摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及帶來了信息交流的便利，但也引發(fā)了信息安全問題，網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露以及信息篡改等問題不僅威脅到民眾人身財(cái)產(chǎn)安全，還對(duì)企業(yè)經(jīng)營和國家安全造成嚴(yán)重影響。加密技術(shù)作為信息安全的重要保障手段，通過對(duì)數(shù)據(jù)的加密處理，確保了數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)過程中的安全性。本文探討計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的防護(hù)層級(jí)，分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的防護(hù)方法，并探討了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息的加密技術(shù)，旨在為提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全保障效率提供參考性意見。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)信息安全；加密技術(shù)

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.02.004

中圖分類號(hào)：TP 393.08" " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2025）02-00-03

Computer Network Information Security and Encryption Technology

WANG Xuyang

（Shanxi University of Applied Science and Technology， Taiyuan 030000， China）

Abstract： The popularization of computer networks has brought convenience to information exchange， but it has also caused information security issues. Network attacks， data leaks， and information tampering not only threaten the personal and property safety of residents， but also have serious impacts on business operations and national security. Encryption technology， as an important means of ensuring information security， ensures the security of data transmission and storage through encryption processing. This article explores the protection levels of computer network information security， analyzes the protection methods of computer network information security， and discusses the encryption technology of computer network information， aiming to provide reference opinions for improving the efficiency of computer network information security protection.

Keywords： computer; network information security; encryption technology

在信息化時(shí)代的背景下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和日常生活的核心基礎(chǔ)設(shè)施。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的廣泛普及，網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益嚴(yán)峻，信息泄露、數(shù)據(jù)篡改、惡意攻擊等安全威脅不斷挑戰(zhàn)著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的完整性，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全保障成為亟待解決的關(guān)鍵問題。信息安全的基本目標(biāo)包括數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。數(shù)據(jù)的機(jī)密性要求只有授權(quán)用戶才能訪問特定的信息；數(shù)據(jù)的完整性是指確保信息在存儲(chǔ)和傳輸過程中不被篡改；而可用性則指數(shù)據(jù)和服務(wù)在需要時(shí)能夠隨時(shí)訪問。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域不斷探索和發(fā)展各種防護(hù)技術(shù)和加密手段。

1" "計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的防護(hù)層級(jí)

1.1 邊界防護(hù)

邊界防護(hù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的第一道防線，旨在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受外部威脅和攻擊。主要包括防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS）和入侵防御系統(tǒng)（IPS）。防火墻是最常見的邊界防護(hù)工具，通過對(duì)數(shù)據(jù)包的頭部信息進(jìn)行檢查，根據(jù)預(yù)設(shè)的安全策略允許或拒絕流量。防火墻的種類包括包過濾防火墻、狀態(tài)檢測(cè)防火墻和應(yīng)用層防火墻[1]。包過濾防火墻依據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目標(biāo)地址和端口號(hào)進(jìn)行過濾；狀態(tài)檢測(cè)防火墻則跟蹤數(shù)據(jù)包的連接狀態(tài)，確保數(shù)據(jù)包針對(duì)合法連接的狀態(tài)；應(yīng)用層防火墻則對(duì)應(yīng)用層的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度檢查，能夠阻止處于應(yīng)用層的攻擊，如SQL注入或跨站腳本攻擊（XSS）。

入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS）主要用于監(jiān)控和分析網(wǎng)絡(luò)流量，檢測(cè)潛在的惡意活動(dòng)和安全威脅，IDS通過分析流量模式、異常行為等方式識(shí)別攻擊行為，并發(fā)出警報(bào)，但通常不會(huì)主動(dòng)阻止攻擊。與IDS不同，入侵防御系統(tǒng)（IPS）不僅可以檢測(cè)威脅，還可以主動(dòng)采取措施，如阻止惡意流量、重置連接等，從而防止攻擊成功。IDS和IPS通常集成在同一設(shè)備中，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊界的防護(hù)能力。

1.2 網(wǎng)絡(luò)層防護(hù)

網(wǎng)絡(luò)層防護(hù)主要集中于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和完整性。關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬專用網(wǎng)（VPN）和網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)。VPN通過創(chuàng)建加密虛擬隧道，將數(shù)據(jù)從源端安全地傳輸?shù)侥康亩耍词乖诓话踩木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也能保持?jǐn)?shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性[2]。VPN的兩種主要類型是站點(diǎn)到站點(diǎn)VPN和遠(yuǎn)程訪問VPN。站點(diǎn)到站點(diǎn)VPN通常用于連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，而遠(yuǎn)程訪問VPN則允許個(gè)人用戶通過加密通道訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源。

網(wǎng)絡(luò)隔離是通過將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)或區(qū)域來限制不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的通信，從而減少潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。常見的隔離措施包括使用虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和子網(wǎng)劃分。

1.3 主機(jī)和應(yīng)用層防護(hù)

主機(jī)和應(yīng)用層防護(hù)涉及保護(hù)終端設(shè)備和應(yīng)用程序免受攻擊的措施。主機(jī)層防護(hù)主要包括主機(jī)防火墻、安全軟件和漏洞管理。主機(jī)防火墻在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)施訪問控制，監(jiān)控進(jìn)出流量，防止惡意流量進(jìn)入系統(tǒng)。安全軟件包括殺毒軟件、反惡意軟件和反間諜軟件，能檢測(cè)和清除惡意程序，防止病毒和間諜軟件對(duì)主機(jī)的感染。漏洞管理則通過定期掃描和修補(bǔ)系統(tǒng)漏洞，防止黑客利用已知漏洞進(jìn)行攻擊。補(bǔ)丁管理工具可自動(dòng)下載和安裝最新的安全補(bǔ)丁，確保系統(tǒng)和應(yīng)用程序始終處于最新的安全狀態(tài)。

應(yīng)用層防護(hù)則專注于保護(hù)應(yīng)用程序免受攻擊，通常包括應(yīng)用程序防火墻和安全編碼實(shí)踐。應(yīng)用程序防火墻（如Web應(yīng)用防火墻，WAF）對(duì)應(yīng)用層的流量進(jìn)行深度檢查，防止常見的應(yīng)用層攻擊，如SQL注入、跨站腳本攻擊（XSS）和文件包含攻擊。

2" "計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的保障方法

2.1 訪問控制

訪問控制是確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)安全的關(guān)鍵措施，通過控制用戶和系統(tǒng)對(duì)資源的訪問權(quán)限來阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問。身份認(rèn)證是驗(yàn)證用戶或系統(tǒng)身份的過程，確保只有合法的用戶能夠訪問系統(tǒng)。常見的方法有密碼認(rèn)證、雙因素認(rèn)證（2FA）和生物識(shí)別技術(shù)；密碼認(rèn)證通過用戶輸入的密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證；雙因素認(rèn)證在密碼認(rèn)證的基礎(chǔ)上增加第二層認(rèn)證，如手機(jī)驗(yàn)證碼或生物特征，顯著提高了安全性；生物識(shí)別技術(shù)通過指紋、面部識(shí)別等方式進(jìn)一步加強(qiáng)身份確認(rèn)。

權(quán)限管理涉及對(duì)用戶訪問權(quán)限的設(shè)置，確保用戶只能訪問其授權(quán)的資源，權(quán)限管理通常遵循最小權(quán)限原則，即用戶僅獲得執(zhí)行其職責(zé)所必需的最低權(quán)限。這種做法減少了潛在的風(fēng)險(xiǎn)，并限制了損害范圍?；诮巧脑L問控制（RBAC）是一種常用的權(quán)限管理方法，通過角色分配權(quán)限，簡化了權(quán)限配置和管理，切實(shí)有效的訪問控制措施可以顯著降低內(nèi)部和外部的安全威脅，確保系統(tǒng)資源的安全性和完整性。

2.2 數(shù)據(jù)加密

數(shù)據(jù)加密是保護(hù)數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性的核心技術(shù)，通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不可讀的格式，防止未授權(quán)人員訪問和篡改[3]。傳輸加密用于保護(hù)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全，常見的傳輸加密協(xié)議包括SSL/TLS，它為互聯(lián)網(wǎng)通信提供加密和認(rèn)證方式，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會(huì)被竊取或篡改，HTTPS就是在HTTP基礎(chǔ)上添加了SSL/TLS加密層，以保障用戶數(shù)據(jù)的安全性。SSL/TLS傳輸方式的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)如表1所示。

存儲(chǔ)加密用于保護(hù)存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。通過將數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)，即使存儲(chǔ)設(shè)備被盜或泄露，數(shù)據(jù)也無法被讀取或使用。常見的存儲(chǔ)加密方法包括全盤加密，它對(duì)整個(gè)硬盤進(jìn)行加密，保護(hù)所有存儲(chǔ)在其上的數(shù)據(jù)；文件級(jí)加密則針對(duì)特定文件進(jìn)行加密，提供更靈活的保護(hù)措施。存儲(chǔ)加密確保了即使數(shù)據(jù)在靜態(tài)狀態(tài)下被非法獲取，仍然保持其機(jī)密性和完整性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與入侵檢測(cè)

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與入侵檢測(cè)是確保網(wǎng)絡(luò)安全的重要措施，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量和行為來識(shí)別和響應(yīng)潛在的安全威脅。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控涉及使用各種工具和技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，檢測(cè)異?；顒?dòng)和潛在的安全問題。網(wǎng)絡(luò)流量分析器能夠捕捉并分析網(wǎng)絡(luò)流量，幫助識(shí)別異常流量模式和潛在的攻擊，通過分析網(wǎng)絡(luò)流量可以發(fā)現(xiàn)不正常的流量峰值，這是分布式拒絕服務(wù)（DDoS）攻擊的跡象。

入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS）可監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中的活動(dòng)，識(shí)別潛在的惡意行為或攻擊，IDS通過分析流量模式和系統(tǒng)日志來檢測(cè)異?；顒?dòng)并發(fā)出警報(bào)。與IDS不同，入侵防御系統(tǒng)（IPS）不僅檢測(cè)攻擊，還能自動(dòng)采取措施，如阻止惡意流量、隔離受感染的主機(jī)等，IDS和IPS結(jié)合使用可以提供多層次的防護(hù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性和響應(yīng)能力。

3" "計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息加密技術(shù)

3.1 對(duì)稱加密

對(duì)稱加密是一種加密方法，其中加密和解密使用相同的密鑰。這種方法的核心在于密鑰的共享和管理，對(duì)稱加密算法的主要優(yōu)勢(shì)在于其加密和解密速度快，非常適合處理大量數(shù)據(jù)。常見的對(duì)稱加密算法包括高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）、數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES）和三重?cái)?shù)據(jù)加密（3DES）。AES采用128位、192位或256位密鑰，提供了強(qiáng)大的加密安全性，并且在性能上優(yōu)于DES和3DES。DES曾是標(biāo)準(zhǔn)加密算法，但由于其56位密鑰長度容易受到暴力攻擊被破解，現(xiàn)在已不再推薦使用，3DES通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三輪加密提升了安全性，但相較于AES，其處理速度較慢。對(duì)稱加密廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)加密、磁盤加密和網(wǎng)絡(luò)通信中的加密保護(hù)，在SSL/TLS協(xié)議中，對(duì)稱加密用于保護(hù)數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸部分，以確保高效的數(shù)據(jù)加密和解密，對(duì)稱加密也常用于保護(hù)文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。盡管對(duì)稱加密的密鑰管理較復(fù)雜，但其高效性使其在大規(guī)模數(shù)據(jù)加密中不可或缺。

3.2 非對(duì)稱加密

非對(duì)稱加密利用一對(duì)密鑰進(jìn)行加密和解密，其中一個(gè)是公開的（公鑰），另一個(gè)是私有的（私鑰），非對(duì)稱加密的關(guān)鍵在于密鑰對(duì)的生成和使用，公鑰用于加密數(shù)據(jù)，而私鑰用于解密。常見的非對(duì)稱加密算法包括RSA、ECC（Elliptic Curve Cryptography）和ElGamal。RSA基于大數(shù)分解難題，廣泛用于數(shù)據(jù)加密和數(shù)字簽名，ECC利用橢圓曲線數(shù)學(xué)，在提供了與RSA相同安全級(jí)別的同時(shí)，密鑰長度更短，計(jì)算效率更高，適用于資源受限的環(huán)境。

非對(duì)稱加密主要用于密鑰交換、數(shù)字簽名和證書驗(yàn)證，且在SSL/TLS協(xié)議中，非對(duì)稱加密用于安全地交換對(duì)稱密鑰，確保初始階段的密鑰傳輸安全。數(shù)字簽名利用非對(duì)稱加密驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性和來源，公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）系統(tǒng)通過非對(duì)稱加密管理數(shù)字證書，確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全。

3.3 散列函數(shù)

散列函數(shù)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于生成唯一且不可逆的散列值，使得即使是微小的數(shù)據(jù)更改也能產(chǎn)生完全不同的哈希值。常見的散列函數(shù)包括MD5、SHA-1和SHA-256。MD5生成128位的散列值，但由于碰撞漏洞（不同數(shù)據(jù)產(chǎn)生相同哈希值）使其不再適用于高安全性要求的場景。SHA-1生成160位的散列值，也存在類似的安全問題，SHA-256是SHA-2家族的一部分，生成256位的散列值，提供較高的安全性，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)完整性檢查和數(shù)字簽名。散列函數(shù)的加密標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)如表2所示。

散列函數(shù)用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。在文件傳輸和存儲(chǔ)中，使用散列函數(shù)生成文件的哈希值，并與預(yù)期哈希值進(jìn)行比較，檢測(cè)文件是否被篡改，尤其是在數(shù)字簽名中，散列函數(shù)與非對(duì)稱加密結(jié)合使用，確保數(shù)據(jù)的完整性和來源的可靠性，有效的散列函數(shù)設(shè)計(jì)確保數(shù)據(jù)在處理和傳輸過程中保持其完整性和安全性。

4" "結(jié)束語

本文詳細(xì)探討了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全的防護(hù)層級(jí)及加密技術(shù)，旨在全面提升網(wǎng)絡(luò)安全保障水平。針對(duì)防護(hù)層級(jí)，邊界防護(hù)通過防火墻和入侵防御系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的最外層保護(hù)，有效防止外部攻擊。網(wǎng)絡(luò)層防護(hù)使用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）和網(wǎng)絡(luò)分段技術(shù)強(qiáng)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，阻止未?jīng)授權(quán)的訪問。主機(jī)和應(yīng)用層防護(hù)則通過端點(diǎn)保護(hù)和應(yīng)用安全措施保障了系統(tǒng)的內(nèi)在安全性，防止惡意軟件和應(yīng)用漏洞被利用。另外，本文探討了三種主要的加密技術(shù)：對(duì)稱加密憑借其加密和解密速度的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)加密和文件保護(hù)；非對(duì)稱加密則通過公鑰和私鑰對(duì)的使用，提供了密鑰交換和數(shù)字簽名的安全保障；散列函數(shù)通過生成唯一的哈希值，確保數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。綜合上述技術(shù)手段，可以構(gòu)建多層次的安全防護(hù)體系，有效保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的數(shù)據(jù)安全和信息完整性。

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作者簡介：王旭陽（2003-），男，漢族，山西臨汾人，本科，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。