CN117725605B - 一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法和系统，本发明属于电子文件保密技术领域，本发明提出的方法包括随机生成P个密钥因子；其中，P为大于1的整数；以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥并存储；基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作。本发明提出的方法采用了一种轻量化信息保密技术，即通过对文件字节进行加密，生成的密文占用内存较小，在远端程序自动编制文件的场景下，足够安全并能够有效提升处理效率，同时本发明提出的方法中加解密操作仅依赖移位运算操作，运行时功耗较小。

Description

一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法和系统

技术领域

本发明属于电子文件保密技术领域，具体涉及一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法和系统。

背景技术

现有的加解密技术，如DES、AES、SM1、RSA、SM2等都能够实现对文件信息的保密，能达到相当高的安全级别。

其中，DES原理为：使用一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位，产生最大64位的分组大小，这是一个迭代的分组密码，使用成为Feistel的技术；首先将加密的文本块分为两半，使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另外一半进行异或运算；接着交换这两半，这一过程会循环下去，但最后一个循环不交换。DES使用16个循环，通过异或、置换、代换、移位操作四种基本运算实现。

AES原理为：使用128位或者192位或者256位的密钥，经过字节替换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）等步骤，最后形成加密密文，解密时通过对加密步骤进行逆操作即可。

SM1原理为：使用一个128位的密钥，以未公开的算法进行加解密。

RSA与SM2均属于非对称加解密，以一对公私钥通过及其复杂的过程对内容进行保密，只要密钥不丢失的情况下，极其安全。但通常对文件进行保护时不会直接采用。

上述加密算法在安全领域并不存在明显的缺陷，但在遇到“多人批量将信息传输到远端，由远端程序自动编排、制作电子档案文件，编制完成之后再下载到客户端本地”场景时，就会表现出加解密过程过于复杂、CPU消耗较高，存储占用较高，效率较低等问题。

发明内容

为了解决由远端程序自动编排、制作电子档案文件时，采用现有加解密算法导致的加解密过程复杂、CPU消耗较高、存储占用较高或效率较低等问题，本发明提出了一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法和系统，本发明通过对字节进行加解密，在远端程序自动编制文件的场景下，足够安全并能够有效提升效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，所述方法包括：

随机生成P个密钥因子；其中，P为大于1的整数；

以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥并存储；

基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作。

在“多人批量将信息传输到远端，由远端程序自动编排、制作电子档案文件，编制完成之后再下载到客户端本地”的场景下，采用现有保密算法对电子档案文件进行加解密，过程过于复杂，CPU消耗较高，存储占用较高，处理效率较低。而本发明提出的方法采用了一种轻量化信息保密技术，即通过对文件字节进行加密，生成的密文占用内存较小，在远端程序自动编制文件的场景下，足够安全并能够有效提升处理效率，同时本发明提出的方法中加解密操作仅依赖移位运算操作，运行时功耗较小。

作为优选实施方式，本发明的密钥因子的长度为1024；所述密钥因子中的每一位都是从1至9中随机生成。

作为优选实施方式，本发明的以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥，具体包括：

为所述密码本中的P个密钥因子依次设置序号0、1、…、（P-1）；

从0至（P-1）中生成随机数，随机P次，得到P个随机数；

将P个所述随机数顺序构成密钥因子顺序；

根据所述密钥因子顺序从所述密码本中取出对应序号的密钥因子组合形成随机密钥。

作为优选实施方式，本发明的基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作，具体包括：

根据待处理文件的大小来确定密钥叠加次数N；

将所述随机密钥重复N次形成轮次密钥；

以所述轮次密钥的长度，从待处理文件中读取同等长度文件字节数；

将同等位置的字节与密钥进行左移位运算，得到该字节的加密结果，以同样的方式处理当前轮次所有位置的字节；

在每个字节的加密结果之前以特定字符进行拼接后，以一行的形式写入加密文件中；所述特定字符是除了数值类字符和减号以外的任意字符；

返回进行下一轮次的加密操作，直到待处理文件中所有字节均加密完成。

作为优选实施方式，本发明中，以G为单位的待处理文件，密钥叠加次数N为10；

以M为单位的待处理文件，密钥叠加次数N为5。

作为优选实施方式，本发明的方法还包括：

在接收到授权指令时，基于所述随机密钥并结合字节移位运算完成所述加密文件的解密操作。

作为优选实施方式，本发明的基于所述随机密钥并结合移位运算完成所述加密文件的解密操作，具体包括：

从所述加密文件中读取一行，并根据该行中特定字符个数以及随机密钥长度得到密钥叠加次数，从而得到轮次密钥；

将从所述加密文件中读取的一行，以特定字符分割，将同等位置的密文与密钥进行右移位运算，得到该密文的明文字节；

将当前轮次得到的该行所有密文的明文字节直接写入解密文件中；

返回进行下一轮次的解密操作，直到所述加密文件中所有行密文均解密完成。

作为优选实施方式，本发明的密钥叠加次数等于加密文件的一行中特定字符个数加1的和除以所述随机密钥的长度。

另一方面，本发明还提出了一种远端自动编制电子档案文件信息保密的系统，所述系统包括：

因子生成模块，所述因子生成模块随机生成P个密钥因子；其中，P为大于1的整数；

密钥生成模块，所述密钥生成模块以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥并将其存储在存储器中；

以及加密模块，所述加密模块基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作。

作为优选实施方式，本发明的系统还包括：

解密模块，所述解密模块在接收到授权解密指令时，基于所述随机密钥并结合字节移位运算完成所述加密文件的解密操作。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明针对远端自动编制电子档案文件场景下的文件信息保密，提出了一种轻量化信息保密技术，通过对文件字节进行加解密，生成的密文占用内存较小，且在足够安全的情况下能够有效提升处理效率；同时本发明提出的方法中加解密过程只需要进行移位运算操作，运行时功耗较小。

2、本发明还根据实际待处理文件的大小来构建缓冲块，按缓冲块对文件进行加解密，可进一步提高处理效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例的方法流程示意图。

图2为本发明实施例的随机密钥生成流程示意图。

图3为本发明实施例的加密操作流程示意图。

图4为本发明实施例的解密操作流程示意图。

图5为本发明实施例的系统原理框图。

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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：在“多人批量将信息传输到远端，由远端程序自动编排、制作电子档案文件，编制完成之后再下载到客户端本地”场景下，例如制作投标文件，对电子档案文件采用现有加解密算法，会导致加解密过程过于复杂、CPU消耗较高、存储占用较高、效率较低等问题。基于此，本实施例提出了一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，本实施例提出的方法通过对字节进行加解密的方式并利用移位运算操作，即可快速准确的实现远端程序自动编制文件的场景下的文件信息加解密。

如图1所示，本实施例提出的方法具体包括如下步骤：

步骤1，随机生成密钥因子。

本实施例中随机生成的密钥因子长度为Q，密钥因子中每一位均从1-9中随机生成，从而形成密钥因子。需要说明的是，密钥因子长度可根据实际需要，例如加解密效率来确定。由于自动编排、制作的电子档案文件极大时有几个G，较大时有几百M，较小时有几K，这些单位进制为1024，本实施例是针对文件的1个字节（Byte）进行加密解密，为保证对文件的加解密基本效率达到1KB，因此密钥因子长度Q优选为1024，其中每一位都是从1-9中随机生成。

步骤2，基于密钥因子，生成随机密钥。

考虑到程序自动编制的电子档案文件通常较大，如果仅以一个密钥因子来作为电子档案文件的密钥，安全性较低，同时效率也较低，因此本实施例还基于密钥因子构造符合实际需求的随机密钥，以保证较高安全性的同时具有较高的处理效率。具体的，本实施例首先按照步骤1的方式随机生成P个密钥因子，以P个密钥因子构成密码本，其中P为大于1的整数，基于此形成P*1KB的加解密效率，同时也形成对于一个电子档案文件来说足够复杂的密钥，保证文件的安全性；然后从0-（P-1）中生成随机数，随机P次，得到P个随机数，之后将P个随机数顺序构成密钥因子顺序；根据密钥因子顺序从密码本中取出对应的因子组合形成随机密钥。需要说明的是，P的具体取值由电子档案文件的大小以及处理效率来确定。如图2所示，本实施例中以P取值为10进行示例性说明，首先，随机生成10个密钥因子（1024）构成密码本；从0-9中生成随机数，随机10次将得到的10个随机数顺序构成密钥因子顺序，根据密钥因子顺序从密码本中取出对应的密钥因子组合形成随机密钥。

步骤3，基于随机密钥，结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作。

如图3所示，本实施例的加密操作具体包括：

步骤31，根据待处理文件的大小来确定密钥叠加次数N。本实施例中以N*P*1024形成缓冲块，可以进一步提高处理效率。具体的，若以G为单位的大文件则本实施例中密钥叠加次数N优选为10，若以M为单位的文件则本实施例中密钥叠加次数N优选为5。

步骤32，将随机密钥重复N次形成轮次密钥。

步骤33，以轮次密钥的长度，从待处理文件中读取同等长度文件字节数，将同等位置的字节与同等位置的密钥进行左移位运算，从而得到该字节的加密结果，以同样的方式处理当前轮次所有位置字节，且每个字节的加密结果之前以某特定字符（如逗号）进行拼接。

步骤34，将当前轮次得到的加密结果，以一行的形式写入加密文件中。

步骤35，返回执行步骤33，以进行下一轮次的加密操作，直到待处理文件中所有字节均加密完成。

本实施例提出的方法通过对文件字节进行加密，生成的密文占用内存较小，在远端程序自动编制文件的场景下，足够安全，并能够有效提升处理效率。同时本实施例提出的方法只依赖移位运算操作，运行时功耗更小。

进一步的，本实施例提出的方法还包括：

步骤4，在接收到授权解密指令时，基于随机密钥并结合字节移位运算完成加密文件的解密操作。

如图4所示，本实施例的解密操作具体包括：

步骤41，从加密文件中读取一行，然后根据该行中某特定字符个数以及随机密钥长度得到密钥叠加次数，从而得到轮次密钥。具体的，密钥叠加次数等于一行中某特定字符个数+1的和除以随机密钥长度。

步骤42，将从加密文件中读取的一行，以某特定字符分割，将同位置的密文与同位置的密钥进行右移位运算，从而得到明文字节。

步骤43，将当前轮次得到的明文字节，直接写入解密文件中。

步骤44，重复执行步骤42，以进行下一轮次的解密操作，直到加密文件中所有行均解密完成。

基于上述相同技术构思，本实施例还提出了一种远端自动编制电子档案文件信息保密的系统，如图5所示，本实施例提出的系统具体包括：

因子生成模块，该模块用于随机生成密钥因子。

密钥生成模块，该模块基于密钥因子，生成随机密钥并将其存储在存储器中。

加密模块，该模块基于随机密钥，结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作。

可选的，本实施例的系统还包括：

解密模块，该模块在接收到授权解密指令时，基于随机密钥并结合字节移位运算完成加密文件的解密操作。

本实施例提出的方法和系统可以应用于浏览器在线投标文件编制场景下，在客户编制完成并生成投标文件后，即通过生成的随机密钥对投标文件进行加密，之后投标文件以加密文件进行传输、存储，直到系统收到授权解密指令后，再利用之前生成的随机密钥对加密文件进行解密。这样即保证了文件的安全性，同时底层算法足够简单从而加解密的效率较高，且生成的密文占用内存较小；本发明整个加解密过程仅依赖移位运算，运行时功耗更低。

实施例2：本实施例通过对不同大小和类型的文件以三种不同的方式（本发明实施例提出的保密方法以及现有保密方法AES、DES）进行50次加解密过程的运行结果如下表1至表3所示。

表1 加密耗时(MS)

表2 密文文件占用大小

表3 解密耗时(MS)

由表1至表3可知，本发明实施例提出的方法加解密耗时更低，效率更高，特别在文件越大时，提升的效率越显著，且本发明实施例提出的方法生成的密文占用内存要小一些。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，所述方法包括：

随机生成P个密钥因子；其中，P为大于1的整数；

以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥并存储；

基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作；

以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥，具体包括：

为所述密码本中的P个密钥因子依次设置序号0、1、…、（P-1）；

从0至（P-1）中生成随机数，随机P次，得到P个随机数；

将P个所述随机数顺序构成密钥因子顺序；

根据所述密钥因子顺序从所述密码本中取出对应序号的密钥因子组合形成随机密钥；

基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作，具体包括：

根据待处理文件的大小来确定密钥叠加次数N；

将所述随机密钥重复N次形成轮次密钥；

以所述轮次密钥的长度，从待处理文件中读取同等长度文件字节数；

将同等位置的字节与密钥进行左移位运算，得到该字节的加密结果，以同样的方式处理当前轮次所有位置的字节；

在每个字节的加密结果之前以特定字符进行拼接后，以一行的形式写入加密文件中；所述特定字符是除了数值类字符和减号以外的任意字符；

返回进行下一轮次的加密操作，直到待处理文件中所有字节均加密完成。

2.根据权利要求1所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，所述密钥因子的长度为1024；所述密钥因子中的每一位都是从1至9中随机生成。

3.根据权利要求1所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，以G为单位的待处理文件，密钥叠加次数N为10；

以M为单位的待处理文件，密钥叠加次数N为5。

4.根据权利要求1所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到授权指令时，基于所述随机密钥并结合字节移位运算完成所述加密文件的解密操作。

5.根据权利要求4所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，基于所述随机密钥并结合移位运算完成所述加密文件的解密操作，具体包括：

从所述加密文件中读取一行，并根据该行中特定字符个数以及随机密钥长度得到密钥叠加次数，从而得到轮次密钥；

将从所述加密文件中读取的一行，以特定字符分割，将同等位置的密文与密钥进行右移位运算，得到该密文的明文字节；

将当前轮次得到的该行所有密文的明文字节直接写入解密文件中；

返回进行下一轮次的解密操作，直到所述加密文件中所有行密文均解密完成。

6.根据权利要求5所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的方法，其特征在于，所述密钥叠加次数等于加密文件的一行中特定字符个数加1的和除以所述随机密钥的长度。

7.一种远端自动编制电子档案文件信息保密的系统，其特征在于，所述系统包括：

因子生成模块，所述因子生成模块随机生成P个密钥因子；其中，P为大于1的整数；

密钥生成模块，所述密钥生成模块以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥并将其存储在存储器中；

以及加密模块，所述加密模块基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作；

以P个所述密钥因子构成密码本，基于所述密码本生成随机密钥，具体包括：

为所述密码本中的P个密钥因子依次设置序号0、1、…、（P-1）；

从0至（P-1）中生成随机数，随机P次，得到P个随机数；

将P个所述随机数顺序构成密钥因子顺序；

根据所述密钥因子顺序从所述密码本中取出对应序号的密钥因子组合形成随机密钥；

基于所述随机密钥，并结合字节移位运算完成待处理文件的加密操作，具体包括：

根据待处理文件的大小来确定密钥叠加次数N；

将所述随机密钥重复N次形成轮次密钥；

以所述轮次密钥的长度，从待处理文件中读取同等长度文件字节数；

将同等位置的字节与密钥进行左移位运算，得到该字节的加密结果，以同样的方式处理当前轮次所有位置的字节；

在每个字节的加密结果之前以特定字符进行拼接后，以一行的形式写入加密文件中；所述特定字符是除了数值类字符和减号以外的任意字符；

返回进行下一轮次的加密操作，直到待处理文件中所有字节均加密完成。

8.根据权利要求7所述的一种远端自动编制电子档案文件信息保密的系统，其特征在于，所述系统还包括：

解密模块，所述解密模块在接收到授权解密指令时，基于所述随机密钥并结合字节移位运算完成所述加密文件的解密操作。