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基于当前信息安全与数学科学研究论文
摘要：随着时代的进步与发展, 我们的生活中离不开科学技术提供的支持, 当前处于大数据时代, 数据的丢失以及损坏对个人信息与财产的安全性有很大的威胁, 甚至一些信息的泄露对整个国家的存亡都有一定的影响, 做好信息安全的保障, 是实现大数据时代稳定发展的重要工作。当前信息安全应该得到社会上的重点关注, 加强信息的管理与安全措施, 需要从多方面进行入手, 改善数据存储和信息保密的结构方式, 使得信息化建设全面发展。本文基于当前信息安全问题应用数学科学方面的研究进行一定的结合分析, 研究二者之间存在的关系及影响意义, 提出参考建议。
关键词：信息安全; 数学科学; 密码算法; 科学研究;
一、密码的算法分析
由于信息安全需要管理人员设置密码程序便于管理和防范, 密码的算法就是保障信息安全中非常重要的一个组成部分。密码算法一般来说是用来表示一个用于加密、一个用于解密的函数关系式。在密码中, 这二者分别受到两种密钥的管理, 加密密钥用于管理加密的算法, 解密密钥用来管理解密的算法。密钥其中含有非常大的存储空间, 也可以称之为密钥的取值范围。密码系统则是算法和明文、密钥组成的一个较为完整的体系, 在这个体系中需要较为完好的保密措施, 确保其结构和内容不被泄漏。
如果一种密码的使用范围在不断地发生变化, 其使用人群也有很大的变化, 密码就不能被这样的人群所使用了, 否则会逐渐丧失其保密性, 引发信息安全问题。如果一个用户不再使用这一密码时, 使用这一体制的密码用户需重新设置密码算法, 较为繁琐。在当前的科技水平角度来看, 算法的运行成本并不低廉, 需要耗费各方面的资源, 所以算法的有效利用是提高算法运行成果的重要方式。算法的成本相对较高, 运用密码则可以减少这种运行成本, 加强运行的执行力。
密钥的算法分为两种, 一种是对称密码, 也可以称其为传统密码。这种对称密码的密钥能够由一定的解决办法分析出来, 结构模式化, 密钥之间相互对应。另一种密钥算法是非对称算法, 这一种密钥算法和之前一种不同, 其密钥之间相互不对应, 不能通过得知解密密码或加密密码中的一种推算出来另一种。但密钥算法都是有办法找到破解方式的, 相对来说一个结构和内容较好的密钥较难破解, 而设计中设计师需要找到更为灵活的密钥设置方式, 加强密钥的结构, 从数学角度出发寻找更为合理的方式。
二、密码与数学之间的关系
众所周知, 数学分为较多的分支学科, 例如代数学、分析数学、几何数学等等, 这些数学与电脑技术之间也存在一些联系, 例如计算代数、量子计算等等需要通过计算机技术的辅助来减少计算量, 精确计算结果达到较为精准的数学答案。数学在电子科技中也有应用, 就如同本文中讲述的信息安全密钥的编写就要利用到一些数学知识与计算方式。总体来说, 这二者之间相互促进、相互作用, 二者在发展中都离不开对方的帮助。下面通过几个较为典型的案例, 简单对二者之间的几种关系进行分析。
三、序列密码与数学之间的关系
序列密码是密码中非常重要的一种单钥密码, 属于前文中的对称密码, 其密钥之间相互对应, 求解其中一个需要另外一个密钥即可得出。其进行加密的主要中心是先进行伪装, 创造出来一个密钥序列, 作为一种迷惑机制。这种迷惑机制在密钥的设置中运用的非常广泛, 居多的序列密码进行加密时都是经过此列设计完成。
序列密码的编写中需要注意的是其中的顺序结构, 数学科学中有较为完整的对应形式, 编写者根据数学基础对其进行序列编写, 减少密钥编写中的误差。
四、密钥管理与数学
现今的科学技术高速发展的时代, 密码的管理问题问题越来越多, 由于科技手段的提升, 密钥的加密性能和防破解机制逐渐趋于完善, 但仍然不能避免起重要一定的漏洞和缺陷, 使得破解者找到机会有机可乘, 进而将密码破解, 特备是较为重要的密钥管理中, 需要注意的事项居多, 管理起来也有一定的难度。当然, 如果密钥使用者总是更换密钥, 其安全性能在很大程度上得到提升, 但由于现实中使用者对密钥的更换频率较低, 所以提升密钥的加密和防破解性能才是保障用户使用的重要方法。密钥管理包含密钥的生成、储存、传输、使用、更新、销毁等等内容, 管理中需要进行的步骤较多, 本文中仅对怎样增加密钥的储存效果进行分析。
密钥共享是一种保障其安全性和存储的重要方法, 将密钥分为几段掌握在几个人手中, 只有这几个人都将密钥片段交出时才能得到问政的密钥, 就算不慎丢失其中一部分也不会对其安全性造成较大的影响。这样的方式就好比是数学中的集合概念, 各密钥片段分别是整个的子集, 而整个密钥则是包含这些密钥片段子集的整体集合。这样的方式可以设置一个密钥共享的限制, 主要限制其管理中的最大管理限度。例如, 由30个字符构成的密钥系统中, 最大权限管理部分应该不超过15个, 这就代表密钥系统中其中的15个不能确保其是否在安全范围内。为了防止密钥的泄露或掌握密钥者的反叛, 管理者需要对其加以限制, 规定每一个不确定部分的掌握数量不超过一定数额, 减少密钥大部分丢失的可能性, 增加密钥的可信度与完整性。
五、结语
密钥作为一个信息管理中不可缺少的实用性工具, 需要完善其整体构建机制和管理方法。数学科学思想在密钥的共享和密钥的安全性保障上的作用较大, 是其设计和管理的基础, 数学学者进行密钥研究也在不断地推动信息安全的提升和新的管理模型建立, 更为复杂的数学计算方法可能会在未来研究出更加有效地密钥系统, 将密钥的共享性得以完善, 提升其综合性能, 保障其使用者的信息安全, 减少社会上的诈骗、信息偷窃等行为, 建立良好的网络体系。
参考文献
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