基于編碼技術的計算機網絡安全結構設計研究

摘要：針對網絡信息系統的脆弱性，本文提出了一種基于編碼技術的計算機網絡安全結構設計方案，以保障計算機網絡環境的安全。在設計計算機網絡安全結構時，本文從安全體系結構的設計、安全體系的層次劃分、異常流量的檢測以及代碼植入等四方面進行研究，旨在構建一個全面的安全防護框架。經過測試驗證，本網絡安全結構不僅能夠有效地進行數據匹配與分析，而且能夠充分地保障計算機網絡的安全。說明提出的安全結構設計是合理且有效的，可以應對網絡中存在的各種安全威脅。

關鍵詞：編碼技術；計算機安全；網絡安全結構設計；編碼方法；代碼植入

無論是計算機網絡還是傳統網絡，選擇合適的路由路徑至關重要。合理的路由選擇不僅可以減少帶寬資源的消耗，還能確保網絡性能的穩定。目前，無線網絡技術的運用極大地提升了計算機網絡的便利性，實現了全天候的數據信息傳輸和共享。但這種網絡極易受到惡意攻擊和病毒侵害，威脅到網絡安全。為了應對這一挑戰，編碼技術被提上日程。通過邏輯層面上的應用，它利用鏈路帶寬在發送端和接收端之間建立同步，實現對位錯誤的檢測與糾正，并最小化傳輸能量。常見的編碼技術包括數值編碼、圖像編碼以及語言文字編碼等，而二進制編碼是提高計算機網絡安全性的基礎手段。[1]。

一、常見編碼技術及方式

在計算機網絡安全結構中存在問題時，研究人員研發出多種類型編碼方法，以此實現對目標的編碼。如常見的計算機編碼方法有8種：ASCII碼、281Q電平碼、冗余碼（Redundantcode）、Unicode、UTF-8以及非ASCII碼、擾頻（Scramb-ling）和各種數據壓縮編碼等方式[2]。針對計算機網絡結構的設計過程中，只有通過對網絡帶寬利用率的加強，才能夠實現信號的遠距離傳輸。雙極性編碼方式的應用，使目標編碼可以有效提高長遠距離信號傳輸的安全性。此外，計算機網絡想要實現近距離的信號傳輸時，不僅需要降低網絡帶寬的利用率，還需要對每個節點的設備所消耗的網絡帶寬利用率以及費用進行對比，選擇最優的方案，然后通過曼徹斯特編碼技術完成網絡的近距離傳輸編碼設計，且該編碼方法擁有自動同步功能。

二、計算機網絡安全機理研究

（一）緩沖區的溢出分析

從編碼的安全角度方面來看，具有標記的是最重要的，也就是指緩沖區溢出（Buffer Overflow），且該區是程序漏洞的重要源頭。因此在計算機網絡安全問題處理時，找到能夠解決緩沖區溢出問題的源頭，就能夠有效降低計算機網絡中不安全事件發生的次數。溢出作為導致黑客、病毒在網絡中橫行的根本，該些攻擊手段會借助緩沖區溢出位置，進行程序運行，從中獲得優先級，再借助后門訪問點，完成對其他計算機的攻擊和感染。為了防范緩沖區溢出，可以采用多種措施，例如使用C++流對象、fgets（）函數等，它們允許指定輸入緩沖區的長度，從而有效防止內存溢出。此外，編寫安全的代碼，確保對所有用戶輸入進行檢查也是非常重要的一環。總而言之，緩沖區溢出是一個嚴重且普遍存在的安全隱患。通過采取適當的預防措施和編寫更為安全的代碼，可以顯著提高計算機網絡的安全性。

（二）節點

在計算機網絡系統中，惡意節點的存在為設備和網絡的連接提供了支持。因此，針對該問題，只有利用多重路徑路由協議技術，通過對路由路徑的改變，以此來降低惡意節點連接網絡的次數，并對其產生的攻擊進行防御。鄰近節點的使用幫助計算機網絡實現了本體節點的認證，以及聲望值、信任度的計算。為了能夠有效避免惡意節點對網絡安全造成嚴重的影響，計算機在傳遞信息時，需要對信息進行封包處理。此外，還需要在完成的封包上添加對應的數字印章，比如節點身份或信息身份等數字印章，然后再進行信息傳遞。接收方在接收到傳遞的封包之后，只有通過數字印章的驗證之后，才能夠打開封包中的信息，確保信息的安全性和完整性[3]。

（三）代碼植入

在計算機網絡安全結構設計中，未經驗證的變量使用可能導致程序函數行為異常，并在嚴重情況下影響計算機系統的性能和穩定性。例如，SQL注入攻擊是一種常見的安全威脅，攻擊者通過插入或修改SQL查詢語句，利用應用程序的漏洞來獲取未授權的數據訪問權限。這種攻擊通常涉及修改WHERE子句，導致返回錯誤的結果，并危害數據庫的安全運行。防止緩沖區溢出是確保系統安全的關鍵策略之一。為了抵御此類攻擊，必須對用戶輸入進行嚴格的驗證，包括檢查輸入的長度、內容，以及它們是否可用于網頁構建。簡而言之，通過在用戶輸入流程中嵌入JavaScript代碼，可以在瀏覽器頁面上顯示腳本，而代碼注入正是為了實現這一目的。因此，開發者需要采取適當的防御措施，如預編譯SQL語句、使用參數化查詢、實施輸入驗證和過濾、設置最小權限原則等，以確保網絡應用的安全性。

三、基于編碼技術的計算機網絡安全結構設計

借助編碼技術設計的計算機網絡安全結構，不僅確保了系統運行的穩定性和安全性，還避免了信息被泄露的可能性。并且，還能夠充分保障計算機網絡安全的保密以及互聯互通。

（一）計算機網絡安全體系結構設計方案

結合編碼技術進行計算機網絡安全結構設計，主要由安全對象和安全機制等兩個部分來實現。其中，從安全對象方面設計來看，主要包含了信息、設備、系統、挽留以及信息介質等方面的安全。從安全機制方面設計來看，主要包括計算機病毒的防御治理技術。具體安全結構設計見圖1所示。

（二）計算機網絡安全體系層次架構模型設計

計算機網絡安全體系層次架構模型共有7層組成，具體見圖2所示。其中，網絡安全全面貫穿了整個模型。在計算機網絡安全結構設計過程中，應用平臺的設計為數據庫服務器、Web服務器等應用軟件服務提供了相應的支持。但是，受到平臺結構復雜性的影響，只有通過采用諸如編碼技術的先進方法，才能確保應用平臺的安全。從物理層信息安全的角度來看，該層的設計主要目的是防止物理路徑遭受攻擊、竊聽或損壞。操作系統的安全設計不僅充分保護了客戶信息的安全，還確保了用戶對操作系統的訪問控制安全，并具有審計功能。而網絡層安全設計，從而保障了網絡路由無法被攔截與監聽的作用[4]。

（三）網絡安全系統響應模塊設計

計算機網絡安全系統的響應主要指系統在正常運行過程當中檢測到非法入侵、木馬、病毒等行為時，給出的及時反應。系統的響應方式包含了主動響應方式和被動響應兩種。主動響應是指系統在檢測到外部非法攻擊時，主動進行阻斷、隔離和處理。而被動響應則指系統在遭受非法攻擊時，通過反擊攻擊者、記錄非法行為，并將日志提供給系統管理員或用戶，隨后由管理員采取措施處理非法入侵。盡管主動響應與被動響應在實時性上有差異，被動響應由于其較高的安全性，更利于數據維護。本文提出的基于編碼技術的設計方案，融合了主動和被動響應的優勢，當系統檢測到攻擊時，會根據數據庫中預設的防御策略進行主動響應和處理。最終，系統采用異常檢測算法全面監控網絡，判斷是否存在攻擊行為，并在發現攻擊時立即進行處理。具體設計見圖3所示。

（四）網絡異常流量行為檢測

在計算機網絡監控方法中，網絡流量監控的方式是相對初級的一種。然而在能夠實現實時通信的系統以及點對點傳輸的網絡中，網絡流量監控方式能夠起到非常好的效果。例如，在計算機中實現對UDP會話的監視時，無論是實時通信還是點對點網絡傳輸，這兩種傳輸方式都利用UDP連接實現數據信息傳輸。因此，該傳輸模型行為可以準確識別分布式網絡結構中哪臺計算機設備正在進行信息傳輸。通過對計算機中的網絡流量行為進行監控和記錄，就能夠準確判斷點對點傳輸和實時通信系統的網絡用戶。在點對點傳輸網絡中，為了確保用戶通信質量，需要通過不斷發送封包來確認網絡環境的變化情況。這種行為會形成獨特的網絡流量模式，可用于識別和監控網絡異常行為。舉例來說，如果某個IP地址的流量異常增大，或者某個端口的流量異常增多，可能意味著存在異常行為，比如攻擊、病毒傳播、垃圾郵件發送等。通過網絡流量監控和分析，用戶能夠及時發現并應對網絡異常行為。此外，借助UDP協議傳輸實現對Supernode數據包的查詢，并利用該協議的低成本優勢發送控制數據包，以維持Supernode數量，從而保障網絡通信質量[5]。

（五）身份認證

在計算機網絡結構設計過程中，網絡型局域網安全結構的設計一般是由單個或者是多個檢測設備、主控臺等部分構成。通過對網絡封包進行分析，并將分析結果與已知攻擊特征進行對比，一旦滿足相應攻擊特征后，系統就會自動啟動防御功能。此外，在計算機中應用身份認證系統能夠確保計算機網絡的安全。利用面部識別技術、虹膜識別技術以及指紋識別技術等建立身份認證系統。選擇利用用戶名、密碼、指紋等方式對用戶的身份進行驗證，這種認證方式最常見。此外，還可以選擇利用短信驗證或動態口令驗證的方式進行身份認證，以提高計算機網絡和身份認證系統的安全性，降低系統被攻擊的風險。在應用計算機時，只有用戶提供的信息與認證系統中存儲的信息完全吻合，才能夠完成用戶身份認證，并進入到系統中，進一步提升計算機網絡的安全性。

四、計算機網絡系統安全處理

由于計算機網絡的IP地址范圍能夠得到確定，且擁有明確的閉合邊界。其IP地址包含了FTP、DNS以及WWW等。進入主干網的局域網具有自己的IP地址，因此可以配置訪問控制列表在路由器上，禁止它們經過路由器訪問外部網。允許局域網內的主機訪問指定的外部網絡地址，如本部門的網站或必要的互聯網服務。這樣，外部網絡無法直接訪問該局域網，從而提高安全性。企業的局域網出口位置可以結合網絡防火墻的安全需求和網絡拓撲設計來實現過濾防火墻配置，以達到隔離內網與外網、主要服務器的目的，從而有效避免外部對內網服務器和內部局域網的攻擊。此外，過濾防火墻設計還能夠動態有效過濾進出代理服務器的數據分組，當監測到異常行為時，系統可以及時處理并報警。為了更好地確保計算機主機局域網的安全性，應在計算機主機上安裝Agent，并實現對計算機主機內部程序運行情況的全面監控與記錄，與攻擊特征數據庫進行對比分析，判斷計算機主機是否遭受不法攻擊行為。

五、測試及結果

基于編碼技術設計的計算機網絡安全結構，其需求標志了安全代碼的產生，那么測試則代表了標志的另一個邊界。因此針對安全結構的測試階段（Testing Phase）則是用戶對發現錯誤之間判斷軟件是否可以正常運行的最終手段。為了能夠有效避免用戶在應用過程中遭受計算機網絡的攻擊，需要進一步加強每個階段的測試，如模塊測試和子系統測試等。只有這樣才能夠進一步保障應用程序的完整性和安全性。最后，當代碼完成移交后，糾正錯誤的成本相對較高。可以根據實際情況選擇對應的方法來降低糾正錯誤的成本，并且還能夠有效保障計算機網絡安全細節得到充分的測試[5]。

六、結束語

綜上所述，隨機網絡的普及，計算機網絡安全變得越來越重要。基于編碼技術提出的計算機網絡安全結構設計方案，能夠進一步加強計算機網絡的安全性和鏈路寬帶的應用效果，保障最小錯誤檢測敏感度和精準度，使發送端能夠及時糾正錯誤，確保接收端與發送端的同步進行。同時，還提高了計算機網絡的抗干擾能力。基于編碼技術的應用使得計算機網絡安全結構具備多重功能，提高了其安全性能和系數。

作者單位：王志幫 中核四〇四有限公司

參考文獻

[1]謝瑞軍，孫劍.基于云計算技術的網絡安全存儲系統開發[J].粘接，2022，50（8）：186-188，192.

[2]宋子微.安全關鍵深度神經網絡應用的系統級設計優化研究[D].四川：電子科技大學，2022.

[3]彭世海.主動式計算機網絡隔離保護系統設計[J].數字技術與應用，2022，40（5）：234-236.

[4]李小濤.基于深度學習的網絡安全態勢感知研究[D].陜西：西安電子科技大學，2021.

[5]張顥芳.基于LSTM--DT模型的網絡安全態勢感知研究[D].黑龍江：黑龍江大學，2022.