CN113283215B - 一种基于utf-32编码的数据混淆方法及装置 - Google Patents
一种基于utf-32编码的数据混淆方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于UTF‑32编码的数据混淆方法及装置。所述方法包括获取UTF‑32码元序列；判断所述UTF‑32码元序列中每个字节的有效性；如果所述UTF‑32码元序列中同时存在有效字节和无效字节，则对所述UTF‑32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据。以此方式，可以对UTF‑32的数据进行混淆加密，大大降低对系统负载的影响，提高系统效率；降低了系统复杂度，对系统性能要求低；隐蔽性强且易于实现。
Description
技术领域
本发明一般涉及计算机技术领域，并且更具体地，涉及一种基于UTF-32编码的数据混淆方法及装置。
背景技术
在低性能平台中，为了保证传输效率，往往会对信息进行加密处理。对于文本信息而言，最常使用的是UTF编码，其中UTF-32是最经常使用的消息格式之一。UTF-32是一种将Unicode字符编码的协定，对每一个Unicode码位使用恰好32位元。UTF-32具有对计算性能要求低且长度提前可知的优点，被广泛应用于文本编码中。
在UTF-32的应用过程中，往往需要对数据进行混淆加密，但由于UTF-32本身长度就是UTF-8的1.5倍左右，如果使用常规的加密算法，例如密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）、RSA加密算法等，当消息数量过大时，往往会对系统负载产生较大的负载影响。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种基于UTF-32编码的数据混淆方案。
在本发明的第一方面，提供了一种基于UTF-32编码的数据混淆方法。该方法包括：
获取UTF-32码元序列；
判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性；
如果所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节，则对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据。
进一步地，所述判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性，包括：
如果一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则该字节为有效字节；
如果一个字节的每位二进制值均为0，则该字节为无效字节。
进一步地，所述对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，包括：
获取所述UTF-32码元序列中的无效字节；
将所述无效字节的首位二进制值替换为1，并将所述无效字节的剩余7位二进制值替换为随机值。
进一步地，所述随机值为0或1。
在本发明的第二方面，提供了一种基于UTF-32编码的混淆数据还原方法。该方法包括：
获取UTF-32编码的混淆数据；
识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节；
将所述混淆无效字节还原为无效字节，得到还原后的UTF-32码元序列。
进一步地，所述识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节，包括：
如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值为1，则该字节为混淆无效字节；如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值不为1，则该字节为有效字节。
进一步地，所述将所述混淆无效字节还原为无效字节，包括：
将所述混淆无效字节中每位二进制值全部替换为0。
在本发明的第三方面，提供了一种基于UTF-32编码的数据混淆装置。该装置包括：
获取模块，用于获取UTF-32编码的数据；
判断模块，用于判断所述UTF-32编码的数据中同时是否存在有效字节和无效字节；
混淆模块，用于当所述UTF-32编码的数据中同时存在有效字节和无效字节时，对所述UTF-32编码的数据进行混淆，得到UTF-32编码的混淆数据。
在本发明的第四方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上第一方面或第二方面所述的方法。
在本发明的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本发明的第一方面或第二方面的方法。
本发明通过对UTF-32编码的数据进行混淆，大大降低对系统负载的影响，提高系统效率；降低了系统复杂度，对系统性能要求低；并且通过对混淆后数据进行还原，得到原始基于UTF-32编码的数据；整个方法隐蔽性强且易于实现。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的基于UTF-32编码的数据混淆方法的流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的基于UTF-32编码的混淆数据还原方法的流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的基于UTF-32编码的数据混淆装置的方框图；
图4示出了根据本发明的实施例的基于UTF-32编码的混淆数据还原装置的方框图；
图5示出了能够实施本发明的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中，能够通过简单的混淆加密过程，对UTF-32的数据进行混淆加密，大大降低对系统负载的影响，提高系统效率；降低了系统复杂度，对系统性能要求低；隐蔽性强且易于实现。
图1示出了本发明实施例的基于UTF-32编码的数据混淆方法的流程图。
该方法包括：
S101、获取UTF-32码元序列。
UTF-32是由ISO10646标准定义了一个32位元的编码形式，也称作UCS-4，使用通用字符集（UCS）的每一个字符，会在0到十六进制的0x7fffffff的字码空间中，被表示成一个的32位元的码值，可以用于表示所有的语言中的文字和符号。
在本发明的实施例中，首先需要获取到UTF-32编码的数据，即码元序列作为数据混淆的基础。
S102、判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性，即判断所述UTF-32码元序列中是否同时存在有效字节和无效字节。
根据UTF-32的编码原理，其固定使用4个字长的编码。
作为本发明的一种实施例，在固定的4个字长的编码中，如果一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则该字节为有效字节。所述UTF-32码元序列中有效字节表示为0xxx xxxx；其中二进制值为0的为有效字节的首位，剩余7位“x”表示二进制值为随机值。所述随机值为0或1。
作为本发明的一种实施例，在固定的4个字长的编码中，如果一个字节的每位二进制值均为0，则该字节为无效字节。所述UTF-32码元序列中无效字节表示为0000 0000。
判断所述UTF-32码元序列中是否同时存在有效字节和无效字节，可以分别判断所述UTF-32码元序列中是否存在有效字节和无效字节。
如果所述UTF-32码元序列中的4个字节中，至少有一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则可以判定该字节为有效字节，即所述UTF-32码元序列中存在有效字节。
如果所述UTF-32码元序列中的4个字节中，至少有一个字节的每位二进制值均为0，则可以判定所述UTF-32码元序列中存在无效字节。
如果上述两个条件均满足，则可以判定所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节。
在本发明的实施例中，UTF-32码元序列中的4个字节的数据内容会有以下四种情况：
情况1：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0xxx xxxx
情况2：0000 0000 0000 0000 0xxx xxxx 0xxx xxxx
情况3：0000 0000 0xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx
情况4：0xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx
在上述四种情况中，情况1中只有最低位是有效字节，高三位为无效字节；情况2中有两位有效字节、两位无效字节；情况3中低三位是有效字节，高一位是无效字节；情况4中四位字节均为有效字节。可见，只有情况1、情况2和情况3满足同时存在有效字节和无效字节；而情况4中只存在有效字节，而不存在无效字节。
当所述UTF-32码元序列中不存在有效字节时，说明该UTF-32编码的数据为乱码数据，并没有具体实际的含义，故不需要对这种数据进行混淆。当所述UTF-32码元序列中不存在无效字节时，说明该UTF-32编码的数据中并没有冗余的字节空间，而混淆过程是利用冗余的字节空间进行混淆处理的，如果冗余空间为0，则无法加入混淆数据，也就没办法进行数据混淆。
S103、如果所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节时，对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据。
在S102中挑选出符合同时存在有效字节和无效字节的UTF-32编码的数据后，对所述UTF-32编码的数据进行混淆，具体包括：
首先，获取所述UTF-32码元序列中的无效字节。即获取所述UTF-32码元序列中每位的二进制值均为0的字节。利用获取无效字节来获取冗余的字节空间。
然后，将所述无效字节的首位二进制值0替换为1，并将所述无效字节的剩余7位二进制值0替换为随机值x。即将所述无效字节0000 0000替换为1xxx xxxx。从而达到利用冗余的字节空间加入混淆数据，实现对原有的UTF-32编码的数据进行混淆的效果。
在上述实施例中，通过对所述UTF-32码元序列进行混淆后，情况1的数据混淆前和混淆后对比如下：
混淆前：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0xxx xxxx
混淆后：1xxx xxxx 1xxx xxxx 1xxx xxxx 0xxx xxxx
在上述实施例中，通过对所述UTF-32码元序列进行混淆后，情况2的数据混淆前和混淆后对比如下：
混淆前：0000 0000 0000 0000 0xxx xxxx 0xxx xxxx
混淆后：1xxx xxxx 1xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx
在上述实施例中，通过对所述UTF-32码元序列进行混淆后，情况3的数据混淆前和混淆后对比如下：
混淆前：0000 0000 0xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx
混淆后：1xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx 0xxx xxxx
在一些实施例中，例如原始数据内容为“a”，对应的UTF-32码元序列为：0000 00000000 0000 0000 0000 0110 0001；根据本实施例中的混淆方法进行混淆后得到的UTF-32码元序列为：1001 0000 1001 0011 1001 0001 0110 0001；对混淆后的UTF-32码元序列进行解码得到的内容为乱码或显示为“无法识别”，即对原始数据内容“a”进行了混淆。
根据本发明的实施例，能够对UTF-32的数据进行混淆，大大降低对系统负载的影响，提高系统效率；降低了系统复杂度，对系统性能要求低；隐蔽性强且易于实现。
在对所述UTF-32编码的数据进行混淆，得到混淆数据后，还可以对所述UTF-32编码的混淆数据进行还原。
如图2示出了根据本发明的实施例的基于UTF-32编码的混淆数据还原方法的流程图。
所述方法包括：
S201、获取UTF-32编码的混淆数据。
所述混淆数据中至少包括混淆无效字节，所述混淆无效字节是通过对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆得到的，即将所述无效字节的首位二进制值替换为1，并将所述无效字节的剩余7位二进制值替换为随机值生成的。
S202、识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节。
如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值为1，则该字节为混淆无效字节；如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值不为1，则该字节为有效字节。
作为本发明的一种实施例，获取到的UTF-32编码的混淆数据为：
1xxx xxxx 1xxx xxxx 1xxx xxxx 0xxx xxxx
可以判定，其中，1xxx xxxx为混淆无效字节，0xxx xxxx为有效字节。
S203、将所述混淆无效字节还原为无效字节，得到还原后的UTF-32码元序列，具体包括将所述混淆无效字节中每位二进制值全部替换为0。
在上述实施例中，将混淆无效字节1xxx xxxx中的每位二进制值全部替换为0，即0000 0000，则得到还原后的UTF-32码元序列，即：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0xxx xxxx。
在本发明的实施例中，通过对混淆后数据进行还原，得到原始基于UTF-32编码的数据；整个方法隐蔽性强且易于实现。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
如图3所示，装置300为一种基于UTF-32编码的数据混淆装置，包括：
获取模块310，用于获取UTF-32码元序列；
判断模块320，用于判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性；在UTF-32码元序列中，一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则该字节为有效字节。在UTF-32码元序列中，一个字节的每位二进制值均为0，则该字节为无效字节。所述随机值为0或1。
混淆模块330，用于当所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节时，对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据。
如图4所示，装置400为一种基于UTF-32编码的混淆数据还原装置，包括：
获取模块410，获取UTF-32编码的混淆数据；
识别模块420，识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节；
还原模块430，将所述混淆无效字节还原为无效字节，得到还原后的UTF-32码元序列。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
如图5所示，设备包括中央处理单元（CPU），其可以根据存储在只读存储器（ROM）中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器（RAM）中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S101~S103或S201~S203。例如，在一些实施例中，方法S101~S103或S201~S203可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S101~S103或S201~S203的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行方法S101~S103或S201~S203。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
Claims (6)
1.一种基于UTF-32编码的数据混淆方法，其特征在于，包括：
获取UTF-32码元序列；
判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性；
如果所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节，则对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据；
所述对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，包括：
获取所述UTF-32码元序列中的无效字节；
将所述无效字节的首位二进制值替换为1，并将所述无效字节的剩余7位二进制值替换为随机值；
所述判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性，包括：
如果一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则该字节为有效字节；
如果一个字节的每位二进制值均为0，则该字节为无效字节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机值为0或1。
3.一种基于UTF-32编码的混淆数据还原方法，其特征在于，包括：
获取UTF-32编码的混淆数据；
识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节；
将所述混淆无效字节还原为无效字节，得到还原后的UTF-32码元序列；
所述将所述混淆无效字节还原为无效字节，包括：
将所述混淆无效字节中每位二进制值全部替换为0；
所述识别所述UTF-32编码的混淆数据中的混淆无效字节，包括：
如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值为1，则该字节为混淆无效字节；如果所述UTF-32编码的混淆数据中字节的首位二进制值不为1，则该字节为有效字节。
4.一种基于UTF-32编码的数据混淆装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取UTF-32码元序列；
判断模块，用于判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性；所述判断所述UTF-32码元序列中每个字节的有效性，包括：如果一个字节的首位二进制值为0，剩余7位二进制值为随机值，则该字节为有效字节；如果一个字节的每位二进制值均为0，则该字节为无效字节；
混淆模块，用于当所述UTF-32码元序列中同时存在有效字节和无效字节时，对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，得到混淆数据；
所述对所述UTF-32码元序列中的无效字节进行混淆，包括：
获取所述UTF-32码元序列中的无效字节；
将所述无效字节的首位二进制值替换为1，并将所述无效字节的剩余7位二进制值替换为随机值。
5.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~3中任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1~3中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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