CN109120396B - 一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法 - Google Patents

一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，服务端根据用户输入的种子对明文数据生成KEY并加密形成密文数据，再将密文数据交给客户端，客户端生成编码作为挑战码打印到屏幕上，并等待应答码的输入，客户端将挑战码交给服务端，服务端生成编码作为应答码打印到屏幕上并将应答码交给客户端；客户端根据应答码得到KEY，对密文数据进行解密后输出明文数据。本发明有效避免了密文只要有KEY的任何人都可以直接打开，提升了数据的保密性，每次打开数据都要做动态口令解密动作，并为制止非法利用私密数据提供了保障。

Description

一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法
技术领域
本发明涉及数据加解密技术领域，具体的说，是一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法。
背景技术
数据加解密已经逐渐成为信息安全不可或缺的一部分，但是随着网络的飞速发展，信息的大爆炸，信息管理人员离职走动，公司绝密信息难免外泄甚至被盗版，以及有很多外流人员非法出卖信息和技术数据以谋取更多的利益。
传统的加密往往使用密钥或者密码进行加密，信息保管员只要有加密KEY或者密钥，对密文数据便有解密权限。信息保管员离职时往往掌握部分核心数据及核心软件，一旦被公开，则任何人得到都可以直接解密并利用，原公司将产生巨大的损失。
本发明使用挑战应答码加解密，设置加密种子，种子不同则加密KEY不同。服务端与客户端生成的挑战码和应答码是随机算出的，每次生成的挑战码和应答码都不同。挑战码与时间因子相关，解密端每次随机挑战码不同，即使相同挑战码使用同一个应答码在不同时间也不能进行解密。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，根据用户设置的种子生成的KEY和加密算法对明文数据进行加密，不同的种子有不同的KEY，客户端生成挑战码，服务端生成应答码，挑战码和应答码匹配后得到KEY，再加上解密算法对密文数据进行解密。
本发明通过下述技术方案实现：一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，具体包括以下步骤：
步骤F1：服务端根据用户输入的种子生成KEY，对明文数据加密形成密文数据，再将密文数据交给客户端；
步骤F2：客户端生成编码A作为挑战码打印到屏幕上，并等待应答码的输入；
步骤F3：客户端将挑战码交给服务端，服务端生成编码B作为应答码打印到屏幕上并将应答码交给客户端；
步骤F4：客户端根据应答码得到KEY，对密文数据进行解密后输出明文数据。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F1具体包括以下步骤：
步骤F11：服务端输入明文数据等待加密；
步骤F12：服务端提示用户输入种子，然后生成KEY；
步骤F13：服务端使用加密算法和KEY对明文数据进行加密，形成密文数据，完成加密；
步骤F14：服务端输出密文数据交给客户端。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F2具体包括以下步骤：
步骤F21：客户端输入密文数据后，初始化一个字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次挑战码的源字典A；
步骤F22：客户端根据日期生成伪随机数A，将步骤F21中的所述源字典A依据伪随机数A进行伪随机排序；
步骤F23：将排序步骤转换为编码A；
步骤F24：将编码A作为挑战码打印到屏幕上，等待应答码的输入。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：客户端将挑战码交给服务端；
步骤F32：服务端输入挑战码后，服务端初始化一个和客户端相同的字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次应答码的源字典B；
步骤F33：服务端使用客户端生成的挑战码将步骤F32中的所述源字典B打乱并随机排序，此时服务端字典打乱状态与客户端字典打乱状态相同；
步骤F34：服务端将步骤F33中打乱的所述源字典B进行重新排序形成加密KEY的状态；
步骤F35：将排序的步骤转换为编码B；
步骤F36：将编码B作为应答码打印在屏幕上并交给客户端。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：客户端根据应答码和步骤F33中打乱的所述源字典B进行伪随机排序得到KEY；
步骤F42：客户端使用KEY和解密算法对密文进行解密，最后输出解密后的明文数据。
进一步地，为了更好的实现本发明，步骤F13中所述加密算法是对称加密算法，包括AES256加密算法、DES加密算法、3DES加密算法。
进一步地，为了更好的实现本发明，步骤F21中生成的所述字典包括26个顺序大写英文字母、26个顺序小写字母、数字、特殊符号，并且和生成的KEY内容相同。
进一步地，为了更好的实现本发明，步骤F42中所述解密算法是对称加密算法，包括AES256解密算法、DES解密算法、3DES解密算法。
工作原理：
1.服务端根据用户输入的种子对明文数据生成KEY并加密形成密文数据，再将密文数据交给客户端。
2.客户端生成编码作为挑战码打印到屏幕上，并等待应答码的输入。
3.客户端将挑战码交给服务端，服务端生成编码作为应答码打印到屏幕上并将应答码交给客户端。
4.客户端根据应答码得到KEY，对密文数据进行解密后输出明文数据。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明有效避免了密文只要有KEY的任何人都可以直接打开，提升了数据的保密性，每次打开数据都要做动态口令解密动作，并为制止非法利用私密数据提供了保障。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明实施例1-实施例5的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，具体包括以下步骤：
步骤F1：服务端根据用户输入的种子生成KEY，对明文数据加密形成密文数据，再将密文数据交给客户端；
步骤F2：客户端生成编码A作为挑战码打印到屏幕上，并等待应答码的输入；
步骤F3：客户端将挑战码交给服务端，服务端生成编码B作为应答码打印到屏幕上并将应答码交给客户端；
步骤F4：客户端根据应答码得到KEY，对密文数据进行解密后输出明文数据。
需要说明的是，通过上述改进，用户输入的种子用来初始化KEY，服务端根据用户输入的种子生成KEY，依据KEY将明文数据进行加密形成密文数据，然后将密文数据较给客户端。客户端通过一系列算法生成一个挑战码，并将挑战码打印到屏幕上等待应答码的输入。客户端将生成的挑战码发送给服务端，服务端依据客户端相同的算法得到应答码，并将应答码打印在屏幕上输入给客户端。客户端根据与挑战码匹配的应答码得到KEY，再通过KEY和解密算法将密文数据进行解密得到明文数据。
采用本发明挑战码和应答码加解密方法的系统可以安装在任意一台服务器上，客户端可以用于windows及linux系统，根据用户输入的种子生成KEY，用户输入的种子不同生成的KEY也不同。依据KEY对明文数据、文件、软件安装包等进行加密并且通过一系列算法生成挑战码，服务端在计算应答码时本身是没有KEY的，KEY是通过每次挑战码加应答码匹配后计算得到的，即使是相同的挑战码，每次计算出的应答码也不一样，为密文信息提供了有效的安全保障。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤F1具体包括以下步骤：
步骤F11：服务端输入明文数据等待加密；
步骤F12：服务端提示用户输入种子，然后生成KEY；
步骤F13：服务端使用加密算法和KEY对明文数据进行加密，形成密文数据，完成加密；
步骤F14：服务端输出密文数据交给客户端；
步骤F13中所述加密算法是对称加密算法，包括AES256加密算法、DES加密算法、3DES加密算法。
需要说明的是，通过上述改进，服务端对明文数据进行加密之前提示用户输入种子，服务端根据用户输入的种子生成KEY，再使用加密算法和KEY对明文数据进行加密，形成密文数据，完成加密工作。所述加密算法是对称加密算法，包括AES256加密算法、DES加密算法、3DES加密算法等，本实施例采用AES256加密算法进行举例说明。
AES256是一种常用的对称加解密算法，密钥长度则可以是128，192或256位。AES被称为高级加密算法，采用的是一种区块加密标准，这个标准用来替代了原先的DES。高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。AES在软件及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作，且需要用到的存储器数量少。作为一个新的加密标准，目前正被部署应用到更广大的范围。AES加密有如下优点：能抵抗所有已知的攻击；在多个平台上运行速度快，编码紧凑；设计简单，由于AES已经是一种成熟公开的算法，这里将不再赘述。
服务器将明文数据进行加密之后形成密文数据，将密文数据发送给客户端。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤F2具体包括以下步骤：
步骤F21：客户端输入密文数据后，初始化一个字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次挑战码的源字典A；
步骤F22：客户端根据日期生成伪随机数A，将步骤F21中的所述源字典A依据伪随机数A进行伪随机排序；
步骤F23：将排序步骤转换为编码A；
步骤F24：将编码A作为挑战码打印到屏幕上，等待应答码的输入。
步骤F21中生成的所述字典包括26个顺序大写英文字母、26个顺序小写字母、数字、特殊符号，并且和生成的KEY内容相同。
需要说明的是，通过上述改进，客户端收到密文数据后，初始化一个字典，所述字典包括26个大写英文字母、26个小写字母、数字、特殊符号，并且和用户输入的种子内容相同，本实施例采用26个大写英文字母的方式进行举例说明，客户端根据日期将26个大写英文字母打乱后进行随机排序，被打乱的26个大写英文字母有26的阶乘种排序，此排列组合有效地提高了字典的随机性和复杂性，所述日期包括月、天、小时、分钟、秒。
所述步骤F2为客户端计算挑战码，为方便理解，本实施例举出一个简单的例子：
在步骤F1中服务端根据用户输入的种子，计算出一个具有26个大写字母的KEY，假设KEY=ABCDEF，服务端使用KEY和AES256加密算法对明文数据进行加密，形成密文数据，然后将密文数据交给客户端；客户端收到密文数据后，进行挑战码的计算；
客户端初始化一个字典，所述字典是26个大写字母，假设字典为ABCDEF，客户端根据日期将字典打乱并随机排序生成源字典A，源字典A为ABCDFE；
客户端根据日期生成的伪随机数为213456，将源字典A:ABCDFE根据伪随机数:213456进行伪随机排序，打乱的字母为ABCDFE[2]=B、ABCDFE[1]=A、ABCDFE[3]=C、ABCDFE[4]=D、ABCDFE[5]=E、ABCDFE[6]=F，则对应排序后得到BACDEF；
客户端将源字典A:ABCDFE打乱进行伪随机排序得到的BACDEF的过程步骤进行编码，假设使用字母下标进行编码，定义A=0、B=1、C=2、D=3、E=4、F=5、a=-0、b=-1、c=-2、d=-3、e=-4、f=-5，生成编码A的计算方式为：BACDEF-ABCDFE，B-A=1(B)、A-B=-1(b)、C-C=0(A)、D-D=0(A)、E-E=0(A)、F-F=0(A)，则编码A为BbAAAA，将编码A作为挑战码打印到屏幕上等待应答码输入，并将挑战码交给服务端。
需要说明的是实际应用中字母下标定义不一定是简单的数字顺序，例如还可以定义为：A=0b1 B=0b10、C=0b100、D=0b1000、E=0b10000、F=0b100000。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：客户端将挑战码交给服务端；
步骤F32：服务端输入挑战码后，服务端初始化一个和客户端相同的字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次应答码的源字典B；
步骤F33：服务端使用客户端生成的挑战码将步骤F32中的所述源字典B打乱并随机排序，此时服务端字典打乱状态与客户端字典打乱状态相同；
步骤F34：服务端将步骤F33中打乱的所述源字典B进行重新排序形成加密KEY的状态；
步骤F35：将排序的步骤转换为编码B；
步骤F36：将编码B作为应答码打印在屏幕上并交给客户端。
需要说明的是，通过上述改进，步骤F3实现服务端生成应答码，本实施例依据实施例2的例子，进行进一步说明和举例：
服务端生成一个与客户端相同的字典，即ABCDEF，服务端使用相同的算法根据日期将字典打乱并随机排序生成源字典B，源字典B为ABCDFE；
源字典B:ABCDFE根据服务端输入的挑战码BbAAAA进行打乱并随机排序形成加密KEY的状态，假设使用字母下标进行定义，定义A=0、B=1、C=2、D=3、E=4、F=5、a=-0、b=-1、c=-2、d=-3、e=-4、f=-5，源字典B打乱排序的计算方式为：ABCDFE+BbAAAA，A+B=1(B)、B+b=0(A)、C+A=2(C)、D+A=3(D)、F+A=5(F)、E+A=4(E)，则打乱的源字典B为BACDFE；
服务端依据同相的方式将源字典B打乱排序的过程步骤转换为编码B，KEY-BACDFE，即ABCDEF-BACDFE=bBAAbB，则应答码为bBAAbB，服务端将应答码打印在屏幕上并交给客户端。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：客户端根据应答码和步骤F33中打乱的所述源字典B进行伪随机排序得到KEY；
步骤F42：客户端使用KEY和解密算法对密文进行解密，最后输出解密后的明文数据；
步骤F42中所述解密算法是对称加密算法，包括AES256解密算法、DES解密算法、3DES解密算法。
需要说明的是，通过上述改进，此时客户端根据F33中打乱的所述源字典BACDFE和应答码bBAAbB进行伪随机排序计算得到KEY，计算方法为：BACDFE+bBAAbB=ABCDEF，即计算得到KEY=ABCDEF，客户端使用KEY和AES256解密算法对密文数据进行解密得到明文数据并输出。
为方便理解，实施例2-实施例5所举例的密码和挑战码的复杂度相对较低，但实际应用中复杂度可由用户来设置。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤F1：服务端根据用户输入的种子生成KEY，对明文数据加密形成密文数据，再将密文数据交给客户端；
步骤F2：客户端生成编码A作为挑战码打印到屏幕上，并等待应答码的输入；
步骤F21：客户端输入密文数据后，初始化一个字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次挑战码的源字典A；
步骤F22：客户端根据日期生成伪随机数A，将步骤F21中的所述源字典A依据伪随机数A进行伪随机排序；
步骤F23：将排序步骤转换为编码A；
步骤F24：将编码A作为挑战码打印到屏幕上，等待应答码的输入；
步骤F3：客户端将挑战码交给服务端，服务端生成编码B作为应答码打印到屏幕上并将应答码交给客户端；
所述步骤F3具体包括以下步骤：
步骤F31：客户端将挑战码交给服务端；
步骤F32：服务端输入挑战码后，服务端初始化一个和客户端相同的字典，根据日期将字典打乱并随机排序，生成的随机字符串作为本次应答码的源字典B；
步骤F33：服务端使用客户端生成的挑战码将步骤F32中的所述源字典B打乱并随机排序，此时服务端字典打乱状态与客户端字典打乱状态相同；
步骤F34：服务端将步骤F33中打乱的所述源字典B进行重新排序形成加密KEY的状态；
步骤F35：将排序的步骤转换为编码B；
步骤F36：将编码B作为应答码打印在屏幕上并交给客户端；
步骤F4：客户端根据应答码得到KEY，对密文数据进行解密后输出明文数据；
所述步骤F4具体包括以下步骤：
步骤F41：客户端根据应答码和步骤F33中打乱的所述源字典B进行伪随机排序得到KEY；
步骤F42：客户端使用KEY和解密算法对密文进行解密，最后输出解密后的明文数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，其特征在于：所述步骤F1具体包括以下步骤：
步骤F11：服务端输入明文数据等待加密；
步骤F12：服务端提示用户输入种子，然后生成KEY；
步骤F13：服务端使用加密算法和KEY对明文数据进行加密，形成密文数据，完成加密；
步骤F14：服务端输出密文数据交给客户端。
3.根据权利要求2所述的一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，其特征在于：步骤F13中所述加密算法是对称加密算法，包括AES256加密算法、DES加密算法、3DES加密算法。
4.根据权利要求1所述的一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，其特征在于：步骤F21中生成的所述字典包括26个顺序大写英文字母、26个顺序小写字母、数字、特殊符号，并且和生成的KEY内容相同。
5.根据权利要求1所述的一种基于挑战应答码的数据加解密系统的使用方法，其特征在于：步骤F42中所述解密算法是对称加密算法，包括AES256解密算法、DES解密算法、3DES解密算法。
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