數據加密技術在計算機網絡信息安全中的應用研究

夏 露

（南京市農業信息中心，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著互聯網的快速發展，計算機網絡在人們的日常生活和工作中越來越重要，使得網絡安全問題日益突出，出現數據泄露、黑客攻擊和病毒侵襲等問題。為維護計算機網絡的信息安全，數據加密技術應運而生。

1 計算機網絡信息面臨的風險

1.1 系統設施出現漏洞

系統設施出現漏洞可能表現為以下幾種情況。首先，系統運行異常，出現系統運行卡頓和反應遲緩等，這可能是由系統內存占用過高，或被攻擊者注入惡意代碼導致的。其次，安全事件頻發。如果計算機網絡頻繁出現安全事件，說明系統存在安全漏洞。再次，非法訪問，出現未授權的訪問請求、登錄和操作等。這些非法操作可能使系統用戶的敏感信息遭到竊取、篡改、刪除等[1]。最后，訪問拒絕。如果某些用戶經常遇到訪問拒絕的問題，說明這些用戶可能被黑客攻擊或系統管理員限制訪問權限。

1.2 內外部進攻網絡

內部進攻一般包括以下幾種情形。第一，未經授權的登錄嘗試。如，外部攻擊者試圖猜測員工密碼來獲取內部網絡訪問權限。第二，網絡嗅探。攻擊者通過監視網絡流量來竊取敏感信息，如網絡口令和信用卡信息等。第三，惡意軟件。因員工打開了垃圾郵件或惡意軟件的鏈接，導致計算機被感染，從而被攻擊者利用，導致攻擊者侵入公司網絡。

外部進攻一般包括以下幾種情形。第一，病毒和惡意軟件。攻擊者可能向用戶發送帶有病毒等惡意軟件的電子郵件或文件，一旦受害者打開，攻擊者就可以獲得系統訪問權限。第二，拒絕服務攻擊。攻擊者通過發送大量偽造的服務請求，使系統無法正常運行，并拒絕真實用戶的訪問請求[2]。第三，跨站腳本攻擊。攻擊者利用網站漏洞，向用戶傳送帶有惡意代碼的鏈接或網頁，一旦用戶點擊鏈接或訪問網頁，攻擊者就可以惡意操作用戶計算機。

1.3 尚未健全信息管理體系

第一，信息孤島。各部門和業務系統之間缺乏信息共享機制，導致信息不能流通和交互，影響決策的及時性和有效性。第二，數據重復和冗余。沒有統一的數據標準和管理機制，不同系統和部門之間存在大量重復數據和冗余數據，浪費企業資源，增加了數據管理難度和信息泄露的風險。第三，信息安全風險。沒有完善信息安全管理措施，無法確保信息的機密性、完整性和可用性，可能會給企業帶來嚴重的信息泄露和損失。

1.4 易遭受病毒入侵

首先，缺乏有效的網絡安全措施。企業未采取足夠的安全措施，如網絡防火墻、入侵檢測系統、反病毒軟件及應用程序安全審計等，不能及時發現和應對網絡安全威脅。其次，未及時更新軟件補丁。企業的互聯網技術（Internet Technology，IT）可能存在已知漏洞，且未能及時更新軟件補丁，為黑客攻擊和病毒感染創造機會[3]。再次，不良的網絡使用習慣。員工使用網絡習慣不當，如通過電子郵件下載附件、點擊不安全的鏈接和訪問惡意網站等，使病毒進入系統。最后，未建立安全文化。企業沒有進行網絡安全培訓、意識教育和報告機制，導致員工網絡安全保護意識不足，難以及時識別網絡病毒。

2 數據加密技術分析

2.1 在線加密技術

在線加密技術是一種通過互聯網傳輸數據時使用安全的通信協議和加密算法對數據進行加密保護的方法。在網絡通信過程中，使用在線加密技術可以避免信息被黑客竊聽、篡改，確保數據的安全性和完整性。該技術在傳輸數據前使用加密算法加密需要傳輸的數據，即使犯罪分子竊取了數據，也無法讀取數據內容。接收的數據需要使用相同的協議和密鑰解密數據，以獲得原始數據內容。在線加密技術通常采用公鑰密碼體系或對稱密鑰加密體系，其中公鑰密碼體系的安全級別更高。

2.2 節點加密技術

節點加密技術是一種分布式的數據加密方案，可以分散存儲數據，提高數據安全性和不可篡改性。該技術常用于區塊鏈和數字資產等領域，可以有效保護隱私數據和敏感數據。節點加密技術是將需要加密的數據分成多個塊，然后將這些數據塊分別存儲在鏈的不同節點上[4]。在進行數據傳輸或操作時，需要解密數據塊才能獲得完整的數據內容。由于數據塊被分散存儲，除非同時攻擊所有節點，否則黑客無法獲取完整的數據內容，能夠降低數據被攻擊的風險。

2.3 公鑰加密技術

公鑰加密技術是一種基于密碼學的安全通信機制，可以有效加密和解密數據。公鑰加密技術使用一對公鑰和私鑰來加密和解密數據。其中公鑰可以公開給所有人使用，私鑰只有密鑰持有者才能使用，從而確保數據傳輸的安全性。在使用公鑰加密技術時，發送方使用接收方的公鑰加密需要傳輸的數據，接收方只有使用自己的私鑰才能解密數據，從而獲得原始數據內容。因此，即使黑客竊取到數據，在沒有私鑰的情況下也無法讀取數據內容，從而保障數據的安全性和完整性。

3 在計算機網絡中應用數據加密技術的具體措施

3.1 確保不同區域計算機的信息安全

為確保不同區域計算機的信息安全，需采取一系列措施。第一，要加強網絡安全管理，建立網絡安全監控系統，及時發現并處理安全威脅，保護計算機網絡的完整性、機密性以保障可用性等。第二，對于涉及隱私保護的數據，應采用加密傳輸方式，如安全套接層（Secure Sockets Layer，SSL）協議等，防止黑客通過監聽和竊取等方式獲取機密信息。第三，實施訪問控制策略，限制不同區域計算機用戶對數據的訪問權限，防止非法訪問。第四，定期備份數據并存儲在遠離計算機的安全環境下，以保障數據安全性和可恢復性。第五，定期更新和升級防病毒軟件，避免計算機受到病毒攻擊，保障系統的安全。第六，提高用戶的網絡安全意識和技能素養，建立網絡安全文化，加強用戶對威脅的感知能力和應對能力。

3.2 對相應軟件進行加密處理

對于計算機軟件開發商而言，保護軟件知識產權是一項重要任務。軟件加密技術可以有效保護軟件知識產權，提高軟件產品的安全性和可靠性。軟件加密處理技術的內容和實現原理主要涉及以下幾種情形。首先，代碼混淆技術。代碼混淆技術指通過某些技術手段使軟件源代碼難以被理解和破解，如變量名替換、函數名替換、空白字符刪除、無用代碼引入及代碼重排等，使軟件破解者難以閱讀和理解源代碼，從而有效提高軟件的安全性和穩定性[5]。其次，反調試技術。反調試技術是一種防止軟件被調試和逆向工程的技術手段，常見的反調試技術，如偽造斷點、檢測調試器、修改代碼邏輯等，可以有效防止惡意用戶調試和逆向分析軟件，從而保護軟件的安全性和機密性。再次，虛擬機保護技術。虛擬機保護技術是一種將軟件運行在虛擬機中的技術手段，可以有效防止軟件被破解和篡改，增強軟件的安全性和可靠性。通過虛擬機保護，軟件開發商可以確保軟件只能在指定環境下運行，有效防止惡意用戶非法修改和破解軟件。最后，數字簽名技術。數字簽名是一種將數據與某個實體（如一個人、一個組織或一個部門）綁定的技術手段。在軟件開發中，數字簽名技術可以驗證軟件的真實性和完整性。數字簽名是通過對軟件進行哈希處理后再使用私鑰進行加密生成的簽名數據。接收方可以使用公鑰驗證簽名的真實性，從而確保軟件的完整性和安全性。假設某公司開發了一款商業軟件，為保護自己的知識產權和用戶安全，決定使用代碼混淆技術加密處理軟件。首先，替換變量名和函數名，使源代碼難以被理解和破解；其次，刪除空白字符和無用代碼，減小代碼體積，提高軟件執行效率；最后，通過代碼重排和插入無意義指令，使軟件破解者難以閱讀和理解源代碼[7-9]。軟件加密處理代碼的相關信息，如表1 所示。

表1 軟件加密處理代碼

3.3 實現私鑰和公鑰的有機結合

在信息安全領域，主要的2 種加密技術是公鑰加密和私鑰加密，各有優缺點。為了更好地保障信息安全，私鑰和公鑰的有機結合成為一種新的加密方式。比如，某醫院需要將患者的醫療數據傳輸給指定的醫生進行診斷，為保護患者的隱私安全和數據安全，可采用私鑰和公鑰有機結合方式進行數據加密[10-12]。第一，醫院使用醫生的公鑰加密患者的醫療數據；第二，醫院使用自己的私鑰對加密后的數據進行二次加密；第三，將加密后的數據通過計算機網絡發送給醫生；第四，醫生使用自己的私鑰進行解密；第五，醫生使用醫院的公鑰進行解密，得到原始患者醫療數據。3 種加密方式的優缺點，如表2 所示。通過將私鑰和公鑰有機結合，醫院和醫生可以有效保護患者醫療數據的安全和隱私，同時簡化密鑰管理和分發工作，提高數據傳輸效率和可靠性。

表2 加密方式優缺點

4 結 論

在高度互聯的時代，人們需要通過各種方式來保障自己的信息安全，并保護自己的知識產權。加密技術作為一種重要的信息安全手段，不僅可以保障用戶的隱私安全，還能保護軟件開發者的知識產權。