[发明专利]一种基于消息鉴别码算法的保留格式加密方法及解密方法

权利要求书

1.一种基于消息鉴别码算法的保留格式加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11，字符串拆分：将输入的待加密明文P拆分为两个子字符串并分别转化为BN型整数；其中，将数值较小的整数记为INT型整数，将数值较大的整数记为BN型整数；

S12，字符串迭代：设置迭代索引号为i=0,1,2,…,7，对步骤S11得到的两个BN型整数进行8轮基于Feistel结构和PRF变换的迭代；所述PRF变换是基于消息鉴别码算法HMAC-SM3的伪随机数字节生成函数；

S13，字符串合并：将迭代得到的两个BN型整数分别转为字符串后串联合并为一个字符串，得到密文C；

步骤S11包括如下子步骤：

S111，输入密钥K，长度为7个字节的调节因子T，以及待加密明文P；所述待加密明文P是长度为n的字符串，n满足，radix满足2≤radix≤65536；

S112，分别取INT型整数，v←n-u，符号←代表赋值，即将赋值给u，n-u赋值给v；将明文字符串P拆分为两个字符串A和B：

A←P[1,…,u]，B←P[u+1,…,n]

其中，P[1,…,u]表示明文字符串P中的第1至u个字符，P[u+1,…,n]表示明文字符串P中的第u至n个字符；即将明文字符串P中的第1至u个字符赋值给字符串A，将明文字符串P中的第u+1至n个字符赋值给字符串B；

S113，将这两个字符串A和B分别转为BN型整数α和β：

α←NUM_radix(REV(A))，β←NUM_radix(REV(B))；

步骤S12包括如下子步骤：

S121，组合16个字节的字节串Q：

式中，mod表示模运算，即取余数，即：

（1）当imod 2=0，即当迭代索引号i为偶数时，字节串Q为：

取调节因子T的第5～7个字节T[5..7]；

取调节因子T的第4个字节T[4]，将T[4]与一个十六进制数0x0F做与运算，得到T[4]^0x0F；再将此结果左移4比特得到(T[4]^0x0F)4；再将(T[4]^0x0F)4与[i]¹做异或运算，得到((T[4]^0x0F)4)⊕[i]¹；

最后将T[5..7]、((T[4]^0x0F)4)⊕[i]¹以及[β]¹²做串联得到字节串Q；

（2）当imod 2≠0，即当迭代索引号i为奇数时，字节串Q为：

取调节因子T的第1～3个字节T[1..3]；

取调节因子T的第4个字节T[4]，将T[4]与一个十六进制数0x0F做与运算，得到T[4]^0x0F；再将T[4]^0x0F与[i]¹做异或运算，得到(T[4]^0x0F)⊕[i]¹；

最后将T[1..3]、(T[4]^0x0F)⊕[i]¹以及[β]¹²做串联得到字节串Q；

其中，[i]¹表示将i转换为长度为1的字节串，[β]¹²表示将β转换为长度为12的字节串；

S122，将字节串Q利用PRF变换计算消息鉴别码得到字节串E：

E←PRF_REVB(K)(REVB(Q))

S123，将字节串E转为BN型整数γ：

γ←NUM(E)

S124，执行模加运算得到BN型整数δ：

δ←(α+γ) mod radix^m

即将BN型整数α和步骤S123得到的BN型整数γ相加后，将相加的结果与radix^m进行模运算，并将模运算结果赋值给BN型整数δ；

其中，INT型整数m的取值为，如果i mod 2=0，m←u，否则m←v；即当迭代索引号i为偶数时，将u赋值给m；当迭代索引号i为奇数时，将v赋值给m；

S125，左右互换，即α←β，β←δ；即将BN型整数β赋值给BN型整数α，再将步骤S124得到的BN型整数δ赋值给BN型整数β；

S126，按迭代次数重复执行步骤S121～S125，迭代完成后得到BN型整数α和β。