数字化转型中的数据安全与隐私保护技术研究.pdf

Telecom Power Technology 125 Aug.10,2023,Vol.40 No.15 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.15.040数字化转型中的数据安全与隐私保护技术研究施 骅（江苏鑫源烟草薄片有限公司，江苏 淮安 223000）摘要：随着数字化转型的快速发展，数据安全和隐私保护成为企业和组织面临的重要挑战。基于该背景，研究数字化转型中的数据安全与隐私保护技术，并提供详细的论述和分析过程，以促进数字化转型过程中的数据安全与隐私保护，从而为相关领域的研究和实践提供参考。关键词：数据安全；隐私保护；数字化转型Research on Data Security and Privacy Protection Technology in Digital TransformationSHI Hua(Jiangsu Xinyuan Tobacco Sheet Co.,Ltd.,Huaian 223000,China)Abstract:With the rapid development of digital transformation,data security and privacy protection have become important challenges for enterprises and organizations.Based on this background,research on data security and privacy protection technologies in the digital transformation,and provide a detailed discussion and analysis process,can promote data security and privacy protection in the digital transformation process,and provide reference for research and practice in related fields.Keywords:data security;privacy protection;digital transformation0 引 言随着数据的快速增长和广泛应用，数据安全和隐私保护问题日益重要1。数字化转型中的数据安全和隐私保护技术是保护个人和组织免受数据泄露、未经授权访问和滥用的关键。数据安全涉及保护数据的完整性、机密性和可用性，以防止数据丢失、破坏或被未经授权的实体访问。隐私保护涉及对个人身份和敏感信息的保护，确保个人数据的合法收集和合规使用2。基于该背景，研究数字化转型中的数据安全与隐私保护技术，并提出相关问题的解决方案，以应对日益复杂的安全和隐私挑战。1 数据安全保护技术1.1 数据分类和标识通过合理的数据分类和标识，能够更好地管理和保护数据资产，确保数字化转型过程中的数据安全和隐私保护3-5。数据分类是将数据按照属性和特征进行划分和归类的过程。假设有一个数据集 D，包含 n 个样本，每个样本可以表示为 D=x1,x2,xi,xn（1）式中：xi为一个包含 m 个属性的向量，表示第 i 个样本的属性。数据分类可以用一个分类函数 f 来描述，表示将样本映射到不同的类别或标签。分类函数可以表示为 f X1 Y（2）式中：X1为属性空间；Y 为类别空间。通过分类函数f，可以将数据集 D 中的样本划分为不同类别。数据标识是为了识别和跟踪数据的唯一性和身份，通常使用标识符或标签来表示。假设有一个数据集 D，其中的每个样本都具有唯一的标识。使用一个标识函数 g，为每个样本生成唯一的标识符。标识函数可以表示为 g X2 I（3）式中：X2为样本空间；I 为标识符空间。通过标识函数 g，可以为数据集 D 中的每个样本分配唯一的标识符，使其在整个数字化转型过程中可以被唯一识别。1.2 数据加密技术数据加密技术通过使用数学算法和密钥，可以将数据转化为无法理解和解读的形式，从而确保数据的保密性。本研究选择高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）进行说明。假设 M 为明文数据，K 为密钥，E_AES为 AES 加密算法，C 为生成的 AES 密文，则数据加密过程可以表示为 C=E_AES(M,K)（4）式中：C 为生成的 AES 密文。AES 加密算法 E_AES使用密钥 K 置换、替换和混淆明文 M，从而生成 AES密文 C。AES 加密算法的具体实现需要考虑多个参数和收稿日期：2023-06-06作者简介：施 骅（1991），男，江苏淮安人，本科，电子信息工程师，主要研究方向为数字化转型、云计算、应用系统建设。2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期Aug.10,2023,Vol.40 No.15Telecom Power Technology 126 细节，包括密钥长度、初始向量、模式以及填充方式等。（1）AES 支持多种密钥长度，包括 128 位、192位和 256 位。密钥长度越长，提供的安全性越高，但增加了计算成本。实际应用中，应根据安全需求和性能要求选择适当的密钥长度。（2）密文分组链接（Cipher Block Chaining，CBC）模式中，每个数据块的加密都依赖于前一个数据块的密文和当前数据块的明文。为增加密码强度和安全性，需要给每个加密过程指定唯一的初始向量。初始向量应随机生成，并在加密和解密过程中正确传递。（3）除了 CBC 模式，AES 还支持其他加密模式，如电子密码本（Electronic Code Book，ECB）和计数器模式。此外，需要选择适当的填充方式。1.3 访问控制和身份验证访问控制用于确保只有经过授权的用户可以访问特定数据和资源，而身份验证用于验证用户的身份信息。（1）资源标识。为每个受保护的资源分配唯一的标识符。假设一组资源为 R=r1,r2,ri,rn，其中ri为第 i 个资源。（2）用户认证。用户认证用于验证用户的身份信息，确保其合法性和真实性。用户提供的身份信息可以是用户名和密码、生物特征（指纹和虹膜等）或其他认证因素。用户提供的身份信息为 U=u1,u2,ui,un，其中 ui为第 i 个身份信息。（3）授权策略定义。授权策略可以基于用户的角色、组织结构或其他属性来定义。设授权策略为 A，则 A=a1,a2,ai,an，其中 ai为用户对第 i 个资源的访问权限。（4）访问请求和验证。当用户请求访问某个资源时，系统会验证其身份信息，并根据授权策略确定是否授予访问权限。当用户请求访问资源 ri时，系统会验证用户身份信息 U，并检查授权策略 A，以确定是否授予访问权限。身份验证是验证用户所提供身份信息的过程，以确保其合法性和真实性。常见的身份验证方法如下。（1）密码验证。用户输入密码，系统比对存储的加密密码来验证用户的身份。用户输入的密码为P，系统存储的加密密码为 P，验证用户身份的过程即判断两者是否相等。若 P=P，则验证通过；否则，验证失败。（2）生物特征验证。将用户的生物特征（指纹和虹膜等）与事先注册的生物特征进行比对，以验证用户身份。用户的生物特征为 B，事先注册的生物特征为 B，验证用户身份的过程即判断两者是否相等。若 B=B，则验证通过；否则，验证失败。（3）双因素认证。结合2种或多种身份验证方法，如密码与生物特征的结合，可以提高身份验证的安全性。双因素认证即 P=P 且 B=B。1.4 安全漏洞管理和数据备份恢复1.4.1 安全漏洞管理安全漏洞管理的目标是及时发现、评估和修复漏洞，以减少潜在的安全威胁。安全漏洞管理的关键步骤如表 1 所示。1.4.2 数据备份恢复数据备份恢复是确保在数据丢失、损坏或遭受攻击时能够恢复数据完整性和可用性的关键措施。需要制定合理的数据备份策略，包括备份频率、备份位置、备份类型等。根据数据的重要性和业务需求，可以采用全量备份、增量备份或差异备份等方式。按照备份策略的要求，定期备份数据。备份应涵盖关键数据、系统配置和数据库等，以确保在数据损坏或丢失时能够进行恢复。定期进行数据恢复测试，验证备份数据的完整性和可用性。通过模拟数据丢失或损坏的情况，确保备份和恢复过程能够正常进行。制定灾难恢复计划，包括数据备份的存储位置、备份恢复的流程和责任分工等。灾难事件发生时，能够快速恢复数据并保证系统正常运行，持续监测备份过程和备份数据的完整性，表 1 安全漏洞管理关键步骤步骤描述内容漏洞识别通过安全审计、漏洞扫描和漏洞报告等手段，识别系统中存在的安全漏洞，包括软件漏洞、配置错误、访问控制问题等安全审计漏洞扫描漏洞报告漏洞评估评估识别的漏洞，确定其严重性和潜在影响，包括评估漏洞的利用难度、可能引发的风险以及可能的影响范围漏洞利用难度评估 风险评估影响范围评估漏洞修复制定漏洞修复计划，并及时修复已识别的漏洞，包括软件更新、配置调整、补丁安装等，且修复后需要进行验证测试以确保漏洞已被彻底修复制定修复计划软件更新配置调整补丁安装验证测试漏洞监测与响应建立漏洞监测机制，持续监控系统中的新漏洞和安全威胁，对于新发现的漏洞，需要及时响应并采取相应的修复措施建立漏洞监测机制制定响应流程 采取修复措施 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期 127 Telecom Power TechnologyAug.10,2023,Vol.40 No.15 施 骅：数字化转型中的数据安全 与隐私保护技术研究同时需要及时更新备份策略和技术，以适应业务需求和数据安全的要求。2 隐私保护技术数字化转型带来许多机遇，但同时带来了数据安全和隐私保护方面的挑战。（1）数字化转型使得组织能够收集、存储和处理大量的数据，包括个人敏感信息。这需要强大的数据存储和处理能力，同时增加了数据泄露和滥用的风险。（2）随着数据量的增加，数据泄露和安全漏洞成为一个严重的威胁。黑客攻击、内部数据泄露、恶意软件等都可能导致组织的敏感数据被泄露或遭受损害。（3）随着隐私保护法规的不断加强，组织需要遵守各种合规要求，如通用数据保护条例（General Data Protection Regulation，GDPR）、加利福尼亚消费者隐私法案（California Consumer Privacy Act，CCPA）等。确保数据处理的合法性、透明性和用户权利的保护，需要组织投入大量的资源和技术来满足这些要求。（4）数字化转型使得跨境数据传输成为常态，但不同国家和地区对数据保护的要求和标准存在差异。组织需要面对跨境数据传输的法律要求和合规挑战，确保数据在传输过程中的安全和合法性。数据脱敏技术隐私保护是一种将敏感数据转换为不可逆形式的技术，目的是保护数据隐私。常用数据脱敏技术如表 2 所示。表 2 常用数据脱敏技术数据脱敏技术操作步骤哈希函数步骤 1：选择哈希函数 H步骤 2：对于敏感数据 D，计算哈希值 h=H(D)步骤 3：替换原始数据 D 为哈希值 h，即 D h加密算法步骤 1：选择加密算法 E 和密钥 K步骤 2：对敏感数据 D 进行加密操作，得到密文 C=E(D,K)步骤 3：存储或传输密文 C，原始数据 D 保持保密数据扰动步骤 1：定义数据扰动规则步骤 2：对于敏感数据 D，根据扰动规则，生成扰动后的数据 D，即 D=扰动规则(D)步骤 3：替换原始数据 D 为扰动后的数据 D，即 D D假设有一组包含真实姓名的数据集，即 D=John Smith,Alice Johnson,Mike Brown（5）一种常见的脱敏方法是使用泛化或替换技术，将真实姓名转换为模糊的、不可直接识别的形式。步骤 1：选择泛化规则。例如，将姓氏保留首字母，名字保留首字母，并用星号（*）替代其余部分。步骤 2：对于数据集中的每个姓名数据 D 应用泛化规则，得到脱敏后的数据 D。步骤 3：使用脱敏后的数据 D 替换原始的姓名数据 D。应用脱敏方法后，原始数据集 D 中的姓名数据变为脱敏后的数据集 D，即 D=J*S*,A*J*M*B*（6）通过脱敏技术，原始数据中的真实姓名得到了模糊化处理，保护了个人的隐私信息。实际应用中，根据具体的隐私保护需求和法规要求，可以选择不同的脱敏方法和规则进行数据脱敏操作。3 结 论探讨多种数据安全保护技术，包括数据分类和标识、数据加密技术、访问控制和身份验证机制、安全漏洞管理以及数据备份恢复策略，同时基于隐私保护技术详细研究数据脱敏方法，为数字化转型中的数据安全和隐私保护提供更深入的理解，以指导组织和决策者采取有效的措施保护数据和隐私。参考文献：1 张红臣.基于大数据背景下的社交网络用户数据安全保护探析 J.电脑知识与技术，2022，18（28）：69-71.2 张 琳，常 潇，常 玲，等.移动互联网时代数据安全关键问题分析及对策 J.电信工程技术与标准化，2022，35（3）：53-57.3 陈嘉乐，张佳乐，杨子路，等.面向用户数据和模型数据的隐私保护技术 J.指挥信息系统与技术，2022，13（6）：95-100.4 吕东伟，张 颖，江 锋.浅析基于大数据业务集成系统的数据安全保护 C/第三十四届中国仿真大会暨第二十一届亚洲仿真会议论文集，2022.5 张 娜，侯雅楠.数据隐私保护与信息安全问题研究 J.办公自动化，2023，28（1）：6-8.