数据加密技术在计算机安全中的应用

文/刘博

数据加密技术在计算机安全中的应用

文/刘博

随着科学技术的发展，计算机和互联网技术取得了前所未有的发展，应用到人们的生活和工作的方方面面。在信息时代，信息爆炸式增长，为了保护计算机中的重要信息，提出了对计算机进行加密的技术，以此来防止黑客和病毒的入侵，达到保护信息的目的。信息加密技术一经提出就引起了人们的关注，并且获得了不少成果，数据加密技术就是其中一项安全性能较好的加密技术。本文主要对数据加密技术进行研究，探讨其在计算机安全中的应用，分为阐述数据加密的相关概念、分析目前计算机的主要安全隐患和数据加密系统在计算机安全中的具体应用三个方面，希望为数据加密技术更好的应用到计算机安全中提供理论依据。

数据加密 计算机安全 隐患 应用

在当前计算机技术的高度发展背景下，网络技术作为一个重要的信息通信媒介，应用的范围越来越广，因为网络环境具有开放性和共享性的特征，不可避免的就存在网络安全问题，为了保护计算机中的数据信息，数据加密技术的出现和发展就成为了一种必然趋势，面对种类各异的网络安全威胁，如果没有一定的保护措施，网络安全出现问题将会严重影响人们的工作和生活，计算机加密技术就成为了保护计算机数据信息完全的主要手段，设计者针对计算机进行全面的提升，在数据传输上，保证数据的完整性，通常采用的加密技术主要是置换加密法和对称加密法。随着计算机的发展，加密技术也在不断完善，数据加密技术应运而生，在保护计算机数据信息上有着更可靠的作用。

1 数据加密技术的相关概述

数据加密技术的原理是运用已有的密码算法把重要信息或数据转换成具有密匙的信息设置，通过密匙来保护计算机中的文件和数据信息。伴随着科技的进步，数据加密技术也在不断完善，目前应用最为广泛的数据加密技术就是节点加密、链路加密和端口加密。在各个行业中，金融行业是使用数据加密技术最为广泛的行业。

数据加密技术分为两种，一种是对称加密技术，另一种是非对称加密技术。对称加密技术和人们的生活联系比较密切，又被称为共享密匙加密，主要分为三种加密方式，分别是AES、IDEA和DES。对于二元数据的加密通常使用DES数据加密方式，DES数据加密方式是通过对64位数据进行分组并设置相应的密码。在对称加密技术的使用时，接受方和发送方在整个过程中都要进行解密和加密，有一个共同使用的密匙，密匙只要没有丢失，数据就会受到保护。在非对称加密技术中，因其特征又被称为公匙加密，不同于对称加密，进行数据通信的双方同时进行加密和解密工作，其中不对称密匙分为公开密匙和私有密匙两类。当前技术的发展还不足以通过公匙推算出私匙，所以相关数据信息是比较安全的。

2 造成网络隐患的主要因素

2.1 计算机系统自身存在的安全隐患

随着科学技术的发展，计算机迅速普及到人们的日常生活中，而使计算机能够正常运行就需要操作系统，目前世界上已有的操作系统主要有Windows系统!苹果的 Mac系统和Lin-ux系统.其中Windows系统占据了百分之九十的计算机系统。

互联网科技的发展改变了人们的生产和生活方式，网络金融业务越来越普及，与人们的个人利益关系密切，黑客通过侵入网络系统来盗取人们的资产。因为Windows系统的普及，黑客们专门研究如何攻破Windows系统，针对Windows系统研发专门的病毒，通过病毒入侵来盗取计算机用户的财产和其它信息。

除了黑客供给，计算机系统本身也存在着安全隐患。计算机系统由代码组成，代码的接口通常存在一些漏洞，这不可避免的给计算机系统带来了安全隐患，面对这些漏洞，需要不断得根据计算机系统的实际情况来进行补丁升级，修复漏洞，提高计算机系统的安全指数。

2.2 互联网给计算机带来的安全隐患

近些年互联网科技发展十分迅速，人们的日常生活和工作已经离不开互联网了，互联网改变了人们的生活方式，从政府机关到企业和个人家庭，都在应用互联网。互联网在给人们带来便利的同时，也因为它的开放性和共享性，存在着很大的安全隐患。互联网连接着非常多的计算机用户，黑客通过攻克一个计算机用户，就可以设计出攻破其它用户的计算机病毒。历史上重大的计算机安全事件都是通过互联网造成的。

2.3 数据库系统的安全隐患

企事业单位在使用互联网的时候都会储存数量众多的资料，为了管理这些资料，通常会建立自己的数据库，虽然数据库的安全性比一般个人的用户安全性高，但是仍然存在着很大的安全隐患。并且，一旦黑客突破了数据库的保护，就会盗取企业大量的资料，这对企业来说无疑是巨大的损失，并且是十分危险的，除了会造成经济损失外，另外像阿里巴巴、京东等这样的电商数据库被攻击后，还会丢失很多的用户资料，给用户带来重大损失。

3 数据加密技术在计算机安全中的应用

3.1 在网络数据库中的应用

Windows NT和Unix系统是没有加密的计算机网络系统，这两种系统安全技术较低，很容易受到不同程度的攻击。为了保护网络数据库的安全，就需要应用数据加密技术，在计算机数据库中，数据加密技术通过方位权限或者秘匙口令来获得加密技术，主要用来防止计算机受到来自网络病毒的攻击。在使用计算机的过程中，数据加密技术可以很好的保障计算机信息数据传输的安全，但是目前流行的数字签证还没有办法解决。在应用数据加密技术的同时，还要对机密和重要文件进行人工检查，确保文件保密性。

3.2 在电子商务中的应用

网络的发展，使电子商务走进人们的生活，改变了人们的消费方式，电子商务不仅促进了社会的发展，还帮助我国企业走向国际。在电子商务发展的同时，网络安全问题也突显了出来，一旦丢失信息，不仅会对企业造成损失，还会影响到用户的财产信息安全，所以将数据加密技术应用到电子商务领域很有必要。目前，电子商务主要通过采用SSL和SET安全协议来保护计算机系统的安全，通过数字签证和数字签名来进行计算机加密，从而提高电子商务的安全性。

3.3 在虚拟专用网络中的应用

虚拟专用网络在企事业单位中应用的较多，多数企事业单位都有自己的局域网。在不同地区的部门，想要进行数据共享就需要通过专用线路来连接局域网，核心技术主要是以VPN的应用价值，加密方式主要是用密文的方式来连接互联，一旦密文达到谜底的VPN。在虚拟网络中，密文的传输还取决于自动解密的方式。目前，数字签证是企事业单位应用最广泛的，在数据签名技术中，签名技术是一种比较高级的方式。加密技术被应用在私用领域和公用领域两个方面，上文对其具体技术进行了详细的介绍。在公安系统中，对于签证技术的应用要多于在企业中的应用，在这里我们主要对签证技术的算法结构进行具体的分析。

4 计算机数据加密技术算法结构分析

AES算法采用的是对称的多为密匙，在目前的技术下，最常见的是128位和192为的密匙，某些企业中还拥有256位的，虽然位数不同，但是都用128字节进行分组和解密。在AES秘匙中，主要采用的是相同的数据解密秘匙，通过循环的结构来实现迭代加密，在循环过程中，对数据进行重复替换和置换输入。其加密过程是利用一个128字节的方阵分组，将其复制到状态数组，加密每进行一次或者加密技术每增加一步，都会改变加密的数据信息，这样动态的加密增大了解密的难度，并且生成的状态数组还会被复制成为输出矩阵。在128字节的方阵中，密匙通常呈4个字节、44个字的排列方式。AES有四步基本的算法步骤，分别为行移位、字节替换、加密密匙和列混合。AES的加密法以非线性的加密为主，通过逐一替换来进行字节替换，在输出列上分别选择了四个高位代表行业和低位代表行值，产生了加密秘匙和公开秘匙两种，对于阻止一般的病毒攻击十分有效。

在非线性加密方法中，最主要的算法特点还包括循环位移。AES加密法中，一般采用首行固定，第二行顺移的方法，使得接收秘匙没有规律性，完成了循环位移后，就会显现加密方法，将AES加密顺位位移定位到4个字节和4的倍数个字节上，在不同行，倍数的数值也不尽相同，以此来保证输出的准确性。

之后就要对算法结构进行列混合。单纯通过顺位位移的方式还不足以满足对全部网络攻击的预防和处理，还要处理加密秘匙列。具体操作就是以某一个单列的4个元素作为基本系数，将其合并为有限域的某一个多项式，并通过多项式进行乘计算。在交换的过程中输出位和输入位是有一定联系的，数置换的手段是一样的。对于应用最广泛的函数加密秘匙来说，解密过程本身就存在一定的不足，要求我们整合加密和解密的平台，虽然浪费了一定的时间，但是还是取得了不错额效果的。最后的过程就是完成秘匙加密，在经过上述几个步骤之后，就会产生许多秘匙组，想要得到需要的秘匙，就要对原始矩阵进行运算。加密秘匙的难度也分为好几个等级，很多企事业单位都使用对称简单的秘匙，但是实际上这种最为常用的秘匙方式，可以有效减少接受信息方的时间，还能够确保安全性，因此被广泛应用于银行等对安全要求较高的行业中。

5 结论

计算机技术的更新对网络发展提供了大量的机会，在带来丰富的网络体验的同时，也产生了一些不可忽视的网络安全问题，因此通过数据加密技术的发展，将数据加密技术应用到社会生活中，保障网络信息安全，降低网络风险。

[1]范秋生.数据加密技术在计算机安全中的应用[J].煤炭技术,2013,32(07)：171-172.

[2]刘宇平.数据加密技术在计算机安全中的应用分析[J].信息通信,2012(02)：160-161.

[3]黄庆榕.试论数据加密技术在计算机安全中的应用[J].数字技术与应用,2015(11)：212.

作者单位 河南检察职业学院基础部 河南省新郑市451191

刘博（1983-），女，河南省陕县人。硕士学位（南开大学 软件工程领域工程硕士）。助教。研究方向为计算机科学与技术、计算机基础教学研究。