KR20200015484A - 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법 - Google Patents

조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 랜덤 2진법 시퀀스를 기초로 하는 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법을 공개하였고, 본 방법의 주요 특징은: (1) 이미 존재하는 랜덤 시퀀스를 통해 매번 암호화 초기 동작 상태에서 시드(seed) 랜덤 시퀀스를 구성한다. (2) 시드 랜덤 시퀀스를 사용하여 고정 길이 또는 가변 길이의 비트 필드로 키를 의사 랜덤 구성한다. (3)랜덤 키의 의사 랜덤 구성 과정은 암호화 과정을 동반한다. (4) 배타적 논리합 연산의 전달성을 사용하여 평문에 대한 키의 가변 주파수 비선형 배타적 논리합을 실현한다. (5) 특징량과 기타 컨트롤량 및 의사 랜덤 구성 함수의 조정을 통해 키 구성의 조절을 진행하고 나아가 시간 복잡도를 증가하지 않는 전제 하에서 암호화 밀도의 조절을 실현한다. (6)이와 같은 동반식 의사 랜덤 재구성 키 방법에서 사용한 특징량 또는 기타 컨트롤 양은 다항식 시간 복잡도 내에서 역추될 수 없다. 본 방법의 기본 원리는 랜덤 시퀀스의 랜덤성을 이용하여 암호화 논리 과정을 의사 랜덤 컨트롤하여 키 구성 과정의 충분한 혼돈과 은밀을 실현하여 암호화/디코딩 쌍방의 비밀 약정의 약정에 의해 암호문의 해석 경로를 차단한다.

Description

조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법
본 발명은 정보 안전 암호학 중의 시퀀스 암호학 분야이고 주로 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법이다.
시퀀스 암호의 암호화 과정은 시퀀스 암호 발생기를 사용하여 시드 키가 생성한 의사 랜덤 시퀀와 명문 비트 스트림에 따라 비트마다 배타적 논리합을 진해하여 암호문을 얻는다. 생성된 시퀀스 암호의 주기가 충분히 크면 시퀀스 암호 암호화 방법은 임의의 길이의 평문을 암호화할 수 있다. 그룹 분할 암호 암호화 방법에 비해, 시퀀스 암호 암호화 방법은 속도가 더욱 빠르다. 시퀀스 암호화의 밀도는 시퀀스 암호 발생기에서 생성된 시퀀스 키의 랜덤도에 의해 결정된다. 시퀀스 키를 얻는 확률이 충분히 작을 경우, 암호가 디코딩되는 확률은 충분히 작다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 부족한 점을 극복하고, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법을 제공하는 것이다.
랜덤 2진법 시퀀스를 기초로 암호화 과정 재구성 랜덤 시퀀스 키의 시퀀스 암호화/디코딩이 동반되는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법은,
(1) 이미 존재하는 랜덤 시퀀스를 통해 매번 암호화 초기 동작 상태에서 시드(seed)의 랜덤 시퀀스 Bi를 구성하고, 상기 시드 랜덤 시퀀스 Bi는 예비용 랜덤 시퀀스 Bj의 의사 랜덤 재구성에서 유래한 것이거나 또는 직접적으로 상기 예비용 랜덤 시퀀스 Bj에서 얻은 것이고; 그중 상기 Bj는 암호화와 디코딩 쌍방의 계약의 일부분으로 상기 시드 랜덤 시퀀스Bi는 약정에 따라 약정 위치에서부터 상기 Bj에 대해 의사 랜덤 재구성이나 절취를 시작하는 단계;
(2) 상기 시드 랜덤 시퀀스Bi를 사용하여 고정 길이 또는 가변 길이의 비트 필드로 랜덤 키 B를 의사 랜덤 구성하고; 상기 랜덤 키B의 생성 과정은 암호화/디코딩 과정을 동반하고, 시드 랜덤 시퀀스 Bi 중 각 비트의 의사 랜덤 재구성은 단계 별로 생성되고; 암호화/디코딩 쌍방의 비밀 약정을 통해 각 단계 배타적 논리합 키 비트 필드를 선택하여 취하되 평문에 대한 배타적 논리합 주파수, 각 주파수의 비트 필드 초기 위치, 비트 필드 길이를 포함하고 이런 비밀 약정은 의사 랜덤 재구성의 과정을 확정한 단계;
(3) 고정 또는 가변 비트 필드를 통해 평문 섹션에 대해 암호화/디코딩을 진행하고, 섹션 별 평문과 의사 랜덤 재구성으로부터 얻은 일부 상응하는 키 비트 필드는 고정 주파 또는 가변 주파수, 주파수 메타 성장 또는 비 성장, 주파수 메타 암호문 교환 또는 비교환의 배타적 논리합을 진행함으로써 암호문을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 유익한 효과는 랜덤 시퀀스의 랜덤성을 이용하여 암호화 논리 과정을 의사 랜덤 컨트롤하고 키 구성 과정의 충분한 혼돈과 비밀을 실현하여 암호화/디코딩 쌍방 비밀 약정한 비밀약정에 따라 평문의 해석 경로를 차단하는 것이다.
도 1은 본 발명에서 2개의 예비용 랜덤 시퀀스로 연기하여 시드 랜덤 시퀀스를 의사 랜덤 구성하는 개략도이다;
도 2는 본 발명에서 키 b s 의 에러 단계 랜덤 재구성 상태의 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 의사 랜덤 재구성 실예의 암호화 과정 개략도이다.
아래 도면을 결합하여 본 발명에 대해 상세히 소개한다. 당업자에게 있어 본 발명의 기술방안 및 발명 구상에 대한 동등한 대체 또는 개변은 모두 본 발명의 청구범위에 속한다.
우선, 본 발명에서 의사 랜덤(pseudorandom) 재구성으로 칭하는 개념을 도입한다. 함수 F 값의 범위는 랜덤 시퀀스 또는 다른 확정된 범위를 피복하고, 그것의 독립변수는 일련의 랜덤 값을 포함할 수 있다. 이 랜덤 시퀀스와 관련된 또는 관련이 없는 랜덤 값을 이 함수에 대입하여 이 랜덤 시퀀스 중의 비트 필드의 길이(비트를 단위로 함), 비트 필드의 2진법 초기 위치 및 기타 컨트롤 정보를 얻고, 이와 같은 초기 위치와 길이로 확정된 비트 필드 및 기타 얻은 비트 필드에 대해 추가로 재구성하는 단계로 섹션별로 재구성하여 새로운 랜덤 시퀀스를 얻는 과정이다.
본 발명의 목적은 이미 존재하는 난수(random number) 시퀀스에 대해 엔진으로 칭함 받는 난수를 사용하는 것을 토대로 의사 랜덤 구성을 통해 시드의 랜덤 시퀀스를 생성하고 나아가 단계별로 의사 랜덤 재구성을 통해 시드 랜덤 시퀀스에서 랜덤 키 비트 필드를 획득하여 시퀀스 암호화를 실현한다. 키의 의사 랜덤 재구성 과정은 암호화 전반 과정이 동반되고, 그중 각 단계는 이전 단계 의사 랜덤 재구성에서 얻은 난수를 사용하여 키 비트 필드와 현 단계 평문 비트 필드를 선택하여 배타적 논리합 암호화를 진행한다. 각 단계 키 비트 필드 조합은 금번 암호화 키이다. 각 단계의 랜덤 재구성은 특징수가 참여하여 시드 시퀀스의 현 단계 랜덤 비트 필드를 컨트롤하고, 전체 재구성 과정은 시드 시퀀스의 랜덤성에 의해 확정되는 혼돈 형태를 나타낸다. 난수 시퀀스 재구성 함수는 암호화 프로세스에 따라 함수 시퀀스를 형성한다. 이 함수 시퀀스는 암호화/디코딩 쌍방이 예약한 비밀 규칙에 의해 조절될 수 있다. 이 함수 시퀀스에 의해 랜덤 시드 시퀀스를 컨트롤하여 얻은 즉시 키 시퀀스는 랜덤성과 은밀성을 나타내고 일회용 암호(one-time pad)와 유사한 효과를 갖는다.
본 발명의 다른 한 중요한 목적은 배타적 논리합 연산의 전달성을 토대로 각 단계의 배타적 논리합은 모두 이전 단계의 키 비트 필드의 값이 확정한 랜덤 횟수와 구성된 상응한 복수의 키 비트 필드에 의해 다중 주파수 배타적 논리합을 실시한다. 이런 의사 랜덤 재구성에 의해 컨트롤되는 랜덤 다중 주파수 배타적 논리합은 전체 암호화 과정이 가변 주파수의 랜덤 비선형 형태를 나타내게 한다.
상술한 두 개의 기본 원리는 아래와 같이 표현된다:
유한한 랜덤 시퀀스에 대해 무한 의사 랜덤 재구성을 진행하여 무한 랜덤 시퀀스를 구성한다. B는 다음과 같이 설정된다. b1,b2,b3,...,bn는 유한한 2진법 랜덤 시퀀스이고, 가설하여 bn+1=bi1,bn+2=bi2,...,b2n+1=b1,b2n+2=b2,...,또한 아래 난수 시퀀스 L=L1,L2,... 로 B에 대해 재구성하여 B={bi1+1,bi1+2,bi1+3,...,bi1+L1}, {bi2+1,bi2+2,bi2+3,...,bi2+L2},...을 얻고, 그 중, L1,L2,... 는 B의 이전 비트 필드의 값에 의해 구성된다. 그러므로 B는 무한 랜덤 시퀀스 b 1 ,b 2 ,b 3 ,...이다. 이와 같은 본 발명에서 의사 랜덤 재구성으로 불리는 과정은 B와 평문의 배타적 논리합 과정을 동반하여 B랜덤 시퀀스 원소 런(RUN)의 혼돈을 실현한다. 상기 B={bi1,1,bi1,2,bi1,3,...,bi1,L1},{bi2,1,bi2,2,bi2,3,...,bi2,L2},...가 한 개 이상의 랜덤 시퀀스의 선택가능한 비트 필드 Bj={bj i1,1,bj i1,2,bj i1,3,...,bj i1,L1},{bj i2,1,bj i2,2,bj i2,3,...,bj i2,L2},...로 의사 랜덤 점핑 또는 점핑하지 않고 선택 후 순서가 있게 하나씩 페어링 배타적 논리합을 진행 시, B랜덤 시퀀스 원소 런(RUN)은 더욱 혼돈스럽고 은밀성을 갖는다.
평문의 모 비트 필드 ms={ms1,ms2,ms3,...,msL}에 대해, 유한 개의 b s1 ={bi1,bi2,bi3,...,biL},b s2 ={bj1,bj2,bj3,...,bjL},...으로 다중 배타적 논리합을 진행하고 cs=(ms
Figure pct00001
b s1 )
Figure pct00002
b s2 ,...이다. 그 결과가 키(b s1 ,b s2 ,...)와 동일한 것은 재차 다중 배타적 논리합을 진행하고 여전히 평문, ms=(cs
Figure pct00003
b s1 )
Figure pct00004
b s2 ,...을 환원할 수 있다. 이와 같은 다중 배타적 논리합의 주파수가 이전 단계 키 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 랜덤 값에 의해 의사 랜덤 확정되고 암호화 과정에 랜덤으로 분포될 시, 평문에 대한 배타적 논리합 과정은 가변 주파수의 비선형 형태를 나타낸다.
키의 은밀성과 혼돈도를 확보하기 위하여, 본 발명은 암호화/디코딩 쌍방이 비밀 약정된 구동 난수 E가 참여하는 시드 랜덤 시퀀스 B의 의사 랜덤 재구성의 방법을 제공한다. 이는 암호화 키가 추가로 혼돈되고 은밀하게 됨과 동시에 동일한 선택가능한 랜덤 시퀀스의 서로 다른 횟수의 암호화가 사용한 시드 랜덤 시퀀스는 랜덤성 변이를 갖는다. 본 발명은 각 암호화 사용자의 특유의 특징수 S가 상기 의사 랜덤 재구성에 참여하는 것을 추가로 제공한다. 이는 동일한 예비용 랜덤 시퀀스를 토대로 하는 서로 다른 사용자의 시드 랜덤 시퀀스가 랜덤성 변이를 갖게 한다.
본 발명의 의사 랜덤 재구성 방법은 시드 랜덤 시퀀스B의 의사 랜덤 재구성 과정에 적용될 뿐만 아니라 키 B의 의사 랜덤 재구성 과정에도 적용되며 의사 랜덤 재구성은 밀도에 따라 아래 (1) 내지 (13)중의 임의의 하나의 방법을 사용해야 한다.
(1) Bj={bj 1,bj 2,...,bj n}는 예비용 랜덤 시퀀스로, Bi={bi,1,bi,2,...,bi,n}는 시드 랜덤 시퀀스이고(하나의 시드 랜덤 시퀀스만 있는 경우, i는 생략 가능), B={b 1 ,b 2 ,...,b n }로 정의한다.
(2) 약정 방식(예를 들면 E 및/또는 S가 참여하는 연산을 통해)으로 초기 비트 bj 0(또는 bi,0)을 확정하고 임의의 하나의 소스 랜덤 시퀀스 B0(또는 B)에 대해 고정 길이에 따라 목표 랜덤 시퀀스B(또는 B)를 절취하는 것을 연기/백워드 한다.
(3)각각 약정 방식(예를 들면 E 및/또는 S가 참여하는 연산을 통해)으로 확정된 초기 비트 bj 0(또는 bi,0)는 한 개 이상의 소스 랜덤 시퀀스 Bj(또는Bi)에 대해 고정 길이에 따라 연기/백워드 하여 섹션을 나누고 순서 있게 페어링 배타적 논리합으로 목표 랜덤 시퀀스B(또는 B)를 획득한다.
(4) 각각 약정 방식(예를 들면 E 및/또는 S가 참여하는 연산을 통해)으로 확정된 초기 비트 bj 0(또는bi,0)는 한 개 이상의 소스 랜덤 시퀀스 Bj(또는 Bi)에 대해 고정 길이에 따라 연기/백워드하여 섹션을 나누고 하나씩 페어링 다중 주파수 배타적 논리합으로 목표 랜덤 시퀀스 B(또는B)를 획득한다.
(5) 약정 방식에 따라 초기 비트의 비트 필드의 값 b0' 0(또는b' 0)을 확정 후, 임의의 하나의 소스 랜덤 시퀀스 B0(또는B)에 대해 이전 단계의 목표 랜덤 비트 필드 또는 관련 비트 필드(예를 들면 상응한 암호문(Ciphertext) 비트 필드)의 값b0' s-1(또는b' s-1)에 따라, ① 비트 픽스(fix) 함수 P로 현재 단계 목표 비트 필드 b0 s(또는bs) 소스 랜덤 시퀀스 중의 초기 비트 p를 확정하고; ② 고정 길이 함수 L로 현단계 소스 랜덤 비트 필드 b0 s(또는 bs)와 목표 랜덤 비트 필드 bs(또는 b s )의 길이 ㅣ를 확정한다; ③, ① 또는 ② 로 랜덤 소스 비트 필드의 초기 위치 또는 길이를 의사 랜덤 구성하여 전술한 (1) 중의 위치 또는 길이를 대체하여 목표 랜덤 비트 필드를 절취(intercept)한다.
(6) 약정 방식에 따라 초기 비트의 비트 필드의 값 bj' 0(또는bi'0)을 확정 후, 한 개 이상의 소스 랜덤 시퀀스 Bj(또는Bi)에 대해 이전 단계의 목표 랜덤 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 값 bj' s-1(또는bi ' s-1)에 따라, ① 비트 픽스(fix) 함수 P로 각 소스 랜덤 시퀀스 중의 초기 비트 bj s(또는bi,s)를 각각 확정하고; ② 고정 길이 함수 L로 현 단계 각 소스 랜덤 비트 필드 I를 확정하고; ③, ① 또는 ② 의사 랜덤으로 각 랜덤 소스 비트 필드의 초기 위치 및/또는 길이를 확정하고 전술한 (2)중의 위치 및/또는 길이를 대체하고 하나씩 순서 있게 페어링 배타적 논리합으로 목표 랜덤 비트 필드 bs(또는b s )를 얻는다.
(7) 약정 방식에 따라 초기 비트 비트 필드의 값 bj' 0(또는 bi ' 0)을 확정 후, 한 개 이상의 소스 랜덤 시퀀스 Bj(또는Bi)에 대해 이전 단계의 목표 랜덤 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 값 bj' s-1(또는bi ' s-1)에 따라, ① 비트 픽스(fix) 함수 P로 각 소스 랜덤 시퀀스 중의 초기 비트 bj s(또는bi,s)를 각각 확정하고; ② 고정 길이 함수 L로 현단계 각 소스 랜덤 비트 필드 I를 확정하고; ③고정 주파수 함수 F로 빈도 값 fj(또는 fi)를 확정하고; 아래 ④ 또는 ⑤를 진행하여 목표 랜덤 비트 필드를 얻고; ④ 각 소스 랜덤 시퀀스에 대해 연기 방식 또는 상기 ① 또는 ②의 방식으로 (1) 또는 (2) 중의 방식을 대체하여 소스 랜덤 비트 필드 그룹 bj,1 s,bj,1+1 s,bj,1+2 s,...,bj,1+fj s(또는bi 1 s,bi 1+1 s,bi 1+2 s,...,bi 1+fi s)을 선택하여 하나씩 순서 있게 페이링 다중 주파수 배타적 논리합 후 그 결과를 목표 랜덤 비트 필드 bs(또는b s )로 한다. 또는 ⑤각 소스 랜덤 시퀀스에 대해 하나씩 ③으로 배타적 논리합 주파수 fj(또는fi)를 선택하고 다음 연기 방식 또는 상기 (1) 또는 (2)로 (1) 또는 (2) 또는 (3) 중의 방식을 대체하여 소스 랜덤 비트 피드 그룹 bj,1 s,bj,1+1 s,bj,1+2 s,...,bj,1+fj s(또는bi 1 s,bi 1+1 s,bi 1+2 s,...,bi 1+fi s)을 선택하여 하나씩 페어링 다중 주파수 배타적 논리합(각 bj s(또는bi,s)의 배타적 논리합 빈도가 다름) 후 그 결과를 목표 랜덤 비트 필드로 한다.
(8) (4), (5), (6) 의사 랜덤 재구성에 대해 혼돈도를 증강하는 의사 랜덤 재구성 단계가 더 존재한다. 즉 구성은 현 단계 소스 랜덤 시퀀스 비트 필드의 비트 점프 함수 J(그 독립변수는 전단계 키 비트 필드 또는 관련 비트 필드가 확정한 I개 랜덤 값이고, 그 값의 범위는 I개 J(bj' s-1) 또는 J(bi ' s-1)이고, J(bj' s-1) 또는 J(bi ' s-1)은 0
Figure pct00005
J(bj' s-1) 또는 0
Figure pct00006
J(bi ' s-1)를 만족한다)를 선택하고, P에서 확정된 소스 랜덤 시퀀스 위치 p는 점프 함수에 따라, L에서 확정한 현단계 목표 비트 필드 길이 I에 도달할 때까지, 점핑(J(bj' s-1)>0일 경우)하거나 또는 점핑하지 않으면서(J(bi ' s-1)=0일 경우) 한 비트씩(bit by bit) 현단계 키 비트 필드의 각 비트를 추출한다.
(9) 다른 한 가지 강화된 의사 랜덤 재구성은 상기 (4) 또는 (5) 또는 (6) 또는 (7)의 방식 중의 하나에 따라 현단계 소스 랜덤 비트 필드 bj s-1 또는 bis-1 또는 bj,fj s-1 또는 bfj i,s-1를 확정하고 하나씩 주파수에 따라 소스 랜덤 시퀀스 비트 필드를 선택하고 목표 비트 필드에 대해 하나씩 배타적 논리합을 진행한다.
(10) 상기 의사 랜덤 재구성(8)에 대해 추가로 강화된 의사 랜덤 재구성 조작 단계가 있을 수 있다; 암호화시 각 주파수 배타적 논리합 후 목표 비트 필드에 대해(디코딩시 각 주파수 배타적 논리합 전에 소스 비트 필드에 대해) 이전 단계 키 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 랜덤 값에 따라 페어링 함수 C에서 확정된 매칭 비트에 의해 서로 교환을 실시한다.
(11) 상기 의사 랜덤 재구성(9)에 대해 다른 한 강화된 의사 랜덤 재구성 형식이 더 존재한다: 각 주파수에 대해 연장 상승함수 A는 이전 주파수 키 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 값에 따라 현재 주파수 키 비트 필드의 성장값을 확정하고, 소스 비트 필드는 이 성장값에 따라 상응하게 증강하고 이로써 유추하자면 주파수별로 배타적 논리합 비트 필드 길이를 성장한다. 현 단계 연산을 완성 후, 여전히 초기 비트 필드 길이로 현단계 목표 비트 필드 길이를 확정하고(다음 단계 목표 비트 필드의 초기 위치는 여전히 첫 주파수 목표 비트 필드에 따라 스테핑한다) 목표 비트 필드의 성장 연산부분은 소스 시퀀스의 상응한 위치까지 백필(backfill)한다. 그 결과는 그 성장 비트는 다음 단계 배타적 논리합 또는 그 전에 이미 여러 차례 배타적 논리합 예비 처리를 진행하였고, 이런 배타적 논리합 예비 처리는 디코딩 과정에서 의사 랜덤 재구성이 여전히 동일한 키 비트 필드 또는 상응한 비트 필드의 값에 의해 확정하고, 그 역운산 과정은 동일한 구성의 역방향 과정이다. 이 강화 형식은 동반식 의사 랜덤 재구성이 일회용 암호의 효과에 더욱 근접한다.
(12) (4), (5), (6),(7),(8),(9),(10) 의사 랜덤 재구성은 같은 이치 다른 형식의 변통된 의사 랜덤 재구성 방식이 더 존재한다. 즉 P, L, F, J, C, A에 의해 확정된 비트 필드는 다른 한 랜덤 시퀀스에서 추출하거나 또는 서로 다른 소스 랜덤 시퀀스에서 혼합하여 추출한다. 이런 랜덤 비트 필드로 랜덤 키의 효과를 구성하는 효과는 여전히 은밀함과 혼돈 특징이 있다.
(13) 상기 (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10)에서 P, L, F, J, C, A 함수는 S를 추가하여 독립변수로 하여 S특징이 있는 의사 랜덤 재구성을 실현할 수 있다. S는 한 개 이상의 상수, 함수의 변수 또는 기타의 조합일 수 있다.
(14) 목표 시퀀스 각 비트 필드의 획득 방법은 약정 방식으로 상기 의사 랜덤 재구성 방식을 사용할 수 있다.
본 발명의 암호화 과정은 아래 단계에 따라 실시된다.
(S0.1) 한 그룹 이상의 예비용 시드 랜덤 시퀀스: B1:b1 1,b1 2,b1 3,...,b1 n;B2:b2 1,b2 2,b2 3,...,b2 n;...를 예비 생성한다。
(S0.2) 물리 특징량 S(상수 세트 및/또는 변수 세트의 한 개 원소, 복수의 원소, 또는 복수의 원소의 정합)를 약정하여 암호화 대상의 특징 가중치로써 P, L, F, J, C, A의 연산에 참여한다. 매 번 암호화하여 수량과 예비용 랜덤 시퀀스가 매칭되는 구동 엔진 난수 E1,E2,...를 생성(또는 이미 생성된 집합에서 랜덤으로 선택)하여, 의사 랜덤 구성한 촉발 셀(의사 랜덤 구성의 초기 상태를 확정)로 한다.
(S0.3) 의사 랜덤 재구성 시드 랜덤 시퀀스 B={b1,b2,b3,...,bs,...,bn}(한 개 이상일 수 있음, 한 개 이상의 시드 랜덤 시퀀스를 사용될 경우 임의의 아래 방법으로 한 개씩 의사 랜덤 구성할 수 있다):
E로 s 0을 비트 픽스 후 bi=bJ (S0+i)%n i=1,2,3,...,n을 연기 구성함 (1)
또는
E로 s 0을 비트 픽스 후 bs=Build(bJ' (s-1)) s=1,2,3,...,n 을 랜덤 구성함 (1')
또는
E로 s 0을 비트 픽스 후 bs=Build(bfJ' (s-1))s=1,2,3,...,n 을 랜덤으로 다중 주파수 구성함 (1")
그중:
bJ (S0+i)%n로 의사 랜덤 구성의 (1), (2), (3) 중의 하나를 표시하고 %n은 랜덤 시퀀스 말단까지 연기된 후 처음부터 이어 연장한다.
Build(bJ' (s-1))는 (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11) 중의 하나로 획득한 P, L, F, J의 독립 변수와 S, EJ 로시드 랜덤 비트 필드를 공동 의사 랜덤 구성하는 것을 의미한다.
bs=Build(bfJ' (s-1)) 는 (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11) 중의 하나로 획득한 P, L, F, J의 독립 변수와 S、EJ 시드 랜덤 비트 필드를 공동 의사 랜덤 다중 주파수 구성하는 것을 의미한다.
(S1) Ls 계산:
(S1.1) 평문이 Ls가 잔여 평문 길이보다 작거나 같게 스테핑한 경우,
Ls=L(S,b's-1), (2)
L는 신 비트 필드 길이를 계산하기 위한 함수이고, S=1에 대해 L(S,b's-1)이 0이 아닌 임의의 b'0을 취한다(예를 들면 b'(E+S)%n);
b's는 비트 필드 bs가 적재한 랜덤 값이다(이하 동일함).
(S1.2) 평문이 Ls가 잔여 평문 길이보다 크게 스테핑한 경우, 최후 비트 필드 처리를 진행한다:
Ls= 잔여 평문 길이, (3)
(S2) 계산
Fs=F(S,b's-1), (4)
F는 제S 비트 필드 배타적 논리합 주파수를 계산하는 함수이다.
s=1에 대해 (S1.1)과 동일하다;
(S3) 계산
Ps=P(S,b's-1), (5)
P는 신 비트 필드 초기 비트를 계산하는 함수이다.
s=1에 대해 (S1.1)과 동일하다;
(S4) 다중 주파수 중복 배타적 논리합 중 B비트 필드 스테핑 제어 변수
bf s=P(S,bf-1' s) (6)
P는 다중 주파수 배타적 논리합 각 주파수의 B 비트 필드의 초기 비트를 계산하는 함수이다.
bf s는 현 주파수 키 비트 필드이다(아래 동일)
bf's는 현 주파수 bs가 확정한 랜덤 값이다(아래 동일)
S=1 그리고 f=1에 대해, (S1.1)과 동일하다;(S5) 의사 랜덤 재구성하여 얻는다
(S5.1)
b fs s =bfs s(Ps,Ls) 그중 fs=1,2,...,Fs;b1 s(Ps,Ls)=bs(Ps,Ls) (7)
bfs s는 이전 단계 비트 필드 계산 단위에 의해 얻은 Fs개 Ps、Ls、Fs、Js에 의해 확정된 B의 신 비트 필드이다.
또는
(S5.2)
Figure pct00007
(7')
그중
Figure pct00008
은 P로 비트 픽스 후, J(bi's-1)로 확정한 점핑 또는 점핑하지 않고 획득한 Ls비트의 접합 비트 필드를 표시한다.
(S6) ms=ms-1+Ls-1을 연기하여 선택하고 ms 단계 길이는 b s 의 단계 길이에 동일하게 취하고,
(S6.1) 현 단계 배타적 논리합을 진행
cs=ms
Figure pct00009
b s (8)
또는
(S6.2) 현 단계 다중 주파수 배타적 논리합 진행
Figure pct00010
(8')
또는
(S6.3) (8‘)에 대해, 각 단계 배타적 논리합 사이에 cf s에 대해 페어링 함수 C로 페어링 비트를 선택하여 교체를 진행하고,
Figure pct00011
는 비트 필드의 매칭 비트가 교체된 후의 목표 비트 필드를 표시하고(8')
동시에/또는
(S6.4.1) (8)/(8')에 대해, 각 단계 배타적 논리합 사이에 cf s 과 bf s에 대해 성장함수 A로 성장값을 확정하고, cf s에 대해 평문의 다음 비트로 비트 필드를 성장시키고, 그 전과 동일한 의사 랜덤 방법으로 성장된 키를 선택하여 주파수 별로 배타적 논리합을 성장시키고
(S6.4.2) Ls에 의해 확정된 길이에 따라 현단계 암호문 비트 필드를 절취한다((8'')과 동일)
(S6.4.3) 누적 성장한 배타적 논리합 비트 필드의 성장을 비트 별로 평문의 상응한 비트에 백필(back fill)한다.
(S7) 스테핑(stepping)
S = S+1 (9)
본 발명의 디코딩 과정: (8), (8'), (8'')를 (8'''),(8''''),(8''''')로 개변한다.
Figure pct00012
(8''')
Figure pct00013
(8 '''')
Figure pct00014
(8 ''''')
cf s 는 배타적 논리합 전의 매칭 비트 교체 후의 소스 비트 필드를 표시한다.
주의: (1) 암호문이 간접적으로 키 런에 참여시, 예를 들면 실시예 4, 실시예 5에서 디코딩 시 함수의 상응한 독립변수를 의사 랜덤 재구성 컨트롤하는 것은 목표 랜덤 시퀀스에서 소스 랜덤 시퀀스로 변경하는 것이 필요하다; (2) 다중 주파수 메타 페어링 교체 방식을 채용 시, 배타적 논리합 진행 후의 목표에 대한 페어링 교체를 배타적 논리합 처리 전의 소스 페어링 교체 처리 전으로 앞당긴다.
발명의 특징 설명
(1) B는 랜덤 시퀀스 B1、B2,...의 서로 다른 랜덤 비트 필드의 의사 랜덤 재구성에서 유래되고 여전히 랜덤 시퀀스이다. 랜덤 시퀀스 각 원소 간에 서로 무관하므로 그것에 대해 랜덤 원소의 위치, 길이, 주파수 변화의 재구성에 의해 얻은 시퀀스 키는 여전히 랜덤 시퀀스이다. 이런 시드 랜덤 시퀀스 B에 의해 결정되는 목표 랜덤 키 B 는 은밀성을 구비한다.
(2) 랜덤 키의 생성과정은 암호화 과정 에러 스텝 생성을 동반한다. 즉 목표 시퀀스 이전 단계가 소재한 위치 또는 관련 위치의 난수의 값은 비트 픽스(fix) 함수, 고정 길이 함수, 고정 주파수 함수, 비약 함수, 교체 함수, 성장 함수를 통해 다음 단계 키의 위치, 길이, 다음 단계 배타적 논리합 주파수 및 각 키 비트 선택 시의 점핑 제어, 각 주파수 목표 비트 필드의 교체 제어, 주파수 메타 비트 필드의 성장 제어, 이런 의사 랜덤 재구성 과정은 암호화 전부 과정을 동반한다.
(3) 배타적 논리합 계산을 토대로 하는 질서 있고 전달성이 있는 가변 주파수 배타적 논리합 과정은 암호화 과정이 비선형 혼합의 형태를 나타낸다.
(4) 본 방법은 소스 랜덤 시드 재구성의 논리 과정에 대해 조절할 수 있다. 특히, 재구성 함수를 범함수로 확충하고 랜덤 원소 런의 혼돈도를 증가할 수 있다.
(5) 엔진 난수(E)와 특징량(S)의 개입은 매번 암호화 과정과 각 암호화 대상이 모두 독특성을 갖게 한다. S의 변화는 본 발명의 응용 공간을 향상시킨다.
(5.1) 암호화 과정에서, P,L,F,J,C,A는 복수의 S=S1, S2, S3,...,Sn을 사용하여 의사 랜덤 재구성에 참여하는 것을 허락하고, 또한 각 Si가 의사 랜덤 재구성에 참여하는지는 이전 단계 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 값에 의해 제어된다.
(5.2) S가 일족의 상수 Sj일 경우, 동일한 예비용 랜덤 시퀀스 BJ를 기초로 하는 일련의 각각 시퀀스 키 B i 점유하는 여러 족의 평문 시퀀스 암호화를 지지한다. S가 복수의 함수가 생성한 여러 족의 변수인 경우, 동일한 예비용 랜덤 시퀀스 BJ를 토대로 하는 시퀀스 키 B f 로 실현되는 평문 시퀀스 암호화 체계를 지지한다.
(6) 응용 선택 중의 하나로, 예비용 시드 랜덤 시퀀스 B1, B2,... 필연적으로 암호화 과정에서 생성되는 것이 아니므로(예를 들면 비밀 약정에 따라 변경), 컨트롤 함수 P,L,F,J,C,A 및 S와 함께 암호화/디코딩 쌍방의 비밀 계약으로써 먼저 통신 쌍방에 저장될 수 있다. 이런 계약은 변경 가능하고 유지하기 쉽다.
(7) 실제 응용에서, 평문은 접두어가 한 구간의 깨진 글자이어서 해독 어려움을 증가시킬 수 있다.
(8) 각 단계 의사 랜덤 재구성 과정은 동일한 연산 양을 가지고 있고, 암호화 전 과정의 시간 복잡도는 O((P+L+F+J)*n) 이다.
(9) P,L,F,J,C,A 함수는 이전 단계 키 비트 필드 또는 관련 비트 필드의 랜덤 값을 독립변수로 계산하고 표본 추출 연산을 사용하여 S가 다항식 시간 복잡도 내에서 역 추리 될 수 없게 한다(임의의 대입이 필요한 기타 컨트롤 양은 동일하게 이 특성을 가진다).
실시예
본 발명은 아래 실시예를 통해 추가로 설명된다.
실시예 0
(S0.1) 랜덤 시퀀스 길이 n을 2048로 선택하고; 1그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B1:b1 1,b1 2,b1 3,...,b1 n 를 선택한다; 임의로 확정한 엔진 수 E1에 대해 P=(E+S)%2048을 사용하여 B1의 초기 위치 p를 얻는다. P에서 시작하여 연기하여 B1을 추출하고 b1 n에 도달 후 b1 0로부터 계속하여 연장하고 순간 랜덤 시드 시퀀스 B={b1 p,b1 p1+1,...,b1 p1+2,b1 n,b1 1,...,b1 p-1}를 얻는다.
(S0.2) 각 단계의 계산 단위 길이를 8(1byte)로 선택하고, (1) 상응한 랜덤 값은 최대 255이고; (2) B길이는 256bytes이고, 256개 원소의 문자 어레이 B[256]를 조성할 수 있다.
(S1) 정의 Ls=8.
(S2) 정의 Fs=1.
(S3) 계산, 평문 비트 필드 스텝량 P(ms)=P(ms-1)+Ls-1=P(ms-1)+8, 키의 비트 필드 스텝량 P(b s)=(P(b s-1)+Ls-1)%2048=(P(b s-1)+8)%2048이다.
(S4) 다중 주파수 중복 배타적 논리합 B 비트 필드 스텝량 0(Fs=1).
(S5) b s =bs(Ps,Ls,Fs)=bs-1+8
(S6) 현 단계 배타적 논리합을 진행
Figure pct00015
(S7) S=S+1
디코딩 과정과 암호화 과정은 동일하고 단지 (S6)을 (S6')로 개변하는 것이다.
(S6')
Figure pct00016
실시예 0은 가장 간단한 동반식 의사 랜덤 재구성 프로세스를 실현하였다. 비록 실용적인 의미가 크지 않으나 본 발명의 전체적인 구조를 나타냈다.
실시예 1
(S0.1) 랜덤 시퀀스 길이 n을 2048로 선택하고; 그룹2의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B1:b1 1,b1 2,b1 3,...,b1 n;B2:b2 1,b2 2,b2 3,...,b2 n;를 선택한다. 임의로 확정한 엔진 수 E1、E2에 대해 P=(E+S)%2048을 사용하여 B1、B2의 초기 위치 p1、p2를 얻는다; 각각 p1、p2로부터 시작하여 B1、B2에 대해 페어링 배타적 논리합을 연기하여 순간 랜덤 시드 시퀀스 B={b1 p1Λb2 p2,b1 (p1+1)%2048Λb2 (p2+1)%2048,...,b1 (p1+n)%2048Λb2 (p2+n)%2048}={b1,b2,b3,...}를 얻는다.
(S0.2) 각 단계의 계산 단위 길이를 8(1byte)로 선택하고 (1) 상응한 랜덤 값은 최대 255이다;
(2) B길이는 256bytes이고, 256개 원소의 문자 어레이 B[256]을 조성할 수 있다.
(S1) 정의 Ls;
(S1.1) 잔여 평문이 Ls보다 크거나 같게 스테핑 한 경우, Ls = B[Ps-1%256]%16+1;
(S1.2) 잔여 평문이 Ls보다 짧게 스테핑 한 경우, 강제로 Ls=잔여 평문 길이로 설정한다.
(S2) 정의 Fs = B[Ps-1/8]%2+1。
(S3) 평문 비트 필드가 P (ms)=P(ms-1)+Ls-1에 스테핑하고 키 비트 필드가 P(b s)=(P(b s-1)+Ls-1)%2048로 스테핑한다.
(S4) 다중 주파수 중복 배타적 논리합 중 B비트 필드는 P(b f s)=(P(b f-1 s)+Ls)%2048에 스테핑한다.
(S5) b s = bs(Ps, Ls),Fs=1인 경우; 또는 b f(2) s = b f(2) s(Ps, Ls), Fs=2 인 경우
(S6) 현 단계 배타적 논리합
Figure pct00017
,Fs=1인 경우;
또는
Figure pct00018
 , Fs=2 인 경우
그중 ms의 스텝 길이는 b s 의 스텝 길이와 동일한다
(S7) S=S+1
디코딩 과정과 암호화 과정이 동일하고 단지 (S6)을 (S6')로 개변한다:
(S6')
Figure pct00019
, Fs=1인 경우;
또는
Figure pct00020
, Fs=2인 경우;
P (ms),P(b s),P(b f s) 각각은 현 단계 평문 비트, 현 단계 키 비트, 현 주파수 키의 초기 위치이다.
%2048은 마지막 비트에 도달 후 처음부터 이어 연장하는 것을 의미한다.
실시예 1 간단한 가변 길이 가변 주파수 연기식 의사 랜덤 재구성 과정을 실현한다.
실시예 2
실시예 1에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.12) 랜덤 시퀀스 길이 n을 524288로 선택하고; 2그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B1:b1 1,b1 2,b1 3,…,b1 n;B2:b2 1,b2 2,b2 3,…,b2 n을 선택한다; 임의로 확정한 엔진수 E1,E2에 대해 P를 ps(Bi) = (ps-1(Bi) * 12345+1103515245+Ei+S)%524288로 p1、p2를 계산하고, 시드 랜덤 시퀀스 B={b1,b2,b3,…}= {b1 p1Λb2 p2, b1 (p1+1) %524288Λ b2 (p2+1)% 524288,…,b1 (p1+n)% 524288Λb2 (p2+n)% 524288}를 계산한다.
(S0.22)각 단계의 계산 단위 길이를 16(2bytes)으로 선택하고, (1) 상응한 랜덤값은 최대로 65535이고; (2) B길이는 65536bytes이고, 65536개 원소의 문자 수열 B[65536]을 조성할 수 있다.
(S1.12) Ls = B[Ps-1%65536]%68 +64를 정의하고, 잔여 평문이 Ls와 크거나 같게 스테핑한 경우;
(S1.22)잔여 평문이 Ls보다 작게 스테핑한 경우, Ls=잔여 평문 길이로 강제 설정한다(디코딩에서 LS를 개변하지 않을 수 있으나 계산이 완성된 후 쓸데없는 평문을 포기한다)
(S22)정의 Fs = (S+ B[Ps-1%65536])%8+16
(S32)실시예 (S3) 중의 B 비트 픽스를
P(b s) = (B[(P(b s-1)+S)%65536]+1103515245)%524288
으로 개변한다.
(S42)실시예 (S4) 중의 B 비트 픽스를
P(b f s) = (B[(P(b f-1 s)+S)%65536]+1103515245)%524288,
f=1,2,…,Fs;P(b f( 1) s)=P(b s)
으로 개변한다.
상기 변경으로부터: (1) 다중 주파수 배타적 논리합의 배타적 논리합 빈도를 증가시킨다; (2) 키 B의 비트 필드 선택 방식을 연기 방식에서 이전 단계의 값으로 위치를 확정하는 의사 랜덤 방식으로 변경하고 상응한 비트 필드가 선택한 혼돈도를 향상하였다; (3) (S1.12)에서 모듈은 68이나 64 또는 32가 아니고 이는 비트 필드가 선택한 가장 긴 길이가 가장 짧은 길이의 2배 이상일 수 있게 한다.
실시예 2는 전 스텝 키 비트 필드 랜덤 값으로 현 스텝 키의 암호화 과정을 의사 랜덤 재구성하는 것을 실현하였다.
실시예 3
실시예 2에 대해 아래와 같이 변경한다:
S0.43)랜덤 시퀀스 BT 는 길이가 B와 같은 것을 별도로 정의한다.
S23 ) 정의 Fs = (S+ B[b' s-1%65536])%8+16
S33)실시예 (S32) 중의 B 비트 픽스를 BT의 비트 픽스로 변경한다.
P(b T s)=(B[(b' s-1+S)%65536]+1103515245)%524288
S43)실시예 (S42) 중의 B 비트 픽스를
P(b T, f s)=(B[(b' f-1 s+S)%65536]+1103515245)%524288;
f=1,2,…,Fs;P(b T, f( 1) s)=P(b T s);으로 변경한다.
상기 변경: B에서 랜덤 값을 획득하여 BT에 대해 의사 랜덤 재구성을 진행하고 동일하게 B가 은밀과 혼돈 특징을 갖게 한다.
실시예 3은 전 스텝에서 획득한 랜덤 값에서 다른 한 랜덤 시퀀스를 스케쥴링하여 의사 랜덤 재구성 키를 실현하는 과정을 실현한다.
실시예 4
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.4 4 암호문 C 현 단계가 도달한 비트 길이는 cs로 정의한다.
(S1.1 4 비트 필드 길이에 대해 수정을 진행한다:
Figure pct00021
상기 변경에서, 이미 암호문을 생성한 진도를 이용하여 B의 배타적 논리합 비트 필드를 선택하고 B 의 은밀과 혼돈 특징을 개변하지 않는다.
실시예 4 암호문 시퀀스의 진도에 따라 의사 랜덤 재구성 키를 제어하는 과정을 실현하였다.
실시예 5
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.25)각 단계의 계산 단위 길이 20 (2.5 bytes)을 선택하고 상응한 최대 랜덤값은 65535보다 훨씬 크고 그것에 대해 모듈 65536을 취하고 여전히 byte 문자 수열 B[65536]에 분포된다.
(S75)는 (S32)중의 B 비트 픽스(fix)를 공식 i=(b's-1*S)%3에서 아래 3개 함수에 대해 선택을 한다:
Figure pct00022
그중, c's-1는 약정에 따라 단위가 전 스텝 암호문이 취한 값에 대해 계산하고 키 원소 런의 혼돈도는 추가로 향상된다.
주의:
(1) 이 예의 디코딩 계산법은 변동을 해야 한다: 암호화 시 c's-1 는 상응한 구조 함수의 생성 항이고 디코딩 시 c's-1는 상응 구조 함수의 소스 항이다.
(2) 암호문 비트 필드로 키 비트 필드를 구성하지 않았고 그것으로 키 구성의 여정을 개변하였다.
실시예 5는 평문이 간접적으로 의사 랜덤 재구성 키를 스케쥴링하는 런을 실현한다(주의: 계산 단위 길이는 20비트이다).
실시예 6
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다.
(S0.46) 수열 S[2]={사용자 휴대폰 번호; 사용자 성명; } ;
(S0.56) 정의 K=S[b s-1%2];
(S26)정의Fs = (S[b ' s-1%2]+B[Ps-1/8])%8+16;
(S36)는 (S32)중의 B 비트 픽스를
P(b s) = (B[(b ' s-1+(S[b ' s-1%2]))%65536])%524288;
으로 변경하고
(S46)는 (S42)중의 B 비트 픽스를
P(b f s) = (B[(b ' f-1 s+(S[b ' s-1%2]))%65536])%524288,
f=1,2,…,Fs;
으로 변경하고;
비트 픽스, 고정 주파수 런의 혼돈도는 추가로 향상된다.
실시예 6은 전 스텝에서 획득한 랜덤 값과 복수의 특징 값에서 의사 랜덤 재구성 키를 실현하는 과정을 실현하였다.
실시예 7
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.17)한 그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B3:b3 1,b3 2,b3 3,...,b3 n을 증가한다. 동일한 방법으로 B2、B3에서 다른 한 시드 랜덤 시퀀스 B2를 생성한다.
(S0.47)시드 시퀀스 수열을 정의 B[2]={B1,B2};
(S0.57)정의 G=B[b s-1]%2+1;
(S27)정의 Fs = (S+BG[Ps-1/8])%8+16;
실시예 6에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S37)는(S32)중의 B 비트 픽스를
Figure pct00023
;으로 변경한다.
(S47)은 (S42)중의 B 비트 픽스를
Figure pct00024
;으로 변경하고,
비트 픽스, 고정 주파수 런의 혼돈도는 동일하게 추가로 향상된다.
실시예 7은 복수 개의 시드 랜덤 시퀀스에서 현 스텝 시드 랜덤 시퀀스 재구성 키를 의사 랜덤 선택하는 과정을 실현한다.
실시예 8
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.18)한 그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B3:b3 1,b3 2,b3 3,...,b3 n 를 추가한다. 동일한 방법으로 B2、B3에서 다른 한 시드 랜덤 시퀀스 B2를 생성한다.
(S0.48)시드 시퀀스 수열 정의 B[2]={B1,B2}
(S0.58)정의 G=B[b s-1 %2]+1;
(S28)정의 Fs = (K+BG[Ps-1/8])%8+16;
(S38)는 (S32) 중의 B 비트 픽스를
Figure pct00025
;으로 변경하고,
(S48)는 (S42) 중의 B 비트 픽스를
Figure pct00026
;으로 변경하고,
즉 비트 픽스, 고정 주파수 런의 혼돈도는 동일하게 향상된다.
실시예 8은 동시에 복수의 시드 랜덤 시퀀스를 사용하여 의사 랜덤 재구성 키를 실현하는 과정을 실현하였다.
실시예 9:
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.19)한 그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B3:b3 1,b3 2,b3 3,...,b3 n을 증가한다. 동일한 방법으로 B2、B3에서 다른 한 시드 랜덤 시퀀스 B2를 생성한다.
(S0.49)시드 시퀀스 수열을 정의 B[2]={B1,B2};
(S0.59)정의 G=B[b' s-1 %2];
(S29)정의 Fs = (BG[b' s-1 /8])%8+8;
(S39)는 (S32) 중의 B 비트 픽스를 2개 시드의 각각 비트 픽스를
Figure pct00027
,
Figure pct00028
;으로 개변하고,
(S49)는 (S42) 중의 B비트 픽스를 2개 시드의 각각 비트 픽스를
Figure pct00029
Figure pct00030
;으로 변경하고,
여기서 f=0,1,…,Fs 이고,
암호화 과정을 다음과 같이 정의한다:
(S69)현 단계 배타적 논리합은
Figure pct00031
,
비트 픽스, 고정 주파수 런의 혼돈도는 동일하게 추가 향상된다.
디코딩 과정과 암호화 과정은 동일하고 단지 (S69)을 (S69')으로 개변한다:
Figure pct00032
실시예 9는 이전 단계에서 획득한 랜덤 값에서 복수의 시드 랜덤 시퀀스를 스케쥴링하여 직접 평문에 대해 다중 주파수 배타적 논리합 또는 암호화하는 과정을 실현하였다.
실시예 10:
실시예 9에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S510) 점핑 또는 점핑하지 않고 키 의사 랜덤 재구성을 실현한다.
(S5.110) 정의 J1={j1 1,j1 2,…,j1 L}, 그중 j1 1은 B1[b' s-1 ]의 제1 비트이고, 차례에 따라 연기된다;
J2={j2 1,j2 2,…,j2 L},그중 j2 1은 B2[b' s-1 ]의 제1 비트이고 차례에 따라 연기된다;
Jf,1={jf,1 1,jf,1 2,…,jf,1 L},그중 jf,2 1은 B1[b' f-1 s ]의 제1 비트이고, 차례대로 연기된다;
Jf,2={jf,2 1,jf,2 2,…,jf,2 L},그중 jf,2 1은 B2[b' f-1 s ]의 제1 비트이고, 차례대로 연기된다;
f=1,2,…,Fs (주의 J의 독립변수 영역은 B1[(P(b s-1 )+16)%65536]이 아니다)
(S5.210)
아래 공식에 따라 Bi에서 각각 상기 J수열 원소에 따라 순연 점핑 또는 점핑하지 않고 각 비트 접합 구조 키 비트 필드를 선택하고
Figure pct00033
,
Figure pct00034
실시예 10은 점핑 또는 점핑 하지 않음으로 복수의 키 비트 필드를 선택하여 직접 평문 비트 필드의 다중 주파수 암호화 과정을 실현한다.
실시예 11:
실시예 9에서 (S69)에 대해 분해를 진행한다:
(S0.611)페어링 함수 Cf를 구축하여 교체 비트가 현 단계 초기 비트 후의 L/2+8,L/2-8인 것을 확정한다.
(S6.111)는 (S69)를 Fs스텝으로 분해한다.
Figure pct00035
(S6.211)은 각 단계 배타적 논리합 후에 목표 비트 필드 cfs에 대해 페어링 교체를 진행한다:
cfL/2+8 <=> cfL/2-8
주의: 디코딩 시 상기 페어링 교체는 (S6.111)의 각 스텝 배타적 논리합 전에 소스 비트 필드(암호문)에 대해 실시한다.
실시예 11 실현한 것은 비트 페어링 교체를 갖는 의사 랜덤 재구성의 암호화 과정이다.
실시예 12
(S6.2.012)은 실시예 11 중 (S6.211)은 각 주파수에서 A에 따라 계산하여 얻은 성장도를 한 차례 비트 길이 연장 상승을 진행한다.
Figure pct00036
(S6.2.112)각 주파수 배타적 논리합에 대해 평문에서 비트를 접합 연장 상승하고, 평문이 결말에 도달 시 연장 상승을 정지한다(디코딩 시 평문에서 주파수마다 비트를 접합 연장 상승한다)
Figure pct00037
(S6.2.212)제s 단계 평문 연장 상승 부분을 취하지 않고 연장 상승 부분의 모든 비트를 평문의 상응한 비트에 백필하고, 다음 스텝 배타적 논리합에 참여한다.
디코딩 과정과 암호화 과정이 동일하고 단지 (S6.212)에 대해(S6.212')의 변경을 진행한다:
(S6.2.112')각 주파수 배타적 논리합 목표에 대해 평문에서 비트를 접합 연장 상승하고, 평문이 결말에 도달 시 연장 상승을 정지한다
Figure pct00038
(S6.2.212')제s 단계 평문은 연장 상승 부분을 취하지 않고, 연장 상승 부분의 모든 비트를 평문, 암호문의 상응 비트에 백필하고 다음 스텝 배타적 논리합에 참여한다.
주의: 현 단계 소스 비트 필드가 이미 S단계 부분에 의해 처리되었고 다시 말하면 제S+1단계 목표 비트 필드의 초기 부분은 S단계 키에 의해 배타적 논리합이 진행되었고 또 S+1단계 키에 의해 배타적 논리합이 진행되었다. 각 단계는 순서에 따라 의사 랜덤 약정을 준수하므로 디코딩 시 상기 과정은 변화되지 않았으므로 디코딩은 여전히 평문을 환원할 수 있다.
실시예 12는 각 주파수 배타적 논리합의 비트 필드 길이의 변이를 실현하였다. 이는 동반식 의사 랜덤 재구성 방법으로 하여금 1회용 암호의 효과에 더욱 근접하게 된다.
실시예 13
실시예 2에 대해 아래 변경을 진행한다:
(S0.113)랜덤 시퀀스 길이n을 524288로 선택하고; 2그룹의 예비용 랜덤 시드 시퀀스: B1:b1 1,b1 2,b1 3,...,b1 n;B2:b2 1,b2 2,b2 3,...,b2 n를 선택하고; 임의의 확정된 엔진 수 E1、E2에 대해 P를 pi = ((pi-1+1) * 12345+1103515245+E+S)%524288로 하여 p1、p2를 계산한다.
(S0.313)정의 Fj s = (S+ B[Pj s-1%65536])%8+16
(S0.413)정의 Bj 비트 픽스(fix) P(bj s) = B[(b'j s-1+S)%65536]%524288
(S0.513)시드 랜덤 시퀀스 의사 랜덤 재구성의 비트 필드 길이 Ls를 정의:
(S0.5.113)예비용 랜덤 시퀀스 Bi의 나머지 길이는 Ls보다 크거나 같을 경우,
Ls=B1[b's-1%65536]%16+64;
(S0.5.213)예비용 랜덤 시퀀스 Bi의 나머지 길이가 Ls보다 짧은 경우, Ls=잔여 평문 길이로 강제 설정한다.
(S0.613b j s = bj s(Pj s, Lj s, Fj s)
(S0.713)현 단계 배타적 논리합
Figure pct00039
(S0.813)S=S+1
시드 랜덤 시퀀스를 획득하는 혼돈도가 향상된다.
실시예 13이 실현한 것은 시드 랜덤 시퀀스의 비 연기식 의사 랜덤 재구성 과정이다.
상기 각 실시예에서 사용한 각종 조종 함수는 모두 아주 큰 조절 가능한 공간을 구비하고 동반식 의사 랜덤 구성 방법을 위해 충분한 응용 공간을 제공하였다.
도 3에서 b s 는 의사 랜덤 재구성에 의해 B중 bj비트에서 bj+L비트까지의 절취이고, ms는 Ls길이에 따라 연기되어 획득하고, cs는 Ls길이에 따라 ms에 대해 연기하여 배타적 논리합으로 생성되고, E는 매번 암호화시 랜덤으로 생성되는 엔진이고, S는 특징량이다.

Claims (10)

  1. 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    랜덤 2진법 시퀀스를 기초로 암호화 과정 재구성 랜덤 시퀀스 키의 시퀀스 암호화/디코딩이 동반되는, 상기 방법은,
    (1) 이미 존재하는 랜덤 시퀀스를 통해 매번 암호화 초기 동작 상태에서 시드(seed) 랜덤 시퀀스 Bi를 구성하고, 상기 시드 랜덤 시퀀스 Bi는 예비용 랜덤 시퀀스 Bj의 의사 랜덤 재구성에서 유래한 것이거나 또는 직접적으로 상기 예비용 랜덤 시퀀스 Bj에서 얻은 것이고; 그중 상기 Bj는 암호화와 디코딩 쌍방의 계약의 일부분으로 상기 시드 랜덤 시퀀스Bi는 약정에 따라 약정 위치에서부터 상기 Bj에 대해 의사 랜덤 재구성이나 절취를 시작하는 단계;
    (2) 상기 시드 랜덤 시퀀스Bi를 사용하여 고정 길이 또는 가변 길이의 비트 필드로 랜덤 키 B 를 의사 랜덤 구성하고; 상기 랜덤 키 B 의 생성 과정은 암호화/디코딩 과정을 동반하고, 시드 랜덤 시퀀스B i 중 각 비트의 의사 랜덤 재구성은 단계 별로 생성되고; 암호화/디코딩 쌍방의 비밀 약정을 통해 각 단계 배타적 논리합(XOR) 키 비트 필드를 선택하여 취하되 평문에 대한 배타적 논리합 주파수, 각 주파수의 비트 필드 초기 위치, 비트 필드 길이를 포함하고 이런 비밀 약정은 의사 랜덤 재구성의 과정을 확정한 단계;
    (3) 고정 또는 가변 비트 필드를 통해 평문 섹션에 대해 암호화/디코딩을 진행하고, 섹션 별 평문과 의사 랜덤 재구성으로부터 얻은 일부 상응하는 키 비트 필드는 고정 주파 또는 가변 주파수, 주파수 메타 성장 또는 비 성장, 주파수 메타 암호문 교환 또는 비교환의 배타적 논리합을 진행함으로써 암호문을 생성하는 단계를 포함하는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비밀 약정은 약정된 구조함수에 의해 실현되는 것으로, 상기 함수는, 하기 랜덤 값: ①전 단계 키 비트 필드는 의사 랜덤 재구성 비밀 약정에 따라 확정된 랜덤 값, 또는 ②기타 랜덤 시퀀스의 의사 랜덤 약정 비트 필드가 의사 랜덤 재구성 비밀 약정에 근거하여 확정한 랜덤 값, 또는 ③의사 랜덤 재구성 비밀 약정에 따라 이전 단계 암호문 비트 필드의 값에 의해 확정된 랜덤 값;을 독립변수로 하는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (1) 평문에 대해 섹션 별로 암호화/디코딩을 진행하는 과정에서 평문의 비트 필드는 순차적으로 연기되고; 평문 비트 필드의 길이는 키 비트 필드의 길이에 의해 결정되고, 키 비트 필드 b s 의 길이 l 및 시드 랜덤 시퀀스 B i 중에서의 초기 위치 p는 암호화/디코딩 쌍방의 약정한 계약에 의해 결정되고; 동일 평문 비트 필드는 복수의 키 비트 필드에 의해 순서에 따라 다중 주파수 배타적 논리합을 진행할 수 있고, 다중 주파수 배타적 논리합의 주파수f는 암호화/디코딩 쌍방이 약정한 계약에 의해 결정되고;
    (2) 현 단계 키 비트 필드b s 의 위치p는 이전 단계 키 피트필드 b s-1 의 위치에 따라 연기되거나 후퇴하는 것임을 확정하고; 즉, 이전 단계 비트 필드의 위치에 따라 일부 비트를 뒤로 이동하거나, 앞으로 이동하고, 키 b s 의 위치p가 연기되거나 또는 후퇴하여 시드 랜덤 시퀀스B의 마지막 비트 또는 첫 비트에 도착한 후, 첫 비트 또는 마지막 비트에서부터 계속해서 연기되거나 후퇴하고;
    (3) 현 단계 키 비트 필드 b s 의 길이l는, 이전 단계 키 비트 필드b s-1 의 길이를 선택하여 현 단계 비트 필드 b s 의 길이로 하는 것을 확정하고,
    (4) 현 단계 배타적 논리합 주파수f는 주파수가 양의 정수를 취하는 것으로 확정하고, 선택한 주파수가 1일 경우, 시드 랜덤 시퀀스B의 의사 랜덤 재구성 과정에 대해 평문과 동일한 간격으로 연기되거나 후퇴하는 형태를 나타내고, 선택한 주파수가 1보다 클 경우, 시드 랜덤 시퀀스B의 의사 랜덤 재구성 과정은 평문의 배수의 거리로 점핑하여 연기되거나 후퇴하는 형태를 보이고;
    (5) 상기 얻은 키 비트 필드 b s 는 단계별로 평문 비트 필드에 대해 고정 주파수 배타적 논리합 암호화를 진행하는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    하기 단계:
    (1) 의사 랜덤 재구성의 현 단계 비트 필드의 값에 대한 계산 단위를 확정하고 이전 단계 b s-1 비트 필드의 약정 초기 위치와 약정 길이로 계산 단위를 확정하는 단계;
    (2) 랜덤 키 B 현 단계 비트 필드 b s 의 초기 위치ps는 랜덤 키 B 의 이전 단계가 위치한 비트 필드 b s-1 또는 관련된 비트 필드의 랜덤 수가 해당 횟수 계산 단위에서 취한 랜덤 값과 특징량S에 따라 비트 픽스(fix) P를 통해 확정되는 단계, P는 그 치역(range)이 시드 랜덤 시퀀스B 전 과정을 만족시키는 임의의 함수, 즉, P의 치역P(b s )은 0<P(b s )n를 만족하고, n은 B원소의 최대 위치이고,
    (3) 랜덤 키 B 의 현 단계 비트 필드b s 의 길이 l는, 랜덤 키 B 의 이전 단계가 위치한 비트 필드b s-1 또는 관련 비트 필드의 랜덤 수의 값과 특징량S가 고정 길이 함수L을 통해 확정되는 단계, L은 치역이 0보다 큰 임의의 함수 일 수 있으며, 즉 L의 치역L(b s )이 0<L(b s )n를 만족하고 n은 B원소의 최대 위치이고,
    (4) 평문 비트 필드m s 에 대한 랜덤 키 비트 필드b s 의 배타적 논리합 주파수f는 랜덤 키 B 의 이전 단계가 위치한 비트 필드b s-1 또는 관련 비트 필드의 랜덤 값과 특징량 S가 고정주파수 함수F를 통해 확정되는 단계, F는 치역이 0보다 큰 임의 함수를 만족하고;
    (5) 단계(2) 또는 (3)에서 선택한 p또는 l로 전술한 p또는 l를 대체함으로써 시드 랜덤 시퀀스B 중의 키 비트 필드bs를 확정하고, 단계(4)를 통해 현 단계 배타적 논리합 주파수f를 확정하고, f가 1보다 클 경우, 연기하는 방식으로 B 에서 f개의 비트 필드를 선택하거나 또는 단계(2)의 방식에 따라 B에서 f개의 비트 필드 b s ,b s2 ,...,b sf 를 랜덤으로 포지셔닝하여 선택하고, 상기 선택한 키 비트 필드로 현 단계 평문 비트 필드m s 에 대해 f회 다중 주파수의 순서 있는 배타적 논리합을 진행하는 단계;
    를 통해 암호화 밀도를 향상시키는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  5. 제1항 또는 제3항 또는 제4항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    (1) 복수의 시드 랜덤 시퀀스Bi(i=1,2,3,…,m;m은 임의의 양의 정수이다)로 랜덤 키B를 의사 랜덤으로 구성하고, 구성 방법은: (a)약정 과정으로써 이전 단계 키 비트 필드b s-1 또는 관련 비트 필드의 값으로 복수의 b i,s 를 의사 랜덤으로 선택하고; (b) 약속 과정으로써 이전 단계 키 비트 필드bs-1 또는 관련 비트 필드의 값에 따라 복수의 b i,s 중 하나를 의사 랜덤으로 선택하여 현 단계 키 비트 필드bs로 하거나, 또는 (c) bi,s,(i=1,2,3,…,m)에 대해 하나씩 순서대로 페어링 배타적 논리합을 진행하고, 생성된 결과를 현 단계의 키 비트 필드 b s 로 하는 단계;
    (2) 상기 (1).(b) 또는 (1).(c)를 통해 구성된 키 비트 필드 b s 및 동일한 방법으로 구성한 b f s 를 통해 평문 비트 필드m s 에 대해 f 주파수 순서가 있는 배타적 논리합을 실시하는 단계;
    또는
    (3) 상기 (1).(a)로 구성된 각 시드 비트 필드b i,s 는 직접 m개의 키 비트 필드가 되고, 전술한 임의의 P, L, F 방법으로 하나씩 b f i,s 를 선택하고, 다음 평문 비트 필드m s 에 대해 한 개씩 또는 혼합하여 m*f의 다중 주파수 배타적 논리합을 시행하는 단계;
    를 통해 암호화 밀도를 추가로 향상시키는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  6. 제1항 또는 제3항 또는 제4항 또는 제5항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    (1) 구조는 현 단계의 키 비트 필드의 비트 점프 함수(jump function) J를 선택하는 단계;
    (2) p에서 확정된 소스 랜덤 시퀀스 위치에서부터 점프 함수J를 근거로, b i,s 또는 b f i,s 를 획득할 때, 현 단계 또는 현 주파수의 각 키 비트 필드의 각 비트가 I길이에 도달할 때까지 점핑 또는 점핑하지 않고 비트마다 추출하는 단계;
    (3) 상기 5.(2)또는 5.(3)의 방식으로 평문 비트 필드ms에 다중 주파수 순서가 있는 배타적 논리합을 실시하는 단계;
    를 통해 암호화 밀도를 추가로 향상시키는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  7. 제1항 또는 제3항 또는 제4항 또는 제5항 또는 제6항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    다중 주파수 배타적 논리합 과정에서 의사 랜덤 비밀 조약에 따라 다중 주파수 배타적 논리합 주파수 메타 목표 비트 필드의 비트 페어링 교환 단계를 추가하고:
    (1) 구조는 현 단계 목표 비트 필드의 비트 페어링 함수C를 선택하는 단계;
    (2) 상기 5.(2) 또는 5.(3) 방식으로 암호화를 진행할 때 각 주파수 목표 비트 필드에 대해 선택하여 페어링한 비트에 따라 교환을 실시하는 단계;
    또한
    (3) 상기 5.(2) 또는 5.(3)의 역방식으로 디코딩 시, 소스 비트 필드(암호문)에 대해 선택한 페어링 비트에 대해 교환을 실시하는 단계를
    포함하는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  8. 제1항 또는 제3항 또는 제4항 또는 제5항 또는 제6항 또는 제7항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    다중 주파수 배타적 논리합 과정에서 의사 랜덤 비밀 약정에 따라 주파수별 성장 배타적 논리합 비트 필드 길이를 증가하는 단계:
    (1) 구조는 현 단계 주파수 메타 비트 필드 길이 연장 상승 함수 A를 선택하는 단계;
    (2) 상기 5.(2) 또는 5.(3) 의 방식으로 암호화를 진행할 때 소트 비트 필드(평문)와 키 비트 필드에 대해 정한 성장값에 따라 주파수에 따라 연장 상승하는 단계;
    또한,
    (3) 상기 5.(2) 또는 5.(3)의 방식으로 디코딩할 때, 소스 비트 필드(암호문)와 키 비트 필드에 대해 정한 성장값에 따라 주파수에 따라 연장 상승하는 단계;
    (4) 현 단계의 목표 비트 필드는 여전히 비 증가된 비트 필드의 길이를 선택하는 단계;
    (5) 계산 과정에서 비트 필드의 누적 증가 비트를 소스 랜덤 시퀀스의 상응 위치로 백필되는 단계;
    를 추가하는, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  9. 제1항 또는 제3항 또는 제4항 또는 제5항 또는 제6항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    시드 랜덤 시퀀스 B의 혼돈도를 향상시키기 위하여, 예비용 랜덤 시퀀스, 시드 랜덤 시퀀스에 대한 의사 랜덤 구성을 실현하는 단계:
    (1) 시드 랜덤 시퀀스 B가 하나보다 많은 예비용 랜덤 시퀀스Bj를 예비 생성하기 위하여, 수량이 Bj와 매칭되는, 엔진이라 불리는 금번 랜덤수 Ej를 사용하여 비트 픽스(fix) P0와 특징량 S를 구축하고, Ej와 S가 Pj 0를 구동함으로써 각 Bj의 초기 위치를 확정한 후, 비트 필드에 따라 순서가 있게 bj s과 bj-1 s배타적 논리합으로써 bs를 획득하고, 배타적 논리합 과정에서 임의의 Bj가 마지막 비트에 도달한 후, 시드 랜덤 시퀀스 B에 필요한 길이에 도달할 때까지 Bj비트를 연장하기 시작하는 단계;
    (2) bj s-1또는 bs-1의 비트 필드는 P, L, F, J, C, A 방법을 통해 (1)의 상응하는 의사(Pseudo) 재구성 요소 생성 방법을 대체하여 시드 랜덤 시퀀스B의 대응하는 비트 필드를 확정하고, 필드 별로 시드 랜덤 시퀀스B를 구성하고, 생성된 시드 랜덤 시퀀스B의 길이는 필요에 따라 변경되는 단계;
    (3) 멀티 시드 랜덤 시퀀스Bi에 대해 상기 (1), (2)를 반복 시행하여 다른 Bi를 얻는 단계;
    를 추가하는 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
  10. 제4항 또는 제5항 또는 제6항 또는 제7항 또는 제8항 또는 제9항에 따른 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법에 있어서,
    의사 랜덤 재구성에 참여하는 특징량 S는 상수 또는 함수 변수, 복수의 상수 또는 함수 변수 또는 복수의 상수 또는 함수 변수의 정합이고;
    (1) 암호화 과정에서 P, L, F, J, C, A가 다수의 S=S1,S2,S3,…,Sm가 의사 랜덤 재구성에 참여하도록 허락하고, 각각의 Si가 의사 랜덤 재구성 참여 여부는 조종함수K가 상기 임의 방법으로 의사 랜덤으로 확정하고, 즉: 랜덤으로 m개의 Si에서 k개를 선택하여 계산에 참여하고 k≤m이고;
    (2) S가 다수 그룹의 의사 랜덤 재구성의 특징량 Sj일 경우, 공통 시드 랜덤 시퀀스 Bi의 j개 각자 시퀀스 키 B j 를 점유하는 j족 평문 시퀀스에 기초하여 암호화하고, S가 복수 함수가 생성한 다수 그룹 변수일 때, 공통된 시드 랜덤 시퀀스 B i (i=1,2,3,…,k)의 각각 시퀀스 키 B j 를 독점하여 실현한 평문 시퀀스 암호화 체제를 지원하는 단계인, 조절 가능한 동반식 랜덤 재구성 키를 갖는 시퀀스 암호화 방법.
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