CN104243148A - 加密方法和加密装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加密方法，通过一组不断变化的数据生成冗余数据，加密算法更加复杂、重要信息更加隐蔽使得到的加密数据即使被多次截获也不易被破解，保证了加密数据传输过程中的安全性。同时，本发明还公开了一种加密装置。

Description

加密方法和加密装置

技术领域

本发明涉及数据加密技术，特别是涉及一种加密方法和一种加密装置。

背景技术

加密，是以某种特殊的算法改变原有的信息数据，使得未授权的用户即使获得了已加密的信息，但因不知解密的方法，仍然无法了解信息的内容。在数据传输的过程中为了数据传输的安全，将需传输的信息经过加密后再传出，所以即使重要信息被截获，因其不知如何解密所以也不必担心重要信息被泄露。

一般的信息加密分为两个步骤，一是映射运算，二是添加大量的冗余信息。实际应用过程是上述两个步骤的结合，把重要信息藏进海量的冗余信息中去构成加密数据进行传输。

如果在截获上述加密后的信息时，每次截获的信息除去重要的信息数据的冗余信息都是恒定不变的，只要截获两组加密数据，通过比对后剔除不变的“死”数据，剩下的重要信息数据不管采用怎样先进的映射运算来加密，都很容易被破解。

发明内容

基于此，有必要针对加密数据被截获时容易被破解的问题，提供一种重要信息更加隐蔽的加密方法。

同时，还提供一种加密装置。

一种加密方法，包括如下步骤：

将一组按照第一变化规律变化的二进制数据作为基础数据生成冗余数据；

将待加密数据作为一个整体***所述冗余数据获得加密数据。

在其中一个实施例中，所述基础数据为通过高速计数器计数产生的计数值。

在其中一个实施例中，所述高速计数器计数到预定计数值时自动清零并重新开始计数。

在其中一个实施例中，所述预定计数值为质数。

在其中一个实施例中，所述生成冗余数据的步骤还包括在所述基础数据的基础上与一组辅助数据按照预定的组合方式生成冗余数据的步骤。

在其中一个实施例中，所述辅助数据为具有第二变化规律的二进制数据。

在其中一个实施例中，所述辅助数据为日历数据。

在其中一个实施例中，所述辅助数据包括至少1组日历数据，所述每组日历数据为包括年、月、日、时、分、秒的二进制的时间数据。

在其中一个实施例中，所述预定的组合方式为：以所述辅助数据的二进制值中的至少一比特位为一个***单元分别***到所述基础数据中，使所述辅助数据分成至多等于其二进制位数的***单元并分散在所述基础数据中。

在其中一个实施例中，还包括对所述冗余数据进行第一映射的步骤，所述第一映射的步骤为对所述冗余数据的预设位数的数据直接取反或者将所述冗余数据的预设位数的数据按照所述冗余数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。

在其中一个实施例中，还包括对所述待加密数据进行第二映射的步骤，所述第二映射的步骤为对所述待加密数据的预设的位数的数据直接取反或者将所述待加密数据的预设位数的数据按照所述待加密数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。

一种加密装置，包括：

基础数据生成模块，用于生成有第一变化规律的基础数据；

主控制模块，连接所述基础数据生成模块，用于产生待加密数据，以所述基础数据为基础生成冗余数据并通过所述冗余数据对所述待加密数据进行加密获取加密数据。

在其中一个实施例中，所述基础数据生成模块包括至少一个级联的高速计数器单元，所述基础数据为所述级联的高速计数器单元通过计数产生的计数值。

在其中一个实施例中，所述高速计数器单元为MC74HC4020AD高速计数器芯片。

在其中一个实施例中，所述基础数据生成模块还包括数据打包单元，所述数据打包单元分别连接所述高速计数器单元和所述主控制模块，用于将所述高速计数器单元产生的基础数据打包传送给所述主控制模块。

在其中一个实施例中，所述第一变化规律为所述级联的高速计数器单元计数到预定的计数值时自动清零并重新开始计数。

在其中一个实施例中，还包括辅助数据生成模块，所述辅助数据生成模块连接所述主控制模块，用于生成有第二变化规律的辅助数据并将所述辅助数据传输给所述主控制模块生成以供所述主控制模块以所述基础数据为基础通过所述辅助数据生成所述冗余数据。

在其中一个实施例中，所述辅助数据生成模块包括至少一个日历数据生成单元，每个所述日历数据生成单元分别连接所述主控制模块。

在其中一个实施例中，所述日历数据生成单元为SD2403API-G日历芯片。

在其中一个实施例中，所述主控制模块包括：

待加密数据生成单元，通过连接功能请求模块并根据所述功能请求模块的请求产生相应的待加密数据；

冗余数据生成单元，连接所述基础数据生成模块，用于以所述基础数据为基础生成所述冗余数据；

加密单元，分别连接所述待加密数据生成单元和所述冗余数据生成单元，用于将所述待加密数据作为一个整体***所述冗余数据生成所述加密数据。

在其中一个实施例中，所述主控制模块为ATmega16-16AI芯片。

在其中一个实施例中，还包括接口模块，所述接口模块包括若干接口单元，每个所述接口单元分别连接所述主控制模块，用于输出不同加密级别的所述加密数据。

上述加密方法和加密装置，通过一组不断变化的数据生成冗余数据，加密算法更加复杂使得到的加密数据更加隐蔽即使被多次截获也不易被破解，保证了加密数据传输过程中的安全。

附图说明

图1为本发明一实施例的加密方法流程图；

图2为本发明另一实施例的加密方法流程图；

图3为本发明一实施例的加密装置模块图；

图4为本发明另一实施例的加密装置模块图；

图5为本发明一实施例加密装置的芯片连接图。

具体实施方式

一种加密方法和一种加密装置，在对待加密数据进行加密时通过至少两组具有各自变化规律的二进制数据生成冗余数据，并通过映射运算进一步生成加密数据。通过至少两组具有各自变化规律的数据生成冗余数据，使生成的加密数据复杂度更高，使上述加密数据在传输过程中即使被截获也不会被轻易解码，防止重要信息的泄露、安全性更强。

下面结合附图和实施例对本发明一种加密方法和一种加密装置进行进一步详细的说明。

图1所示，为本发明一实施例的加密方法流程图。参考图1，一种加密方法，具体包括如下步骤：

步骤S110：将一组按照第一变化规律变化的二进制数据作为基础数据生成冗余数据。

上述基础数据可为通过高速计数器计数产生的计数值。高速计数器是指能计算比普通扫描频率更快的脉冲信号，它的工作原理与普通计数器类似，只是计数通道的响应时间更短，一般以KHZ的频率来计数。具体的，上述高速计数器的精度可为30MHZ，表示1秒钟内能够计数3亿次。

当基础数据为高速计数器产生的计数值时，上述基础数据的变化规律为当高速计数器计数到一个预定的计数值时自动清零并重新开始计数。如果基础数据为一个一直持续计数的计数值，在加密数据传输过程中如果加密数据被多次截获，也存在被破解的可能性。所以，通过设置上述计数值在计数到一个预定的计数值时自动清零并重新开始计数，使加密数据更加复杂，降低了上述加密数据在传输过程中多次被截获时被破解的可能性。

上述预定的计数值为一个在上述基础数据的最大范围内数值相对较大的质数。上述质数为一个设定值，可以为基础数据位数范围内最大的一个质数。质数又称素数，指在一个大于1的自然数中，除了1和此整数自身外，不能被其他自然数整除的数。与质数相对的叫做合数，合数是指自然数中除了能被1和本身整除外，还能被其他的数整除的数。在对加密数据解密时，如果冗余数据是一个合数，有利于加密数据的解密，而基础数据设置为质数时不利于上述加密数据的解密，在上述加密数据被截获或者即使被多次截获时，也很难破解，进一步提高了加密数据的安全性。

具体的，上述计数值可为84位二进制数。相对的，如果上述基础数据的位数越高，后面生成的加密数据的复杂度越高，从而上述加密数据传输过程中的安全性也就相对越高。

上述基础数据如果为一组随着时间延长不断有规律的增大、清零然后继续增大，如果在其后生成的加密数据被多次截获，也存在被破解的可能。所以上述基础数据可为几组高速计数器产生的不断变化计数值的组合，其中每组计数值可以以不同的计数初始值开始计数并达到各自设定的预设计数值时分别自动清零并重新开始计数，增加了基础数据的复杂度，提高加密数据传输过程中的安全性。

在其他的实施例中，上述基础数据也可为其他具有一定变化规律的数据，并不限定于上述高速计数器产生的计数值。

图2所示，为本发明另一实施例的加密方法流程图。

如果上述基础数据有规律的增长、清零并继续有规律的增长，如果能反复截获传送的加密数据，也存在加密数据被破解的可能性，所以需要将上述基础数据有规律的变化打乱。

参考图2，上述加密算法的步骤还包括如下步骤：

步骤S120：在上述基础数据的基础上与一组辅助数据按照预定的组合方式生成冗余数据。

在其他实施例中，也可以通过辅助数据将上述基础数据的变化规律打乱来获取冗余数据。上述辅助数据可以为一组恒定不变的固定二进制数据也可为一组具有第二变化规律的二进制数据。具体的，当上述辅助数据为具有第二变化规律的二进制数据时，上述辅助数据可为日历数据。一组日历数据为包括年、月、日、时、分、秒的二进制的时间数据。其中，初始时间可自由设定并通过二进制数据进行表示。将上述日历数据分散到上述基础数据中，可以一位一位的***上述基础数据也可以组成小于其二进制位数的***单元然后分散到上述基础数据中，打乱上述基础数据的规律变化，进一步增强加密数据的复杂度，提高上述加密数据传输过程中的安全性。

上述将日历数据分段后分散到基础数据中，可以将日历数据分段后顺序***到上述基础数据或将日历数据分段并打乱原有的顺序后再分散到上述基础数据中，使冗余数据更复杂并使进一步生成的加密数据更加隐蔽不易被破解。

上述辅助数据可为一组日历数据也可以包括至少两组日历数据，上述多组日立数据分别分散到上述基础数据中，进一步增强冗余数据的复杂度并进一步提高加密数据的隐蔽性，提高上述加密数据传输过程中的安全性。

在其他实施例中，上述辅助数据也可为其他具有一定变化规定的数据，并不限定于日历数据。

步骤S130：将待加密数据作为一个整体***冗余数据获得加密数据。

加密装置针对功能请求模块发出的获取加密数据的请求生成待加密数据，并生成加密数据后传输给上述功能请求模块。根据上述功能请求模块发出的不同请求或者针对不同的功能请求模块，上述待加密数据可为一串有效的许可地址、关键的密码信息或是来自上级的关键指令等。将上述待加密数据作为一个整体***到上述冗余数据中生成加密数据。上述待加密数据也为二进制数。

参考图2，上述加密方法进一步包括：

步骤S150：对所述冗余数据进行第一映射。

对冗余数据进行第一映射，其中第一映射的步骤为对冗余数据的预设的位数的数据直接取反或者将上述冗余数据的预设位数的数据按照上述冗余数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。例如上述冗余数据中的八位数10010110，将前四位按照后四位进行取反得到11110110。

在其他的实施例中，也可以根据其他的映射算法对上述冗余数据进行映射。

步骤S170：对所述待加密数据进行第二映射。

对待加密数据进行第二映射，其中第二映射的步骤为对待加密数据的预设的位数的数据直接取反或者将上述待加密数据的预设位数的数据按照上述待加密数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。

在其他的实施例中，也可以根据其他的映射算法对上述待加密数据进行映射运算。

在其他实施例中，也可以在上述基础数据的基础上通过多组不同的辅助数据生成冗余数据，并不限定只能包含两组数据用以生成冗余数据。在一组不断变化的基础数据的基础上，相应的辅助数据组数越多、变化规律越复杂生成的冗余数据的复杂度越高，相应的加密数据就越隐蔽，传输过程中的安全性越高。

图3所示为本发明一实施例的加密装置模块图。

参考图3，一种加密装置，包括连接的基础数据生成模块110和主控制模块130。基础数据生成模块110生成有第一变化规律的基础数据，主控制模块130生成待加密数据、以基础数据为基础生成冗余数据并通过冗余数据对待加密数据进行加密获取加密数据。

通过一组不断变化的数据生成冗余数据，使加密算法更加复杂，使重要信息更加隐蔽并使加密数据在传输过程中即使被多次截获也不易被破解，保证了加密数据传输过程中的安全性。

图4所示，为本发明另一实施例的加密装置模块图。

参考图4，上述基础数据生成模块110包括至少一个级联的高速计数器单元112，基础数据为级联的高速计数器单元112通过计数产生的计数值。具体的，上述高速计数器单元112为MC74HC4020AD高速计数器，产生14位的二进制计数。当上述高速计数器单元112数目为6时，产生84位的计数结果作为基础数据。

随着时间的延续，上述高速计数器单元112产生的计数结果不断增大直至达到预设的计数结果时自动清零然后重新开始计数。为了降低加密数据在传输的过程中被截获时被破解的概率，设置上述预计的计数结果为质数。

参考图4，上述基础数据生成模块110还包括数据打包单元114，数据打包单元114分别连接高速计数器单元112和主控制模块130，用于将高速计数器单元112产生的基础数据打包传送给主控制模块130。具体的，上述数据打包单元114为MCP23017芯片，并针对高速计数器单元112的数量设定数据打包单元114的数量。当高速计数器单元112MC74HC4020AD高速计数器并且数量为6个时，相应的MCP23017芯片为4个，将6个级联的MC74HC4020AD高速计数器产生的计数结果打包传输给主控制模块130。

参考图4，上述加密装置还包括辅助数据生成模块150，上述辅助数据生成模块150连接上述主控制模块130，用于生成有第二变化规律的辅助数据并将上述辅助数据传输给主控制模块130生成以供主控制模块130以上述基础数据为基础通过上述辅助数据生成冗余数据。

上述辅助数据生成模块150包括至少一个日历数据生成单元152，上述日历数据生成单元152分别连接主控制模块130。具体的，上述日历数据生成单元152为SD2403API-G日历芯片。

参考图4，上述主控制模块130包括依次连接的待加密数据生成单元132、加密单元134和冗余数据生成单元136。待加密数据生成单元132通过连接功能请求模块200并根据功能请求模块200的请求产生相应的待加密数据，冗余数据生成单元136分别连接基础数据生成模块110和辅助数据生成模块150并以上述基础数据为基础将上述辅助数据分段***基础数据生成冗余数据，加密单元134将所述待加密数据作为一个整体***所述冗余数据生成所述加密数据。

具体的，上述主控制模块130可为ATmega16-16AI芯片。

进一步的，上述加密装置还包括接口模块170，上述接口模块170包括若干不同输出级别的接口单元（图未示），上述接口单元分别连接上述加密单元134和功能请求模块200，用于传输上述功能请求模块200的请求并输出不同级别的加密数据给功能请求模块200或根据待加密数据的不同类型传输给相应的功能请求模块200。

图5所示，为本发明一实施例的加密装置的芯片连接图。

具体的，当上述高速计数器单元112为MC74HC4020AD高速计数器且上述MC74HC4020AD高速计数器为6个、上述数据打包单元114为MCP23017芯片且上述MCP23017芯片为4个、上述日历数据生成单元152为SD2403API-G日历芯片且上述SD2403API-G日历芯片为4个、上述主控制模块130为ATmega16-16AI芯片时，相应的芯片连接图如图5所示。

上述加密装置通过上述加密算法完成对待加密数据的加密，实现提高加密数据传输过程中的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (22)

1.一种加密方法，其特征在于，包括如下步骤：

将一组按照第一变化规律变化的二进制数据作为基础数据生成冗余数据；

将待加密数据作为一个整体***所述冗余数据获得加密数据。

2.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，所述基础数据为通过高速计数器计数产生的计数值。

3.根据权利要求2所述的加密方法，其特征在于，所述高速计数器计数到预定计数值时自动清零并重新开始计数。

4.根据权利要求3所述的加密方法，其特征在于，所述预定计数值为质数。

5.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，所述生成冗余数据的步骤还包括在所述基础数据的基础上与一组辅助数据按照预定的组合方式生成冗余数据的步骤。

6.根据权利要求5所述的加密方法，其特征在于，所述辅助数据为具有第二变化规律的二进制数据。

7.根据权利要求6所述的加密方法，其特征在于，所述辅助数据为日历数据。

8.根据权利要求7所述的加密方法，其特征在于，所述辅助数据包括至少1组日历数据，所述每组日历数据为包括年、月、日、时、分、秒的二进制的时间数据。

9.根据权利要求5所述的加密方法，其特征在于，所述预定的组合方式为：以所述辅助数据的二进制值中的至少一比特位为一个***单元分别***到所述基础数据中，使所述辅助数据分成至多等于其二进制位数的***单元并分散在所述基础数据中。

10.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，还包括对所述冗余数据进行第一映射的步骤，所述第一映射的步骤为对所述冗余数据的预设位数的数据直接取反或者将所述冗余数据的预设位数的数据按照所述冗余数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。

11.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，还包括对所述待加密数据进行第二映射的步骤，所述第二映射的步骤为对所述待加密数据的预设的位数的数据直接取反或者将所述待加密数据的预设位数的数据按照所述待加密数据的剩余位数中的相应位数的数据进行取反。

12.一种加密装置，其特征在于，包括：

基础数据生成模块，用于生成有第一变化规律的基础数据；

主控制模块，连接所述基础数据生成模块，用于产生待加密数据，以所述基础数据为基础生成冗余数据并通过所述冗余数据对所述待加密数据进行加密获取加密数据。

13.根据权利要求12所述的加密装置，其特征在于，所述基础数据生成模块包括至少一个级联的高速计数器单元，所述基础数据为所述级联的高速计数器单元通过计数产生的计数值。

14.根据权利要求13所述的加密装置，其特征在于，所述高速计数器单元为MC74HC4020AD高速计数器芯片。

15.根据权利要求13所述的加密装置，其特征在于，所述基础数据生成模块还包括数据打包单元，所述数据打包单元分别连接所述高速计数器单元和所述主控制模块，用于将所述高速计数器单元产生的基础数据打包传送给所述主控制模块。

16.根据权利要求13所述的加密装置，其特征在于，所述第一变化规律为所述级联的高速计数器单元计数到预定的计数值时自动清零并重新开始计数。

17.根据权利要求12所述的加密装置，其特征在于，还包括辅助数据生成模块，所述辅助数据生成模块连接所述主控制模块，用于生成有第二变化规律的辅助数据并将所述辅助数据传输给所述主控制模块生成以供所述主控制模块以所述基础数据为基础通过所述辅助数据生成所述冗余数据。

18.根据权利要求17所述的加密装置，其特征在于，所述辅助数据生成模块包括至少一个日历数据生成单元，每个所述日历数据生成单元分别连接所述主控制模块。

19.根据权利要求18所述的加密装置，其特征在于，所述日历数据生成单元为SD2403API-G日历芯片。

20.根据权利要求12所述的加密装置，其特征在于，所述主控制模块包括：

待加密数据生成单元，通过连接功能请求模块并根据所述功能请求模块的请求产生相应的待加密数据；

冗余数据生成单元，连接所述基础数据生成模块，用于以所述基础数据为基础生成所述冗余数据；

加密单元，分别连接所述待加密数据生成单元和所述冗余数据生成单元，用于将所述待加密数据作为一个整体***所述冗余数据生成所述加密数据。

21.根据权利要求12所述的加密装置，其特征在于，所述主控制模块为ATmega16-16AI芯片。

22.根据权利要求12所述的加密装置，其特征在于，还包括接口模块，所述接口模块包括若干接口单元，每个所述接口单元分别连接所述主控制模块，用于输出不同加密级别的所述加密数据。