[发明专利]掩盖明文符号边界的二进制数据通信加密法

说明书

本发明涉及掩盖明文符号边界的二进制数据通信加密法，其包括借助于加密器，以及通过协议通信且解密与加密器加密具有同步运行的算法的解密器；加密器，其加密与解密器解密具有同步运行的算法，加密器将随机选择的参数为；该方法前提是假设最终的明文字母和密文字母的符号都用些二进制编码表示；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本发明涉及掩盖明文符号边界的二进制数据通信加密法。

背景技术

随着时间的推移已经开发了大量的技术来加密数据流，其普遍操作原理可以在数学上描述如下。

要传送的是来自任意字母表S的消息符号(明文)s0，s1，... 的序列。消息由具有加密功能的发送方加密，并传送到具有反向解密功能的接收方解密。根据柯克霍夫原则，这两种功能通常是公开的，但是通过密钥K进行参数化，通信单元之间通过保密和可靠的信道约定密钥K。依据这个密钥，发送方和接收方在离散时间t>0，会由状态转换函数f生成状态序列

σ_t+1＝f(σ_t，K)

并且由密钥流生成函数g得出密钥流

z_t＝g(σ_t，K)。

初始状态σ₀可以是公开的，也可以从密钥K导出。明文随后通过可逆映射

c_t＝h(z_t，s_t)

状态相关地与密钥流和密文连接起来，这样密文可以通过应用反向映射

s_t＝h^-1(z_t，c_t)

进行解密。密钥流序列必须尽可能与真正的随机序列相似。在自同步流密码的情况下，状态σ_t+1的确定还取决于最后生成的密文符号 c_t，...，c_t-l+1，其中l固定且l≥1，。

当每个可能的密文都可以从明文信息中以相同的概率加密生成，并且完全不可能系统地从密文中推出明文，称之为完善保密性。根据香农的信息理论的基本定律，只有当可能的密钥数量至少与可能的消息数量一样多时，才认为加密系统是完善保密的。因此，密钥的数量也至少与可能的密文的数量一样多，而密文的数量又必须至少与可能的明文的数量一样多。

然而，目前使用的加密方法通常在较长的时间段内使用同一个密钥，因此密码分析学上是脆弱的。例如，已经表明，根据RSA方法的768位密钥被广泛使用的不对称加密至少在理论上已经被破解。即使对称密码系统数据加密标准(DES)也被认为是不安全的，不建议用于实际应用。其他方法，如Triple-DES或高级加密标准(AES)目前被认为是安全的，只是因为目前现有的计算能力还不能将所有的密钥都试一遍。常见的加密方法已经被破解，或者在可预见的时间内将被破解，所以他们的密钥通常必须存放在政府机构。因此，从长远来看，由于根据香农定理的密钥使用的唯一性，只有完全安全的弗纳姆加密法或一次性密码本才是合理的。

如果一个数字密钥是随机和均匀分布的被选择，它和数字消息一样长且只使用一次，就称为一次性密码本。这意味着对于每个消息比特提供一个随机确定的密钥比特，通过异或生成密文。由于所有密钥都是以相同的概率生成的，攻击者对明文的假设也是基于相同的概率。因为系统窃听没有信息依据，所以猜测出使用的一次性密码的机会很小。即使这在个别情况下是可能的，也不会有太多的收获，因为下一个消息是被另一个一次性密钥加密。

一些最近的加密技术利用了这样一个事实，即不仅可以使用双射 (可逆)映射，而且还可以使用逆关系是满射映射的关系来进行加密。在下面简要总结的两种方法允许在加密明文符号时从一组可能的加密中随机选择一个图标。这自然增加了密文的长度。