CN111294340A

CN111294340A - 基于零宽字符的加密信息隐写方法

Info

Publication number: CN111294340A
Application number: CN202010052758.5A
Authority: CN
Inventors: 王晨晓; 庞潼川; 杨成功
Original assignee: Henan Core Shield Secnet Technology Development Co ltd
Current assignee: Henan Core Shield Secnet Technology Development Co ltd
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: CN111294340B

Abstract

本发明公开了一种基于零宽字符的加密信息隐写方法，其包括：第一客户端对消息明文加密生成密文并上传服务端，服务端保存密文并为密文生成唯一对应的索引，再将索引下发至第二客户端，第二客户端明文呈现索引内容，并通过索引从服务端下载对应密文数据，然后对密文解密；其中，所述索引包括自然语言部分和唯一的零宽字符编码部分，自然语言部分具有语义，同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联。本发明的零宽字符编码实现了索引的信息隐写，自然语言部分为索引本身的内容添加了一层隐蔽性，减少了索引的异常特征，同时自然语言部分作为零宽字符编码部分的校验位，防止恶意穷举进行数据碰撞，显著提高了安全性。

Description

基于零宽字符的加密信息隐写方法

技术领域

本发明涉及数据加密领域。更具体地说，本发明涉及一种基于零宽字符的加密信息隐写方法。

背景技术

全球信息网络化时代，人们参与的网络活动越来越频繁，计算机网络信息传输日益成为教育、国防、电子商务和银行等领域的常用数据交换手段，并且逐步渗透于社会各个领域。计算机网络应用范围的不断拓展，使数据信息的保密性要求也随之越来越高。

目前已问世的诸多加密方案均能良好的实现数据安全加密，但加密后的数据传输却分为多种方案。部分方案先整体加密，再传输加密数据。如PGP方案则先建立加密通道，再分段传输密文数据。基于云端索引的加密方案，则先整体加密，将加密后的密文上传到云端，云端为密文生成唯一对应的索引，客户端之间的传输只用索引即可。

然而基于云端索引的加密方案中，索引没有语义性，且有明显可识别的起始字符和结束字符，一旦被人获取到索引内容，可直接识别出信息已经做了加密。从现实场景考虑，有安全需求的人员或者公司，必须保证索引内容也不被拦截或者检查到，同时保证无法恶意穷举进行数据碰撞，否则很容易被相关人员进行排查，问询。反之，如果要求索引内容也不被看到，则相当于做了物理加密，那么这种基于索引的加密方案本身就不具有什么意义了。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于零宽字符的加密信息隐写方法，主要解决索引不具有语义性的问题，旨在从索引本身的内容上添加一层隐蔽性，减少索引的异常特征，确保索引被捕获、拦截、排查到后，不会引发内容已被加密的怀疑，同时自然语言部分作为零宽字符编码部分的校验位，防止恶意穷举进行数据碰撞，显著提高了安全性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于零宽字符的加密信息隐写方法，其包括：

第一客户端对消息明文加密生成密文并上传服务端，服务端保存密文并为密文生成唯一对应的索引，再将索引下发至第二客户端，第二客户端明文呈现索引内容，并通过索引从服务端下载对应密文，然后对密文解密；

其中，所述索引包括自然语言部分和唯一的零宽字符编码部分，自然语言部分具有语义，同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联。

优选的是，所述索引的零宽字符编码部分拼接在自然语言部分的头部或者尾部或者零宽字符编码部分插入在自然语言部分的文字之间。

优选的是，零宽字符编码部分由服务端对其随机生成的唯一ID进行零宽字符编码得到。

优选的是，所述唯一ID由服务端通过UUID算法得到。

优选的是，所述唯一ID由服务端通过Snowflake算法得到。

优选的是，所述服务端对唯一ID进行零宽字符编码的方法包括：将所述唯一ID的每位数值转换为指定字符集中包含零宽字符数量m以下的任一n进制数据所对应的数值，再于该指定字符集的m个零宽字符中选取n个零宽字符分别替代该n进制数据中的0～n-1，其中，m≥n。

优选的是，所述指定字符集为unicode字符集。

优选的是，自然语言部分的文字为现有语言文字中的任意一种。

优选的是，使同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联的方法包括：

构建语料库，语料库中语料的语义相关联，按语序为语料库中每条语料编上序号；

为当前会话生成一个随机数，对随机数修正使其在语料序号范围内，选取与修正后的随机数相同的序号代表的语料作为前一索引的自然语言部分，选取与前一索引使用语料相邻的下一语料作为后一索引的自然语言部分。

优选的是，所述语料库中的语料选自无版权的古诗词，每条语料为古诗词的一句，一首古诗词包含的语料按语序编号，不同古诗词随机编号。

优选的是，同一会话在超出预设时间后产生的第一条索引，其自然语言部分的语料由重新生成的随机数得到。

本发明至少包括以下有益效果：本发明基于零宽字符的“宽度为0”特性，将一部分密文索引信息形成唯一的零宽字符编码，从而实现了索引的信息隐写，又保证了索引的唯一性，又将一部分密文索引信息使用语义关联的明文表达，为索引本身的内容添加了一层隐蔽性，减少了索引的异常特征，确保了索引被捕获、拦截、排查到后，不会引发内容已被加密的怀疑，同时自然语言部分作为零宽字符编码部分的校验位，防止恶意穷举进行数据碰撞，显著提高了安全性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例所述加密信息隐写方法的流程图；

图2为本发明其中一个实施例所述索引自然语言部分生成的流程图；

图3为本发明其中一个实施例所述索引零宽字符编码部分生成的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供一种基于零宽字符的加密信息隐写方法，其包括：

步骤一、第一客户端对消息明文加密生成密文并上传服务端；

这里第一客户端对消息明文加密的方法可以采用数字信封和数字签名技术生成密文，然后再调用api接口将密文上传至服务端；

步骤二、服务端保存密文并为密文生成唯一对应的索引，再将索引下发至第二客户端；

这里索引包括自然语言部分和唯一的零宽字符编码部分，自然语言部分具有语义，同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联。

这里自然语言部分的文字为现有语言文字中的任意一种，如中文、英文、日文、韩文、德文或者法文等等。

服务端生成索引的自然语言部分的过程包括：

A、在服务端构建语料库，语料库中语料的语义相关联，按语序为语料库中每条语料编上序号；

这里语料库中的语料可以选自无版权的自然语言连续文本内容(当然也可以为获取版权后的自然语言连续文本内容)，如诗词、散文、小说、歌词等，这里需要注意的是当语料库中的语料选自诗词或者歌曲时，可能会选取不止一首，此时由于文体结构和文风上具有关联性，我们也认定为广义上的语义相关联。

在本实施例中，语料库选自古诗词，以句号为隔断，将每一句诗、词分隔作为一条语料，语料库保证一首诗、词的内容保持原有顺序，不同诗词之间的顺序随机排列。如“白日依山尽，黄河入海流。欲穷千里目，更上一层楼。”这首诗按句号分隔有两条语料，在语料库中，两条语料是连续的，而这首诗之前、之后是哪首诗词则是随机的。

这里一首诗词在语义、内容、结构和文风上具有关联性，在客户端上明文呈现索引自然语言部分的古诗词，即使一首作为语料用完随机选择了另一首也会认为是正常的吟对，索引被人捕获、拦截或者查询也难以起疑，若选用的是名家小说、散文等作品，则务必要按文章语序排号。

B、服务端查询此次索引生成时间与上次索引生成时间间隔是否超过预设时长，本实施例中预设时长可以设置为1分钟。

若第一客户端与第二客户端是首次会话，则服务端查询不到上次生成索引的记录，那么直接生成一个随机数，对随机数修正使其在语料序号范围内，选取与修正后的随机数相同的序号代表的语料作为此次索引的自然语言部分，缓存此次语料序号和索引生成时间，此次语料最好是首诗词的第一句。

若第一客户端与第二客户端不是首次会话(由于会话属于双方互动过程，那么上次生成索引的缘由可能是第一客户端向第二客户端发送消息，也可能是第二客户端向第一客户端发送消息)，a、如果两者没有连续回复，即回复间隔超过1分钟，则也生成一个随机数，对随机数修正使其在语料序号范围内，选取与修正后的随机数相同的序号代表的语料作为此次索引的自然语言部分，缓存此次语料序号和索引生成时间，该语料最好是首诗词的第一句；b、如果两者是连续回复，即回复间隔不超过1分钟，则将上次生成索引产生的修正随机数加一得到此次索引的语料序号，从语料库中选取对应语料作为此次索引的自然语言部分，同时缓存此次语料序号和索引生成时间。

这里每一个会话拥有唯一的会话ID，缓存的语料序号会与相应的会话ID绑定，数据结构为键值对。一对一聊天时，使用双方的userID按大小排序拼接作为唯一会话ID。多人聊天时，使用群组ID作为唯一的会话ID。

服务端生成索引的零宽字符编码部分的过程包括：

服务端随机生成一个唯一ID，再将所述唯一ID的每位数值转换为指定字符集中包含零宽字符数量m以下的任一n进制数据所对应的数值，然后于该指定字符集的m个零宽字符中选取n个零宽字符分别替代该n进制数据中的0～n-1，其中，m≥n。

这里唯一ID可以由服务端通过UUID算法或者Snowflake算法得到，当然还可以是其他可以得到唯一标识符的算法，本实施例以UUID来进行说明。

服务端随机生成一个UUID，该UUID的数据宽度为32位(也可以为其它宽度)，每位为16进制数值(也可以为其它进制数据)，服务端将UUID的每位16进制数值转换为4个二进制数值得到1个128位数值，再用/u200B替换二进制的0，用/u200C替换二进制的1，由于这里是使用unicode字符集中的零宽字符进行替代，而unicode字符集中的零宽字符总共有6个，所以这里实际上还可以将将UUID的每位16进制数值转换为3进制数值或者4进制数值或者5进制数值或者6进制数值，当转换为3进制数值时，选取6个零宽字符中的3个分别替代0、1、2，其他进制的以此类推。

当服务端生成完索引的自然语言部分和零宽字符编码部分后，将两者拼接得到完整的索引，将索引和密文绑定后，再下发给第二客户端。

这里所述服务端可以将索引的零宽字符编码部分拼接在自然语言部分的头部或者尾部或者将零宽字符编码部分插入在自然语言部分的文字之间。

步骤三、第二客户端明文呈现索引内容，并通过索引从服务端下载对应密文数据，然后对密文解密。

这里由于索引的零宽字符编码部分在第二客户端的显示宽度为0，因此，第二客户端上显示的只有索引的自然语言部分。而在第一客户端与第二客户端会话的连续回复过程中，显示的则是多首完整的古诗词吟对过程。

上述实施例基于零宽字符的“宽度为0”特性，将一部分密文索引信息形成唯一的零宽字符编码，从而实现了索引的信息隐写，又保证了索引的唯一性，又将一部分密文索引信息使用语义关联的明文表达，为索引本身的内容添加了一层隐蔽性，减少了索引的异常特征，确保了索引被捕获、拦截、排查到后，不会引发内容已被加密的怀疑，同时自然语言部分作为零宽字符编码部分的校验位，防止恶意穷举进行数据碰撞，显著提高了安全性。

本发明还提供一种基于零宽字符的加密信息隐写系统，其包括：

客户端，其用于加密消息明文并上传、接收索引、下载密文和解密密文；

服务端，其用于接受客户端发出的密文，保存密文并为密文生成唯一对应的索引，再将索引下发至另一客户端；

所述服务端将索引的零宽字符编码部分拼接在自然语言部分的头部或者尾部或者将零宽字符编码部分插入在自然语言部分的文字之间。

零宽字符编码部分由服务端对其随机生成的唯一ID进行零宽字符编码得到，所述唯一ID由服务端通过UUID算法或者Snowflake算法得到，当然还可以是其他可以得到唯一标识符的算法。

所述服务端对唯一ID进行零宽字符编码的方法包括：将所述唯一ID的每位数值转换为指定字符集中包含零宽字符数量m以下的任一n进制数据所对应的数值，再于该指定字符集的m个零宽字符中选取n个零宽字符分别替代该n进制数据中的0～n-1，其中，m≥n。

这里所述指定字符集为unicode字符集，当然还可以为其他字符集。

这里服务端生成的索引的自然语言部分的文字为现有语言文字中的任意一种，如中文、英文、日文、韩文、德文或者法文等等

这里所述服务端包括一语料库，语料库中语料的语义相关联，语料库中的每条语料按语序编有序号；所述服务端使同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联的方法包括：

所述服务端为当前会话生成一个随机数，对随机数修正使其在语料序号范围内，选取与修正后的随机数相同的序号代表的语料作为前一索引的自然语言部分，选取与前一索引使用语料相邻的下一语料作为后一索引的自然语言部分。

这里语料库中的语料可以选自无版权的自然语言连续文本内容(当然也可以为获取版权后的自然语言连续文本内容)，如诗词、散文、小说、歌词等，这里需要注意的是当语料库中的语料选自诗词或者歌曲时，可能会选取不止一首，此时由于文体结构和文风上具有关联性，我们也认定为广义上的语义相关联。本实施例中所述语料库中的语料选自无版权的古诗词，每条语料为古诗词的一句，一首古诗词包含的语料按语序编号，不同古诗词随机编号。

这里所述服务端对同一会话在超出预设时间后产生的第一条索引，其自然语言部分的语料由由服务端重新生成的随机数得到。

本实施例中的加密信息隐写系统采用前面实施例所述加密信息隐写方法进行工作。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，所述索引的零宽字符编码部分拼接在自然语言部分的头部或者尾部或者零宽字符编码部分插入在自然语言部分的文字之间。

3.如权利要求1所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，零宽字符编码部分由服务端对其随机生成的唯一ID进行零宽字符编码得到。

4.如权利要求3所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，所述唯一ID由服务端通过UUID算法得到。

5.如权利要求3所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，所述服务端对唯一ID进行零宽字符编码的方法包括：将所述唯一ID的每位数值转换为指定字符集中包含零宽字符数量m以下的任一n进制数据所对应的数值，再于该指定字符集的m个零宽字符中选取n个零宽字符分别替代该n进制数据中的0～n-1，其中，m≥n。

6.如权利要求5所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，所述指定字符集为unicode字符集。

7.如权利要求1所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，自然语言部分的文字为现有语言文字中的任意一种。

8.如权利要求1所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，使同一会话在预设时间内产生的相邻两条索引自然语言部分的语义相关联的方法包括：

9.如权利要求8所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，所述语料库中的语料选自无版权的古诗词，每条语料为古诗词的一句，一首古诗词包含的语料按语序编号，不同古诗词随机编号。

10.如权利要求8所述的基于零宽字符的加密信息隐写方法，其特征在于，同一会话在超出预设时间后产生的第一条索引，其自然语言部分的语料由重新生成的随机数得到。