[发明专利]一种基于确定性粒子演化模拟系统的对称密钥加密方法

说明书

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种基于确定性粒子演化模拟系统的对称密钥加密方法，所述方法包括：加密方根据粒子系统的弛豫状态信息初始化粒子系统，记为第一粒子系统，根据待加密明文的字模将所述第一粒子系统中对应坐标的粒子的传输属性设为true，运行该第一粒子系统若干步数，演化至密文信息随机分布，所述第一粒子系统的运行步数与驰豫状态信息组成密钥，其中密文为传输属性设为true的粒子对应的坐标。本发明通过预先分发的弛豫状态的粒子系统信息与运行步数，实现对称加密，可直接加密任意文字、数字和符号等信息，同时将信息隐藏在传输的粒子系统信息中，实现信息伪装和隐藏。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于确定性粒子演化模拟系统的对称密钥加密方法。

背景技术

计算机网络已成为人类社会生活的基础设施，但网络中数据的传输可控性较差，存在着信息容易泄露的问题，信息的安全保密日益重要。随着密码学的发展，出现了许多加密算法，如私钥密码算法DES(Data Encryption Standard)、IDEA(International DataEncryption Algorithm)、AES(Advanced Encryption Standard)和公钥密码算法RSA(RSAalgorithm)和El Gamal(ElGamal encryption algorithm)等。但加密后随机的乱码也会引起攻击者的注意，因此出现了信息伪装和隐藏技术，“加密”隐藏的是信息的内容，“信息伪装和隐藏”则隐藏信息的存在性，成为信息安全技术研究领域的一个新方向。

确定性粒子系统是对真实物理过程的模拟，其中粒子初始速度和位置是确定的,根据粒子间特定的相互作用,逐步更新粒子的速度和位置。混沌是确定性粒子系统中出现的一种貌似无规则，类似随机的现象，存在着对参数和初值敏感的特点，Shannon指出其与密码学的相似性并提出了指导密码设计的原则：扩散和混乱。混沌和密码学之间的相似性，启示人们把混沌应用于密码学领域，但混沌与密码学也存在区别：密码学系统工作在有限离散集上，而混沌却工作在无限的连续实数集上，因此混沌无法直接用于加密。

发明内容

本发明旨在实现对任意文字、数字和符号等信息直接进行对称加密，将传输的信息隐藏在传输的粒子信息中，从而实现信息伪装和隐藏，因此，提供了一种基于确定性粒子演化模拟系统的对称密钥加密方法。

具体的，主要通过以下技术方案来实现：

一种基于确定性粒子演化模拟系统的对称密钥加密方法，包括：

加密方根据粒子系统的弛豫状态信息初始化粒子系统，记为第一粒子系统，根据待加密明文的字模将所述第一粒子系统中对应坐标的粒子的传输属性设为true，运行该第一粒子系统若干步数，演化至密文信息随机分布，所述第一粒子系统的运行步数与驰豫状态信息组成密钥，其中密文为传输属性设为true的粒子对应的坐标。

优选地，所述粒子系统和第一粒子系统均为确定性粒子演化模拟系统，包括格子气自动机粒子系统、分子动力学粒子系统、光滑粒子动力学粒子系统或离散颗粒模型粒子系统。

优选地，在一定空间内随机生成若干粒子的坐标与速度，构成所述粒子系统。

优选地，弛豫状态信息包括：在弛豫状态下所述粒子系统的所有粒子的坐标与速度。

优选地，所述待加密明文的字模为点阵字模。

优选地，所述方法还包括：所述加密方将密文传送给解密方。

优选地，所述方法还包括：

解密方根据粒子系统的弛豫状态信息初始化粒子系统，记为第二粒子系统，运行该第二粒子系统若干步数B₂，B₂＝B₁，B₁为第一粒子系统运行的步数，所述第二粒子系统的运行步数与所述粒子系统的驰豫状态信息组成密钥；