一種數(shù)形文載加密和解密方法

1.一種數(shù)據(jù)加密方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：
(A1)發(fā)送方撰寫明文；
(A2)明文數(shù)字化，明文轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制或者五進(jìn)制或者十進(jìn)制數(shù)組代碼；
(A3)將(A2)步驟產(chǎn)生的數(shù)組代碼經(jīng)過數(shù)譜主密鑰加密成密文，其中數(shù)譜主密鑰包括數(shù)譜數(shù)據(jù)和數(shù)譜序列，密文的結(jié)構(gòu)包括黑色的點(diǎn)、白色的圈、斜線、箭號(hào)；
(A4)將(A3)步驟產(chǎn)生的數(shù)譜數(shù)據(jù)與密文通過公開信道傳輸給接收方；
其中(A3)步驟還包括以下子步驟：
(A31)確定密文位數(shù)，即密文中的點(diǎn)與圈；
(A32)連線，即連接密文中的點(diǎn)與圈的直/虛曲線；
(A33)在密文中打箭號(hào)及標(biāo)明中心位置；
所述數(shù)譜主密鑰結(jié)構(gòu)包括：5個(gè)黑色的點(diǎn)、5個(gè)白色的圈、兩條斜線和十個(gè)二進(jìn)制編碼，其中每個(gè)點(diǎn)或者圈上面都有一個(gè)所述二進(jìn)制編碼，二進(jìn)制編碼為數(shù)譜數(shù)據(jù)，采用數(shù)字水印技術(shù)方法偽裝；一個(gè)黑色的點(diǎn)和一個(gè)白色的圈為一對(duì)編/解碼方位，特標(biāo)斜線點(diǎn)與圈表示數(shù)譜主密鑰的中心位置，中心位置的一對(duì)點(diǎn)和圈構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，中心位置的上、下、左、右各構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，這樣就有五對(duì)編/解碼方位；所述數(shù)譜序列包括所述五個(gè)黑色的點(diǎn)、所述五個(gè)白色的圈和所述1～10個(gè)二進(jìn)制編碼。

一種數(shù)形文載加密和解密方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，具體是涉及數(shù)據(jù)加密和解密領(lǐng)域。\n技術(shù)背景\n[0002] 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)全球化、公開化使信息安全面臨巨大威脅，迫使密碼技術(shù)成為保障信息安全核心技術(shù)。密碼技術(shù)是研究通過字符變換隱藏明文消息來保障實(shí)現(xiàn)秘密通訊的學(xué)科，其研究對(duì)象是信息存儲(chǔ)體。密碼系統(tǒng)中，明文指未加密報(bào)文；密文指已加密報(bào)文；密鑰指明文、密文間字符變換手段。其中明文變換為密文過程稱為加密或編碼；密文變換為明文過程則稱為解密或解碼。依密鑰性質(zhì)將密碼分為對(duì)稱加密密碼體制與非對(duì)稱加密密碼體制。\n前者指加密解密共用一把密鑰，后者指加密用公鑰，解密用私鑰的密碼體制。\n[0003] 目前市場(chǎng)上的數(shù)據(jù)加密解密方法，為保密需要，數(shù)據(jù)大都需要秘密信道進(jìn)行傳輸，而不能在公開信道上進(jìn)行傳輸。有的加密解密方法可以通過統(tǒng)計(jì)或者窮舉法就能輕易破解，而且密鑰在這個(gè)過程中始終是不變的，這無法適應(yīng)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明基于《摩爾斯密碼》提出另類數(shù)據(jù)加密解密方法，即數(shù)形文載加密解密方法，全稱為“數(shù)字圖形文字載體加密解密方法”。\n[0005] 本發(fā)明的加密方法采用下述方案實(shí)現(xiàn)：\n[0006] 一種數(shù)據(jù)加密方法，所述方法包括下述步驟：\n[0007] A1、發(fā)送方撰寫明文；\n[0008] A2、明文數(shù)字化，明文轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制或者五進(jìn)制或者十進(jìn)制數(shù)組代碼；\n[0009] A3、將A2步驟產(chǎn)生的數(shù)組代碼經(jīng)過數(shù)譜主密鑰加密成密文，其中數(shù)譜主密鑰包括數(shù)譜數(shù)據(jù)和數(shù)譜序列，密文的結(jié)構(gòu)包括黑色的點(diǎn)、白色的圈、斜線、箭號(hào)；\n[0010] A4、將A3步驟產(chǎn)生的數(shù)譜數(shù)據(jù)與密文通過公開信道傳輸給接收方。\n[0011] 上述A3步驟還包括以下子步驟：\n[0012] A31、確定密文位數(shù)，即密文中的點(diǎn)與圈；\n[0013] A32、連線，即連接密文中的點(diǎn)與圈的直/虛曲線；\n[0014] A33、在密文中打箭號(hào)及標(biāo)明中心位置；\n[0015] 所述數(shù)譜主密鑰結(jié)構(gòu)包括：5個(gè)黑色的點(diǎn)、5個(gè)白色的圈、兩條斜線和十個(gè)二進(jìn)制編碼，其中每個(gè)點(diǎn)或者圈上面都有一個(gè)所述二進(jìn)制編碼，二進(jìn)制編碼為數(shù)譜數(shù)據(jù)，采用數(shù)字水印技術(shù)方法偽裝；一個(gè)黑色的點(diǎn)和一個(gè)白色的圈為一對(duì)編/解碼方位，特標(biāo)斜線點(diǎn)與圈表示數(shù)譜主密鑰的中心位置，中心位置的一對(duì)點(diǎn)和圈構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，中心位置的上、下、左、右各構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，這樣就有五對(duì)編/解碼方位；所述數(shù)譜序列包括所述五個(gè)黑色的點(diǎn)、所述五個(gè)白色的圈和所述1～10個(gè)二進(jìn)制編碼。\n[0016] 本發(fā)明提供的一種數(shù)形文載加密和解密方法，密鑰的管理僅需牢記雙方約定的數(shù)譜序列與偽隨機(jī)選取密鑰序列，且只需一條公開信道即可實(shí)現(xiàn)保密通信；拉長(zhǎng)偽隨機(jī)選取密鑰序列就可極大擴(kuò)展密鑰空間，降低破譯概率；用點(diǎn)圈代碼較好隱藏密文的統(tǒng)計(jì)特征，使密鑰源間具有均勻分布等概性且偽隨機(jī)密鑰方式能有效擾亂明密文間的線性規(guī)律；無雙方約定條件該密碼無法解密無法偽造的特性可用于驗(yàn)證信息完整性與認(rèn)證性；更改數(shù)譜數(shù)據(jù)就能實(shí)現(xiàn)一次一密通訊方式而不影響接收方解密工作。\n附圖說明\n[0017] 圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密方法第一個(gè)實(shí)施例的流程圖；\n[0018] 圖2為本發(fā)明數(shù)譜密鑰的結(jié)構(gòu)示意圖；\n[0019] 圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密實(shí)施例1；\n[0020] 圖4為本發(fā)明數(shù)譜密鑰組合圖；\n[0021] 圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)解密方法第一個(gè)實(shí)施例的流程圖；\n[0022] 圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)解密實(shí)施例1；\n[0023] 圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密方法第二個(gè)實(shí)施例的流程圖；\n[0024] 圖8為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密實(shí)施例2；\n[0025] 圖9為本發(fā)明數(shù)據(jù)解密方法第二個(gè)實(shí)施例的流程圖；\n[0026] 圖10為本發(fā)明數(shù)據(jù)解密實(shí)施例2。\n具體實(shí)施方式\n[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。\n[0028] 數(shù)形文載是明文消息變換為數(shù)字圖形的可視化編碼新方法，基于“無法離析哪些密文由哪些密鑰加解密”的復(fù)雜性問題而設(shè)計(jì)。目的在于隱藏明文消息，可實(shí)現(xiàn)大批量數(shù)據(jù)的加密功能。數(shù)形文載法加密原理：將明文消息數(shù)字化代換數(shù)組代碼，再通過特定密鑰代換為數(shù)字圖形進(jìn)行加密。\n[0029] 實(shí)施例1\n[0030] 如圖1所示，該圖為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密方法第一個(gè)實(shí)施例的流程圖；該實(shí)施例對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的流程如下：\n[0031] 步驟101：加密流程開始；\n[0032] 步驟102：發(fā)送方撰寫明文；\n[0033] 步驟103：明文轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)組代碼；\n[0034] 步驟104：將103步驟產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)組代碼經(jīng)過單密鑰數(shù)譜主密鑰加密成數(shù)形代碼，即密文，其中數(shù)譜主密鑰包括數(shù)譜數(shù)據(jù)和數(shù)譜序列，密文的結(jié)構(gòu)包括黑色的點(diǎn)、白色的圈、斜線、箭號(hào)；\n[0035] 步驟105：通過公開信道發(fā)送數(shù)譜數(shù)據(jù)與密文給接收方；\n[0036] 步驟106：加密流程結(jié)束。\n[0037] 上述步驟104還包括以下子步驟：\n[0038] 1041、確定數(shù)譜主密鑰位數(shù)，即數(shù)譜主密鑰點(diǎn)與圈；\n[0039] 1042、連線，即連接數(shù)譜主密鑰點(diǎn)與圈的直/虛曲線；\n[0040] 1043、打箭號(hào)及標(biāo)明數(shù)譜主密鑰中心位置。\n[0041] 上述加密數(shù)譜主密鑰結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括：5個(gè)黑色的點(diǎn)，5個(gè)白色的圈，兩條斜線，還有十個(gè)二進(jìn)制編碼。其中每個(gè)點(diǎn)或者圈上面都有一個(gè)二進(jìn)制編碼，二進(jìn)制編碼為數(shù)譜數(shù)據(jù)，采用數(shù)字水印技術(shù)方法偽裝；一個(gè)黑色的點(diǎn)和一個(gè)白色的圈為一對(duì)編/解碼方位，特標(biāo)斜線點(diǎn)與圈表示數(shù)譜主密鑰的中心位置，中心位置的一對(duì)點(diǎn)和圈構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，中心位置的上、下、左、右各構(gòu)成一對(duì)編/解碼方位，這樣就有五對(duì)編/解碼方位。\n[0042] 上述加密數(shù)譜主密鑰包括數(shù)譜數(shù)據(jù)和數(shù)譜序列，數(shù)譜數(shù)據(jù)是隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其組合圖如圖4所示，由數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010與數(shù)譜序列組合形成數(shù)譜主密鑰，其中數(shù)譜序列包括五個(gè)黑色的點(diǎn)、五個(gè)白色的圈、1～10個(gè)編碼，1～10編碼隨機(jī)分配給點(diǎn)或者圈，1相應(yīng)代表數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第一位，2相應(yīng)代表數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第二位，以此類推，10相應(yīng)代表數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第十位；將數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010按位置放在數(shù)譜序列中相應(yīng)的位置上，即將數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第一位0放到數(shù)譜序列中標(biāo)1編碼的黑點(diǎn)上，將數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第二位1放到數(shù)譜序列中標(biāo)2編碼的黑點(diǎn)上，依次類推，將數(shù)譜數(shù)據(jù)0110011010中的第十位0放到數(shù)譜序列中標(biāo)10編碼的白色圈上，然后用斜線特表示出中心位置，就形成數(shù)譜主密鑰。\n[0043] 按上述數(shù)據(jù)加密流程加密的實(shí)施例1如圖3所示：明文A、B、C按表1數(shù)字化之后變成二進(jìn)制數(shù)組代碼11000、10011、01110，數(shù)組代碼11000、10011、01110經(jīng)過數(shù)譜主密鑰加密形成密文。\n[0044] 表1\n[0045]\n[0046] 針對(duì)圖1實(shí)施例的數(shù)據(jù)加密過程，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明數(shù)據(jù)解密方法的第一個(gè)實(shí)施例流程圖如圖5所示。\n[0047] 如圖5所示，解密過程具體如下：\n[0048] 步驟201：解密流程開始；\n[0049] 步驟202：接收方接收密文和數(shù)譜數(shù)據(jù)；\n[0050] 步驟203：將接收到的數(shù)譜數(shù)據(jù)與自己已有的數(shù)譜序列結(jié)合形成單鑰數(shù)譜主密鑰；\n[0051] 步驟204：將密文解密形成二進(jìn)制數(shù)組代碼；\n[0052] 步驟205：將數(shù)組代碼化成明文；\n[0053] 步驟206：解密流程結(jié)束。\n[0054] 上述204步驟還包括以下子步驟：\n[0055] 2041、明確密文中斜線中心位置；\n[0056] 2042、依箭線逐位解讀密文中的點(diǎn)或圈，得到數(shù)組代碼。\n[0057] 上述數(shù)譜數(shù)據(jù)與數(shù)譜序列結(jié)合形成數(shù)譜主密鑰的過程如圖4所示。\n[0058] 按上述解密流程解密的實(shí)施例1如圖6所示：密文由合成的數(shù)譜主密鑰解密成數(shù)組代碼11000、10011、01110，然后將數(shù)組代碼11000、10011、01110根據(jù)表1轉(zhuǎn)化成明文A、B、C。\n[0059] 實(shí)施例2\n[0060] 如圖7所示，該圖為本發(fā)明數(shù)據(jù)加密方法第二個(gè)實(shí)施例的流程圖，其與本發(fā)明數(shù)據(jù)加密方法第一個(gè)實(shí)施例的流程圖不同之處在于數(shù)據(jù)采用雙密鑰加密。其中接收方與發(fā)送方雙方約定的偽隨機(jī)密鑰選取碼為112212211，1表示采用密鑰1加密，2表示采用密鑰2加密。\n[0061] 按上述加密流程圖加密的實(shí)施例2如圖8所示：明文L、R、R、O、R、F、I、C、C按實(shí)施例1中的表1轉(zhuǎn)化成的二進(jìn)制數(shù)組代碼為01001、01010、01010、00011、01010、10110、01100、\n01110、01110，然后再將這些二進(jìn)制代碼按密鑰選取碼的順序選取數(shù)譜主密鑰進(jìn)行加密，形成密文。\n[0062] 采用多鑰加密，可以達(dá)到無法離析哪些密文由哪些密鑰進(jìn)行加解密的目的，相同明文可有不同密文形式，相同密文也可有不同明文內(nèi)容，明文與密文間映射關(guān)系由密鑰性質(zhì)決定。該特性符合實(shí)用密碼設(shè)計(jì)擴(kuò)散原則。數(shù)形文載法多鑰組合克服了單鑰加密暴露明密文間一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系與統(tǒng)計(jì)特征，能較好抵抗頻率攻擊、線性/差分分析攻擊的可能。\n[0063] 針對(duì)圖7實(shí)施例的數(shù)據(jù)加密過程，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明數(shù)據(jù)解密方法的第二個(gè)實(shí)施例流程圖如圖9所示，其與本發(fā)明數(shù)據(jù)解密方法第一個(gè)實(shí)施例的流程圖不同之處在于本實(shí)施例的流程圖是基于雙鑰解密的流程圖，其中解密時(shí)需要雙方約定的偽隨機(jī)密鑰選取碼為\n112212211。當(dāng)接收方接收到密文之后，按偽隨機(jī)密鑰選取碼112212211，依次選取密鑰1或者密鑰2對(duì)密文進(jìn)行解密。\n[0064] 按上述解密流程圖解密的實(shí)施例2如圖10所示：密文由合成的密鑰1或者密鑰2依次按偽隨機(jī)密鑰選取碼112212211選取密鑰進(jìn)行解密，解密之后形成二進(jìn)制數(shù)組代碼\n01001、01010、01010、00011、01010、10110、01100、01110、01110，最后將二進(jìn)制數(shù)組代碼\n01001、01010、01010、00011、01010、10110、01100、01110、01110根據(jù)表1轉(zhuǎn)化成明文L、R、R、O、R、F、I、C、C即可實(shí)現(xiàn)解密。\n[0065] 上述實(shí)施例1與實(shí)施例2中的二進(jìn)制數(shù)組代碼或者二進(jìn)制數(shù)譜數(shù)據(jù)還可以為五進(jìn)制或者十進(jìn)制的數(shù)組代碼或者數(shù)譜數(shù)據(jù)，加密或者解密所采用的方法都一樣。