現(xiàn)在是信息化時(shí)代，人們對(duì)于自身的信息安全問題都應(yīng)該予以關(guān)注。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)加密算法的用途就是對(duì)信息的傳輸過程中保密性和安全性作出一定的保障[1]。目前計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展迅速，我國已逐漸實(shí)現(xiàn)信息化社會(huì)。信息在人們的日常生活和工作中都是必不可少的資源，所以信息保密工作非常重要。不管對(duì)于政府、金融、軍事或者個(gè)人通信，信息安全都非常關(guān)鍵。在通信傳輸過程中，應(yīng)該對(duì)DES數(shù)據(jù)加密算法進(jìn)行有效運(yùn)用，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�和質(zhì)量，充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)保護(hù)功能。并且運(yùn)用攔截技術(shù)及時(shí)攔截和舉報(bào)那些惡意竊取他人信息的用戶，最大程度保證個(gè)人、企業(yè)或者國家的信息資源的安全性。

　　1、 加密理論基礎(chǔ)

　　簡單來說，數(shù)據(jù)加密就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏。對(duì)明文的數(shù)據(jù)和文件進(jìn)行加密算法處理便是加密的整個(gè)過程。隨之出現(xiàn)一串不可讀的代碼，可以將其稱之為“密文”。當(dāng)運(yùn)用解密密鑰對(duì)其實(shí)行解密處理之后，方能將原文的明文內(nèi)容顯示出來。將這個(gè)過程用圖1表示。

　　從密鑰的區(qū)別上可以將加密算法分為兩種類型，對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密。

　　1.1、 對(duì)稱加密

　　對(duì)稱加密也被稱為私鑰加密算法，高效率加密和快速加密是其主要特點(diǎn)[2]。加密和解密過程在對(duì)稱加密算法中所使用的密鑰是一樣的，所以對(duì)稱加密算法的安全與否與密鑰的保密性有直接聯(lián)系。如果在保證數(shù)據(jù)安全的過程中采用對(duì)稱加密，通信雙方在傳輸數(shù)據(jù)前應(yīng)該先對(duì)密鑰作出商定，同時(shí)對(duì)確定好的密鑰進(jìn)行妥善保存。如果其中一方將密鑰泄漏，便會(huì)導(dǎo)致整個(gè)通信過程被破解，其中數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(Data Encryption Stan-dard,DES)是對(duì)稱加密的典型體制。

　　1.2 、非對(duì)稱加密

　　進(jìn)行非對(duì)稱加密算法時(shí)，應(yīng)該有加密和解密兩個(gè)不同過程的密鑰。其中用于加密的為公開密鑰(簡稱“公鑰”)，用于解密的為私有密鑰(簡稱“私鑰”)。被公鑰加密的數(shù)據(jù)想要解密必須使用相對(duì)應(yīng)的私鑰;同時(shí)，被私鑰加密的數(shù)據(jù)想要解密也必須使用相對(duì)應(yīng)的公鑰。公鑰可以對(duì)外公布，可以發(fā)送給其它請(qǐng)求用戶。但私鑰絕對(duì)不可泄露，只有由乙方保管。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，對(duì)于對(duì)稱加密算法中密鑰的傳輸安全問題能夠很好的解決。但是在進(jìn)行非對(duì)稱加密算法時(shí)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間在加密和解密上，與對(duì)稱加密算法相比，速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，比較適合少量數(shù)據(jù)的加密。

　　2、 DES數(shù)據(jù)加密算法的優(yōu)勢(shì)

　　DES數(shù)據(jù)加密算法是國外諸多國家的一種加密標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)其給予了這種算法高度肯定，認(rèn)為此加密算法和自身的數(shù)據(jù)加密要求較為一致：第一，DES數(shù)據(jù)加密算法的數(shù)據(jù)保護(hù)功能比較強(qiáng)大，同時(shí)可以有效防范非法泄露數(shù)據(jù)的情況，可以及時(shí)阻止未被察覺的相關(guān)數(shù)據(jù)的惡意修改事件發(fā)生;第二，DES數(shù)據(jù)加密算法具有極高的復(fù)雜性，很難被破譯，目前窮舉法是全世界對(duì)加密算法唯一的破解方法，換而言之，如果有人想破譯DES數(shù)據(jù)加密算法，必須付出大量的時(shí)間和精力，與其得到的有關(guān)收益相比，最終是事倍功半的效果。即便所選用的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)每秒可計(jì)算數(shù)百萬次，運(yùn)用窮舉法將破譯方法找出來也要用2000年左右;第三，雖然DES數(shù)據(jù)加密算法復(fù)雜性較強(qiáng)，但其整體的密碼系統(tǒng)不需要有過于復(fù)雜的特性，對(duì)于加密密鑰系統(tǒng)來說，DES加密算法是基礎(chǔ)和核心部分;第四，在總結(jié)DES數(shù)據(jù)加密算法的歷程中可以發(fā)現(xiàn)，次加密方法有效性極高，被廣泛應(yīng)用于通信和金融等行業(yè)的數(shù)據(jù)加密中，平常我們生活中所接觸的自動(dòng)取款機(jī)就是運(yùn)用的該數(shù)據(jù)加密算法。

　　3、 DES數(shù)據(jù)加密算法的保密原理

　　DES數(shù)據(jù)加密算法是借助56位密鑰加密64位密鑰，應(yīng)展開16輪編碼。在展開各輪編碼的過程中，將56位密鑰進(jìn)行置換，得到48位的密鑰，在進(jìn)行各輪編碼時(shí)，在一個(gè)S盒中會(huì)輸入64位數(shù)據(jù)和密鑰值，然后借助壓碼函數(shù)編碼數(shù)位，在開始和完成每一輪編碼時(shí)和每輪之間，采用一種較為特殊的方式置換64位數(shù)據(jù)，把其數(shù)位順序打亂，在處理所有步驟的時(shí)候，均需要從56位密鑰中將一個(gè)倫次密鑰獲得。最后把最開始輸入的原始數(shù)據(jù)打亂，轉(zhuǎn)變成輸出數(shù)據(jù)，想要把此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸入時(shí)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，必須進(jìn)行解密算法。DES數(shù)據(jù)加密算法過程如圖2所示。

　　4 、DES數(shù)據(jù)加密算法在計(jì)算機(jī)通信中的應(yīng)用

　　4.1 、DES數(shù)據(jù)加密算法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)通信的優(yōu)勢(shì)

　　針對(duì)數(shù)據(jù)加密工作，美國標(biāo)準(zhǔn)局給予了DES數(shù)據(jù)加密算法高度肯定[4]。此算法對(duì)于數(shù)據(jù)的加密非常重要，可以滿足各種加密需求，可以將其直接運(yùn)用于計(jì)算機(jī)通信中。在進(jìn)行加密作業(yè)時(shí)，主要表現(xiàn)如下：第一，借用DES數(shù)據(jù)加密算法有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，需要充分滿足數(shù)據(jù)保護(hù)的各種需求，使數(shù)據(jù)保護(hù)更加可靠。就同學(xué)中出現(xiàn)的惡意破譯行為第一時(shí)間采取措施予以有效阻止。同時(shí)這種算法可以提高數(shù)據(jù)的安全性，防止在利用數(shù)據(jù)的時(shí)候數(shù)據(jù)信息被惡意篡改，確保數(shù)據(jù)應(yīng)用更加安全。第二，在DES數(shù)據(jù)加密算法的過程中，由于算法的復(fù)雜性，滿足計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的安全需求，從而達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，并且復(fù)雜化的加密算法也讓破譯工作的變得更加有難度，保證了數(shù)據(jù)安全，讓數(shù)據(jù)傳輸更具可靠性。目前唯一的破譯方法只有窮舉法，但上文已經(jīng)經(jīng)過實(shí)踐證明，窮舉法也不能完全破壞DES加密數(shù)據(jù)算法的安全性。第三，雖然DES加密算法對(duì)于數(shù)據(jù)加密工作的安全性能非常強(qiáng)，而且算法也非常復(fù)雜，但保證數(shù)據(jù)的安全不能單一的由算法的復(fù)雜性來決定，其主要取決于明文加密密鑰系統(tǒng)，接收端在接受發(fā)送端所發(fā)出的具體信息時(shí)，得到加密算法后應(yīng)該有密鑰才能獲得信息。所以計(jì)算機(jī)通信對(duì)于各個(gè)場景的應(yīng)用，適用面都比較廣。第四，通過認(rèn)真分析和研究加密歷程可知，這種算法主要在兩個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，即金融領(lǐng)域和通信領(lǐng)域，DES數(shù)據(jù)加密算法也被大量運(yùn)用于ATM的加密方式中，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有著非常重大的意義[5]。

　　4.2、 計(jì)算機(jī)通信中對(duì)DES數(shù)據(jù)加密算法的優(yōu)化

　　從本質(zhì)上來看，DES數(shù)據(jù)加密算法有極強(qiáng)的科學(xué)性以及對(duì)外公開性。所以，就計(jì)算機(jī)通信技術(shù)而言，分析和完善DES數(shù)據(jù)加密算法較為簡單。主要做法如下：在對(duì)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化時(shí)，可以結(jié)合DES數(shù)據(jù)加密算法運(yùn)用對(duì)應(yīng)的技術(shù)類型，并且適當(dāng)?shù)倪x擇計(jì)算機(jī)方式和分析策略。技術(shù)人

　　員在對(duì)DES數(shù)據(jù)加密算法的計(jì)算方式以及工作原理進(jìn)行詳細(xì)了解后，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)編碼以及強(qiáng)大的編程語言，有效的分析和完善整個(gè)DES數(shù)據(jù)加密算法系統(tǒng)，比較每一種算法對(duì)于不同加密對(duì)象和計(jì)算環(huán)境中的不同應(yīng)用，同時(shí)，計(jì)算機(jī)還可以利用硬盤數(shù)據(jù)計(jì)算出DES數(shù)據(jù)加密算法中的應(yīng)用程序，以免由于數(shù)據(jù)不正確泄露文件信息。同時(shí)計(jì)算機(jī)加密卡內(nèi)也應(yīng)該設(shè)置類型相同的程序，并做好備份。在數(shù)據(jù)加密模塊的建立過程中，因?yàn)橛?jì)算機(jī)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算速度非常快，同時(shí)計(jì)算流程也十分縝密，所以在設(shè)計(jì)和完善DES數(shù)據(jù)加密程序的過程中，應(yīng)該考慮到算法的擴(kuò)展行問題。

　　比如可以把DES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密模塊和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬盤數(shù)據(jù)計(jì)算模塊區(qū)分來看，這樣一來，便能夠在更加科學(xué)和精密的計(jì)算機(jī)環(huán)境中設(shè)置DES數(shù)據(jù)加密算法程序，技術(shù)人員在對(duì)算法進(jìn)行選擇時(shí)范圍也更廣。但應(yīng)該注意，DES數(shù)據(jù)加密算法系統(tǒng)的運(yùn)用過程中，應(yīng)該與我國現(xiàn)階段研發(fā)的加密算法相結(jié)合，這樣既能避免受國外的加密算法系統(tǒng)侵?jǐn)_或者干預(yù)我國計(jì)算機(jī)信息，并且還能使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、科學(xué)，利用國產(chǎn)數(shù)據(jù)加密算法的大力支持和維護(hù)，促進(jìn)系統(tǒng)加密卡和芯片卡安全性的提升，有利于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的順利運(yùn)行。

　　4.3、 應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

　　因?yàn)樵谡麄�(gè)DES數(shù)據(jù)加密算法的過程中，只有56位密鑰是真正加入加密過程的，其中去除第8、16、24、32、40、48、56、64位密鑰，這些并沒有真正參與進(jìn)DES加密算法中。所以在使用、管理和更換密鑰Key的過程中，應(yīng)該首先排除上述的數(shù)據(jù)位，從而加強(qiáng)對(duì)密鑰Key的有效管理。對(duì)于密鑰的管理人員來說，這點(diǎn)非常重要，在管理過程中應(yīng)該引起高度重視。假如在更換密鑰Key的過程中將以上誤區(qū)所忽略了，密鑰更換便不會(huì)成功，從而不能保障數(shù)據(jù)的傳輸安全。所以，在更換密鑰的過程中，必須保證除了第8、16、24、32、40、48、56、64位數(shù)據(jù)位以外的數(shù)據(jù)都有了變化，這樣才能將密鑰的安全性能提高。

　　5、 結(jié)束語

　　現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，然而計(jì)算機(jī)在金融和通信這類信息安全要求比較高的領(lǐng)域的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)非常容易被竊取，從而對(duì)社會(huì)和個(gè)人的經(jīng)濟(jì)造成極大的損失和影響。本文主要對(duì)DES數(shù)據(jù)加密的基本理論和計(jì)算原理作出了詳細(xì)探討，同時(shí)對(duì)DES數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用展開了闡述，隨之提出了一些注意事項(xiàng)，希望對(duì)計(jì)算機(jī)通信安全方面能有參考作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]朱懷宇,姜群興.FPGA與上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)加密方法[J].I業(yè)控制計(jì)算機(jī),2018,v.31(05):49-50.

　　[2]范峻豪柴波成龍基于DES算法的測發(fā)控系統(tǒng)無線通訊加密方案[J]微電子學(xué)與計(jì)算機(jī), 2018,35(11):140-144.

　　[3]肖迪尹,付紅DES加密算法在通信中的運(yùn)用[J]電子世界.2017(17).

　　《DES數(shù)據(jù)加密算法在計(jì)算機(jī)通信中的應(yīng)用》來源：《電腦與信息技術(shù)》，作者：童建林