计算机信息网络安全技术及发展研究

1 计算机信息网络安全技术的应用

1.1 防火墙技术

防火墙技术通过监控网络流量并控制信息传输来保护网络的安全。它充当网络与外部世界之间的屏障，通过检查传入和传出的数据包来决定是否允许它们通过网络。以下是几种常见的防火墙技术类型：（1）包过滤防火墙：这是最早也是最常见的防火墙技术之一。它基于事先配置的规则集来决定是否允许或拒绝特定数据包通过网络。这些规则可以基于源 IP 地址、目标 IP 地址、端口号和协议类型等信息进行过滤，从而提供对网络流量的细粒度控制。（2）状态感知防火墙：与包过滤防火墙相比，状态感知防火墙具有更高级的功能。它能够追踪网络连接的状态，并根据连接的上下文信息做出决策。例如，它可以防止未经授权的外部设备与内部网络建立连接，或者在攻击行为被检测出时主动断开已建立的连接。（3）应用层防火墙：应用层防火墙运行在OSI 模型的最高层，即应用层。它能够检测和过滤特定应用协议的数据包，例如 HTTP、FTP 和 SMTP。由于应用层防火墙具有深度包检测的能力，它能够更好地识别和防范高级的攻击，如应用层攻击和跨站脚本攻击。（4）网络地址转换（NAT）防火墙：NAT防火墙结合了网络地址转换技术和防火墙功能。它允许内部网络使用私有 IP 地址，并通过将这些地址转换为公共 IP 地址来与外部网络进行通信。同时，NAT 防火墙也能够过滤和监视数据包，以提供网络安全。这些防火墙技术可以根据具体的网络需求进行组合和部署，以构建多层次的防御体系。通过组合使用不同类型的防火墙技术，可以提高网络的安全性，并提供对各种不同类型攻击的全面保护。

1.2 身份认证技术

在以虚拟网络技术为核心的网络信息安全防护中，身份认证技术是一项非常重要而又有效的方法。它可以在隔离网络装置的前提下，对使用者的身份进行确认。比较常用的身份认证技术有三种形式：密码认证、短信认证和卡片认证，且这三种认证技术在具体应用中通常是结合在一起的。为了实现正确的身份验证，首先要采集并保存用户的信息，如用户的密码、手机号码、卡片信息等。若有人要进入虚拟网络，必须先进行个人身份验证。在这个过程中，系统会检查用户所录入的信息，并与事先收集的信息进行对比。若信息一致，则允许用户进入虚拟网络；若信息不一致，则阻止用户访问虚拟网络。短信认证的特点在于其带有一种动态特性，用户登录时，会接收到动态短信验证码，需将其输入进行验证。如果信息一致，则说明该用户的身份识别是正确的。卡片认证是基于智能卡的身份认证，一些卡片里面会包含相应的地址信息，可以将其作为身份认证的一种手段。

1.3 数据加密技术

（1）对称加密算法。通信双方使用相同的密钥对数据进行加密和解密，代表算法有 DES、AES 等。对称加密算法的优点是计算效率高，加密速度快，适合大量数据的加密。缺点是密钥管理困难，若密钥泄漏将造成安全隐患。对称加密常用于保护存储在磁盘上的文件，以及保护网络传输过程中的敏感数据。为了提高安全性，通常采用定期更换密钥的策略。在实际应用中，对称加密算法通常与其他安全机制（如数字签名、消息认证码等）结合使用，以构建更为完善的安全防护体系。（2）非对称加密算法。使用公钥和私钥两组不同的密钥，公钥用于加密，私钥用于解密。代表算法有 RSA、ECC 等。非对称加密解决了密钥分发问题，通信双方无需提前共享密钥。但计算开销大、加密速度慢，通常用于密钥交换和数字签名。非对称加密的安全性基于数学难题（如大整数分解、离散对数等），目前主流算法被认为是安全的。但随着量子计算的发展，未来可能面临新的挑战。在实践中，非对称加密常用于实现数字信封（用于对称密钥的安全传递）、SSL/TLS 握手协议（用于身份认证和密钥协商）等关键场景。（3）

密钥管理技术。密钥管理技术主要是确保 VPN 网络中的信息在公共网络中的安全传输。在具体应用过程中，通过对公共网络上传输的信息进行加密，避免信息被窃取。在密钥管理技术的使用过程中，针对验证和数据安全方式，密钥的分发方和接收方达成一致，并互相进行验证，之后，生成相应的密钥，也就是数据信息加密传输的公共密钥，仅双方可知。在这个过程中，即使第三方捕捉了发送方发出的数据包，也仅仅是捕获密文，无法完成解密，这能有效避免数据被窃取。（4）数据完整性校验。确保数据在传输和存储过程中未被篡改。常用的完整性校验机制有数字签名和消息认证码(MAC)。数字签名使用非对称密钥，能够验证数据来源的同时保证完整性。MAC 使用对称密钥，通过附加一个校验值来保证数据完整性。在实际应用中，完整性校验常与加密结合使用，以同时保证数据的机密性和完整性。例如，在数字证书中，证书内容的完整性由 CA 的数字签名来保证。在 IPSec 协议中，完整性校验值与加密数据一同传输，接收方可以验证数据在传输过程中是否被篡改。

1.4 入侵检测与防御系统

构建基于人工智能和机器学习的入侵检测与防御系统。通过对大量网络流量数据的学习和分析，系统能自动识别异常行为模式和潜在的攻击迹象，提前预警并迅速采取防御措施。利用深度学习算法，不断更新和优化检测模型，提高对新型攻击手段的识别准确率。例如，对于零日漏洞攻击，系统可通过对网络行为的异常监测，及时发现并阻止攻击的发生，为网络安全提供实时的保护。

2 计算机信息网络安全技术的应用发展

首先，推广云安全技术。在未来的计算机信息网络安全技术发展中，运用云安全技术是必然趋势。该技术具有效率高、集成度高等优点，是构建安全防御体系的关键技术。利用云计算技术能够建立云端病毒数据库，并实时更新。如果发现网络安全问题，杀毒软件会立即调用云端病毒数据库进行杀毒，保证整个网络环境的安全性。其次，应用区块链技术。在计算机信息网络安全领域，区块链技术能够确保数据的不可篡改性和透明性，特别适合用于身份验证、数据完整性验证以及安全的信息存储和传输。通过构建基于区块链的安全防御机制，可以有效防止数据泄露和篡改，增强信息交换的安全性。此外，区块链的智能合约功能还能自动执行安全策略，进一步提升网络安全管理的自动化和智能化水平。最后，实施多因素认证。随着网络攻击手段的不断进步，单一的密码认证方式已经无法满足当前的安全需求。实施多因素认证成为提升账户安全性的关键措施。多因素认证要求用户在登录过程中提供两种或两种以上的验证因素，包括知识因素（如密码）、持有因素（如手机或安全令牌）、生物识别因素（如指纹或面部识别）。结合使用多种验证手段，即使攻击者获得密码等单一因素，也难以成功突破安全防线，有效增强了系统的安全性。

3 结束语

总而言之，计算机信息网络安全是一个不断演化的领域，只有进行全面研究，才能确保计算机信息网络的安全。未来，应提高对信息网络安全技术的重视程度，完善相应的安全防护措施，以期有效降低数据信息的安全风险，切实保护用户的数据信息。

参考文献

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