⑴ 详解加密技术概念、加密方法以及应用
随着网络技术的发展，网络安全也就成为当今网络 社会 的焦点中的焦点，几乎没有人不在谈论网络上的安全问题，病毒、黑客程序、邮件炸弹、远程侦听等这一切都无不让人胆战心惊。病毒、黑客的猖獗使身处今日网络 社会 的人们感觉到谈网色变，无所适从。
但我们必需清楚地认识到，这一切一切的安全问题我们不可一下全部找到解决方案，况且有的是根本无法找到彻底的解决方案，如病毒程序，因为任何反病毒程序都只能在新病毒发现之后才能开发出来，目前还没有哪能一家反病毒软件开发商敢承诺他们的软件能查杀所有已知的和未知的病毒，所以我们不能有等网络安全了再上网的念头，因为或许网络不能有这么一日，就象“矛”与“盾”，网络与病毒、黑客永远是一对共存体。
现代的电脑加密技术就是适应了网络安全的需要而应运产生的，它为我们进行一般的电子商务活动提供了安全保障，如在网络中进行文件传输、电子邮件往来和进行合同文本的签署等。其实加密技术也不是什么新生事物，只不过应用在当今电子商务、电脑网络中还是近几年的 历史 。下面我们就详细介绍一下加密技术的方方面面，希望能为那些对加密技术还一知半解的朋友提供一个详细了解的机会！
一、加密的由来
加密作为保障数据安全的一种方式，它不是现在才有的，它产生的 历史 相当久远，它是起源于要追溯于公元前2000年（几个世纪了），虽然它不是现在我们所讲的加密技术（甚至不叫加密），但作为一种加密的概念，确实早在几个世纪前就诞生了。当时埃及人是最先使用特别的象形文字作为信息编码的，随着时间推移，巴比伦、美索不达米亚和希腊文明都开始使用一些方法来保护他们的书面信息。
近期加密技术主要应用于军事领域，如美国独立战争、美国内战和两次世界大战。最广为人知的编码机器是German Enigma机，在第二次世界大战中德国人利用它创建了加密信息。此后，由于Alan Turing和Ultra计划以及其他人的努力，终于对德国人的密码进行了破解。当初，计算机的研究就是为了破解德国人的密码，人们并没有想到计算机给今天带来的信息革命。随着计算机的发展，运算能力的增强，过去的密码都变得十分简单了，于是人们又不断地研究出了新的数据加密方式，如利用ROSA算法产生的私钥和公钥就是在这个基础上产生的。
二、加密的概念
数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理，使其成为不可读的一段代码，通常称为“密文”，使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。
三、加密的理由
当今网络 社会 选择加密已是我们别无选择，其一是我们知道在互联网上进行文件传输、电子邮件商务往来存在许多不安全因素，特别是对于一些大公司和一些机密文件在网络上传输。而且这种不安全性是互联网存在基础——TCP/IP协议所固有的，包括一些基于TCP/IP的服务；另一方面，互联网给众多的商家带来了无限的商机，互联网把全世界连在了一起，走向互联网就意味着走向了世界，这对于无数商家无疑是梦寐以求的好事，特别是对于中小企业。为了解决这一对矛盾、为了能在安全的基础上大开这通向世界之门，我们只好选择了数据加密和基于加密技术的数字签名。
加密在网络上的作用就是防止有用或私有化信息在网络上被拦截和窃取。一个简单的例子就是密码的传输，计算机密码极为重要，许多安全防护体系是基于密码的，密码的泄露在某种意义上来讲意味着其安全体系的全面崩溃。
通过网络进行登录时，所键入的密码以明文的形式被传输到服务器，而网络上的窃听是一件极为容易的事情，所以很有可能黑客会窃取得用户的密码，如果用户是Root用户或Administrator用户，那后果将是极为严重的。
还有如果你公司在进行着某个招标项目的投标工作，工作人员通过电子邮件的方式把他们单位的标书发给招标单位，如果此时有另一位竞争对手从网络上窃取到你公司的标书，从中知道你公司投标的标的，那后果将是怎样，相信不用多说聪明的你也明白。
这样的例子实在是太多了，解决上述难题的方案就是加密，加密后的口令即使被黑客获得也是不可读的，加密后的标书没有收件人的私钥也就无法解开，标书成为一大堆无任何实际意义的乱码。总之无论是单位还是个人在某种意义上来说加密也成为当今网络 社会 进行文件或邮件安全传输的时代象征！
数字签名就是基于加密技术的，它的作用就是用来确定用户是否是真实的。应用最多的还是电子邮件，如当用户收到一封电子邮件时，邮件上面标有发信人的姓名和信箱地址，很多人可能会简单地认为发信人就是信上说明的那个人，但实际上伪造一封电子邮件对于一个通常人来说是极为容易的事。在这种情况下，就要用到加密技术基础上的数字签名，用它来确认发信人身份的真实性。
类似数字签名技术的还有一种身份认证技术，有些站点提供入站FTP和WWW服务，当然用户通常接触的这类服务是匿名服务，用户的权力要受到限制，但也有的这类服务不是匿名的，如某公司为了信息交流提供用户的合作伙伴非匿名的FTP服务，或开发小组把他们的Web网页上载到用户的WWW服务器上，现在的问题就是，用户如何确定正在访问用户的服务器的人就是用户认为的那个人，身份认证技术就是一个好的解决方案。
在这里需要强调一点的就是，文件加密其实不只用于电子邮件或网络上的文件传输，其实也可应用静态的文件保护，如PIP软件就可以对磁盘、硬盘中的文件或文件夹进行加密，以防他人窃取其中的信息。
四、两种加密方法
加密技术通常分为两大类：“对称式”和“非对称式”。
对称式加密就是加密和解密使用同一个密钥，通常称之为“Session Key ”这种加密技术目前被广泛采用，如美国政府所采用的DES加密标准就是一种典型的“对称式”加密法，它的Session Key长度为56Bits。
非对称式加密就是加密和解密所使用的不是同一个密钥，通常有两个密钥，称为“公钥”和“私钥”，它们两个必需配对使用，否则不能打开加密文件。这里的“公钥”是指可以对外公布的，“私钥”则不能，只能由持有人一个人知道。它的优越性就在这里，因为对称式的加密方法如果是在网络上传输加密文件就很难把密钥告诉对方，不管用什么方法都有可能被别窃听到。而非对称式的加密方法有两个密钥，且其中的“公钥”是可以公开的，也就不怕别人知道，收件人解密时只要用自己的私钥即可以，这样就很好地避免了密钥的传输安全性问题。
五、加密技术中的摘要函数（MAD、MAD和MAD）
摘要是一种防止改动的方法，其中用到的函数叫摘要函数。这些函数的输入可以是任意大小的消息，而输出是一个固定长度的摘要。摘要有这样一个性质，如果改变了输入消息中的任何东西，甚至只有一位，输出的摘要将会发生不可预测的改变，也就是说输入消息的每一位对输出摘要都有影响。总之，摘要算法从给定的文本块中产生一个数字签名（fingerprint或message digest），数字签名可以用于防止有人从一个签名上获取文本信息或改变文本信息内容和进行身份认证。摘要算法的数字签名原理在很多加密算法中都被使用，如SO/KEY和PIP（pretty good privacy）。
现在流行的摘要函数有MAD和MAD，但要记住客户机和服务器必须使用相同的算法，无论是MAD还是MAD，MAD客户机不能和MAD服务器交互。
MAD摘要算法的设计是出于利用32位RISC结构来最大其吞吐量，而不需要大量的替换表（substitution table）来考虑的。
MAD算法是以消息给予的长度作为输入，产生一个128位的"指纹"或"消息化"。要产生两个具有相同消息化的文字块或者产生任何具有预先给定"指纹"的消息，都被认为在计算上是不可能的。
MAD摘要算法是个数据认证标准。MAD的设计思想是要找出速度更快，比MAD更安全的一种算法，MAD的设计者通过使MAD在计算上慢下来，以及对这些计算做了一些基础性的改动来解决安全性这一问题，是MAD算法的一个扩展。
六、密钥的管理
密钥既然要求保密，这就涉及到密钥的管理问题，管理不好，密钥同样可能被无意识地泄露，并不是有了密钥就高枕无忧，任何保密也只是相对的，是有时效的。要管理好密钥我们还要注意以下几个方面：
1、密钥的使用要注意时效和次数
如果用户可以一次又一次地使用同样密钥与别人交换信息，那么密钥也同其它任何密码一样存在着一定的安全性，虽然说用户的私钥是不对外公开的，但是也很难保证私钥长期的保密性，很难保证长期以来不被泄露。如果某人偶然地知道了用户的密钥，那么用户曾经和另一个人交换的每一条消息都不再是保密的了。另外使用一个特定密钥加密的信息越多，提供给窃听者的材料也就越多，从某种意义上来讲也就越不安全了。
因此，一般强调仅将一个对话密钥用于一条信息中或一次对话中，或者建立一种按时更换密钥的机制以减小密钥暴露的可能性。
2、多密钥的管理
假设在某机构中有100个人，如果他们任意两人之间可以进行秘密对话，那么总共需要多少密钥呢？每个人需要知道多少密钥呢？也许很容易得出答案，如果任何两个人之间要不同的密钥，则总共需要4950个密钥，而且每个人应记住99个密钥。如果机构的人数是1000、10000人或更多，这种办法就显然过于愚蠢了，管理密钥将是一件可怕的事情。
Kerberos提供了一种解决这个较好方案，它是由MIT发明的，使保密密钥的管理和分发变得十分容易，但这种方法本身还存在一定的缺点。为能在因特网上提供一个实用的解决方案，Kerberos建立了一个安全的、可信任的密钥分发中心（Key Distribution Center，KDC），每个用户只要知道一个和KDC进行会话的密钥就可以了，而不需要知道成百上千个不同的密钥。
假设用户甲想要和用户乙进行秘密通信，则用户甲先和KDC通信，用只有用户甲和KDC知道的密钥进行加密 ，用户甲告诉KDC他想和用户乙进行通信，KDC会为用户甲和用户乙之间的会话随机选择一个对话密钥，并生成一个标签，这个标签由KDC和用户乙之间的密钥进行加密，并在用户甲启动和用户乙对话时，用户甲会把这个标签交给用户乙。这个标签的作用是让用户甲确信和他交谈的是用户乙，而不是冒充者。因为这个标签是由只有用户乙和KDC知道的密钥进行加密的，所以即使冒充者得到用户甲发出的标签也不可能进行解密，只有用户乙收到后才能够进行解密，从而确定了与用户甲对话的人就是用户乙。
当KDC生成标签和随机会话密码，就会把它们用只有用户甲和KDC知道的密钥进行加密，然后把标签和会话钥传给用户甲，加密的结果可以确保只有用户甲能得到这个信息，只有用户甲能利用这个会话密钥和用户乙进行通话。同理，KDC会把会话密码用只有KDC和用户乙知道的密钥加密，并把会话密钥给用户乙。
用户甲会启动一个和用户乙的会话，并用得到的会话密钥加密自己和用户乙的会话，还要把KDC传给它的标签传给用户乙以确定用户乙的身份，然后用户甲和用户乙之间就可以用会话密钥进行安全的会话了，而且为了保证安全，这个会话密钥是一次性的，这样黑客就更难进行破解了。同时由于密钥是一次性由系统自动产生的，则用户不必记那么多密钥了，方便了人们的通信。
七、数据加密的标准
随着计算机硬件的速度越来越快，制造一台这样特殊的机器的花费已经降到了十万美元左右，而用它来保护十亿美元的银行，那显然是不够保险了。另一方面，如果只用它来保护一台普通服务器，那么DES确实是一种好的办法，因为黑客绝不会仅仅为入侵一个服务器而花那么多的钱破解DES密文。
另一种非常着名的加密算法就是RSA了，RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是基于大数不可能被质因数分解假设的公钥体系。简单地说就是找两个很大的质数。一个对外公开的为“公钥”（Prblic key） ，另一个不告诉任何人，称为"私钥”（Private key）。这两个密钥是互补的，也就是说用公钥加密的密文可以用私钥解密，反过来也一样。
假设用户甲要寄信给用户乙，他们互相知道对方的公钥。甲就用乙的公钥加密邮件寄出，乙收到后就可以用自己的私钥解密出甲的原文。由于别人不知道乙的私钥，所以即使是甲本人也无法解密那封信，这就解决了信件保密的问题。另一方面，由于每个人都知道乙的公钥，他们都可以给乙发信，那么乙怎么确信是不是甲的来信呢？那就要用到基于加密技术的数字签名了。
甲用自己的私钥将签名内容加密，附加在邮件后，再用乙的公钥将整个邮件加密（注意这里的次序，如果先加密再签名的话，别人可以将签名去掉后签上自己的签名，从而篡改了签名）。这样这份密文被乙收到以后，乙用自己的私钥将邮件解密，得到甲的原文和数字签名，然后用甲的公钥解密签名，这样一来就可以确保两方面的安全了。
八、加密技术的应用
加密技术的应用是多方面的，但最为广泛的还是在电子商务和VPN上的应用，下面就分别简叙。
1、在电子商务方面的应用
电子商务（E-business）要求顾客可以在网上进行各种商务活动，不必担心自己的信用卡会被人盗用。在过去，用户为了防止信用卡的号码被窃取到，一般是通过电话订货，然后使用用户的信用卡进行付款。现在人们开始用RSA（一种公开/私有密钥）的加密技术，提高信用卡交易的安全性，从而使电子商务走向实用成为可能。
许多人都知道NETSCAPE公司是Internet商业中领先技术的提供者，该公司提供了一种基于RSA和保密密钥的应用于因特网的技术，被称为安全插座层（Secure Sockets Layer，SSL）。
也许很多人知道Socket，它是一个编程界面，并不提供任何安全措施，而SSL不但提供编程界面，而且向上提供一种安全的服务，SSL3.0现在已经应用到了服务器和浏览器上，SSL2.0则只能应用于服务器端。
SSL3.0用一种电子证书（electric certificate）来实行身份进行验证后，双方就可以用保密密钥进行安全的会话了。它同时使用“对称”和“非对称”加密方法，在客户与电子商务的服务器进行沟通的过程中，客户会产生一个Session Key，然后客户用服务器端的公钥将Session Key进行加密，再传给服务器端，在双方都知道Session Key后，传输的数据都是以Session Key进行加密与解密的，但服务器端发给用户的公钥必需先向有关发证机关申请，以得到公证。
基于SSL3.0提供的安全保障，用户就可以自由订购商品并且给出信用卡号了，也可以在网上和合作伙伴交流商业信息并且让供应商把订单和收货单从网上发过来，这样可以节省大量的纸张，为公司节省大量的电话、传真费用。在过去，电子信息交换（Electric Data Interchange，EDI）、信息交易（information transaction）和金融交易（financial transaction）都是在专用网络上完成的，使用专用网的费用大大高于互联网。正是这样巨大的诱惑，才使人们开始发展因特网上的电子商务，但不要忘记数据加密。
2、加密技术在VPN中的应用
现在，越多越多的公司走向国际化，一个公司可能在多个国家都有办事机构或销售中心，每一个机构都有自己的局域网LAN（Local Area Network），但在当今的网络 社会 人们的要求不仅如此，用户希望将这些LAN连结在一起组成一个公司的广域网，这个在现在已不是什么难事了。
事实上，很多公司都已经这样做了，但他们一般使用租用专用线路来连结这些局域网 ，他们考虑的就是网络的安全问题。现在具有加密/解密功能的路由器已到处都是，这就使人们通过互联网连接这些局域网成为可能，这就是我们通常所说的虚拟专用网（Virtual Private Network ，VPN）。当数据离开发送者所在的局域网时，该数据首先被用户湍连接到互联网上的路由器进行硬件加密，数据在互联网上是以加密的形式传送的，当达到目的LAN的路由器时，该路由器就会对数据进行解密，这样目的LAN中的用户就可以看到真正的信息了。
⑵ 加密认证技术在网络安全中的应用
信息加密是网络安全的有效策略之一。一个加密的网络，不但可以防止非授权用户的搭线窃听和入网，而且也是对付恶意软件的有效方法之一。
信息加密的目的是保护计算机网络内的数据、文件，以及用户自身的敏感信息。网络加密常用的方法有链路加密、端到端加密和节点加密三种。链路加密的目的是保护链路两端网络设备间的通信安全；节点加密的目的是对源节点计算机到目的节点计算机之间的信息传输提供保护；端到端加密的目的是对源端用户到目的端用户的应用系统通信提供保护。用户可以根据需求酌情选择上述加密方式。
信息加密过程是通过各种加密算法实现的，目的是以尽量小的代价提供尽量高的安全保护。在大多数情况下，信息加密是保证信息在传输中的机密性的惟一方法。据不完全统计，已经公开发表的各种加密算法多达数百种。如果按照收发双方密钥是否相同来分类，可以将这些加密算法分为常规密钥算法和公开密钥算法。采用常规密钥方案加密时，收信方和发信方使用相同的密钥，即加密密钥和解密密钥是相同或等价的，其优点是保密强度高，能够经受住时间的检验和攻击，但其密钥必须通过安全的途径传送。因此，密钥管理成为系统安全的重要因素。采用公开密钥方案加密时，收信方和发信方使用的密钥互不相同，而且几乎不可能从加密密钥推导出解密密钥。公开密钥加密方案的优点是可以适应网络的开放性要求，密钥管理较为简单，尤其可方便地实现数字签名和验证。
加密策略虽然能够保证信息在网络传输的过程中不被非法读取，但是不能够解决在网络上通信的双方相互确认彼此身份的真实性问题。这需要采用认证策略解决。所谓认证，是指对用户的身份“验明正身”。目前的网络安全解决方案中，多采用两种认证形式，一种是第三方认证，另一种是直接认证。基于公开密钥框架结构的交换认证和认证的管理，是将网络用于电子政务、电子业务和电子商务的基本安全保障。它通过对受信用户颁发数字证书并且联网相互验证的方式，实现了对用户身份真实性的确认。
除了用户数字证书方案外，网络上的用户身份认证，还有针对用户账户名+静态密码在使用过程中的脆弱性推出的动态密码认证系统，以及近年来正在迅速发展的各种利用人体生理特征研制的生物电子认证方法。另外，为了解决网络通信中信息的完整性和不可否认性，人们还使用了数字签名技术。
⑶ 视频安全密钥服务系统可以应用在哪些场景呢
渔翁信息视频安全密钥服务系统可以应用在以下场景：
1.交通视频监控系统
交通视频监控系统遍布机场⌄铁路、港口、码头、汽车站、学校、医院、大型商贸中心、展览场馆、体育场所等，是保障城市交通运转安全的重要手段，对于加强安全防范和交通管理至关重要。根据GB 35114《公共安全视频监控联网信息安全技术要求》标准要求，视频监控系统需要应用密码技术，实现视频数据的真实性、完整性、机密性和抗抵赖性保护。
2.雪亮工程
雪亮项目是以县、乡、村级综合管理中心为指挥平台，以公安视频监控网络应用为依托的“群众治安防控工程”。
通过视频安全密钥服务系统可保障雪亮工程中公共安全视频监控更加可信可靠，实现视频数据的真实性、完整性、机密性和抗抵赖性保护。
3.平安城市
平安城市通过在城市重点道路、公共场所、要害部门、公共交通系统、社会和居民小区等构建视频监控系统，同时配合报入侵报警系统、出入口控制系统、广播系统等形成满足城市治安管理等需求的安全防范综合体。
视频安全密钥服务系统可应用于平安城市视频监控领域，实现实体身份真实、信令真实可靠、视频数据安全，最终实现符合GB 35114强制性国家标准。
视频安全密钥服务系统应用场景部署图如下：
图1-3 渔翁信息视频安全密钥服务系统应用场景
视频采集区
前端视频摄像头内置硬件密码模块，作为证书及密钥的载体，同时也负责视频加密密钥VEK的生成、以及加解密运算服务。
视频监控中心
1）部署视频安全密钥服务系统、服务器密码机、签名验签服务器，其中视频安全密钥服务系统来进行具有用户和设备身份证书制发功能,为视频监控安全管理平台提供证书签发、查询和验证等服务；服务器密码机用来进行视频流数据的加密、解密等密码运算；签名验签服务器用来进行视频流的签名、验签等服务。
2）各视频监控平台的服务器内置硬件密码模块，用来做证书及密钥的载体，同时进行基本的加解密运算功能。
3）视频监控客户端配备智能密码钥匙，用于管理人员登录使用。
⑷ 应用解析：如何实现企业级数据加密技术
数据安全性在未来几年会有一个快速发展的过程。IT近二十年高速发展使得数据的重要性越来越得以接受，并通过各类技术实现数据的高速访问和不间断运行，这点可以从市场上已有的各类数据容灾、备份产品中看出，其中不乏一线存储和专业厂商的旗舰级产品。而在数据安全领域，虽然相关讨论不绝于耳，但相应市场和应用状况较数据可用性产品仍明显地迟缓。
数据加密产品有其应用领域的特殊性，许多行业出于安全性的考虑会有一些相应的产品属性限制，比如限制产品所应用的技术专利或加密算法应当归属在本国国内或通过相应认证。这在一定程度上影响了数据安全类技术的通用性和规模市场效应。不过也正因此，随着国内外日益增多的安全事件，数据加密产品正处于百花齐放的发展阶段。
部署或应用数据安全策略时，一般的加密技术以及其优劣分析如下所示：
1、 磁盘/磁带级加密，或称介质级加密。这类加密方式在存储阵列上实现，一般通过在控制器或磁盘柜的数据控制器上实现静态的数据加密算法。其旨在保护存储在硬件介质上的数据不会因为物理盗取而泄露数据，但是在阵列或磁带以外，所有的数据均以明文处理、传输和存储。因此介质级加密方式一般只是作为一种附加的安全策略，并为一些特殊应用，比如通过物理磁盘/磁带运输实现数据备份，提供数据安全性保障。
2、 嵌入式加密。这种加密产品部署在存储阵列和交换机设备之间，通过专用产品进行加解密算法。虽然提升了性能，但其加密范围仍然只限于介质级别，在应用端仍以明文方式存取数据，因此很多地方也将这种方式视为另一种形式的介质加密。
以上两种方式的应用较为有限，毕竟对于想要盗取数据的一方，采用物理手段进入机房，偷取存储媒介再读取数据的场景只会出现在电影场景之中。
3、 文档安全系统，或称文件级加密，即属于文件级别的DLP（数据泄露防护Data leakage prevention）。这种针对非结构化的数据保护方式一般在网络附加存储NAS这一层嵌入实现，由于加密算法在NAS机头内实现，这种实现方式所带来的最大问题在于其对于性能的影响。并且许多产品提供诸如终端数据不留痕，将大量的应用数据并发放在后台。因此文件级加密方案大多支持横向扩展方式，以针对大用户或大文件的应用提供高吞吐量支持。
4、 数据库加密，又称安全存储网关
。和文件级加密类似，数据库加密针对结构化数据实现加密保护，部署在数据库前端。由于数据库操作中涉及到大量查询修改语句，因此数据库加密会对整个数据库系统造成重大影响。
5、 主机应用加密，这类产品部署在主机端，目前大多整合在备份产品之中，作为其中的一项功能件实现数据备份的安全策略。主机应用的加密负载由主机自身承担，对网络及后台存储的影响较小，但主机在面对海量数据的加密处理时性能会比较吃紧。
数据加密只是企业信息安全的一部分，针对数据生命周期在企业内部这一过程中的安全存取。在考虑部署数据加密技术时，应当综合考虑企业现有IT规模和数据保障目标。对于不同类型的数据采用不同的数据加密策略。例如对于机要文档的存取可以通过物理隔离的文档安全系统，而对于机密结构化信息的存放需要分配单独的数据库系统。
信息安全永远是一个策略在先的系统化工程，IT只是用以实现这一系统化工程的工具。在规划信息安全策略中需要对各类信息进行归档，分类，并制定不同的保护策略。当然，还可以参考目前国内的分级保护、等级保护等法律法规及行业标准规范。