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針對數據加密技術(shù)中計算機安全應用分析的研究論文
摘要:信息化時(shí)代背景下,計算機技術(shù)得到很大的發(fā)展與改進(jìn),并逐漸得到了普及應用,計算機技術(shù)不斷革新的過(guò)程中,也逐漸提高了對網(wǎng)絡(luò )通信安全水平的需求,此外,日益頻發(fā)的網(wǎng)絡(luò )信息破壞、網(wǎng)絡(luò )信息竊取事件,也使得各領(lǐng)域對計算機安全性提出了越來(lái)越高的要求。信息化時(shí)代下,有效利用數據加密技術(shù),確保計算機的信息數據安全,具有十分重要的意義。該文中,筆者主要對數據加密技術(shù)及其在計算機安全中的應用進(jìn)行了分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:數據加密技術(shù);計算機;數據;信息;安全
計算機的信息數據安全,總的來(lái)說(shuō)包括了對計算機信息數據存儲安全方面的要求以及對計算機網(wǎng)絡(luò )系統的通信安全要求兩個(gè)方面的內容。由于計算機網(wǎng)絡(luò )的非隱蔽性以及開(kāi)放性,導致計算機信息安全面臨著(zhù)諸多安全風(fēng)險,為避免安全問(wèn)題的出現,應利用有效的信息安全防護手段,其中,數據加密技術(shù)便是一種行之有效的措施。
1數據加密技術(shù)的應用
數據加密系統,主要包括密鑰、明文、密文以及加密算法4個(gè)部分的內容[1]。根據密鑰特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),可分為對稱(chēng)密鑰解碼技術(shù)、非對稱(chēng)密鑰解碼技術(shù)兩種類(lèi)型,其中,對稱(chēng)又可分為分組密碼、序列密碼;根據加密算法的通信層次進(jìn)行分類(lèi),可分為端到端加密、節點(diǎn)加密以及鏈路加密這三種類(lèi)型。該文中,筆者以AES算法這一新型加密算法為例,對其結構、步驟以及模塊進(jìn)行了分析,希望能夠為促進(jìn)計算機安全防護的發(fā)展提供一定的幫助。
1.1結構
對于A(yíng)ES加密算法來(lái)說(shuō),其所采用的是多組密鑰位數的形式,主要包括256位、192位、128位,與此同時(shí),分組加密、解密的時(shí)候使用的是128字節[2]。通常情況下,傳統密鑰使用的是相同的加密數據、解密數據,與此同時(shí),在分組密碼使用過(guò)之后,便可以得到相同的輸入數據、返回數據。加下來(lái)的迭代加密利用循環(huán)結構,同時(shí)在循環(huán)中對輸入的數據進(jìn)行重復替換、重復置換。除此之外,對于A(yíng)ES加密算法來(lái)說(shuō),其所使用的是128字節的方陣分組,通過(guò)把這些方陣復制到狀態(tài)數組,每進(jìn)行一步加密,狀態(tài)數組都會(huì )相應的出現一定的改變,到最后一步為止,最后所生成得到的狀態(tài)數組,會(huì )進(jìn)一步被復制,最終變成輸出矩陣。子密鑰的44個(gè)字在128字節方陣之中呈按列排序的狀態(tài)。
1.2步驟
對于A(yíng)ES加密算法來(lái)說(shuō),其主要包括4個(gè)步驟:第一個(gè)是字節替換的步驟。對上述的分組使用S-盒一個(gè)一個(gè)地開(kāi)始字節替換,在S-盒中,4個(gè)高位表示行值,4個(gè)低位表示列值,表中所對應的元素便是所謂的輸出值。字節替換步驟,是對AES算法非線(xiàn)性特征的一種充分體現,能夠有效預防較為簡(jiǎn)單的代數攻擊,起到安全防護效果;第二個(gè)是行移位的步驟。以上述分組列表為根據,按照某一個(gè)偏移量,每一行都要向左進(jìn)行循環(huán)移位,對于S-盒來(lái)說(shuō),如果首行固定,偏移量為一個(gè)字節的情況下,第二行就可以向左進(jìn)行循環(huán)移位,全部循環(huán)移位完成之后,所有列都是由不同列中的元素所結合而成的。需要注意的一點(diǎn)是,每一次移位的線(xiàn)性距離,通常情況下是4字節的整倍數;第三個(gè)是列混合的步驟。對于線(xiàn)性變換完成之后的分組列表,需要按列分別進(jìn)行獨立操作,也就是把單列之中的4個(gè)元素當作一個(gè)系數,將其合并為某一多項式,且存在限域,同時(shí)使固定多項式、這個(gè)多項式兩者做乘運算。分組列表中的全部輸入位,行移位、列混合兩個(gè)步驟經(jīng)過(guò)幾輪之后,就可以實(shí)現與輸出位的密切相關(guān)性;第四個(gè)是輪密鑰加的步驟。在行移位、列混合兩個(gè)步驟循環(huán)進(jìn)行的過(guò)程中,每一次均會(huì )通過(guò)主密鑰出現一個(gè)和原字節的分組列表一致的密鑰組,輪密鑰加步驟,主要是對原始矩陣中的對應元素進(jìn)行xor運算。
1.3模塊
對于A(yíng)ES加密算法來(lái)說(shuō),其主要包括三個(gè)模塊:第一個(gè)是密鑰擴展模塊。通常情況下,密鑰的擴展需要用到位置變換rotword[]函數,從而將列表中左端第一位數字轉移到右端,使整組數字向前移一個(gè)單位。由于列表數組中的四位數已經(jīng)合并成一個(gè),所以說(shuō),程序運行過(guò)程可以被看作是一個(gè)循環(huán)數字移位的過(guò)程[3]。第二個(gè)是數據加密模塊。在利用S-盒陣列的基礎上,對算法步驟中最終獲得的狀態(tài)矩陣,應用位置變換rotword[]函數,置換其相應位置上的數字,對所有行的數據循環(huán)移位運算完成之后,第二次開(kāi)展一輪行移位。第三個(gè)是數據解密模塊。按照S-盒表逆表的相關(guān)要求,針對數據加密中的狀態(tài)矩陣,使用invsubbyte變換函數進(jìn)行數字置換,與subbyte變換的置換手段一樣。
2數據加密技術(shù)在計算機安全中的應用
近年來(lái),網(wǎng)絡(luò )信息破壞、網(wǎng)絡(luò )信息竊取事件頻頻發(fā)生,使得各領(lǐng)域在很大程度上提高了對計算機安全性的要求。對于A(yíng)ES加密算法來(lái)說(shuō),其在各個(gè)行業(yè)中的應用形式、應用方式均有著(zhù)一定的差異,如應用在計算機無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域中的時(shí)候,主要通過(guò)協(xié)議將AES加密算法融入安全機制中,同時(shí),AES加密算法也被應用到了一些確保傳輸數據安全的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)之中;應用在硬件方面的時(shí)候,門(mén)禁卡、二代身份證以及公交IC卡等,均存在IC芯片,怎么在IC芯片上應用AES加密算法,是數據加密技術(shù)的研究方向;應用在電子商務(wù)運行平臺領(lǐng)域中的時(shí)候,充分利用AES加密算法安全性高的優(yōu)勢,確保在SSL協(xié)議中能夠安全傳輸個(gè)人信息、用戶(hù)密碼等數據�，F階段的網(wǎng)絡(luò )交易領(lǐng)域之中,各大銀行紛紛致力于應用數據加密技術(shù),從而實(shí)現與網(wǎng)絡(luò )交換設備的聯(lián)動(dòng)作用,各種各樣的數據流信息均可以傳輸至安全的設備之中保存,根據傳輸的信息、傳輸的數據,系統就可以開(kāi)展環(huán)境分析,一旦發(fā)現安全隱患,則立即采取有效的處理措施,將反映動(dòng)作傳送給交換機,然后精確地關(guān)閉端口,從而可以有效保護數據庫及時(shí)更改密碼,避免了信息安全事故的出現[4]。目前,數據加密技術(shù)共有兩種表現形式:一種是數字簽名認證,另一種是密鑰。數字簽名認證是基于數據加密技術(shù),利用加密計算、解密計算來(lái)實(shí)現安全保障,數字加密技術(shù)主要分為公用、私人兩種形式,但在通常情況下,網(wǎng)上稅務(wù)部門(mén)中普遍應用簽名認證系統,從而有效確保安全。密鑰的安全性相對來(lái)說(shuō)較高,且同樣具有用、私人兩種形式,基于這樣的原因,密鑰的適用范圍也相對較廣。密鑰廣泛應用于網(wǎng)絡(luò )交易領(lǐng)域之中,信用卡購物的時(shí)候,商家屬于公用密鑰,從而便于解讀購物信息,這就有可能留下個(gè)人信息記錄,針對這樣的問(wèn)題,利用個(gè)人密鑰進(jìn)行加密,就可以有效確保信息安全。
3結語(yǔ)
綜上所述,數據加密技術(shù)是一種計算機信息數據安全防護手段,數據加密系統主要包括密鑰、明文、密文以及加密算法4個(gè)部分的內容,其在計算機數據信息安全防護領(lǐng)域中的有效應用,有利于確保計算機數據信息安全�；谶@樣的原因,必須加強對數據加密技術(shù)的關(guān)注與研究力度,以使數據加密技術(shù)得到不斷改進(jìn)與完善,為保障計算機安全提供更好的幫助,為推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )生活環(huán)境的發(fā)展做出更好的貢獻。
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