[发明专利]基于随机二态图像的加密-解密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加密方法，特别涉及一种基于二态随机图像的加密方法。

背景技术

21世纪是信息的时代，信息已经成为一种重要的战略资源。信息的获取、处理和安全保障能力成为一个国家综合国力的重要组成部分。信息安全与军事安全、经济安全、人们的隐私、财产安全息息相关。因此，信息安全越来越受到重视。

随着社会的发展，信息电子化已经越来越普遍，已经深入社会生活的各个方面，已成为人们日常生活密不可分的一部分，人们的合法权益也日益受到信息泄密的威胁。电子化信息的传输主要依赖于互联网或其他开放或半开放网络，在传输的过程中易为截取。为避免信息在传输过程中因被他人窃取而泄密，需要对信息进行加密处理。

现有的加密处理方法中，发信者和收信者普遍事先通过可靠渠道（如电信互联网络、商品流通以及物流渠道等）建立联系，发信者建立好一个密钥，通常为一串随机的二进制数。当要进行通信时，发信者用密钥对要传输的信息即明文进行加密，得到密文，然后将密文通过公用信道发送给收信者。收信者则用此密钥对密文进行解密，而恢复明文。类似地，拓展的某一产品（如软件/电子书/视唱碟片等）时将发信者改为产品提供/生产者、收信者变更为产品使用者，则上述经典的保密方案仍然适用并被沿用至今。这里加密算法、解密算法都是公开的，密文的保密性完全依赖于密钥的保密性。不论建立密钥的过程多么保密，原则上窃听者总可以窃得这个密钥，这是因为密钥的建立过程总要利用明文、信道等载体的某些物理属性，第三方总可以利用经典的数学或物理学，测量该载体的这些属性而对其不产生任何影响。通信双方则对此毫无所知。由此可知，传统的保密通讯或产品或技术保密方案一方面存在被截取而破解，另一方面，还可以通过某物理算法获得密钥而解密。尽管如此，鉴于传统保密方案成本低，其还是目前仍被广泛使用的信息保密方案。

为了提高信息的加密强度，现阶段普遍通过改进算法，提高算法的复杂程度，以增加其被破译的难度。但是，同样的，随着加密算法复杂程度的增加，由于计算机通常使用二进制的位运算，其加密和解密所需要的运算量、运营成本也随之大幅增加，其运行效率急剧下降，难以适应大量数据的实时加密和解密。

考虑到算法加密固有的缺陷，人们进一步开发出了量子加密通信，如在1984、1992年先后由C. H. Bennett等首先提出的一种基于测不准关系，利用四个偏振态光子的量子密码术方案 (BB84方案)、只用两个非正交态即可实现量子保密通信，并给出一个用非正交子位相态实现的方案（Bennett方案）；又如1991年牛津大学A. K. Ekertlz提出了一种基于EPR关联光子对的量子密码术方案（Ekert方案）。在量子密码术中需要两个通道: 专用的量子信道，可被截断，但不可被窃听（任何窃听都将被发现）; 公用的普通信道，可被窃听，但不可被截断。通信双方先在量子信道上随机地传送一些光子，随后在普通信道上进行讨论而建立密钥。在这里密钥的安全性是靠量子力学基本原理保证的，只要量子力学是正确的，密钥就是安全的。然而，这种量子密码术对载体软硬件环境要求极高，通信距离有限，在现实经济社会中难以普遍实现。

迫切需要一种加密-解密方法简单，加密-解密成本低，加密强度高的加密-解密方法。为此，化繁为简成为必然选择，本发明通过“密文－密钥－明文”形成的位比对关系，进行简单位运算，只要管理者持有密钥，可很好地解决各种信息加密－解密的要求。

发明内容

本发明的目的在于简单、可靠的信息加密-解密方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种加密-解密方法，包括如下步骤：

1)  生成加密随机二进制数列，将至少部分二进制编码明文与至少一个加密随机二进制数列进行位比对位运算，得到二进制编码密文；

2)  采用上述加密随机二进制数列作为解密二进制数列，将二进制编码密文与解密二进制数列进行位比对位运算，得到二进制编码明文；

其中位比对位运算的规则为：位比对结果相同时，赋值为1，结果不同时，赋值为0；或位比对结果相同时，赋值为0，结果不同时，赋值为1。

作为本发明的进一步改进，通过生成随机二态图像，读取二态信息后分别赋值为0或1，生成加密随机二进制数列。

作为本发明的进一步改进，将二进制编码密文存储为对应的二态图像。