论文题目：数据加密技术的设计与应用
摘要
在竞争激烈的信息时代,信息不仅给我们带来很大的方便,同样,信息也可以用来对他们构成威胁、造成破坏。因此,在客观上就需要一种强有力的安全措施来保护机密数据不被窃取或篡改,数据加密技术就应运而生。所谓数据加密技术是指将一个信息经过加密钥匙及加密函数转换,变成无意义的密文,而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。
所谓加密,就是把数据信息即明文转换为不可辨识的形式即密文的过程,目的是使不应了解该数据信息的人不能够知道和识别。将密文转变为明文的过程就是解密。加密和解密过程形成加密系统,明文与密文统称为报文。任何加密系统,不论形式如何复杂,实现的算法如何不同,但其基本组成部分是相同的。
本文是一篇讨论关于常用文件加密解密算法的毕业设计论文，它详细的讲述了文件加密解密算法实现的过程中所用到的方法、技术。对公钥密码体制和私钥密码体制进行了分析和研究，并对公钥密码体制和私钥密码体制的代表RSA算法和DES算法进行了研究和比较。
关键词解密文件加密密码体制 DES RSA
Abstract
In the fierce competition in the information age, information not only bring us a lot of convenience, the same, the information can also be used to pose a threat, they cause damage. Therefore, in which they need a strong security measures to protect confidential data is not theft or falsified, data encryption technology is made. The so-called data encryption technology refers to an information encrypted key and encryption function conversion, become meaningless ciphertext, and receiving party will the ciphertext after decryption function, decryption key reduction into plaintext. Encryption technology is the foundation of network security technology.
The so-called encryption, data is the information that is not expressly converted to the form of identification is ciphertext process, the purpose is to make should not understand the data information of people can't know and identification. Will ciphertext into plaintext process is decryption. Encryption and decryption process forms encryption system, plaintext and ciphertext collectively referred to as message. Any encryption system, no matter how complex form, the algorithm is realized how different, but the basic component is the same.
This paper is a discussion about the common file encryption decryption algorithm graduation design paper, it detailed tells the story of file encryption decryption algorithm used in the process of the method and technology. To public key cryptosystems and private key cipher system were analyzed and investigated, and the public key cryptosystem and the private key cipher system on behalf of the RSA algorithm and DES algorithm are studied and compared.
KEY WORD ecryption File encryption The password system DES RSA
目录
第一章绪言 (1)
第二章需求分析 (1)
第一节概述 (1)
第二节密码学的发展 (2)
第三节文件机密解密中密码体制研究 (4)
第三章分组加密解密算法 (5)
第一节DES算法 (5)
第二节RSA算法 (6)
第三节工作原理 (6)
第四节DES算法实例演示 (10)
第五节测试分析 (15)
结束语 (16)
谢辞 (17)
参考文献 (18)
第一章绪言
信息安全是一个综合性的交叉学科领域，广泛涉及数学、密码学、计算机、通信、控制、人工智能、安全工程、人文科学等诸多学科，是近几年迅速发展的一个热点学科领域。信息对抗和网络安全是信息安全的核心热点，它的研究和发展又将刺激、推动和促进相关学科的研究与发展。至今，密码技术是取得信息安全性最有效的一种方法, 密码技术是信息安全的核心技术。
通过数据加密，人们可以有效地保证通信线路上的内容不被泄露，而且还可以检验传送信息的完整性。进一步，密码技术可以应用于数字签名、身份认证和信息鉴定，这些应用对于资源存取控制以及其它安全措施是必须而且有效的。信息安全产品从应用类型上可以分为防火墙类产品、防病毒类产品、防攻击类产品、密码类产品、认证类产品和访问控制类产品。相对于防病毒软件和防火墙软件来说，基于密码技术密码类产品、认证类产品份额相对较小，但随着金融、电信、政府等行业信息化建设对于网络安全整体解决方案需求的增加，将会有较大的增长。
在本次毕业设计中，对公钥密码体制和私钥密码体制进行了分析和研究，并对公钥密码体制和私钥密码体制的代表RSA算法和DES算法进行了研究和比较。并且实现了基本的文件加密解密的处理流程，能提供对文件的安全、有效的保护。
第二章需求分析
第一节概述
信息是一种资源，也是一种财富。在现代社会中，信息处理和通信技术日益发展，保护信息的安全，特别是保护重要信息的安全，越来越成受到国内外有关研究人员的极大重视。当前由于信息的保护不利和失误，世界各国遭受的损失是巨大的。现在，国际互联网上的各站点，几乎都有各种各样的安全措施，例如防火墙(FireWall)、网络加密、加密狗等。但是，这些都是系统或网站层次的安全设施。对于广大用户来说，更为直接、也更为有效的办法，就是使用信息加密技术。加密技术是一门实用的技术，有着悠久的历史。过去，加密技术仅被军事和谋报人员以及某些大型商业企业所采用，应用范围十分有限。加密学也是一门与数学有关的深奥的科学，有能力研究加密学的人为数不多。恐怕这也是它鲜为人
知、较少应用的原因。信息安全的内容主要包括五个部分：信息的保密性、信息的完整性、信息的可用性、信息的可控性、信息的不可否认性。密码技术是保证信息安全的核心。
第二节密码学的发展
认证过程中，用户必须向系统提供能够证明自己身份的信息，证明用户身份的信息种类很多，可以是用户所知道的秘密（口令），也可以是生物特征（如指纹）等，但目前使用最广泛的仍然是用户口令（password）。在认证系统中口令占据了非常重要的地位，因此对口令的保护就变得至关重要。人们提出了许多保护口令的方法，力图保障口令的安全与秘密。这些保护认证信息的方法以及认证系统是随着密码学的发展一起发展的，密码学为我们提供了保护口令的一个重要方向。归根结底，用户用以证明自己身份的是一段信息，不论它是口令还是指纹。而迄今为止，确保信息安全的最重要手段是加密。对信息的加密、解密、信息的保密传输，这正是密码学研究的内容。
密码学泛指一切有关研究密码通信的学问，其中包括下面两个领域：如何达成秘密通信，以及如何破译秘密通信。也就是密码编码学：指如何达到信息的秘密性，鉴别性的科学；密码分析学：泛指如何破解密码系统，或伪造信息使密码系统误以为真的科学。从密码学的发展来看，它经历了传统（古典）密码学、近代密码学、现代密码学几个阶段，计算机、数学领域的最新成果往往与密码学有关或被应用于密码学研究中。
传统密码学、近代密码学的发展
密码学拥有悠久、丰富多彩的历史。作为古典密码其中的一种，早期出现的密写术形式只需要纸和笔就可以完成。古典密码学的两大范畴是将消息内容进行重新排列的位移密码和系统地将字母进行替换的替换密码。古典密码学会透露出与明文统计学结果相关的大量信息，因此容易被破解，如对频率分析可以有效地攻击古典密码。尽管保密强度很低，由于实现难度低，加密解密快，古典密码至今仍然被广泛使用。在古典密码学中，有四种类型的代替密码：
(一)简单代替密码，或单字母密码：就是明文的一个字符用相应的一个密文字符代替。Caesar 密码就是典型的简单替代密码。
(二)多编码代替密码：它与简单代替密码系统相似，唯一的不同是单个字符明文可以映射成密文的几个字符之一，例如 A 可能对应于5、13、25 或 56，“B”可能对应于 7、19、31 或 42，等等。
(三)字母代替密码：字符块被成组加密，例如“ABA”可能对应于“RTQ”，
ABB 可能对应于“SLL”等。
(四)多表代替密码：由多个简单的代替密码构成，例如，可能有 5 个被使用的不同的简单代替密码，单独的一个字符用来改变明文的每个字符的位置。
20 世纪初，包括转轮机在内的一些机械密码加密装置被发明出来，其中最有名的是二次世界大战中德国使用的恩尼格码(Enigma)机。由这些装置实现的密码显著提高了密码分析的复杂程度，大量的攻击也仅仅取得了有限的结果。
古典密码学以移位密码、替换密码、转轮机为代表，以替代和置换为基础的密码系统在今天看来已经不堪一击，无法保证信息的安全，对处心积虑的攻击者来说形同虚设，因为已经有成熟的分析方法来破解这一类的加密方法。
借助电子计算机的发展，人们可以实现更复杂的密码系统。与古典密码和机械密码对 26 个字母进行操作不同，计算机密码的一个显著特征是对二进制串进行操作。计算机密码对密码分析有更强的抵抗力，只有少数情况下唯密文攻击才会生效。
密码学的大发展时期是上世纪 70 年代，以 DES 和 RSA 算法的提出为代表。一系列的突破创立了新的密码学体系。DES 是对称密钥分组密码的一个典型代表，美国国家标准局于 1977 年公布了由 IBM 公司研制的一种加密算法，批准把它作为非机要部门使用的数据加密标准．简称 DES，DES 是 Data Encryption Standard 的缩写。自从公布以来，它一直广泛用于国际上商用保密通信和计算机通信。但由于弱密钥的问题和新的攻击手段不断出现(差分攻击、线性攻击)，单纯的 DES 加密已经很少用于实际。更多的情况下是采用增加密钥长度和多重 DES 加密的办法。
RSA 作为一种成功的公钥密码系统，与传统的对称密码系统(加密、解密使用相同的密钥)相比，最大的特点就是解决了大量密钥分配、传输的问题。在公钥密码系统中，每个通信者拥有一个密钥对，可用其中一个来加密，用另一个来解密，公开其中之一(公钥)而另一半只有自己知道(私钥)。当需要向某人发送信息时，只需要用他的公开密钥对消息进行加密，接收者再用自己的私钥解密即可。而由于公钥密码的特性，这种密码系统也可以用于数字签名。与对称密码一样，公钥密码也容易受到攻击，解决方法是增加密钥长度，但密钥长度的增长会使得加密、解密速度变慢，所以公钥密码目前主要仅用于密钥管理和签名中。
近代密码学的另一个分支是序列密码，这种密码体制采用与明文长度相同的密钥，利用模加（异或）的方法来掩盖明文的内容。这种加密方法虽然简单，但在使用一次性密钥的情况下，可获得极高的安全性，由于密钥不重复使用，给破译带来了极大的困难。但这种方法也有其缺点，由于密钥只使用一次，不适合对大量数据进行加密，尤其是流媒体数据，而且大量密钥的分发、传送也是一个
问题。这种方法安全性的关键是要保证密钥序列的随机性，然而“真”随机数是不容易通过固定算法来产生的，而使用“伪随机数”则存在着一定的风险。
近年来提出的“量子密码”采用了量子状态来传递信息。“海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，它表明，在同一时刻以相同的精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。“单量子不可复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论，它表明，在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态，所以说不可能。这样使用量子状态作为“一次性便签”可以达到无条件保密。因为如果量子在传输中被测量，其状态就会改变，从而在传输中监听者会因此而暴露。虽然量子密码拥有优秀的安全特性，但目前仍处于研究阶段。
第三节文件机密解密中密码体制研究
就整体而言，计算机网络加密问题应包括文件存储加密、口令存储加密、数据库数据加密、电子邮件加密等信息加密和数据传输加密（信道加密）以及密码体制、密钥管理中心等三个方面的内容，下面我们通过加密原理、密码体制和产品功能介绍来概略地讲讲这三个方面的内容：
一密码原理
密码原理。所谓加密，就是将正常情况下可懂的文件数据输入密码机，由密码机变成不可懂的乱码，即将“明文”变成“密文”；所谓解密，就是上述过程的逆过程，即将“密文” 变成“明文”。密码机可看做是一个用电子元件实现一种复杂数学运算的机器。复杂数学运算选择范围大，位数短的（如56位）选择范围小。一个国家的密码政策，通常是用位数长的高强度密码（位数可达）保护国家秘密，其它用于保护商业秘密。
在数据传输加密过程中，收发双方线路密码机使用的是相同的密码算法，注入了相同的密钥，发方向收方发出明文，经密码机变成密文后送上公网通信线路，到达收方后先经密码机解密再送到收方电脑上。密文在公用通信网上传输时，如果被截收，窃密方收到的是不可懂的乱码，无法窃取信息内容。
在文件存储加密中，加密解密卡加解密采用同一种算法和同一个密钥，工作人员用电脑处理文件后先将文件加密再存入磁盘，以防窃密者盗用磁盘窃取文件。工作人员调用该文件时，文件先经解密再从显示器上显示出来以供使用。二密码体制
密码体制，刚才讲密码原理时，收发双方密码机的密码算法一致、密钥一致，这在密码体制中叫“秘密密钥体制”或“单密钥体制”，这是一种传统的密码体
制，有系统的理论研究和完善的管理机制，技术成熟，性能稳定，国内自行研制的产品安全可靠、保密强度高，一般用于文件数据加密存储和传输。国外著名的DES密码就是美国政府1977年发布的密钥长度为56位的“秘密密钥体制”的密码。这种密码的缺陷是：仅适用于内部的，点对点方式的，事前双方已知密钥的两点之间的加密传输，保守密钥的秘密十分重要，密钥一旦丢失，整个系统都要立即更换密钥，否则窃密者将可能轻而易举的破解密文。
随着近代计算机网络的发展，不同部门、不同单位网上交往增多，“单密钥体制”显出了它的局限性，人们很难对众多的部门和单位保管好各自不同的密钥。于是人们又发明了“公开密钥体制”或叫“双密钥体制”。它是基于一些数学问题而发明出来的密码体制，这些数学问题可记为，其中，写在一起就是，这个公式说明有这样一种数学运算，它可以将用密钥k加密的密文用密钥k’解密,国外1978年公布的RSA密码就是这种有两个密钥的密码。这种密码保密强度不如单密钥体制的密码，一般用于通信双方的身份确认和数字签名。
在实用的互联网络中，各用户通过加密传输可形成一个虚拟的保密互联网。该网要由一个各用户认可的密钥管理中心来生成、管理、分发和销毁密钥，同时各用户可将自己的“公钥”也存放在密钥管理中心。各用户需进行保密通信时，先通过公钥系统进行身份确认（这个过程中密钥管理中心可起到仲裁鉴别作用），双方确认身份后由密钥管理中心分发秘密密钥，双方用得到秘密密钥进行数据或文件的加密传输。这种工作方式不但适用于党政机关内部，也同样适用于电子商务，但电子商务和党政机关不能使用同一个级别的密码设备，党政机关用的是“普密”设备，电子商务只能用“商密”设备，二者的保密强度是不一样的。
第三章分组加密解密算法
第一节DES算法
DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。其密钥长度为56位，明文按64位进行分组，将分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。
DES加密算法特点：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。
DES工作的基本原理是，其入口参数有三个:key、data、mode。 key 为加密解密使用的密钥，data为加密解密的数据，mode为其工作模式。当
模式为加密模式时，明文按照64位进行分组，形成明文组，key用于对数据加密，当模式为解密模式时，key用于对数据解密。实际运用中，密钥只用到了64位中的56位，这样才具有高的安全性。
第二节RSA算法
当前最著名、应用最广泛的公钥系统RSA是在1978年，由美国麻省理工学院(MIT)的Ron Rivest, Adi Shamir 和Leonard Adleman在题为《获得数字签名和公开钥密码系统的方法》的论文中提出的。它是一个基于数论的非对称(公开钥)密码体制，是一种分组密码体制。其名称来自于三个发明者的姓名首字母。它的安全性是基于大整数素因子分解的困难性，而大整数因子分解问题是数学上的著名难题，至今没有有效的方法予以解决，因此可以确保RSA算法的安全性。RSA系统是公钥系统的最具有典型意义的方法，大多数使用公钥密码进行加密和数字签名的产品和标准使用的都是RSA算法。
RSA算法是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法，因此它为公用网络上信息的加密和鉴别提供了一种基本的方法。它通常是先生成一对RSA 密钥，其中之一是保密密钥，由用户保存；另一个为公开密钥，可对外公开，甚至可在网络服务器中注册，人们用公钥加密文件发送给个人，个人就可以用私钥解密接受。为提高保密强度，RSA密钥至少为500位长，一般推荐使用1024位。
该算法基于下面的两个事实,这些事实保证了RSA算法的安全有效性：
（一）已有确定一个数是不是质数的快速算法；
（二）尚未找到确定一个合数的质因子的快速算法。
第三节工作原理
一、任意选取两个不同的大质数p和q，计算乘积r=p*q；
二、任意选取一个大整数e，e与(p-1)*(q-1)互质，整数e用做加密密钥。注意：e的选取是很容易的，例如，所有大于p和q的质数都可用。
三、确定解密密钥d： d * e = 1 modulo（p - 1）*（q - 1）根据e、p和q 可以容易地计算出d。
四、公开整数r和e，但是不公开d；
5) 将明文P (假设P是一个小于r的整数)加密为密文C，计算方法为：
C = Pe modulo r
6) 将密文C解密为明文P，计算方法为：
P = Cd modulo r
然而只根据r和e（不是p和q）要计算出d是不可能的。因此，任何人都可对明文进行加密，但只有授权用户（知道d）才可对密文解密。
数学原理定理
若 p, q 是相异质数, rm == 1 mod (p-1)(q-1),
a 是任意一个正整数,
b == a^m mod pq,
c == b^r mo
d pq,
则 c == a mod pq
证明的过程, 会用到费马小定理, 叙述如下:
m 是任一质数, n 是任一整数, 则 n^m == n mod m
(换另一句话说, 如果 n 和 m 互质, 则 n^(m-1) == 1 mod m)
运用一些基本的群论的知识, 就可以很容易地证出费马小定理的........
证明
因为 rm == 1 mod (p-1)(q-1), 所以 rm = k(p-1)(q-1) + 1, 其中 k 是整数因为在 modulo 中是 preserve 乘法的
(x == y mod z and u == v mod z => xu == yv mod z),
所以, c == b^r == (a^m)^r == a^(rm) == a^(k(p-1)(q-1)+1) mod pq
一、如果 a 不是 p 的倍数, 也不是 q 的倍数时,
则 a^(p-1) == 1 mod p (费马小定理) => a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod p a^(q-1) == 1 mod q (费马小定理) => a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod q
所以 p, q 均能整除 a^(k(p-1)(q-1)) - 1 => pq | a^(k(p-1)(q-1)) - 1 即 a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod pq
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == a mod pq
二、如果 a 是 p 的倍数, 但不是 q 的倍数时,
则 a^(q-1) == 1 mod q (费马小定理)
=> a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod q
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == a mod q
=> q | c - a
因 p | a
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == 0 mod p
=> p | c - a 所以, pq | c - a => c == a mod pq
三、如果 a 是 q 的倍数, 但不是 p 的倍数时, 证明同上
四、如果 a 同时是 p 和 q 的倍数时,
则 pq | a => c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == 0 mod pq
=> pq | c - a
=> c == a mod pq Q.E.D.
这个定理说明 a 经过编码为 b 再经过解码为 c 时, a == c mod n (n = pq)....
但我们在做编码解码时, 限制 0 <= a < n, 0 <= c < n, 所以这就是说 a 等於 c, 所以这个过程确实能做到编码解码的功能..... 为了说明该算法的工作过程,我们下面给出一个简单例子,显然我们在这只能取很小的数字，但是如上所述，为了保证安全，在实际应用上我们所用的数字要大的多得多。
例：选取p=3, q=5，则r=15，（p-1）*（q-1）=8。选取e=11（大于p和q的质数），通过d * 11 = 1 modulo 8，计算出d =3。
假定明文为整数13。则密文C为
C = Pe modulo r
= 1311 modulo 15
= 1,792,160,394,037 modulo 15
= 7
复原明文P为：
P = Cd modulo r
= 73 modulo 15
= 343 modulo 15
= 13
因为e和d互逆，公开密钥加密方法也允许采用这样的方式对加密信息进行"签名"，以便接收方能确定签名不是伪造的。
两个在不安全信道中通信的人，假设为Alice（收信者）和Bob（发信者），他们希望能够安全的通信而不被他们的敌手Oscar破坏。Alice 想到了一种办法，她使用了一种锁（相当于公钥），这种锁任何人只要轻轻一按就可以锁上，但是只有Alice的钥匙（相当于私钥）才能够打开。然后 Alice 对外发送无数把这样的锁，任何人比如Bob想给她寄信时，只需找到一个箱子，然后用一把Alice的锁将其锁上再寄给Alice，这时候任何人（包括 Bob自己）除了拥有钥匙的Alice，都不能再打开箱子，这样即使Oscar能找到Alice的锁，即使Oscar 能在通信过程中截获这个箱子，没有 Alice的钥匙他也不可能打开箱子，而Alice的钥匙并不需要分发，这样 Oscar也就无法得到这把“私人密钥”。一、优点
RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。该算法的加密密钥和加密算法分开，使得密钥分配更为方便。它特别符合计算机网络环境。对于网上的大量用户，可以将加密密钥用电话簿的方式印出。如果某用户想与另一用户进行保密通信，只需从公钥簿上查出对方的加密密钥，用它对所传送的信息加密发出即可。对方收到信息后，用仅为自己所知的解密密钥将信息脱密，了解报文的内容。由此可看出，RSA算法解决了大量网络用户密钥管理的难题，这是公钥密码系统相对于对称密码系统最突出的优点。
二、缺点
（一）产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次一密。（二）安全性, RSA的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价，而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。目前，人们已能分解140多个十进制位的大素数，这就要求使用更长的密钥，速度更慢；另外，目前人们正在积极寻找攻击RSA的方法，如选择密文攻击，一般攻击者是将某一信息作一下伪装(Blind)，让拥有私钥的实体签署。然后，经过计算就可得到它所想要的信息。实际上，攻击利用的都是同一个弱点，即存在这样一个事实：乘幂保留了输入的乘法结构：
( XM )d = Xd *Md mod n
前面已经提到，这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题，主要措施有两条：一条是采用好的公钥协议，保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密，不对自己一无所知的信息签名；另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名，签名时首先使用One-Way Hash Function对文档作HASH处理，或同时使用不同的签名算法。除了利用公共模数，人们还尝试一些利用解密指数或φ（n）等等攻击. 3)速度太慢,由于RSA 的分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600 bitx 以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048比特长的密钥，其他实体使用1024比特的密钥。为了速度问题,目前人们广泛使用单,公钥密码结合使用的方法,优缺点互补:单钥密码加密速度快,人们用它来加密较长的文件,然后用RSA来给文件密钥加密,极好的解决了单钥密码的密钥分发问题。
公钥加密算法中使用最广的是RSA。RSA算法研制的最初理念与目标是努力使互联网安全可靠，旨在解决DES算法秘密密钥的利用公开信道传输分发的难
题。而实际结果不但很好地解决了这个难题；还可利用RSA来完成对电文的数字签名以抗对电文的否认与抵赖；同时还可以利用数字签名较容易地发现攻击者对电文的非法篡改，以保护数据信息的完整性。目前为止，很多种加密技术采用了RSA算法，该算法也已经在互联网的许多方面得以广泛应用，包括在安全接口层（SSL）标准（该标准是网络浏览器建立安全的互联网连接时必须用到的）方面的应用。此外，RSA加密系统还可应用于智能IC卡和网络安全产品。但目前RSA 算法的专利期限即将结束，取而代之的是基于椭圆曲线的密码方案（ECC算法）。较之于RSA算法，ECC有其相对优点，这使得ECC的特性更适合当今电子商务需要快速反应的发展潮流。此外，一种全新的量子密码也正在发展中。
第四节DES算法实例演示
一、实例程序 DES TOOL
这是DES TOOL 的截图，MFC写的，编译器是VS 2008，见图3-1、
图3-2
图3-1 加密工具
图3-2 加密结果
二、文件功能描述：DES加密类
#ifndef yxyDESH
#define yxyDESH
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
class yxyDES
{
public:
yxyDES(); //类构造函数
~yxyDES(); //类析构函数
void InitializeKey(string);
//功能:产生16个28位的key
//参数:源8位的字符串(key)
//结果:函数将调用private CreateSubKey将结果存于char SubKeys[16][48]
void EncryptData(string);
//功能:加密8位字符串
//参数:8位字符串
//结果:函数将加密后结果存放于private szCiphertext[16]
// 用户通过属性Ciphertext得到
void DecryptData(string );
//功能:解密16位十六进制字符串
//参数:16位十六进制字符串
//结果:函数将解密候结果存放于private szPlaintext[8]
// 用户通过属性Plaintext得到
void EncryptAnyLength(string);
//功能:加密任意长度字符串
//参数:任意长度字符串
//结果:函数将加密后结果存放于private szFCiphertextAnyLength[8192]
// 用户通过属性CiphertextAnyLength得到
void DecryptAnyLength(string);
//功能:解密任意长度十六进制字符串
//参数:任意长度字符串
//结果:函数将加密后结果存放于private szFPlaintextAnyLength[4096]
// 用户通过属性PlaintextAnyLength得到
void SetCiphertext(char* value);
//Ciphertext的set函数
char* GetCiphertext();
//Ciphertext的get函数
void SetPlaintext(char* value);
//Plaintext的set函数
char* GetPlaintext();
//Plaintext的get函数
char* GetCiphertextAnyLength();
//CiphertextAnyLength的get函数
char* GetPlaintextAnyLength();
//PlaintextAnyLength的get函数
private:
char SubKeys[16][48];//储存16组48位密钥 char szCiphertext[16];//储存16位密文(十六进制字符串)
char szPlaintext[8];//储存8位明文字符串
char szFCiphertextAnyLength[8192];//任意长度密文(十六进制字符串)
char szFPlaintextAnyLength[4096];//任意长度明文字符串
void CreateSubKey(char*);
//功能:生成子密钥
//参数:经过PC1变换的56位二进制字符串
//结果:将保存于char SubKeys[16][48]
void FunctionF(char*,char*,int);
//功能:DES中的F函数,
//参数:左32位,右32位,key序号(0-15)
//结果:均在变换左右32位
void InitialPermuteData(string,char*,bool);
//功能:IP变换
//参数:待处理字符串,处理后结果存放指针,加密/解密(true 加密,false解密)
//结果:函数改变第二个参数的内容
void ExpansionR(char* ,char*);
//功能:将右32位进行扩展位48位,
//参数:原32位字符串,扩展后结果存放指针
//结果:函数改变第二个参数的内容
void XOR(char* ,char* ,int ,char*);
//功能:异或函数,
//参数:待异或的操作字符串1,字符串2,操作数长度,处理后结果存放指针
//结果: 函数改变第四个参数的内容
string CompressFuncS(char* );
//功能:S-BOX , 数据压缩,
//参数:48位二进制字符串,
//结果:返回结果:32位字符串
void PermutationP(string ,char*);
//功能:IP逆变换,
//参数:待变换字符串,处理后结果存放指针
//结果:函数改变第二个参数的内容
string FillToEightBits(string);
//功能:当明文不足8位,使用'$'进行填充,
//参数:原始字符串,
//结果:返回8位字符串
void CleanPlaintextMark(int);
//将不足8位而补齐的明文处理还原
//函数将处理szFPlaintextAnyLength
//结果: 例如123$$$$$ 处理后将变为 123'\0'
string HexCharToBinary(char);
//功能:16进制字符('0'-'F')到2进制字符串的转换
//参数:十六进制字符('0'-'F')
//结果:返回二进制字符串("0000"-"1111")
string HexIntToBinary(int );
//功能:16进制整数(0-15)到2进制字符串的转换
//参数:十六进制整数(0-15)
//结果:返回二进制字符串("0000"-"1111")
string BinaryToString(char*,int,bool);
//功能:二进制串到字符串的转换,
//参数:源二进制字符串,二进制字符串长度,类型(true为二进制到hex,false为二进制到ANSCII char),
//结果:返回处理后结果
int SingleCharToBinary(char);
//功能:单个char '0'或'1' 到int 0或1的变换
//参数: '0'或'1'
//结果:0或1
char SingleBinaryToChar(int);
//功能:将int类型的0或1转换为char类型的0或1
//参数:0或1
//返回:'0'或'1'
};
#endif
第五节测试分析
经过不断的测试与修改，该程序算法实现步骤是 Matthew Fischer 的des-how-to实现，程序已经可以很好的满足用户的要求，所预计的各功能都能实现，比如说：
一、本程序可以加密1-4096个字符的任意长度字符串
二、如果密钥长度过短或者为空,程序将使用默认密钥进行加密.
三、加密结果将用16进制字符显示
四、本加密程序同时支持中/英文字符(包括密钥和明文)
五、本加密程序支持特殊字符[例如换行符(回车键)]
结束语
经过几个星期的设计和开发，系统基本开发完毕。在本次课程设计中困难遇到不少，比如如何如何实现用树视控件实现子项的展开和合拢，使得用户方便快捷的找到文件所在位置；如何使用列表视控件实现文件的不同显示风格等，由于设计时间较短，所以该系统还有许多不尽如人意的地方，如出错处理不够完善等多方面问题。在这次系统开发的过程中，我深深体会到了做一个系统，首先进行需求分析的重要性，了解了一个系统的制作，从功能分析到功能模块分析、与其他系统的关系，这些都有待以后进一步改进。通过实践对于我以后的学习是一笔不小的财富！
谢辞
在整个毕业设计中，我得到了指导老师xx的热心指导和帮助，在这篇论文的写作过程中，老师不辞辛劳，多次与我就论文中许多核心问题作深入细致地探讨，给我提出切实可行的指导性建议，并细心全面地修改了我的论文。文的过程中，始终践行着“授人以鱼，不如授之以渔”的原则。在此，请允许我向尊敬的xx老师表示真挚的谢意！
信息加密技术研究 摘要：随着网络技术的发展，网络在提供给人们巨大方便的同时也带来了很多的安全隐患，病毒、黑客攻击以及计算机威胁事件已经司空见惯，为了使得互联网的信息能够正确有效地被人们所使用，互联网的安全就变得迫在眉睫。 关键词：网络；加密技术；安全隐患 随着网络技术的高速发展，互联网已经成为人们利用信息和资源共享的主要手段，面对这个互连的开放式的系统，人们在感叹现代网络技术的高超与便利的同时，又会面临着一系列的安全问题的困扰。如何保护计算机信息的安全，也即信息内容的保密问题显得尤为重要。 数据加密技术是解决网络安全问要采取的主要保密安全措施。是最常用的保密安全手段，通过数据加密技术，可以在一定程度上提高数据传输的安全性，保证传输数据的完整性。 1加密技术 数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理。使其成为不可读的一段代码，通常称为“密文”传送，到达目的地后使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径达到保护数据不被人非法窃取、修改的目的。该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。数据加密技术主要分为数据传输加密和数据存储加密。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密，常用的有链路加密、节点加密和端到端加密三种方式。 2加密算法 信息加密是由各种加密算法实现的，传统的加密系统是以密钥为基础的，是一种对称加密，即用户使用同一个密钥加密和解密。而公钥则是一种非对称加密方法。加密者和解密者各自拥有不同的密钥，对称加密算法包括DES和IDEA；非对称加密算法包括RSA、背包密码等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。 2.1对称加密算法 对称密码体制是一种传统密码体制，也称为私钥密码体制。在对称加密系统中，加密和解密采用相同的密钥。因为加解密钥相同，需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥，各方必须信任对方不会将密钥泄漏出去，这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有n个用户的网络，需要n(n-1)/2个密钥，在用户群不是很大的情况下，对称加密系统是有效的。DES算法是目前最为典型的对称密钥密码系统算法。 DES是一种分组密码，用专门的变换函数来加密明文。方法是先把明文按组长64bit分成若干组，然后用变换函数依次加密这些组，每次输出64bit的密文，最后将所有密文串接起来即得整个密文。密钥长度56bit，由任意56位数组成，因此数量高达256个，而且可以随时更换。使破解变得不可能，因此，DES的安全性完全依赖于对密钥的保护(故称为秘密密钥算法)。DES运算速度快，适合对大量数据的加密，但缺点是密钥的安全分发困难。 2.2非对称密钥密码体制 非对称密钥密码体制也叫公共密钥技术，该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。公共密钥技术利用两个密码取代常规的一个密码：其中一个公共密钥被用来加密数据，而另一个私人密钥被用来解密数据。这两个密钥在数字上相关，但即便使用许多计算机协同运算，要想从公共密钥中逆算出对应的私人密钥也是不可能的。这是因为两个密钥生成的基本原理根据一个数学计算的特性，即两个对位质数相乘可以轻易得到一个巨大的数字，但要是反过来将这个巨大的乘积数分解为组成它的两个质数，即使是超级计算机也要花很长的时间。此外，密钥对中任何一个都可用于加密，其另外一个用于解密，且密钥对中称为私人密钥的那一个只有密钥对的所有者才知道，从而人们可以把私人密钥作为其所有者的身份特征。根据公共密钥算法，已知公共密钥是不能推导出私人密钥的。最后使用公钥时，要安装此类加密程序，设定私人密钥，并由程序生成庞大的公共密钥。使用者与其向联系的人发送
计算机网络信息安全中数据加密技术的分析 发表时间：2018-10-10T10:02:54.457Z 来源：《建筑模拟》2018年第20期作者：葛晴 [导读] 随着科学技术的不断发展，计算机逐渐被应用于各个领域，为各行各业的进一步发展奠定了基础。 葛晴 中国汽车工业工程有限公司天津市 300113 摘要：随着科学技术的不断发展，计算机逐渐被应用于各个领域，为各行各业的进一步发展奠定了基础。信息化社会需要更加便捷的信息资源交流传递方式，而计算机信息安全也在一次次的冲击中得到了创新与发展。数据加密技术的开发为新时代计算机信息网络安全提供了保障，也为祖国的社会主义现代化建设做出了卓越的贡献。本文对数据加密技术在计算机信息安全中的应用进行了分析，希望对计算机信息安全的落实有所助益。 关键词：计算机网络；信息安全；数据加密技术 引言 社会科学技术不断发展，计算机信息技术和互联网技术的出现改变了人们的生活方式，但是网络时代在给人们带来便利的同时也会带来一定的风险，比如说个人和集体的计算机设备很容易受到网络病毒甚至是黑客的入侵，影响计算机内部数据和信息的安全性，也会给社会发展带来不可预计的负面影响，因此计算机网络信息数据加密技术的研究工作具有重要的现实意义。 1 计算机网络信息安全中数据加密技术的重要性 我国互联网信息技术不断发展，市场中的互联网企业变得越来越多，同时也会存在一些网络安全隐患问题，比如说黑客攻击或者是网络漏洞等，这些问题的出现影响了企业信息数据的安全性，因此加强计算机网络数据的加密技术非常重要。科技改变了生活，人们在工作和生活中都越来越依赖于网络，尤其是电子商务领域，更是需要计算机网络来传输大量的数据。比如，人们在使用网络购买商品时，需要买家通过网络来查看想要购买的物品信息，然后与卖家联系之后下单完成商品购买。购买的过程中需要使用支付宝进行网络支付，如果在付款过程中发生支付密码泄漏的情况，会对用户的财产造成很大的威胁。还有一部分社会企业在传输重要的企业文件时，也需要使用数据信息加密技术，能够有效防止重要文件被他人窃取。在计算机安全体系当中最重要的就是密码，如果发生密码泄露问题会导致计算机个人信息面临被入侵的威胁，人们在使用电脑登录个人信息时，如果密码泄露，那么黑客就能够使用密码登录电脑，破坏用户的服务器，很多用户会在再次登录时出现提醒登录异常的信息。因此为了能够保障信息的安全性，需要应用数据加密技术来提升计算机的安全防护能力。 2 计算机的安全问题 2.1 人为的因素 人为的因素主要是计算机网络安全的防范技术和安全管理不完善，安全管理措施也不完善。网络内部人员安全意识非常差，导致了文件的以及数据的泄密。人为侵入检测技术原本是为了保证现在的计算机的安全而设计产生的技术，但是现在由于技术的进步也有许多人通过此类技术对计算机进行侵入以及破坏。而且现在随着计算机的发展，攻击计算机网络的方法也越来越多，并且更加容易。用来攻击计算机网络的技术工具也逐渐增强，而现在的黑客也越来越多，所以导致我们计算机网络的数据安全也受到了威胁。 2.2 计算机病毒的不断增加，传播的速度也非常的迅速 计算机病毒可以分为操作时病毒、外壳型病毒，以及源码型病毒。而新型网络病毒会伴随着信息网络硬件设备的不断提升以及计算机的网络快速的传播。因为计算机网络的系统体系很大所以使得这些病毒相互传播，导致计算机的危害，从而也导致了网络信息的数据泄露或错乱等。 3 计算机网络信息安全中数据加密技术 3.1 链路数据加密技术的应用 在各种计算机数据加密技术中，链路数据加密技术能够有效地划分网络数据信息的传输路线，对不同传输区间的数据信息进行加密，大大提高了信息传输过程中的安全性。即使传输信息遭到非法窃取，也无法被即时解密。应用链路数据加密技术，数据传输中的加密过程不再只是简单的函数运算，针对不同传输区域的数据改变长度，有效地解决了数据窃取问题，窃取人员面对极其复杂的数据加密模式往往难以及时进行数据破译，使计算机网络工程的安全性得到了很大的提升。 3.2 节点加密技术 节点加密技术具体是指在信息传递链接节点位置对信息进行加密处理，以便对传递过程中的信息加以保护。利用节点加密技术要注意加密过后的数据在经过通信节点时同样不能以明文的形式出现，还是照旧以密文的形式来传递。在通信节点存在一个安全模块，安全模块和节点机器连接在一起，在整个通信过程中发挥信息保障的重要作用，数据加密和解码不是在节点同步进行的，而是在这个节点连接的安全模块中实施。 3.3 端端数据加密技术的应用 区别于链路数据加密技术，端端数据加密技术的应用过程十分简单。以专业密文作为信息传输基础，在应用时不必对信息数据进行不断地加密与解密过程，进一步提升了计算机信息安全性。无需大量成本维护的端端数据加密技术为计算机信息处理提供了全新的创新途径，也为社会的发展提供了保障。具备独立传输路线的加密方式不会受到其它线路的干扰，在出现意外情况时仍然可以继续运行，为计算机网络故障维修降低了成本。 3.4 数字签名信息认证技术的应用 随着科学技术的发展，数字签名信息认证技术在不断变化的网络环境中逐渐受到了广大人民群众的喜爱，应用范围也随之扩大。数字签名信息技术可以对用户的身份信息进行鉴别，杜绝用户信息被非法利用的情况发生，进一步保障了人民群众的合法权益。应用口令认证方式可以实现简单快捷的用户信息认证，并且节约了使用成本。随着社会的进步，数字签名信息认证方式必将使计算机信息安全得到更有效的保障。 3.5 VPN加密 通常局域网在生活中很常见，许多企业、商户都组建了独有的局域网络，通过专线将处于不同区域的用户所在的各局域网连接在一
浅议数据加密技术与计算机安全 【摘要】在科学技术快速发展的时代，科技的便捷给人们带来极大方便的同时也为我国计算机数据的安全带来极大的担忧，不少犯罪分子利用计算机和网络盗窃他人的数据信息，这些网络隐患给人们的生活带来极大的不便，因此，在使用网络时人们急需一个能够保障安全的平台，数据加密技术的功能在这方面就能够得到充分的体现，它有利于维护该平台的安全。本文着重讲述了数据安全的重要性，并从不同方面分析了数据加密技术。 【关键词】计算机安全；网络安全；数据加密 前言 在网络时代，计算机技术得到不断的发展，信息网络也在不断地更新，这极大地促进了人们的生活水平和发展空间，但是它在便利人们生活的同时也给人们的用户信息安全带来极大的挑战。前不久发生的360用户账户密码信息泄露事件和百度云盘账户泄密事件，导致大量用户的私密信息被窥窃，使得我们重新思考计算机数据安全问题。在计算机安全技术的研究中必须首先关注计算机用户信息及网上传输数据的安全，做到这些将不仅有利于我国计算机的推广、信息网络的发展而且也有利于电子商务等信息技术的普及。 1.数据加密的重要性 在进行计算机技术研究时，数据的安全性问题一直是讨论的重点，这也显示了数据加密的重要性。本文分析了以下几个方面的安全因素：第一、有效性。在计算机的实际操作中，一些软件或硬件的损伤不利于用户信息安全的维护，这就要求保证信息的有效性，以便保障用户信息的安全。第二、机密性。机密性是计算机安全技术的关键，保密信息有利于维护用户的隐私，机密性有利于在一定程度上防止非法的信息被窃取和破坏。第三、完整性。在计算机的使用过程中要遵守计算机的一般规律，进行有序的使用，确保数据库的完整性，从而防止计算机技术对数据的无序排列、增加、查找、修改、删除等操作。随着网络技术的不断发展，用户对计算机也表现出了更大的依赖，然而各种计算机病毒的出现使用户数据随时有被窃取和破坏的危险，而更然人嘘唏的是，有些大公司为了自己的利益居然雇佣间谍窃取商业机密，甚至有些国家还利用军队来探查敌国军事信息等，为了保证数据的安全，就必须及时想出相应的应对措施来保障每个人的信息安全。 2.数据加密简介 网络信息安全急切的需要数据加密技术的保护。大部分的数据加密技术都可以通过软件完成，一种好的加密算法能在进行加密的同时进行数据的压缩。现今，一般的加密算法都以“置换表”为基础，它可以是人为的预先设定，也可以经算法自动生成，通过这种转换机制，变换原始数据的形式，而解密时，则要进行反方向的逆操作，使加密数据恢复成原数据。总而言之，数据的加密和解密就是从反方向对数据进行保护。我国在提高数据加密算法的安全效果和执行速率上取得了不错成果，也在一定程度上减少了人们的忧虑。 3.常用数据加密技术 下面我们就向大家介绍几种常见的数据加密技术。通常来讲，数据加密技术分为对称加密技术和非对称加密技术两种，两者对计算机数据安全都有重要的作用，但也有各自的独特性。 3.1对称加密技术 在数据加密算法中，对称加密技术是指数据的加密和解密过程都能使用一样的密钥，即
第21卷第5期2005年10月 赤峰学院学报(自然科学版) Journal of Chifeng College(Natural Science Edition) Vol.21No.5 Oct.2005数据加密技术分析及应用 郭敏杰 (内蒙古伊泰丹龙药业有限责任公司,内蒙古 赤峰 024000) 摘 要:数据加密技术是实现网络安全的关键技术之一.本文系统地介绍了当前广泛使用的几种数据加密技术:对称密钥加密、公开密钥加密以及混合式加密,对它们进行了客观上的分析并介绍了在网络及其他方面的应用状况. 关键词:数据加密;密钥;网络安全 中图分类号:TP309.7文献标识码:A文章编号:1673-260X(2005)05-0041-01 伴随微机的发展与应用,数据的安全越来越受到高度的重视.数据加密技术就是用来保证信息安全的基本技术之一.数据加密实质是一种数据形式的变换,把数据和信息(称为明文)变换成难以识别和理解的密文并进行传输,同时在接收方进行相应的逆变换(称为解密),从密文中还原出明文,以供本地的信息处理系统使用.加密和解密过程组成为加密系统,明文和密文统称为报文. 1 对称密钥加密算法 对称式密钥加密技术是指加密和解密均采用同一把秘密钥匙,而且通信双方必须都要获得这把钥匙,并保持钥匙的秘密.当给对方发信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接收方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密. 对称密钥加密有许多种算法,但所有这些算法都有一个共同的目的———以可还原的方式将明文(未加密的数据)转换为暗文.暗文使用加密密钥编码,对于没有解密密钥的任何人来说它都是没有意义的.由于对称密钥加密在加密和解密时使用相同的密钥,所以这种加密过程的安全性取决于是否有未经授权的人获得了对称密钥.这就是它为什么也叫做机密密钥加密的原因.希望使用对称密钥加密通信的双方,在交换加密数据之前必须先安全地交换密钥. 加密算法中最简单的一种就是“置换表”算法,这种算法也能很好达到加密的需要.每一个数据段(总是一个字节)对应着“置换表”中的一个偏移量,偏移量所对应的值就输出成为加密后的文件.加密程序和解密程序都需要一个这样的“置换表”.事实上,80×86cpu系列就有一个指令`xlat'在硬件级来完成这样的工作.这种加密算法比较简单,加密解密速度都很快,但是一旦这个“置换表”被对方获得,那这个加密方案就完全被识破了.更进一步讲,这种加密算法对于黑客破译来讲是相当直接的,只要找到一个“置换表”就可以了.这种方法在计算机出现之前就己经被广泛的使用. 对这种“置换表”方式的一个改进就是使用2个或者更多的“置换表”,这些表都是基于数据流中字节的位置的,或者基于数据流本身.这时,破译变的更加困难,因为黑客必须正确地做几次变换.通过使用更多的“置换表”,并且按伪随机的方式使用每个表,这种改进的加密方法已经变的很难破译. 2 基于公钥的加密算法 基于公钥的加密算法有两种方式:对称密钥算法和非对称密钥算法.所谓对称密钥加密方法中,对信息的加密和解密都使用相同的密钥,或者可以从一个密钥推导出另一个密钥,而且通信双方都要获得密钥并保持密钥的秘密.当需要对方发送信息时,用自己的加密密钥进行加密,而在接受方收到数据后,用对方所给的密钥进行解密. 非对称密钥算法就是加密解密使用不同的密钥.这种算法的基本原理是利用两个很大的质数相乘所产生的乘积来加密,这两个质数无论哪个先与原文件编码相乘、对文件加密,均可由另一个质数再相乘来解密,但要用一个质数来求出另一个质数则是十分困难的. 非常著名的pgp公钥加密以及rsa加密方法都是非对称加密算法. 3 对称密钥和公钥相结合的加密技术 根据对称密钥和公钥加密特点,在实际应用中将二者相结合,即使用DES/IDE A和RSA结合使用.首先发信者使用DES/IDEA算法用对称钥将明文原信息加密获得密文,然后使用接受的RSA公开钥将对称钥加密获得加密的DES或IDE A密钥,将密文和密钥一起通过网络传送给接收者.接受方接受到密文信息后,先用自己的密钥解密而获得DES或IDEA密钥,再用这个密钥将密文解密而后获得明文原信息.由此起到了对明文信息保密作用. 4 加密技术的应用及发展 随着网络互联技术的发展,信息安全必须系统地从体系结构上加以考虑.ORI(开放系统互联)参考模型的七 (下转第44页) · 41 · DOI:10.13398/https://www.doczj.com/doc/ee7245702.html, ki.issn1673-260x.2005.05.024
数据加密技术 摘要：由于Internet的快速发展，网络安全问题日益受到人们的重视。面对计算机网络存在的潜在威胁与攻击，一个计算机网络安全管理者要为自己所管辖的网络建造强大、安全的保护手段。数据加密技术是网络中最基本的安全技术，主要是通过对网络中传输的信息进行数据加密起来保障其安全性，这是一种主动安全防御策略，用很小的代价即可为信息提供相当大的安全保护。 现代社会对信息安全的需求大部分可以通过密码技术来实现。密码技术是信息安全技术中的心核，它主要由密码编码技术和密码分析技术两个分支组成。这两个分支既相互对立，又相互依存。信息的安全性主要包括两个方面即信息的保密性和信息的认证性。在用密码技术保护的现代信息系统的安全性主要取决于对密钥的保护，即密码算法的安全性完全寓于密钥之中。可见，密钥的保护和管理在数据系统安全中是极为重要的。人们目前特别关注的是密钥托管技术。 一、信息保密技术 信息的保密性是信息安全性的一个重要方面,加密是实现信息保密性的一种重要手段。加密算法和解密算法的操作通常都是在一组密钥控制下进行的，分别称为加密密钥和解密密钥。根据加密密钥和解密密钥是否相同，可将现有的加密体制分为两种:一种是私钥或对称加密体制，其典型代表是美国的数据加密标准(D E S)；另一种是公钥或非对称加密体制，其典型代表是R S A体制。 目前国际上最关心的加密技术有两种:一种是分组密码。另一种是公钥密码。 1. 分组密码技术 DES是目前研究最深入、应用最广泛的一种分组密码。针对DES，人们研制了各种各样的分析分组密码的方法，比如差分分析方法和线性分析方法，这些方法对DES的安全性有一定的威胁，但没有真正对D E S的安全性构成威胁。 2. 公钥加密技术 私钥密码体制的缺陷之一是通信双方在进行通信之前需通过一个安全信道事先交换密钥。这在实际应用中通常是非常困难的。而公钥密码体制可使通信双方无须事先交换密钥就可建立起保密通信。在实际通信中，一般利用公钥密码体制来保护和分配密钥，而利用私钥密码体制加密消息。公钥密码体制主要用于认证和密钥管理等。 下面是A使用一个公钥密码体制发送信息给B的过程： (1)A首先获得B的公钥；
浅议计算机数据加密技术与方法 本文主要分析了计算机数据加密技术和方法，首先对数据加密技术进行了概述，然后剖析了计算机加密技术的类型，最后详述了数据加密技术在计算机网络中的应用。 标签：计算机；数据加密技术；方法 引言 由于黑客的攻击和计算机漏洞，互联网领域已经发生了多起数据失密事件，因此人们应该充分重视计算机网络安全问题，而保密技术是维护安全的关键。保密技术不仅体现在信息保存和传播的安全上，还要保障用户的个人信息。数据加密软件的成功研发，使得网络保密的可能性大大增加，但在使用该软件的过程中，还需通过密钥和函数来解密数据，否则就会出现乱码或打不开的情况。因此，只有提高网络信息的安全性，才能实现互联网的良性发展。 1 数据加密技术概述 在计算机网络的应用过程中，计算机的数据、硬件和软件都很容易受到病毒或木马等因素的破坏，这样会严重影响到计算机网络的安全，所以相关人员要充分重视信息安全。网络安全主要包括网络信息安全和网络设备安全，而数据加密技术就是维护网络安全的主要方法。数据加密技术是利用与密码相关的技术，对计算机各项信息进行加密的一种手段，主要通过函数移位、替换和加密密钥，将计算机内部信息置换成别人无法获取的信息，而信息接受者可以通过解密函数还原加密信息，可以显著提高计算机信息的安全性[1]。 数据加密技术可分为对称性加密技术和非对称性加密技术，对称性加密技术是指信息发送者和接受者都使用同一种密钥解密数据信息，这种加密技术需要信息发送者和接受者提前商定好并妥善保管密钥，这样才能保障信息的安全。非对称性加密技术则是信息发送者和接受者采用不同的密钥对数据进行加密和解密，而信息密钥又分为私有密钥和公开密钥。使用非对称加密技术后，信息发送者和接受者无需交换密钥，这样可以进一步提高数据信息的保密性和安全性。 2 计算机加密方法的类型 2.1 置换表法 置换表法是最简单的一种加密算法，也是适用范围较广和使用时间较长的方法，这种算法可以达到较高的加密要求，具有操作简单和速度快的特点。这种算法的应用模式是在特定的数据段中的字节与置换表的偏移量一一对应，输出后的偏移量就形成了加密文件。置换表需要放在加密和解密程序中，然后通过中央处理器中的xlat硬件指令来完成。这种算法极易被识破，一被识破加密方案就失去
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ee7245702.html, 数字加密技术及其在日常中的应用 作者：苏治中 来源：《电脑知识与技术》2012年第15期 摘要：随着科学技术现代化的发展，文件、图纸等数据的保密性变得越来越重要。面对计算机通信与网络的普及，数据传输安全越来越受到重视。如何确保网络之间的文件安全交换？如何在实际网络中达到网络保密传输？该文将介绍数据加密技术的发展情况和现在通用加密技术，在实际网络中的运行应用中，如何发挥网络数据加密强大的作用。当今主要分为私有密钥系统和公开密钥系统，而目前，RSA密码系统和MD5信息摘要算法为目前主流。 关键词：数据传输安全；私有密钥系统；公开密钥系统；RSA密码系统；MD5信息摘要算法 中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)15-3668-02 Digital Encryption Technology and Daily Application SU Zhi-zhong （Guangzhou Open University，Guangzhou 510091,China） Abstract: With the development of modernization of science and technology, privacy of documents, drawings, etc data becomes more and more important. Face up to the popularity of computer communications and networking, data security becoming highly valued. How to ensure that files exchange safely on the internet In the actual network how to achieve the privacy of transmission This article will intro duce development of data encryption technology and general encryption technology at present. In the actual operation of the network ap plications, how to make the data encryption playing a strong role. There are private key system and public-key system at present,yet RSA cryptosystems and MD5 algorithm are mainline. Key words: data transmission security; private-key system; public-key system; RSA cryptosystems;MD5 algorithm 1数字加密技术产生的背景 在网络技术飞速发展的今天，计算机系统以及计算机网络，在提高了数据和设备的共享性的同时，也为确保国家机密或者企事业单位内部机密数据的安全性提出了挑战。为了保证数据的安全，许多企事业单位往往不惜成本，购入固件或软件等被动式的网络安全产品。但事实上仅仅依靠这些是远远不够的，所以引进了数字加密技术的概念确保数据的安全。 2数字加密技术的分类
《Network Security Technology》Experiment Guide Encryption Algorithm Lecture Code: 011184 Experiment Title：加密算法 KeyWords：MD5, PGP, RSA Lecturer：Dong Wang Time：Week 04 Location：Training Building 401 Teaching Audience：09Net1&2 October 10, 2011
实验目的： 1，通过对MD5加密和破解工具的使用，掌握MD5算法的作用并了解其安全性； 2，通过对PGP加密系统的使用，掌握PGP加密算法的作用并了解其安全性； 3，对比MD5和PGP两种加密算法，了解它们的优缺点，并总结对比方法。 实验环境： 2k3一台，XP一台，确保相互ping通； 实验工具：MD5V erify, MD5Crack, RSA-Tools,PGP8.1 MD5加密算法介绍 当前广泛存在有两种加密方式，单向加密和双向加密。双向加密是加密算法中最常用的，它将明文数据加密为密文数据，可以使用一定的算法将密文解密为明文。双向加密适合于隐秘通讯，比如，我们在网上购物的时候，需要向网站提交信用卡密码，我们当然不希望我们的数据直接在网上明文传送，因为这样很可能被别的用户“偷听”，我们希望我们的信用卡密码是通过加密以后，再在网络传送，这样，网站接受到我们的数据以后，通过解密算法就可以得到准确的信用卡账号。 单向加密刚好相反，只能对数据进行加密，也就是说，没有办法对加密以后的数据进行解密。这有什么用处？在实际中的一个应用就是数据库中的用户信息加密，当用户创建一个新的账号或者密码，他的信息不是直接保存到数据库，而是经过一次加密以后再保存，这样，即使这些信息被泄露，也不能立即理解这些信息的真正含义。 MD5就是采用单向加密的加密算法，对于MD5而言，有两个特性是很重要的，第一是任意两段明文数据，加密以后的密文不能是相同的；第二是任意一段明文数据，经过加密以后，其结果必须永远是不变的。前者的意思是不可能有任意两段明文加密以后得到相同的密文，后者的意思是如果我们加密特定的数据，得到的密文一定是相同的。不可恢复性是MD5算法的最大特点。 实验步骤- MD5加密与破解： 1，运行MD5Verify.exe，输入加密内容‘姓名（英字）’，生成MD5密文；
计算机网络信息的数据加密技术分析 摘要数据挖掘技术主要指的是一种数据库技术与人工智能技术结合的技术，其通过一定算法，可以从大量的数据信息中搜索到所需信息。在电力调度自动化控制系统中应用数据挖掘技术具有重要意义，所以有必要对其进行分析和探讨。 关键词计算机；网络信息；数据加密技术 引言 计算机网络安全是指通过使用各种的技术和管理措施，来保证计算机当中网络的硬件和软件系统能够很好地运行，能使网络中的数据以及服务器运行，同时也要保证网络信息的保密性和完整性，使网络在传输数据的时候不会让数据发生一些错乱的信息或者是出现丢失、泄露的情况等。计算机网络对世界的影响很大，随着计算机网络技术的应用范围不断地扩大，网络信息的安全以及数据的泄露等问题也越来越明显。只有找到正确的方法并且进行有效的监控才能很好地解决这一问题。计算机网络信息安全也与多种学科相联系着，如何解决这计算机网络安全的问题已经成了现在的一个重要的课题。 1 数据加密技术在计算机网络信息安全中应用的意义 计算机网络信息的概念属于一种宏观概念，主要是由数据载体构成的。因此，计算机网络信息既能够被人为窃取或修改，又能够被人为破坏。为解决计算机网络信息的安全问题，在计算机网络信息安全中应用数据加密技术，即使数据加密文件被第三方人员窃取，未能正确的输入数据密码是无法阅读数据加密文件内容的，这样可以让计算机网络信息的传输获得了更加安全的保护。数据加密技术具有较好的信息保密性、安全性以及信息可辨识性，能够有效保证数据加密文件的收发双方收到安全可靠的网络信息文件[1]。 2 计算机网络信息安全常见的问题 在电脑或者手机上登录个人账户时，常会出现一些个人信息曝光的问题，很多个人信息被一些不法分子利用。除此之外，有些企业的数据也会出现泄漏。据不完全统计，网络信息安全问题正呈现不断上升的趋势。 2.1 计算机授权用户被伪造 计算机数据信息被窃取之后，窃取者多会对信息内容进行修改并加以利用，网络攻击者可以冒充计算机授权用户侵入计算机系统内部。 2.2 网络安全信息被窃取
数据加密方案
一、什么是数据加密 1、数据加密的定义 数据加密又称密码学，它是一门历史悠久的技术，指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。数据加密目前仍是计算机系统对信息进行保护的一种最可靠的办法。它利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，从而起到保护信息的安全的作用。 2、加密方式分类 数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为对称密钥和非对称密钥两种。 对称密钥：加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种
方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。 对称加密 对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而如今仍广泛被采用。 DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组；第二步将其分成均等两段；第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。 非对称密钥：非对称密钥由于两个密钥（加密密钥和解密密钥）各不相同，因而可以将一个密钥公开，而将另一个密钥保密，同样可以起到加密的作用。
摘要 随着计算机技术的高速发展 ,电子商务已深入到各个领域，而电子商务最重要的核心部分即数据库。如何保障数据库的安全性、保密性 ,防止重要数据被窃取和篡改等已成为目前急需解决的问题 ,加密技术是提高数据库安全的最重要的手段之一 ,也成了数据库安全研究的一个焦点。目前大型数据库 ORACL E ,SYBASE 都提供了有关的用户标识和鉴订、存取控制、视图、审计等基本安全技术。这些安全技术只能满足一般的数据库安全应用 ,而对于高度敏感性数据 ,数据库系统所提供的安全性措施难以保证数据的安全性 ,尤其是一些内部用户仍可能非法使用数据库 ,甚至篡改和窃取数据库信息。为了防止用户非法使用 ,保证数据库数据的安全 ,必须对数据库中存储的重要敏感数据进行保护 ,而当前最为有效的保护方法是数据库加密技术。 关键词：数据库;加密技术;电子商务
ABSTRACT With the rapid development of computer technology, database applications has penetrated into various fields，Most important core part of the e-commerce database.How to protect the security of the database,confidentiality,and prevent important data from being stolen and tampered has become a focus of urgent problems,encryption technology is one of the most important means to improve database security,has become the database security research.The large data bases ORACL E, SYBASE provide the user ID and Kam provides access control, views,basic security auditing technology.These security technologies can only meet the general application of database security for highly sensitive data,database systems provide security measures is difficult to guarantee the security of data,especially internal users may still be illegal to use the database,or even tampering and theft of the database information.In order to prevent the illegal use of user,to ensure the security of data in a database,it is necessary to protect the sensitive data stored in the database,while currently the most effective method of protecting data encryption technology. Keyword: Database encryption technology e-commerce
数据保密之透明加密技术分析 透明加密技术是近年来针对企业数据保密需求应运而生的一种数据加密技术。所谓透明，是指对使用者来说是透明的，感觉不到加密存在，当使用者在打开或编辑指定文件时，系统将自动对加密的数据进行解密，让使用者看到的是明文。保存数据的时候，系统自动对数据进行加密，保存的是密文。而没有权限的人，无法读取保密数据，从而达到数据保密的效果。 自WindowsNT问世以来，微软提出的分层的概念，使透明加密有了实现的可能。自上而下， 应用软件，应用层APIhook(俗称钩子), 文件过滤驱动，卷过滤驱动，磁盘过滤驱动，另外还有网络过滤驱动，各种设备过滤驱动。其中应用软件和应用层apihook在应用层(R3),从文件过滤驱动开始，属于内核层(R0).数据透明加密技术，目前为止，发展了3代，分别为第一代APIHOOK应用层透明加密技术； 第二代文件过滤驱动层（内核）加密技术； 第三代内核级纵深加密技术； 第一代：APIHOOK应用层透明加密技术 技术及设计思路：应用层透明加密技术俗称钩子透明加密技术。这种技术就是将上述两种技术（应用层API和Hook）组合而成的。通过windows的钩子技术，监控应用程序对文件的打开和保存，当打开文件时，先将密文转换后再让程序读入内存，保证程序读到的是明文，而在保存时，又将内存中的明文加密后再写入到磁盘中。应用层APIHOOK加密技术，特点是实现简单，缺点是可靠性差，速度超级慢，因为需要临时文件，也容易破解。但由于直接对文件加密直观感觉非常好，对于当初空白的市场来讲，这一旗号确实打动了不少企业。 第二代：文件过滤驱动加密技术 驱动加密技术是基于windows的文件系统（过滤）驱动技术，工作在windows的内核层，处于应用层APIHook的下面，卷过滤和磁盘过滤的上面。设计思想是建立当应用程序(进程)和文件格式(后缀名)进行关联，当用户操作某种后缀文件时对该文件进行加密解密操作，从而达到加密的效果。 内核层文件过滤驱动技术，分IFS和Minifilter2类。IFS出现较早，Minfilter出现在xp 以后。两者的区别可以理解为VC++和MFC的区别，IFS很多事情需要自己处理，而Minifilter 是微软提供了很多成熟库，直接用。由于windows文件保存的时候，存在缓存，并不是立即写入文件，所以根据是否处理了双缓bug，后来做了些细分，但本质还是一样，都是问题的修正版本而已。但由于工作在受windows保护的内核层，运行速度比APIHOOK加密速度快，解决了很多问题和风险。 文件过滤驱动技术实现相对简单，但稳定性一直不太理想。 第三代：内核级纵深沙盒加密技术 之所以叫内核级纵深沙盒加密技术，主要原因是使用了磁盘过滤驱动技术，卷过滤驱动技术，文件过滤驱动技术，网络过滤驱动(NDIS/TDI)技术等一系列内核级驱动技术，从上到下，纵深防御加密。沙盒加密，是当使用者操作涉密数据的时候，对其过程进行控制，对其结果进行加密保存，每个模块只做自己最擅长的那块，所以非常稳定。加密的沙盒是个容器，
所谓数据加密(Data Encryption)技术是指将一个信息(或称明文，plain text)经过加密钥匙(Encryption key)及加密函数转换，变成无意义的密文(cipher text)，而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙(Decryption key)还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。 密码技术是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种保密技术。根据特定的法则，变明文(Plaintext)为密文(Ciphertext)。从明文变成密文的过程称为加密(Encryption); 由密文恢复出原明文的过程，称为解密(Decryption)。密码在早期仅对文字或数码进行加、解密，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、解密变换。密码学是由密码编码学和密码分析学组成的，其中密码编码学主要研究对信息进行编码以实现信息隐蔽，而密码分析学主要研究通过密文获取对应的明文信息。密码学研究密码理论、密码算法、密码协议、密码技术和密码应用等。随着密码学的不断成熟，大量密码产品应用于国计民生中，如USB Key、PIN EntryDevice、 RFID 卡、银行卡等。广义上讲，包含密码功能的应用产品也是密码产品，如各种物联网产品，它们的结构与计算机类似，也包括运算、控制、存储、输入输出等部分。密码芯片是密码产品安全性的关键，它通常是由系统控制模块、密码服务模块、存储器控制模块、功能辅助模块、通信模块等关键部件构成的。 数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息
用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。 分类 专用密钥 专用密钥，又称为对称密钥或单密钥，加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。 对称密钥 对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而如今仍广泛被采用。 DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组;第二步将其分成均等两段;第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。
计算机网络安全中数据加密技术的研究 摘要：大容量文件在网络传输过程中，保障数据文件安全是至关重要的。本文 针对网络数据传输安全问题，在阐述数据加密技术原理的基础上，设计了一种新 的2DES筛子和RSA混合加密算法，分析了该算法的原理以及在网络文件传输中 的应用，在网络应用程序开发中有很强的借鉴意义。 关键词：数据；加密算法；管理；设计；应用 引言 互联网是一种开放但不安全的媒体。在不安全的媒介上进行事务处理很容易 造成保密信息的泄漏和被窃取，为了保证信息安全不受侵犯，可以采用多种技术，如加密技术、访问控制技术、认证技术以及安全审计技术等。目前，最重要的网 络与通信自动化安全中工具是加密。通过数据加密技术，可以在一定程度上提高 数据传输的安全性，保证传输数据的完整性，是对信息进行保护的最可靠、最实 用的方法。数据加密算法应用较广泛的是DES算法和RSA算法，本文在此基础上 研究一种新的数据加密算法——2DES筛子加密算法和RSA算法混合加密在网络文 件传输中的应用，从而保证传输信息的安全。 1 数据加密技术原理 当前，数据加密技术主要从数据采样和分而治之两方面进行加密管理。 1.1 数据采样 数据采样主要是提取网络数据进而进行加密。数据采样是有针对性的对数据 进行提取，一般提取有敏感性和关键性的数据，然后对这部分数据进行加密管理，这种操作方式具备操作简单、处理时间短等优点，同时也具备缺乏全面性、安全 性能不够、容易受到攻击等缺点。 1.2 分而治之 分而治之在进行数据加密时，先对数据类型或者是数据数量进行划分，然后 采取不同的加密方式如加密算法对数据进行处理，这种加密方式提高了数据传输 的整体安全性，并且加密效率较高。 2 2DES筛子和RSA混合加密算法 2.1 2DES筛子加密算法 2.1.1 DES加密算法 DES是一个对称分组加密算法，在对数据进行加密时以64位为一组。64位一组的一端输入明文，另一端输出密文。除去密钥编排不同的情况，其加密和解密 用采用同一算法，密钥觉得其安全性，一般为64位的二进制数，但是忽略用于 奇偶校验的8位数，因此密钥可以为任意56位的数，通过初始置换对明文分组 进行操作，将明文分成等长的2部分，32位长的左半部分Li和32位长的右半部 分Ri，初始置换完成之后，再进行完全相同的16轮运算，在运算过程中数据和 密钥相结合。 2.1.2 2DES筛子加密算法加密过程 2DES筛子加密算法是在2个组合之间加入了一层“筛子”，这个筛子是一个“二维”可变量，通过筛子将明文数据分成上层数据Mu和下层数据Md两组，然后再 采用然DES算法对上下两组数据进行加密，得到密钥Ku、Kd及加密之后的上层 密文Cu和下层密文Cd，最后对这两层密文重新进行组合，得到最终的密文C。 2DES筛子加密算法的加密过程见图1。