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摘要:网络信息安全直接影响着信息技术的应用与推广，也可能带来商业或经济方面的损失。基于此，本文以当前计算机网络信息安全面临的威胁作为切入点，予以简述，包括信道安全威胁、节点安全威胁、计算机安全威胁等。在此基础上重点分析可行的数据加密技术，针对实际问题给出通信过程加密、节点加密、综合加密防御机制等内容。最后依据仿真实验论证其可行性，实验以参数模拟法在计算机环境下开展，通过模拟不同的威胁形式为后续工作提供参考。
关键词:计算机;网络信息安全;数据加密技术;节点安全
0引言
数据加密技术是指将数字化信息经过加密钥匙及加密函数进行转换，变成无意义的密文，接收方将此密文经过解密函数、解密钥匙还原成初始信息。该过程中应用的加密钥匙/函数和解密钥匙/函数的匹配具有唯一性，可有效保证信息安全。现代社会计算机得到广泛应用，这也使得网络信息安全、数据加密技术得到了更多关注、重视，就其安全威胁和可行应对方式进行分析具有突出的现实意义。
1网络信息安全面临的威胁
1．1信道安全威胁
来自信道的安全威胁，主要是指网络信息传输过程中被破坏、截取，从而导致数据丢失的情况，包括点对点的信息传输(一般为有线式)、点对面的模拟传输(一般为无线式)2大类。如在现代远距离光纤通信作业中，下载获取的信息呈现为乱码，不能转化和读取。该问题多与通信有关，通信过程中，信息有可能遭遇频率相近信道内其它信号的干扰或木马攻击。而且木马攻击带有一定的随机性，难以在通信行为发生前预知危险，导致信息安全相关问题难以避免。
1．2节点安全威胁
计算机网络信息安全牵涉到2个关键主体，即通信节点、信息存储节点。如人员甲利用计算机获取与网络资源共享池的连接，此时该计算机既属于一个通信节点，也属于一个信息存储节点。如果计算机内存在潜伏的木马、恶意程序，可能通过网络连接侵入互联网，并向其它节点(计算机终端)蔓延，带来计算机网络信息安全问题;如果网络资源共享池(某一个或几个，要求计算机与此取得连接或进行通信)存在恶意程序、病毒，也可能侵入到人员甲的计算机中，使该节点的网络信息面临安全威胁。
1．3计算机安全威胁
计算机本身不存在网络意义上的安全威胁，但计算机的作用一般需要在互联网的支持下得到发挥，这使其内部存储的网络信息、数据面临来自云端、虚拟程序等方面的困扰。如大部分计算机在未设置防火墙、启动拦截程序时，防御能力并不理想，可能在短暂连接了某一个被感染的U盘、网站后，快速被恶意程序侵入。病毒进入计算机的时间往往不超过1s，一旦形成病毒潜伏，该计算机内的网络信息安全已经无法保证，其它与感染计算机存在有效连接的设备，网络信息安全也面临极大的威胁。
2数据加密技术分析
2．1通信过程加密
通信过程加密主要应对信道安全问题，强调保存通信行为发生前后的网络信息安全。在现有的4G(包括此前的3G技术)技术、有线通信技术条件下，数据的重组、发送工作是在虚拟环境下进行的，存在下载需求的用户实际上无法控制这一过程。因此，通信加密更多重视上传加密。如某用户尝试借助计算机，将网络信息上传到云端，获取对应权限后，信息能够以明文形式呈现。
2．2节点加密
在非通信但存在网络连接的情况下，可以对计算机进行节点加密，且不必考虑与信道的关联(信道加密和节点加密是各自独立的加密技术，且不冲突)。假设用户A登录到计算机中，并与虚拟云实现连接，将网络信息存储至该服务器中。虚拟云管理方进行用户身份辨识，将身份标识AsN作为用户身份的匹配信息。加密时，将用户AsN尝试进行处理的信息分为若干小模块，各个模块的大小是相等的，均为P－1(P＞2512)，所有小模块和大模块均带有用户AsN身份标识，云端进行加密时，计算方法包括：对应的密文根据加密算法的层次获取，如果仅使用了一重算法，密文X即C0、C1或C2，如果使用了多重算法，密文则带有层次化特点，可根据选取的算法情况获取。
2．3综合加密防御机制
为保证计算机网络信息安全水平，在信道加密和节点加密的基础上，提出一种综合防御机制，以信道加密和节点加密为依托，额外加强了密文的可变性和灵活性。采取周期更新计划，每次更新后，增加一重动态变化。如节点加密方面，假设用户甲选取了一重算法进行加密，其对应的密文X为C0，一周后，对该节点进行二次加密，在C0的基础上，随机选取一个固定参数，比如更新的日期为某月27日，将该数字代入到密文中，与所有参数进行叠加，获取新的密文。即便原有密文泄露，黑客/木马也需要进行几乎无限次的迭代计算，才能逼近、了解新密文的内容，从而加强计算机网络信息的安全性。通信信道加密同样采用类似的思路，每一次完成更新都添加一个随机固定参数，获取新的密文。
3仿真实验
3．1模拟对象和方案
选取某大型公共计算机为对象，该计算机常年处于网络连接状态，频繁进行数据的上传、下载，且拥有大量磁盘空间进行信息存储。2017年10月、2018年4月、2018年9月，计算机先后3次出现数据丢失、下载不完整等问题，经分析分别为病毒攻击、信号干扰以及通信压力过大、下载不完整所致。收集该计算机的工作参数等信息建立虚拟仿真实验。观察计算机对病毒的抵抗能力，以参数调整法模拟病毒的攻击方式和强度，另以参数模拟法设定综合加密防御机制，同步应用通信过程加密、节点加密方式提升信息安全防御能力。
3．2模拟过程和结果
实验共分为:病毒攻击、通信干扰、通信压力3组。病毒攻击组共进行150次模拟实验，分别为节点攻击50次(强攻击25次、普通攻击25次)、随机攻击50次(强攻击25次、普通攻击25次)、信道攻击50次(强攻击25次、普通攻击25次)。记录攻击发生时，密钥保护下的信息是否丢失、应用密文是否能够常规读取信息内容。通信干扰组共进行150次模拟实验，分别为无干扰50次、中等干扰50次、强干扰50次。记录不同等级干扰时，密钥保护下的信息是否丢失、应用密文是否能够常规读取信息内容。通信压力组进行150次模拟实验，分别为低压力50次、中等压力50次、高压力50次。记录不同通信压力时，密钥保护下的信息是否丢失、应用密文是否能够常规读取信息内容。另以当前计算机的工作参数为基准，设立对照组，进行对照组实验，包括病毒攻击、通信干扰、通信压力实验各50次，设定不同攻击强度、干扰等级和通信压力进行观察，其参数变化与其它实验相同。由实验结果可见，对照组共出现信息丢失19次，占比12．67%。在面临强病毒攻击、强干扰和较大通信压力时，信息可读性出现明显下降，综合为77．2%。应用综合加密防御机制、通信过程加密、节点加密3项措施，计算机网络信息的安全性较为理想。面对强病毒攻击，出现信息丢失2次，占比1．33%，信息可读性为98．3%，面对强通信干扰，出现信息丢失2次，占比1．33%，信息可读性为91．6%，通信压力的变化没有导致信息丢失，信息可读性为99．4%。进一步分析发现，因病毒带有多变性，现有防御机制无法实现所有刻意程序的完全识别，因此参数模拟上存在不足，导致了信息丢失问题。通信干扰会直接破坏信号强度，导致其传输过程中出现衰减、甚至丢失，也降低了其可读性。以实验结果为基础，建议在后续工作中应用综合加密防御机制、通信过程加密、节点加密措施提升计算机网络信息安全等级，同时进一步对系统进行优化，包括建立规范化、大范围立体防御机制，提升干扰应对能力2个方面。防御机制要求涵盖防火墙和扫描软件，以防火墙实现可疑程序的直接隔离，以扫描软件做进一步分析，并清除计算机、数据包中的潜伏病毒。抗干扰能力的提升，可借助信道建设等方式实现，同时使计算机、通信系统远离各类干扰源，提升网络信息的安全水平。
4结束语
综上，计算机网络信息的安全在现代社会得到广泛关注，也客观催生了各类加密技术。总体来看，来自通信信道、节点以及计算机本身的威胁均可能导致数据丢失、可行的加密技术则包括通信过程加密、节点加密以及综合加密防御机制。模拟实验中，来自各个反向的木马威胁均得到应对，可作为后续工作的参考。
参考文献
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作者:孔德武 单位:河南工业和信息化职业学院
