CN109861819A - 基于混淆加密块算法的数据加密方法及解密方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开于数据加密算法的混淆加密块的加密方法及解密方法。加密方法包括步骤：基于随机产生的混淆系数及明文长度,利用自定义函数计算出时间戳在明文中的插入位置；利用当前时间和随机长度的混淆系数,通过补位随机码形成一定长度的密钥，将密钥按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为加密密钥；将当前时间根据插入位置插入明文中，生成原文，利用加密密钥，采用DES算法对原文进行加密，得到密文。本发明能够有效对数据流进行任意长度密钥的随机加密，从而保证密文的安全性大大增加。

Description

基于混淆加密块算法的数据加密方法及解密方法

技术领域

本发明涉及数据加解密技术领域，特别是涉及一种基于混淆加密块算法的数据加密方法及解密方法。

背景技术

网络技术的飞速发展使得远程数据传输与控制深入生活的方方面面，随之而来的网络安全问题成为了关注的重点，特别是密码数据和控制数据的安全更是事关国民经济的大事。

时至今日，针对数据加密已经提出了很多技术。这其中，DES算法由于其较快的运行效率和较少的资源占用而成为最受欢迎的一项对称数据加密技术。DES算法采用一个长度为8字节(64位)的密钥，利用密钥对明文数据进行移位、异或等操作，实现对明文数据的加密。但是，因为其固定长度的密钥，随着计算机性能的不断提高，利用穷举法攻破DES算法所需的时间越来越短，DES算法的安全性变得越来越低。为了提高密文的安全性，几种改进的加密算法被陆续提出。然而目前绝大多数已经提出的加密算法都是针对加密方式进行变化而设计的，这些加密算法虽然安全性有所提高，但是受限于固定长度的密钥以及固定的明文，其规律性过于明显，从而导致被分析或穷举攻破的可能性大大增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于小型数据流的加密和解密的基于混淆加密块算法的数据加密方法及解密方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

基于混淆加密块算法的数据加密方法，包括步骤：

基于随机产生的混淆系数及明文长度,利用自定义函数计算出时间戳在明文中的插入位置；

利用当前时间和随机长度的混淆系数,通过补位随机码形成一定长度的密钥，将密钥按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为加密密钥；

将当前时间根据插入位置插入明文中，生成原文，利用加密密钥，采用DES算法对原文进行加密，得到密文。

所述加密密钥为8字节。

所述密钥包含四个部分，每部分用8位十六进制数FF隔开：第一部分为17位时间戳，为密钥生成当时的当前时间：按年月日时分秒毫秒顺序排列；第二部分为待加密的明文的长度；第三部分为计算混淆位置的随机长度的混淆系数，第四部分为随机长度的随机码，随机码将密钥的长度填充为8的N倍，N为自然数。

本发明还提供一种基于数据加密算法的混淆加密块的解密方法，包括步骤：

将所获得的密钥按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为解密密钥，对密文进行DES解密，得到了混淆了时间戳的原文；

根据密钥中包含的明文长度和混淆系数，利用自定义函数计算出时间戳的插入位置，然后从原文中剔除长度时间戳，即可得到最初的明文。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的加密方法，是针对安全性要求高的数据流的加密算法，能够有效对数据流进行任意长度密钥的随机加密，从而保证密文的安全性大大增加。

附图说明

图1是混淆加密块的加密方法的加密流程示意图；

图2是混淆加密块的加密方法的密钥的组成示意图；

图3是混淆加密块的加密方法的解密流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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，本发明基于混淆加密块算法的数据加密方法，包括步骤：

基于随机产生的混淆系数及明文长度,利用自定义函数计算出时间戳在明文中的插入位置；

利用当前时间和随机长度的混淆系数,通过补位随机码形成一定长度的密钥K，将密钥K按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为加密密钥K’；

将当前时间根据插入位置插入明文中，生成原文，利用加密密钥K’采用DES算法对原文进行加密，得到密文。

如图2所示，本发明中，密钥K包含四个部分，每个部分之间用8位十六进制数FF隔开：

第一部分为17位的时间戳，为密钥生成当时的当前时间：年(YYYY)月(MM)日(dd)时(HH)分(mm)秒(ss)毫秒(SSS)；

第二部分为若干位待加密的明文的长度n；

第三部分为随机长度的计算混淆位置的混淆系数m，m为一个随机数。基于m可通过自定义函数计算出插入混淆符的位置：

p＝f(n,m)(1)

其中，n为待加密的明文长度，0≤p≤n；

第四部分为若干位随机长度的随机码，随机码将密钥的长度填充为8的N倍，N为自然数。

本发明中，在生成具有随机性的密钥K之后，可根据密钥K对明文进行混淆，将时间戳(当前时间)插入明文当中所计算的随机位置，生成待加密的原文O，然后利用DES算法对混淆后的明文，即原文O，利用密钥K进行N次循环加密(N为循环加密的次数)。

加密前，先根据所生成密钥K的最后三位随机码(即所填充的随机码的最后三位十六进制码)的码值，即根据这三位十六进制码的码值来选择密钥K中的第几个8字节(从低比特向高比特截取或从高比特向低比特截取)为加密密钥K’，即截取密钥K中的任意8字节，形成加密密钥K’：

K'＝K的第n个字节(n＝K的最后三位码值)(2)

之后，利用所截取的加密密钥K’，采用DES算法对混淆后的原文O进行加密，生成最终的密文C。

对于密文的解密过程，如图3所示，包括以下的步骤：

根据所提供的密钥K，根据公式(2)，将其截取为长度为8字节的解密密钥K’，对密文C进行DES解密，获得带有时间戳的原文O；

利用密钥K中的原文长度和混淆系数，利用公式(1)计算出时间戳插入的位置，将对应位置的长度为17字节的时间戳从所得到的原文O中剔除，就得到了最初加密的明文数据。

本发明所提出的加密方法具有良好的安全性和鲁棒性，其基于密钥的随机生成和明文的随机位置混淆，可以显著提高加密数据的安全性。对任意数据流，本发明都可以快速地进行随机密钥和混淆明文的加密，所生成的密文因为其密钥和加密过程的随机性，利用穷举法根本无法攻破，特别适用于具有高安全性要求的数据流的加密。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于混淆加密块算法的数据加密方法，其特征在于，包括步骤：

基于随机产生的混淆系数及明文长度,利用自定义函数计算出时间戳在明文中的插入位置；

利用当前时间和随机长度的混淆系数,通过补位随机码形成一定长度的密钥K，将密钥K按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为加密密钥；

将当前时间根据插入位置插入明文中，生成原文，利用加密密钥，采用DES算法对原文进行加密，得到密文。

2.根据权利要求1所述基于混淆加密块算法的数据加密方法，其特征在于，所述加密密钥为8字节。

3.根据权利要求1所述基于混淆加密块算法的数据加密方法，其特征在于，所述密钥包含四个部分，每部分用8位十六进制数FF隔开：第一部分为17位时间戳，为密钥生成当时的当前时间：按年月日时分秒毫秒顺序排列；第二部分为待加密的明文的长度；第三部分为计算混淆位置的随机长度的混淆系数，第四部分为随机长度的随机码，随机码将密钥的长度填充为8的N倍，N为自然数。

4.基于数据加密算法的混淆加密块的解密方法，其特征在于，包括步骤：

将所获得的密钥按照随机码最后三位的码值，截取一定字节作为解密密钥，对密文进行DES解密，得到了混淆了时间戳的原文；

根据密钥中包含的明文长度和混淆系数，利用自定义函数计算出时间戳的插入位置，然后从原文中剔除长度时间戳，即可得到最初的明文。