CN104486756B - 一种密笺短信的加解密方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种密笺短信的加解密方法,包括:A、接收用户输入的口令密码利用密钥函数生成加密密钥;B、对接收用户输入的信息附加特征消息;C、利用加密函数对对用户输入的信息进行对称加密生成密文;D、利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;E、收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数生成解密密钥;E、利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;F、对生成的信息串信息去除附加特征消息;G、利用解密函数对去除特征消息的信息串信息进行对称解密输出明文;H、判断输出的明文信息开头是否为“miji”。通过自设口令密钥,提高了密笺短信安全性、增强保密性。
Description
技术领域
本发明属于数字编码领域,尤其涉及一种在密笺短信中的加解密方法及系统。
背景技术
目前市场上的加密短信产品中,有一类是是利用软件对短信内容的访问进行密码保护,短信传输仍然是明文,因此不是真正意义上的加密短信,没有真正的加密技术。第二类的加密短信产品虽然会对所有的短信内容进行简单的加密,如md5等加密,但对短信内容的访问仍采取密码保护的方式。第三类,有个别产品采用非对称加密技术,如深圳华信安创公司的“百密信”,私钥从服务器下载一次即可,短信在传输过程中也是加密的,对于公钥其采用了接收方手机号码,因此这种密钥不需要离线协商,所以接收方手机客户端接收短信后会自动解密。
第一类产品根本没有采用加密技术,因此短信的传输和存储都是明文的,因此安全性最低。第二类产品,采用的短信内容传输的加密处理,但是采用的加密技术很简单,而且对所有用户的短信都采用统一的简单加密,较容易破解,而且一旦破解一个客户的短信,所有用户的短信也都被破解了,因此安全性也比较低。第三类产品,其采用的非对称加密技术安全性很高,但由于其公钥采用接收方的手机号码,因此接收方手机客户端会自动对接收到的加密短信自动解密,因此短信存储已经成为明码,这大大降低了产品的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种密笺短信的加解密方法及系统,旨在解决密笺短信加解密为明码安全性较低的问题。
本发明是这样实现的,一种密笺短信的加解密方法,所述加密方法包括以下步骤:
A、接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成加密密钥;
B、对接收用户输入的信息附加特征消息;
C、利用加密函数对对用户输入的信息进行对称加密生成密文;
D、利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;
E、收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;
E、利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;
F、对生成的信息串信息去除附加特征消息;
G、利用解密函数对去除特征消息的信息串信息进行对称解密输出明文;
H、判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;
其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。
本发明的进一步技术方案是:所述密钥函数是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。
本发明的进一步技术方案是:所述附加特征消息为16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。
本发明的进一步技术方案是:所述对称加密、对称解密是用密钥流逐字节对明文和密文信息进行的异或加密和解密。
本发明的进一步技术方案是:所述加密是对16字节的附加特征消息和用户输入有效长度内的信息一起存入1k字节的smsbuf中,并对smsbuf中的1k字节的信息进行加密。
本发明的另一目的在于提供一种密笺短信的加解密系统,该加解密系统包括:
生成加密密钥模块,用于接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key (constchar *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成加密密钥;
附件特征消息模块,用于对接收用户输入的信息附加特征消息;
密文生成模块,用于利用加密函数对用户输入的信息进行对称加密生成密文;
再编码模块,用于利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;
生成解密密钥模块,用于收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;
信息解码模块,用于利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;
去除附加特征消息模块,用于对生成的信息串信息去除附加特征消息;
明文生成模块,用于利用解密函数对去除特征消息的信息串信息进行对称解密输出明文;
判断密码模块,用于判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;
其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。
本发明的进一步技术方案是:所述密钥函数是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。
本发明的进一步技术方案是:所述附加特征消息为16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。
本发明的进一步技术方案是:所述对称加密、对称解密是用密钥流逐字节对明文和密文信息进行的异或加密和解密。
本发明的进一步技术方案是:所述加密是对16字节的附加特征消息和用户输入有效长度内的信息一起存入1k字节的smsbuf中,并对smsbuf中的1k字节的信息进行加密。
本发明的有益效果是:通过自设的加密密钥口令,克服了已有加密短信的低安全性的缺陷,为密笺短信提供了高效又具有高安全性算法,增强了密笺短信的保密性。本方法实用、高效、成本低廉。密笺短信加解密核心算法是一个流密码Miji算法,流密码是一种加密速度最快的对称密码算法分支。其主要特点有两个方面:一是,加解密是对称的,即加密和解密必须使用完全相同的密码。另一方面,流密码加密速度快,其开销极小,因此在实时通信方面应用非常广泛。本加解密方法经过优化设计,其运算开销极小,运算速度超快,特别适合手机的短信应用。同时,本加密方法算法复杂,破解的难度较高,因此能保证较高的保密性。因此是一种实用、高效、成本低廉的短信通信保密解决方案。
附图说明
图1是本发明实施例提供的密笺短信的加解密方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的密笺短信的加解密系统的结构框图;
附图标记:10-生成加密密钥模块 20-附件特征消息模块 30-密文生成模块 40-再编码模块 50-生成解密密钥模块 60-信息解码模块 70-去除附加特征消息模块 80-明文生成模块 90-判断密码模块。
具体实施方式
密笺加密算法是一个专门的短信加密算法,同时可用于文件及数据的加密。它的输入是一组任意长度字符串(其实其他任何数据都可以作为其输入,这里buffer只设置了1k,可根据需要进行调整),输出是一组可打印的字符串。其算法的核心是一个流密码miji算法和Base64编码。
其中,流密码是一种加密速度最快的对称密码算法分支。其主要特点有两个方面:一是,加解密是对称的,也就是说,加密和解密必须使用完全相同的密码。这与我们常见的office、rar等文档加解密的情况很相似——只有在解密时输入正确的密码才能打开文件。另一方面,流密码加密速度快,其开销极小,因此在实时通信方面应用非常广泛。
图1示出了本发明提供的密笺短信的加解密方法的流程图,其详述如下:
步骤S1,在接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key (const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成加密密钥,密钥函数是由用户输入的口令密码转换为密钥流的算法函数, 具体为pw2key (const char *passwd,unsigned intsize, mkey * key)。该函数有三个参数,分别是:Passwd,是用户输入的口令密码;size,是这个密码的长度;key,是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。这个函数的算法是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。它本就是一个根据用户输入的口令密码的随机数生成器,看成黑盒子即可。因此使用此密钥函数生成的密钥,不同口令密码加密相同的数据会得到不同的密文,同样错误的密码解密就得不到正确的明文短信内容。
步骤S2,对接收用户输入的信息附加特征消息;在加密时,需要对明文前面附加特征消息,即是在用户输入的消息前附加了16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。最后连同用户消息一起存入到1k字节的smsbuf中。然后对这个1K字节的信息进行加密,加密仅涉及到附加的16字节和用户的有效输入长度内的信息。16字节的附加信息有两个作用。一是,为了增加密码分析的难度,进一步增强信息的保密性,主要是前12个字节的0x00;二是,作为一个信息头(后4个字节),用于标示这条信息是由这个加密算法(或这个软件)来产生的,需要这个软件才能解密。
步骤S3,利用加密函数对对用户输入的信息进行对称加密生成密文;在对信息加密时,实际上是调用了一个对称加密函数,它是用密钥流逐字节对明文信息进行异或加密的。并且每加密完一个字节的信息,密码指针key的内容就会发生变化。这个变化就是非常关键的,它保证了每次取出的密钥都是不同的。如果我们对全零的一段数据进行加密就可以得到密钥流。我们会发现这个密钥流是随机的,当然这个随机性由用户输入的密码来确定。
步骤S4,利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;对称加密之后要对信息进行再编码,编码采用的是标准的base64算法。对加密后得到的密文进行编码,得到的是可打印的字符串(字符范围是大小写字母+数字+/.=)。这里使用base64编码是为了适应运营商网络,这就使得信息量会比原始的输入信息要稍长。编码后的密文就可以发送到移动网络了。
步骤S5,收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。用户收到加密的信息后,也必须有一个密钥初始化的过程,而且用户必须输入与加密一样的密码才能够得到正确的解密密钥。
步骤S6,利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;用Base64解码,解码后的信息串再解密12个字节的全零数据,并丢弃掉这12个字节的密钥流,从而实现加密密钥和解密密钥的对齐。注意,为什么不是16个字节而是12个字节呢?在加密时,我们的确首先加密的是16个字节。其为12字节全零和4字节的标识串“miji”。
步骤S7,对生成的信息串信息去除附加特征消息;去除附加特征消息实际上是解密12个字节的全零数据。这个操作是与加密过程中,开始有加密12个字节的全零有关的。目的其实就是丢弃12个字节的密钥流,从而实现加密密钥和解密密钥的对齐。在加密时,我们首先加密的是16个字节。其为12字节全零和4字节的标识串“miji”。但在我们对加密后的密文进行编码的时候,实际上是从第13个字节开始的,也就是说前面的12个字节是丢弃了的,并没有被发送到接收端。所以为了实现密钥对齐,接收端恢复信息时,也就正好需要丢弃12个字节的密钥。
步骤S8,利用解密函数对去除特征消息的信息串信息进行对称解密输出明文;解密函数是和加密函数是一个同一个对称加解密函数,解密过程也是用密钥流逐字节对密文信息进行异或加密的。并且每解密完一个字节的信息,密码指针key的内容就会发生变化。由于解密前已经先丢弃了12个字节的密钥,因此解密出来的信息就是“miji+信息内容”。
步骤S9,判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;至此完成了一次的加解密过程。
通过自设的加密密钥口令,克服了已有加密短信的低安全性的缺陷,为密笺短信提供了高效又具有高安全性算法,增强了密笺短信的保密性。本方法实用、高效、成本低廉。
图2示出了本发明提供一种密笺短信的加解密系统的结构框图,该加解密系统包括:
生成加密密钥模块10,用于接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key(constchar *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成加密密钥;
附件特征消息模块20,用于对接收用户输入的信息附加特征消息;
密文生成模块30,用于利用加密函数对用户输入的信息进行对称加密生成密文;
再编码模块40,用于利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;
生成解密密钥模块50,用于收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;
信息解码模块60,用于利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;
去除附加特征消息模块70,用于对生成的信息串信息去除附加特征消息;
明文生成模块80,用于利用解密函数对去除特征消息的信息串信息进行对称解密输出明文;
判断密码模块90,用于判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;
其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。
通过自设的加密密钥口令,克服了已有加密短信的低安全性的缺陷,为密笺短信提供了高效又具有高安全性算法,增强了密笺短信的保密性。本方法实用、高效、成本低廉。
所述密钥函数是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。
所述附加特征消息为16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。
所述对称加密、对称解密是用密钥流逐字节对明文和密文信息进行的异或加密和解密。
所述加密是对16字节的附加特征消息和用户输入有效长度内的信息一起存入1k字节的smsbuf中,并对smsbuf中的1k字节的信息进行加密。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种密笺短信的加解密方法,包括对短信信息的加密过程和解密过程,其特征在于,所述加密方法包括以下步骤:
A、接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsignedint size, mkey * key)生成加密密钥;
B、对接收用户输入的信息附加多字节的标示串“miji”+多字节的全零数据的附加特征消息;
C、利用加密函数对用户输入的信息和附加特征信息进行对称加密生成密文;
D、利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;
E、收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;
F、利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;
G、对生成的信息串密文去除多字节的全零数据的附加特征消息密钥;
H、利用解密函数对除多字节的全零数据的附加特征消息密钥后的密文进行对称解密输出明文;
I、判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;
其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。
2.根据权利要求1所述的加解密方法,其特征在于,所述密钥函数是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。
3.根据权利要求2所述的加解密方法,其特征在于,所述附加特征消息为16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。
4.根据权利要求3所述的加解密方法,其特征在于,所述对称加密、对称解密是用密钥流逐字节对明文和密文信息进行的异或加密和解密。
5.根据权利要求4所述的加解密方法,其特征在于,所述加密是对16字节的附加特征消息和用户输入有效长度内的信息一起存入1k字节的smsbuf中,并对smsbuf中的1k字节的信息进行加密。
6.一种密笺短信的加解密系统,其特征在于,该加解密系统包括:
生成加密密钥模块,用于接收用户输入的口令密码利用密钥函数pw2key(const char*passwd,unsigned int size, mkey * key)生成加密密钥;
附件特征消息模块,用于对接收用户输入的信息附加多字节的标示串“miji”+多字节的全零数据的附加特征消息;
密文生成模块,用于利用加密函数对用户输入的信息和附件特征消息进行对称加密生成密文;
再编码模块,用于利用Base64算法对生成的密文进行再编码得到可打印字符串;
生成解密密钥模块,用于收到加密信息接收用户输入与加密时输入相同的口令密码利用密钥函数pw2key(const char *passwd,unsigned int size, mkey * key)生成解密密钥;
信息解码模块,用于利用Base64算法对输入的字符串密文信息进行解码生成信息串;
去除附加特征消息模块,用于对生成的信息串密文去除多字节的全零数据的附加特征消息密钥;
明文生成模块,用于利用解密函数对除多字节的全零数据的附加特征消息密钥后的密文进行对称解密输出明文;
判断密码模块,用于判断输出的明文信息开头是否为“miji”;如是,则输出明文信息,如否,输出密码错误;
其中,Passwd是用户输入的口令密码,size是这个密码的长度,key是mkey结构体的一个实例指针,是函数的输出。
7.根据权利要求6所述的加解密系统,其特征在于,所述密钥函数是使用一组固定的随机数数组为基础,以用户输入的口令密码为种子对数组进行一系列的位操作,从而得出一个密钥流。
8.根据权利要求7所述的加解密系统,其特征在于,所述附加特征消息为16个字节的信息,其内容为12个字节的0x00和4字节的“miji”字符串。
9.根据权利要求8所述的加解密系统,其特征在于,所述对称加密、对称解密是用密钥流逐字节对明文和密文信息进行的异或加密和解密。
10.根据权利要求9所述的加解密系统,其特征在于,所述加密是对16字节的附加特征消息和用户输入有效长度内的信息一起存入1k字节的smsbuf中,并对smsbuf中的1k字节的信息进行加密。
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Granted publication date: 20181116 Termination date: 20191205 |
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