CN106685969A - 一种混合加密的信息传输方法及传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合加密的信息传输方法及传输系统，该传输系统包括发送方和接收方；发送方包括发送方秘钥生成模块、发送方加密模块、发送方解密模块；接收方包括接收方秘钥生成模块、接收方加密模块和接收方解密模块。本发明通过RSA算法生成秘钥和公钥，对验证身份的数据进行加密，让发送方和接收方验证彼此身份，提高数据传输的安全性，然后通过AES算法生成秘钥Ks，通过RSA算法对秘钥Ks进行加密传输，保证只有发送方和接收方得到该秘钥Ks，发送方可通过AES算法使用秘钥Ks进行数据加密并传输，并在传输过程完成后，双方清除所述秘钥Ks,进一步提高数据传输的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及数据加解密方法，特别涉及一种混合加密的信息传输方法及传输系统。
背景技术
目前所有的信息大多数都是依靠网络方式进行传输，由于网络的公开性以及其他不安全因素，在网络中传输信息特别是十分重要的信息时，往往需要对传输的信息进行加密，接收端接收到密文后，再对密文信息进行解密,现有的信息加密传输系统大都采用传统密码学中的加密方案进行软件加密并网络传输。随着计算机能力的提高，以这种传统方式的加密的信息在传输过程很可能被他人截取到并通过强大的计算机能力破解密文，这些潜在的信息安全问题对信息加密方法提出了新的要求。而且在数据传输过程前，没有确认发送方和接收方的身份，无法保证同时进行多个数据传输过程时，数据发送到正确的数据接收方。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:在数据传输过程中采取单一加密算法进行加密无法保证信息的安全性，而且加密过后传输数据没有确认接收方的身份，数据如果传输到错误的接收方，容易造成机密泄露的情况。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种混合加密的信息传输方法，包括以下步骤：
步骤1、根据第一加密算法，发送方生成一组秘钥KRa和公钥KUa，接收方生成一组秘钥KRb和公钥KUb，所述发送方和所述接收方均将公钥KUa和公钥KUb公开；
步骤2、所述发送方使用所述公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方，所述第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；
步骤3、所述接收方接收所述第一报文，使用所述秘钥KRb解密所述第一报文，得到所述现时N1，并使用所述公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方，所述第二报文中包含所述现时N1和一个新的现时N2；
步骤4、所述发送方接收所述第二报文，使用所述秘钥KRa解密所述第二报文，得到所述现时N2，并使用所述公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方，所述第三报文中包含所述现时N2；
步骤5、所述接收方接收所述第三报文，使用所述秘钥KRb解密所述第三报文，得到所述现时N2，发送方和接收方完成确认身份；
步骤6、根据第二加密算法，所述发送方生成一个秘钥Ks，使用所述公钥KUb对所述秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方；
步骤7、所述接收方接收所述密文，使用所述秘钥KRb解密所述密文，得到秘钥Ks；
步骤8、所述发送方通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方，所述接收方接收所述数据密文，并通过第二加密算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一加密算法为RSA算法。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用非对称算法RSA算法生成秘钥和公钥，秘钥和公钥的安全性、保密性和算法的安全性都很高。
进一步，所述第二加密算法为AES算法。
采用上述进一步方案的有益效果是：在秘钥Ks使用RSA算法进行保密，保密的安全性很高的情况下，利用秘钥Ks通过AES算法对数据进行加密的加密速度比RSA算法加密的加密速度要快许多。
进一步，步骤8结束后，所述发送方和所述接收方清除所述秘钥Ks。
采用上述进一步方案的有益效果是：每次使用秘钥Ks加密数据进行传输后，都将该秘钥Ks删除，进一步提高数据传输的安全性。
本发明还提供实现上述方法的一种混合加密的信息传输系统，包括发送方和接收方；所述发送方包括发送方秘钥生成模块、发送方加密模块、发送方解密模块；所述接收方包括接收方秘钥生成模块、接收方加密模块和接收方解密模块；
所述发送方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa，还用于根据第二加密算法生成一个秘钥Ks；
所述接收方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb；
所述发送方加密模块用于使用所述公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方解密模块，所述第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；还用于使用所述公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方解密模块，所述第三报文中包含所述现时N2；还用于使用所述公钥KUb对所述秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方解密模块；
所述接收方加密模块用于使用所述接收方使用所述公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方解密模块，所述第二报文中包含所述现时N1和一个新的现时N2；
所述发送方解密模块用于接收所述第二报文，使用所述秘钥KRa解密所述第二报文，得到所述现时N2；
所述接收方解密模块用于接收所述第一报文，使用所述秘钥KRb解密所述第一报文，得到所述现时N1；还用于接收所述第三报文，使用所述秘钥KRb解密所述第三报文，得到所述现时N2；还用于接收所述密文，使用所述秘钥KRb解密所述密文，得到秘钥Ks；
发送方加密模块还用于通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方解密模块；
所述接收方解密模块还用于接收所述数据密文，并通过第二加密算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文。
进一步，所述发送方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa；所述接收方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb。
进一步，所述发送方秘钥生成模块用于根据AES算法生成一个秘钥Ks。
进一步，当所述接收方解密模块过AES算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文后，所述发送方加密模块和所述接收方解密模块清除所述秘钥Ks。
本发明的有益效果是：本发明通过RSA算法生成秘钥和公钥，对验证身份的数据进行加密，让发送方和接收方验证彼此身份，提高数据传输的安全性，然后通过AES算法生成秘钥Ks，通过RSA算法对秘钥Ks进行加密传输，保证只有发送方和接收方得到该秘钥Ks，发送方可通过AES算法使用秘钥Ks进行数据加密并传输，并在传输过程完成后，双方清除所述秘钥Ks,进一步提高数据传输的安全性。
附图说明
图1为本发明一种混合加密的信息传输方法流程示意图；
图2为本发明一种混合加密的信息传输系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种混合加密的信息传输方法，包括以下步骤：
S1、根据第一加密算法，发送方生成一组秘钥KRa和公钥KUa，接收方生成一组秘钥KRb和公钥KUb，发送方和接收方均将公钥KUa和公钥KUb公开；
S2、发送方使用公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方，第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；
S3、接收方接收第一报文，使用秘钥KRb解密第一报文，得到现时N1，并使用公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方，第二报文中包含现时N1和一个新的现时N2；
S4、发送方接收第二报文，使用秘钥KRa解密第二报文，得到现时N2，并使用公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方，第三报文中包含现时N2；
S5、接收方接收第三报文，使用秘钥KRb解密第三报文，得到现时N2，发送方和接收方完成确认身份；
S6、根据第二加密算法，发送方生成一个秘钥Ks，使用公钥KUb对秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方；
S7、接收方接收密文，使用秘钥KRb解密密文，得到秘钥Ks；
S8、发送方通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方，接收方接收数据密文，并通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据密文进行解密得到数据明文。
上述实施例中，发送方和接收方通过非对称加密算法生成秘钥和公钥，通过秘钥和公钥将包含发送方和接收方的身份证明信息的数据进行加密相互传输，使发送方和接收方相互确认身份，保证数据传输方向的正确性，而后发送方通过对称算法生成秘钥Ks,通过非对称加密算法对秘钥Ks进行加密传输，因非对称加密算法的保密性相较于对称加密算法的保密性更优，可以更好的保证秘钥Ks的保密性，保证只有发送方和接收方知晓该秘钥Ks,发送方通过AES算法利用该秘钥Ks对需要传输的数据进行加密得到密文，传输到接收方，接收方通过秘钥Ks对密文进行解密得到对数据，完成数据的传输。
如图2所示，一种混合加密的信息传输系统，包括发送方和接收方；发送方包括发送方秘钥生成模块、发送方加密模块、发送方解密模块；接收方包括接收方秘钥生成模块、接收方加密模块和接收方解密模块；
发送方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa，还用于根据第二加密算法生成一个秘钥Ks；
接收方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb；
发送方加密模块用于使用公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方解密模块，第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；还用于使用公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方解密模块，第三报文中包含现时N2；还用于使用公钥KUb对秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方解密模块；
接收方加密模块用于使用接收方使用公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方解密模块，第二报文中包含现时N1和一个新的现时N2；
发送方解密模块用于接收第二报文，使用秘钥KRa解密第二报文，得到现时N2；
接收方解密模块用于接收第一报文，使用秘钥KRb解密第一报文，得到现时N1；还用于接收第三报文，使用秘钥KRb解密第三报文，得到现时N2；还用于接收密文，使用秘钥KRb解密密文，得到秘钥Ks；
发送方加密模块还用于通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方解密模块；
接收方解密模块还用于接收数据密文，并通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据密文进行解密得到数据明文。
优选的，发送方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa；接收方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb。
优选的，发送方秘钥生成模块用于根据AES算法生成一个秘钥Ks；在上述系统中，因为AES算法生成的秘钥Ks长度很短，而需传输的文件相较于秘钥Ks更为庞大，所以通过RSA算法生成的秘钥和公钥用于对AES算法生成的秘钥Ks进行加密，让发送方和接收方都接收到该秘钥Ks,然后通过该秘钥Ks使用AES算法对需传输的文件进行加密传输。
优选的，当接收方解密模块过AES算法使用秘钥Ks对数据密文进行解密得到数据明文后，发送方加密模块和接收方解密模块清除秘钥Ks。
AES算法又称高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法，这个标准用来替代原先的DES算法，已经被多方分析且广为全世界所使用。
AES算法在加密处理效率上高效，容易实现硬件化，利用软件也能实现高效性能，而非对称加密算法RSA需要进行诸如200位整数的乘幂与求模等多倍字长运算，因此，处理时间比AES算法要长得多，RSA算法最快的情况也比AES算法慢上100倍，速度一直是RSA算法的缺陷。但是RSA算法的密码的安全性、保密性和算法的安全性都很高，至今还没有有效的发现能在短时间内破译它们。从密钥的生成算法仅需要产生比特的随机序列，而算法则必须产生两个十进制位比特的素数，然后编制出满足特殊关系的一对密钥。
实施例：发送方和接收方通过发送方秘钥生成模块和接收方秘钥生成模块，通过RSA算法各生成一组秘钥和公钥，通过RSA算法利用秘钥和公钥对包含各自身份证明信息的数据进行加密交互，确认发送方和接收方的身份，而发送方秘钥生成模块通过AES算法生成秘钥Ks,并通过RSA算法利用秘钥和公钥对秘钥Ks进行加密，并发送到接收方，接收方接收加密文件并进行解密得到秘钥Ks,发送方和接收方均得到秘钥Ks，发送方通过AES算法利用秘钥Ks对数据明文进行加密得到密文，发送到接收方，接收方接收密文，通过AES算法利用秘钥Ks对密文进行解密得到数据明文，完成数据加密传输，并在数据传输完成后，发送方和接收方均清除该秘钥Ks,下次需要进行数据传输时，重新进行秘钥Ks的加密传输，保证数据加密传输的安全性。
本发明中，关于现时，表示为现在的时刻的信息，即发送方和接收方进行数据传输交互时的时刻信息，因为时刻具有唯一性，可以作为发送方和接收方互相验证的身份信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混合加密的信息传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据第一加密算法，发送方生成一组秘钥KRa和公钥KUa，接收方生成一组秘钥KRb和公钥KUb，所述发送方和所述接收方均将公钥KUa和公钥KUb公开；
步骤2、所述发送方使用所述公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方，所述第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；
步骤3、所述接收方接收所述第一报文，使用所述秘钥KRb解密所述第一报文，得到所述现时N1，并使用所述公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方，所述第二报文中包含所述现时N1和一个新的现时N2；
步骤4、所述发送方接收所述第二报文，使用所述秘钥KRa解密所述第二报文，得到所述现时N2，并使用所述公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方，所述第三报文中包含所述现时N2；
步骤5、所述接收方接收所述第三报文，使用所述秘钥KRb解密所述第三报文，得到所述现时N2，发送方和接收方完成确认身份；
步骤6、根据第二加密算法，所述发送方生成一个秘钥Ks，使用所述公钥KUb对所述秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方；
步骤7、所述接收方接收所述密文，使用所述秘钥KRb解密所述密文，得到秘钥Ks；
步骤8、所述发送方通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方，所述接收方接收所述数据密文，并通过第二加密算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文。
2.根据权利要求书1所述的一种混合加密的信息传输方法，其特征在于，所述第一加密算法为RSA算法。
3.根据权利要求书1所述的一种混合加密的信息传输方法，其特征在于，所述第二加密算法为AES算法。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种混合加密的信息传输方法，其特征在于，步骤8结束后，所述发送方和所述接收方均清除所述秘钥Ks。
5.一种混合加密的信息传输系统，其特征在于，包括发送方和接收方；所述发送方包括发送方秘钥生成模块、发送方加密模块、发送方解密模块；所述接收方包括接收方秘钥生成模块、接收方加密模块和接收方解密模块；
所述发送方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa，还用于根据第二加密算法生成一个秘钥Ks；
所述接收方秘钥生成模块用于根据第一加密算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb；
所述发送方加密模块用于使用所述公钥KUb加密第一报文，且发送到接收方解密模块，所述第一报文中包含一个发送方的标识符IDA和一个现时N1；还用于使用所述公钥KUb加密第三报文，且发送到接收方解密模块，所述第三报文中包含所述现时N2；还用于使用所述公钥KUb对所述秘钥Ks进行加密形成密文，且发送到接收方解密模块；
所述接收方加密模块用于使用所述接收方使用所述公钥KUa加密第二报文，且发送到发送方解密模块，所述第二报文中包含所述现时N1和一个新的现时N2；
所述发送方解密模块用于接收所述第二报文，使用所述秘钥KRa解密所述第二报文，得到所述现时N2；
所述接收方解密模块用于接收所述第一报文，使用所述秘钥KRb解密所述第一报文，得到所述现时N1；还用于接收所述第三报文，使用所述秘钥KRb解密所述第三报文，得到所述现时N2；还用于接收所述密文，使用所述秘钥KRb解密所述密文，得到秘钥Ks；
发送方加密模块还用于通过第二加密算法使用秘钥Ks对数据明文进行加密形成数据密文，并发送到接收方解密模块；
所述接收方解密模块还用于接收所述数据密文，并通过第二加密算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文。
6.根据权利要求5所述的一种混合加密的信息传输系统，其特征在于，所述发送方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRa和公钥KUa；所述接收方秘钥生成模块用于根据RSA算法生成一组秘钥KRb和公钥KUb。
7.根据权利要求5所述的一种混合加密的信息传输系统，其特征在于，所述发送方秘钥生成模块用于根据AES算法生成一个秘钥Ks。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的一种混合加密的信息传输系统，其特征在于，当所述接收方解密模块过AES算法使用所述秘钥Ks对所述数据密文进行解密得到数据明文后，所述发送方加密模块和所述接收方解密模块清除所述秘钥Ks。
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