[发明专利]一种基于随机函数的非线性映射保序加密方法

说明书

本发明属于加密方法技术领域，具体涉及一种基于随机函数的非线性映射保序加密方法：S1、初始化密钥K；S2、利用密钥K生成密文空间C；S3、通过明文空间D到密文空间C的映射求出加密算法E。所述明文空间D由长度为L的等差递增数列构成。所述密文空间C由L个长度不同的密文区间构成，每个密文区间Csubgt;i/subgt;与D中的dsubgt;i/subgt;一一对应。密钥K由一个非均匀分布的随机数发生函数生成。本发明在保证密文空间与明文空间顺序一致的同时，可有效破坏数据的分布特征，抵抗统计攻击，提高了安全性；本发明通过几轮简单的数学运算完成加密，加密效率较高；本发明不需要复杂的参数预设，且可以采用任何计算机语言实现，具有良好的易用性。本发明用于数据的加密。

技术领域

本发明属于加密方法技术领域，具体涉及一种基于随机函数的非线性映射保序加密方法。

背景技术

近年来，云计算以其动态扩展、按需服务、按量计费等优势，吸引了众多的企业关注。在软件即服务(Software as a Service，SaaS)成为应用趋势的大背景下，部署和虚拟化在云计算环境中的数据库应用也越来越广泛。与此同时，由于数据存储在云端，用户失去了对数据的直接控制，全部交由第三方云服务提供商进行管理，敏感数据的安全性将难以得到保证，云环境下的数据安全以及隐私保护也成为一个重要问题。为保证数据安全性，一般采用加密的方法，将敏感数据加密后存入云服务器。但是，传统的加密方法多数都不支持直接对密文的运算，如排序、范围查询等。在检索时，必须将云端的大量数据传输到本地，极大削弱了云计算的优势和应用范围。

因此，研究既能保证数据安全性，又能为数据库提供高性能检索的数据加密方法，具有重要的意义。

发明内容

针对上述加密方法安全性差、数据库检索能力差的技术问题，本发明提供了一种安全性强、加密效率高、易用性强的基于随机函数的非线性映射保序加密方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于随机函数的非线性映射保序加密方法，包括下列步骤：

S1、初始化密钥K；

S2、利用密钥K生成密文空间C；

S3、通过明文空间D到密文空间C的映射求出加密算法E。

所述明文空间D由长度为L的等差递增数列{d₁，d₂，…，d_L}构成，所述明文空间D的公差为d，所述d_j+1-d_j＝d，j＝1，2，…，L-1，d＞0。

所述密文空间C由L个长度不同的密文区间C_i(i＝1，2，…，L)构成，每个密文区间C_i与明文空间D中的d_i一一对应，所述

C_j∈[v_j，v_j+1)，j＝1，2，…，L。

所述S1中初始化密钥K的方法为：包括下列步骤：

S1.1、确定一个数值N，所述N≤L，所述N必须保证明文空间D中所有的元素在生成对应的密文空间C时循环的次数都一致；

S1.2、确定一个随机数发生函数F()，每次调用函数F()都将产生一个随机数字，并且在N次内非均匀分布，所述

所述d_L和d₁分别为D的最大值和最小值，所述d为构成D的等差数列的公差，所述rand(1，N)可随机生成整数，0≤rand(1，N)＜N，所述rand()可随机生成实数，0≤rand()＜1.0；