CN104640091A - 一种手机短信加密通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机短信加密通信方法，利用通信双方约定的密钥对输入的短信明文进行加密，并利用发送方手机终端自定义的公式对容易破解的字母、数字或符号进行变异操作，增加了短信破解的难度，发送方手机终端还设置有“加密发送”和“阅后销毁”模式，接收方手机终端接收短信密文后对短信密文进行破解，并判断短信的发送模式，若为“加密发送”模式，短信内容保留；若为“阅后销毁”模式，在手机短信数据库中把本条短信存储位置上以随机产生的乱码更新操作几次后删除。本发明所述手机短信加密通信方法，破解难度大，最大程度的保证了通信双方的信息安全。

Description

一种手机短信加密通信方法

技术领域

本发明涉及通信安全领域，尤其涉及一种手机短信加密通信方法。

背景技术

手机已成为人们生活和工作中不可或缺的重要通讯工具。采用手机进行短信发送，已经成为人们的重要通讯方式， 但是采用手机发送隐私内容或银行账号、 密码等有可能被其他人截获，造成麻烦。现有技术使用对称或非对称方式对短信进行加密，其中对称密钥方式下，向特定的共享对称密钥用户发送或请求服务平台进行短信解密；非对称方式下，发送方使用接收方公钥进行加密，接收方使用私钥进行解密。

上述两种方法都使用软件加密，密钥保存在软件中，可通过反编译或内存调试等方式获取密钥，导致敏感信息及资金的泄漏；对于对称密钥的方式，由服务平台进行解密，用户需要依赖于移动数据网络，例如GPRS、3G或WIFI 等，降低短信本身的易用性和普及性；由于密钥保存在软件中，误删除软件后，对于非对称方式，无法再次解密原有的记录。

发明内容

 本发明的目的是提供一种用户独享密钥的手机短信加密方法，进一步增强短信的安全性，方便用户使用短信。

 本发明采用的技术方案为：

一种手机短信加密通信方法，依次包括以下步骤：

A，通信双方约定密钥，所述密钥为至少五位的正整数；

B，发送方手机终端利用约定的密钥对输入的短信明文中的每个字符进行加密，形成加密字符，加密方法包括：

b1, 对短信明文中的字符进行判定，若是中文字符直接进入步骤b2，若是字母、数字或符号则对它们进行变异操作；

b2，利用约定的密钥对中文字符和步骤b1变异后的字符进行加密，形成第一短信密文，具体方法为：发送方手机终端自动在密钥上加一个正整数得到正整数n，字母、数字或符号的加密方法为，用正整数n减去步骤b1中各个字符得到的变异码，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符，汉字的加密方法为，正整数n减去汉字对应的Unicode码值，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符,其中所述正整数n大于汉字对应的Unicode码值和步骤b1中各个字符得到的变异码值；

b3，发送方手机终端产生随机数p，其中，0≤p≤5，利用随机数对短信内容进行二次加密，形成第二短信密文，具体方法为：对b2中产生的第一短信密文中的各个16位的二进制数抽取出某一位，密钥的某一位和随机数相加后得到的整数即为抽取的具体位数，将抽取后的二进制数最前面补零，得到新密文，对每个字符抽取出来的该位二进制数前加中文或者字母、数字或符号的区别码得到一个二位二进制数，发送方手机终端将每七个所述二位二进制数设为一组，若不足七个字符，则在其后补零,发送方手机终端在该组前补一个二位二进制数，得到特征字符，发送方手机终端将所述特征字符插入所述新密文最前面，形成第二短信密文；

C，发送方手机终端对第二短信密文设置“加密发送”和“阅后销毁”发送模式标识字符，并对所述发送模式标识字符赋值，形成第三短信密文；

D,发送方手机终端关联手机联系人或按照输入的手机号码确定接收方手机终端，并通过通信网络发送所述第三短信密文；

E，接收方手机终端接收所述第三短信密文，并利用约定密钥对短信内容进行解密，同时判断发送模式，若为“加密发送”模式，短信内容保留；若为“阅后销毁”模式，在手机短信数据库中把本条短信存储位置上以随机产生的乱码更新操作几次后删除。

所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作的变异方法为：对字符的ASCII码值利用自定义公式进行换算得到变异码值，接收方手机终端解密时，对接收到的短信密文利用自定义公式的逆运算进行解密。

所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作采用的方法如下：根据字符对应的ASCII码值，将百位的数字转换成二位二进制字符、十位和个位的数字转换成四位二进制字符的形式，并将百位、十位和个位数字转换成的字符按从左到右的顺序组成一个十位二进制字符串，从而完成变异操作，此时对应的变异码值为所述十位二进制字符串对应的十进制数值。

所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作采用的方法如下：利用密钥中某位数字值对需要变异的数字进行相加处理，然后取相加后所得数字的个位数作为变异码使用。

所述的步骤C中所述的发送模式标识字符还包括发送方手机终端产生的随机数的信息。

所述的步骤D中还包括，短信密文发送完成后，发送方手机终端自动消除密钥和原始明文。

所述的步骤E中还包括，短信阅读后，接收方手机终端自动消除密钥和解密后的明文。

本发明利用自己设定的密钥对短信内容进行加密，并利用自设定的公式对容易破解的数字、字母等字符进行变异操作，增加了短信破解的难度，进一步提高了短信交互的安全性。

附图说明

图1为本发明的短信发送过程的流程图；

图2为本发明的短信接收过程的流程图。

具体实施方式

下面以一条具体的短信内容来详细阐述本发明对手机短信的加密方法。

如图1和2所示，本发明一种手机短信加密通信方法，依次包括以下步骤：

A，通信双方约定密钥，所述密钥为至少五位的正整数，密钥可随时更换，密钥的位数也可以根据需要设置，以下以6位密钥“654321”作为示例；

B，发送方手机终端利用约定的密钥对输入的短信明文中的每个字符进行加密，形成加密字符，短信内容以“A88专利”作为示例。加密方法包括：

b1, 对短信明文中的字符进行判定，若是中文字符直接进入步骤b2，若是字母、数字或符号则对它们进行变异操作；

字母、数字或符号的变异操作主要有三种方法。第一种方法是先对其在短信内容出现的位置进行排序，然后按发送方手机终端设定的自定义公式将字符进行变异操作。发送方手机终端自定义公式以“Z*（100+21）+33*k”为例，其中“Z”为要变异操作的字符，“21”为密钥的后两位，“33”为自定义的常数，“k ”为要变异操作的字符在短信中出现的顺序，公式中密钥后两位加100是为了防止密钥后两位出现“00”而无法计算的情况。短信“A88专利”中需要变异操作的为“A88”，其中“A”的原代码为65，“8”的原代码为56。对“A”进行变异操作，对应的自定义公式中“Z”为65，由于“A”出现在短息的第一位，对应的自定义公式中“k”为1, “A”经自定公式处理后对应的变异码值为“7898”。同理，第一个“8” 经自定义公式变异操作后对应的变异码值为“6842”，第二个“8”经自定义公式变异操作后对应的变异码值为“6875”。第二种方法是将字母或者数字对应的ASCII值的个位、十位和百位分别转化为二进制数，个位和十位设定为4位二进制数，百位设定为2位二进制数，如果百位为零，则百位二进制数为“00”。将所得到的二进制数转化成字符串的形式后，按百位、个位和十位的顺序组成一个新的二进制字符串，此时对应的变异码值为所述十位二进制字符串对应的整数值。如数字“8”，其ASCII码值为56，则百位对应的字符串为“00”，十位对应的字符串为“0101”，个位对应的字符串为“0110”，组合后新的字符串为“0001010110”，变异码值为“86”。第三种方法是利用密钥中某位数字值对需要变异的数字进行相加处理，然后取相加后所得数字的个位数作为密文使用；解密时，将解密后的数字加上十，然后减去密钥中用于变异时取的单个数字，相减后所得数字的个位数即为原来所要加密的数值。如数字“8”，密钥为“654321”，发送方手机终端和接收方手机终端约定为用密钥高位数字“6”对数字“8”进行变异，“8”加“6”得到“14”，取个位数上的数字“4”，作为待加密的变异码进行后续的加密处理。无论采用何种变异方法，在解密时均按照对应方法的逆运算进行处理即可。

b2，利用约定的密钥对中文字符和步骤b1变异后的字符进行加密，形成第一短信密文，具体方法为：发送方手机终端自动在密钥上加一个正整数得到正整数n，字母、数字或符号的加密方法为，用正整数n减去步骤b1中各个字符得到的变异码，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符，汉字的加密方法为，正整数n减去汉字对应的Unicode码值，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符,其中所述正整数n大于汉字对应的Unicode码值和步骤b1中各个字符得到的变异码值；

发送方手机终端自动在密钥“654321”上加整数“100000”变为“754321”，目的是防止出现密钥为“000000”时，无法加密的情况。字母、数字或符号的加密方法为：用“754321”减去步骤（1）中各字符得到的变异码值，将结果转换成二进制后取后16位。汉字的加密方法为：用“754321”减去汉字对应的Unicode码值，将结果转换成二进制后取后16位。“754321”减去“A”的变异码值“7898”得到“746423”，转化成二进制数为“10110110001110110111”，取其后16位得到“0110001110110111”，“A”加密后的16位二进制数为“0110001110110111”。“754321”减去第一个“8”的变异码值“6842”得到“747479”，转化成二进制数为“10110110011111010111”，取其后16位得到“0110011111010111”，第一个“8”加密后的16位二进制数为“0110011111010111”。“754321”减去第二个“8”的变异码值“6875”得到“747446”，转化成二进制数为“10110110011110110110”，取其后16位得到“0110011110110110”，第二个“8”加密后的16位二进制数为“0110011110110110”。“专”对应的Unicode码值为“19987”，“754321”减去“19987”得到“734334”，转化成二进制数为“10110011010001111110”，取其后16位得到“0011010001111110”，“专”加密后的加密后的16位二进制数为“0011010001111110”。“利”对应的Unicode码值为“21033”，“754321”减去“21033”得到“733288”，转化成二进制数为“1011001100001101000”，取其后16位得到“001100001101000”，“利”加密后的加密后的16位二进制数为“001100001101000”。

b3，发送方手机终端产生随机数p，其中，0≤p≤5，利用随机数对短信内容进行二次加密，形成第二短信密文，具体方法为：对b2中产生的第一短信密文中的各个16位的二进制数抽取出某一位，密钥的某一位和随机数相加后得到的整数即为抽取的具体位数，将抽取后的二进制数最前面补零，得到新密文，对每个字符抽取出来的该位二进制数前加中文或者字母、数字或符号的区别码得到一个二位二进制数，发送方手机终端将每七个所述二位二进制数设为一组，若不足七个字符，则在其后补零,发送方手机终端在该组前补一个二位二进制数，得到特征字符，发送方手机终端将所述特征字符插入所述新密文最前面；

设定发送方手机终端产生的为0-5之间的随机整数，引入随机数的目的是使在相同短信，相同密钥情况下，发送的加密短信编码不同，有利于短信内容的保护。方法为对步骤（2）中产生的16位二进制数抽取一位进行二次加密。以下从16位二进制编码中抽取1位作为示例：密钥“654321”的最高位为“6”，假定发送方手机终端产生的随机数为“1”，将“6”与“1”相加得到“7”， 16位二进制数中从前到后为第0，1，2，……15位，抽取第7位，然后在剩余的15位二进制数前补“0”，重新组成16位二进制数。“A”抽取出的数为“1”，补“0”后的16位二进制数为“0011000110110111”。第一个“8”抽取出的数为“1”，补“0”后的16位二进制数为“0011001111010111”。第二个“8”抽取出的数为“1”，补“0”后的16位二进制数为“0011001110110110”。“专”抽取出的数为“0”，补“0”后的16位二进制数为“0001101001111110”。“利”抽取出的数为“0”，补“0”后的16位二进制数为“0001100001101000”。对每个字符提取出来的二进制数前加中文和字母、数字或符号的区别码，发送方手机终端设定中文为“0”，字母、数字或符号为“1”，则“A”的对应码为“11”，第一个“8”的对应码为“11”，第二个“8”的对应码为“11”，“专”的对应码为“00”，“利”的对应码为“00”。短信每次只能发70个中文字符，为了减少短信字符数量的占用量，发送方手机终端对每七个加密字符的标志位和提取位设为一组，不足七个字符的，每缺一个补“00”。如“A88专利”是5个字符，组成一组后为“11111100000000”，为保证该组二进制数不为零，在其最前边补上“01”，使其成为一个新的16位二进制数的特征字符“0111111100000000”，发送方手机终端在发送短信时自动把这个特征字符插入当组最前面，本示例即“A”前面。

C，发送方手机终端对第二短信密文设置“加密发送”和“阅后销毁”发送模式标识字符，所述的发送模式标识字符还包括发送方手机终端产生的随机数的信息，对所述发送模式标识字符赋值，形成第三短信密文；

 “加密发送”模式下，需要输入密码才能查看短信。“阅后销毁”模式下，接收方手机终端读取短信后，自动销毁手机中的本条短信。具体实现方式如下：在发送方所发的加密短信的首个字符前插入标志符。发送方手机终端设定一个基础字符，代码为“65520”，其16位二进制数是“1111111111110000”，从后起第四位设为发送模式标志位，“加密发送”模式设置为“0”，“阅后销毁”模式设置为“1”，将后三位替换为发送方手机终端本次加密短信时产生的那个随机数值，本次示例用的是“1”，即“001”，以本次为“阅后销毁”模式为例，发送方发送给接收方的标志符为“1111111111111001”，代码为“65529”。

D,发送方手机终端关联手机联系人或按照输入的手机号码确定接收方手机终端，并通过通信网络发送所述第三短信密文，短信密文发送完成后，发送方手机终端自动消除密钥和原始明文；

E，接收方手机终端接收所述第三短信密文，并利用约定密钥对短信内容进行解密，同时判断发送模式，若为“加密发送”模式，短信内容保留；若为“阅后销毁”模式，在手机短信数据库中把本条短信存储位置上以随机产生的乱码更新操作几次后删除，短信阅读后，接收方手机终端自动消除密钥和解密后的明文。

接收方手机终端通过分析接收到的短信的首位字符来判定该短信是普通短信还是加密短信。若是加密短信，则通过判断短信首位字符的二进制代码的右边第四位的值，本示例中为“1”，因此接收方手机终端判定此短信为“阅后销毁”模式，右三位为“001”，所以知道发送方手机终端产生的随机数为“1”。

接收方手机终端读取本条短信的第二个字符，第二个字符是由各个加密字符提取出的第七位和中文、字母、数字或符号标志位组合而成的特征字符，本示例为“0111111100000000”，通过此二进制数，接收方手机终端判定在接下来的7个字符中有三个原码值为0-255之间的字母、数字或符号以及两个汉字，接收方手机终端会产生7个数组“11”、“11”、“11”、“00”、“00”、“00”、“00”，对应将要解密的7个字符。“A”加密后的字符对应的16位二进制数为“0011000110110111”，接收方手机终端首先把此二进制数最左边的一位去掉，再按原来的排序方法在第7位插入原先抽取的“1”，变为“0110001110110111”，对应的十进制数为“25527”，密钥“654321”加上整数“100000”再减去所得十进制数“25527”，得到“728749”，其对应的二进制数为“10110001111011011010”，取后16位“00001111011011010”，转化为十进制数为“7898”，利用步骤三中，第（1）步所述自定义公式的逆运算得到“65”，即为“A”的代码，A被正确还原。同理，还原出第二个字符“8”，第三个字符“8”。第四个字符为码值大于255的字符，接收方手机终端读取到的第四个字符的二进制数为“0001101001111110”，去掉最左边的一位，再按原来的排序方法在第7位插入原先抽取的“0”，变为“0011010001111110”，转化为十进制为“13438”，密钥“654321”加上整数“100000”再减去所得十进制数“13438”，得到“740883”，其对应的二进制数为“10110100111000010011”，取后16位“01001110000100110”，转化为十进制数为“19987”，即为“专”的代码，专被正确还原。同理，还原出“利”。此时，短信已全部解密，剩余的两个数组“00”、“00”自动失效，显示给接收方。此短信为“阅后销毁”模式，接收方手机终端在手机短信数据库中把本条短信存储位置上以随机产生的乱码更新操作几次后删除，防止数据被恢复，进一步保护手机信息的隐私安全。

Claims (7)

1.一种手机短信加密通信方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

A，通信双方约定密钥，所述密钥为至少五位的正整数；

B，发送方手机终端利用约定的密钥对输入的短信明文中的每个字符进行加密，形成加密字符，加密方法包括：

b1, 对短信明文中的字符进行判定，若是中文字符直接进入步骤b2，若是字母、数字或符号则对它们进行变异操作；

b2，利用约定的密钥对中文字符和步骤b1变异后的字符进行加密，形成第一短信密文，具体方法为：发送方手机终端自动在密钥上加一个正整数得到正整数n，字母、数字或符号的加密方法为，用正整数n减去步骤b1中各个字符得到的变异码，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符，汉字的加密方法为，正整数n减去汉字对应的Unicode码值，将相减后的结果转换为二进制后取后16位作为第一短信密文中的字符,其中所述正整数n大于汉字对应的Unicode码值和步骤b1中各个字符得到的变异码值；

b3，发送方手机终端产生随机数p，其中，0≤p≤5，利用随机数对短信内容进行二次加密，形成第二短信密文，具体方法为：对b2中产生的第一短信密文中的各个16位的二进制数抽取出某一位，密钥的某一位和随机数相加后得到的整数即为抽取的具体位数，将抽取后的二进制数最前面补零，得到新密文，对每个字符抽取出来的该位二进制数前加中文或者字母、数字或符号的区别码得到一个二位二进制数，发送方手机终端将每七个所述二位二进制数设为一组，若不足七个字符，则在其后补零,发送方手机终端在该组前补一个二位二进制数，得到特征字符，发送方手机终端将所述特征字符插入所述新密文最前面，形成第二短信密文；

C，发送方手机终端对第二短信密文设置“加密发送”和“阅后销毁”发送模式标识字符，并对所述发送模式标识字符赋值，形成第三短信密文；

D,发送方手机终端关联手机联系人或按照输入的手机号码确定接收方手机终端，并通过通信网络发送所述第三短信密文；

E，接收方手机终端接收所述第三短信密文，并利用约定密钥对短信内容进行解密，同时判断发送模式，若为“加密发送”模式，短信内容保留；若为“阅后销毁”模式，在手机短信数据库中把本条短信存储位置上以随机产生的乱码更新操作几次后删除。

2.根据权利要求1所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作的变异方法为：对字符的ASCII码值利用自定义公式进行换算得到变异码值，接收方手机终端解密时，对接收到的短信密文利用自定义公式的逆运算进行解密。

3.根据权利要求1所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作采用的方法如下：根据字符对应的ASCII码值，将百位的数字转换成二位二进制字符、十位和个位的数字转换成四位二进制字符的形式，并将百位、十位和个位数字转换成的字符按从左到右的顺序组成一个十位二进制字符串，从而完成变异操作，此时对应的变异码值为所述十位二进制字符串对应的十进制数值。

4.根据权利要求1所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤b1中对字母、数字或符号的变异操作采用的方法如下：利用密钥中某位数字值对需要变异的数字进行相加处理，然后取相加后所得数字的个位数作为变异码使用。

5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤C中所述的发送模式标识字符还包括发送方手机终端产生的随机数的信息。

6.根据权利要求5所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤D中还包括，短信密文发送完成后，发送方手机终端自动消除密钥和原始明文。

7.根据权利要求6所述的一种手机短信加密通信方法，其特征在于：所述的步骤E中还包括，短信阅读后，接收方手机终端自动消除密钥和解密后的明文。