CN111988297B - 一种文字通信保密传输明密转换系统 - Google Patents

一种文字通信保密传输明密转换系统 Download PDF

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    • H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation

Abstract

本发明提出一种文字通信保密传输明密转换系统，本发明使用九九方格密语表对字符进行编码，可以最多对6561个字符进行编码，编码后每个字符对应一个4位9进制数。本系统通过让发送方以九九方格密语表对要传输的信息进行编码，接收方通过相同的密语表对编码后的信息进行解码，通过对信息进行编码后传输的方式，保证端到端信息传输的安全；并且编码方式为将每条信息编码为若干个4位九进制数，易于与现存大量通信方式结合并实现。为了确保本系统的安全性，本发明使用伪随码的方法，将需要传输的符号集在一定周期内随机的分布到九九方格密语表中，保证密语表生成的随机性。同时本系统可根据用户安全需要，调整伪随码的生成周期。

Description

一种文字通信保密传输明密转换系统
技术领域
本发明涉及文件加密传输技术领域，尤其涉及一种文字通信保密传输明密转换系统。
背景技术
在信息通信中即时通信的信息保密，特别是无线传输时保密问题尤为突出。在自组网通信和个人通信中保密工作相当困难，如军队的应急通信不能使用民用通信工具；民间系统情报系统信息传递、公司团体商业等保密信息的即时通信等，尚无可靠、快捷、简单的解决办法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种对传输信息实现有效的编码，建立保密系统，为通信的安全性提供有效保障的文字通信保密传输明密转换系统。
为达到上述目的，本发明提出一种文字通信保密传输明密转换系统，包括以下步骤：
步骤1：利用九九方格谜语表编码原理，建立密语表框架；
步骤2：利用不同数字编码密语表中每一个方格，每一个方格均通过不同数字组成的字符表示；
步骤3：根据行业选择常用符号形成符号集，常用符号的数量不能超过所述字符的数量；使用不同的数字对符号集中每一个符号进行编号；
步骤4：以伪随码原理及白噪声通信原理将符号集中的符号以无序的、随机的方式填充到密语表框架中；
步骤5：甲方通过步骤1-步骤4的编码方式将编码后的安全传递的信息传输给乙方；
步骤6：乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，得到编码后信息的原始信息。
进一步的，在步骤1中，建立9x9x9x9方格框架，即形成6561个方格。
进一步的，在步骤2中，每一个方格采用(x,y,m,n)的字符表示，其中， x,y,m,m均为选自0-8的正整数，即6561个方格通过编码由6561个四位九进制数表示，6561个字符分别用0000-8888四位九进制数固定表示，且每一个字符均不完全相同。
进一步的，在步骤3中，包括以下步骤：
步骤3.1：根据不同行业根据所需传递信息的传递范围选择常用符号形成符号集，所述符号包括汉字、英文单词、字码、符号和标点；所述常用符号不超过6561个；
步骤3.2：使用1-6561的阿拉伯数字分别表示符号集中的每一个符号。
进一步的，在步骤4中，包括以下步骤：
步骤4.1：使用线性同余发生器产生伪随机数的方法产生伪随机数，运用数论中同余运算产生随机数，基本递推公式为：
xn+1＝(axn+c)mod m ；
上式中的参数为：x0：初始值、a：乘法器、c：增值、m：模数；
mod：取模运算，(axn+c)除以m后的余数对于以上参数的约束条件为：
Figure GDA0003710517910000021
；
由基本递推公式得到的解析式为：
Figure GDA0003710517910000031
；
上式中，u1,u2,…,ur，就是r个一段周期内的伪随机数；
步骤4.2：将6561个所述字符按照从小到大，即(0，0，0,0)-(8，8,8,8) 的顺序依次填入所述密语表框架中的所述6561个方格中；
步骤4.3：针对需要填入相应符号的字符位置(x,y,m,n)，通过步骤4.1中生成的伪随机数p，执行如下操作：
q≡(p*10000)mod 6561 ；
通过上式得到q(q为整数且0<q≤6561),选择符号集中编号为q的符号填入所述字符位置(x,y,m,n)，并在符号集中标记编号为q的符号为“已被填入”；
步骤4.4：针对计算得到编号为q的符号若为“已被填入”的符号，则继续生成下个伪随机数p,并重复步骤4.3，直至所述字符位置被填入符号；
步骤4.5：重复步骤4.3和步骤4.4，直至所述符号集中每一个符号均被填入所述密语表框架中的字符位置。
进一步的，在步骤3.1中，针对6561个所述符号，可进行自定义编码，形成自定义字符集；
进行自定义编码后，在步骤3.2中，使用1-6561的阿拉伯数字分别表示所述自定义字符集中每一个自定义字符；并且，在步骤4：以伪随码原理及白噪声通信原理将自定义字符集中的自定义字符以无序的、随机的方式填充到密语表框架中，实现2次编码。
进一步的，进行自定义编码后，在步骤6中，乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，再根据自定义编码方式，解码后的信息进行2 次解码，得到编码后信息的原始信息。
进一步的，在步骤5中，甲方向乙方传输信息信息方式包括物理传输或者网络传输；
所述物理传输包括可拔插读取设备；所述网络传输包括使用软件的无线网络传输；采用所述网络传输可以通过RSA1024对密语表进行加密后再传输。
与现有技术相比，本发明的优势之处在于：为保证在公开信道中端到端的通信安全，通过使用密语表加密编码技术以及使用伪随码生成随机分布技术设计了本系统，确保了需要传输文字的通信双方的通信安全。
本发明使用九九方格密语表对字符进行编码，可以最多对6561个字符进行编码，编码后每个字符对应一个4位9进制数。本系统通过让发送方以九九方格密语表对要传输的信息进行编码，接收方通过相同的密语表对编码后的信息进行解码，通过对信息进行编码后传输的方式，保证端到端信息传输的安全；并且编码方式为将每条信息编码为若干个4位九进制数，易于与现存大量通信方式结合并实现。
为了确保本系统的安全性，本发明使用伪随码的方法，将需要传输的符号集在一定周期内随机的分布到九九方格密语表中，保证密语表生成的随机性。同时本系统可根据用户安全需要，调整伪随码的生成周期。
附图说明
图1为本发明实施例中文字通信保密传输明密转换系统流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。
如图1所示，本发明提出一种文字通信保密传输明密转换系统，包括以下步骤：
步骤1：利用九九方格谜语表编码原理，建立9x9x9x9方格框架，即形成 6561个方格；如表1所示：
Figure GDA0003710517910000051
表1
在密语表中，左表由81个方格构成，每个方格标号为(x，y)(其中x、y 均为0-8的正整数)；对于每个方格，均由81个字符构成；右表由81个方格构成，每个字符编号为(m，n)(其中m、n均为0-8的正整数)。
步骤2：利用不同数字编码密语表中每一个方格，每一个方格均通过不同数字组成的字符表示；具体如下：
对于每个密语表中字符，其编码规则为使用该字符在方格内的编号(m，n) 以及该方格在密语表中的编号(x，y)共同表示，即每个字符可由四位0-8的数字(x，y，m，n)表示(如5880，该字符为在密语表中编号为(5，8)的方格中编号为(8，0)位置的字符)，这样便建立了密语表与任意6561个字符的对应关系，且每个关系可由四位0-9的数字表示，即将6561个方格通过编码由6561 个四位九进制数表示。对于一个完整的密语表，其6561个字符分别用0000-8888 四位九进制数固定表示。
步骤3：根据行业选择常用符号形成符号集，常用符号的数量不能超过所述字符的数量；使用不同的数字对符号集中每一个符号进行编号；
步骤3.1：根据不同行业根据所需传递信息的传递范围选择常用符号形成符号集，所述符号包括汉字、英文单词、字码、符号和标点；所述常用符号不超过6561个；针对6561个所述符号，可进行自定义编码，形成自定义字符集；
步骤3.2：若未进行自定义编码，则使用1-6561的阿拉伯数字分别表示符号集中的每一个符号；
若进行了自定义编码，则使用1-6561的阿拉伯数字分别表示所述自定义字符集中每一个自定义字符。
步骤4：针对没有进行自定义编码的符号集，以伪随码原理及白噪声通信原理将符号集中的符号以无序的、随机的方式填充到密语表框架中；具体如下：
步骤4.1：使用线性同余发生器产生伪随机数的方法产生伪随机数，运用数论中同余运算产生随机数，基本递推公式为：
xn+1＝(axn+c)modm ；
上式中的参数为：x0：初始值、a：乘法器、c：增值、m：模数；
mod：取模运算，(axn+c)除以m后的余数对于以上参数的约束条件为：
Figure GDA0003710517910000061
；
由基本递推公式得到的解析式为：
Figure GDA0003710517910000062
；
上式中，u1,u2,…,ur，就是r个一段周期内的伪随机数；
步骤4.2：将6561个所述字符按照从小到大，即(0，0，0,0)-(8，8,8,8) 的顺序依次填入所述密语表框架中的所述6561个方格中；
步骤4.3：针对需要填入相应符号的字符位置(x,y,m,n)，通过步骤4.1中生成的伪随机数p，执行如下操作：
q≡(p*10000)mod 6561 ；
通过上式得到q(q为整数且0<q≤6561),选择符号集中编号为q的符号填入所述字符位置(x,y,m,n)，并在符号集中标记编号为q的符号为“已被填入”；
步骤4.4：针对计算得到编号为q的符号若为“已被填入”的符号，则继续生成下个伪随机数p,并重复步骤4.3，直至所述字符位置被填入符号；
步骤4.5：重复步骤4.3和步骤4.4，直至所述符号集中每一个符号均被填入所述密语表框架中的字符位置。
针对自定义编码后的符号集，则以伪随码原理及白噪声通信原理将自定义字符集中的自定义字符以无序的、随机的方式填充到密语表框架中，实现2次编码，相应的，在步骤4.1-步骤4.5中，针对其符号集中符号操作相应的修改为针对自定义编码集中自定义字符的操作；两次编码更能提高信息传递的安全性；也可直接使用九九密语表在信息传输时对字符集中的信息进行编码。
步骤5：甲方通过步骤1-步骤4的编码方式将编码后的安全传递的信息传输给乙方；
步骤6：乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，得到编码后信息的原始信息。
若甲方在步骤3中，对符号集进行了自定义编码，则在步骤6中，乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，再根据自定义编码方式，解码后的信息进行2次解码，得到编码后信息的原始信息。
在本实施例中，在步骤5中，甲方向乙方传输信息信息方式包括物理传输或者网络传输；
物理传输
通过将密语表固定写入定制的可插拔设备(如芯片、SD卡等可插拔设备) 中，对可插拔设备进行物理传输，每次更新密语表后，用户将设备交还并重置其中密语表。该方法优点为传输由人工保证，不易泄露；缺点为传输过程需要耗费大量时间及人力，成本过高，同时会存在设备丢失等失控情况。
通过加密方法网络传输。
使用软件，通过使用RSA1024或其他国际通用加密方法对密语表进行进行加密，并通过软件网络更新的方式或公开信到通信的方式进行传输。RSA1024 安全性极高，几乎不可通过穷举方式破解。该方法的优点为传输方式简单快捷效率高，安全；缺点是软件实现复杂，软件加密同时对设备硬件有较高要求。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：利用九九方格谜语表编码原理，建立密语表框架；
步骤2：利用不同数字编码密语表中每一个方格，每一个方格均通过不同数字组成的字符表示；
步骤3：根据行业选择常用符号形成符号集，常用符号的数量不能超过所述字符的数量；使用不同的数字对符号集中每一个符号进行编号；
步骤4：以伪随码原理及白噪声通信原理将符号集中的符号以无序的、随机的方式填充到密语表框架中；
步骤5：甲方通过步骤1-步骤4的编码方式将编码后的安全传递的信息传输给乙方；
步骤6：乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，得到编码后信息的原始信息。
2.根据权利要求1所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤1中，建立9x9x9x9方格框架，即形成6561个方格。
3.根据权利要求2所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤2中，每一个方格采用（x，y，m，n）的字符表示，其中，x，y，m，n均为选自0-8的正整数，即6561个方格通过编码由6561个四位九进制数表示，6561个字符分别用0000-8888四位九进制数固定表示，且每一个字符均不完全相同。
4.根据权利要求3所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤3中，包括以下步骤：
步骤3.1：根据不同行业根据所需传递信息的传递范围选择常用符号形成符号集，所述符号包括汉字、英文单词、字码、符号和标点；所述常用符号不超过6561个；
步骤3.2：使用1-6561的阿拉伯数字分别表示符号集中的每一个符号。
5.根据权利要求4所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤4中，包括以下步骤：
步骤4.1：使用线性同余发生器产生伪随机数的方法产生伪随机数，运用数论中同余运算产生随机数，基本递推公式为：
xn+1=(axn+c) mod m；
上式中的参数为： x0：初始值、 a：乘法器、 c：增值、 m：模数；
mod：取模运算，（axn+c）除以m后的余数对于以上参数的约束条件为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
由基本递推公式得到的解析式为：
Figure 458157DEST_PATH_IMAGE002
上式中，u1,u2,⋯,ur，就是r个一段周期内的伪随机数；
步骤4.2：将6561个所述字符按照从小到大，即（0，0，0，0）-（8，8，8，8）的顺序依次填入所述密语表框架中的所述6561个方格中；
步骤4.3：针对需要填入相应符号的字符位置（x，y，m，n），通过步骤4.1中生成的伪随机数p，执行如下操作：
q=(p*10000) mod 6561；
通过上式得到q ，q为整数且0<q≤6561，选择符号集中编号为q的符号填入所述字符位置(x，y，m，n)，并在符号集中标记编号为q的符号为“已被填入”；
步骤4.4：针对计算得到编号为q的符号若为“已被填入”的符号，则继续生成下个伪随机数p,并重复步骤4.3，直至所述字符位置被填入符号；
步骤4.5：重复步骤4.3和步骤4.4，直至所述符号集中每一个符号均被填入所述密语表框架中的字符位置。
6.根据权利要求5所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤3.1中，针对6561个所述符号，可进行自定义编码，形成自定义字符集；
进行自定义编码后，在步骤3.2中，使用1-6561的阿拉伯数字分别表示所述自定义字符集中每一个自定义字符；并且，在步骤4：以伪随码原理及白噪声通信原理将自定义字符集中的自定义字符以无序的、随机的方式填充到密语表框架中，实现2次编码。
7.根据权利要求6所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，进行自定义编码后，在步骤6中，乙方通过与甲方手中相同的密语表反向接收信息进行解码，再根据自定义编码方式，解码后的信息进行2次解码，得到编码后信息的原始信息。
8.根据权利要求1所述的文字通信保密传输明密转换系统，其特征在于，在步骤5中，甲方向乙方传输信息方式包括物理传输或者网络传输；
所述物理传输包括可拔插读取设备；所述网络传输包括使用软件的无线网络传输；采用所述网络传输可以通过RSA1024对密语表进行加密后再传输。
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