ECC算法下網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化探析

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摘要：為解決傳統(tǒng)私鑰變換方法在實(shí)際應(yīng)用中受到非法破譯后，存在網(wǎng)絡(luò)信息破解時(shí)間短，無法為網(wǎng)絡(luò)信息安全提供保障的問題，開展基于改進(jìn)ecc算法的網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化方法研究。通過網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰生成、基于改進(jìn)ECC算法的私鑰加密、私鑰分組加密和私鑰解密變換，提出一種全新的私鑰變化優(yōu)化方法。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，新的私鑰變換方法能夠有效增加非法破譯的破解時(shí)間，為網(wǎng)絡(luò)信息的安全維護(hù)提供充足的時(shí)間條件，保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中用戶隱私信息的安全。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)ECC算法；網(wǎng)絡(luò)信息；私鑰變換

私鑰加密是一種利用個(gè)人私鑰進(jìn)行加密和解密的數(shù)據(jù)加密方式，私鑰與一般密鑰的區(qū)別在于，私鑰通常是對(duì)稱加密的，同一私鑰既可用于加密又可用于解密[1]。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息私鑰在加密和解密變化過程中，由于缺少特定條件，因此常常會(huì)出現(xiàn)加密或解密無效的問題，無法保證網(wǎng)絡(luò)信息和用戶隱私信息的安全問題[2]。改進(jìn)ECC算法是在傳統(tǒng)ECC算法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新的私鑰密碼學(xué)算法，在應(yīng)用過程中具有加密快速、運(yùn)算量少、加解密有效等優(yōu)勢。因此，本文基于改進(jìn)ECC算法的應(yīng)用效果，開展對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化方法的設(shè)計(jì)研究。

1網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化方法設(shè)計(jì)

1.1網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰生成

在應(yīng)用私鑰對(duì)網(wǎng)絡(luò)隱私信息進(jìn)行加密時(shí)，將私鑰傳統(tǒng)對(duì)稱方式進(jìn)行變換，通過生成對(duì)稱的私鑰，再進(jìn)行變換，能夠有效解決上述問題。綜上所述，本文選擇網(wǎng)絡(luò)因素信息非對(duì)稱私鑰對(duì)信息進(jìn)行加密[3]。在初始狀態(tài)當(dāng)中，通過對(duì)一個(gè)位置的軌跡進(jìn)行追蹤或還原的方式，使其初始值轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N復(fù)雜的計(jì)算，以此保證網(wǎng)絡(luò)隱私信息的安全性。在生成網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰時(shí)，采用有限域的映射算法計(jì)算方法完成，當(dāng)私鑰被拓展到有限域的范圍當(dāng)中時(shí)，能夠保證私鑰的安全性[4]。這種方式是在原始有限域映射范圍內(nèi)延伸的更大有限域，是一種利用原始映射算法作為變種后的模擬運(yùn)算的方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)私鑰的調(diào)整。綜合上述論述，得出網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰生成可以如下公式表示：（1）公式（1）中，PK表示最終生成的網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰；SK表示隨機(jī)選擇出的任意一個(gè)整數(shù)，在計(jì)算過程中保證SK的數(shù)值不等于1；P表示一個(gè)相對(duì)較大的素?cái)?shù)。利用上述公式（1）計(jì)算得出的結(jié)果私鑰可用（P，SK）表示。

1.2基于改進(jìn)

ECC算法的私鑰加密根據(jù)上述操作完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)隱私信息私鑰生成后，在選擇變換過程中的加密方式時(shí)，本文引入一種改進(jìn)ECC算法。該加密算法與其他加密方式的不同之處在于，在改進(jìn)ECC算法當(dāng)中存在一個(gè)公鑰和一個(gè)私鑰，并且二者是成對(duì)存在的。根據(jù)這一特點(diǎn)，公鑰和私鑰之間具有一定的依賴性，因此當(dāng)其中一方成為公鑰后，只有通過用戶自身完成對(duì)其破譯才能夠完成其對(duì)公鑰的私密處理，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)信息的安全性[5]。基于改進(jìn)ECC算法的私鑰加密具體流程為：首先，將本文上述計(jì)算得出的私鑰（P，SK）通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境傳輸?shù)叫畔⒌慕邮辗剑黄浯?，將網(wǎng)絡(luò)信息明文當(dāng)中存在的隱私信息按照一定的私鑰長度進(jìn)行劃分。假設(shè)在網(wǎng)絡(luò)信息明文當(dāng)中存在x個(gè)隱私信息，利用私鑰長度為a對(duì)x進(jìn)行劃分，以此得到由多個(gè)相同私鑰長度組成的隱私信息集合X，則X的表達(dá)式應(yīng)為：X={x1，x2，x3，…，xa}；再次，利用對(duì)應(yīng)的改進(jìn)ECC算法計(jì)算得出與明文相對(duì)應(yīng)的密文P，P的表達(dá)式為P={p1，p2，p3，…，pn}；最后，將獲取到的密文發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)信息接收方，完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息中用戶隱私信息的密鑰加密。通過這種方式能夠有效解決私鑰在變換過程中的安全性問題，而且這種方式具有獨(dú)立管理私鑰的能力，可不對(duì)外分發(fā)私鑰。用于對(duì)私鑰進(jìn)行變換的公鑰不需要進(jìn)行保護(hù)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)公鑰的共享，既能夠保證私鑰在變換過程中網(wǎng)絡(luò)信息中用戶隱私數(shù)據(jù)的安全，又不會(huì)對(duì)變化方法造成負(fù)擔(dān)。

1.3私鑰分組加密

為進(jìn)一步確保網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換過程中的安全性，還需要對(duì)私鑰進(jìn)行分組加密。針對(duì)相同長度的各個(gè)私鑰進(jìn)行分組，對(duì)其中信息價(jià)值更高的私鑰分組進(jìn)行額外二次加密，從而確保整組私鑰在發(fā)生泄密時(shí)，分組私密仍然能夠得到安全保護(hù)。本文利用混沌映射的方式，對(duì)私鑰進(jìn)行分組加密，其加密流程可用如下公式表示：（2）公式（2）中，表示私鑰分組加密過程中的一維混沌映射關(guān)系，其中s的取值范圍為[0,1]；為具體數(shù)值3.2145256。通過計(jì)算得出的結(jié)果具有一定的混沌效果，對(duì)于輸入的原始數(shù)據(jù)而言，也具有一定程度的敏感性，可以保證在迭代之后使得數(shù)據(jù)信息變得沒有任何規(guī)律。利用上述公式（2）完成對(duì)含有重要價(jià)值的私鑰分組進(jìn)行加密，迭代次數(shù)越多，映射后的數(shù)據(jù)信息越不易被找出規(guī)律，以此使數(shù)據(jù)更加安全。迭代次數(shù)還需要滿足不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的需要，因此將迭代次數(shù)設(shè)置為55次。最后，當(dāng)所有私鑰分組全部完成加密后，其私鑰分組加密幾乎即為最后的私鑰密文。

1.4私鑰解密變換

首先，從眾多被加密的私鑰分組當(dāng)中選擇一塊密文控制塊，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)用戶已有的私鑰對(duì)其進(jìn)行解密。接著，通過55次迭代后，最終PK=SK(modP)τ(s)=µs(1−s)τ(s)µ獲取到所有的密文控制塊以及對(duì)應(yīng)的明文內(nèi)容。最后，通過將明文按照相應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行排列組合，最終將私鑰轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)信息輸入方真實(shí)輸入的信息內(nèi)容。由于在對(duì)私鑰進(jìn)行加密的過程中，加密的密鑰無法打開密文，必須通過網(wǎng)絡(luò)用戶特定的解密密鑰才能夠?qū)⑵浯蜷_，于是在加密的過程中引入了改進(jìn)ECC算法以及私鑰分組加密的密文控制塊，因此增加了私鑰在變換過程中的破解難度，延長了非法破解的時(shí)間。密文控制塊的生成計(jì)算相對(duì)簡單，而且更加容易被發(fā)現(xiàn)，在將其實(shí)際應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中時(shí)，能夠保證密文的長度比明文的長度更長。當(dāng)非法破譯行為產(chǎn)生時(shí)，只會(huì)對(duì)更容易發(fā)現(xiàn)的密文控制塊進(jìn)行破解，當(dāng)完成對(duì)其破解以后，便不會(huì)再對(duì)用戶隱私數(shù)據(jù)所在的私鑰分組進(jìn)行破譯，這使得用戶的隱私數(shù)據(jù)得到保證。由于本文在進(jìn)行私鑰變換的過程中采用了改進(jìn)ECC算法，其計(jì)算過程中的難度與以往算法相比有所降低，因此變換速度得到提升，這進(jìn)一步保證了私鑰變換的效率。

2對(duì)比實(shí)驗(yàn)

選擇無線局域網(wǎng)絡(luò)作為本文實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在該實(shí)驗(yàn)環(huán)境當(dāng)中輸入兩組完全相同的信息數(shù)據(jù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)當(dāng)中含有相同的隱私敏感信息，分別利用本文提出的方法和傳統(tǒng)變換方法對(duì)信息在傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)私鑰進(jìn)行變換。根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境設(shè)置兩種變換方法的運(yùn)行環(huán)境，設(shè)置本文提出的基于改進(jìn)ECC算法的網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化方法為實(shí)驗(yàn)組，傳統(tǒng)變換方法為對(duì)照組，分別在實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組當(dāng)中利用相同的破解方法對(duì)兩組網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行破解，比較兩種私鑰變換方法所有網(wǎng)絡(luò)信息被破解的用時(shí)。同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，并繪制成如表1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表。由表1中的數(shù)據(jù)可以看出實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的破解時(shí)間均隨著私鑰長度的增加而得到延長，但對(duì)照組的破解時(shí)間明顯小于實(shí)驗(yàn)組的破解時(shí)間。破解時(shí)間越長，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中監(jiān)管中心發(fā)現(xiàn)違法破譯行為的概率越大，網(wǎng)絡(luò)信息的安全越能夠得到保障；反之，破解時(shí)間越短，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中監(jiān)管中心發(fā)現(xiàn)違法破譯行為的概率越小，網(wǎng)絡(luò)信息的安全越無法得到保障。因此，根據(jù)這一規(guī)律得出，本文提出的基于改進(jìn)ECC算法的網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效延長破解時(shí)間，為信息安全提供更大的保障，從而進(jìn)一步保護(hù)用戶的隱私信息。

3結(jié)束語

本文通過實(shí)例分析的方式證明了設(shè)計(jì)私鑰變換優(yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中的適用性，并以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性。因此，有理由相信通過本文設(shè)計(jì)，能夠解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對(duì)本次實(shí)例分析測定結(jié)果的精密度與準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)，還需進(jìn)一步提高實(shí)例分析測定結(jié)果的可信度。這一點(diǎn)，在未來針對(duì)此方面的研究中可以加以補(bǔ)足。與此同時(shí)，還需要對(duì)改進(jìn)ECC算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，以此為提高網(wǎng)絡(luò)信息私鑰變換優(yōu)化質(zhì)量提供建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀鵬飛.研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息安全中虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用[J].中國新通信，2021，23（01）：151-152.

[2]馮洋洋.基于人工魚群算法的網(wǎng)絡(luò)信息加密漏洞檢測系統(tǒng)[J].信息通信，2019（12）：53+57.

[3]任儀.基于區(qū)塊鏈與人工智能的網(wǎng)絡(luò)多服務(wù)器SIP信息加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2020，47（S1）：634-638.

[4]王偉奇.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)用信息加密技術(shù)在石油行業(yè)中的運(yùn)用[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（12）：31.

[5]楊文廣.基于大數(shù)據(jù)的城市空間設(shè)施建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)智能管理[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2019，11（01）：120-124.

作者:楊超輝 單位:永城職業(yè)學(xué)院