TW480863B - Public network encrypting method - Google Patents

Description

480863 A7 B7 五、發明說明（ 本發明係關於一種公眾網路加密方法，尤指 度尚’且能進行錯誤偵測之加密方法設計者。 按，資訊技術㈣勃發展，使得f訊之流 為快速便捷，而電腦網路的廣泛應用，不僅縮短了人2 之間的距離，也淡化了國與國之間的界限，在此同時:、卻 也激起了人們某種危機意識，那就是當任何人都可以方便 的透過電腦網路，到處搜尋連接在網路上之各部主機或電 細的貧料時，儲存在電腦内部的機密資訊該如何保護？再 者些重要的機密資訊在眾目睽睽下之電腦網路上傳送 衿’我們該怎麼做才不致於讓這些資訊輕易曝光，而讓資 。凡擁有者免於表叉無法彌補的重大損失，因此，近年來， %月!^碼學愈來愈受世界各國之重視’而密碼技術的發展 更像雨後春筍一般，其應用已跨越了國防、軍事與商^广 而在可預見的將來，資訊革命時代的來臨，更加凸顯出加 密及解密技術的重要性。 〔習知技術之問題描述〕 一個密碼系統成立之保護及防護的對象，包括發送方 、接收方及可能惡意侵入之第三者，而典型的密碼系統如 第一圖所示，在先將明文（Plaintext) m利 用,.( 1 〇 L及加密金匙ki，將明文加密成密文 C=EK1 ( m )，接著將密文c利用公眾通道（PubHc Channel)送給接，接收方（2 )收釗穷欠c 後’利用蔓1器D 0 )及解密金匙h，可將密文c解 密成明文m=Dk2 (C)二Dk2 (Ekl(m))，而在密碼系統中我 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4續^21〇 χ 297公釐） 480863 五、發明說明（ 在公眾通道中 們亦假設有 二一產—~~者一(_1一1 )並不知道解密全寻匕v . π 、胛⑴鱼哒k2，但卻想利用各種 方法件知明文m，或假冒發 ^ ^ , 〇 . 一偽造訊息讓疫 1-2L_L£J___誤以為真。 之功能 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 般來說’密碼系統依其應料對資訊提供如下所述 1 ·秘密性（Secrecy ρ—) ··防止非法的接收者 發現明文。 2 .鐘定性（Authenticity):心資訊來源的合法性 ，亦即此資訊確實是由發送方所傳送，而非別人偽造，或 利用以前的訊息來重送。 3 .完整性（IntegHty):確m沒有被有意或無 意的更改，及被部份取代、加入或刪除等等。 4 ·不可否認性（Nonrepudiation ) ••發送方在事後 不可否認其傳送過之資訊。 而如第一圖所示之密碼系統中，若加密金匙、只有合 法的發送方知道，則此密碼系統稱為私匙密碼系統（ Private Key Cryptosystem)。 又’秘岔金匙密碼系統中之加密金匙h及解密金匙匕 ’具有下列特性：①知道h即知道h，反之亦然。②在很 多情況下k!等於h。因此，秘密金匙密碼系統又稱為對稱 金匙密碼系統（Symmetric Key Cryptosystem)，或單一金 匙密碼系統（〇ne Key Cryptosystem )，而由於傳統的密碼 系統均使用秘密金匙密碼系統，因此，此系統又可稱為傳 適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（ ’而幾乎現在的 以保護其機密資 em 先山馬系統（Conventional Crypt〇SySt 軍事外父及商業上的應用均採用此系統 訊0 秘密金匙密碼系統，可以達到下列功能： 貝訊機密：明文經加密後，除 或加密金匙…外人無從了解其内容有解一( 2 定：送方身份：接收方任意選擇一亂數卜請發送 ，：：C，送回給接收方，接收方再將c解密 此退原成原來的r，則可確知發送 ’否則即為第三者冒充，此乃由於身^ 而 現 :::一匙，，只有 :應的雄、文C求出’其他人則因不知道加密金匙， /求出正確的C，此種較發送方身份之應用， 廣泛使用於銀行體系中。 而 文 3 .確保資訊完整性：在許多不需要隱藏資訊内容，作 要確保貧訊内容不被更改的場合時，發送方可將 加密後的密文附加於明文之後送給接收方，接收方可 ==密文解密（或將明文加密成密文）= :产:二:符則表示明文為正確，否則有被更動 虞灯界使用的押碼即是如此，通常可利用一此 :=加密文之*度縮減，少傳送術 同樣地，秘密金匙密碼系統具有下列缺點·· •收發雙方如何獲得其加密金匙及解密金匙？這個問題 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） ^«υ863 五、 2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格 Α7 Β7 發明說明（< ) 稱為金匙分配問題，若收發雙方互不認識時，此問題 尤其嚴重，此類問題，已有學者詳盡討論，在此我們 暫不考慮金匙分配問題，可假設發送方與接收方皆經 由私匙分配協定或稱安全通道叫（Secure Channei ) 來握有私匙。較完整的的秘密金匙密碼系統如第二圖 所示 金匙的數目太大：若網路中，則每一人必須擁有 n-l把私匙，網路中共存有n(n-1)/n把不同的私匙， 而當η等於1000時，每人須保管999把私匙，網路 中，共需有499500把不同的私匙，而如何管理這麼 多的私匙，也是一大問題。 3·無法達到不可否認性服務：由於發送方與接收方都知 這對方的金匙，·因此發送方可在事後否認他先前送過 的任何資訊，因為接收方可以任意地偽造或竄改，而 第二者並無法分辨是發送方抵賴送過的資訊，或是接 收方自己捏造，此係因為秘密金匙密碼系統無法達到 不可否認性服務（除非公正的第三者，在收發雙方通 訊時介入，且願在事後證明）。 a有鑑於此，發明人乃致力於改良研究，並針對上述問 碭加以克服，乃製作出一種安全的『公眾網路加密方法』 ’而應用渾、;屯理論，將擬在公眾通道上傳輪的資料呈有高 度的混淆性，以防止惡意的第三相讀和竊取，再者，應 (Η_)小波理論保持資訊傳輪具完整性，用以排 矛、㊉上可能產生的錯誤’而能達到高度安全性及具有傳 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 A7 B7 五、發明說明（ 輪錯誤之偵錯能力。 而為使貴審查委員能進一步瞭解 及其他目的，彡附以圖式詳細說明如后：月之方法步驟 (一）圖式部份： 第二圖 第三圖 第四圖 第五圖 第一圖：典型密碼系統方塊圖。 秘密金匙密碼方塊圖。 渾沌理論應用於分析之分歧圖。 第二圖之週期放大圖。 擴 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 相空間中的二維圓隨著吸子執跡發展所受到的 張及收縮效果之說明示意圖。 、 第/、a圖·祭氏電路之自律電子迴路圖。 … 目祭氏包路之渾沌系統中，各階段電壓對電〉、 率之示意圖。 < 斜 第七圖：蔡氏電路在不同初始值下所產生的動態 值表圖。 第八a圖：雙渦旋狀的渾、;屯信號之三維度示意圖 第八b-i圖·· x頻道信號對時間τ圖。 第八b-2圖：Υ頻道信號對時間τ圖。 第八b-3圖：Ζ頻道信號對時間τ圖。 第九圖：哈爾小波圖。 第十圖：本發明之系統概圖。 第十一圖：本發明之系統方塊圖。 第十二a圖：本發明之系統流程圖（cHent端）。 第十二b圖：本發明之系統流程圖（“γ端） 本紙張尺度適用中國國家標準 480863 A7 B7 五、發明說明（ 第十三圖： 第十四圖 第十五圖 苐十六圖 本發明之編密及傳輸架構圖。 未加密的腦病變患者之X光照片圖。 經Haar小波轉換矩陣後之X光照片圖。 ，十五圖之X光照片再經由軟體產生°渾續 包覆之X光照片圖。 第十七圖：第十四圖之X光照片經加密傳送後，由接收端 解密之X光照片圖。 X-二）圖號部份： (1 )發送方 (1 1 )惡思的第三者 (2 0 )解密器d (30)週期放大圖 (3 2 )電容C2 (3 4 )電阻R (41)接收端 本發明的基本構想 (1 0 )加密器 (2 )接收方 (3)分歧圖 (3 1 )電容ci (3 3 )電導l(4 0 )傳送端

E (4 2 )伺服端 、 乃基於渾沌系統，對初始值的極綠 敏感，在此系統中以兩個不同初始值（initial conditions) 代入，其軌道之差距可以表示為d⑴=d(〇)expUt)，入為 李普諾夫指數（LyaPunov exponent)，而渾沌系統中之李 普諾夫指數必有一為正值，造成d⑴隨時間呈指數增加， 時間越長，彼此距離愈遠，因而使得渾沌系統對初始值極 端敏感，此處所言之起始條件在本文為私匙（private )，而應用渾沌行為的混亂又複雜的動態，可將渾沌信號 當作載波，造成在公眾通道上的傳輸資料混淆性或複雜性 本紙張尺度適用中國國豕·標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱

A7 B7 五、發明說明 再者應帛Haar小波導出一轉換矩陣為轉換工旦，將原 :的明文資料改頭換面，雖然，其也造成資料混淆，但 aar小波的運用在此，是為了㈣傳輸中的資料是否受到 雜訊的破壞，增加對傳輸中錯誤的⑽】能力（細 etection ) #除非通訊雙方握有同—把私匙，否則因渾 =號的極端混亂複雜，將不能解出明文，亦即，本發明 之设計，可達到高安全性，且具有傳輸錯誤之偵錯能力。 〔原理與分析〕 (一）混、;屯理論概述： 長久以來，世界各地的科學家，都希望能將一切事物 的秩序挖掘出$，但不幸地，當面對如大氣、海洋變動、 野生動物數目的增減’心臟跳動之變化以及非常I亂的流 體等混亂系統時，都顯得束.手無束，而觀察這些混㈣統 所產生的訊號，乍看之下雜亂無章，根本毫無秩序可言， 7人無法解釋它們内含的訊息，直到混洗理論被提出之後 ’足些混亂的事物才有比較明確的探討與研究分析，在混 $理論未出現之前，牛頓物理一直被奉為圭臬，因為人們 習慣於將事物當成是線性的或者近似於線性，而用牛頓物 =來解釋線性物體是再適當不過了，但可惜在我們周遭環 土兄理，處處皆是屬於非線性，即便起始時間相同，而以不 同的起始條件，所得到的結果也會大相逕庭，又，一系統 右含有非線性因子，則其會主導系統的行為發展，而如果 考慮這些非線性因素所造成的影響，牛頓物理即不足以解 釋，因而使混沌理論終於發展出來，自從龐加萊

480863 A7 _B7_ 五、發明說明（g ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Poincar’e)發現非線性系統中起始條件造成之影響後，混 沌現象便陸續被人發現於各個領域當中，而第一顆混沌吸 子（Chartic attractor )之現身得感謝勞偷茲（Lorenz )於 氣象學的傑出表現，藉由後來科學家的仔細觀察並加以探 討，因而發展出各種定性（qualitative )及定量（ quantitative )的分析工具，加上近代計算機運算能力的快 速成長，使我們不但能得以清楚地觀察混沌現象，進而製 造混ί屯現象並予以適當地控制及加以利用。 又，混洗行為是一種複雜而又混亂的動態，有許多的 系統，其動態是既複雜又混亂，而要如何才能知道它是否 屬於混沌呢？又要如何判斷？其實混沌就是一種「亂中有 序」的行為，只要掌握了這些秩序，就可以充分了解並分 1斤其動態行為，在三維或更高的空間中，混沌是可能存在 於下列條件中： 1 ·當其繞行的軌道有一定範圍，即使時間趨近於無 窮大時也不會超出範圍。 2 ·其執道永不相交，若其相交則必為週期性之行為 ，因為，在三維空間中，它提供了一個額外的維度，可讓 執道在一定的範圍内去作交織（interwine )及包覆（wrap )而為相交。 3 ·鄰近執道之發散性（Divergence of nearby trajectories )，在非線性系統中，以二個不同初始值（ initial conditions )代入，其執道之差距可以表示為 (t)=d(0)exp( λ t)，λ 為李普諾夫指數（Lyapunov exponent ίο 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480863 A7 B7 五、發明說明（ )’而混沌系統中之李普諾夫指數必有一為正值，造成 d(t)可隨時間呈指數增加，時間越長，並 因而使得m统對初始值極端敏感。 ⑮離越退， 处以上這些條件可經由I;屯吸子在狀態㈣的及 狀悲對時作圖產生的時間列（丨 y ψ ^ e senes)所得結果觀察 出來’而混洗吸子自由度可從李普諾夫指數測量而得。 又，混洗現象為何會發生呢？它是憑空出現的嗎？讓 我們來觀察一條小溪之流水流動情形，當它遇到大石塊， 若水流不急的話，水流通過岩石時，既不分也不混人，舍 流速增加時，漩齡在岩石後出現，而且相當有秩序而不 變形’而隨著流速的增加，漩渴數目逐漸增加，並擴展成 一個個的小n最後當水餘快時，岩錢面的水域已 是混洗-片了，混洗現象的產生，即可由類似之過程而產 生’亦即’可隨著系統某一參數值的改變，而逐漸出現週 期倍增（periodic doubling)㈣象，這種現象會隨著參數 賴大（或變小）而一直重覆下去，當週期變成無窮大 吟’即產生所謂的混洗現象，而代表這種不斷分歧的圖形 ( bifurcation diagram) ，觀察一含有穩定平衡點（equilibrium point)的系统，者 ^變系統之某-參值到達某些值時，若其動態行為突然: 變’則此參數值代表的點即為分歧點（bifurcati〇n —Ο ’而分歧圖中使週期倍增之點即為分歧點，由於分歧圖是 由使週期倍增的分歧點不斷地重覆產生而組成，因此具有 自我相似（Self-Similarity)的特性’亦即’利用自我相似 11

本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4 x 297公爱） A7 五、發日^^ (〔。) ^^~^ 的特性，就可為分歧圖展現出來。 3夕卜，還有一種圖形，可以表#分歧 特徵圖icdiagram),它是以穩定，= stab山ty)作為判斷的標準’當參數之值改變時，若系統 突然由穩定（stable)變不穩定（unstable)或者突然由不 穩定變穩定，則此參數亦可以代表一個分歧點，由於是以 判斷系統之穩定性來代表一個分歧點。 6曰從分歧點中我們可以得知有混沌現象的發生，但若無 疋里的測里，還疋無法得知混沌現象何處會出現，幸運地 ’在西元1978年時，費根堡（Mitchell feigenbaum)找到 了-個數字（Feigenbaum，1978 )它足以告訴我們混洗現 象何時降臨，·從分歧圖中可得知系統如何經由週期倍增演 化到混沌現象，費根堡利用分歧點發生之參數值“A”與 前後二個分歧點發生之參數值差距之比率，求出一個數值 ，稱為費根堡5數（Feigenbaum δ numbe〇如第四圖戶斤 週期放m (3 (ΐχ_^^^_^·66920161 ··，装表彔式 為· A -左 ㈡ mt^=4.6692°161·..·· 其中An為週期2次方發生的參數值利用費根堡數可 以很容易地測得當參數等於多少時，可以出現混沌現象， 費根堡另外導出一個數值，費根堡^數（Feigenbaum α number)，為2.5029......，其表示式為： 12 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

A7 A7 d„ 五、發明說明（（/ ) Γ dn ：hm-^_ = 2.5029. (si 為週期2次方時’所形成分歧圖的尺寸大小 v 20 ，、艮堡5數加上α數可以讓我們按照比例，將 分歧圖依照自我相似的特性建構出來。文比例將 統下的行為’再加上費根堡 ^ % ^ . 將刀歧圖重新建構以後，不但可藉著 硯察而了解這系統的動態行為，也可以免去 許多探索上的困擾。 上八I㈣1電腦更精確地鏗別混洗吸子，只靠狀態空間 刀 李音祐夫指數（spectrum of Lyapun0v 被證明為分析低維度系統混洗吸子最強有力 :工具之―，計算李普諾夫指數與運動執跡之選擇無關， 匕們乃基於系統的長期行為，測量狀態空間中兩相鄰近軌 ㈣平均指數發散及收縮速率，如果χ1⑼和χ2⑼為兩個 非常靠近之初始值，丨|χ1⑼_χ2⑼丨丨2<<1定義誤差向量占 ’=補^))，則以_過時^之後，演化成為占 x(t)。由於誤差向量為—個η維空間之向量，它可能在不 同方向會擴張或擠壓，以二維空間為例，如第五圖所示， :看見其擴張及收縮的情形’李普諾夫指數被定義用來衡 量此擴張或擠壓之平均速率。 (二）渾沌系統範例一蔡氏電路（Chua，sCircuit): 蔡氏電路的目的乃是合成能夠產m訊號（chaotic ―)的最簡單之自律電子迴路’如第六a圖所示，應用 13 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） , Μ--------^----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 480863 A7 B7 五、發明說明（〈Z) 些日’通而簡單的電子元件（electronic elements )，使得 流通其上的電流訊號，以及所產生的電壓訊號，呈現出規 律的（regular)亦或混亂（chaotic)的行為，便是它最大 的特色，所示，其狀態方程式如下： dvjCi j = —、) —g(Vl) C2~^ = G(v2-') + i3

L 其中vl為通過t容cl ( 之電壓，π為通過農 谷—c_2 ,ί 3 2 )之電壓，i3為流過電導L ( 3 2 )夕^ ^， G為( 3 4 )之倒數，g(vl)為一非線性的蔡氏二極 體（Chua’s diode )中電壓對電流的特性行為， g(vl)=Gbvl + l/2(Ga-Gb)[丨 Vl+Bp 丨-丨 vi_Bp 丨](如第丄 b 圖），電壓對電流圖中的行為分成三段，在Vl^Bp"及 vl二Bp二個轉折點前、中、後的斜率分為仍、仏與饥， Ga與Gb不相等，因而造成二極體為非線，經過無因次分 析（dimensionless analysis)後其方程式變為： dx dr :α(γ - χ - f(x)) dy ——=x_y+ z dr dz

Tr -py 而非線性的二極體變為 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} --線. f⑻ bx + a - b ax bx - a + b x>lW〈1 x<-l a、/5為大於0的貫數，而a、b則為小於〇的實數 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） A7 B7 、發明說明（/$) 蔡氏電路糸統和癸A * 統有二個非線性項，而；：：統不一樣的地方是勞倫兹系 ，雖缺…丄氏電路系統僅含有-個非線性項 恭二二.“谷态（CaPacit〇r)，電阻器（resistor)及 电之mdJCt°r )皆為線性的組件，但加入非線性的二 極體之後，藉由控制复中 e /、中的蒼數，可侍到意想不到的訊號 ，不确疋固疋點，—個週期，二個週期，四個週期，甚至 是混洗訊號都可得到如，如第七圖所示可知，“="， β =14.286 5 a=-8/7 ? u~~ c、 —-5/7，初始值（x〇，y〇，z〇 )以（ 〇·5,0·5,0·5)代人，可得到一個雙渴旋狀u〇uble scroll) 的混沌訊號，如第八a圖、第八b-l圖、第八b_2圖、第 八b-3圖所示。 由於蔡氏電路系統另一個特色’容易建造、測量以及 建立模式’也由於它的構造簡單、堅耐（rQbustness)和便 宜’祭氏電路系統和勞倫兹系統—樣，已成為研究模擬混 屯現象方面普遍受到注目的工具。 (二）哈爾小波（Haar Wavelets ): 哈爾小波如第九圖所示，它是一組正交基底所組成， Vt)=i ’稱為比例函數，在全區間皆為}，而_，稱為 母函數，其在全區域内區域大小可任選展開（前區域為+ 1 一後區域為·1 )，h2(t)則在前半區域内展開，匕⑴則在後 半區域内展開，依此規則可擴展許多正交基底： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一-一/ · 15 480863 A7 _B7_ 五、發明說明（A) hn(t) - h,(271 - k/2J);n - 2J + k, j > 0,0 < k < 2J -1 = 2~J5U +k0<k< 2J -\ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m(t) - C0h0(t) + + C^it) +............; i=0 1 ^ιη(ί)Ηέ(ί)άί j

Cl - -= 2J ^miOhXOdt ^h^h^dt 0 o 我們應用Haar小波的觀念製作一轉換矩陣為一 η X η 矩陣，以4小波為例則如下所示： h〇(t)=[l，l，l，l] hi(t)-[l5l?-l?-l] h2 ⑴=[1，-1，0,0] 所以哈爾小波轉換矩陣如下：

我們也可以製作8小波轉換矩陣如下： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 、發明說明（（T) 一 1 一 1 一 1 〇 〇 0 Η。 H8l 1 i 一1 —1 0 0 0 0 1 ! 1 -1 〇 0 0 〇 0 0 1 -1 0 〇 0 0 0 0 1 0 0 〇 0 0 〇 和 12 0 4 12 0—4 1 一2 〇 〇 ~1 0 0 0 4 1 - 2 〇 -1 0 2 '10 2 0 -4 〇 0 〇 0 一1 〜1 0 0 4 〜4 0 0 0 0 0 2 〇 2 〇 〔糸統設計〕 本發明之系統設計概如第 在繈沾舌产由+ ,- ”丨，丨、n门犋擬〆11 二 = 進了高雄長庚醫院，需要台北長力組支援協助並會診，今將此病人的X娜透過網路傳送至恤 而為了防止此X光片在^'被心思的第二者竊取或竄改，我們將X光片i 月方法加②後’再經由網路傳輸，以防資料被竊写 竄改’而影響病患之生命安全。 明之系統方场- 十圖所示，我們模擬一布 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

17 本，，氏張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格⑽X撕公爱）

48U«W A7 五

而系統流程圖則如第+- Q m p > ^I 罘十一 a圖及第十二b圖所示，声瓣 及傳輸架構圖，則如第十三圖所示，其中： 加岔方法： 步驟1 :首先傳送端（4 0 )及接收端（4丄）己声 词服器（42)取得私匙，或經過私彩矿於 協定後，雙方已握有私匙。 乂私2 ·將擬傳送之明文資料列為矩陣[。]。 步驟3 :明文資料乘上哈爾小波轉換矩陣，如[m] = [C]*Hn，將資料改頭換面，其中n值矸任 意選擇如4小波（H4)或8小波（h8 )。 ^私4 ·由握有之私匙經由軟體產生渾沌信號X、γ 或ζ，選擇其中之一為載波訊號。 步驟5 :將選擇之載波信號加上[m]，如之=ζ+[ηι]·。 步私6 ·將之送往公眾通道給接收端。 ~Γ 步驟1 ··接收2信號。 步驟2 ··經由共同握有之私匙，產生渾沌信號χ、γ 或ζ 〇 步驟3 ··將[m]=之-ζ。 步驟4 : [C]= [m] w 丨，如ak 步驟5 ··若[C]的值不為整數，則有傳輸錯誤發生， 否則則接收此資料。 亦即，整個發明方法之程序步驟，包括·· 18 七·氏—關家標 480863 A7 _B7_ 五、發明說明（/7) [Client 第一步驟：先載入一個BMP圖檔。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (此部份主要在C.java 19-29行）。 第二步驟：使用哈爾小波做第一次編密，並寫出一個圖檔 。(此部份在 EnCode.java 的 doHarrEncode() 這個method中）。 第三步驟：使用渾沌理論做第二次的編密，也寫出一個圖 檔。（此部份在Chaos.java的doChaos()這個 method 中）。 第四步驟：使用Java Network API建立一個跟Server端連 接的Socket，再傳輸資料。（此部份在 C_Client.java 的 doTransform()這個 method 中 第23行·，如下： (Sockets=new Socket(hosts，ports);)

Server 端 第五步驟：建立Socket，接收Clint端傳輸的資料（bit string)。（此部份在 C—Server.java 的 C_Server()這個method中第11行，如下： (Socket client=server.accept();) 第六步驟：使用渾沌理論做第一次的解密動作。（此部份 在 Chaos.java 的 doErrorCheck()這個 method 中 )° 第七步驟：使用哈爾小波做第二次的解密。 (此部份在 DeCode.java 的 doHaarDeCode()這個 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480863 A7 ___B7_ 五、發明說明（/$ ) method 中）。 第八步驟：將還原後的資料回存成槽案（output.bmp)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (此部份在 WriteFile.java 的 doWriteFile()這個 method 中）。 發明方法中所述之軟體物件說明：

Client 端： 1 · DoHaarEnCode()：其功能係將原始圖檔的 BitArray 做 HaarWavelets 的編密0 2 · DoWriteBmp():其功能係將 HaarArray 及 ChaosArray轉換成為BMP圖檔輸出。〔註〕在這個程式 中會自動判斷BMP圖檔的檔頭，可編密的圖檔為單色（ black and white) 、16 色、256 色及 16M 色（true color) 的圖檔。 3 · CreateChannel_XYZ():其功能係製造渾沌訊號的 頻道。 4 · d〇Chaos():其功能係將哈爾小波編密後的資料（ HaarArray )包覆進混沌訊號的頻道中（Z—Channel )，來 產生第二次編密的資料（ChaosArray )。〔註〕在這個模 擬程式中，所採用的是Z Channel，因此資料將會包覆在Z Channel 中 〇 5 · doTransform() ··其功能是用來建立Socket連線， 並且將編密的資料（ChaosArray)傳輸到Sever端。

Server 端： 1 · ClientHandler():其功能係產生Thread，接收各 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480863 η取 A7 五、發明說明（/ & 方來的要求。 2 · doEirorCheckO :其功能係解除渾沌信號，並且 修正double運算的誤差，使運算的結果都歸為整數。 3 · doHaarDeCodeO :其功能係解除 HaarWavelets 的 編密，將密文還原成明文。 4 . d〇WriteFile():其功能係將運算後的明文轉換成 檔案輸出。 本發明方法之軟體設計係由Java c〇de完成，其可與 現今網路上最流行的Html語言結合，而可以利用丁cp/Ip 之通訊協定傳輸資料，配合參看第十四圖、第十五圖、第 十六圖以及第十七圖所示，即可以驗證本發明設計方法之 可行性，其中，第十四圖是未加密的明文資料（先前所假 設的高雄長庚醫院腦病變患者的X光照片），其經由Haar 小波轉換矩陣後如第十五圖所示，再經由軟體產生渾洗信 號包覆後如第十六圖所示，此亦為在公眾通道傳輸的資料 ，而後第十六圖所示之結果顯示，此時已具有高度的混淆 性’而在本發明之加密系統中所言之私匙是指渾沌參數（ α、召、a、b、x〇、y〇、z〇) 7個值，加上Haar小波轉換 矩陣Hn的階數n，而基於渾沌系統對於起始條件（、、刈 、ζ〇)和渾沌參數（α、万、a、b)的高度敏感和不可預 測性’從理論安全的觀點而言，每一參數以16bit的數字 表示，則可能的私匙組合為（ 32767 ) 7*27，加上哈爾小波 轉換矩陣的階數η可任意選擇，則本發明之加密方法所能 產生之私匙的組合為（ 32767 ) 7*27*[(η+1)!-1]，假若 ----------------- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 21 480863 A7 五、發明說明do) 為8則私匙空間（Key Space)為^ 立 第三人攻擊者，以超級電腦（每秒執行ι〇9次“二= 破密工作，則可能需要2_83*1022年的睡 。异）執行 、曰Ί才有可能破艇 功，因此，本發明在相同的bit數目侔 成 怿件下即優於DES奉 統，又，本發明中，定義產生一 σ人爾 尔 、喆心由 我生。爾小波(Haar wavelets )轉換矩陣Hn其可為Η4、ΗβΗΐ6等，其應用目的s 僅是為了可將原明文（plain text)改頭換面以外，而且’ 旎檢查傳輸端和接收端間的傳輸誤差，若[叫^ q的纟士果 為整數值時，則其間即有傳輸錯誤發生，所以η，本= 設計，同時具有錯誤偵測之能力（err〇rdecti〇n)" 綜上所述，本發明方法符合發明專利利用自然法則技 術思想之高度創作，且本發明方法適於產業利用性，為此 ，本發明方法符合發明專利申請要件，爰依法倶文提 請。 -------------^裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 22

Claims (1)

1. ^«0863

   六、申請專利範圍 2 其中 3 其中 _ 1 · 一種公眾網路加密方法，其係自人τ 第-步驟：辆人-個圖槽；…、3下列步驟： 第二步驟：使用哈爾小波做第—次食 第三步驟：使用澤洗理論做第二^ :出—個圖槽； 第四步驟：使用軟體建立―個^’ a也寫出—個圖播； 再將資料傳出。erver端連接的〜如， 圍第1項所述之公眾網路加密方法 弟—乂驟職人的_可為BMPw槽。 圍第1項所述之公眾二加密方法 # —步驟係將擬傳送之明文資料列為矩陣[C]後， 弟步驟則將明文資料乘上哈爾小波轉換矩陣，如 [m卜[C]*Hn，而可將資料改頭換面。 請專利範圍第3項所述之公眾網路加密方法 /、中，其中η值可任意選擇如4小波⑻。 :::請專利範圍第3項所述之公眾網路加密方法 ，其十，其中n值可任意選擇如8小波（h8)。 6 ·如中請專利範圍第！項所述之公i網路加密方法 /中，第三步驟係、由握有之私匙，經由軟體產生渾洗信 ::x、Y、z’亚選擇其-為載波訊號’再將選擇之載波信 歲加上[m]。 7 .如申請專利範圍第1項所述之公T人網路加密方法 ，其中，第四步驟所建立的socket與Server端之連接，並 將資料傳輸至Server端後，其由Server端接收之解密步驟 ，係先使用渾沌理論做第一次的解密動作，再使用哈爾小 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 480863 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 波做第二次解密，再將還原後的資料回存成檔案。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之公眾網路加密方法 ，其中，第四步驟建立與Server端連接之Socket，其軟體 可為 Java Network API。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）