CN106658487A - 一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统，其中，所述方法包括步骤：A、发送端先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；B、接收端先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。根据短消息协议和混沌系统相结合，对短消息进行加密处理，实现短消息的保密通信。同时，结合混沌系统的内在随机性、非规则有序性和对初始值的敏感性，保证了短消息极佳的加密效果。

Description

一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统
技术领域
本发明涉及通信安全领域，尤其涉及一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统。
背景技术
随着移动互联网和社会经济的发展，移动终端日渐普及，人们利用移动终端可以进行各种互动和交流，其在人们的日常工作和生活当中已成为必不可少的工具。特别是在日常工作和生活中，短消息是最简单、快捷和有效的通讯方式，但随着数据通信的快速发展，短消息被非法截取的案例时有发生，如何保证私密的短消息安全通信，是一个重要的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统，旨在解决现有的短消息传输方式存在安全性不足的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于混沌算法的短消息保密通信方法，其中，包括：
步骤A、发送端先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
步骤B、接收端先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其中，在所述步骤A之 前包括：
在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其中，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其中，所述步骤A中，发送端将异或运算的结果发送至短信息服务中心。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其中，所述步骤B中，接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。
一种基于混沌算法的短消息保密通信系统，其中，包括发送端和接收端；
发送端，用于先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
接收端，用于先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其中，还包括：
设置模块，用于在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其中，所述设置模块中，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其中，所述发送端将异或运算的结果发送至短信息服务中心。
所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其中，所述接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。
有益效果：根据短消息协议和混沌系统相结合，对短消息进行加密处 理，实现短消息的保密通信。同时，结合混沌系统的内在随机性、非规则有序性和对初始值的敏感性，保证了短消息极佳的加密效果。
附图说明
图1为本发明一种基于混沌算法的短消息保密通信方法。
图2a为混沌系统中的数值模拟结果。
具体实施方式
本发明提供一种基于混沌算法的短消息保密通信方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。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。
请参阅图1，图1为本发明一种基于混沌算法的短消息保密通信方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括：
步骤S1、发送端先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
步骤S2、接收端先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
本发明中，利用混沌系统的内在随机性、非规则有序性和对初始值的敏感性，保证了短消息极佳的加密效果。
对于混沌系统而言，以单变量模运算三维离散时间混沌系统为例说明，它的迭代方程如式(1)。
其中
当c＝1600，e＝180，x(0)，y(0)，z(0)为0.01时，得到的数值模拟结果如图2a所示。从图中可以看出：给定初始值(x(0)，y(0)，z(0))后，混沌系统迭代运算得出的混沌序列(x(1)，y(1)，z(1)),(x(2)，y(2)，z(2))...(x(n)，y(n)，z(n))具有随机性。所以本发明可以利用混沌系统产生的混沌序列对短消息数据进行加解密。
进一步，在所述步骤S1之前包括：
在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。本发明具体是利用3GPP TS 23.040短消息协议结构中预留的扩展字段，将其用于通信系统中加解密的控制。
短消息协议中，UserDataHeader(用户数据头)部分里面有很多段，每一段都由三部分组成，分别是：IEI(Information-Element-Identifier，身份)、IEIDL(Length-of-Information-Element，长度)、IED(Information-Element Data，数据)，可以利用保留字段26-6F，规定短消息是否加密，是否保存混沌系统的初始值。具体规定如下：
其中IED中，规定了是否进行加密，以及混沌系统的初始值。
也就是说，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
进一步，所述步骤S1中，发送端将异或运算的结果发送至短信息服务 中心。也就是说，在短消息的发送端，当要发送一个需要加密的私密短消息时，首先要在设置栏中，使能加密选项，再设置混沌系统的初始值，在点击了发送按钮后，程序开始处理短消息，如判断是否加密，产生混沌序列密钥，加密短消息等，处理完成后，发送短消息到SMSC(短信息服务中心)。
进一步，所述步骤S2中，接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。在接收端，接收到短消息后，程序开始处理短消息，提取混沌系统的初始值，产生混沌密钥(注：当接收端的混沌系统不同于发送端时，产生的密钥无法解密)，解密短消息，处理完成后，最终在UI界面上显示原始的短消息。
下面通过一个具体例子来对本发明的过程进行说明。
短消息原始数据：ABC。对应的ascall为0x41 0x42 0x43
加密过程
1>先进行置乱加密；置乱变换的算法很多，为了表达这一过程，一个最简单的例子如下：Ascall数据中，高4位和低4位互换。例如0x41、0x42、0x43置换后分别变为0x14、0x24、0x34。
2>置乱后的数据再与混沌序列进行异或运算
异或算法的真值表如下
输入 运算符 输入 结果
1 ⊕ 0 1
1 ⊕ 1 0
0 ⊕ 0 0
0 ⊕ 1 1
如果利用初始值计算获取的混沌序列分别为0x01，0x02,0x03,则异或运算的结果如下
0x14⊕0x01＝0x15
0x24⊕0x02＝0x26
0x34⊕0x03＝0x37
解密过程(即加密过程的逆过程)
1>先进行异或解密。异或解密的原理是a⊕b⊕b＝a
当解密端的混沌密钥与加密端一致时，则异或解密成功。
经过异或解密后，0x15、0x26、0x37分别变为0x14 0x24 0x34
2>再进行反置乱解密
将ascall数据的高4位和低4位互换，例如将0x14、0x24、0x34分别变为0x41、0x42、0x43。
本发明还提供一种基于混沌算法的短消息保密通信系统较佳实施例，其包括发送端和接收端；
发送端，用于先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
接收端，用于先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
进一步，所述系统还包括：
设置模块，用于在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
进一步，所述设置模块中，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
进一步，所述发送端将异或运算的结果发送至短信息服务中心。
进一步，所述接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。
关于上述模块的技术细节在前面的方法中已有详述，故不再赘述。
综上所述，根据短消息协议和混沌系统相结合，对短消息进行加密处理，实现短消息的保密通信。同时，结合混沌系统的内在随机性、非规则 有序性和对初始值的敏感性，保证了短消息极佳的加密效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于混沌算法的短消息保密通信方法，其特征在于，包括：
步骤A、发送端先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
步骤B、接收端先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
2.根据权利要求1所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其特征在于，在所述步骤A之前包括：
在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
3.根据权利要求2所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其特征在于，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
4.根据权利要求1所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其特征在于，所述步骤A中，发送端将异或运算的结果发送至短信息服务中心。
5.根据权利要求1所述的基于混沌算法的短消息保密通信方法，其特征在于，所述步骤B中，接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。
6.一种基于混沌算法的短消息保密通信系统，其特征在于，包括发送端和接收端；
发送端，用于先将短消息的数据进行置乱加密，再与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算；
接收端，用于先将短消息的数据与混沌系统产生的混沌序列进行异或运算，再执行反置乱解密。
7.根据权利要求6所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其特征在于，还包括：
设置模块，用于在短消息协议保留字段中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
8.根据权利要求7所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其特征在于，所述设置模块中，在短消息协议保留字段26-6F中设置短消息是否加密以及是否保存混沌系统的初始值。
9.根据权利要求6所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其特征在于，所述发送端将异或运算的结果发送至短信息服务中心。
10.根据权利要求6所述的基于混沌算法的短消息保密通信系统，其特征在于，所述接收端先从短信息服务中心接收异或运算的结果。
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