[发明专利]一种可扩展的格式保留加密方法的实现方式

说明书

本发明提供一种可扩展的格式保留加密方法的实现方式，首先对用户敏感信息数据库中需要加密的字段类型进行判断，确定其是否属于常用消息空间，如果属于则根据数据的字符集标识，获取事先在程序中定义的常用消息空间中的具体字符集；如果不属于则扩展新的消息空间，获取新增的字符集；然后通过分别获取的字符集对需要加密的明文字符串进行映射、编码为明文数字串；再加密得到密文数字串；最后根据字符集标识，选择消息空间的字符集，对加密后的密文数字串进行逆映射，得到格式相同密文字符串，完成加密。本发明通过对消息空间的定义和配置，实现FPE消息空间的可配置、可扩展，不需要修改底层代码来对新消息空间进行适配，提高FPE加密方法的实用性。

技术领域

本发明属于数据加密领域，尤其涉及一种可扩展的格式保留加密方法的实现方式。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的飞速发展，敏感信息泄漏的安全问题日益严重。保护敏感信息安全的最根本方法是通过密码学手段对其进行加密。然而，在数据库等结构化加解密应用场景中，使用传统分组密码进行加密通常会扩展数据，使数据长度和类型发生改变，导致数据库结构和应用程序的修改。

针对以上问题，Spies提出保留格式加密技术。保留格式加密(Format-PreservingEncryption，FPE)是信息安全和隐私保护领域的一个新兴分支，是一类能够将某种特定格式的明文加密成具有相同格式的密文的新型加密技术。使用FPE格式保留加密能保证数据在加密之后仍然能被应用系统所识别和接受，因此在有结构化加密需求的应用场景中使用广泛。保留格式加密可以弥补已有数据库加密技术存在的缺点，提供一种与数据库无关的外层加密机制，不仅不会加重服务器负担，而且无论是新部署还是现有的数据库应用系统，都可以基于该技术实现系统改造的成本极小化，是最理想的数据库加密方法。

NIST的FPE标准800-38G提出两种FFX模型的FPE方法。FFX模型使用了非平衡Feistel网络，能够处理消息空间Charsⁿ上的FPE问题，Charsⁿ为长度(字符个数)为n的字符串构成的集合。FFX模型通过将固定字符表与其索引表(数字集合)建立双射关系，将字符串中的每个字符编码为数字串，对数字串进行Feistel轮函数加密运算，其中Feistel的轮函数是由分组密码派生的。从而实现对消息空间Charsⁿ上的保留格式加密。

由FPE加密原理可知，FPE方法的实现依赖于一个消息空间，由于消息空间是不确定的，不同的加密对象，消息空间各不相同，因此，如果要对新的加密对象进行FPE加密，则需要修改底层代码来对新消息空间进行适配，这给FPE的实用性带来很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可扩展的格式保留加密方法的实现方式，通过对消息空间的定义和配置，实现FPE消息空间的可配置、可扩展，不需要修改底层代码来对新消息空间进行适配，提高FPE加密方法的实用性。

本发明的一个方式的可扩展的格式保留加密方法的实现方式，其加密过程包括以下步骤：

S1、在程序中定义常量字符集；

将常用消息空间的所有字符分别按照定义的顺序写入配置文件，作为常量字符集定义在程序中；所述常用消息空间包括常用数字、大写字母、小写字母、数字加字母、十六进制字符集空间；

S2、判断加密数据字段类型，进行加密初始化，具体步骤如下：

S21、判断需要进行保留格式加密的数据字段类型是否属于常用消息空间，如果属于常用消息空间，则执行步骤S22的通用初始化流程，否则执行步骤S23的扩展初始化流程；

S22、所述通用初始化流程，具体步骤如下：

S221、根据步骤S21的判断结果，确定数据的字符集标识；

S222、根据字符集标识，获取配置文件中需要加密的数据字段字符对应的具体字符集；