤用檢測(cè)和異常檢測(cè)，達(dá)到檢測(cè)目的。其中誤用檢測(cè)是通過對(duì)數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)傳輸行為進(jìn)行分析，并提取在數(shù)據(jù)集輸過程中的網(wǎng)絡(luò)通信特征，對(duì)非法入侵行為的具體表現(xiàn)特征進(jìn)行匯總，并構(gòu)建相應(yīng)的入侵行為特征庫，從而利用該特征庫完成對(duì)非法入侵者各項(xiàng)異常行為的檢測(cè)。當(dāng)匹配到相應(yīng)的異常特征信息后，則非法入侵檢測(cè)模塊會(huì)立即做出響應(yīng)，其具體流程如下。

首先，在數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中有新的入侵行為時(shí)，由非法入侵檢測(cè)模塊將相應(yīng)的異常特征記錄到入侵特征庫當(dāng)中；其次，利用入侵特征庫對(duì)非法入侵者的各項(xiàng)行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并判斷其行為屬于正常行為還是入侵行為；若得出的檢測(cè)結(jié)果屬于正常操作行為，則非法入侵檢測(cè)模塊不進(jìn)行任何響應(yīng)，若得出的檢測(cè)結(jié)果屬于異常操作非法入侵，則由該模塊立即進(jìn)行響應(yīng)，并實(shí)施對(duì)集輸數(shù)據(jù)隱私信息的光學(xué)加密保護(hù)。

1.3 構(gòu)建數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透工作機(jī)制

本文數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)的主要目的是通過檢測(cè)和挖掘各類網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備以及系統(tǒng)存在的漏洞問題，采用光學(xué)加密技術(shù)達(dá)到對(duì)目標(biāo)設(shè)備或目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的集輸。根據(jù)上述需要，為實(shí)現(xiàn)對(duì)防火墻的穿透，對(duì)數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中限制資源的安全訪問，從通信偽裝、匿名通信和數(shù)據(jù)加密三個(gè)方面分別提出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透工作機(jī)制。

1.3.1 通信偽裝機(jī)制。在數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中，防火墻的設(shè)置通常會(huì)建立在某一種應(yīng)用程序或通信端口上。因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)穿透時(shí)，可利用防火墻保護(hù)的應(yīng)用程序，對(duì)相應(yīng)的IP地址、端口等進(jìn)行放行處理，從而在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)穿透過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序的偽裝。以此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)集輸?shù)倪^程中，讓防火墻誤認(rèn)為穿透信息為正常信息，從而允許其安全通過。

1.3.2 匿名通信機(jī)制。通過上述通信偽裝機(jī)制的建立后，網(wǎng)絡(luò)穿透已經(jīng)具備了良好的穿透能力，但當(dāng)穿透行為一旦被識(shí)別后，對(duì)非法地址封鎖，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督效果。

1.3.3 數(shù)據(jù)加密機(jī)制。通過本文上述提出的基于光學(xué)加密的網(wǎng)絡(luò)集輸數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，在防火墻發(fā)現(xiàn)異常問題時(shí)，為防止防火墻對(duì)數(shù)據(jù)集輸中的隱私信息進(jìn)行訪問，通過密鑰光束的方式對(duì)隱私信息進(jìn)行保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容的加密，使防火墻只能夠檢測(cè)到已經(jīng)加密后的密文，而無法對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行判斷和過濾，以此提高本文網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)的安全性。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

本文通過上述論述完成對(duì)基于光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)的理論設(shè)計(jì)研究，為進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的性能優(yōu)勢(shì)，將該技術(shù)與傳統(tǒng)穿透技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境當(dāng)中，完成如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在本文對(duì)比實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的各主機(jī)CPU分別為4.8 GHz和3.6GHz，同時(shí)下載Juniper防火墻。為體現(xiàn)本文實(shí)驗(yàn)的適用性，選擇五種不同公司研發(fā)的防火墻，將其分別進(jìn)行從A～E的編號(hào)，并分別引入到網(wǎng)絡(luò)通信傳輸環(huán)境當(dāng)中。設(shè)置需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集輸?shù)臄?shù)據(jù)量為100MB，對(duì)比兩種網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)下，數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穿透的總量，并將結(jié)果記錄如表1所示。

表1 兩種網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

從表2中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文技術(shù)未穿透數(shù)據(jù)總量明顯小于傳統(tǒng)技術(shù)未穿透數(shù)據(jù)總量。在實(shí)驗(yàn)過程中，本文針對(duì)每一種不同類型的防火墻均配置了最高的安全等級(jí)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)穿透條件下，本文技術(shù)仍然能夠達(dá)到0.10bit級(jí)別的穿透能力。因此，通過本文對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)一步驗(yàn)證，本文提出的基于光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的穿透能力更強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高集輸效率。將本文提出的方法能夠有效解決網(wǎng)絡(luò)集輸過程中受到的防火墻干擾影響。

3 結(jié)束語

本文通過開展基于光學(xué)加密數(shù)據(jù)集輸網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)研究，提出了一種全新的網(wǎng)絡(luò)穿透技術(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的實(shí)際應(yīng)用效果，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穿透，減低防火墻對(duì)集輸數(shù)據(jù)造成的影響，同時(shí)還能夠保證發(fā)送方和接收方用戶的數(shù)據(jù)隱私安全，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目的和效果。