希賽教育軟考網絡工程師：網絡安全技術與信息加密
希賽教育軟考網絡工程師：網絡安全技術與信息加密
隨著計算機網絡技術的飛速發(fā)展，大大改變了人們的生活面貌，促進了社會的發(fā)展�；ヂ摼W是一個面向大眾的開放系統(tǒng)，對于信息的保密合系統(tǒng)的安全性考慮得并不完備，由此引起得網絡安全問題日益嚴重。如何保護計算機信息的的內容，也即信息內容的保密問題顯得越來越重要[1-3]。
1.網絡安全技術概述
本質上講，網絡安全就是網絡上的信息安全。從廣義上來說，凡是涉及到網絡信息的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性得相關技術和理論都是網絡安全的研究領域。
信息安全的技術主要包括監(jiān)控、掃描、檢測、加密、認證、防攻擊、防病毒以及審計等幾個方面，其中加密技術是信息安全的核心技術，已經滲透到大部分安全產品之中，并正向芯片化方向發(fā)展。
2.信息加密技術
在保障信息安全各種功能特性的諸多技術中，密碼技術是信息安全的核心和關鍵技術，通過數據加密技術，可以在一定程度上提高數據傳輸的安全性，保證傳輸數據的完整性。一個數據加密系統(tǒng)包括加密算法、明文、密文以及密鑰，密鑰控制加密和解密過程，一個加密系統(tǒng)的全部安全性是基于密鑰的，而不是基于算法，所以加密系統(tǒng)的密鑰管理是一個非常重要的問題。
數據加密過程就是通過加密系統(tǒng)把原始的數字信息(明文)，按照加密算法變換成與明文完全不同得數字信息(密文)的過程。
假設E為加密算法，D為解密算法，則數據的加密解密數學表達式為：P=D(KD，E(KE，P))
3. 數據加密技術
數據加密技術主要分為數據傳輸加密和數據存儲加密。數據傳輸加密技術主要是對傳輸中的數據流進行加密，常用的有鏈路加密、節(jié)點加密和端到端加密三種方式。
鏈路加密是傳輸數據僅在物理層前的數據鏈路層進行加密，不考慮信源和信宿，它用于保護通信節(jié)點間的數據，接收方是傳送路徑上的各臺節(jié)點機，信息在每臺節(jié)點機內都要被解密和再加密，依次進行，直至到達目的地。
與鏈路加密類似的節(jié)點加密方法，是在節(jié)點處采用一個與節(jié)點機相連的密碼裝置，密文在該裝置中被解密并被重新加密，明文不通過節(jié)點機，避免了鏈路加密節(jié)點處易受攻擊的缺點。
端到端加密是為數據從一端到另一端提供的加密方式。數據在發(fā)送端被加密，在接收端解密，中間節(jié)點處不以明文的形式出現。端到端加密是在應用層完成的。在端到端加密中，除報頭外的的報文均以密文的形式貫穿于全部傳輸過程，只是在發(fā)送端和接收端才有加、解密設備，
而在中間任何節(jié)點報文均不解密，因此，不需要有密碼設備，同鏈路加密相比，可減少密碼設備的數量。另一方面，信息是由報頭和報文組成的，報文為要傳送的信息，報頭為路由選擇信息，由于網絡傳輸中要涉及到路由選擇，在鏈路加密時，報文和報頭兩者均須加密。而在端到端加密時，由于通道上的每一個中間節(jié)點雖不對報文解密，但為將報文傳送到目的地，必須檢查路由選擇信息，因此，只能加密報文，而不能對報頭加密。這樣就容易被某些通信分析發(fā)覺，而從中獲取某些敏感信息。
鏈路加密對用戶來說比較容易，使用的密鑰較少，而端到端加密比較靈活，對用戶可見。在對鏈路加密中各節(jié)點安全狀況不放心的情況下也可使用端到端加密方式。
4. 數據加密算法
數據加密算法有很多種[3-4]，密碼算法標準化是信息化社會發(fā)展得必然趨勢，是世界各國保密通信領域得一個重要課題。按照發(fā)展進程來分，經歷了古典密碼、對稱密鑰密碼和公開密鑰密碼階段，古典密碼算法有替代加密、置換加密;對稱加密算法包括DES和AES;非對稱加密算法包括RSA 、背包密碼、McEliece密碼、Rabin、橢圓曲線、EIGamal D_H等。目前在數據通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。
(1)DES加密算法(數據加密標準)。
DES是一種對二元數據進行加密的算法，數據分組長度為64位，密文分組長度也是64位，使用的密鑰為64位，有效密鑰長度為56位，有8位用于奇偶校驗，解密時的過程和加密時相似，但密鑰的順序正好相反。
DES算法的弱點是不能提供足夠的安全性，因為其密鑰容量只有56位。由于這個原因，后來又提出了三重DES或3DES系統(tǒng)，使用3個不同的密鑰對數據塊進行(兩次或)三次加密，該方法比進行普通加密的三次塊。其強度大約和112比特的密鑰強度相當。
(2)RSA算法
RSA算法既能用于數據加密，也能用于數字簽名，RSA的理論依據為：尋找兩個大素數比較簡單，而將它們的乘積分解開則異常困難。在RSA算法中，包含兩個密鑰，加密密鑰http://www.dameics.com/news/55CF469CE2E48E07.htmlPK，和解密密鑰SK，加密密鑰是公開的，其加密與解密方程為：
其中n=p×q，P∈[0，n-1]，p和q均為大于10100的素數，這兩個素數是保密的。
RSA算法的優(yōu)點是密鑰空間大，缺點是加密速度慢，如果RSA和DES結合使用，則正好彌補RSA的缺點。即DES用于明文加密，RSA用于DES密鑰的加密。由于DES加密速度快，適合加密較長的報文;而RSA可解決DES密鑰分配的問題。
5.加密技術的.發(fā)展
a.密碼專用芯片集成
密碼技術是信息安全的核心技術，無處不在，目前已經滲透到大部分安全產品之中，正向芯片化方向發(fā)展。在芯片設計制造方面，目前微電子水平已經發(fā)展到0.1微米工藝以下，芯片設計的水平很高。我國在密碼專用芯片領域的研究起步落后于國外，近年來我國集成電路產業(yè)技術的創(chuàng)新和自我開發(fā)能力得到了提高，微電子工業(yè)得到了發(fā)展，從而推動了密碼專用芯片的發(fā)展。加快密碼專用芯片的研制將會推動我國信息安全系統(tǒng)的完善。
b.量子加密技術的研究
量子技術在密碼學上的應用分為兩類：一是利用量子計算機對傳統(tǒng)密碼體制的分析;二是利用單光子的測不準原理在光纖一級實現密鑰管理和信息加密，即量子密碼學。量子計算機是一種傳統(tǒng)意義上的超大規(guī)模并行計算系統(tǒng)，利用量子計算機可以在幾秒鐘內分解RSA129的公鑰。根據internet的發(fā)展，全光網絡將是今后網絡連接的發(fā)展方向，利用量子技術可以實現傳統(tǒng)的密碼體制，在光纖一級完成密鑰交換和信息加密，其安全性是建立在Heisenberg的測不準原理上的，如果攻擊者企圖接收并檢測信息發(fā)送方的信息(偏振)，則將造成量子狀態(tài)的改變，這種改變對攻擊者而言是不可恢復的，而對收發(fā)方則可很容易地檢測出信息是否受到攻擊。目前量子加密技術仍然處于研究階段，其量子密鑰分配QKD在光纖上的有效距離還達不到遠距離光纖通信的要求。
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信息安全工程師：推出“導師制”培養(yǎng)網絡安全人才，打造網絡安全金領一族。
系統(tǒng)管理工程師： 以整體的項目和工程為目標，學習環(huán)境=工作環(huán)境，相當于實際的工作經驗，至少勝過數年的自學摸索。重在培養(yǎng)學習思路，提高學習能力，進而達到無師自通的學習能力和創(chuàng)新的學習精神。
網絡管理員：具有獨特優(yōu)質的師資隊伍，考試閱卷專家親臨課堂指導。
信息處理技術員：未出校門，均可參與并通過信息處理技術員和助理工程師職稱考試。
6 結束語
信息安全問題涉及到國家安全、社會公共安全，世界各國已經認識到信息安全涉及重大國家利益，是互聯網經濟的制高點，也是推動互聯網發(fā)展、電子政務和電子商務的關鍵，發(fā)展信息安全技術是目前面臨的迫切要求，除了上述內容以外，網絡與信息安全還涉及到其他很多方面的技術與知識，例如：黒客技術、防火墻技術、入侵檢測技術、病毒防護技術、信息隱藏技術等。一個完善的信息安全保障系統(tǒng)，應該根據具體需求對上述安全技術進行取舍。
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