CN117792613A

CN117792613A - Cspki基于洛数超算预密钥跨域安全通讯算法

Info

Publication number: CN117792613A
Application number: CN202211243672.6A
Authority: CN
Inventors: 陈书增
Original assignee: Daohebang Guangzhou Electronic Information Technology Co ltd
Current assignee: Daohebang Guangzhou Electronic Information Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2024-03-29

Abstract

smg‑wscomm‑Lushu81Encrypt‑CSPKI，本发明为颠覆性超算加密技术；本发明可实现对任意对任意节点通过部署内置相同的wscomm.jar模组，并实施防反编译、启动前进行读写保护可建立可信服务，通过节点间试探性发送签名；可实现对节点完全可信认证，发起方发送试探密钥，接受方签名校验，并响应一个预期密钥，发起方解密预期密钥成功，则完成双方可信认证后续以此密钥进行加密会话，可实现超高安全性，高可靠性信息保密压缩传输；本发明极大的缩短交易流程，加快信息高保密信息互联互通，可广泛运用于军民俩用；洛数超算高倍空间压缩编码，高效率加密解密技术为超算力输出，超分布式存储输出必放一异彩。

Description

CSPKI基于洛数超算预密钥跨域安全通讯算法

技术领域

本发明为一种新型颠覆性超算超安全通讯集成方案Lushu81Encrypt-CSPKI该方案可解决并行计算机节点之间需要进行安全通讯问题，通过集成签名API内置共享私钥SPK，并对api进行读写签名保护，防反编译保护，完成共享私钥部署；通过建立通讯链路对双方进行签名验证双方节点信任问题，进而进行交互临时OTP通讯密钥完成完全通讯，通过推理洛数超算加密Luoshu81Encrypt(现今世界第一超算加密)，并基于Luoshu共享私有内置wscomm.jar api，只要双方节点都内置wscomm.jar模组，双方即可按本发明集成方案完成安全通讯，并对双方进行可信验证；而无需泄露SPK，该发明为基础api应用服务，可应用在所有领域，无论是信息安全，还是数据压缩，快算，超算等基础应用，极大的加快信息的安全共享服务，与基础通信保密服务，经过测试比传统AES+Base64快近120倍，比最新公布的幻数超算MagicNumberEncrypt快2倍,数据压缩率纯数字接近50％,ascii码混合接近110％,无论速度压缩率都高于传统；在短数据100字节内中英文混合(见后例)实测数据洛数超算是AES+Base64的近2048倍，是幻数加密的近9.2倍；采用本发明可取代非对称加密算法中大数分解PKI加密基础设施方案，并仍可实施更为高级的安全通讯集成方案；本发明可防统计频率攻击，同一字符在不同顺序标识不同含义，可防密钥数字差攻击，密钥字元在不同位置含义不同，一个数差(+-1)，即解密失败。

本项发明，为SMG-VME可迭代分布式操作系统,SMG-VME-AFS可迭代分布式存储系统延伸的价值，iSBS/mbs可迭代超级商城动态令牌技术的应用基础，主要应用于信息的高倍编码，高效率的加密基础超算应用,本发明重点用于更为安全的并行节点间信息安全传输，以及超算加密。

本项发明，为SMG-VME系列下软件工程实现的社会使命，其目标为解决超算，超存储输出，以及信息的安全传输,安全获取。

本项发明依赖于前专利：幻数MagicNumberEncrypt,Base84进制高效率编码技术

专利审查：

截至2022-10-12网络搜索暂无同案例

背景技术

本发明主要应用在工业互联网，万物智能互联，分布式计算，万物互联数据信息的加密交换，信息的高速运算。本发明最初用于iSBS/mbs可迭代超级商城用户动态令牌ECToken的加密领域，ECToken动态令牌技术(详见前专利)；本发明主要用于跨节点智能令牌的安全传输，进而引申为更为安全的军用信息的安全传输，为此而基于洛数超算而设计的一套脱离现有基于大数分解非对称加密PKI.

发明内容

见图1-4

附图说明

图1是节点S1与节点S2基础wscomm.jar部署逻辑图；

1 S1节点S1可信服务器(可为物理、虚拟机)

11 CT1{vm179,192.168.1.179}为VM179节点终端实例

2 S2节点S2可信服务器

21 CT2{vm180,192.168.1.180}为VM180节点终端实例(实际可为外网ip)

104SPK共享私钥内置于wscomm.jar

300wscomm.jar共享模组，内置104SPK，并读写签名，加密编译防反编译，启动签名认证

图2是S1节点向S2发起安全通信Socket请求时序流程图；

1 S1节点

104 SPK共享私钥

12$sn1＝采用TLSP算法生成16位长数字(OTP随机密钥)

13$sign＝Luoshu81Encrypt.hashLuoshu($sn1)hashLuoshu底层封装了嵌入SPK签名过程(实际不需要传SPK)此过程会调用幻数超算函数进行运算

2 S2节点

22读取传递过来的$sn1,$sign23$sign2＝Luoshu81Encrypt.hashLuoshu($sn1)；

24chksign$sign1＝＝$sign2如果不等则S1不可信关闭会话结束

25调TLSP算法产生$sn2＝OTP(1分钟有效)16位数字$e＝Luoshu81Encrypt.encrypt($sn1,$sn2)；因为底层内置自动封装了SPK,不需要显示传入SPK，ACK->$e

15 S1读取到$e密文调$d＝Luoshu81Encrypt.decrypt($sn1,$e)；(内置了SPK不需要显示传入SPK)得到$d->$skey作为通讯OTP密钥正常解密成功为16位数字；不然，S2不可信退出

16$e＝Luoshu81Encrypt.encrypt($skey,$d)；$d为明文数据，然后发送密文$e(内置了SPK不需要显示传入SPK)

26 S2$d＝Luoshu81Encrypt.decrypt($sn2,$e)；解密数据得到明文；继续下一步通讯…

27结束通信，丢弃$sn2

17结束通信,丢弃$skey

图3是Luoshu超算加密基础支撑架构图；

100Luoshu81Encrypt洛数超算加密

101hashLuoshu散列摘要

102encrypt加密

103decrypt解密

110MagicNumberEncrypt幻数超酸加密

120Base84编码

300wscomm.jar公共基础api库(预内置keyBase SPK)，防反编译，签名技术读写保护

图4是对图2调用逻辑文字解析。

发明要义：

1.一种基于基于洛数81九宫方阵推衍的高安全高效高压缩数据的超算加密算法(参专利公布申请号：CN202210772306.3)可跨节点预置的jar库装备,其特征如下:

1.1其内部主要特征方法如下

Luoshu81Encrypt.encrypt,

Luoshu81Encrypt.decrypt

Luoshu81Encrypt.hashLuoshu；

1.2其特征api内置private int keyBase＝xxxxxx；keyBase即为SPK共享私钥，为6位长整数；该参数不公开，不传递，只能内置，预存入编译api wscomm.jar包,并对部署程序包采签名防篡改读写保护，并对程序包实施加密保护防反编译等逆向工程；

1.3wscomm.jar预安装并实现加密保护，SPK内置部署特征如下：wscomm.jar采用特征类ByteCodeEncryptor(so/dll自实现私有超快加密算法)C++封装库对wscomm.jar包内编译的所有class文件进行Byte字节流加密，该加密算法不公开，加密输出为加密的class文件并自动打包wscomm.jar加密包(包名相同、目录不同)，此时用jd-jui反编译工具能解包看到目录，但class反编译会失败；再用第三方Virbox Protector安全防护工具对jar包2次保护，这时用jd-jui再次打开jar包弹出错误，用winrar软件亦打开jar包亦是错误，将此加密jar包通过sftp(SecurityFTP)工具单独部署发放于可完全独立控制的第三方服务器节点，重启动VME引擎(参前专利)，完成部署；(为安全期间可在启动vme过程进行对wscomm.jar签名并校验，如果成功则启动，否则停止，)此完成可迭代分布式操作系统VME的基础包可信安装部署，并完成SPK共享私钥的内置(SPK被预写入java类内)；

1.4基于1.3产生的ByteCodeEncryptor(so/dll)动态编译库需要根据不同操作系统,linux用so结尾，windows以dll结尾；需要内置并配置于VME引擎中，并被jvm启动时agent代理拦截器预先调用并动态解码；基于1.3实现的Virbox Protector可实现对jvm(java/java.exe)进行加壳解析预保护的jar包，可实现对虚拟机的隔离保护访问；基于此双层保护技术可杜绝对wscomm.jar的解码(防止内部不良工程师的破坏)。

2.一种基于洛数超算加密，其基础支撑如下特征如下：

2.1:Base81(81进制编码，参前专利)；

2.2基于幻数运算产生hashLuoshu散列摘要算法(参幻数专利)。

3.一种基于洛数超算加密的高效安全对称加密通信方案可实施高效率的安全可靠保密通信方案，其特征如下：

3.1基于1.3实现s1,s2俩台服务器节点；S1,S2被组装部署相同的wscomm.jar(含共享私钥PSK)，且部署完成后不可篡改，对配置进行签名保护，可防反编译，实现部署初级可信赖服务器模组；

3.2S1向S2发起请求产生OTP sn1用共享私钥SPK,发起签名校验请求，且不可抵赖；S2需要用基于1.3中内置模块共享私钥SPK对其校验签名，如果验证成功，则可证明S1可信赖(因为只有相同的PSK才能完成数字签名校验)；

3.3S2完成校验签名后，利用模组SPK,$sn1为key，利用TLSP算法(被集成于wscomm.jar)产生一次性随机数$sn2(OTP1分钟有效)对其加密(Luoshu81Encrypt.encrypt)产生密文$e响应给$s1；

3.4S1收到$e密文模组内置共享私钥SPK，上下文$sn1为key对其解密产生明文$d->$skey为新的通信OTP密钥(此过程成功解密：应为16位数字)；如果解密成功，可反证明为S2为可信,(因为加密用到共享私钥，上文$sn1标识服务器为当前会话延续而非其他端口，此时$sn1任务已经完成可丢弃，后续会话加密采用$sn2为临时密钥进行加密通信)，否则，则认为S2不可信，关闭会话，通讯终止；

3.5S1以共享私钥SPK,$skey(上文)为key对明文$d加密发送密文$e给S2；3.6S2基于1.3内置模组共享私钥SPK,$sn2(上文)为$key对$e进行解密...直到通信结束丢弃$sn2；

3.7$sn2即$skey是在完成校验S1,S2互信服务器基础上产生的OTP安全通讯临时密钥；用后即作废；通信中每一步加密，签名都会用到内置共享私钥SPK；而SPK不在网络传输，仅内置在核心模组；且对模组jar采用加密，签名，防篡改，反编译保护；

3.8本发明可公布加密算法,但不公布内置共享私钥SPK、或定期按特征算法同步置换，特征算法不公布；相当于算法相同，但集成方法不同(SPK),SPK作为算法的一部分内置绑定；

3.9本发明可公布通信密钥片段，如通讯初级阶段$sn1为试探密钥可窥探，只是作为通信密钥的片段部分$key＝SPK+$sn…知道部分$sn(n)不能得到整段$key；攻击者不能读取SPK无法对信息签名并解密$sn2；故反证通讯密钥的安全；

3.10基于3.4通信中间一次一密，用后作废，实现高安全通信；

3.11本发明可高防统计密文破解，如下例：

Luoshu81.encrypt:^ZES-pdAnp9-.[-.4)L～X-Sf8/3K-<v]l}aoL5a48-@R0ES1S^sv.U<～]Ix],tRa4-U[-pA,len:71,used:643750nsLuoshu81.decrypt:http|101303|1|狙击手·白乌鸦|https://www.libvio.me/|1|1,len:48,used:568615ns

密文中：前4^ZES＝>http其中ZE分别代表tt因为顺序不同，同一字符因在不同密文位置代表不同意义(不同密文标识同一明文字符)，可防统计数频率攻击；3.12基于3.1,3.2,3.3可知S1,S2在不传递SPK前提下通过$sn1，$sn2完成校验双方SPK过程验证了双方服务器的可信证明，增加了双方服务器的共享私有SPK的安全性；同时完成了临时密钥交互，可为一举两得，事倍功半。

4.一种超算加密超安全通讯解决方案，其特征如下：

4.1本发明没有使用现有的大数分解非对称PKI加密技术，故从算法角度比现有的非对称PKI方案要超快；

4.2基于1.1本发明可实现基于洛数超算加密、解密，并支撑数据高倍压缩安全传输；

4.3基于1.3本发明可部署可信模块到节点服务器完成私密算法、共享私有SPK内置wscomm.jar模组；

4.4基于3，4.3本发明可用于并行系统下多节点动态令牌可信安全加密传输，以及为军用、民用领域超高、超快，超安全通讯集成方案。

现实意义：

smg-wscomm-Lushu81Encrypt-CSPKI基于洛数超算加密共享私钥跨服务安全通信集成方案，本发明为颠覆性超算加密技术；本发明可实现对任意对任意节点通过部署内置相同的wscomm.jar模组，并实施防反编译、启动前进行读写保护可建立可信服务，通过节点间试探性发送签名；可实现对节点完全可信认证，发起方发送试探密钥，接受方签名校验，并响应一个预期密钥，发起方解密预期密钥成功，则完成双方可信认证后续以此密钥进行加密会话，可实现超高安全性，高可靠性信息保密压缩传输；本发明极大的缩短交易流程，加快信息高保密信息互联互通，可广泛运用于军民俩用；洛数超算高倍空间压缩编码，高效率加密解密技术为超算力输出，超分布式存储输出必放一异彩。

Claims

1.一种基于基于洛数81九宫方阵推衍的高安全高效高压缩数据的超算加密算法（参专利公布申请号：CN202210772306.3）可跨节点预置的jar库装备,其特征如下:

1.1其内部主要特征方法如下

Luoshu81Encrypt.encrypt,

Luoshu81Encrypt.decrypt

Luoshu81Encrypt.hashLuoshu；

1.2其特征api内置private int keyBase=xxxxxx; keyBase 即为SPK共享密钥，为6位长整数；该参数不公开，不传递，只能内置，预存入编译api wscomm.jar包,并对部署程序包采签名防篡改读写保护，并对程序包实施加密保护防反编译等逆向工程；

1.3 wscomm.jar预安装并实现加密保护，SPK内置部署特征如下： wscomm.jar 采用特征类ByteCodeEncryptor(so/dll 自实现私有超快加密算法)C++封装库对wscomm.jar包内编译的所有class文件进行Byte字节流加密，该加密算法不公开，加密输出为加密的class文件并自动打包wscomm.jar加密包（包名相同、目录不同），此时用jd-jui反编译工具能解包看到目录，但class反编译会失败;再用第三方Virbox Protector安全防护工具对jar包2次保护，这时用jd-jui再次打开jar包弹出错误，用winrar软件亦打开jar包亦是错误，将此加密jar包通过sftp(SecurityFTP)工具单独部署发放于可完全独立控制的第三方服务器节点，重启动VME引擎（参前专利），完成部署；（为安全期间可在启动vme过程进行对wscomm.jar签名并校验，如果成功则启动，否则停止，）此完成可迭代分布式操作系统VME的基础包可信安装部署，并完成SPK共享私钥的内置（SPK被预写入java类内）；

1.4基于1.3产生的ByteCodeEncryptor(so/dll) 动态编译库需要根据不同操作系统,linux 用so结尾，windows以dll结尾；需要内置并配置于VME引擎中，并被jvm启动时agent代理拦截器预先调用并动态解码；基于1.3 实现的Virbox Protector可实现对jvm(java/java.exe)进行加壳解析预保护的jar包，可实现对虚拟机的隔离保护访问；基于此双层保护技术可杜绝对wscomm.jar的解码（防止内部不良工程师的破坏）。

2.一种基于洛数超算加密，其基础支撑如下特征如下：

2.1:Base81(81进制编码，参前专利)；

2.2 基于幻数运算产生hashLuoshu 散列摘要算法（参幻数专利）。

3.1 基于1.3 实现s1,s2俩台服务器节点； S1,S2被组装部署相同的wscomm.jar（含共享私钥PSK)，且部署完成后不可篡改，对配置进行签名保护，可防反编译，实现部署初级可信赖服务器模组；

3.2 S1 向S2发起请求产生OTP sn1 用共享私钥SPK,发起签名校验请求，且不可抵赖；S2需要用基于1.3中内置模块共享私钥SPK对其校验签名，如果验证成功，则可证明S1可信赖（因为只有相同的PSK才能完成数字签名校验)；

3.3 S2完成校验签名后，利用模组SPK,$sn1为key ，利用TLSP算法(被集成于wscomm.jar)产生一次性随机数$sn2（OTP1分钟有效）对其加密（Luoshu81Encrypt.encrypt) 产生密文$e响应给$s1 ；

3.4 S1收到$e密文模组内置共享私钥SPK，上下文$sn1为key对其解密产生明文$d ->$skey为新的通信OTP密钥（此过程成功解密：应为16位数字）；如果解密成功，可反证明为S2为可信,(因为加密用到共享私钥，上文$sn1标识服务器为当前会话延续而非其他端口，此时$sn1任务已经完成可丢弃，后续会话加密采用$sn2为临时密钥进行加密通信），否则，则认为S2不可信，关闭会话，通讯终止；

3.5 S1以共享私钥SPK,$skey（上文）为key对明文$d加密发送密文$e给S2；

3.6 S2 基于1.3内置模组共享私钥SPK,$sn2(上文）为$key 对$e进行解密...直到通信结束丢弃$sn2；

3.7 $sn2即$skey 是在完成校验S1,S2互信服务器基础上产生的OTP安全通讯临时密钥；用后即作废；通信中每一步加密，签名都会用到内置共享私钥SPK;而SPK不在网络传输，仅内置在核心模组；且对模组jar采用加密，签名，防篡改，反编译保护；

3.8 本发明可公布加密算法,但不公布内置共享私钥SPK、或定期按特征算法同步置换，特征算法不公布；相当于算法相同，但集成方法不同（SPK),SPK作为算法的一部分内置绑定；

3.9本发明可公布通信密钥片段，如通讯初级阶段$sn1为试探密钥可窥探，只是作为通信密钥的片段部分$key=SPK+$sn… 知道部分$sn(n)不能得到整段$key；攻击者不能读取SPK无法对信息签名并解密$sn2;故反证通讯密钥的安全；

3.10 基于3.4通信中间一次一密，用后作废，实现高安全通信；

3.11 本发明可高防统计密文破解，如下例：

Luoshu81.encrypt:^ZES-pdAnp9-.[-.4)L~X-Sf8/3K-<v]l}aoL5a48-@R0ES1S^sv.U<~]Ix],tRa4-U[-pA,len:71,used:643750ns

Luoshu81.decrypt:http|101303|1|狙击手·白乌鸦|https://www.libvio.me/|1|1,len:48,used:568615ns

密文中：前4^ZES=>http 其中ZE 分别代表tt 因为顺序不同，同一字符因在不同密文位置代表不同意义（不同密文标识同一明文字符），可防统计数频率攻击；

3.12 基于3.1,3.2,3.3 可知S1,S2在不传递SPK前提下通过$sn1，$sn2完成校验双方SPK过程验证了双方服务器的可信证明，增加了双方服务器的共享私有SPK的安全性；同时完成了临时密钥交互，可为一举两得，事倍功半。

4.一种超算加密超安全通讯解决方案，其特征如下：

4.1 本发明没有使用现有的大数分解非对称PKI加密技术，故从算法角度比现有的非对称PKI方案要超快;

4.2 基于 1.1 本发明可实现基于洛数超算加密、解密，并支撑数据高倍压缩安全传输；

4.3 基于 1.3 本发明可部署可信模块到节点服务器完成私密算法、共享私有SPK内置wscomm.jar模组；

4.4 基于3，4.3本发明可用于并行系统下多节点动态令牌可信安全加密传输，以及为军用、民用领域超高、超快，超安全通讯集成方案。