CN104410616A - 数据加密、解密、传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种数据加密、解密、传输方法和系统，其中数据加密方法包括：预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。本发明提高了加密安全性。

Description

数据加密、解密、传输方法和系统

技术领域

本发明涉及加密技术领域，特别是涉及一种数据加密、解密、传输方法和系统。

背景技术

加密技术是最常用的安全保密手段，利用技术手段把重要的数据变为乱码(加密)传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原(解密)。加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。常用的算法有DES、Blowfish、RC5、IDEA，密钥固定，长度在40bit～～168bit的范围。非对称密码体制的特点是算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。常用的算法有RSA、Elgamal、Rabin、D-H及背包算法。

目前，数据加密方法中往往采用对称加密，加密过程中往往将加密算法和密钥发送至接收端，或者将密钥发送至接收端，无法保证加密算法和密钥的安全性，这种加密解密方式安全性低。

发明内容

基于此，有必要针对数据加密安全性差的问题，提供一种数据加密方法和系统。

一种数据加密方法，包括：

预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。

一种数据加密系统，包括：

存储模块，用于预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

随机数生成模块，用于生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

加密密钥和算法确定模块，用于将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

数据加密模块，用于根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

随机数加密模块，用于获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。

上述数据加密方法和系统，通过事先预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；将生成的随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；进而对待加密数据的每个字节进行加密获得密文；对随机数进行加密获得密文对应的加密因子。从而不需要额外传送密钥信息和算法信息，算法计算处理简单快捷，对每个字节都进行加密，且每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，从而提高了数据加密的安全性。

基于此，有必要针对数据解密安全性差的问题，提供一种数据解密方法。

一种数据解密方法，包括：

预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号；

获取加密数据对应的密文及其加密因子；

获取加密因子的解密密钥和解密算法，对所述加密因子进行解密获得随机数；

将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；

根据每个字节对应的解密密钥和解密算法对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。

上述数据解密方法，事先预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号，对所述加密因子进行解密获得随机数；将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；进而对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。从而不需要额外接收密钥信息和算法信息，算法计算处理简单快捷，对每个字节都进行解密，且每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，从而提高了数据解密的安全性。

基于此，有必要针对数据传输安全性差的问题，提供一种数据传输方法。

一种数据传输方法，包括：

在发送端根据上述数据加密方法对待加密数据进行加密，并将加密后的密文及其加密因子发送至接收端；

在接收端根据上述对应数据加密方法的数据解密方法对接收的密文及其加密因子进行解密；

其中，数据解密方法中预存的解密密钥与数据加密方法中的加密密钥相同，并且编号相同；数据解密方法中预存的解密算法与数据加密方法中的加密算法一一对应，并且编号相同。

上述数据传输方法，通过事先在发送端预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；将生成的随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；进而对待加密数据的每个字节进行加密获得密文；对随机数进行加密获得密文对应的加密因子。在接收到预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号，对所述加密因子进行解密获得随机数；将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；进而对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。从而不需要额外传输密钥信息和算法信息，算法计算处理简单快捷，对每个字节都进行加密和解密，且每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，从而提高了数据传输的安全性。

附图说明

图1为本发明数据加密方法实施例的流程示意图；

图2为本发明数据加密系统实施例的结构示意图；

图3为本发明数据解密方法实施例的流程示意图；

图4为本发明数据解密系统实施例的结构示意图；

图5为本发明数据传输方法实施例的流程示意图；

图6为本发明数据传输方法具体应用实例示意图；

图7为本发明数据传输系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，为本发明数据加密方法实施例的流程示意图，包括步骤：

步骤S101：预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

可以事先预存相同个数的加密密钥和加密算法，然后对每个加密密钥进行编号，对每个加密算法进行编号。

步骤S102：生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

随机数的位数值是指随机数的位数的值。随机数的位数小于或等于加密密钥或加密算法的个数，在其中一个实施例中，为了节约成本，优选为随机数的位数同加密密钥或加密算法的个数相同。例如，可以设置随机数的位数为16位，设置加密密钥个数为16个，加密算法的个数为16个。当然，也可以是8个等其他数据。

步骤S103：将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

这里的预设运算规则可以是逻辑运算，简单的加减乘除运行，还可以是移位运算，预设运算规则目的是为了使每个字节有对应的加密密钥和加密算法，因此预设运算规则是根据待加密数据每个字节的排序号将随机数进行运算处理的一种规则。

将运算结果作为加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号可以对应确定该字节对应的加密密钥和加密算法。

步骤S104：根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

步骤S105：获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。

获取随机数的加密密钥和加密算法的方法有很多种，比如，可以预存一组随机数的加密密钥和加密算法，也可以从预存加密密钥和加密算法中选择固定的一组编号对应的加密密钥和加密算法作为随机数的加密密钥和加密算法。

本实施例通过事先预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；将生成的随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；进而对待加密数据的每个字节进行加密获得密文；对随机数进行加密获得密文对应的加密因子。从而不需要额外传送密钥信息和算法信息，算法计算处理简单快捷，对每个字节都进行加密，且每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，从而提高了数据加密的安全性。

在其中一个实施例中，本发明提供一种优选的确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法的方法，即：

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的加密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

对各所述加密密钥和加密算法进行编号步骤为从0开始编号，一直编号到k-1。

本实施例采用异或的逻辑运算，并将异或结果除以k取余，从而将结果限定在0到(k-1)范围内，此时，加密密钥的个数和加密算法的个数只需要同随机数的位数值相同即可。其中，异或的时候i可以采用二进制表示。采用这种逻辑运算方式确定每个字节的加密密钥的编号和加密算法的编号，可以提高加密过程中的安全性，同时计算简单快捷。

在另一个实施例中，还可以通过加减乘除的运算方式确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法的方法，即：

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

对各所述加密密钥和加密算法进行编号步骤为从0开始编号，一直编号到k-1。

本实施例采用加运算，并将加结果除以k取余，从而将结果限定在0到(k-1)范围内，此时，加密密钥的个数和加密算法的个数只需要同随机数的位数值相同即可。采用这种运算方式确定每个字节的加密密钥的编号和加密算法的编号，可以提高加密过程中的安全性，同时计算简单快捷。

在其中一个实施例中，为了进一步提高安全性，还提供一种确定随机数的加密密钥和加密算法的方法，即：

所述获取随机数的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号和加密算法的编号，并根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定对应的加密密钥和加密算法。

本实施例通过根据密文进行逻辑运算获得随机数的加密密钥和加密算法，则实现双向加密密钥和加密算法的确定(即根据随机数确定待加密数据的密钥和算法，根据待加密数据加密获得的密文确定随机数的密钥和算法)，可以大大提高加密安全性。

当然，根据密文进行运算获得随机数的加密密钥和加密算法的方法有很多种，不限于用本实施例提到的异或处理并除以k取余的方式，也可以用其他方式。例如，将所有密文相加，并处以k取余，将余数作为加密密钥和加密算法的编号。当然，也可以不除以k取余，直接将所有密文相加获得的值作为加密密钥和加密算法的编号，此时加密算法和加密密钥的个数就需要增多。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，未进行一一描述，因此上述实施方式中的各种技术特征的任意进行组合也属于本说明书公开的范围。

基于上述数据加密方法，本申请还提供一种数据加密系统，如图2所示，为本发明数据加密系统实施例的结构示意图，包括：

存储模块210，用于预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

随机数生成模块220，用于生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

加密密钥和算法确定模块230，用于将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

数据加密模块240，用于根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

随机数加密模块250，用于获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。

在其中一个实施例中，所述加密密钥和算法确定模块，用于将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

在另一个实施例中，所述加密密钥和算法确定模块，用于将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的加密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

在其中一个实施例中，所述随机数加密模块，还用于将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号和加密算法的编号，并根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定对应的加密密钥和加密算法。

本发明的数据加密系统与本发明的数据加密方法是一一对应的，上述数据加密方法实施例中的相关技术特征及其技术效果均适用于数据加密系统实施例中，在此不再赘述。

基于上述数据加密方法获得的密文及其加密因子，本实施例还提供一种数据解密方法，如图3所示，为本发明数据解密方法实施例的流程示意图，包括：

步骤S301：预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号；

可以事先预存相同个数的解密密钥和解密算法，然后对每个解密密钥进行编号，对每个解密算法进行编号。其中，预存的解密密钥与数据加密方法中的加密密钥相同，并且编号也相同；预存的解密算法与数据加密方法中的加密算法一一对应，并且编号也相同。

步骤S302：获取加密数据对应的密文及其加密因子；

这里的密文及其加密因子是上述数据加密方法获得的密文及其加密因子。密文是根据随机数确定每个字节的加密密钥和加密算法，将待加密数据的每个字节根据其对应的加密算法和加密密钥进行加密的数据。加密因子是将随机数进行加密获得的因子。

步骤S303：获取加密因子的解密密钥和解密算法，对所述加密因子进行解密获得随机数；

获取随机数的解密密钥和解密算法的方法有很多种，比如，可以预存一组随机数的解密密钥和解密算法，也可以从预存解密密钥和解密算法中选择固定的一组编号对应的解密密钥和解密算法作为随机数的解密密钥和解密算法。

步骤S304：将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；

这里的预设运算规则可以是逻辑运算，简单的加减乘除运行，还可以是移位运算，预设运算规则目的是为了找出密文每个字节对应的解密密钥和解密算法，因此数据解密方法中的预设运算规则与数据加密方法中的预设运算规则相同，这样才能找出对应的解密密钥和解密算法。

将运算结果作为解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法。

步骤S305：根据每个字节对应的解密密钥和解密算法对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。

本实施例事先预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号，对所述加密因子进行解密获得随机数；将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，从而确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；进而对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。从而不需要额外接收密钥信息和算法信息，算法计算处理简单快捷，对每个字节都进行解密，且每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，从而提高了数据解密的安全性。

在其中一个实施例中，本发明提供一种优选的确定密文的每个字节对应的解密密钥和解密算法的方法，即：

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

对各所述解密密钥和解密算法进行编号步骤为从0开始编号，一直编号到k-1。

本实施例采用异或的逻辑运算，并将异或结果除以k取余，从而将结果限定在0到(k-1)范围内，此时，解密密钥的个数和解密算法的个数只需要同随机数的位数值相同即可。采用这种逻辑运算方式确定密文的每个字节的解密密钥的编号和解密算法的编号，可以提高解密过程中的安全性，同时计算简单快捷。

在另一个实施例中，还可以通过加减乘除的运算方式确定密文的每个字节对应的解密密钥和解密算法的方法，即：

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

对各所述解密密钥和解密算法进行编号步骤为从0开始编号，一直编号到k-1。

本实施例采用加运算，并将加结果除以k取余，从而将结果限定在0到(k-1)范围内，此时，解密密钥的个数和解密算法的个数只需要同随机数的位数值相同即可。采用这种运算方式确定每个字节的解密密钥的编号和解密算法的编号，可以提高解密过程中的安全性，同时计算简单快捷。

在其中一个实施例中，为了进一步提高安全性，还提供一种确定加密因子的解密密钥和解密算法的方法，即：

所述获取加密因子的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号和解密算法的编号，并根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定对应的解密密钥和解密算法。

本实施例通过根据密文进行逻辑运算获得随机数的解密密钥和解密算法，则实现双向解密密钥和解密算法的确定(即根据密文确定加密因子的密钥和算法，根据加密因子解密后的随机数确定密文的密钥和算法)，可以大大提高解密安全性。

当然，根据密文进行运算获得加密因子的解密密钥和解密算法的方法有很多种，不限于用本实施例提到的异或处理并除以k取余的方式，也可以用其他方式。例如，将所有密文相加，并处以k取余，将余数作为解密密钥和解密算法的编号。当然，也可以不除以k取余，直接将所有密文相加获得的值作为解密密钥和解密算法的编号，此时加密算法和加密密钥的个数就需要增多。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，未进行一一描述，因此上述实施方式中的各种技术特征的任意进行组合也属于本说明书公开的范围。

基于上述数据解密方法，本申请还提供一种数据解密系统，如图4所示，为本发明数据解密系统实施例的结构示意图，包括：

存储模块410，用于预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号；

接收模块420，用于获取加密数据对应的密文及其加密因子；

加密因子解密模块430，用于获取加密因子的解密密钥和解密算法，对所述加密因子进行解密获得随机数；

解密密钥和算法确定模块440，用于将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；

密文解密模块450，用于根据每个字节对应的解密密钥和解密算法对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。

在其中一个实施例中，解密密钥和算法确定模块，用于所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

在另一个实施例中，解密密钥和算法确定模块，用于所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

在其中一个实施例中，加密因子解密模块用于将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号和解密算法的编号，并根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定对应的解密密钥和解密算法。

本发明的数据解密系统与本发明的数据解密方法是一一对应的，上述数据解密方法实施例中的相关技术特征及其技术效果均适用于数据解密系统实施例中，在此不再赘述。

基于上述数据加密方法和数据解密方法，本申请还提供一种数据传输方法，包括：

在发送端根据上述任意一种数据加密方法对待加密数据进行加密，并将加密后的密文及其加密因子发送至接收端；

在接收端根据上述对应数据加密方法的数据解密方法对接收的密文及其加密因子进行解密；

其中，数据解密方法中预存的解密密钥与数据加密方法中的加密密钥相同，并且编号相同；数据解密方法中预存的解密算法与数据加密方法中的加密算法一一对应，并且编号相同。

举其中一个例子进行说明，如图5所示，为本发明数据传输方法实施例的流程示意图，包括：

在发送端执行的步骤：

步骤S511：预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

步骤S512：生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

步骤S513：将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

步骤S514：根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

步骤S515：获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子，并将密文及其加密因子发送至接收端；

在接收端执行的步骤：

步骤S521：预存与加密密钥相同的解密密钥，并且解密密钥的编号与加密密钥的编号相同，预存与加密算法一一对应的解密算法，并且解密算法的编号与加密算法的编号相同；

步骤S522：接收加密数据对应的密文及其加密因子；

步骤S523：获取加密因子的解密密钥和解密算法，对所述加密因子进行解密获得随机数；

步骤S524：将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；

步骤S525：根据每个字节对应的解密密钥和解密算法对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。

串行通信是电梯通讯系统中广泛使用的一种通信方式，多种电子系统通过串行通信接口传输电梯的信息数据，如楼层显示及登记的通信设备、IC卡刷卡设备、电梯门控设备、电梯轿箱顶控制设备、电梯机房控制设备，为保证数据传输的安全，防止不正当的设备接入使用、防止各种电子被山寨盗版的风险，因此，对串行通信数据作安全保密变得很有必要。

由于电梯通讯系统中的特点，点对点的通讯数据量较小、节点数量较多、具有周期性、响应时间要求较短等。另外，各节点中的通讯设备存在差异，会有某些节点的处理器处理能力较弱的情况。因此，非对称算法完全不适用，而对称算法需要传输较长的密钥，会增加电梯通讯系统的通讯数据量，所以现有的对称算法同样不适用。而本发明数据传输方法可以应用在电梯串行通信中，提高传输安全性，并且无需传输较长的密钥，不会增加电梯通讯系统的通讯数据量。

本方案举其中一个具体应用实例进行说明。

一种电梯串行通讯数据传输方法，如图6所示，为本发明数据传输方法具体应用实例示意图，在发送端设置了16个加密密钥以及16种对称加密算法，并且都进行了(0)至(15)的编号；同时，在接收端中也设置了16个解密密钥以及16种对称解密算法，并且都进行了(0)至(15)的编号。每一个加密密钥都与解密密钥一致，每一种加密算法都与解密算法一一对应。

举例发送端需要发送的内容有5个字节，分别是D1、D2、D3、D4、D5。则加密/解密的步骤如下：

A1、发送端随机产生16位的随机数，作为明文因子，高位为K1、低位为K2；

A2、发送端计算第1个字节D1的加密密钥及加密算法，先把K1异或1，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的密钥；再把K2异或1，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的算法；得到第1个字节D1的加密密钥及加密算法后，对第1个字节作加密处理得到D①。

A3、发送端采用A2步骤方法计算第2个字节D2的加密密钥及加密算法，先把K1异或2，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的密钥；再把K2异或2，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的算法；得到第2个字节D2的加密密钥及加密算法后，对第2个字节作加密处理得到D②。

A4、发送端依次类推加密得到D③、D④、D⑤。

A5、发送端加密得到的D①、D②、D③、D④、D⑤，做异或处理，再除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的加密密钥及加密算法，对K1、K2作加密处理得到K①、K②。

A6、发送端发送数据至接收端，数据包括：字头、K①、K②、D①、D②、D③、D④、D⑤、校验。

B1、接收端接收到发送端发出的数据后，对D①、D②、D③、D④、D⑤做异或处理，再除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的解密密钥及解密算法，对K①、K②作解密处理得到K1、K2。

B2、接收端计算第1个字节密文D①的解密密钥及解密算法，先把K1异或1，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的密钥；再把K2异或1，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的算法；得到第1个字节密文D①的解密密钥及解密算法后，对第1个字节密文D①作解密处理得到D1。

B3、接收端计算第2个字节密文D②的解密密钥及解密算法，先把K1异或2，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的密钥；再把K2异或2，除以16取余，得到的余数作为序号在预存数据中选择对应的算法；得到第2个字节密文D②的解密密钥及解密算法后，对第2个字节密文D②作解密处理得到D2。

B4、接收端依次类推解密得到D3、D4、D5。

为了实现上述电梯串行通讯数据传输方法，本申请还提供一种电梯串行通讯数据传输装置，如图7所示，为本发明数据传输系统实施例的结构示意图，包括电源单元710、通讯单元720、处理器单元730、加密算法单元740、电梯信号处理单元750；

所述的电源单元710，用于整个加密装置的电源供应；

所述的通讯单元720，用于串行通讯的数据发送及接收；

所述的处理器单元730，用于整个加密装置的数据处理、逻辑判断、IO控制、加密/解密控制。

所述的加密算法单元740，用于存放16个不同长度的加密、解密密钥、16个不同方式的加密、解密算法，并实现加密、解密的计算，硬件实现可以是可编程器件、MCU处理，DSP处理器等；

所述的电梯信号处理单元750，用于输出驱动电梯相应的控制，及采集电梯相应的信号输入。

具体如下：

1)发送端在每次发送时，处理器单元随机产生16位的明文因子，并根据明文因子在加密算法单元中选择对应的加密密钥及加密算法；

所述的明文因子，由发送端的处理器单元产生，为16位的随机码，高字节用于选择加密密钥，低字节用于选择加密算法。

所述的加密算法为对称加密算法。

2)发送端的处理器单元则根据得到的密钥及算法，对本次需要发送的数据内容进行加密，加密得到的密文通过通讯单元发送给接收端；

所述的数据内容加密得到密文的过程，发送端的处理器单元把16位的随机码的高位，异或1再除以16取余，得到的数值作为密钥的序号，从加密算法单元中选择对应的密钥；把16位的随机码的低为，异或1再除以16取余，得到的数值作为算法的序号，从加密算法单元中选择对应的算法；通过这样的过程得到第1个字节的加密密钥及加密算法。同理，第2个字节通过异或2计算，第3个字节通过异或3计算，依次类推，第N个字节通过异或N计算，由此计算出本次数据内容的第1到第N字节的加密密钥及加密算法，并一一进行加密操作。

3)发送端在得到数据内容的密文后，再根据密文在加密算法单元中选择对应的加密密钥及加密算法，对明文因子加密得到加密因子；

所述的加密因子，由明文因子加密后所得，用于直接发送给接收端。

所述的明文因子得到加密因子的过程，发送端的处理单元把得到的数据内容的密文，从第1节到第N字节作异或处理，再除以16取余，得到的数值作为密钥及算法的序号，分别对明文因子的高、低位进行加密处理，从而得到16位的加密因子。

4)接收端接收到本次通讯密文后，根据数据内容密文在加密算法单元中选择对应的解密密钥及解密算法，解密得明文因子；根据明文因子在加密算法单元中选择对应的解密密钥及解密算法，使用得到的密钥及算法对收到的密文解密出明文。

所述的解密算法为与所述加密算法相同的对称解密算法。

所述的加密密钥与解密密钥分别有16种，并且都是一一对应；加密算法与解密算法分别都有16种，并且都是一一对应；所述的密钥、算法都存放在加密算法单元中。

所述的得到明文因子的过程，接收端的处理单元把接收到的数据内容的密文，从第1节到第N字节作异或处理，再除以16取余，得到的数值作为密钥及算法的序号，分别对明文因子的高、低位进行解密处理，从而得到16位的明文因子。

所述的数据密文解密得到数据明文的过程，接收端的处理器单元解密得到明文因子后，把16位的明文因子的高位，异或1再除以16取余，得到的数值作为密钥的序号，从加密算法单元中选择对应的密钥；把16位的明文因子的低为，异或1再除以16取余，得到的数值作为算法的序号，从加密算法单元中选择对应的算法；通过这样的过程得到第1个字节的解密密钥及加密算法。同理，第2个字节通过异或2计算，第3个字节通过异或3计算，依次类推，第N个字节通过异或N计算，由此计算出本次密文的第1到第N字节的解密密钥及解密算法，并一一进行解密操作。

本发明由上述的描述可知，与现有的电梯串通讯装置、现有的通讯加密相比，具有如下优点：

本发明采用对称加密算法根据16位的随机数据进行确定每个字节的加密和解密，在加密算法单元中预先设置了多种一一对应的对称加密算法，并对密钥、算法分别进行排号，根据随机数据计算选择第个数据字节的密钥、算法，根据加密后的密文计算得到随机数加密的密钥、算法。

本发明通过随机数据确定加密密钥及算法，通过得到的密文等到随机数的加密密钥及算法，由于不需要额外传送密钥信息、16种密钥及16种算法存放在硬件加密算法器件中、算法计算处理简单快捷、每个字节使用的密钥及算法通过计算后确定，因此，比现有的对称加密算法有更高的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据加密方法，其特征在于，包括：

预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。

2.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的加密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

3.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号，并根据编号确定加密密钥，将所述加密密钥确定为待加密数据第i字节对应的密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为加密算法的编号，并根据编号确定加密算法，将所述加密算法确定为待加密数据第i字节对应的加密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的数据加密方法，其特征在于，所述获取随机数的加密密钥和加密算法步骤，包括：

将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为加密密钥的编号和加密算法的编号，并根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定对应的加密密钥和加密算法。

5.一种数据解密方法，其特征在于，包括：

预存预设个数的解密密钥和预设个数的解密算法，并对各所述解密密钥和解密算法进行编号；

获取加密数据对应的密文及其加密因子；

获取加密因子的解密密钥和解密算法，对所述加密因子进行解密获得随机数；

将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法；

根据每个字节对应的解密密钥和解密算法对密文的每个字节进行解密，获得加密数据对应的解密数据。

6.根据权利要求5所述的数据解密方法，其特征在于，

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位异或i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

7.根据权利要求5所述的数据解密方法，其特征在于，

所述将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各解密密钥的编号和解密算法的编号，根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定密文每个字节对应的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将随机数的高位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号，并根据编号确定解密密钥，将所述解密密钥确定为密文第i字节对应的解密密钥；

将随机数的低位加i，再除以k取余，将取余获得的余数确定为解密算法的编号，并根据编号确定解密算法，将所述解密算法确定为密文第i字节对应的解密算法；

其中，k表示随机数的位数值。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的数据解密方法，其特征在于，

所述获取加密因子的解密密钥和解密算法步骤，包括：

将所述密文中第一个字节到最后一个字节依次进行异或处理，将处理获得的值除以k取余，将取余获得的余数确定为解密密钥的编号和解密算法的编号，并根据解密密钥的编号和解密算法的编号确定对应的解密密钥和解密算法。

9.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

在发送端根据权利要求1至4任意一项数据加密方法对待加密数据进行加密，并将加密后的密文及其加密因子发送至接收端；

在接收端根据权利要求5至8中对应数据加密方法的数据解密方法对接收的密文及其加密因子进行解密；

其中，数据解密方法中预存的解密密钥与数据加密方法中的加密密钥相同，并且编号相同；数据解密方法中预存的解密算法与数据加密方法中的加密算法一一对应，并且编号相同。

10.一种数据加密系统，其特征在于，包括：

存储模块，用于预存预设个数的加密密钥和预设个数的加密算法，并对各所述加密密钥和加密算法进行编号；

随机数生成模块，用于生成位数值小于或等于预设个数的值的随机数；

加密密钥和算法确定模块，用于将所述随机数按照预设运算规则进行运算处理，将运算结果设为各加密密钥的编号和加密算法的编号，根据加密密钥的编号和加密算法的编号确定待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法；

数据加密模块，用于根据待加密数据每个字节对应的加密密钥和加密算法对每个字节进行加密获得密文；

随机数加密模块，用于获取随机数的加密密钥和加密算法，对随机数进行加密获得所述密文对应的加密因子。