２０１０年第４期 （总第１２８期Ｊ 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥＪＩ Ｎｏ．４。２０１０ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１ ２８） 数据加密技术 的分析 马玉磊’杜川２ （１．新乡学院继续教育学院，河南新乡４５３００３；２．新乡学院机电工程学院，河南新乡４５３００３） 【摘要】随着网络信息技术的发展， 对网络上传输的数据的安全性要求越来越高，而计算机密码学中的加密技术是保证 信息保密性的一种有效手段。 【关键词】密码学；加密；安全 【中图分类号】ＴＰ３０９．７ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５１（２０１０）０４—００２１一Ｏ１ 如今社会已经进入信息社会，“信息”己经渗入到人们社 （二）几种最常见的加密的技术实现 １．常规密钥密码 所谓常规密钥密码，即加密密钥与解密密钥是相同 的。在早期的常规密钥密码中，典型的有代替密码，其 原理可以用一个例子来说明：将字母ａ，ｂ，ｃ，ｄ，…，Ｗ，Ｘ， Ｙ，ｚ的自然顺序保持不变，但使之与Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，…，ｚ，Ａ， Ｂ，Ｃ分别对应（即相差３个字符）。若明文为ｓｔｕｄｅｎｔ则对应 的密文为ＶＷＸＧＨＱＷ（此时密钥为３）。由于英文字母中各字母 出现的频度早已有人进行过统计，所以根据字母频度表可以 很容易对这种代替密码进行破译。 会生活的各个领域，人们越来越依赖于计算机对各种数据进 行储存，这些数据有的是，有的是科研成果、商业 机密，还有的或许是个人隐私，而计算机的特殊性使得这些 数据的安全性随时受到威胁；同时网络的发展又使得信息的 传播和交流变得越来越容易，而互联网的自由特性又为居心 厄测的人盗窃这些资料提供了方便，因而人们对数据加密的 要求越来越强烈，数据加密技术也得到了快速的发展。 （一）数据加密技术 数据加密技术从技术上的实现分为在软件和硬件两方 面。按作用不同，数据加密技术主要分为数据传输、数据存 ２．数据加密标准ＤＥＳ ＤＥＳ算法原是ＩＢＭ公司为保护产品的机密于１９７１年至 １９７２年研制成功的，后被美国国家标准局和选为 数据加密标准，并于１９７７年颁布使用。ＩＳＯ也已将ＤＥＳ作为 数据加密标准。ＤＥＳ对６４位二进制数据加密，产生６４位密文 储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术这四种。在网络应 用中一般采取两种加密形式：对称密钥和公开密钥，采用何 种加密算法则要结合具体应用环境和系统，而不能简单地根 据其加密强度来作出判断。因为除了加密算法本身之外，密 钥合理分配、加密效率与现有系统的结合性，以及投入产出 分析都应在实际环境中具体考虑。 在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中使用更多的是公钥系统。即公开密钥加密， 它的加密密钥和解密密钥是不同的。一般对于每个用户生成 对密钥后，将其中一个作为公钥公开，另外一个则作为私 一数据。使用的密钥为６４位，实际密钥长度为５６位（有８位 用于奇偶校验）。解密时的过程和加密时相似，但密钥的顺序 正好相反。ＤＥＳ的保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公 开的。ＤＥＳ内部的复杂结构是至今没有找到捷径破译方法的根 本原因。现在ＤＥＳ可由软件和硬件实现。美国ＡＴ＆Ｔ首先用 ＬＳＩ芯片实现了ＤＥＳ的全部工作模式，该产品称为数据加密处 理机ＤＥＰ。 钥由属主保存。常用的公钥加密算法是ＲＳＡ算法，加密强度 很高。具体作法是将数字签名和数据加密结合起来。发送方 在发送数据时必须加上数据签名，做法是用自己的私钥加密 一一３．公开密钥密码 公开密钥（ｐｕｂｌｉｃ ｋｅｙ）密码出现于１９７６年。它最 主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥，每个用户保存 着一对密钥？公开密钥ＰＫ和秘密密钥ＳＫ，因此，这种 段与发送数据相关的数据作为数字签名，然后与发送数据 起用接收方密钥加密。当这些密文被接收方收到后，接收 方用自己的私钥将密文解密得到发送的数据和发送方的数字 签名，然后，用发布方公布的公钥对数字签名进行解密，如 果成功，则确定是由发送方发出的。数字签名每次还与被传 送的数据和时间等因素有关。由于加密强度高，而且并不要 又称为双钥或非对称密钥密码。在这种中，ＰＫ是公 开信息，用作加密密钥，而ｓＫ需要由用户自己保密，用作解 密密钥。加密算法Ｅ和解密算法Ｄ也都是公开的。虽然ｓＫ与 ＰＫ是成对出现，但却不能根据ＰＫ计算出ｓＫ。公开密钥算法 的特点如下： （下转第３７页） 求通信双方事先要建立某种信任关系或共享某种秘密，因此 十分适合Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上使用。 【收稿日期】２０１０－０１－２０ 【作者简介】马玉磊，新乡学院继续教育学院教师。 ．２１． 益范围为一２０￣６０ｄＢ。 由以上分析可知，当ＤＡ转换器电压Ｖ从１Ｖ到３．５Ｖ变化 控制ｉ脚时，两级ＡＤ６０３的总增益将从一２０ｄＢ￣６ＯｄＢ线性增加。 由于ＡＤ６０３的输入阻抗仅为ｉ００ Ｑ，要能很好的匹配信号 源输出阻抗，必须加入输入缓冲部分以提高输入阻抗。前级 电路对整个电路的影响非常大，必须尽量减少噪声．故应采用 高速低噪声的运放。系统采用高速低噪声运算放大器０ＰＡ６４２ 作前级缓冲，它的电源电压范围为±４Ｖ～±２２Ｖ，具有４０Ｍ 的带宽范围，输入阻抗可以达到３Ｇ，能够很好的匹配前后级 阻抗。这样信号先进入前级的缓冲级进行了除噪处理，信号 缓冲，阻抗匹配后方从ＡＤ６０３的３脚进入，经过两级ＡＤ６０３ 数据进行显示处理，实现友好人机界面的信息交换。ＤＡ转换 主要将键盘输入的键值经过相应的处理以后，转换成二进制 数据输送给ＤＡ芯片的数据口进行转换，经过转换后输出连续 可调的模拟电压，用以控制ＡＤ６０３的１脚电压，实现程序控 制。程序流程如下图３所示。 放大组合进行放大，电路级间没有容性元器件，故可以实现 对直流交流信号的处理。 图３程序流程图 （四）结束语 系统利用数字技术实现增益的步进和预置，系统的通频 带在ＯＨｚ ＩＯＭＨｚ时能稳定输出，增益范围在一２０ｄＢ￣Ｕ６ＯｄＢ内可 以实现连续和步进可调，增益误差小于ｉｄＢ，系统噪声小于 ２０ｍＶ。系统具有宽频带、低噪声、高增益、高抗干扰、性能 稳定。系统控制简单，界面友好，已投入使用。 图２ ＡＤ６０３放大电路 ３．抗干扰措施 在进行高频小信号的放大的时候，频带比较宽，当电路 工作于较高的频带时很容易引起自激等不良现象，因此要采 取各种抗干扰措施。本设计抗干扰主要措施如下：第一，在 电路布线是应尽可能使数字电路部分与模拟电路部分隔离； 第二，信号传输屏蔽，信号之间尽量用焊接法，减少用夹子 夹或是插拔接头，信号传输使用同轴线，接头使用ＳＭＡ接头； 第三，整个系统除信号输入、输出接口外全部用金属外壳屏 蔽。 【参考文献】 【１】姜志海，等．单片机原理及其应用【Ｍ】．北京：电子工业出版 社．２００９． 【２】王国伟，施树春．可缟程宽带运算放大器的设计与实现Ⅱ】．武 汉理工大学学报，２００８．３００）：３７８－３８１． ［３高吉祥，３］黄智伟，陈和．高频电子线路【Ｍ】．北京：电子工业出 版社．２００３． 【４］高吉祥，高天万，陈和．模拟电子线路［Ｍ】．北京：电子工业出 版社．２００４． （三）系统软件设计 系统软件主要包含了系统初始化程序、ＬＣＤ１２８６４显示程 序、键盘程序、ＤＡ转换程序等。系统初始化程序主要对系统 的Ｉ＼Ｏ和液晶显示的初始化。液晶显示程序对单片机处理的 （上接第２１页） 【５】许正望．可变增益放大器ＡＤ６０３及其使用Ⅱ】．湖北工学院学 报，２０００，１５（３）：３３—３５． 公开密钥ＰＫＡＳ。用户可以通过ＫＤＣ获得任何其他用户的公开 密钥。 ①用加密密钥ＰＫ对明文ｘ加密后，再用解密密钥ｓＫ解 密，即可恢复出明文，或写为：ＤＳＫ（ＥＰＫ（ｘ））＝ｘ ②加密密钥不能用来解密，即ＤＰＫ（ＥＰＫ（ｘ））≠ｘ ③在计算机上可以容易地产生成对的ＰＫ和ＳＫ。 ④从已知的ＰＫ实际上不可能推导出ｓＫ。 ⑤加密和解密的运算可以对调，即：ＥＰＫ（ＤＳＫ（ｘ））＝ｘ 首先，Ａ向ＫＤＣ申请公开密钥，将信息（Ａ，Ｂ）发给ＫＤＣ。 ＫＤＣ返回给Ａ的信息为（ｃＡ，ｃＢ），其中，ＣＡ＝ＤＳＫＡＳ（Ａ，ＰＫＡ， ＴＩ），ＣＢ＝ＤＳＫＡＳ（Ｂ，ＰＫＢ，Ｔ２）。ＣＡ和ＣＢ称为证书（Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ）， 分别含有Ａ和Ｂ的公开密钥。ＫＤＣ使用其解密密钥ＳＫＡＳ对ＣＡ 和ｃＢ进行了签名，以防止伪造。时间戳Ｔ１和Ｔ２的作用是防 止重放攻击。 最后，Ａ将证书ｃＡ和ｃＢ传送给Ｂ。Ｂ获得了Ａ的公开密 钥ＰＫＡ，同时也可检验他自己的公开密钥ＰＫＢ。 （三）密钥的管理 对称密钥加密方法致命的一个弱点就是它的密钥管理十 分困难，因此它很难在电子商务的实践中得到广泛的应用。 在这一点上，公开密钥加密方法占有绝对的优势。不过，无 论实施哪种方案，密钥的管理都是要考虑的问题。当网络扩 得更大、用户增加更多时尤其如此。一家专门从事安全性咨 询的公司Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ的总裁ＣｙＡｒｄｏｉｎ说：“在所 有加密方案中，都必须有人来管理密钥。” 目前，公认的有效方法是通过密钥分配中心ＫＤＣ来管理 和分配公开密钥。每个用户只保存自己的秘密密钥和ＫＤＣ的 【参考文献】 …１孟洋，徐向阳，刘英娜．量子加密技术探讨Ⅱ】．长沙民政职业 技术学院学报，２００６（２）． 【２】王丽娜．电子商务数据加密技术研究Ⅱ】．光盘技术，２００８． 【３】李保秀，邵军．网络安全中的加密技术Ⅱ］．商场现代化， ２００７，（４）：１３３—１３４． ．３７—
