加密技術(shù)在計算機安全中的運用
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摘要：不斷進步的信息技術(shù)給我們的生活帶來便利，極大的促進了人類社會經(jīng)濟的發(fā)展，但隨之而來的是不斷增多的計算機安全問題，人們對計算機安全問題越來越關(guān)注。對計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全技術(shù)中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)的應(yīng)用展開探討，促進計算機網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)加密；計算機安全；網(wǎng)絡(luò)安全
如今信息技術(shù)滲透于各行業(yè)、各領(lǐng)域，計算機技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但也帶來了不容忽視的計算機網(wǎng)絡(luò)安全問題，嚴重威脅到計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全，給計算機用戶帶來巨大損失。因此，必須高度重視計算機網(wǎng)絡(luò)安全問題，加強數(shù)據(jù)加密技術(shù)的研究與應(yīng)用，有效提高計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。
1加密原理
在數(shù)據(jù)加密領(lǐng)域，我們將沒有經(jīng)過加密處理的信息稱為明文（P），反之則稱為密文（c）。明文轉(zhuǎn)為密文的過程被稱為加密（E），加密過程通?；谔囟用芩惴▽崿F(xiàn)。而從密文到明文的轉(zhuǎn)換過程稱之為解密（D），也需要基于特定解密算法實現(xiàn)。加密解密的基本過程為：首先，數(shù)據(jù)發(fā)送一方將明文P基于某種機密算法轉(zhuǎn)換成密文后發(fā)送給數(shù)據(jù)接收方。接收方接收密文C后，將利用相應(yīng)的密鑰將密文C還原為明文P。這樣一來，即便數(shù)據(jù)在傳輸過程中被非法竊取，竊取者也只能得到密文，沒有解密密鑰是幾乎不可能破解的，這樣就實現(xiàn)保護數(shù)據(jù)安全的目的。假設(shè)只用一個密鑰，即加密密鑰和解密密鑰為同一個的加密技術(shù)稱為對稱加密技術(shù)；與之對應(yīng)的是加密密鑰和解密密鑰不相同的加密技術(shù)稱之為非對稱加密技術(shù)。對稱加密實現(xiàn)起來較為簡單，運算速度快，但安全性較低，而非對稱機密技術(shù)很好地解決了這些問題。
2加密算法
2.1DES算法。DES即數(shù)據(jù)加密標準，屬于經(jīng)典對稱式加密算法，是一種分組對稱加密解密算法。在加密明文之前，先將明文分組，每組長度固定為64位，然后再對各組明文進行二進制數(shù)據(jù)加密處理得64位長的密文，最后將各組密文拼接就得到整個密文。2.2MD5算法。MD5屬于消息摘要算法，其應(yīng)用廣泛，主要用于保證信息傳輸?shù)臏蚀_性、完整性。具體實現(xiàn)步驟為：一個文檔可以生成對應(yīng)的MD5值，當文件被出去供別人下載使用時，使用者可以根據(jù)MD5值是否匹配來判斷該文件是否安全，假如數(shù)值匹配，則說明該文件未被改動，是安全的；反之則表示文件被修改過，存在安全隱患。顯著計算機網(wǎng)絡(luò)上由很多MD5工具，可用來校驗數(shù)據(jù)完整性?？梢奙D5算法應(yīng)用廣泛，其安全性和可靠性較高。2.3RSA算法。當前數(shù)據(jù)加密領(lǐng)域使用最廣泛的RSA公鑰加密算法誕生于1977年，其開發(fā)者是美國三位學生。他們基于一種數(shù)論構(gòu)建非對稱密鑰，該算法安全性很高，得到普及應(yīng)用。RSA算法擁有雙密鑰，屬于非對稱加密算法。RSA算法的基本原理是基于眾所周知的數(shù)學問題：給出兩個大素數(shù)相乘得到乘積，假設(shè)給出的兩個素數(shù)未知，如何通過乘積通過因式分解運算求得這兩個素數(shù)。目前為止這樣是行不通的，這就使得基于素數(shù)求解的RSA算法幾乎無法被破譯。因此，RSA算法被公認為是目前最安全的公鑰加密算法，經(jīng)受住了不可計數(shù)的網(wǎng)絡(luò)攻擊考驗。
3加密算法的設(shè)計與實現(xiàn)
我們結(jié)合網(wǎng)絡(luò)舉報系統(tǒng)中的舉報文件加密解密闡述加密算法的設(shè)計與實現(xiàn)，通常網(wǎng)絡(luò)舉報系統(tǒng)的加密解密模塊需具備以下幾個功能：1）生成密鑰對；2）加載密鑰對文件的加密解密操作；3）打開、保存、上傳、下載文本文件。可見，生成密鑰對、加載密鑰對文件的加密解密操作是網(wǎng)絡(luò)舉報系統(tǒng)加密解密模塊的設(shè)計關(guān)鍵?；谏衔姆治觯覀冎繰SA加密算法是最佳選擇。實現(xiàn)RSA算法加密的基礎(chǔ)是大素數(shù)及其運算。因此，RSA加密算法的設(shè)計與實現(xiàn)主要分為三個部分：第一，尋找并測試大素數(shù)，第二，生成公鑰、私鑰，第三，加密、解密舉報文件。首先，大素數(shù)的尋找和測試是基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵一步，沒有大素數(shù)，RSA算法就不存在。通?？梢酝ㄟ^搜索以及不斷測試找到合適的大素數(shù)p和q；其次，生成用于加密公鑰、解密私鑰，密鑰是否安全決定了保密系統(tǒng)的安全性。最后，加密解密操作，該步驟主要涉及模冪運算。以網(wǎng)絡(luò)舉報系統(tǒng)中的舉報者客戶端的實現(xiàn)為例，在使用該客戶端時，舉報者可以根據(jù)以下步驟完成數(shù)據(jù)加密：第一步，舉報者點擊“下載公鑰”，系統(tǒng)將隨機更新機密公鑰，供舉報者下載。第二步，舉報者將下載的公鑰妥善保存方便調(diào)用。第三步，舉報者利用公鑰加密舉報信息，保存密文，以便舉報時上傳到舉報系統(tǒng)。以網(wǎng)絡(luò)舉報系統(tǒng)的管理者客戶端的數(shù)據(jù)加密解密為例。首先，管理者可操作客戶端生成密鑰對。其次，生成密鑰后，系統(tǒng)自動保存公鑰、私鑰。再次，管理者可將公開密鑰上傳到服務(wù)器，供舉報者客戶端下載使用。最后，管理者可用己經(jīng)保存的私鑰解密加密的網(wǎng)絡(luò)舉報文件，獲取其中的舉報信息。綜上所述，在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，確保計算機網(wǎng)絡(luò)通信安全非常重要。盡管目前加密技術(shù)在實際應(yīng)用中依然存在很多問題，但是相信通過技術(shù)人員的不斷努力探索，數(shù)據(jù)加密技術(shù)必將得到不斷完善，有效解決計算機安全問題。
參考文獻
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作者：宮展鵬 單位：咸陽師范學院