[发明专利]密钥可变的加密系统

说明书

发明背景

本发明涉及加密技术，尤其涉及一种用一个或多个等权的可变长关键字对数字数据加密和解密的系统。

加密可用来安全地交流或存储数字数据，例如声音、传真(FAX)、电子邮件、信用卡信息和电视等。本领域的专业人员已经开发了诸如数据加密标准(DES)等加密算法。这些算法要求用户输入一个关键字，以对数据加密或解密。用一给定的关键字加密的数据只能用相同的关键字解密。DES要求关键字正好是长度为6的字母数字符号。DES算法实质上是一个复杂的判决树，它不仅根据密钥而且根据它对数据位组进行逻辑运算的结果改变数据位的状态。由于这些计算要花费大量的时间并且必须连续进行，所以加密或解密过程非常缓慢。

模拟加密系统用来在微波链路和电缆电视线路上进行安全的视频传输。这些系统必须在高速下运行，以适应视频带宽。

希望提供一加密系统，该系统不限制用户对密钥长度的选择，并且运行速度足够快，能在实时的视频和声频环境中使用。这些问题和缺陷在本领域中是明显的，而本发明将用下述方式解决这些问题。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供了一种对数字数据加密和解密的方法，其特征在于，包括下列步骤：

形成一实际用户密钥，形成实际用户密钥的所述步骤包括下列步骤：

接收包含一个位序列的输入用户密钥；

从所述输入用户密钥中选择两个被选中的部分，每个所述被选中的部分包括一个位序列，每个所述被选中的部分是根据所述输入用户密钥中多个预定部分的每一个在所述输入用户密钥内的值和位置来确定的；

交换所述输入用户密钥的所述被选中的部分，以形成一置换后的用户密钥；并且

使所述置换后的用户密钥循环移位一定的位数，以形成一经移位的用户密钥，所述的位数是根据所述置换后用户密钥的多个部分中每个部分的值和位置加权来确定的，每个所述部分包括一位序列；并且

用所述经移位的用户密钥填充，使其长度等于所述基本密钥长度，以形成所述实际用户密钥；

形成一实际基本密钥，形成实际基本密钥的所述步骤包括下列步骤：

使所述预定基本密钥循环移位一定的位数，所述位数是根据所述置换后用户密钥的多个部分中每个部分的值和位置加权来确定的，每个所述部分包括一个位序列；

形成一最终密钥，形成最终密钥的所述步骤包括下列步骤：

对所述实际基本密钥和所述实际用户密钥进行异或计算；并且

对所述最终密钥和所述数字数据进行异或计算。

依照本发明的另一方面，提供了一种用于对数字数据加密和解密的设备，其特征在于，包括：

接口装置，用于数字数据的双向通信；

处理器装置，用于根据一预定用户密钥和一预定基本密钥计算一最终密钥；

存储装置，用于存储所述最终密钥；

异或装置，用于接收所述最终密钥和所述数字数据，并将所述数字数据和所述最终密钥的异或操作结果提供给所述接口；并且

编址装置，它按顺序为所述存储装置提供地址，所述地址与所述最终密钥的连续部分相对应。

本发明包括一种对数字数据加密和解密的方法和设备。该方法包括下列步骤：处理用户密钥和基本密钥，对被处理的密钥进行异或操作以产生最终密钥，以及对最终密钥和被加密或解密的数据进行异或操作。

用户密钥和基本密钥是具有任何适当位数的二进制序列。密钥的最大长度只受到实施本发明的系统软件和/或硬件之物理能力的限制。基本密钥可用允许检索的方式存储，而不需要用允许更改的方式存储。尽管基本密钥保持可存取的形式，但用户密钥在被输入后不再保持其原始的形式。用户密钥可直接用二进制形式或本发明可解释为二进制的任何其他适当的形式，譬如ASCII编码字符串，输入至使用本发明的硬件中。若干字符或成百页文本构成的ASCII编码字符串可作为用户密钥或基本密钥，只要系统硬件和/或软件适于处理这些密钥。如下所述，可用多个用户密钥对数据加密或解密，以提供附加的安全性。

使用本发明的硬件可与诸如计算机系统、电话网或无线通信网等任何适当的设备交流被加密或解密的数据。由于处理密钥以形成最终密钥的步骤可以在发生数据通信之前的任何时候进行，因此唯一必须在数据通信期间实时进行的步骤是在最终密钥和数据之间进行异或操作。这使实时操作最少而加密和解密速度最大。

处理用户密钥包括下列步骤：置换用户密钥，将被置换的用户密钥循环移位，以及用一个或多个被置换或经移位密钥的复制件填充一个存储位置，使其长度与基本密钥的长度相等。