[发明专利]同音替代对称加密

说明书

技术领域

本发明涉及密码学，更具体地，涉及编码数据生成或转换。 

背景技术

加密技术已经广泛地用于在网络上发送数据以提供信息安全性。已经推荐了用于加密信息的若干不同技术和算法，当前在产业中广泛使用这些技术中的多种技术进行加密。可以将加密技术分类成对称密钥加密或公共密钥加密。选择特定加密技术和算法的主要标准是由该技术提供的安全等级、整体性能和执行方便性。 

对称密钥加密涉及使用相同加密密钥加密和解密所关注的数据消息。典型地，可以根据加密密钥计算出解密密钥，反之亦然。通常可以非常快速地电子执行用于对称密钥加密的算法。然而，加密密钥副本应当保密或者安全地保存在加密传输的每端上。一些最公知的对称密钥数据加密技术是简单替代密码、同音替代密码、多码替代密码、互换密码、密码合成和流密码。 

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种对称密钥数据加密方法可以涉及使用导致增强同音替代的转换的合成，其中字符映射根据消息文本内的字符序列而改变。在执行该方法中，首先生成加密密钥。随后，在数据上执行多码替代，这涉及“异或”(例如布尔逻辑异或运算/计算)原始数据和所生成的密钥。接着，将存储格式从高字节开头(big-endian)改变成低字节开头(little-endian)，或者反之。最后，在将数据放置在一个或多个方阵(square matrix)内之后，执行增强同音替代(homophonic substitution)。 

现有的同音替代可以将预替代域中的每个元素映射成后替代共域中的分离子集。本发明的增强同音替代可以是对合(involution)，以便可以在共域(co-domain)内将元素映射到的子集是整个共域本身。因此，可以将该域中的任意给定元素映射到共域的任意元素。此外，域中的元素映射到的共域中的特定元素随着在数据块内的字符或其它数据元素的顺序和选定的密钥而改变。 

本发明一个实施例的特征可以在于一种用于加密多个数据元素的同音替代方法，其中将每个数据元素从预替代域映射到后替代共域中的多个元素之一，和其中每个数据元素可映射到任一共域元素。为了将数据元素映射到共域元素，使用另一单元中的数据交换在每个方阵内每个单元中的一部分数据元素。具体而言，在对角线上跨矩阵借助另一个单元中的四位字节交换一个单元中的四个比特的(这些比特不必是连续的)一个四位字节。根据对角交换公式选择特定的单元对。根据基于加密密钥的值、并且取决于预替代域中数据元素顺序针对每一交换改变的线性等式，计算将要交换的比特位置。 

根据本发明的附加实施例，该数据加密方法可以涉及使用一个或多个加密密钥对数据执行多码(polyalphabetic)替代操作，随后改变数据的存储格式(可选择地从高字节开头格式到低字节开头格式或者反之)。随后，可以对数据执行同音替代操作，例如上述的增强同音替代操作，或者另一种同音替代操作。通过级联一个或多个中间密钥和初始密钥，可以生成一个或多个加密密钥，其中中间密钥的数量基于密钥深度，并且中间密钥是从初始密钥计算的。 

附图说明

通过参考附图，阅读非限制实施例的下述描述，将更好地理解本发明，在附图中： 

图1是图示根据本发明一个实施例的对称密钥数据加密方法的步骤的流程图； 

图2是该方法的示意图； 

图3是标准的十六进制到二进制到十进制的转换图； 

图4是图示用于生成加密密钥的步骤的流程图； 

图5是图示用于加密数据的步骤的流程图；和 

图6是在方阵内排列中间密文的示意图。 

具体实施方式