[发明专利]一种新型无穷字母表的香农完美保密方法

权利要求书

1.一种新型无穷字母表的香农完美保密方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：根据所需传递的信息确定基本字母表，用该字母表通过组合形成信息明文；

步骤二：根据字母表大小选择一个整数区间，并用此区间内的整数对字母表进行编码得到数字明文；

步骤三：把数字明文以某个固定长度按序分组；

步骤四：随机选择一个整数集合，对数字明文的每个分组进行加密，得到新分组的明文隐文；

步骤五：对每个新分组的明文隐文随机选择一个整数环上的可逆变换，生成该组隐文密钥，加密得到信息密文；

步骤六：随机选择一个整数环上的可逆变换和步骤五中某个隐文密钥作为种子密钥，使用种子密钥加密步骤五中的其他隐文密钥，得到密钥密文；

步骤七：把信息密文与密钥密文通过公用信道传送给信息接收方，公开字母表编码，把种子密钥通过安全信道传送给信息接收方；

步骤八：接收方根据隐文密钥的加密方案，使用安全信道接收到的种子密钥计算所有隐文密钥，并用隐文密钥解密信息密文得到信息隐文；

步骤九：根据信息隐文与数字明文、信息明文的对应关系计算隐文对应的明文；

所述的步骤四中设定敌手攻击次数为2^λ，λ＝128，随机选择一个整数N＝p^q且满足N！≥2¹²⁸，其中，p为素数，q为正整数，N的绝对值可以为无穷大；对数字明文的每个分组V_j进行随机整数加密，得到所有分组的明文隐文集合具体加密方法如下：假定V_j＝(v_j，1，v_j，2，...，v_j，L)是的一个分组，其中j＝1，2，...，l，随机生成一个整数集合密钥μ_j＝(u_j，1，u_j，2，...，u_j，L)满足0≤u_j，i≤N-1，使用μ_j加密V_j，得到该分组的明文隐文U_j＝(u_j，1，u_j，2，...，u_j，2L)，对所有1≤i≤L满足u_j，L+i＝(v_j，i-u_j，i)mod(N)以及0≤u_j，i≤N-1；特殊的，当N取无穷大时，对所有1≤i≤L满足u_j，L+i＝(v_j，i-u_j，i)；

所述的步骤五中对每个新分组的明文隐文随机选择一个整数环上的线性或者非线性可逆变换，为了方便实际应用，取大小为2L×2L的整数环上的可逆变换矩阵τ_j，j＝1，2，...，l，满足非奇异，当N为有限时，需对τ_j每个元素模N，当N为无限时，还需满足det(τ_j)＝±1，将τ_j作为该组隐文密钥，加密对应分组明文隐文U_j，得到对应分组信息密文C_j＝U_j·τ_j，信息密文集合C＝{C_j|j＝1，2，...，l}；

所述的步骤六随机选择一个大小为2L×2L整数环上的可逆变换矩阵θ，满足非奇异，当N为有限时，需对θ每个元素模N，当N为无限时，还需满足det(θ)＝±1；结合步骤五中某个分组隐文密钥τ_k(1≤k≤l)以及N作为种子密钥，作为种子密钥(θ，τ_k，k，N)，使用该种子密钥加密步骤五中的其他隐文密钥，得到密钥密文σ＝{σ_j|j＝1，2，...，l}；具体加密过程如下：针对步骤五中的其他隐文密钥，依次排序为τ₁，τ₂，...，τ_k-1，τ_k+1，…，τ_l，当j＞k时，按σ_j＝τ_j-1·θ·τ_j加密隐文密钥τ_j，当j＜k时，按σ_j＝τ_j·θ·τ_j+1加密隐文密钥τ_j，当j＝k时，随机生成一个2L×2L的整数矩阵作为σ_j；

所述的步骤八接收方根据隐文密钥的加密方案，使用安全信道接收到的种子密钥(θ，τ_k，k，N)计算所有隐文密钥，并用隐文密钥解密信息密文得到信息隐文；具体过程如下：

(1)计算分组长度：根据θ的维度计算出分组长度L；

(2)计算隐文密钥：对于j＞k时，采用进行隐文密钥解密，对于j＜k时，采用进行隐文密钥解密；

(3)计算信息隐文：对每一个分组信息密文C_j，对应的明文隐文