[发明专利]安全加密系统、设备和方法

说明书

技术领域

本发明总的涉及安全地加密明文(一种可读的消息)信息的系统、设备和方法，更具体地，涉及一种加密信息以防止通过使用内部同步机制非许可地接入到所加密的信息的系统，设备和方法。

背景技术

把可读的信息(明文P)通过使用密码(或密钥K)变换到不可读的格式的过程被称为加密，解密是加密的相反的过程。加密和解密的整个过程或系统常常被称为“密码”。当单个密钥被使用于加密和解密时，密码被称为对称密钥密码(或方案)，如图1所示，标号100。对称密钥密码常常被归类为块密码或流密码。

如图2所示，标号200，通常的块密码一次作用在一个块的明文字符，对于每个块使用同一个密钥。今天使用的大多数加密方法是块密码，例如数据加密标准(DES)、三数据加密标准(Tri-DES)、CAST、国际数据加密算法(IDEA)、Blowfish/TwoFish、和高级加密标准(AES)。对称密钥密码(块或流)可以通过块和密钥长度被分类。例如，Tri-DES密码是具有168比特密钥长度的64比特块密码，并可被写为Tri-DES(64：168)。类似地，其它密码也可以被表示为：CAST-128(64：128)、RC4(1：var)、Blowfish(64：var)、和AES(var：var)。当在每个明文块P1上使用相同的密钥时，出现所谓的“块效应”，即，相同的明文块将总是生成相同的密文块C1。为了消除或减小块效应，可以使用多个被称为“工作模式”的反馈机制。

例如：电子代码本(ECB)模式如图3所示，标号为300，其中每个明文块P₁ 302，P₂ 304，和P₃ 306被加密，分别形成密文块C₁，C₂和C₃。密码块链(CBC)模式如图4所示，标号为400，其中明文块P₁ 402和密文块C₀ 408，和类似地，明文块P₂ 404和密文块C₁ 412的组合，以及分开地，明文块P₃ 406和密文块C₂ 414的组合，通过不可兼析取(exclusive disjunction)算子XOR418作用在其上，在块E410中进行加密，并且分别生成密文块C₁ 414，C₂ 414和C₃ 416。

密码反馈(CFB)模式如图5所示，标号500，其中密文块C₀ 512在方块E508中进行加密，连同明文块P₁ 502一起，由不可兼析取算子XOR510作用在其上，生成密文块C₁ 514。同样地，密文块C₁ 514在方块E 508中进行加密，连同明文块P₂ 504一起，由不可兼析取算子XOR510作用在其上，生成密文块C₂ 516，以及密文块C₂ 516在方块E508中进行加密，连同明文块P₃ 506一起，由不可兼析取算子XOR510作用在其上，生成密文块C₃ 518。

输出反馈(OFB)模式如图6所示，标号600，其中密文块C₀ 612在方块E610中进行加密，同样的输出是：(1)连同明文块P₁ 602一起，由不可兼析取算子XOR608作用在其上，生成密文块C₁ 614，和(2)被输入到下一个加密块610，在下一个方块E610中进行加密，并且同样的输出是：(3)连同明文块P₂ 604一起，由下一个不可兼析取算子XOR608作用在其上，生成密文块C₂ 616，和(4)被输入到下一个加密块610，在下一个方块E610中进行加密，并且同样的输出是：(5)连同明文块P₃ 606一起，由不可兼析取算子XOR608作用在其上，生成密文块C₃ 618，并且以相同的方式继续。

通常，当块密码的块长度被减小为1时，密码类似于加密各个字符的流，所以，它也被分类为流密码。在给定明文流后，用于流密码的典型的加密过程是要从被称为“密钥流”的密钥K生成任意长的串。密钥流然后被使用来对于明文逐个字符地执行按比特的XOR运算，产生密文。