ECC算法下網絡信息私鑰變換優(yōu)化探析

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摘要：為解決傳統(tǒng)私鑰變換方法在實際應用中受到非法破譯后，存在網絡信息破解時間短，無法為網絡信息安全提供保障的問題，開展基于改進ecc算法的網絡信息私鑰變換優(yōu)化方法研究。通過網絡隱私信息私鑰生成、基于改進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。通過實驗進一步證明，新的私鑰變換方法能夠有效增加非法破譯的破解時間，為網絡信息的安全維護提供充足的時間條件，保證網絡環(huán)境中用戶隱私信息的安全。

關鍵詞：改進ECC算法；網絡信息；私鑰變換

私鑰加密是一種利用個人私鑰進行加密和解密的數據加密方式，私鑰與一般密鑰的區(qū)別在于，私鑰通常是對稱加密的，同一私鑰既可用于加密又可用于解密[1]。傳統(tǒng)網絡信息私鑰在加密和解密變化過程中，由于缺少特定條件，因此常常會出現加密或解密無效的問題，無法保證網絡信息和用戶隱私信息的安全問題[2]。改進ECC算法是在傳統(tǒng)ECC算法的基礎上進一步優(yōu)化和創(chuàng)新的私鑰密碼學算法，在應用過程中具有加密快速、運算量少、加解密有效等優(yōu)勢。因此，本文基于改進ECC算法的應用效果，開展對網絡信息私鑰變換優(yōu)化方法的設計研究。

1網絡信息私鑰變換優(yōu)化方法設計

1.1網絡隱私信息私鑰生成

在應用私鑰對網絡隱私信息進行加密時，將私鑰傳統(tǒng)對稱方式進行變換，通過生成對稱的私鑰，再進行變換，能夠有效解決上述問題。綜上所述，本文選擇網絡因素信息非對稱私鑰對信息進行加密[3]。在初始狀態(tài)當中，通過對一個位置的軌跡進行追蹤或還原的方式，使其初始值轉變?yōu)橐环N復雜的計算，以此保證網絡隱私信息的安全性。在生成網絡隱私信息私鑰時，采用有限域的映射算法計算方法完成，當私鑰被拓展到有限域的范圍當中時，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算的方式，以實現對私鑰的調整。綜合上述論述，得出網絡隱私信息私鑰生成可以如下公式表示：（1）公式（1）中，PK表示最終生成的網絡隱私信息私鑰；SK表示隨機選擇出的任意一個整數，在計算過程中保證SK的數值不等于1；P表示一個相對較大的素數。利用上述公式（1）計算得出的結果私鑰可用（P，SK）表示。

1.2基于改進

ECC算法的私鑰加密根據上述操作完成對網絡隱私信息私鑰生成后，在選擇變換過程中的加密方式時，本文引入一種改進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ECC算法當中存在一個公鑰和一個私鑰，并且二者是成對存在的。根據這一特點，公鑰和私鑰之間具有一定的依賴性，因此當其中一方成為公鑰后，只有通過用戶自身完成對其破譯才能夠完成其對公鑰的私密處理，進一步提高網絡信息的安全性[5]?；诟倪MECC算法的私鑰加密具體流程為：首先，將本文上述計算得出的私鑰（P，SK）通過網絡環(huán)境傳輸到信息的接收方；其次，將網絡信息明文當中存在的隱私信息按照一定的私鑰長度進行劃分。假設在網絡信息明文當中存在x個隱私信息，利用私鑰長度為a對x進行劃分，以此得到由多個相同私鑰長度組成的隱私信息集合X，則X的表達式應為：X={x1，x2，x3，…，xa}；再次，利用對應的改進ECC算法計算得出與明文相對應的密文P，P的表達式為P={p1，p2，p3，…，pn}；最后，將獲取到的密文發(fā)送到網絡信息接收方，完成對網絡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立管理私鑰的能力，可不對外分發(fā)私鑰。用于對私鑰進行變換的公鑰不需要進行保護，就能實現對公鑰的共享，既能夠保證私鑰在變換過程中網絡信息中用戶隱私數據的安全，又不會對變化方法造成負擔。

1.3私鑰分組加密

為進一步確保網絡信息私鑰變換過程中的安全性，還需要對私鑰進行分組加密。針對相同長度的各個私鑰進行分組，對其中信息價值更高的私鑰分組進行額外二次加密，從而確保整組私鑰在發(fā)生泄密時，分組私密仍然能夠得到安全保護。本文利用混沌映射的方式，對私鑰進行分組加密，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系，其中s的取值范圍為[0,1]；為具體數值3.2145256。通過計算得出的結果具有一定的混沌效果，對于輸入的原始數據而言，也具有一定程度的敏感性，可以保證在迭代之后使得數據信息變得沒有任何規(guī)律。利用上述公式（2）完成對含有重要價值的私鑰分組進行加密，迭代次數越多，映射后的數據信息越不易被找出規(guī)律，以此使數據更加安全。迭代次數還需要滿足不影響網絡運行的需要，因此將迭代次數設置為55次。最后，當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中選擇一塊密文控制塊，結合網絡用戶已有的私鑰對其進行解密。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應的明文內容。最后，通過將明文按照相應的規(guī)律進行排列組合，最終將私鑰轉變?yōu)榫W絡信息輸入方真實輸入的信息內容。由于在對私鑰進行加密的過程中，加密的密鑰無法打開密文，必須通過網絡用戶特定的解密密鑰才能夠將其打開，于是在加密的過程中引入了改進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間。密文控制塊的生成計算相對簡單，而且更加容易被發(fā)現，在將其實際應用于網絡環(huán)境當中時，能夠保證密文的長度比明文的長度更長。當非法破譯行為產生時，只會對更容易發(fā)現的密文控制塊進行破解，當完成對其破解以后，便不會再對用戶隱私數據所在的私鑰分組進行破譯，這使得用戶的隱私數據得到保證。由于本文在進行私鑰變換的過程中采用了改進ECC算法，其計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，這進一步保證了私鑰變換的效率。

2對比實驗

選擇無線局域網絡作為本文實驗的實驗環(huán)境，在該實驗環(huán)境當中輸入兩組完全相同的信息數據內容，數據當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)變換方法對信息在傳輸過程中的網絡私鑰進行變換。根據實際網絡運行環(huán)境設置兩種變換方法的運行環(huán)境，設置本文提出的基于改進ECC算法的網絡信息私鑰變換優(yōu)化方法為實驗組，傳統(tǒng)變換方法為對照組，分別在實驗組和對照組當中利用相同的破解方法對兩組網絡信息進行破解，比較兩種私鑰變換方法所有網絡信息被破解的用時。同時，將實驗結果進行記錄，并繪制成如表1所示的實驗結果對比表。由表1中的數據可以看出實驗組和對照組的破解時間均隨著私鑰長度的增加而得到延長，但對照組的破解時間明顯小于實驗組的破解時間。破解時間越長，網絡環(huán)境中監(jiān)管中心發(fā)現違法破譯行為的概率越大，網絡信息的安全越能夠得到保障；反之，破解時間越短，網絡環(huán)境中監(jiān)管中心發(fā)現違法破譯行為的概率越小，網絡信息的安全越無法得到保障。因此，根據這一規(guī)律得出，本文提出的基于改進ECC算法的網絡信息私鑰變換優(yōu)化方法在實際應用中能夠有效延長破解時間，為信息安全提供更大的保障，從而進一步保護用戶的隱私信息。

3結束語

本文通過實例分析的方式證明了設計私鑰變換優(yōu)化方法在實際應用中的適用性，并以此為依據，證明此次優(yōu)化設計的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統(tǒng)網絡信息私鑰變換中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未對本次實例分析測定結果的精密度與準確度進行檢驗，還需進一步提高實例分析測定結果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對改進ECC算法的優(yōu)化設計提出深入研究，以此為提高網絡信息私鑰變換優(yōu)化質量提供建議。

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作者:楊超輝 單位:永城職業(yè)學院