数据加密技术应用探究

李春光

摘要：网络技术的发展与应用，保护用户个人信息成了当务之急。数据加密技术作为一种保护信息的手段，应时而生。它通过加密算法将数据信息转化为密文，只有密钥正确，才能解密，以此保护数据安全。其安全性需要综合考虑，且需要定期评估和更新改进。同时，加密算法强度、密钥管理技术，也会影响其决定安全性，密钥管理不好，会导致信息泄露，可能导致加密失效。

关键词： 数据加密   信息安全  加密算法 

一．引言

随着网络技术的发展，网络办公、网上购物、手机银行、微信联络等给人们带来太多的便捷，大大提高生活和工作效率，但接踵而至的，是信息泄漏问题，数据安全面临着严峻考验。数据加密技术，作为保护数据信息的重要措施，应时而生。它通过各种加密技术，不仅保护了个人信息安全，还保护了商业机密和国家安全。

二、加密技术的原理

数据加密技术的原理，是利用一个密钥，将可读数据转换为不可读的格式，密钥是一串字符，必须使用该密钥，才能解密数据（如图1所示），使其成为可读，未被授权的人无法知道密钥，从而保证数据安全。加密算法有两种，即：对称加密和非对称加密，实际应用中，通常会结合使用。

三、加密技术的应用

涉及网络应用的场合，都离不开数据加密技术。如电子商务、网上银行、智慧医疗、云数据存储、物联网、电子邮件、移动设备等，都需要运用加密技术来保护信息安全，防止数据泄漏。此外，政府和军方也离不开加密技术，防止被黑客攻击，或被他方恶意窃取敏感信息。

具体应用案例：

（1）电子商务：当人们在电商网站购物时，如果没有数据加密，个人信息会泄漏，会影响资金安全。常见的加密技术如SSL协议，是利用数据加密，采用公开密钥技术，保障网络上的数据传输安全。

（2）网银交易：银行系统涉及广大用户的资金安全，数据加密对于网银安全尤其重要。银行在处理账户交易时，采用不同的密钥对相关的明文进行转换，当客户需要相关数据时，再利用相应的密钥对密文进行转换，从而获得被加密的数据，这样就保护了数据的安全。如许多银行为保证系统安全，采用加密技术和网络交换设备的方式，就是在打开防火墙、运行交换机时，会先将相关信息上报到安全设备，然后利用加密系统检测信息，若发现问题，则采取针对性措施，进行端口关闭和断开动作，使银行数据得到有效保护。

（3）智慧医疗：用户凭医疗就诊卡进行自助注册，医疗终端和服务器对用户进行身份验证，并发送高级加密标准密钥，对用户信息进行加密操作，紧接着，医疗终端会将经加密的注册信息发送到服务器，并同步到用户医疗就诊卡上，来保护患者的隐私信息。

（4）云存储：随着云计算技术的不断发展，很多用户会选择通过云存储来保存重要数据。但是，对云存储的安全性仍存有质疑。通过数据加密，可有效保证云端数据安全，通过对数据的加密处理，即使数据被非法获取，对方也将无法直接获悉其具体内容，从而避免信息泄漏。

（5）物联网：数据加密使物联网变得更加安全可靠。在物联网中，确保通信信道安全方面是使用密码技术最大的领域。开发人员使用TLS（安全传输层协议)，确保通过网络发送的所有数据都无法被其他方读取。除了将主要数据加密之外，任何可用的辅助通信通道的加密也相当重要。例如，有些物联网设备带有供消费者使用的门户界面(如打印机的WEB界面接口)，也应该加密。确保数据传输的安全性。

以上是常见的数据加密技术应用场景，实际上，加密技术在各个领域都有广泛的应用，以保护数据的安全性和隐私性。

四、常用的加密技术方法

常用的数据加密技术很多，有对称加密、非对称加密和哈希函数，还有一些其他的数据加密技术，如：数字签名、消息认证码、流密码、Twofish等。这些加密技术在不同的应用场景中都应用甚广，例如网络通信、数据存储、金融交易等广泛应用数据加密技术，具体应用场景，根据自身需求选用不同的加密技术。

下面是以AES-256-CBC加密算法为例，使用php实现对称加密算法的代码示例：

以上代码中，先是定义加密算法和密钥，之后生成一个16字节的随机初始向量，接着使用openssl_encrypt函数对字符串加密，同时传入初始向量和密钥。将加密后所得的密文和初始向量进行连接，形成加密字符串。需解密时，先要将初始向量和密文从已加密的字符串中提取出来，然后使用openssl_decrypt函数进行解密，并传入初始向量和密钥。最终得到的明文就是原始的字符串。

需要注意的是，在使用对称加密算法加密和解密数据时，一定要确保密钥的安全性，否则加密就失去了意义。

五、加密算法的选用

不同的应用场景，需用不同的加密算法，选择时要综合考虑多个因素，首先是安全性需求。评估一个加密算法的安全性较为复杂，常用方法是密码分析法，即对已加密的信息进行解密。 需要注意的是，加密算法的安全性不是绝对的，随着技术的发展，以及计算能力的提升，网络上可能会出现其他新型攻击方法。因此，对加密算法进行定期评估和更新，是保证安全性的必要举措。

其次，加密算法的选用，还要考虑加密文件的性能要求，不同的加密算法在速度处理和资源消耗上会存在不同。同时，还要考虑算法的兼容性与支持性，以确保所用的平台和系统能够兼容。  

最后，还要考虑合法合规，对于有些行业或地区，在合法合规方面可能会特定的加密要求。因此，在选择加密算法时，有时还需要咨询专业人士，或找相关的参考标准或指南，以确保选用的加密算法满足实际需求。

六、结语

当今数字化时代，数据加密技术的重要性无庸赘述。它为每个人的隐私信息、商业机密和国家安全等均提供稳固可靠的数据保护。但科学技术不断进步，数据加密技术也不是一成不变、万无一失的防御措施，它还需要与其他安全手段相联合，如身份验证、访问控制，以及网络安全措施等，以形成更全面、更稳妥的安全策略。随着技术的发展、新威胁的涌现，攻击手段层出不穷，人们还需要持之以恒地关注和研究数据加密技术，持续探索和创新加密技术，以应对当今网络上日趋复杂的安全形势。不断优化加密技术，构建一个更安全、可靠的数字世界，需要大家共同参与。

参考文献

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作者简介

李春光:1995年2月，江苏财会职业学院，硕士，研究方向：数据科学。