[发明专利]一种基于不等长二进制截取字组成的明文进行加密和解密的方法

说明书

本发明提供一种基于不等长二进制截取字组成的明文进行加密和解密的方法，本发明主要面向现代网络通信的加密需要求。首先将所有的加密对象用编码规则组成的文件转换成为由二进制数组成的常规文件，再将二进制文件改造成不等长截取字组成二进制文件。加密操作是用位数与待加密的不等长明文截取字一一对应的密钥截取字进行相加得到密文文件，则密文文件由与明文截取字位置一一对应的密文截取字组成。解密是加密的逆过程，得到的是二进制明文截取字文件，最后再转换成常规文件。在加密过程中所用到的与密钥字相关的参数组成独立的密钥参数文件。密钥参数文件也采用二进截取字形式加密并借用现行的对短消息的保密传输方法，还要与密文文件分开时间传输，以造成时间上的随机性。

技术领域

本发明涉及数字保密通信技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于不等长二进制截取字组成的明文进行加密和解密的方法。

背景技术

现代通信发展迅猛，光纤网络几乎布满世界，无线通信已经进入5G时代，万物互通的前景越来越广阔。同时对通信保密的要求也越来越高。近代信息论的奠基人C.E.Shannon将密码学纳入通信理论，称之为保密通信。数字通信离不开编码，公开的编码称为明码，进一步将明码替换成不公开的码称为密码。从明码到密码的替代一般通过替代表实现。进一步，分为单表替代和多表替代。在多表替代中又存在一字一密的系统。也就是，一个明文字使用一个密码表，则形成逐字随机加密，称为绝密系统。这种方法的复杂性是可想而知的。最接近一字一密的系统是Vigenere加密系统和广义Vigenere加密系统。其做法是，先有一组有限长的密钥表，然后再将其周期性延长，扩展成一个无限长密钥表。严格讲，这样的系统仍然不能做到逐字随机加密，因为不同周期中是相同密钥表，而且已有破译的理论指导方法。本发明用不等长二进制明文截取字和对应的二进制密钥截取字的相加得到由截取字构成的密文字，就能构成逐字随机加密的绝密系统。一般常规文件中的码字只对应等长的二进制编码，再将等长的二进制编码切割成不等长的二进制编码，造成完全的非对应关系，进一步，密钥字也是不等长二进制截取字的结构；由不等长就容易形成一字一密的绝密系统。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于不等长二进制截取字组成的明文进行加密和解密的方法。本发明采用的技术手段如下：

一种基于不等长二进制截取字组成的明文进行加密和解密的方法，包括：

在消息发送方，首先将所有的加密对象转换成标准二进制数序列，即常规文件，记为F^o(w),w是文件编号；将常规文件转换成具有特殊数据结构的明文，具有特殊数据结构的明文是由不等长二进制截取字组成的明文文件将加密所需要的密钥参数组成密钥参数文件，记为构造与不等长二进制截取字组成的明文结构对应的由标准二进制组成的密钥文件再转化为与明文文件结构对应的非标准不等长二进制截取字的密钥文件用密钥文件对明文文件加密成密文截取字文件将密文文件和密钥参数文件进行存储并传输给接收方；

在接收方，打开接收到的密钥参数文件，用相关的密钥参数，对密文二进制文件进行解密，得到明文文件最后再将明文截取字文件转换为常规的文件。

进一步地，加密的对象包括计算机系统与通信系统中所处理和传输的文字、图像、数字化声音一系列信息交流的内容；

所述明文截取字文件密钥字文件密文截取字文件中，下标p表示页，下标s表示段，下标r表示行，下标n表示截取字序号。

进一步地，所述不等长截取字包括明文截取字、密钥截取字和密文截取字，分别对应的截取字文件包括明文截取字文件、密钥截取字文件和密文截取字文件，三种截取字文件的数据结构描述如下：

以二进制位数划分出五层数据单位：