[发明专利]一种基于电力应急通信系统的加密方法

摘要

一种基于电力应急通信系统的加密方法，用于确保数据信息在电力应急通信系统中的安全、高效传输。其技术方案是，所述方法首先利用混沌映射产生两个随机数序列R和Q并构造与二者对应的r混淆矩阵和q混淆矩阵，然后按以下步骤对明文进行加密：a.明文与初始密钥进行异或运算；b.置乱操作；c.合运算；d.列混淆；e.对角互换；f.下一轮密钥生成；g.生成最终密文。本发明利用混沌映射产生的密钥，结合置乱、合运算、列混淆以及对角互换的加密算法生成密文，具有很好的加密效果，不仅抗攻击、防篡改性能好，而且提高了数据的传输速率，能够同时满足信息传输的安全性和实时性要求。

主权项

1.一种基于电力应急通信系统的加密算法，其特征是，所述方法首先利用混沌映射产生两个随机数序列R和Q并构造与二者对应的r混淆矩阵和q混淆矩阵，然后按以下步骤对明文进行加密：a.明文与初始密钥进行异或运算设置加密密钥K，令作为初始密钥，两个相同的明文同时与X进行异或运算，得到序列B；b.置乱操作首先将序列B的每个元素转换成八位二进制数，提取前四位b1作为r混淆矩阵的行值，后四位b2作为r混淆矩阵的列值，将该元素值与r混淆矩阵对应位置的值进行替换，替换之后按列放到16×16的空矩阵s1中，得到密文B’，按行将B的每个元素转换成八位二进制数，同时提取八位二进制的偶数位作为q混淆矩阵的行值，奇数位作为q混淆矩阵的列值，将该元素与q混淆矩阵对应位置的值替换，替换之后按行放到16×16的空矩阵s2中，得到密文C’；然后将B’的偶数列中的元素与奇数列中在同一行的元素按位异或后放入对应的偶数列，得到的矩阵为H，将C’的偶数行中的元素与奇数行中在同一列的元素按位异或后放入对应的偶数行，得到的矩阵为T；c.合运算定义一种合运算，所述合运算包括合加运算和合减运算，设N为加密算法循环的次数，当N为奇数时，H与T做合加运算；当N为偶数时，H与T做合减运算，得到密文矩阵D；d.列混淆对密文矩阵D每列的四个值D_0,c、D_1,c、D_2,c、D_3,c进行如下运算：其中‘·’表示相乘，表示异或运算，生成密文矩阵D'，密文矩阵D'的每列的四个值分别为D_0,c′、D_1,c′、D_2,c′、D_3,c′，C是列号；e.对角互换设d_ij(i≤16,j≤16)为密文矩阵D'的元素，将d_ij与d_ji的元素互换，d_ii与d_16‑i，_16‑i进行互换，变成矩阵L；f.下一轮密钥生成将L矩阵按行展开变为M，设M’是M的倒序排列，将M与M’的合加运算结果作为下一轮加密密钥K,再将K异或密文M得到S，完成第一轮的加密；g.生成最终密文用S代替步骤b中的B，重复b～f的步骤，循环N轮，完成加密操作，得到最终密文S。