CN114065304A - 一种json数据加密解密的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种JSON数据加密解密的方法，包括：JSON数据加密过程：传入明文JSON数据；计算明文JSON数据的签名；对明文JSON数据进行压缩处理及类型转换，得到Uint8Array类型数据；采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据头部m位和尾部m位进行逐位加偏移值进行替换；向替换后的数据头部添加加密标识位数以及加密标识、签名字符串位数以及数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值。本发明利用JSON格式优势表示数据，利用加密、解密方法对JSON数据进行处理，保证数据传输安全，防止数据被窃取和篡改，同时保留JSON格式数据的表现优势。

Description

一种JSON数据加密解密的方法
技术领域
本发明属于数据安全技术领域，具体涉及一种JSON数据加密解密的方法。
背景技术
JSON基于ECMAScript规范，是一种轻量级的数据交换格式，完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言，易于阅读和编写，易于机器解析和生成，有效地提升网络传输效率，被广泛使用成为主流的数据格式。
然而，现有的JSON数据，具有数据传输安全性差的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种JSON数据加密解密的方法，可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种JSON数据加密解密的方法，包括以下步骤：
步骤1，JSON数据加密过程：
步骤1.1，传入明文JSON数据；
步骤1.2，按签名算法计算所述明文JSON数据的签名，得到数据签名；
步骤1.3，对所述明文JSON数据进行压缩处理，得到明文JSON压缩数据；将所述明文JSON压缩数据进行类型转换，转换为ArrayBuffer类型数据；
步骤1.4，将所述ArrayBuffer类型数据转换为Uint8Array类型数据；
步骤1.5，对步骤1.2得到的数据签名进行ASCII编码，得到ASCII编码形式的数据签名ASCII编码字符串；
步骤1.6，假设数据签名ASCII编码字符串的位数为m位，编码值分别表示为：P1，P2,...,Pm；
Uint8Array类型数据的位数为n位，n>2m；
采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的头部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的前m位编码值分别表示为：B1，B2,...,Bm；
则：B1′＝B1+P1；B2′＝B2+P2,...,Bm′＝Bm+Pm；
其中：B1′,B2′,...,Bm′分别代表Uint8Array类型数据的前m位编码值替换后的值；
步骤1.7，采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的尾部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的尾部m位编码值自后向前分别表示为：E1，E2,...,Em；
则：E1′＝E1+P1,E2′＝E2+P2,...,Em′＝Em+Pm；
其中：E1′,E2′,...,Em′分别代表Uint8Array类型数据的尾部m位编码值替换后的值；
步骤1.8，由此得到头部和尾部替换后的Uint8Array类型数据，表示为：Uint8Array类型数据data(1)；
向Uint8Array类型数据data(1)的数据头部添加加密标识位数以及加密标识，得到Uint8Array类型数据data(2)；
向Uint8Array类型数据data(2)的数据头部添加签名字符串位数以及数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，得到Uint8Array类型数据data(3)；
步骤1.9，将Uint8Array类型数据data(3)转为ArrayBuffer类型数据，再将ArrayBuffer类型数据转为JSON字符串形式，由此得到密文JSON数据；
步骤2，JSON数据解密过程：
步骤2.1，获得待解密的密文JSON数据；
步骤2.2，将密文JSON数据转为ArrayBuffer类型数据；将ArrayBuffer类型数据转为Uint8Array类型数据；
步骤2.3，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示加密标识位数的存储位，再从加密标识位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为字符串；
然后，判断读取到的字符串是否与预存储的加密标识一致，如果一致，则表示加密标识合法，执行步骤2.4；否则，表示加密标识非法，解密失败，结束流程；
步骤2.4，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示签名字符串位数的存储位，再从签名字符串位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为ASII编码的字符串，称为数据签名ASCII编码字符串；
然后，从步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，删除头部的加密标识位数以及加密标识，再删除签名字符串位数以及数据签名编码字符串的ASCII编码码值，将得到的Uint8Array类型数据表示为：Uint8Array类型数据data(1′)；
步骤2.5，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的头部数据进行逐位复原；
具体方法为：
设步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串为k位，编码值分别表示为：Q1，Q2,...,Qk；
Uint8Array类型数据data(1′)的位数大于2k；将Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值分别表示为：C1，C2,...,Ck；
则：C1′＝C1-Q 1,C2′＝C2-Q 2,...,Ck′＝Ck-Qk；
其中：C1′,C2′,...,Ck′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值复原后的值；
步骤2.6，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的尾部数据进行逐位复原；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值自后向前分别表示为：F1，F2,...,Fk；
则：F 1′＝F 1-C1,F 2′＝F 2-C2,...,Fk′＝Fk-Ck；
其中：F 1′,F 2′,...,F k′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值复原后的值；
步骤2.7，由此得到头部和尾部逐位复原后的编码字符串，表示为：Uint8Array类型数据data(2′)；
将Uint8Array类型数据data(2′)转换为ArrayBuffer类型的数据；
采用预设定的解压缩算法，对ArrayBuffer类型的数据进行解压缩处理，得到明文JSON数据；
步骤2.8，对步骤2.7得到的明文JSON数据，按预设定的签名算法计算签名，得到的数据签名表示为：数据签名(A)；
判断计算得到的数据签名(A)是否与步骤2.4读取到的数据签名ASCII编码字符串一致，如果不一致，则表明签名校验失败，解密失败，结束流程；如果一致，则解密得到明文JSON数据，结束流程。
优选的，步骤1.2采用的签名算法为MD5签名算法。
本发明提供的一种JSON数据加密解密的方法具有以下优点：
本发明利用JSON格式优势表示数据，利用加密、解密方法对JSON数据进行处理，保证数据传输安全，防止数据被窃取和篡改，同时保留JSON格式数据的表现优势。
附图说明
图1为本发明提供的一种JSON数据加密方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种JSON数据解密方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种JSON数据加密解密的方法，包括以下步骤：
步骤1，JSON数据加密过程，参考图1：
步骤1.1，传入明文JSON数据；
步骤1.2，按签名算法计算所述明文JSON数据的签名，得到数据签名；
步骤1.3，对所述明文JSON数据进行压缩处理，得到明文JSON压缩数据；将所述明文JSON压缩数据进行类型转换，转换为ArrayBuffer类型数据；
步骤1.4，将所述ArrayBuffer类型数据转换为Uint8Array类型数据；
步骤1.5，对步骤1.2得到的数据签名进行ASCII编码，得到ASCII编码形式的数据签名ASCII编码字符串；
步骤1.6，假设数据签名ASCII编码字符串的位数为m位，编码值分别表示为：P1，P2,...,Pm；
Uint8Array类型数据的位数为n位，n>2m；
采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的头部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的前m位编码值分别表示为：B1，B2,...,Bm；
则：B1′＝B1+P1；B2′＝B2+P2,...,Bm′＝Bm+Pm；
其中：B1′,B2′,...,Bm′分别代表Uint8Array类型数据的前m位编码值替换后的值；
步骤1.7，采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的尾部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的尾部m位编码值自后向前分别表示为：E1，E2,...,Em；
则：E1′＝E1+P1,E2′＝E2+P2,...,Em′＝Em+Pm；
其中：E1′,E2′,...,Em′分别代表Uint8Array类型数据的尾部m位编码值替换后的值；
步骤1.8，由此得到头部和尾部替换后的Uint8Array类型数据，表示为：Uint8Array类型数据data(1)；
向Uint8Array类型数据data(1)的数据头部添加加密标识位数以及加密标识，得到Uint8Array类型数据data(2)；
向Uint8Array类型数据data(2)的数据头部添加签名字符串位数以及数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，得到Uint8Array类型数据data(3)；
步骤1.9，将Uint8Array类型数据data(3)转为ArrayBuffer类型数据，再将ArrayBuffer类型数据转为JSON字符串形式，由此得到密文JSON数据；
步骤2，JSON数据解密过程，参考图2：
步骤2.1，获得待解密的密文JSON数据；
步骤2.2，将密文JSON数据转为ArrayBuffer类型数据；将ArrayBuffer类型数据转为Uint8Array类型数据；
步骤2.3，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示加密标识位数的存储位，再从加密标识位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为字符串；
然后，判断读取到的字符串是否与预存储的加密标识一致，如果一致，则表示加密标识合法，执行步骤2.4；否则，表示加密标识非法，解密失败，结束流程；
步骤2.4，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示签名字符串位数的存储位，再从签名字符串位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为ASII编码的字符串，称为数据签名ASCII编码字符串；
然后，从步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，删除头部的加密标识位数以及加密标识，再删除签名字符串位数以及数据签名编码字符串的ASCII编码码值，将得到的Uint8Array类型数据表示为：Uint8Array类型数据data(1′)；
步骤2.5，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的头部数据进行逐位复原；
具体方法为：
设步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串为k位，编码值分别表示为：Q1，Q2,...,Qk；
Uint8Array类型数据data(1′)的位数大于2k；将Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值分别表示为：C1，C2,...,Ck；
则：C1′＝C1-Q 1,C2′＝C2-Q 2,...,Ck′＝Ck-Qk；
其中：C1′,C2′,...,Ck′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值复原后的值；
步骤2.6，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的尾部数据进行逐位复原；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值自后向前分别表示为：F1，F2,...,Fk；
则：F 1′＝F 1-C1,F 2′＝F 2-C2,...,Fk′＝Fk-Ck；
其中：F 1′,F 2′,...,F k′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值复原后的值；
步骤2.7，由此得到头部和尾部逐位复原后的编码字符串，表示为：Uint8Array类型数据data(2′)；
将Uint8Array类型数据data(2′)转换为ArrayBuffer类型的数据；
采用预设定的解压缩算法，对ArrayBuffer类型的数据进行解压缩处理，得到明文JSON数据；
步骤2.8，对步骤2.7得到的明文JSON数据，按预设定的签名算法计算签名，得到的数据签名表示为：数据签名(A)；
判断计算得到的数据签名(A)是否与步骤2.4读取到的数据签名ASCII编码字符串一致，如果不一致，则表明签名校验失败，解密失败，结束流程；如果一致，则解密得到明文JSON数据，结束流程。
本发明中，采用的签名算法包括但不限于MD5签名算法。
本发明提供一种JSON数据加密解密的方法，具有以下特点：
1)对明文JSON数据计算签名，并采用签名替换JSON数据的头部和尾部，一方面，有效提高JSON数据传输的安全性，防止数据被窃取和篡改；另一方面，解密方可根据解密规则，快速高效解密得到JSON数据，解密效率高；
2)由于JSON数据量较大，采用压缩后的数据进行网络传输，提高网络传输的效率；
因此，本发明利用JSON格式优势表示数据，利用加密、解密方法对JSON数据进行处理，保证数据传输安全，防止数据被窃取和篡改，同时保留JSON格式数据的表现优势。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种JSON数据加密解密的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，JSON数据加密过程：
步骤1.1，传入明文JSON数据；
步骤1.2，按签名算法计算所述明文JSON数据的签名，得到数据签名；
步骤1.3，对所述明文JSON数据进行压缩处理，得到明文JSON压缩数据；将所述明文JSON压缩数据进行类型转换，转换为ArrayBuffer类型数据；
步骤1.4，将所述ArrayBuffer类型数据转换为Uint8Array类型数据；
步骤1.5，对步骤1.2得到的数据签名进行ASCII编码，得到ASCII编码形式的数据签名ASCII编码字符串；
步骤1.6，假设数据签名ASCII编码字符串的位数为m位，编码值分别表示为：P1，P2,...,Pm；
Uint8Array类型数据的位数为n位，n>2m；
采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的头部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的前m位编码值分别表示为：B1，B2,...,Bm；
则：B1′＝B1+P1；B2′＝B2+P2,...,Bm′＝Bm+Pm；
其中：B1′,B2′,...,Bm′分别代表Uint8Array类型数据的前m位编码值替换后的值；
步骤1.7，采用数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，对Uint8Array类型数据的尾部m位进行逐位加偏移值进行替换；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据的尾部m位编码值自后向前分别表示为：E1，E2,...,Em；
则：E1′＝E1+P1,E2′＝E2+P2,...,Em′＝Em+Pm；
其中：E1′,E2′,...,Em′分别代表Uint8Array类型数据的尾部m位编码值替换后的值；
步骤1.8，由此得到头部和尾部替换后的Uint8Array类型数据，表示为：Uint8Array类型数据data(1)；
向Uint8Array类型数据data(1)的数据头部添加加密标识位数以及加密标识，得到Uint8Array类型数据data(2)；
向Uint8Array类型数据data(2)的数据头部添加签名字符串位数以及数据签名ASCII编码字符串的ASCII编码码值，得到Uint8Array类型数据data(3)；
步骤1.9，将Uint8Array类型数据data(3)转为ArrayBuffer类型数据，再将ArrayBuffer类型数据转为JSON字符串形式，由此得到密文JSON数据；
步骤2，JSON数据解密过程：
步骤2.1，获得待解密的密文JSON数据；
步骤2.2，将密文JSON数据转为ArrayBuffer类型数据；将ArrayBuffer类型数据转为Uint8Array类型数据；
步骤2.3，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示加密标识位数的存储位，再从加密标识位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为字符串；
然后，判断读取到的字符串是否与预存储的加密标识一致，如果一致，则表示加密标识合法，执行步骤2.4；否则，表示加密标识非法，解密失败，结束流程；
步骤2.4，在步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，定位到头部表示签名字符串位数的存储位，再从签名字符串位数的存储位往后，读取相应位数的码值，将码值转化为ASII编码的字符串，称为数据签名ASCII编码字符串；
然后，从步骤2.2得到的Uint8Array类型数据中，删除头部的加密标识位数以及加密标识，再删除签名字符串位数以及数据签名编码字符串的ASCII编码码值，将得到的Uint8Array类型数据表示为：Uint8Array类型数据data(1′)；
步骤2.5，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的头部数据进行逐位复原；
具体方法为：
设步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串为k位，编码值分别表示为：Q1，Q2,...,Qk；
Uint8Array类型数据data(1′)的位数大于2k；将Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值分别表示为：C1，C2,...,Ck；
则：C1′＝C1-Q1,C2′＝C2-Q2,...,Ck′＝Ck-Qk；
其中：C1′,C2′,...,Ck′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的前k位编码值复原后的值；
步骤2.6，根据步骤2.4得到的数据签名ASCII编码字符串，对Uint8Array类型数据data(1′)的尾部数据进行逐位复原；
具体方法为：假设Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值自后向前分别表示为：F1，F2,...,Fk；
则：F1′＝F1-C1,F2′＝F2-C2,...,Fk′＝Fk-Ck；
其中：F1′,F2′,...,Fk′分别代表Uint8Array类型数据data(1′)的尾部k位编码值复原后的值；
步骤2.7，由此得到头部和尾部逐位复原后的编码字符串，表示为：Uint8Array类型数据data(2′)；
将Uint8Array类型数据data(2′)转换为ArrayBuffer类型的数据；
采用预设定的解压缩算法，对ArrayBuffer类型的数据进行解压缩处理，得到明文JSON数据；
步骤2.8，对步骤2.7得到的明文JSON数据，按预设定的签名算法计算签名，得到的数据签名表示为：数据签名(A)；
判断计算得到的数据签名(A)是否与步骤2.4读取到的数据签名ASCII编码字符串一致，如果不一致，则表明签名校验失败，解密失败，结束流程；如果一致，则解密得到明文JSON数据，结束流程。
2.根据权利要求1所述的一种JSON数据加密解密的方法，其特征在于，步骤1.2采用的签名算法为MD5签名算法。
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