CN113300842A - 一种提高对称加密算法安全性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加密安全，具体涉及一种提高对称加密算法安全性的方法，会话密钥是真正用于加密或者解密时使用到的密钥，不同客户端由于身份标识不同，会得到不同的中间密钥，并且每个客户端由于生成的随机数不同，得到最终的会话密钥也会发生变化，使得对称密钥更具有灵活性，能够确保在整个通信过程中，相同原始数据经过加密也会形成不同的密文，通信双方每次信息传输时均使用不同的对称密钥，当发信方和收信方之间的通信信息被攻击截取时，攻击方需要破解每一条信息的密钥，加大了通信信息的破解难度，有效提升了对称加密算法的安全性；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的对称加密算法加密安全性较差的缺陷。

Description

一种提高对称加密算法安全性的方法
技术领域
本发明涉及加密安全，具体涉及一种提高对称加密算法安全性的方法。
背景技术
对称加密算法的实现方式为：数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文，并发送出去；收信方接收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密密钥及相同加密算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，发信方、收信方之间使用的加密密钥只有一个，双方都是通过这个密钥对数据进行加密、解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。
对称加密算法尽管加密速度快、加密效率高，但是其缺点也很明显，发信方、收信方必须商定好密钥，然后确保双方都能保存好密钥，如果一方的密钥被泄漏，那么加密信息也就不安全了。另外，每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的唯一密钥，当一条信息被截获破解时，那么发信方、收信方之间通信的所有信息，包括已发送和待发送的信息都将被暴漏。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种提高对称加密算法安全性的方法，能够有效克服现有技术所存在的对称加密算法加密安全性较差的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种提高对称加密算法安全性的方法，包括以下步骤：
S1、随机生成原始密钥k0，并向服务端下发原始密钥k0；
S2、服务端根据客户端的身份信息和原始密钥k0生成中间密钥k1，并分配给客户端；
S3、客户端生成随机数rand，并结合分配得到的中间密钥k1生成会话密钥sk；
S4、客户端利用会话密钥sk加密原始数据生成密文，并将密文和随机数rand发送至服务端；
S5、服务端生成会话密钥sk，并利用会话密钥sk解密密文得到原始数据。
优选地，S1中随机生成原始密钥k0，包括：
根据对称加密算法的密钥位数x，随机生成x位原始密钥k0。
优选地，S2中服务端根据客户端的身份信息和原始密钥k0生成中间密钥k1，包括：
服务端根据客户端的标识ID计算y位摘要值s0，并对x位原始密钥k0与y位摘要值s0进行字符串拼接，计算出y位摘要值s1，并从y位摘要值s1中截取x位生成中间密钥k1；
其中，y≥x。
优选地，所述x位原始密钥k0与y位摘要值s0进行字符串拼接，包括：
将x位原始密钥k0与y位摘要值s0按顺序进行整体拼接。
优选地，S3中客户端生成随机数rand，并结合分配得到的中间密钥k1生成会话密钥sk，包括：
客户端生成16位随机数rand，并对x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk。
优选地，S5中服务端生成会话密钥sk，包括：
服务端接收16位随机数rand后，将x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk。
优选地，所述x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，包括：
将x位中间密钥k1与16位随机数rand按顺序进行整体拼接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种提高对称加密算法安全性的方法，具有以下优点：
(1)会话密钥是真正用于加密或者解密时使用到的密钥，不同客户端由于身份标识不同，会得到不同的中间密钥，并且每个客户端由于生成的随机数不同，得到最终的会话密钥也会发生变化，使得对称密钥更具有灵活性，能够确保在整个通信过程中，相同原始数据经过加密也会形成不同的密文；
(2)通信双方每次信息传输时均使用不同的对称密钥，当发信方和收信方之间的通信信息被攻击截取时，攻击方需要破解每一条信息的密钥，加大了通信信息的破解难度，有效提升了对称加密算法的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明中客户端加密的流程示意图；
图2为本发明中服务端解密的流程示意图。
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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种提高对称加密算法安全性的方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
S1、随机生成原始密钥k0，并向服务端下发原始密钥k0；
S2、服务端根据客户端的身份信息和原始密钥k0生成中间密钥k1，并分配给客户端；
S3、客户端生成随机数rand，并结合分配得到的中间密钥k1生成会话密钥sk；
S4、客户端利用会话密钥sk加密原始数据生成密文，并将密文和随机数rand发送至服务端；
S5、服务端生成会话密钥sk，并利用会话密钥sk解密密文得到原始数据。
本申请技术方案中，假设发信方和收信方是多对一的关系，则将发信方设为客户端，收信方设为服务端；假设发信方和收信方是一对一的关系，则任意设为客户端或服务端。
本申请技术方案的具体原理如下：
1)根据对称加密算法的密钥位数x，随机生成x位原始密钥k0，并向服务端下发原始密钥k0；
2)服务端根据客户端的标识ID计算y(y≥x)位摘要值s0，并将x位原始密钥k0与y位摘要值s0按顺序进行整体拼接，计算出y位摘要值s1，并从y位摘要值s1中截取x位生成中间密钥k1，并分配给客户端；
3)客户端生成16位随机数rand，并将x位中间密钥k1与16位随机数rand按顺序进行整体拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk；
4)客户端利用会话密钥sk加密原始数据生成密文，并将密文和随机数rand发送至服务端；
5)服务端接收16位随机数rand后，将x位中间密钥k1与16位随机数rand按顺序进行整体拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk，并利用会话密钥sk解密密文得到原始数据。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、随机生成原始密钥k0，并向服务端下发原始密钥k0；
S2、服务端根据客户端的身份信息和原始密钥k0生成中间密钥k1，并分配给客户端；
S3、客户端生成随机数rand，并结合分配得到的中间密钥k1生成会话密钥sk；
S4、客户端利用会话密钥sk加密原始数据生成密文，并将密文和随机数rand发送至服务端；
S5、服务端生成会话密钥sk，并利用会话密钥sk解密密文得到原始数据。
2.根据权利要求1所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：S1中随机生成原始密钥k0，包括：
根据对称加密算法的密钥位数x，随机生成x位原始密钥k0。
3.根据权利要求2所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：S2中服务端根据客户端的身份信息和原始密钥k0生成中间密钥k1，包括：
服务端根据客户端的标识ID计算y位摘要值s0，并对x位原始密钥k0与y位摘要值s0进行字符串拼接，计算出y位摘要值s1，并从y位摘要值s1中截取x位生成中间密钥k1；
其中，y≥x。
4.根据权利要求3所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：所述x位原始密钥k0与y位摘要值s0进行字符串拼接，包括：
将x位原始密钥k0与y位摘要值s0按顺序进行整体拼接。
5.根据权利要求3所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：S3中客户端生成随机数rand，并结合分配得到的中间密钥k1生成会话密钥sk，包括：
客户端生成16位随机数rand，并对x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk。
6.根据权利要求5所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：S5中服务端生成会话密钥sk，包括：
服务端接收16位随机数rand后，将x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，计算出y位摘要值s2，并从y位摘要值s2中截取x位生成会话密钥sk。
7.根据权利要求5或6所述的提高对称加密算法安全性的方法，其特征在于：所述x位中间密钥k1和16位随机数rand进行字符串拼接，包括：
将x位中间密钥k1与16位随机数rand按顺序进行整体拼接。
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