CN105245315A

CN105245315A - 一种采用编码实现信息保密存储的方法和系统

Info

Publication number: CN105245315A
Application number: CN201510704572.2A
Authority: CN
Inventors: 张文科
Original assignee: Chengdu Westone Information Industry Inc
Current assignee: Chengdu Westone Information Industry Inc
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及信息保密存储技术领域，本发明公开了一种采用编码实现信息保密存储的方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；步骤二、将中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数保存，并将其中一次或者多次编码的编码序列以及相关参数安全保存；步骤三、根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数通过编码的逆过程还原出原始消息。在这个过程中，不需要加密算法的运算，也不需要加密密钥的协商和分发等，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。本方法实现性能高，延时短，只需要进行固定格式的编码即可。

Description

一种采用编码实现信息保密存储的方法和系统

技术领域

本发明涉及信息保密存储技术领域，本发明公开了一种采用编码实现信息保密存储的方法和系统。

背景技术

为了保证数据的安全，一般的方式是对需要保密的数据进行加密。对数据进行加密的常用方法是对原始信息通过数据加密算法来进行保护，原始信息通过加密算法加密后得到密文，只有掌握密钥的人才能解密密文，恢复出原始消息。

但密码运算一般都较为复杂，因此对进行加密解密运算的硬件有一定的要求，在信息加密后，需要同时安全保存密文和密钥，信息量也比较大。同时还需要设置密钥的产生过程，在数据传输的过程中，还需要对原始信息进行完整性填充，比如分组加密方式（国际通用算法AES、我国标准算法SM4），分组长度是128比特。如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。

因此，上述采用加密算法实现数据安全的方式难以适应于资源较少，特别是资源受限的应用场景，如NFC、RFID等领域。

发明内容

针对现有技术中的信息安全技术存在的上述的技术问题，本发明公开了一种采用编码实现信息保密存储的方法，本发明还公开了实现上述方法的系统。

本发明的技术方案如下

本发明公开了一种采用编码实现信息保密存储的方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；步骤二、将中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数保存，其中一次或者多次编码得到的编码序列以及相关参数安全保管，未经授权不能获取，从而实现信息的保密存储；步骤三、经过允许，得到所有的编码序列以及相关参数，根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数通过编码的逆过程还原出原始消息。

更进一步地，上述编码具体包括以下的步骤：S1：接收待编码的当前数值，将编码次数标识加1，并判断当前数值是否为3的倍数，其中，编码次数标识初始为0；编码次数标识用于表示总共进行了多少次编码；S2：如果是3的倍数，将当前数值减1，并将位置标识加1后与编码次数标识关联，其中，位置标识初始为0；位置标识用于表示当前数值经过编码后得到的编码序列中发生减1的比特所在的位置；S3：采用预先构造的二叉树的左子数和/或右子数的权值对当前数值进行编码，得到当前编码序列，其中二叉树中左子树的权值为0、右子树的权值为1，并且如果二叉树中的节点为n，则该节点的左子树为2ⅹn，右子树为2ⅹn+3，n>=1。

更进一步地，上述方法还包括判断当前编码序列的长度是否小于或者等于预定长度，是则按预定编码格式输出当前编码序列、编码长度、编码次数标识和位置标识。

本发明还公开了一种采用编码实现信息保密存储的系统，其具体包括编码单元、存储单元、安全保管单元和消息还原单元；所述编码单元用于将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；所述存储单元用于保存中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；所述安全保管单元用于实现其中一次或者多次编码得到的编码序列以及相关参数的安全保管；所述消息还原单元用于根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数通过编码的逆过程还原出原始消息。

更进一步地，上述编码单元具体采用以下的步骤实现编码:S1：接收待编码的当前数值，将编码次数标识加1，并判断当前数值是否为3的倍数，其中，编码次数标识初始为0；编码次数标识用于表示总共进行了多少次编码；S2：如果是3的倍数，将当前数值减1，并将位置标识加1后与编码次数标识关联，其中，位置标识初始为0；位置标识用于表示当前数值经过编码后得到的编码序列中发生减1的比特所在的位置；S3：采用预先构造的二叉树的左子数和/或右子数的权值对当前数值进行编码，得到当前编码序列，其中二叉树中左子树的权值为0、右子树的权值为1，并且如果二叉树中的节点为n，则该节点的左子树为2ⅹn，右子树为2ⅹn+3，n>=1。

更进一步地，上述所述编码单元包括判断模块，所述判断模块判断当前编码序列的长度是否小于或者等于预定长度，是则按预定编码格式输出当前编码序列、编码长度、编码次数标识和位置标识。

通过采用以上的技术方案，本发明的技术方案与现有技术中常用的加密算法的方式相比，存在以下的有益效果：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。而本方法是一种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。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。而本方法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。常用的加密保护方法需要安全保存密文和密钥，而本方法只需要保存信息的最终编码（可以固定长度）和中间过程编码，编码全部保存以便后续恢复，具体安全保存哪一个编码或者哪几个编码则根据需要进行灵活设定。其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）。本方法不需要常用加密方法中的密钥产生过程，不依赖于密钥安全，其安全性依赖于最终编码和过程编码。本方法不需要对原始信息进行完整性填充，常用的加密保护方法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AES、我国标准算法SM4），分组长度是128比特。如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。本方法需要的资源较少，特别适用于资源受限的应用场景，如NFC、RFID等领域。本方法是基于编码的消息保护与传输方法，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。本方法实现性能高，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为本发明中的信息编码方法的实现示意图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的本发明的信息编码方法的实现示意图。节点为n（根节点为1）,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。

本发明公开了一种采用编码实现信息保密存储的方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；步骤二、将中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数保存，并将其中一次或者多次编码的编码序列以及相关参数安全保存；步骤三、根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数还原出原始消息。通过上述方法，将原始消息进行编码，保密存储中间过程编码和最终编码，当需要得到原始消息时，通过编码的逆过程还原出原始消息。在这个过程中，不需要加密算法的运算，也不需要加密密钥的协商和分发等，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。本方法实现性能高，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。

更进一步地，上述编码具体包括以下的步骤：

S1：接收待编码的当前数值，将编码次数标识加1，并判断当前数值是否为3的倍数，其中，编码次数标识初始为0。

其中，编码次数标识用于表示总共进行了多少次编码，这里，由于第一次接收到当前数值，所以是第一次编码，因此编码次数标识为1。

S2：如果是3的倍数，将当前数值减1，并将位置标识加1后与编码次数标识关联，其中，位置标识初始为0。

其中，位置标识用于表示当前数值经过编码后得到的编码序列中发生减1的比特所在的位置。

位置标识与编码次数标识关联后，可以知道进行减1的过程发生在第几次编码中。比如位置标识（1，1）的含义是第一次编码的过程中进行了减1，（2，1）的含义是第二次编码的过程中进行了减1。

S3：采用预先构造的二叉树的左子数和/或右子数的权值对当前数值进行编码，得到当前编码序列，其中二叉树中左子树的权值为0、右子树的权值为1，并且如果二叉树中的节点为n，则该节点的左子树为2ⅹn，右子树为2ⅹn+3，n>=1。

例1：十进制数67的编码过程如下

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，十进制数67的编码序列为100000，编码的码长为6，编码的重量（“1”的个数）为1。得到编码格式如下

编码长度	位置标识	编码序列	编码次数标识
				6		100000	1

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（“1”的个数）为3；可见，十进制数67采用本发明的编码方法得到的编码序列的码长比二进制编码少1，其编码的重量比二进制编码轻2。

S4：判断当前编码序列的长度是否小于或者等于预定长度，是则按照预定编码格式输出当前编码序列、编码长度、编码次数标识和位置标识。

预定编码格式的输出顺序依次为编码长度、位置标识、当前编码序列、编码次数标识。

例2：对十进制数66的编码步骤如下：

由于66是3的整数倍，因此减1，得到65；减1的位置是1；对65进行编码，得到的编码序列为11010，编码长度为5。当预定长度设为4时，则将11010转化为十进制数为26，对26继续进行编码，得到编码序列：011；编码次数为2。

得到编码格式如下

编码长度	位置标识	编码序列	编码次数标识
				3	1，1	011	2

该编码方法与常用的二进制编码比较，有以下明显的优点和特点；一是编码的码长比二进制编码短；二是编码可以连续进行多次编码，直到给定长度；而二进制编码是固定长度。将数采用本发明进行编码，再将该编码转化成十进制数，再对其进行编码，直到给定长度，能有效减少数的编码长度。三是在多数情况下，本发明编码方法的重量（编码中“1”的个数）明显比二进制编码轻。

本发明保护的不是一种编码方式，尤为重要的是，本发明是将编码方式用于信息的保密存储，其重点在于解决信息保密存储时存在的加解密运算量大的问题。

上述的实施例中所给出的系数和参数，是提供给本领域的技术人员来实现或使用发明的，发明并不限定仅取前述公开的数值，在不脱离发明的思想的情况下，本领域的技术人员可以对上述实施例作出种种修改或调整，因而发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims

1.一种采用编码实现信息保密存储的方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；步骤二、将中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数保存，其中一次或者多次编码得到的编码序列以及相关参数安全保管，未经授权不能获取，从而实现信息的保密存储；步骤三、经过允许，得到所有的编码序列以及相关参数，根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数通过编码的逆过程还原出原始消息。

2.如权利要求1所述的采用编码实现信息保密存储的方法，其特征在于所述编码具体包括以下的步骤：

S1：接收待编码的当前数值，将编码次数标识加1，并判断当前数值是否为3的倍数，其中，编码次数标识初始为0；

编码次数标识用于表示总共进行了多少次编码；

S2：如果是3的倍数，将当前数值减1，并将位置标识加1后与编码次数标识关联，其中，位置标识初始为0；

位置标识用于表示当前数值经过编码后得到的编码序列中发生减1的比特所在的位置；

3.如权利要求2所述的采用编码实现信息保密存储的方法，其特征在于上述方法还包括判断当前编码序列的长度是否小于或者等于预定长度，是则按预定编码格式输出当前编码序列、编码长度、编码次数标识和位置标识。

4.一种采用编码实现信息保密存储的系统，其特征在于具体包括编码单元、存储单元、安全保管单元和消息还原单元；所述编码单元用于将原始消息进行编码，得到中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；所述存储单元用于保存中间过程编码、最终编码以及与编码次数对应的相关参数；所述安全保管单元用于实现其中一次或者多次编码得到的编码序列以及相关参数的安全保管；所述消息还原单元用于根据最终编码、中间过程编码以及与编码次数对应的相关参数通过编码的逆过程还原出原始消息。

5.如权利要求4所述的采用编码实现信息保密存储的系统，其特征在于所述编码单元具体采用以下的步骤实现编码:

编码次数标识用于表示总共进行了多少次编码；

6.如权利要求4所述的采用编码实现信息保密存储的系统，其特征在于所述编码单元包括判断模块，所述判断模块判断当前编码序列的长度是否小于或者等于预定长度，是则按预定编码格式输出当前编码序列、编码长度、编码次数标识和位置标识。