[发明专利]一种中文字符串的加密方法和解密方法

摘要

本发明公开了一种中文字符串的加密方法和解密方法，包括：将某段中文字符串转换成高位、低位数值序列；然后通过混沌系统单次迭代、高位数值序列逐个元素逆向扩散加密、低位数值序列逐个元素正向扩散加密、混沌系统参数调整系列操作的循环运算，得到高位数值序列的逆向扩散加密密文序列、低位数值序列的正向扩散加密密文序列；最后将逆向扩散加密密文序列和正向扩散加密密文序列进行数值与字符的转换，得到该段中文字符串的加密密文，通过类似方法可将密文解密恢复出原始的中文字符串。本发明利用混沌信号的密码特性，对中文字符串进行加密和解密，具有良好的抵抗已知/选择明文攻击、唯密文攻击性能，保证了中文字符串加密与解密的安全性。

主权项

1.一种中文字符串的加密方法，其特征在于，包括如下几个步骤：(1)转码：将某段中文字符串逐个字符转换为数值型数据，得到高位数值序列P1＝{P₁₁,P₂₁,...,P_i1,....,P_L1}和低位数值序列P2＝{P₁₂,P₂₂,...,P_i2,....,P_L2}，其中所述高位数值序列P1、所述低位数值序列P2的长度与所述中文字符串的长度一致，记为L；(2)高位数值序列的逆向扩散加密、低位数值序列的正向扩散加密：对高位数值序列P1和低位数值序列P2分别进行逆向扩散加密和正向扩散加密，得到高位数值序列P1的逆向扩散加密密文序列C1＝{C1₁,C1₂,...,C1_i,...,C1_L}和低位数值序列P2的正向扩散加密密文序列C2＝{C2₁,C2₂,...,C2_i,...,C2_L}；所述对高位数值序列P1和低位数值序列P2分别进行逆向扩散加密和正向扩散加密包括：首先利用外部加密密钥(α、β)，令初值x₁＝α和参数μ＝β，对如下公式(1)所示的切比雪夫混沌系统进行迭代，得到混沌序列X＝{x₁,x₂,...,x₃₀₀,x₃₀₁}，x_k+1＝cos(μ·arccos(x_k))                                    (1)其中，k表示迭代次数，k＝1,2,...,300，x_k+1表示第k次迭代得到的混沌信号；从混沌序列X中抽取元素x₃₀₀作为如公式(2)所示的切比雪夫混沌系统的初值y₁，y₁＝x₃₀₀，且令切比雪夫混沌系统的参数μ1＝β，并对混沌信号y₁按照如下公式(3)进行整数化处理，得到整数化处理后的混沌信号Y₁，y_k+1＝cos(μ1·arccos(y_k))                                   (2)Y₁＝mod(y₁×10¹⁴,74)                                      (3)同时从混沌序列X中抽取元素x₃₀₁，作为如公式(4)所示的切比雪夫混沌系统的初值z₁，z₁＝x₃₀₁，且令切比雪夫混沌系统的参数μ2＝β，并对混沌信号z₁按照如下公式(5)进行整数化处理，得到整数化处理后的混沌信号Z₁，z_k+1＝cos(μ2·arccos(z_k))                                   (4)Z₁＝mod(z₁×10¹⁴,94)                                      (5)然后同时对高位数值序列P1＝{P₁₁,P₂₁,...,P_i1,....,P_L1}中每个元素P_L+1‑i1，以及低位数值序列P2＝{P₁₂,P₂₂,...,P_i2,....,P_L2}中每个元素P_i2，其中i＝1,2,3,...,L，依次进行如下操作：S11.由混沌信号y_i和参数μ1，对如公式(2)所示切比雪夫混沌系统进行单次迭代，得到混沌信号y_i+1，并对混沌信号y_i+1按照如公式(3’)进行整数化处理，得到整数化处理后的混沌信号Y_i+1，同时由混沌信号z_i和参数μ2，对如公式(4)所示切比雪夫混沌系统进行单次迭代，得到混沌信号z_i+1，并对混沌信号z_i+1按照如公式(5’)进行整数化处理，得到整数化处理后的混沌信号Z_i+1；Y_i+1＝mod(y_i+1×10¹⁴,74)                             (3’)Z_i+1＝mod(z_i+1×10¹⁴,94)                             (5’)S12.利用整数化处理后的混沌信号Y_i+1、Y_i以及对应的低位数值序列元素P_L+1‑i2，对数据P_L+1‑i1按照如下公式(6)进行逆向扩散加密，得到逆向扩散加密密文C1_L+1‑i，其中，C1_L+1为逆向扩散加密密钥，同时利用整数化处理后的混沌信号Z_i+1、Z_i，对数据P_i2按照如下公式(7)进行正向扩散加密，得到正向扩散加密密文C2_i，其中，C2₀为正向扩散加密密钥，S13.比较i与L的大小，若i＝L，则停止，若i＜L，则根据高位数值序列逆向扩散加密密文C1_L+1‑i、C1_L+2‑i和整数化处理后的混沌信号Y_i、Y_i+1以及对应的低位数值序列正向扩散加密密文C2_i，对切比雪夫混沌系统的参数μ1按照如下公式(8)进行调整，同时根据低位数值序列正向扩散加密密文C2_i、C2_i‑1和整数化处理后的混沌信号Z_i、Z_i+1以及对应的高位数值序列逆向扩散加密密文C1_L+1‑i，对切比雪夫混沌系统的参数μ2按照如下公式(9)进行调整，然后转向步骤S11；(3)转码：将高位数值序列的逆向扩散加密密文序列C1和低位数值序列的正向扩散加密密文序列C2，进行数值与字符的转换，得到字符序列C，即为该段中文字符串的加密密文，其中序列C的长度为且