[发明专利]一种基于正弦函数的文件指纹信息提取方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，涉及一种文件加密信息的获取方法。

背景技术

在计算机应用中，特别是信息安全领域，文件指纹信息是一个很重要的方法和策略。所谓文件指纹，是指可以唯一标示某个文件的特征，每一个不同的文件都会有不同的指纹信息。文件指纹在保护数据完整性，身份识别等诸多方面有着举足轻重的作用。在很多场景下，需要采用更加简单有效的文件指纹信息提取机制。

现有的文件指纹信息提取方法，主要是集中在寻找相关杂凑函数来对文件内容进行处理。比如在校验数据完整性方面，数据发布者首先对文件内容进行杂凑，将杂凑值附着在文件的头部或尾部，数据接收者接收数据后，再对文件内容进行杂凑，将杂凑值与原始的杂凑值进行比对，从而判断数据是否被篡改或损坏。在业界，比较成熟且应用广泛的杂凑函数有MDx、SHA-x等。

然而，在流密码机制中，要对每一个文件采用不同的密钥进行加解密，常用的利用文件指纹来标识不同文件的方法是不适合的，因为需要在文件头部或尾部附加一个指纹信息，影响了文件长度，并且指纹信息是公开的，一旦被破坏，文件就有无法解密的风险。因此，研究一种能在流密码体制中使用的文件指纹信息提取方法是非常必要的。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于正弦函数的文件指纹信息提取方法，特别适合于流密码体制中对数据进行加解密。

本发明的技术解决方案是：一种基于正弦函数的文件指纹信息提取方法，包括如下步骤：

（1）利用随机序列生成器，生成一个长度为n bit的随机序列；所述的随机序列只生成一次，不再重复生成。

（2）获取文件内容以及按bit计算的文件大小A，采用下式计算得到位置信息，从文件内容中提取相应的bit作为初始指纹信息，

式中，S为1到n之间的整数，F(S)为从文件内容中提取的第S个位置，L为由文件大小A决定的扩散系数，当A小于16KB时，L=2¹⁷bit，当A大于等于16KB时，L=A；

（3）从文件内容中提取相应bit的信息生成n bit的初始指纹信息；当步骤（2）中计算得到的提取位置个数等于n时，从n个对应位置提取的bit信息即为初始指纹信息，当步骤（2）中计算得到的提取位置个数小于n时，利用从对应位置提取的利用bit信息，对步骤（1）中生成的随即序列从最高位开始进行顺序替换，由此得到n bit的初始指纹信息；

（4）利用置换矩阵将n bit的初始指纹信息进行置换，从而得到最终的文件指纹信息。所述的置换矩阵为一个16*16的二维数组，数组中的每个元素都不相同，但是每一个元素的取值都属于0～255中的一个值。置换矩阵为固定的默认矩阵或者由用户随机选取。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）实现简单。利用正弦函数来产生一个位置序列，该序列作为从文件内容中提取文件指纹信息时的位置值，取出值后用一个置换矩阵进行置换，从而得到最终的文件指纹，相比传统的HASH方法，本发明方法无需对待加密的源文件进行任何的改动（传统HASH方法需要将文件的hash值附加在文件当中），易于实现；

（2）非常适合用户流密码体制中。在不改变文件内容的情况下，实现标识每个文件的身份功能，为不同文件产生不同的密钥流。传统的方法必须对源文件内容进行改变，如果一旦文件在传输过程中出现差错，则源文件无法解密，采用本发明方法可以避免上述问题；

（3）安全性更高。采用补足随机数组，使之适合不同大小的文件，并提供很好的安全性。传统的方法对于小文件的安全性弱，因为小文件，利用传统的方法可以进行蛮力破解，而采用文件指纹和补足随机数据，可以保证即使在文件内容很小的情况下，也提供更加安全的保证。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明基于正弦函数的文件指纹信息提取方法的流程图，主要包括如下几个步骤：

一、初始指纹生成

根据文件内容及文件长度（按bit长度计算），结合正弦函数及指纹位置计算公式，从文件内容中提取相应位数的初始指纹信息。

（1）获取文件长度；

（2）根据文件长度按照以下指纹计算公式计算出指纹信息在文件内容中所对应的位置；