CN110868287B - 一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质，该方法包括：根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本。该系统包括：密钥模块，加密模块和编码模块。该装置包括存储器以及用于执行上述认证加密密文编码方法的处理器。通过使用本发明，可提高提高系统解密密文时的速度。本发明作为一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质，可广泛应用于信息加密领域。

Description

一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及信息加密领域，尤其涉及一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
在一些需要传输或者存储敏感信息或者支付信息的场景中，所涉及到的信息必须是加密传输和加密存储的，在处理这些信息的系统中都会调用一些加解密服务进行数据的加密和解密，目前，各种安全支持类系统提供的数据加密服务是比较零碎的，加密后的密文没有包含用于解密密文所需要的完整信息，导致应用系统必须使用固定的加密算法模式或在解密时外接解密信息的密钥数据才能进行解密，这样就会比较复杂，使得解密数据时的速度较慢。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种认证加密密文编码方法、系统、装置及存储介质，可使加密数据后的密文包含用于解密所需要的完整信息，提高系统解密明文的速度。
本发明所采用的第一技术方案是：一种认证加密密文编码方法，包括以下步骤：
根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；
根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本。
进一步，还包括以下步骤：
将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
根据预设公钥对应的私钥值和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
进一步，所述根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥这一步骤前，还包括：
解析预设的公钥，得到公钥的字段并检查公钥的字段完整性；
根据公钥的字段得到加密算法，并基于加密算法校验公钥的参数值；
进一步，所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到明文数据和明文数据的校验值具体包括：
当加密模式为GCM模式时，生成12字节的初始向量，并将预设的公钥作为附加数据计算，得到密文数据和明文数据的校验值；
当加密模式为CBC模式时，生成16字节的初始向量，并使用密钥加密数据得到密文数据，最后根据预设的公钥、初始向量和明文数据计算得到明文数据的校验值。
进一步，所述将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本这一步骤具体还包括：
基于DER编码规则将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值组合得到第二密文数据；
对第二密文数据进行Base64编码，得到输出文本。
进一步，所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文具体包括：
当获取到加密模式为GCM模式，在确认到初始向量的长度为12字节、明文数据的校验值为16字节后，根据预设公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文；
当获取到加密模式为CBC模式，在确认到初始向量的长度为16字节、明文数据的校验值符合规则后，根据预设的公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文。
本发明所采用的第二技术方案是：一种认证加密密文编码系统，包括：
密钥模块，用于根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；
加密模块，用于根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
编码模块，用于将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本。
进一步，还包括：
解码模块，用于将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
检验模块，用于解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
检查模块，用于根据预设的公钥和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
解密模块，用于获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
本发明所采用的第三技术方案是：一种认证加密密文编码装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述所述一种认证加密密文编码方法。
本发明所采用的第四技术方案是：一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如上所述一种认证加密密文编码方法。
本发明方法、系统、装置及存储介质的有益效果是：本发明通过将密文数据和用于解密明文数据的密钥信息编码到同一输出文本，解密时可直接从输出文本得到用于解密的密钥信息，无需对系统预存解密信息，提高解密速度。
附图说明
图1是本发明一种认证加密密文编码方法的步骤流程图；
图2是本发明一种认证加密密文编码系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图1所示，本发明提供了一种认证加密密文编码方法，该方法包括以下步骤：
S101、根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥。
具体地，所述预设的参数公钥和待加密的明文数据，随机过程密钥明文，通过RSA算法公钥加密或者AESWrap算法加密密钥，所述AESWrap算法与EC算法相关。
S102、根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
S103、将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本。
具体地，将用于解密的信息与密文组合后编码，使密文附带元加密信息，方便系统能够快速的解析出解密该密文需要的算法模式，提高解密速度，所述输出文本的密文附带了元加密信息，可直接从中提取到解密密钥用于解密。
S104、将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
具体地，将得到的输出文本基于BAES64解码，再基于DER编码解析解码后的文本，得到密文数据和用于解密明文数据的信息。
S105、解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
具体地，所述解析公钥并检验公钥的完整性与加密时的规则一致，如当算法数据为RSA1_5，即使用RSA公钥加密CEK并通过PKCS#1_5填充，当算法数据为AES128GCM，即使用AES128GCM模式PKCS#7填充加密数据和生成数据的校验值。
S106、根据预设公钥对应的私钥值和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
具体地，根据公钥信息获取到对应的私钥值，通过私钥解密出公钥加密的密钥。
S107、获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
进一步作为本方法的优选实施例，所述根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥这一步骤前：
解析预设的公钥，得到公钥的字段并检查公钥的字段完整性；
根据公钥的字段得到加密算法，并基于加密算法校验公钥的参数值；
具体地，所述预设的公钥包括用于加密密钥的算法、用于加密数据的算法、以及算法对应的参数，所述算法对应的参数包括ecPublickey、rsaPublicKey、certificate、keyID，根据调用参数来选取加密算法和规则，当ecPublickey存在时，加密算法采用EC算法，当rsaPublicKey存在时，加密算法必须为RSA算法，当certificate存在时，证书内容为PEM的证书，当keyID存在时，密钥类型必须为ID，其中参数的调用对应不同的加密算法，所述公钥的字段包括用于加密密钥的算法、用于加密明文数据的算法和加密算法对应的参数。
进一步作为本方法的优选实施例，所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值具体包括：
当加密模式为GCM模式时，生成12字节的初始向量，并将预设的公钥作为附加数据计算，得到密文数据和明文数据的校验值；
当加密模式为CBC模式时，生成16字节的初始向量，并使用密钥加密数据得到密文数据，最后根据预设的公钥、初始向量和密文数据计算得到明文数据的校验值。
具体地，CBC模式为密文分组链接模式，GCM模式是一种可以提供对消息的加密和完整性校验的加密模式，GCM模式为根据加密时调用不同的加密模式，生成不同长度的初始向量，并计算对应的明文数据和明文数据的校验值，GCM模式时，明文数据的校验值必须为16字节，CBC模式时，明文数据的校验值的长度视HMAC的长度而定。
进一步作为本方法优选实施例，所述将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本这一步骤，其具体包括：
基于DER编码规则将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值组合得到第二密文数据；
对第二密文数据进行Base64编码，得到输出文本。
具体地，输出文本中包含了解密数据所需的元信息，采用DER编码，可尽量同最短的数据量来传输最多的信息，有效减少传输时的通讯时间，所述根据预设的公钥、初始向量和密文数据计算得到明文数据的校验值是采用HMAC算法，所述加密算法包括RSA加密算法和EC算法。
进一步作为本方法优选实施例，所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文具体包括：
当获取到加密模式为GCM模式，在确认到初始向量的长度为12字节、明文数据的校验值为16字节后，根据预设公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文；
当获取到加密模式为CBC模式，在确认到初始向量的长度为16字节、明文数据的校验值符合规则后，根据预设的公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文。
具体地，将公钥、初始向量、密文数据作为HMAC的数据计算出数据的校验值，其中该数据的校验值的长度以HMAC所设的长度而定，所述RSA算法是一种非对称加密算法，在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用
本发明的具体实施例如下：
首先获得待加密的明文数据，将待加密明文以16进制的字符串表，解析用于加密的公钥中的各个字段，检查到公钥中的各个字段没有缺失，并从字段中获取算法，根据算法校验其他参数值，基于算法的参数和公钥随机生成16字节的密钥，并将其以16进制的字符串表示，使用公钥加密密钥，选择CBC模式或GCM模式加密，得到以16进制字符串表示的加密密钥，根据选择的模式生成不同的长度初始向量并实用16进制字符串表示，采用GCM加密模式，生成12字节的初始向量，得到明文数据和明文数据的校验值，并采用公钥的DER编码值作为附加数据，基于DER编码规则对公钥、加密密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值编码，得到新的密文数据并以16进制字符串表示，最后将新的密文数据以Base64编码成输出文本，该输出文本可用于存储，传输，需要使用时再进行解密，解密时将得到的输出文本解码解析，得到公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值，解析公钥的字段，检查各个字段的完整性，通过算法参数校验公钥的参数值，根据算法和公钥解密出加密前的密钥，根据加密算法检查加密前的密钥长度，检测到加密时采用CBC模式加密，检查到初始向量为16字节，通过密钥计算公钥、初始向量和密文数据的HMAC值是否和明文数据的校验值一致，不一致则停止解密，一致则根据密钥、公钥和密文数据解密得到加密前的明文。
如图2所示，一种认证加密密文编码系统，包括：
密钥模块，用于根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；
加密模块，用于根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
编码模块，用于将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本。
还包括：
解析模块，用于解析预设的公钥，得到公钥的字段并检查公钥的字段完整性。
校验模块，用于根据公钥的字段得到加密算法，并基于加密算法校验公钥的参数值；
所述编码模块还包括：
组合子模块，用于基于DER编码规则将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、明文数据和明文数据的校验值组合得到第二明文数据；
输出子模块，用于对第二明文数据进行Base64编码，得到输出文本。
进一步作为本系统的优选实施例，还包括：
解码模块，用于将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
检验模块，用于解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
检查模块，用于根据预设的公钥和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
解密模块，用于获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
一种认证加密密文编码装置：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述一种认证加密密文编码方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如上所述一种认证加密密文编码方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种认证加密密文编码方法，其特征在于：包括加密步骤：
解析预设的公钥，得到公钥的字段并检查公钥的字段完整性；根据公钥的字段得到加密算法，并基于加密算法校验公钥的参数值；
根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；
根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本；
其中，所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值具体包括：
当加密模式为GCM模式时，生成12字节的初始向量，并将预设的公钥作为附加数据计算，得到密文数据和明文数据的校验值；
当加密模式为CBC模式时，生成16字节的初始向量，并使用密钥加密数据得到密文数据，最后根据预设的公钥、初始向量和明文数据计算得到明文数据的校验值；
所述将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本，包括：
基于DER编码规则将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值组合得到第二密文数据；
对第二密文数据进行Base64编码，得到输出文本。
2.根据权利要求1所述的一种认证加密密文编码方法，其特征在于：还包括解密步骤：
将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
根据预设公钥对应的私钥值和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
3.根据权利要求2所述的一种认证加密密文编码方法，其特征在于：所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文具体包括：
当获取到加密模式为GCM模式，在确认到初始向量的长度为12字节、明文数据的校验值为16字节后，根据预设公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文；
当获取到加密模式为CBC模式，在确认到初始向量的长度为16字节、明文数据的校验值符合规则后，根据预设的公钥对应的私钥值、密文数据和加密前的密钥解密得到加密前的明文。
4.一种认证加密密文编码系统，其特征在于：包括：
密钥模块，用于根据预设的参数生成密钥，并基于预设的公钥加密密钥，得到加密后的密钥；
加密模块，用于根据加密密钥的加密模式生成初始向量，并计算得到密文数据和明文数据的校验值；
编码模块，用于将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值进行编码，得到输出文本；
所述密钥模块还用于：
解析预设的公钥，得到公钥的字段并检查公钥的字段完整性；根据公钥的字段得到加密算法，并基于加密算法校验公钥的参数值；
所述加密模式包括GCM模式和CBC模式，所述加密模块还用于：
当加密模式为GCM模式时，生成12字节的初始向量，并将预设的公钥作为附加数据计算，得到密文数据和明文数据的校验值；
当加密模式为CBC模式时，生成16字节的初始向量，并使用密钥加密数据得到密文数据，最后根据预设的公钥、初始向量和明文数据计算得到明文数据的校验值；
所述编码模块还用于：
基于DER编码规则将预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值组合得到第二密文数据；
对第二密文数据进行Base64编码，得到输出文本。
5.根据权利要求4所述的一种认证加密密文编码系统，其特征在于：还包括：
解码模块，用于将输出文本解码，得到预设的公钥、加密后的密钥、初始向量、密文数据和明文数据的校验值；
检验模块，用于解析预设的公钥并检验该公钥的完整性，得到加密算法和对应的私钥值；
检查模块，用于根据预设的公钥和加密后的密钥解密出加密前的密钥，并基于加密算法检查该密钥；
解密模块，用于获取加密模式并在确认解析得到的初始向量的长度和明文数据校验值的长度符合规则后，根据预设的公钥、加密前的密钥和明文数据得到加密前的明文。
6.一种认证加密密文编码装置，其特征在于：还包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-3任一项所述一种认证加密密文编码方法。
7.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如权利要求1-3任一项所述一种认证加密密文编码方法。
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