基于区块链的通信网络安全加密系统设计.pdf
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1、2 0 2 4年3期1 2 7 2 0 2 4年第4 6卷第3期基于区块链的通信网络安全加密系统设计周 刚作者简介:周刚(1 9 9 2-),硕士,工程师,从事信息系统集成设计与建设工作。(中国电子科技集团公司第二十八研究所 南京2 1 0 0 0 7)摘 要 针对通信网络中存在的未经授权访问、数据被篡改及泄露等安全问题,文中研究并设计了一种基于区块链的通信网络安全加密系统,该系统利用区块链技术的分布式存储、去中心化及不可篡改的特点,并结合密码学算法,有效实现了对通信数据的加密、验证与访问控制。最后,通过实验客观评估了系统的性能与效果。实验表明,该系统具有较好的加密效果与安全性。关键词:区块链
2、;通信网络;安全加密系统中图分类号 T P 3 9D e s i g no fC o mm u n i c a t i o nN e t w o r kS e c u r i t yE n c r y p t i o nS y s t e mB a s e do nB l o c k c h a i nZ HOUG a n g(T h e2 8 t hR e s e a r c hI n s t i t u t eo fC h i n aE l e c t r o n i c sT e c h n o l o g yG r o u pC o r p o r a t i o n,N a n j
3、i n g2 1 0 0 0 7,C h i n a)A b s t r a c t I nv i e wo f t h es e c u r i t yp r o b l e m ss u c ha su n a u t h o r i z e da c c e s s,d a t at a m p e r i n ga n dl e a k a g e i nc o mm u n i c a t i o nn e t w o r k s,t h i sp a p e rs t u d i e sa n dd e s i g n sac o mm u n i c a t i o nn e t
4、 w o r ks e c u r i t ye n c r y p t i o ns y s t e mb a s e do nb l o c k c h a i nt e c h-n o l o g y.T h e s y s t e mu t i l i z e s t h ed i s t r i b u t e ds t o r a g e,d e c e n t r a l i z a t i o na n d i mm u t a b l e c h a r a c t e r i s t i c so f b l o c k c h a i n t e c h n o l o-
5、g y,a n dc o m b i n e sc r y p t o g r a p h ya l g o r i t h m s t oe f f e c t i v e l yr e a l i z e t h ee n c r y p t i o n,v e r i f i c a t i o na n da c c e s s c o n t r o l o f c o mm u-n i c a t i o nd a t a.F i n a l l y,t h ep e r f o r m a n c e a n de f f e c t o f t h e s y s t e ma
6、 r e e v a l u a t e do b j e c t i v e l y t h r o u g he x p e r i m e n t s.T h e e x p e r i-m e n t s h o w s t h a t t h es y s t e mh a sb e t t e re n c r y p t i o ne f f e c t a n ds e c u r i t y.K e y w o r d s B l o c k c h a i n,C o mm u n i c a t i o nn e t w o r k,S e c u r ee n c r
7、y p t i o ns y s t e m0 引言随着技术的迅猛发展,通信网络安全问题日益突出。传统通信网络中的数据传输常依赖于中心化的第三方机构与服务器,极易成为被攻击的对象。在这种背景下,本文整合区块链技术与密码学算法,研究并设计了一种基于区块链的通信网络安全加密系统,为通信网络安全提供了新的思路与方向。通信网络安全加密系统的设计与实现提供了更可靠的安全保障。同时,系统去中心化的特点使通信网络更加安全和抗攻击。此外,系统的验证机制与分布式存储显著提高了数据的可信度与准确1-3。1 关键技术在信息化时代,保护通信网络的安全性与数据的机密性成为首要任务。而传统通信网络面临着未经授权访问、数据
8、被篡改、泄露等安全隐患。因此,研究并设计一种通信网络安全加密系统成为当下的迫切需求。本文基于区块链技术,结合密码学算法、智能合约及身份认证等,实现了对通信数据的安全存储、加密、管理及访问控制。区块链技术能提供去中心化的分布式账本,每个数据块包含前一个数据块的哈希值,形成不可篡改的链条,以保证通信数据的共识机制与不可篡改性。密码学算法在通信网络安全加密系统中至关重要,通过加密与解密通信数据可以保障数据的机密性与完整性,常见的密码学算法有A E S,R S A,S HA-2 5 6等,这些算法提供了强大的验证能力与加密功能,有效保证了通信数据的准确性与一致性。智能合约是一种自动化合约,主要作用是定
9、义与执行访问控制策略,以保证仅有授权的用户才可以访问权限内的网络资源,增强系统安全性与可靠性。身份认证技术用于验证通信参与者的身份,在通信网络安全加密系统中,可以使用多因素身份认证、P K I、数字证书等技术来完成身份验证,以防止和避免恶意用户的入侵与数据泄露4。2 通信网络安全加密系统的设计与实现为有效解决传统通信网络中的安全隐患,需设计并实现基于区块链的通信网络安全加密系统。该系统需一系列核心功能模块,包括去中心化身份验证、分布式加密、去中心化访问控制、区块链存储和验证以及去中心化密钥管理等,通信网络安全加密系统的功能模块框架如图1所示。加密系统主要实现操作者身份识别、通信网络信息加密1
10、2 8 2 0 2 4年3期及解密等核心功能。其中,操作者身份识别旨在保证仅有合法授权用户才可以访问系统。进入系统之前,操作者需提供对应的用户名与密码,而系统拿到信息后会与内部数据库中的信息进行比对,如果一致,则允许该操作者访问系统;反之,系统则会给出相应的提示并进行退出处理。通信网络信息加密指综合加密输入的信息,系统会利用不同的加密技术或算法来打乱用户输入的信息,再进行存储。如此,用户信息即使在通信过程中被泄露,非法用户也难以理解信息内容。通信网络信息解密指对加密文档完成解密操作。当授权的用户访问资源时,系统需要利用对应的解密算法来解密数据,形成解密后的文档并存储。如此,合法用户就能浏览与访
11、问原始的、能被理解的信息内容。上述功能在有效确保敏感信息安全与阻止未经授权访问等方面不可或缺。图1 通信网络安全加密系统功能模块框架图2.1 去中心化身份验证去中心化身份验证用于验证通信参与者的身份,并保证仅有合法用户才可以访问特定网络资源。在系统中,用户需要完成注册与登录,提供必要的身份信息,包括但不限于账号、手机号码、电子邮件等,系统会生成用于后续验证身份和加密通信的公钥和私钥对。当用户发起通信请求时,通信网络安全加密系统会第一时间验证用户身份,验证过程包括对通信数据进行数字签名,利用身份验证智能合约完成验证。通过数字签名,系统能验证通信数据的真实性与完整性,保证数据没有被篡改。而身份验证
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