数据通信原理及安全应用技术

何斌

关键词：数据通信，网络协议，安全

1.数据通信的原理

（1）数据通信。数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，分为有线数据通信与无线数据通信。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

（2）数据通信的构成原理。为了实现数据通信，必须进行数据传输，即将位于一地的数据源发出的数据信息通过传输信道传送到另一地数据接收设备。数据终端DTE有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TELETEX)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成，如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器(MODEM)，它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。

2.数据通信的网络协议

(1)计算机网络。计算机网络(computernetwork)，就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享，如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分，分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。internet是世界上最大的网际网；广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络，全国公安系统的信息中心互联起来，也是一个广域网。广域网一般分布距离在100～1000公里之间；城域网又称为都市网，它的覆盖范围一般为一个城市，方圆不超过10～100公里；局域网的地理分布则相对较小，如一栋建筑物，或一个单位、一所学校，甚至一个大房间等。局域网是目前使用最多的计算机网络，一个单位可使用多个局域网，如财务部门使用局域网来管理财务账目，劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。

(2)网络协议。网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言，网络协议很多，有面向字符的协议、面向比特的协议，还有面向字节计数的协议，但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。TCP/IP实际上是一种标准网络协议，是有关协议的集合，它包括传输控制协议(transportcontrolpro-tool)和因特网协议(internetprotocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据，IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性，现已成为internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层：a.网络接口层：负责接收和发送物理帧；b.网络层：负责相邻节点之间的通信；c.传输层：负责起点到终端的通信；d.应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据。

3.数据通信的安全应用技术

在利用互联网或其他通信系统进行数据通信时，系统本身对于信息的保密措施和安全性往往考虑得并不完备，由此引起的安全问题也就日益严重。数据通信中通常采用以下几种安全加密技术来解决其应用中遇到的安全问题：

(1)数字信封。数字信封技术结合了秘密密钥加密技术和公开密钥加密技术的优点，可克服秘密密钥加密时秘密密钥分发困难和公开密钥加密时加密时间长的问题，使用两个层次的加密来获得公开密钥技术的灵活性和秘密密钥技术的高效性，从而保证信息的安全性。

(2)数字签名。数字签名用来保证信息传输过程中信息的完整性以及提供信息发送者的身份认证和不可抵赖性。使用公开密钥算法是实现数字签名的主要技术。使用公开密钥算法实现数字签名的技术，类似于公开密钥加密技术。

(3)双重数字签名。双重签名是为了保证在事务处理过程中三方安全地传输信息的一种技术，用于三方通信时的身份认证和信息完整性、交易防抵赖的保护。

(4)身份认证技术。身份认证是指对电子商务业务参与者的认证过程。在公共网络上的认证，从安全角度分有两类：一类是请求认证者的秘密信息(如口令)，并在网上进行传送的口令认证方式；另一类是使用公开密钥签名算法而不需要在网上传送秘密信息的认证方式，这类认证方式中包括数字签名认证方式和挑战响应(Challenge-Response)认证方式。

4结束语

数据通信可实现计算机和计算机、计算机和终端以及终端与终端之间的数据信息传递，是继电报、电话业务之后的第三种最大的通信业务。展望未来，通信网络将向着综合业务数字网方向发展，数据、语音、图像等各种数据通信在各个层次、各个领域得到综合利用。

参考文献：

[1]高传善译.数据通信与网络教程[M].北京：机械工业出版社，2005

[2]雷震洲，杨然.数据通信发展现状与展望(下)[J].中国数据通信，2001