计算机信息网络安全技术现状与发展方向研究

　　王小华

　　【摘 要】信息时代的浪潮下，计算机信息网络已成为推动社会进步与发展的关键力量，然而，随着网络的普及和人们对其依赖性的增加，网络安全问题也日益凸显，从数据泄露到网络诈骗，从恶意软件到黑客攻击，各类安全隐患频频出现。本文结合笔者实践研究，分析了当前计算机信息网络安全的现状与挑战，并探讨了常见的计算机网络安全技术，对其未来发展方向进行了论述。

　　【关键词】计算机；信息网络安全；技术应用；发展

　　一、计算机信息网络安全的现状与挑战

　　（一）当前主要的网络安全威胁

　　网络安全威胁对于个人、组织乃至国家的信息安全带来了严峻挑战。首先，病毒、木马与恶意软件如同网络世界中的“寄生虫”，悄无声息地侵入计算机系统，它们往往隐藏在看似无害的文件或链接中，一旦用户不慎点击，这些恶意程序便会迅速扩散，破坏系统、窃取数据甚至进行敲诈勒索。其次，黑客利用系统漏洞、弱密码或社交工程手段非法侵入他人的计算机系统，窃取机密信息、篡改数据或进行破坏活动，不仅会导致个人隐私泄露，还可能危及国家安全和社会稳定。再次，近年来钓鱼网站与诈骗信息层出不穷，它们往往伪装成正规机构或知名企业的官方渠道，诱骗用户输入个人信息或进行转账操作。最后，数据泄露与身份盗用也是当前非常严重的网络安全问题，由于许多网站和应用的安全措施不到位，用户的个人信息很容易被黑客窃取并用于非法活动，不仅导致用户的财产和声誉受损，还可能引发一系列的法律和道德问题。除了上述威胁外，分布式拒绝服务（DDoS）攻击、内部威胁以及供应链攻击等也是当前不容忽视的网络安全威胁。DDoS攻击借助于重复性请求导致服务器出现拥堵，不能够给用户带来稳定服务；内部威胁则可能由于员工的不满或疏忽导致数据泄露；而供应链攻击则针对供应链中的薄弱环节进行渗透和破坏[1]。

　　（二）现有安全防护措施的局限性

　　第一，防火墙和入侵检测系统虽然能够阻挡一部分外部攻击，但它们对于内部威胁和已经渗透入网络的攻击却束手无策，同时这些系统也可能会产生误报或漏报的情况，影响防护效果和用户体验。第二，加密技术虽然在一定程度上保护了数据的传输和存储安全，但随着计算能力的提升和加密算法的不断被破解，其安全性也受到了严重的挑战。此外加密密钥的管理和分发也是一个棘手的问题，如果密钥丢失或泄露，将直接导致数据的安全受到威胁。第三，传统的用户名和密码组合方式由于其固有的弱点和易受到攻击的特性，已经无法满足当前的安全需求，尽管多因素身份验证和生物识别技术等新方法正在逐渐取代传统方法，但它们也面临着成本、可用性和隐私保护等方面的难题。除了上述局限性外，为了应对不断出现的安全漏洞和威胁，软件和硬件供应商会定期发布安全更新和补丁，但由于系统复杂性和兼容性等问题，这些更新和补丁可能无法及时应用到所有系统上，即使应用了更新和补丁，也可能因为配置错误或人为疏忽而导致安全问题依然存在。

　　二、计算机信息网络安全技术

　　（一）防火墙技术

　　1.包过滤防火墙

　　包过滤防火墙作为初代防火墙，通常设置于网络层，借助于查看数据包的源IP和目的IP，监测源端口以及目的端口等相关信息，从而控制数据包能否顺利进入网络。这一防火墙技术的突出特点在于运行效率高，并且对用户是透明的，但是它无法识别同一IP地址的不同用户，也很难防范地址欺骗和拒绝服务攻击等。此外，因为该防火墙只针对数据包的报头信息予以监测和查看，不能够准确识别源自应用层的入侵。

　　2.状态监测防火墙

　　状态监测防火墙也称为动态包过滤防火墙，应用在数据链路层和网络层之间，能够从根本上防止了安全策略所不许的通信，且针对数据包的行为进行监控，并具有审查跟踪能力。状态监测防火墙对通过其的网络连接和状态进行监控，并记录下这些连接的状态信息，当一个新的连接请求到达时会检查该连接的状态信息，如果连接是合法的，则会允许该连接通过。与包过滤防火墙相比，状态监测防火墙安全性更高但处理速度相对较慢[2]。

　　3.应用层防火墙

　　应用层防火墙一般设置于OSI的应用层，能够对往返于网络的数据包实施拦截，同时识别应用层协议（如HTTP、FTP等），从而识别并阻断恶意代码的传播。与上述两种防火墙不同，应用层防火墙能够深入理解应用层协议，并根据协议内容来决定是否允许数据包通过，能够更有效地防范基于应用层的攻击，如SQL注入、跨站脚本攻击等。

　　（二）入侵检测系统（IDS）与入侵防御系统（IPS）

　　1.IDS与IPS的工作原理

　　IDS作为一种被动的安全技术，它的主要功能是对网络流量予以实时监测，避免出现异常现象或可能发生的攻击，IDS的工作原理是对网络数据进行深度包检测，通过对比已知的攻击模式或异常行为模式，进而发现潜在的威胁。一旦检测到可疑活动会生成警报，通知管理员进行进一步调查，但它只能提供检测功能，而无法直接对攻击进行防御或阻断。与IDS不同，IPS则是一种更为主动的安全技术，它不仅能够检测网络中的威胁，还能在发现威胁时主动进行阻断，从而防止攻击对网络系统造成实际损害。通过深入分析网络流量，识别并阻断任何恶意的或不符合安全策略的数据包。

　　2.IDS与IPS的优缺点分析

　　IDS的优点在于能够全面监控网络流量，提供对网络安全的整体视图，并通过警报系统及时通知管理员潜在的威胁，但它无法主动阻断攻击，只能依赖管理员的手动干预，同时IDS可能会产生误报，导致不必要的恐慌和资源浪费。相比之下，IPS的优点在于主动防御能力，在发现威胁时立即进行阻断，有效地保护网络系统免受攻击，但它可能会对网络性能产生一定的影响，特别是在处理大量网络流量时[3]。

　　（三）数据加密技术

　　1.对称加密技术

　　对称加密技术属于依靠同样密钥实施加密与解密的技术，其主要特点是加密及解密效率高，算法较为简单，不会造成大量的计算负担，然而其实际安全程度一般由密钥所决定。所以在实际应用对称加密技术时必须确保密钥在传输和存储过程中的安全性。当前较为普遍的对称加密算法有DES以及AES等，借助于数学运算以及数据变换，能够把明文转化成密文，有效提升数据的保密程度。

　　2.非对称加密技术

　　非对称加密技术使用两个密钥：公钥可以公开分享，而私钥必须严格保密。这种加密方式的优势在于其提供了更高的安全性，即使公钥泄露，攻击者也无法轻易解密数据。非对称加密技术在许多场景中都有广泛应用，如HTTPS协议中的SSL/TLS握手过程就使用了非对称加密技术来建立安全的通信通道，同时该技术也能够运用到数字签名或者身份验证中来。一般来说非对称加密有RSA以及ECC等，依托于各种数学原理如大数分解或者离散对数，使得在没有私钥的情况下解密数据变得极其困难。

　　3.混合加密技术

　　该技术同时具备上述两种加密技术的特征，它依靠对称加密算法得到随机对称密钥，同时借助这一密钥将明文进行转化，再选择非对称加密算法内的公钥实施加密。接收方成功收取密文后，选择自身持有的私钥解密得到对称密钥，最终借助该对称密钥对密文实施解密，顺利获取明文。

　　混合加密技术的优势在于它既保证了加密的高效性（通过对称加密实现），又确保了密钥传输的安全性（通过非对称加密实现），目前它已经被广泛应用于需要高安全性和高效率的场景，如电子商务、在线支付等[4]。

　　（四）身份认证技术

　　1.多因素身份验证方法

　　多因素身份验证方法通过结合多种验证手段，显著增强了身份验证的安全性。在过去，用户身份的确认往往依赖于单一的验证方式如密码，但容易被破解或盗取，多因素身份验证则采用了更加全面的策略，通常涵盖用户所知、用户所有和用户本身的特征。除了密码还需要用户的指纹信息或手机收到的动态验证码等，验证过程的多层次性让非法访问变得更为困难，有效地保护了用户的隐私和数据安全。

　　2.单点登录与联合身份验证

　　与多因素身份验证关注个体用户的身份验证不同，单点登录（SSO）技术着眼于提升用户体验和系统效率。在企业或组织内部，员工可能需要访问多个应用或服务，如果每个应用都需要单独登录，不仅会降低工作效率，还增加了密码管理的复杂性。应用单点登录有效解决了这一问题，它允许用户在一次登录后即可无缝访问所有授权的应用，不仅简化了用户操作，还降低了因密码丢失或被盗的风险。在多元化的网络环境中，用户可能需要在多个系统或服务间进行身份验证，联合身份验证借助于构建信任关系以及共享身份验证信息，确保用户可以在各个系统间借助一致的凭证实施登录，不仅提升了用户体验，还加强了系统间的互操作性。

　　三、计算机信息网络安全技术的发展方向

　　（一）人工智能与机器学习在网络安全中的应用

　　1.智能威胁检测与预防

　　传统的安全防御手段往往针对现有的安全威胁采取既定的防御措施，而人工智能和机器学习技术可以通过对大量网络流量和行为的深度学习，自动识别出异常模式和潜在威胁。比如对网络流量进行实时监测，机器学习模型能够顺利监测到存在异常的流量，第一时间发现并阻止潜在的攻击行为。

　　2.自适应安全防护策略

　　传统的安全防护策略往往是静态的，难以应对不断变化的网络环境，基于人工智能和机器学习的自适应安全防护策略则能够根据实际情况动态调整安全策略，有效处理好可能出现的安全威胁，比如按照实际网络状态，及时控制安全策略配置，极大提高安全防护的针对性和有效性。

　　（二）区块链技术在信息网络安全中的应用

　　1.分布式账本与数据完整性保护

　　区块链技术通过分布式账本的方式记录数据，确保数据的完整性和真实性。又因为区块链内部存在的数据往往分散存在于网络中的相关节点，因此即使部分节点遭受攻击或出现故障，也不会影响整个网络的数据完整性，这种特性让区块链技术在保护重要数据和防止数据篡改方面具有显著优势。

　　2.智能合约与安全审计

　　智能合约属于区块链技术中的重要组成部分，它可以自动执行预定义的操作和条件，在安全审计方面，智能合约可以自动记录和验证网络中的安全事件，确保安全策略的严格执行，此外它还可以用于构建去中心化的安全审计系统，提高安全审计的透明度和可信度。

　　（三）零信任网络架构的发展

　　1.持续的身份验证与授权

　　零信任网络架构需要对全部用户以及网络中的相关设备实施持续性的身份验证，必须顺利通过验证才可以获得访问权限，持续进行身份验证以及授权能够避免不符合资格的外部访问，有效防范可能出现的安全隐患。

　　2.网络微隔离与数据保护

　　对零信任网络架构而言，其中包含若干细分区域，各个区域拥有匹配的安全策略及访问控制要求，借助微隔离的方式可以有效防止安全威胁的扩散和传播，同时保护敏感数据不被泄露或滥用。

　　（四）隐私保护技术的创新

　　1.差分隐私技术

　　差分隐私技术属于以数据扰动为前提的网络安全技术，借助于配备随机噪声对原始数据进行干扰，保护个人隐私不被泄露。该技术可以在保护个人隐私的同时保留数据的统计特性和可用性，为大数据分析和挖掘提供了有效的隐私保护手段。

　　2.同态加密与多方安全计算

　　同态加密能够对加密数据实施计算后顺利获取结果，无需对数据进行解密，以保护数据的机密性和完整性，同时支持在加密状态下对数据进行处理和计算。多方安全计算能够让若干参与方在保护自身数据信息的基础上同时对某一函数结果予以计算，为多方协作和数据处理提供了安全的计算环境。

　　结语

　　总而言之，在数字化时代背景下，信息网络的安全问题成为一个必须充分关注和重视的课题，本文研究对现阶段较为普遍的网络安全技术展开探讨，并分析了其未来发展方向，旨在为计算机信息网络安全保护提供更多参考。我们必须认识到，只有持续加强技术研发、完善法规政策、提升公众安全意识，才能构筑起更加牢固的网络安全防线，推动信息技术的可持续发展，最终实现网络空间的绿色与安全。

　　参考文献：

　　[1] 李美娟.虚拟专用网络技术在计算机网络信息安全中的应用[J].无线互联科技,2022,19(24):103-105.

　　[2] 孙玮.大数据背景下计算机网络信息安全及防范策略研究[J].数字通信世界,2022(12):169-171.

　　[3] 林杰.互联网医疗中的信息安全和隐私保护策略分析[J].电子元器件与信息技术,2022,6(12):218-221.

　　[4] 梁超强.大数据时代计算机网络信息安全与防护研究[J].大众科技,2022,24(12):1-3.