[发明专利]一种文件加密处理方法

摘要

一种文件的加密处理方法，它是通过对源文件进行滑动分组，每组128比特，碎块的处理；对用户密钥的补充，伪随机数处理，压缩置换，逻辑移位产生出子密钥；对源文件的各码块经初始置换，乘积变换，逆初始置换，加密函数的使用，扩展变换，异或子密钥运算，密盒替代，变换E等途径进行数据加密。由此产生的可执行文件写入软盘提供给用户，适用于文本文件，图像文件等的加密处理。具有保密性强，使用方便，开发产品的前景。

主权项

1.一种文件加密处理方法，经过初始置换、乘积变换、逆初始置换操作，所形成的计算所程序与计算机存贮系统，和/或计算机通讯系统，和/或计算机中、英文操作系统相结合，完成对数据的加密、解密，其特征在于：(1).用户密钥由键盘取得；用户密钥长度可在1～16字节之间变化；由源密钥计算子密钥，16字节的源密钥共有128比特，先将这128比特从首部开始依位置顺序编号为1，2，3，...，128，经过压缩置换1成为C0D0，然后进行32次的如下操作：把Ci-1、Di-1经逻辑移位成为CiDi，又经压缩置换2后输出12字节长的子密钥Ki，所述的i＝1，32：(A).压缩置换1的操作步骤表示在下述表1中，11599836751351931171018569533721511910387715539237123105897357412591251079175594327111271099377614529131149882665034182128112968064483216126110947862463014124108927660442812122106907458422610120104887256402481181028670543822611610084685236204表1即把输入的第115比特作为C0的第1比特，把输入的第99比特作为C0的第2比特，依此类推；把输入的第128比特作为D0的第1比特，把输入的第112比特作为D0的第2比特，依此类推；(B).逻辑移位产生的Ci、Di是由函数LMi与Ci-1，Di-1分别决定，即由下式所示：Ci＝LMi(Ci-1)Di＝LMi(Di-1)其中i＝1，32，函数LMi表示逻辑移位，其具体操作是：当i＝1，2，9，16，17，18，25，32时，把变量Ci-1或Di-1循环左移1位，当i为其他值时，把变量Ci-1或Di-1循环左移2位；(C).压缩置换2的操作步骤表示在下述表2中，142731161019380494432667591597235736755010939949105697327286521026628781121138609188747816217103549616883411084427358852199512794511146895610746855510637709548221319771042440906330108336420984182表2即把CiDi的第14号比特作为Ki的第1号比特，把CiDi的第27号比特作为Ki的第2号比特，依此类推，所述的i＝1，32；(2)把源文件进行分块，对于作为加密或解密对象的源文件是数字讯号的文本、或图像、或声音、或图形、或表格、或库函数、或可执行程序等形式的文件；把源文件按每码块16字节长度进行分组；处理碎块的方法是增加一些信息，所增加的信息必须包含有一个特殊信息即碎块长度，其余的新增信息用伪随机数填充；解密时，据碎块长度信息把新增加的信息截断，完整地恢复原明文的面貌；(3)对所述的各码块施行加密算法，输入128比特的明文或密文和长度为16字节的子密钥32个，其输出是128比特的密文或明文：(A).初始置换的方案是，把输入的比特B2j+8i作为输出的字Wj的第i位，此时j＝1，4，把输入的比特B(2j-9)+8i作为输出的字Wj的第i位，此时j＝5，8，所述的i＝0，15；(B).乘积变换是一个不断迭代的过程，共进行32次，初始置换的输出作为第一次迭代的输入，以后的操作就是把前一次迭代的输出作为后一次迭代的输入，第32次迭代的结果作为逆初始置换的输入；用O表示每一次迭代输出或输入数据的奇数字节，E表示偶数字节，F表示加密函数，加密时，对第i次的迭代使用了子密钥Ki，并且Oi＝Ei-1，Ei＝F(Ei-1)Oi-1，解密时，对第i次的迭代使用了子密钥K33-i，并且Ei＝Oi-1，Oi＝F(Oi-1)Ei-1所述的i＝1，32；(C).逆初始置换的方案是这样的：令IN1＝80、IN2＝16、IN3＝96、IN4＝32、IN5＝112、IN6＝48、IN7＝128、IN8＝64，把输入的第(INi-j+1)比特，作为输出的字节BYTEj的第(8-i)位，此时j＝1，16，i＝1，8；所述的加密函数F是由扩展变换、异或子密钥运算、密盒替代、变换E所组成，对于输入64比特的数据，先经过扩展变换成96比特的数据，再经过96比特的子密钥异或作用成96比特的数据，又经密盒替代成64比特的数据，最后经过变换E，输出64比特数据：(a).所述的扩展变换的操作是这样的：对于输入的64比特，首先从第二比特开始顺序分成16组，每组4比特，且把第一比特放在第62、63、64比特之后形成最后一组，即形成如下的排列：2345678910111213...6263641然后把每一组扩展成6比特，扩展的方法是把每一组的后面2比特顺序拷贝在其后面，即形成如下的排列：234545678989101112131213...6263641641最后，把扩展后的最后一组的后面二个比特即第64、第1比特顺序移放在扩展后的第一组的前面，就形成了扩展变换的输出结果；(b).密盒替代是一种压缩替换，密盒中有16个密表，每一个密表分成为4行×16列，其操作是把输入的96比特数据依次平均分成16组，每组6比特，每一组的替代依次对应一个密表，在6比特的输入数据中，头尾2比特组成行号，中间4比特组成列号，依此行号、列号在对应的密表中提取出元素值作为输出，各组的输出依次组合在一起，成为密盒替代的输出数据64比特，所述的密表如下表3、表4：列号0123456789101112131415S0行01号23S1S2S3S4S5S6S71515610941281127301314651510941207131211148386141379012105421115131208115101391461547312102784615590113141231115629123087511104131419015421013131165714812014671513910813411212514108735261590412111137418150510361211921314176125911810214341301510152012141117813654931301059814311115126724870111154951310143126221534111271591310801461154231201461581310971796421351112101411530832571418064159131011121015427120514891161133961551310413117142128031192812134751061151409863101471420151211513111470113102561915438871440113151210526113984159510312121301114765149128116131104720315141031312856114715921043101519111252148136074321012156918714013115141281111393100657152409136111481543171210523131960782121011145415表3列号0123456789101112131415S8行号0123S9S10S11S12S13S14S1565140151187101312241930117635141215921314108132156153149710801241124311071251301191586140131211671814391525410113145212104131861590758014106159312211371141301110144821912731556284127140135151139610111034136111512892145701259118024114151310367791235151301064181421151211314170132891046151094150213148351671211313810954121501211671412813112659471501314101215011149231465131087413100791262111438115573121513161180421459101519648143115212701013961151321014043117851220111361015714121853491511270413106181439125512814736415130109111217131403111546510821291315122583119147406110641191521412713305810114117138126039512101541114313101210674859152121131447251115301089641210814371305116115296105129215714413013118表4(c).变换E是一种产生伪随机数的置换操作，由密盒替代所得到的64比特数据作为本过程的输入，对于输入8字节的SXi，分别从首尾搜索SXi的非零值，如未找到，则令SX0＝7，把SXi作为加密函数F的结果输出，所述的i＝0，7；如找到了，则利用输入的8字节数据，进行产生伪随机数的置换操作，得到8字节的输出数据。