CN105100111A - 一种信息传输保护方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种信息传输保护方法和系统。对传输信息采用信息编码的方式实现加密保护；首先，消息发送方将信息数据进行编码，根据给定编码长度得出最终编码，并给出编码过程，所述编码过程包括：减1位置和迭代次数；其次，消息发送方将最终编码和编码过程发送给消息接收方；最后，消息接收方收到最终编码和编码过程后，按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息。所述减1位置是指对所述信息数据进行全部编码过程中，需要减1的位置，该位置是指在第几次迭代进行了减1；所述迭代次数是指得出最终编码所经历的总的迭代次数。该信息传输保护方法和系统不需要大量的运算和中间存储处理，占用的资源少，性能高、速度快。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信和信息安全领域，特别是涉及一种信息传输护方法和系统。
背景技术
常用的信息加密方法是对原始信息通过数据加密算法来进行保护的，原始信息加密后得到密文，只有掌握密钥的人才能解密密文，恢复出原始消息，需要安全存储大量的信息加密密钥。
常用的信息加密保护方法需要通信双方共享信息加密密钥，而加密密钥需要安全传递、以便双方共享。
常用的信息加密保护方法需要传递密文和密钥，且需要常用加密方法中的密钥产生过程，依赖于密钥安全。
常用的信息加密方法需要对原始信息进行完整性填充，需要对不完整的分组进行完整性填充。如分组加密方式（国际通用算法为AES、我国标准算法为SM4），分组长度是128比特。如果原始消息的长度不是128的整数倍，需要对原始消息进行填充，直到128的整数倍。
常用的信息加密方法需要大量的运算和中间存储处理，需要的资源较多，难以适用于资源受限的应用场景，实现性能低，延时长，需要常用加密方法中的线性和非线性变换。
编码技术是信息和通讯领域的基础，编码方法性能的好坏直接影响着使用便利性、可靠性和安全性。常用的是ANSI编码，ASN.1抽象语法标记（AbstractSyntaxNotationOne）是一种ITU-T(X.680)和ISO(ISO8824-1)标准，也是一种独立于机器的描述语言，描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式。它提供了一整套正规的格式用于描述对象的结构，而不管语言上如何执行及这些数据的具体指代，也不用去管到底是什么样的应用程序。ASN.1特别适合表示网络或通信应用中那些复杂的、变化的及可扩展的数据结构。
ASN.1与特定的ASN.1编码规则一起通过使用独立于计算机架构和编程语言的方法来描述数据结构，为结构化数据的交互提供了手段，特别是在网络环境的应用程序。
ASN.1本身只定义了表示信息的抽象句法，但是没有限定其编码的方法。各种ASN.1编码规则提供了由ASN.1描述其抽象句法的数据的值的传送语法（具体表达）。标准的ASN.1编码规则有基本编码规则（BER，BasicEncodingRules）、规范编码规则（CER，CanonicalEncodingRules）、唯一编码规则（DER，DistinguishedEncodingRules）、压缩编码规则（PER，PackedEncodingRules）和XML编码规则（XER，XMLEncodingRules）。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不需要大量的运算和中间存储处理，占用的资源少，性能高、速度快的信息传输保护方法和系统。
本发明采用的技术方案如下：一种信息编码方法，其特征在于，具体编码方法为：
步骤一、判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍，是则对该数据进行减1后进入下一步，否则直接进入下一步；
步骤二、对当前数据按照二叉树编码规则中子节点到根节点的权重顺序，对权重进行排序，排序后的权重序列即为编码序列；
步骤三、判断步骤二中所述编码序列长度是否小于最终给定长度，是则以当前编码序列为最终编码，否则，将当前编码序列转换为其对应的十进制数字，再进入步骤一，对该十进制数字进行编码直至编码序列长度小于最终给定长度，作为最终编码；
其中，所述编码规则为：父节点为n，左子树为2n，右子树为2n+3；左子树权重为0，右子树权重为1；其中，根节点为1。
在对当前需要进行编码的数据按照二叉树编码规则进行编码前，先判断该数据是否为3的整数倍，是则先对该数据进行减1，对减1后的数据再按照二叉树编码规则进行编码；按照二叉树编码规则进行编码后，会得到一串由0和1组成的编码序列，判断该编码序列长度是否小于最终给定长度（由所应用的通信网络宽带决定），如果不是，则说明需要再次迭代编码，此时将该编码序列作为二进制数求出其所对应的十进制数，然后对该十进制数依照上述过程进行再次判断和编码，直至得出的编码序列长度小于最终给定长度，此时的编码序列即为最终编码。
将数按照该编码方式进行编码，再将编码转化成十进制数，再对该十进制数进行编码，直到编码长度小于给定长度，能有效减少数的编码长度，与固定长度的二进制编码相比，编码的码长比二进制码短，而且能够连续进行多次编码，直到小于给定长度，而且在多数情况下，该编码方法的重量（编码中“1”的个数）明显比二进制编码轻，并且编码方法简单。
一种基于上述信息编码方法的信息传输保护方法，其特征子在于，对传输信息采用信息编码的方式实现加密保护；具体方法步骤为：
步骤A、消息发送方将信息数据进行编码，根据给定编码长度得出最终编码，并给出编码过程，所述编码过程包括：减1位置和迭代次数；
步骤B、消息发送方将最终编码和编码过程发送给消息接收方；
步骤C、消息接收方收到最终编码和编码过程后，按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息；
所述减1位置是指对所述信息数据进行全部编码过程中，需要减1的位置，该位置是指在第几次迭代进行了减1；
所述迭代次数是指得出最终编码所经历的总的迭代次数；
所述消息发送方将所述编码过程通过安全方式发送给消息接收方。
消息接收方将最终编码及其编码过程发送给消息接收方，消息接收方，根据最终编码及其编码过程按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息。既能保证消息传输的安全性，又能节省资源消耗，不依赖于密码算法、性能高、速度快。特别适用于资源受限的应用场景，如NFC、RFID等领域，不需要大量的运算和中间存储处理，其资源消耗可以忽略不计。
所述编码过程还包括首次编码长度，指所述信息数据的第一次迭代编码后的编码长度。根据恢复出的原始消息的首次编码长度，与该编码长度进行核对，验证恢复出的原始消息的正确性。
所述消息发送方将最终编码通过安全方式或非安全方式发送给消息接收方。
消息发送方将最终编码和编码过程形成编码数据格式发送给消息接收方，所述编码数据格式为：减1位置〡最终编码〡迭代次数。
消息发送方将最终编码和编码过程形成编码数据格式发送给消息接收方，所述编码数据格式为：编码长度〡减1位置〡最终编码〡迭代次数。
一种基于上述信息编码方法的信息编码系统，其特征在于，包括
3的整数倍判断模块，判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍；
减1模块，对当前要进行编码的数据进行减1；
编码模块，对当前数据按照二叉树编码规则进行编码；
编码序列长度判断模块，判断编码序列长度是否小于最终给定长度；
编码序列十进制转换模块，将当前编码序列转换为其对应的十进制数字。
一种基于上述信息传输保护方法的信息传输保护系统，其特征在于，包括消息发送方和消息接收方；消息发送方包括，
编码过程发送模块，将生成的编码过程通过安全方式发送给消息接收方；
最终编码发送模块，将生产的最终编码发送给消息接收方；
所述消息接收方包括，
最终编码接收模块，接收消息发送方发送的最终编码；
编码过程接收模块，接收消息发送方发送的编码过程；
原始消息恢复模块，根据编码过程的逆，恢复出原始消息。
所述消息发送方还包括，编码数据格式生成模块，生成要发送给消息接收方的编码数据格式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、基于编码的信息保护方式，具有编码简单、不依赖于密码算法（往往密码算法的运算较为复杂）、性能高、速度快、资源消耗小等特点；
2、不需要通信双方共享信息加密密钥，只需要共享一种信息编码即可；
3、同样保护效果下，传递的信息量比常用的加密保护方法少（最低减少的信息量是密钥长度）；
4、对于信息的存储保护优势比较明显，不需要安全存储大量的信息加密密钥；
5、不需要对原始信息进行完整性填充，不需要对不完整的分组进行完整性填充；
6、需要的资源较少，特别适用于资源受限的应用场景，如NFC、RFID等领域，不需要大量的运算和中间存储处理，其资源消耗可以忽略不计；
7、实现性能高，延时短，只需要进行固定格式的编码即可，不需要常用加密方法中的线性和非线性变换。
附图说明
图1为本发明二叉树编码规则示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例一
以十进制数67为例进行具体说明，其所结合的信息编码系统包括，
3的整数倍判断模块，判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍；
减1模块，对当前要进行编码的数据进行减1；
编码模块，对当前数据按照二叉树编码规则进行编码；
编码序列长度判断模块，判断编码序列长度是否小于最终给定长度；
编码序列十进制转换模块，将当前编码序列转换为其对应的十进制数字。具体编码方法为：
步骤一、判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍，是则对该数据进行减1后进入下一步，否则直接进入下一步；
步骤二、对当前数据按照二叉树编码规则中子节点到根节点的权重顺序，对权重进行排序，排序后的权重序列即为编码序列；
步骤三、判断步骤二中所述编码序列长度是否小于最终给定长度，是则以当前编码序列为最终编码，否则，将当前编码序列转换为其对应的十进制数字，再进入步骤一，对该十进制数字进行编码直至编码序列长度小于最终给定长度，作为最终编码；
其中，如图1所示，所述编码规则为：父节点为n，左子树为2n，右子树为2n+3；左子树权重为0，右子树权重为1；其中，根节点为1。
对于十进制数67来讲，首先步骤一判断其是否为3的整数倍，由于67不是3的整数倍，因此直接进入步骤二；
在步骤二中，对67的编码过程为：
67=2*32+1*3；
32=2*16+0*3；
16=2*8+0*3；
8=2*4+0*3；
4=2*2+0*3；
2=2*1+0*3；
因此，得出编码序列为100000；进入步骤三，判断该序列是否小于最终规定长度，在本具体实施例中，该编码序列长度（6）小于最终规定长度，因此100000即为67的最终编码。
在此，将67的二叉树规则编码称之为WST_CODE编码，则WST_CODE编码的码长为6，重量（1的个数）为1；而67的二进制编码为1000011，其二进制编码的码长为7，二进制编码的重量为3；可见，十进制数67的WST_CODE编码的码长比二进制编码少1，其WST_CODE编码的重量比二进制编码轻2。
在对当前需要进行编码的数据按照二叉树编码规则进行编码前，先判断该数据是否为3的整数倍，是则先对该数据进行减1，对减1后的数据再按照二叉树编码规则进行编码；按照二叉树编码规则进行编码后，会得到一串由0和1组成的编码序列，判断该编码序列长度是否小于最终给定长度（由所应用的通信网络宽带决定），如果不是，则说明需要再次迭代编码，此时将该编码序列作为二进制数求出其所对应的十进制数，然后对该十进制数依照上述过程进行再次判断和编码，直至得出的编码序列长度小于最终给定长度，此时的编码序列即为最终编码。
将数按照该编码方式进行编码，再将编码转化成十进制数，再对该十进制数进行编码，直到编码长度小于给定长度，能有效减少数的编码长度，与固定长度的二进制编码相比，编码的码长比二进制码短，而且能够连续进行多次编码，直到小于给定长度，而且在多数情况下，该编码方法的重量（编码中“1”的个数）明显比二进制编码轻，并且编码方法简单。
基于上述信息编码方法的信息传输保护方法为，对传输信息采用信息编码的方式实现加密保护；具体方法步骤为：
步骤A、消息发送方将信息数据进行编码，根据给定编码长度得出最终编码，并给出编码过程，所述编码过程包括：减1位置和迭代次数；
步骤B、消息发送方将最终编码和编码过程发送给消息接收方。
步骤C、消息接收方收到最终编码和编码过程后，按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息；
所述减1位置是指对所述信息数据进行全部编码过程中，需要减1的位置，该位置是指在第几次迭代进行了减1；
所述迭代次数是指得出最终编码所经历的总的迭代次数；
所述消息发送方将所述编码过程通过安全方式发送给消息接收方。
针对十进制数67，其最终编码为100000，经过了1次迭代，没有减1位置（减1位置为空），首次编码长度为6。
消息接收方将最终编码及其编码过程发送给消息接收方，消息接收方，根据最终编码及其编码过程按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息。既能保证消息传输的安全性，又能节省资源消耗，不依赖于密码算法、性能高、速度快。特别适用于资源受限的应用场景，如NFC、RFID等领域，不需要大量的运算和中间存储处理，其资源消耗可以忽略不计。
所述编码过程还包括首次编码长度，指所述信息数据的第一次迭代编码后的编码长度。根据恢复出的原始消息的首次编码长度，与该编码长度进行核对，验证恢复出的原始消息的正确性。
所述消息发送方将最终编码通过安全方式或非安全方式发送给消息接收方。
消息发送方将最终编码和编码过程形成编码数据格式发送给消息接收方，所述编码数据格式为：减1位置〡最终编码〡迭代次数，或，编码长度〡减1位置〡最终编码〡迭代次数。在本具体实施例中，减1位置用（X，1）表示，其中，1表示减1，X表示在第几次迭代式进行了减1。针对十进制数67，其编码数据格式则为：〡100000〡1，或，6〡〡100000〡1。
该信息传输保护方法所结合的信息传输保护系统包括消息发送方和消息接收方；消息发送方包括，
编码过程发送模块，将生成的编码过程通过安全方式发送给消息接收方；
最终编码发送模块，将生产的最终编码发送给消息接收方；
所述消息接收方包括，
最终编码接收模块，接收消息发送方发送的最终编码；
编码过程接收模块，接收消息发送方发送的编码过程；
原始消息恢复模块，根据编码过程的逆，恢复出原始消息。
所述消息发送方还包括，编码数据格式生成模块，生成要发送给消息接收方的编码数据格式。
具体实施例二
以十进制数66为例进行说明。
对于十进制数66来讲，首先步骤一判断其是否为3的整数倍，由于66是3的整数倍，因此要先减为65后再进入步骤二；
在步骤二中，对65的编码过程为：
65=2*31+1*3；
31=2*14+1*3；
14=2*7+0*3；
7=2*2+1*3；
2=2*1+0*3；
因此，得出66编码序列为11010；进入步骤三，判断该序列是否小于最终规定长度，在本具体实施例中，该编码序列长度（5）不小于最终规定长度，因此11010不是66的最终编码，需要再次进行编码，则将二进制11010对应的十进制数26进行编码得到其编码011，此时该编码序列长度（3）小于最终规定长度，因此011为66的最终编码。
则十进制数66的最终编码为011，其编码过程，减1位置为（1，1），表示第一次迭代式进行了减1，得到最终编码011的总的迭代次数为2，因此编码过程迭代次数为2，66的首次编码为11010，因此66的首次编码长度为5。针对十进制数66，其编码数据格式则为：（1，1）〡011〡2，或，5〡（1，1）〡011〡2。
Claims (9)
1.一种信息编码方法，其特征在于，具体编码方法为：
步骤一、判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍，是则对该数据进行减1后进入下一步，否则直接进入下一步；
步骤二、对当前数据按照二叉树编码规则中子节点到根节点的权重顺序，对权重进行排序，排序后的权重序列即为编码序列；
步骤三、判断步骤二中所述编码序列长度是否小于最终给定长度，是则以当前编码序列为最终编码，否则将当前编码序列转换为其对应的十进制数字，再进入步骤一，对该十进制数字进行编码直至编码序列长度小于最终给定长度，作为最终编码；
其中，所述编码规则为：父节点为n，左子树为2n，右子树为2n+3；左子树权重为0，右子树权重为1；其中，根节点为1。
2.一种基于权利要求1所述信息编码方法的信息传输保护方法，其特征在于，对传输信息采用信息编码的方式实现加密保护；具体方法步骤为：
步骤A、消息发送方将信息数据进行编码，根据给定编码长度得出最终编码，并给出编码过程，所述编码过程包括：减1位置和迭代次数；
步骤B、消息发送方将最终编码和编码过程发送给消息接收方；
步骤C、消息接收方收到最终编码和编码过程后，按照所基于的编码方法的逆，恢复出原始消息；
所述减1位置是指对所述信息数据进行全部编码过程中，需要减1的位置，该位置是指在第几次迭代进行了减1；
所述迭代次数是指得出最终编码所经历的总的迭代次数；
所述消息发送方将所述编码过程通过安全方式发送给消息接收方。
3.根据权利要求2所述的信息传输保护方法，其特征在于，所述编码过程还包括首次编码长度，指所述信息数据的第一次迭代编码后的编码长度。
4.根据权利要求2所述的信息传输保护方法，其特征在于，所述消息发送方将最终编码通过安全方式或非安全方式发送给消息接收方。
5.根据权利要求2所述的信息传输保护方法，其特征在于，消息发送方将最终编码和编码过程形成编码数据格式发送给消息接收方，所述编码数据格式为：减1位置〡最终编码〡迭代次数。
6.根据权利要求3所述的信息传输保护方法，其特征在于，消息发送方将最终编码和编码过程形成编码数据格式发送给消息接收方，所述编码数据格式为：编码长度〡减1位置〡最终编码〡迭代次数。
7.一种基于权利要求1所述信息编码方法的信息编码系统，其特征在于，包括
3的整数倍判断模块，判断当前要进行编码的数据是否为3的整数倍；
减1模块，对当前要进行编码的数据进行减1；
编码模块，对当前数据按照二叉树编码规则进行编码；
编码序列长度判断模块，判断编码序列长度是否小于最终给定长度；
编码序列十进制转换模块，将当前编码序列转换为其对应的十进制数字。
8.一种基于权利要求2所述的信息传输保护方法的信息传输保护系统，其特征在于，包括消息发送方和消息接收方；消息发送方包括，
编码过程发送模块，将生成的编码过程通过安全方式发送给消息接收方；
最终编码发送模块，将生产的最终编码发送给消息接收方；
所述消息接收方包括，
最终编码接收模块，接收消息发送方发送的最终编码；
编码过程接收模块，接收消息发送方发送的编码过程；
原始消息恢复模块，根据编码过程的逆，恢复出原始消息。
9.根据权利要求8所述的信息传输保护系统，其特征在于，所述消息发送方还包括，编码数据格式生成模块，生成要发送给消息接收方的编码数据格式。
Priority Applications (1)
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| CN201510527473.1A CN105100111A (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种信息传输保护方法和系统 |
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Publications (1)
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2015
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