CN109889339A - 一种数据加密装置和方法 - Google Patents

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徐连英
钟漍标
廖运岳
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Abstract

本发明提供了一种数据加密方法和装置，通过进行数据转换，对小数据量的数据按照预设秘钥进行加密，具有比一般对称性加密算法更高的效率，不仅加密解密速度快，且弹性比对称性加密算法更强，可充分根据处理器的负担调整密钥长度。

Description

一种数据加密装置和方法
技术领域
本发明涉及数据加密领域，具体而言，涉及一种数据加密装置和方法。
背景技术
现如今，市面上存在多种加密算法，大体上可分为对称性加密和非对称性加密。常见的对称加密算法有DES、AES、3DES等，常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。
其中，对称性加密和非对称性加密的安全系数相对较高，但加密和解密计算量大，使得通信速率下降，尤其在低主频的单片机(如8051单片机)上运行加密算法时，将严重影响其运行速度，甚至导致丢帧问题。这是由于目前大多数的低主频单片机进行数据通信时都是明文传输，因此导致了小数据量快速加密技术的缺失。
发明内容
本发明提供了一种数据加密装置和方法，旨在实现小数据量的快速加密技术。
本发明是这样实现的：本发明提供了一种数据加密装置，包括：
数据识别模块，用于接收待加密的数据及对待加密数据进行加密的秘钥，以识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
数据处理模块，用于将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
加密输出模块，用于根据数据处理模块处理得到的第二数据，将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
其中，数据处理模块将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为第二数据。
本发明提供了一种数据加密方法，包括：
识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
其中，将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为第二数据。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的数据加密方法和装置，通过进行数据转换，对小数据量的数据按照预设秘钥进行加密，具有比一般对称性加密算法更高的效率，不仅加密解密速度快，且弹性比对称性加密算法更强，可充分根据处理器的负担调整密钥长度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明提供的一种数据加密装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一种数据加密方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1所示，图1是本发明提供的一种数据加密装置的结构示意图。该装置包括：
数据识别模块110，用于接收待加密的数据及对待加密数据进行加密的秘钥，以识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
数据处理模块120，用于将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
加密输出模块130，用于根据数据处理模块120处理得到的第二数据，将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
其中，数据处理模块120将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为第二数据。
此外，如图2所示，本发明还提供了一种数据加密方法，包括：
识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
其中，将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为的第一数据为大数对应的二进制数，然后利用二进制数转换为第二数据。
具体的，本发明涉及的加密方法，当需要进行数据加密时，首先将数据帧组合成大数并转换为指定密钥长度的进制数，然后根据数据帧提取对应密钥下标的数据，最后组合成一个新的数据帧。
加密流程举例如下：
密钥(HEX)：300 431 512 673 194 375 A36 287；
待加密数据(HEX)：F0 03 A0 00 01 35；
将待加密数据的组合成大数为F003A0000135，大数的二进制表示为111100000000001110100000000000000000000100110101；
将组合后的大数转换为8进制，得到7 4 0 0 1 6 4 0 0 0 0 0 0 4 6 5；
根据8进制数提取密钥下标对应的数据，并得到最终加密后的数据为28 19 30 3043 A3 19 30 30 30 30 30 30 19 A3 37。
数据的安全级别取决于密钥的长度，长度越长则越安全，长度越短则计算量越小。
在另一个实施例中，另一个长度为4的简单密钥应用举例：
密钥(HEX)：110 221 332 443；
待加密数据(HEX)：01 10 AF 55；
以上待加密数据在加密前是一个个字节的形式存在(即数组)，接下来将待加密数据合成一个数(即变成0110AF55),合成后其二进制的数据表示为：1000100001010111101010101；
将合成后的数转换为4进制，得到一个转换后的4进制数：101002233111；
最后根据密钥下标换算加密，得到的加密数据为：22 11 22 11 11 33 33 44 4422 22 22 22
上述加密的过程为：合并→转换→加密。根据以上规则可以知道，密钥的长度符合2的N次方的为无损加密，其他均为有损加密，损失量为：2INT(LOG2(N+1))-N。
区别于现有技术，本发明通过上述设计得到的数据加密方法和装置，通过进行数据转换，对小数据量的数据按照预设秘钥进行加密，具有比一般对称性加密算法更高的效率，不仅加密解密速度快，且弹性比对称性加密算法更强，可充分根据处理器的负担调整密钥长度。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (4)

1.一种数据加密装置，其特征在于，包括：
数据识别模块，用于接收待加密的数据及对待加密数据进行加密的秘钥，以识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
数据处理模块，用于将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
加密输出模块，用于根据数据处理模块处理得到的第二数据，将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
2.根据权利要求1所述的数据加密装置，其特征在于，所述数据处理模块将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为第二数据。
3.一种数据加密方法，其特征在于，包括：
识别待加密数据以及秘钥的数据类型和数据数量；其中，秘钥的每一数据均包括秘钥数据及其下标，所述下标标识秘钥数据在秘钥中的排序位置；
将待加密数据合成转换为第一数据，按照对应秘钥的下标，将第一数据转换为进制数等于秘钥数据数量的第二数据；
将第二数据中的每一位数字与秘钥的下标进行比较，将第二数据中每一位数字对应变换为与秘钥中下标相等的秘钥数据，实现加密。
4.根据权利要求3所述的数据加密方法，其特征在于，将待加密数据转换为第一数据之前，将待加密的数据拼接合成一个大数；合成大数后，将大数转换为第二数据。
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