計算機網絡通信安全數據加密技術的實踐探索

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.06.029

中圖分類號：TP309；TP393

文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）06-0086-03

Practical Exploration of Data Encryption Technology for Computer Network Communication Security

WANG Qiqiang

（Jiangsu Public Information Co.，Ltd. （Jiangsu Network Security Center）， Nanjing 21oooo， China）

Abstract： Computer network communication technology is widely used in various industries，but the cyberspace hasanopen nature，anddata is vulnerable to malicious attcks orillegal theft during transmission，posinga greatthreat to personal privacy，trade secrets，and even national security.The practical applicationof data encryption technology in computer network communicationcan eliminate various securityrisks，ensure the security，confidentiality，integrity， and authenticity of network communication，and playa crucial role in maintaining network data security.Based on this，thisarticleanalyzes thesecurityrisksofcomputernetworkcommunication，brieflyintroducesdataencryption technology，and focuses on the practice of computer network communication security data encryption technology， hoping to promote the safe and sustainable development of the computer network communication industry.

Keywords： computer; network communication security; data encryption technology

當前，計算機網絡通信技術已廣泛應用于人們生活與工作中，逐漸成為溝通世界、促進信息交流的有力工具。隨著網絡通信技術的普及與發展，人們越來越重視數據安全。數據加密技術正是為應對這種挑戰而產生的新技術，在實際應用中效果較佳。數據加密是指利用先進的加密算法對傳輸數據進行加密，使非授權用戶無法破譯或篡改數據，從而保證網絡通信數據信息的安全性。在計算機網絡通信各領域（如電子郵件、即時消息、網上支付）中數據加密技術都扮演著重要角色，為網絡安全構建了一道牢不可破的防線。

1 計算機網絡通信安全風險

1.1數據泄漏風險

在計算機網絡通信過程中，數據泄漏風險的危害比較直接，并且危害程度較深。惡意攻擊者使用電腦病毒等方工具，盜取個人可辨識性資料、財務資料或商業機密。這些敏感信息一旦泄漏，會給個人與企業帶來巨大的經濟損失，并引發一系列社會問題。例如，個人身份信息泄漏會產生身份盜用、欺詐等問題，公司財務信息泄漏會引起市場動蕩，出現信任危機[1]。

1.2系統癱瘓與拒絕服務攻擊（DoS）風險

拒絕服務攻擊是計算機網絡中的另一個安全威脅。攻擊者會給目標網絡或者系統發送大量請求，使其超過負載容量，從而造成系統癱瘓。這類攻擊不僅會影響系統正常使用，還會給用戶帶來巨大的經濟損失與惡劣社會影響。例如，對于電子商務網站或者金融系統來說，拒絕服務攻擊可造成交易中斷、數據丟失乃至巨額賠償損失。

1.3惡意軟件和病毒蔓延風險

在計算機網絡通信過程中，惡意軟件與病毒已成為一種不容忽視的安全隱患。這些惡意程序可能會以各種方式傳播至用戶手機，如電子郵件、下載文件、不安全網址等。一旦感染，用戶只能刪除或者修改系統關鍵文件，導致操作系統不能正常運行[2]。另外，惡意軟件可能會竊取用戶敏感信息，對用戶設備進行遠程控制，將其用于非法活動。

2 數據加密技術分析

數據加密的基本原理是將原始數據（明文）轉換成不可讀的密文，該過程通常需要使用多個密鑰。解密則是一個反向過程，從密文變成明文，也需要一把鑰匙。數據加密技術包括對稱加密技術和非對稱加密技術兩種。

2.1對稱加密技術

對稱加密核心是用同樣的密鑰進行加密和解密。該特性使對稱加密算法在不經過復雜密鑰交換和管理的情況下，可以快速完成加密和解密轉換。但使用單密鑰會使密鑰管理變得更加復雜。在分布式系統環境下，如何對密鑰進行安全地分發、存儲與更新，是一項極具挑戰性的課題。一旦密鑰泄漏，整個加密體系安全會受到極大威脅[3]。然而，對稱加密算法由于其高效率特點，在文件傳輸、網絡通信等領域有著廣泛應用。

2.2非對稱加密技術

不同于對稱加密，非對稱加密使用一對密鑰，即公開密鑰和私有密鑰。公開密鑰為公開狀態，所有人皆可以對數據進行加密；但私鑰為私密狀態，只有持有者才可進行解密。這種設計有效提升了非對稱加密的安全性，即使公開密鑰被泄漏，其安全性也不會受到影響[4]。但是，由于計算復雜度高，加解密速度慢，不適用于批量數據處理。

3 計算機網絡通信安全數據加密技術的實踐

3.1哈希算法加密技術

哈希算法是一種將任意長度數據映射成固定長度的加密技術。該性質使哈希算法在數據完整性認證、密碼驗證等領域具有重要的應用價值[5]。哈希值是一種不可逆屬性，無法從散列值中恢復原始數據，因此哈希算法更加安全。常用的哈希算法為MD5、SHA-1、SHA-256。其中MD5、SHA-1由于存在安全隱患，已逐步淡出人們視野；SHA-256具有較高的安全性，已成為哈希算法目前的第一選擇。哈希算法適合用于驗證應用程序中的數據完整性和真實性，例如數字簽名、區塊鏈、密碼存儲等。固定長度的哈希值充當了潛在可變長度輸入數據的密碼指紋。常見算法：MD5（MessageDigest Five），128 bits;SHA-1（SecureHash Algorithm），160 bits;SHA-256，256bits。數字簽名流程表現為：第一步，計算得到原始數據的「摘要信息」；第二步，將「摘要信息」用私鑰加密（即簽名）；第三步，把原數據和「簽名后的摘要」打包給目標用戶；第四步，用戶先計算原數據的「摘要信息」，再用公鑰解密「簽名后的摘要」得到「待驗證的摘要」，最后與「摘要信息」比對，以此保證計算機網絡通信數據安全。

3.2DES算法加密技術

DES（數據加密標準，DataCryptographicStandard）是一種經典的對稱加密算法，歷史地位較高，具有安全性高、靈活性強等優點，已成為當前對稱加密技術的主流方案。DES算法加密技術的核心機理是使用同一密鑰對數據進行加密和解密，從而提高DES效率。DES通過一系列精心設計的置換操作，把明文數據轉化為難以破譯的密文，有效保障數據的保密性。在DES算法的具體實現中，將明文數據嚴格劃分為64位塊，其中8位作為校驗位，其余56位數據實際參與加密。整個加密過程分為初始排列、16輪Feistel迭代和最終排列三個關鍵階段。該迭代算法采用多輪迭代和子密鑰，通過多次迭代來提高算法安全性。但是，隨著計算機技術快速發展，DES算法安全性也日益受到人們質疑。其56位密鑰長成為安全瓶頸，難以應對暴力破解攻擊。為應對此挑戰，技術人員通常將DES算法與其他加密技術相結合，如增加密鑰長度、使用多層加密策略等。盡管存在著一定安全問題，但DES在某些特定應用場合仍有其不可替代的優越性。DES算法由于其高效、穩定等優點，在早期的網絡通信中得到了廣泛的應用，可有效保護網絡中的敏感數據。此外，在實時通信、數據快速處理等對加密速度要求較高的場合，DES仍能充分利用加密與解密優勢，保證數據及時傳輸與處理。DES加密技術能夠有效防御拒絕服務攻擊，企業與個人需采利用DES加密技術，對惡意信息進行識別與過濾，配置負載平衡器以分散請求壓力。

3.3RSA算法加密技術

RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法作為一種非對稱加密算法，因其特有的安全機制及廣泛應用場景，在信息安全領域占有重要地位。RSA技術成熟，應用場景多元，并且由于具有密鑰容量小、加密效率高等優點，成為一種新興非對稱密碼體制，在計算機網絡通信安全中的應用非常廣泛。其核心是采用一對公鑰與私鑰同時進行加密與解密，在保證數據安全的前提下，降低密鑰管理的復雜度。公開密鑰在RSA算法中為公開狀態，任何人都可以用其加密數據。這種公開性使得加密過程更加透明、方便，使得需要與特定用戶進行保密通信實體可更為方便地獲得公開密鑰。而私鑰，如同“私鑰鎖”一般，只有持有者才能解密加密數據。私有密鑰的保密優勢，使數據的隱私性和完整性得到較高保證[7]。RSA算法從本質上講是基于大數據分解困難而形成的一種新型算法。具體而言，該算法選取兩個較大素數 [p，q ，并計算其乘積n 。同時，該算法將從公鑰中選取一個與 共同構成公鑰 （e，n） 的整數e。其中，私鑰中部分d是對模 下e的模反元，這里 為歐拉函數，取 （p -1）（q-1）。明文 M 是用公鑰 （e，n） 加密形成的，經計算得出密文 C=M∩dmodn 。這一加密過程看似簡單，實際卻包含非常復雜的數學運算，經過精心設計，使得未授權用戶難以從密文中還原純文本。然而，由于非對稱加密算法計算具有復雜性，使得RSA算法處理大量數據速度較慢，從而限制應用范圍。另外，在實際應用中RSA算法安全性也與大數據選取密切相關。在選取不足或存在已知弱點時，該算法安全性會受到較大威脅。因此，在使用RSA算法時，要注意質數選取，并采取相應的安全措施進行保護。這些措施包括使用較長的密鑰長度、使用更為復雜的密碼策略并定期更新密鑰等。RSA算法加密技術可以防正惡意軟件、病毒蔓延，利用防毒軟件及防火墻偵測并攔截惡意程式侵入，對操作系統及應用程序進行定期更新，能夠充分發揮加密技術的作用，保障計算機網絡通信數據安全。

3.4端對端加密技術

端對端加密是數據傳輸安全的基礎之一，屬于保證數據傳輸保密性、完整性的一項重要技術。該技術通過在收發雙方之間建立加密信道，有效防止非授權用戶竊取或篡改數據，保證信息的絕對安全性[8]。其中，端到端加密技術核心是加密算法的安全問題，同時也是進行密鑰管理的安全保障。加密算法選取是決定加密強度及數據安全的一條重要因素。目前，常用的加密算法有對稱加密算法如AES（AdvancedCryptographyStandard）和不對稱加密算法RSA。以AES為代表的對稱加密算法因其效率高而聞名，適合對海量數據進行加密、解密；而RSA這種非對稱加密算法，因其安全性高而著稱，特別適合用于密鑰交換、數字簽名等場合。在實際應用中，為實現高度安全性，應根據實際需要選擇適當的加密算法和密鑰長度。在端到端加密技術中，除了選擇加密算法外，還需對密鑰進行管理。在密鑰產生、分發、儲存、更新等各個環節采用嚴格的安全措施。比如，利用密鑰分配中心（KeyDistributionCenter）等機制保證密鑰安全分發；使用專用裝置，如HSM（HardwareSecurityModule）增強密鑰存儲的安全性；并定期更新密鑰，以避免密鑰泄漏所造成安全風險。端對端加密技術被廣泛應用于網絡通信領域。在e-mail、IM等應用場景下，該加密技術可有效防止用戶間的通信內容被第三方竊取或篡改，從而保護用戶的隱私性與信息安全性。另外，在云計算和物聯網等新興領域，端對端加密技術的重要性也日益凸顯，這一技術通過保證數據傳輸的安全性，為這些新興領域提供強有力的安全保障。端對端加密技術能夠有效防范網絡釣魚，避免造成資料泄漏，同時能夠防范黑客，即使點擊了黑客發送的虛假電子郵件、短消息或鏈接，在端對端加密技術的保護下，也可避免用戶銀行賬號、密碼等敏感資料泄露。

4 結束語

總之，DES算法加密技術、RSA算法加密技術以及端對端加密技術是保障計算機網絡通信安全的重要技術手段。這三種技術各有其優缺點，并無優先級之分，因此在實際應用時，應根據具體情況選擇適當的技術方案以保證數據安全。在應用過程中，為保證安全性和隱私性不被侵犯，還需采用恰當的防護措施加強技術保障，以此最大化發揮其技術優勢。隨著技術不斷進步，相信在將來，還會涌現出更多、更高級的加密技術，為網絡通信提供更為全面、可靠的安全保障，助力計算機網絡通信產業穩定發展。

參考文獻

[1]雷路康.數據加密技術在計算機網絡通信工程中的應用[J].通信電源技術，2024（12）：137-139.

[2]吳玉潔.數據加密技術在計算機網絡通信工程中的應用[J].計算機與自主智能研究進展，2023（1）：10-12.

[3]邵魯科.計算機網絡通信安全中數據加密技術的應用[J]．中國戰略新興產業（理論版），2022（1）：234-236

[4]于繼華.數據加密技術在計算機網絡通信安全中的應用[J].無線互聯科技，2022（17）：101-103.

[5]劉立元，李安陽，劉世龍.計算機網絡通信安全中數據加密技術的應用[J].中國高新科技，2022（13）：126-127.

[6]呂嵩.計算機網絡通信安全中數據加密技術的應用[J].通信電源技術，2022（4）：103-105.

[7]王艷淼，熊國燦.計算機網絡通信安全中數據加密技術的應用研究[J].軟件，2022，43（4）：184-186.

[8]張晶.計算機網絡通信安全中數據加密技術的應用[J].移動信息，2022（9）：101-103.