引言
互聯(lián)網(wǎng)的驚人發(fā)展使企業(yè)和消費者都感到非常興奮，它正改變著(zhù)我們的生活和工作方式。但是，互聯(lián)網(wǎng)的安全程度如何——尤其是在通過(guò)它發(fā)送機密信息時(shí)的安全性——已經(jīng)成為人們關(guān)心的主要問(wèn)題。
我們確實(shí)有許多信息不希望讓他人看到，例如：
信用卡信息
身份證號
私人通信
個(gè)人詳細資料
公司機密信息
銀行帳戶(hù)信息
電子商務(wù)依賴(lài)于安全發(fā)送信息的能力。
人們通過(guò)多種方法在計算機和互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現信息安全性。一種簡(jiǎn)單而又直接的方法是僅將機密信息保存在可移動(dòng)存儲介質(zhì)上，如軟盤(pán)上。但是，最流行的安全性實(shí)現形式都依賴(lài)于加密，這是一種對信息進(jìn)行編碼而使得僅擁有密鑰的人（或計算機）才能將其解碼的程序。
在本文中，您將了解到有關(guān)加密和驗證的知識，以及什么是公鑰和對稱(chēng)密鑰系統以及散列算法。
加密系統
計算機加密建立在人類(lèi)歷史中一直使用的密碼術(shù)的基礎上。在數字時(shí)代之前，使用密碼術(shù)最多的是政府，尤其是用于軍事目的。據考證，遠在羅馬帝國時(shí)代就存在經(jīng)過(guò)編碼的消息。但是，現今人們使用的大多數密碼術(shù)形式均依賴(lài)于計算機，原因在于僅憑借人腦編寫(xiě)的代碼非常容易被計算機破解。
大多數計算機加密系統都屬于以下兩種類(lèi)型之一：
對稱(chēng)密鑰加密
公鑰加密
在下面幾節，您將了解所有這些系統。
對稱(chēng)密鑰加密
在對稱(chēng)密鑰加密中，每臺計算機都有一個(gè)密鑰（代碼），用于對通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到另一臺計算機的信息包進(jìn)行加密。對稱(chēng)密鑰要求您知道將要與哪些計算機通信，以便您能夠在每臺計算機上安裝密鑰。對稱(chēng)密鑰加密實(shí)際上與密碼相同，兩臺計算機都必須知道密碼才能對信息進(jìn)行解碼。該代碼提供了用于對信息進(jìn)行解碼的鑰匙。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：您創(chuàng )建一條消息并進(jìn)行編碼，將原消息中的每個(gè)字母都替換為其在字母表中后兩位的字母，然后發(fā)送給朋友。這樣“Ａ”變成了“Ｃ”，“Ｂ”變成了“Ｄ”。您告訴自己信任的朋友，代碼是“后移兩位”。這樣您的朋友收到消息時(shí)就可以進(jìn)行解碼，從而得知消息的內容。任何其他看到該消息的人看到的只是無(wú)意義的內容。
公鑰加密
公鑰加密方法結合使用了私鑰和公鑰。私鑰只有您的計算機知道，而公鑰則由您的計算機提供給任何希望與其安全通信的其他計算機。若要解碼被加密的消息，計算機必須使用發(fā)出消息的計算機提供的公鑰，以及它自己的私鑰。Pretty Good Privacy（PGP）是一種非常流行的公鑰加密實(shí)用工具，它幾乎可用于對任何數據加密。
發(fā)出消息的計算機使用對稱(chēng)密鑰對文檔進(jìn)行加密，然后又使用接收消息的計算機的公鑰對對稱(chēng)密鑰進(jìn)行加密。后者使用其私鑰來(lái)解碼對稱(chēng)密鑰，然后使用對稱(chēng)密鑰來(lái)解碼文檔。
大規模實(shí)施公鑰加密（例如，安全Web服務(wù)器可能需要這種加密）要求采取另一種方式。這時(shí)數字證書(shū)能派上用途。從根本上講，數字證書(shū)是一段信息，聲明Web服務(wù)器受稱(chēng)為證書(shū)頒發(fā)機構的獨立源的信任。證書(shū)頒發(fā)機構充當兩臺計算機均信任的“中間人”。它確認每臺計算機的身份與其聲明的身份相符，然后將每臺計算機的公鑰提供給對方。
公鑰加密：SSL（安全套接字層）
安全套接字層（SSL）是一種廣泛實(shí)施的公鑰加密。SSL最初由網(wǎng)景公司（Netscape）開(kāi)發(fā)，是互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器和Web服務(wù)器用于傳輸機密信息的互聯(lián)網(wǎng)安全協(xié)議。SSL現在已經(jīng)成為總體安全協(xié)議傳輸層安全（TLS）的一部分。
您一旦向某個(gè)網(wǎng)站上的表單輸入機密信息
（如信用卡號碼），地址中的“http”后就會(huì )出現“s”。
在您的瀏覽器中，您可以通過(guò)多種不同方式知道自己什么時(shí)候在使用安全協(xié)議（例如TLS）。您將注意到，地址行中的“http”中被替換為“https”，在瀏覽器窗口底部的狀態(tài)欄中還會(huì )看到一個(gè)小的掛鎖符號。
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掛鎖符號表明您正在使用加密。
公鑰加密占用大量計算資源，所以大多數系統結合使用公鑰和對稱(chēng)密鑰。當兩臺計算機發(fā)起安全會(huì )話(huà)時(shí)，一臺計算機創(chuàng )建一個(gè)對稱(chēng)密鑰，并將其發(fā)送給使用公鑰加密的另一臺計算機。然后這兩臺計算機使用對稱(chēng)密鑰加密進(jìn)行通信。一旦完成會(huì )話(huà)，每臺計算機都會(huì )丟棄該會(huì )話(huà)使用的對稱(chēng)密鑰。進(jìn)行新的會(huì )話(huà)要求創(chuàng )建新的對稱(chēng)密鑰，然后重復上述過(guò)程。
公匙加密的散列算法
公鑰加密中的密鑰以散列值為基礎。這個(gè)值是使用散列算法、根據輸入的一個(gè)基礎數字計算出來(lái)的。從本質(zhì)上講，散列值是原始值的概要。關(guān)于散列值的重要一點(diǎn)是，如果不知道用于創(chuàng )建散列值的數據，就幾乎不可能推導出原始輸入數字。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單示例：
輸入數字散列算法散列值
10,667輸入數字乘以1431,525,381
您可以看到，要確定值1,525,381原來(lái)是10,667和143相乘的結果是多么困難。但是，如果您知道乘數是143，就很容易計算出值10,667。公鑰加密實(shí)際上比該示例復雜得多，但基本原理相同。
公鑰通常使用復雜算法和非常大的散列值來(lái)進(jìn)行加密，其中包括40位甚至128位數字。128位可以有2128個(gè)不同組合！這就像是要在撒哈拉沙漠中找出某顆沙礫一樣。
計算機身份驗證
如前所述，加密是將一臺計算機發(fā)送至另一臺計算機的所有數據編碼為只有后者才能解碼的形式的過(guò)程。驗證是另一種過(guò)程，用于檢驗來(lái)自信任源的信息。從基本上講，如果信息是“可信的”，表明您知道誰(shuí)創(chuàng )建了該信息，而且您知道自此人創(chuàng )建該信息以來(lái)它沒(méi)有受到任何形式的改動(dòng)。加密和驗證這兩個(gè)過(guò)程可共同創(chuàng )造出安全的環(huán)境。
要對計算機的用戶(hù)或信息進(jìn)行身份驗證，有多種方法：
密碼：使用用戶(hù)名和密碼是最常見(jiàn)的驗證形式。您在計算機提示時(shí)輸入用戶(hù)名和密碼。計算機根據安全文件核對二者以確認。如果名稱(chēng)或密碼不匹配，則不允許您進(jìn)一步訪(fǎng)問(wèn)。
通行卡：這些卡有很多種，從類(lèi)似于信用卡的帶磁條的一般卡到具有嵌入式計算機芯片的復雜智能卡，不一而足。
數字簽名：從基本上講，數字簽名是確保電子文檔（電子郵件、電子表格和文本文件）可信的一種方式。數字簽名標準（DSS）基于一種使用數字簽名算法（DSA）的公鑰加密方式。DSS是一種已經(jīng)獲得美國政府認可的數字簽名格式。DSA算法包括一個(gè)私鑰（僅文檔創(chuàng )建人或簽署人知道）和一個(gè)公鑰。公鑰包括四個(gè)部分。如果在文檔上附加數字簽名之后更改文檔中的任何內容，則數字簽名所對照的值即被更改，使簽名變得無(wú)效。
最近，在家庭和辦公室計算機系統上開(kāi)始出現更復雜的驗證形式。這些新系統大多使用某種形式的生物測定技術(shù)進(jìn)行驗證。它使用生物信息來(lái)驗證身份。具體驗證方法包括：
指紋掃描
視網(wǎng)膜掃描
面部掃描
語(yǔ)音識別
檢查數據損壞情況
對于安全信息處理的另一種需要是確保數據在傳輸或加密期間沒(méi)有被損壞。有多種流行的方法可以做到這一點(diǎn)：
校驗和：校驗和也許是最古老的確保數據正確的方法之一。由于無(wú)效的校驗和同時(shí)表明數據已在某種程度上受到損壞，因此校驗和也提供了一種驗證方式。它通過(guò)兩種方法來(lái)確定。假定某個(gè)數據包的校驗和為1個(gè)字節長(cháng)。一個(gè)字節包含8個(gè)位，而每個(gè)位可能處于兩種狀態(tài)之一，從而共有256（28 ）種可能的組合。由于第一種組合等于零，一個(gè)字節的最大值為255。
如果數據包中其他字節的和為255或更低，則校驗和就是此值。
如果數據包中其他字節的和超出255，則校驗和是總值除以256后的余數。
讓我們看一個(gè)校驗和示例：
字節 1字節 2字節 3字節 4字節 5字節 6字節 7字節 8總值校驗和
2122325413524415179801,151127
1,151/256=4.496（四舍五入為4）
4x256=1,024
1,151-1,024=127
循環(huán)冗余校驗（CRC）——CRC在概念上類(lèi)似于校驗和，但它們使用多項式除法來(lái)確定CRC的值，其長(cháng)度通常為16或32位。CRC的優(yōu)勢在于它非常精確。如果有一個(gè)位不正確，CRC值就不匹配。校驗和與CRC都可以很好地防止傳輸中的隨機誤差，但對于避免您的數據受到有意攻擊而提供的保護很少。對稱(chēng)和公鑰加密技術(shù)則要安全得多。
所有這些過(guò)程結合在一起，為您提供所需的各種工具以確保通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送和接收的信息的安全性。事實(shí)上，通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )發(fā)送信息通常比任何其他發(fā)送方法都安全得多。電話(huà)（尤其是無(wú)繩電話(huà)）極易被竊聽(tīng)，特別是被不道德的人使用無(wú)線(xiàn)電掃描儀竊聽(tīng)。傳統郵件和其他物理介質(zhì)在到達目的地之前通常會(huì )由許多人經(jīng)手，從而增加了被損壞的可能性。了解加密，并確保您通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的任何機密信息的安全（切記“https”和掛鎖符號），會(huì )讓您更放心。
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