CN114285610A - 一种对信息进行加密并传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及一种对信息进行加密并传输的方法，包括：提供待加密初始信息，随机生成初始密钥，通过填充方法对所述待加密初始信息加入填充字节得到填充明文，再通过对称加密算法对所述填充明文进行第一次加密得到一次加密密文；根据所述初始密钥确定二次加密的加密次数及二次加密的加密方法，并对所述一次加密密文进行二次加密得到二次加密密文；对所述二次加密密文进行验证计算得到验证信息，并根据所述密钥将所述验证信息分段***所述二次加密密文中，得到三次加密密文；将三次加密密文传输。本发明提供的一种对信息进行加密并传输的方法提高了信息在传输过程中的安全性。

Description

一种对信息进行加密并传输的方法

【技术领域】

本发明涉及信息安全技术领域，其特别涉及一种对信息进行加密并传输的方法。

【背景技术】

目前，通信技术已融入到生活的各个方面，从网购、金融到日常社交，信息无时无刻不在传递，信息安全俨然成为生活的重要方面。加密算法是保障信息安全传输、存储的核心技术。随着计算机存储容量的提高和计算能力的提升，但传统加密方法安全性低，加密效率低，使通过穷举法和数学统计方法破解传统的加密算法成为可能，这对通信网络数据安全存在负面影响。

【发明内容】

为了解决传统信息加密传输过程中安全性低，加密效率低的问题，本发明提供一种对信息进行加密并传输的方法。

本发明为解决上述技术问题，提供如下的技术方案：一种对信息进行加密并传输的方法，包含以下步骤：提供待加密初始信息，随机生成初始密钥，通过填充方法对所述待加密初始信息加入填充字节得到填充明文，再通过对称加密算法对所述填充明文进行第一次加密得到一次加密密文；

根据所述初始密钥确定二次加密的加密次数及二次加密的加密方法，并对所述一次加密密文进行二次加密得到二次加密密文；

对所述二次加密密文进行验证计算得到验证信息，并根据所述密钥将所述验证信息分段***所述二次加密密文中，得到三次加密密文；

将三次加密密文传输。

优选地，得到二次加密密文过程具体为：先根据所述密钥确定所述二次加密的次数，再根据所述密钥确定所述二次加密的方法；

当所述二次加密的次数为多次时，根据所述密钥依次确定每一次所述二次加密的方法。

优选地，得到二次加密密文过程中的所述加密次数和所述加密方法由所述密钥的特定位数决定。

优选地，得到二次加密密文过程中确定所述加密次数的方式具体如下：

定义C为所述加密次数，定义W为所述密钥的第一特定位数的ASCII码，w为小于W的正整数，所述加密次数C由函数C＝P(W，w)确定，函数P(W，w)为W对w取余的函数，传入参数W、w后，函数P(W，w)的值即为加密次数。

优选地，得到二次加密密文过程中确定所述加密方法的方式具体如下：定义数组a[]为加密方法数组，定义M为所述密钥的第二特定位数的ASCII码，定义m为小于M的正整数，定义Q{C，P(M，m)，a[]}为一个循环算法，所述循环算法的具体步骤包括：

判断C是否大于0，若C不大于0，则循环停止，通过所述加密方法数组对所述一次加密密文进行加密；若C大于0，则向下执行；

将P(M，m)得到的值放到数组a[]中，若数组a[]中为空，则放到数组a[]的首位，若a[]不为空，则依次从数组a[]的首位开始向后寻找，直到找到空位存放新的值为止；

第二特定位数加1，C的值减1，然后回跳到判断C是否大于0的步骤进行循环。

根据所述循环算法确定的所述加密方法数组中的数字序列，选择对应加密方法依次对所述一次加密密文依次进行二次加密，得到所述二次加密密文。

优选地，在所述循环算法的循环停止之后，对所述一次加密密文进行二次加密之前还包括以下步骤：

定义H为确定加密顺序对应的所述密钥的特定位数的ASCII码，定义h为确定实施所述加密顺序的值，定义函数R(H，2)为H对2取余的函数，且h＝R(H，2)，根据h的值确定是否对数组a[]进行逆序操作。

优选地，得到三次加密密文过程中通过HMAC-SHA256算法对所述二次加密密文进行计算，得到验证信息，将所述验证信息分成三段，根据密钥的特定位数将分段的验证信息分别从所述二次加密密文的特定位数***所述二次加密密文中，得到所述三次加密密文。

一种对如前所述加密信息进行解密的解密方法，包括如下步骤：

接收三次加密密文；

从所述三次加密密文中抽取验证信息，确认所述三次加密密文没被篡改后，经过解密过程进行解密；

删除填充字节得到明文。

优选地，确认所述三次加密密文没被篡改的方式具体为：

从所述三次加密密文中抽取被分段的验证信息，通过与所述三次加密算法对应的解密算法计算三次加密密文的验证信息，将抽取的验证信息与计算得出的验证信息对比，确认无误，说明密文没被篡改。

优选地，所述解密过程为得到二次加密密文过程和得到一次加密密文过程的逆过程。

与现有技术相比，本发明所提供的一种对信息进行加密并传输的方法，具有如下的有益效果：

1.在本发明实施例提供的对信息进行加密并传输的方法中，通过根据随机生成的初始密钥的特定位数选择加密次数和加密方法对待加密初始信息进行加密，并且计算得到验证信息，将验证信息***到密文当中，因为初始密钥是随机的，也就是说加密次数和加密方法是随机的，因此最后生成的密文也就是并非一个加密方法产生，使密文保密性高，同时使攻击者利用穷举法破译密文更加困难。

2.先确定加密次数，再根据加密次数选择加密方法，能够使加密流程更加清晰，加密过程和解密过程更容易对应。

3.利用密钥特定位数来确定加密次数和加密方法，使加密次数和加密方法不再固定，提高了密文的安全性。

4.利用密钥特定位数的特定余数来确定加密次数，这种确定加密次数的方式更加灵活，使整个加密方法的安全性得到了提升。

5.利用密钥特定位数的特定余数来确定加密方法，并根据加密次数创建加密方法数组，将加密方法一次填到加密方法数组中，再通过加密方法数组对一次加密密文进行加密。这样通过先确定加密方法数组，再依据加密方法数组对一次加密密文进行加密，使加密的方式更加灵活，不同次数不同加密方法的排列组合进一步地提升了得到二次加密密文过程的可靠性。

6.根据密钥特定位数的特定余数来确定是否对加密方法数组进行逆序操作，进一步提升了得到二次加密密文过程的安全性。

7.利用HMAC-SHA256算法根据二次加密的密文生成32字节的验证信息，再将验证信息根据密钥的特定位数分段***密文当中。在解密的时候可以先检查验证信息是否更改，以确定密文是否泄露，使密文的安全性能够得到验证。

8.本发明提供的一种对如前所述加密信息进行解密的解密方法，使接收者可以接收发出者发出的加密信息并进行解密操作。完善了信息的交流过程，从加密到发出，再从接收到解密，提升了信息传输的整个过程的安全性。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例提供的一种对信息进行加密并传输的方法的示意图。

图2是本发明第一实施例提供的一种对信息进行加密并传输的方法得到二次加密密文过程的流程图。

图3是本发明第一实施例中得到二次加密密文过程中的循环算法的示意图。

图4是本发明第一实施例提供的一种对信息进行加密并传输的方法加密过程的流程图。

图5是本发明第二实施例提供的一种解密方法的解密过程的流程图。

附图标识说明：

1、一种对信息进行加密并传输的方法。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种对信息进行加密并传输的方法1，包含以下步骤：

一次加密过程，提供待加密初始信息，随机生成初始密钥，通过填充方法对所述待加密初始信息加入填充字节得到填充明文，再通过一次加密算法对所述填充明文进行第一次加密得到一次加密密文；

得到二次加密密文过程，根据所述密钥确定二次加密的加密次数及二次加密的加密方法，并对所述一次加密密文进行二次加密得到二次加密密文；

得到三次加密密文过程，对所述二次加密密文进行验证计算得到验证信息，并根据所述密钥将所述验证信息分段***所述二次加密密文中，得到三次加密密文；

将三次加密密文传输。

在本实施例中，通过对待加密初始信息进行三次加密再传输，使攻击者对破解加密信息更加困难，提高了加密信息的安全性。

具体地，一次加密过程中，用随机函数生成一个随机的256位密钥，采用256位AES加密方法。在加密通信前，双方已有约定好的安全密钥，编码方式用Base64编码，因采用256位AES加密方法，所以明文的长度是256的倍数，因此明文长度不够256位的要进行填充补位。本实施例采用的是PKCS7方法对明文进行填充，得到填充明文。采用256位AES加密方法的CBC加密模式对填充后明文进行加密处理，得到一次加密密文。

可选地，一次加密过程中的编码方式、加密模式和填充方法可根据实际情况进行替换，加密算法只能换成其他对称加密方法。

请参阅图2，得到二次加密密文过程中中先根据所述密钥确定所述二次加密的次数，再根据所述密钥确定所述二次加密的方法；当所述二次加密的次数为多次时，根据所述密钥依次确定每一次所述二次加密的方法。先确定加密次数，再根据加密次数选择加密方法，能够使加密流程更加清晰，加密过程和解密过程更容易对应。

进一步地，得到二次加密密文过程中的加密次数和加密方法由密钥的特定位数来决定。利用密钥特定位数的特定余数来确定加密次数和加密方法，使加密次数和加密方法不再固定，提高了密文的安全性。

具体地，得到二次加密密文过程中得到加密次数的方式具体如下：

首先，定义C为加密次数，定义W为密钥第一特定位数上字符的ASCII码，定义w为小于W的正整数；随后建立取余函数P，函数P可传入两个正整数。本实施例中，传入W和w，将函数P(W，w)计算得出的W对w取余的值赋给C，得到加密次数，即C＝P(W，w)。其中，第一特定位数和w在每次加密过程中可以不同，具体可在加密之前统一约定，也可引入选择算法对其进行选择。当第一特定位数和w在加密之前统一约定时，由于密钥是由随机函数生成，即使第一特定位数确定，但每次在第一特定位数上字符的ASCII码W也可以有很好的随机性，由函数P(W，w)确定的加密次数C也有很好的随机性；当引入选择算法对每次加密的第一特定位数和w进行选择时，可以使计算得出的加密次数更加随机。利用密钥特定位数的特定余数来确定加密次数，这种确定加密次数的方式更加灵活，使整个加密算法的安全性得到了提升。

请参阅图3，得到二次加密密文过程中，确定了加密次数之后，需要再确定加密方法，确定加密方法的具体方式如下：定义数组a[]为加密方法数组，定义M为所述密钥的第二特定位数上字符的ASCII码，定义m为小于M的正整数，定义Q{C，P(M，m)，a[]}为一个循环算法，所述循环算法的具体步骤包括：

判断C是否大于0，若C不大于0，则循环停止，通过所述加密方法数组对所述一次加密密文进行加密；若C大于0，则继续执行向下执行；

将P(M，m)得到的值放到数组a[]中，若数组a[]中为空，则放到数组a[]的首位，若a[]不为空，则依次从数组a[]的首位开始向后寻找，直到找到空位存放新的值为止；

第二特定位数加1，C的值减1，然后回跳到判断C是否大于0的步骤进行循环；

根据所述循环算法确定的所述加密方法数组中的数字序列，选择对应加密方法依次对所述一次加密密文依次进行二次加密，得到所述二次加密密文。

具体地，在循环算法中，首先判断加密次数C的值的大小来确认是否继续向下执行循环；当C大于0时，将M和m传入取余函数P中，将P(M，m)计算得出的值依次填入加密方法数组a[]中，此时为了确定下依次加密的方法，我们需要将第二特定位数向下移动，得到下一个字符的ASCII码来确定下一次的加密方法，因此第二特定位数加1，加密次数即循环算法的循环次数，也即加密方法数组a[]的长度，故循环完成一次后，C的值减1，再回到循环算法的第一步判断C的值，当C的值不大于0时，说明加密方法数组a[]填充完毕，此时跳出循环。此时加密方法数组中填充了一组数字序列，再根据加密方法数组中的数字序列选择对应的加密方法依次对一次加密密文进行二次加密，得到二次加密密文。利用密钥特定位数的特定余数来确定加密方法，并根据加密次数创建加密方法数组，将加密方法一次填到加密方法数组中，再通过加密方法数组对一次加密密文进行加密。这样通过先确定加密方法数组，再依据加密方法数组对一次加密密文进行加密，使加密的方式更加灵活，不同次数不同加密方法的排列组合进一步地提升了得到二次加密密文过程的可靠性。

请参与图4，可选地，加密方法有以下几种：循环右移、抽段反序、乱序排布、数位调换和凯撒加密。

可以理解地，循环右移意为将密文整体进行右移k位，其原理是把高位补到低位，其中k由密钥的第一个字符确定。

抽段反序意为将一段密文进行反转排布。

乱序排布意为将一段密文中比特位打乱，原理是取一段32个字节长度的密文段s2，从密钥的首个字节，其低四位转化为十进制整数a，高四位转化为十进制整数b，将密文的a位置的字符s2[a]与b位置的字符s2[b]交换，重复此过程m次，其中m是密钥的长度。

数位调换意为将密文字符位置为4的倍数的字符与其前一个字符调换位置，如第三位字符与第四位字符调换，第七位字符与第八位字符调换，以此类推直到调换完全文。

凯撒加密的功能是将输入字符串中的所有字母都在ASCII表上向后(或向前)按照密钥每个字符的十六进制的低四位进行偏移后，以密钥的长度m为一个循环，直到全部输入字符串加密完成，需要注意的是，待加密初始信息经过一次加密过程的填充，其长度是密钥的整数倍。该方法可做到对不同产品的不同密钥产生不同的加密方法。

进一步地，在循环停止之后，对所述一次加密密文进行二次加密之前还包括以下步骤：

定义H为确定加密顺序对应的所述密钥的第三特定位数上字符的ASCII码，定义h为确定实施所述加密顺序的值，定义函数R(H，2)为H对2取余的函数，且h＝R(H，2)，根据h的值确定是否对数组a[]进行逆序操作。具体的，当h的值为0时，对数组进行逆序操作；当h的值不为0时，不对数组进行操作。根据密钥第三特定位数的特定余数来确定是否对加密方法数组进行逆序操作，进一步提升了得到二次加密密文过程的安全性。

得到三次加密密文过程中通过HMAC-SHA256算法对二次加密密文进行计算，得到验证信息，将所述验证信息分成三段，根据密钥的特定位数将分段的验证信息分别从所述二次加密密文的特定位数***所述二次加密密文中，得到所述三次加密密文。利用HMAC-SHA256算法对二次加密密文进行Hash运算，得到32字节的验证信息。讲验证信息分成三段，再根据密钥的第四特定位数上字符的ASCII码将三段验证信息分别从二次加密密文的不同位数***到二次加密密文当中，每***一段后，第四特定位数后移一位。此步为加签处理，可有效防止密文篡改，能迷惑攻击者，有一定的加密作用，同时几乎不影响信号传输效率。

请参阅图5，本发明提供的第二实施例提供一种解密方法，对第一实施例的三次加密密文进行解密，还包括以下步骤：

从所述三次加密密文中抽取被分成三段的32字节验证信息，通过HMAC-SHA256算法计算密文的验证信息，对比提取的验证信息，确认无误，说明密文没被篡改，此步为验签处理，经过验签处理后的密文长度减少32字节。确认所述三次加密密文没被篡改后，经过解密过程进行解密，然后删除一次加密过程中的所述填充字节得到所述明文。

可以理解地，解密过程为得到二次加密密文过程和一次加密过程的逆过程。循环右移对应循环左移，抽段反序对应逆抽段反序，乱序排布变成逆乱序排布，数位调换变成逆数位调换，凯撒加密变成凯撒解密。逆过程同样需要根据密钥来执行，通过得出的加密方法数组选择解密方式。原理与加密一样，只是顺序是相反的。然后用256位AES(CBC模式)根据密钥进行解密操作，最后删除后面的填充字节得到需要的明文。

在本发明所提供的实施例中，应理解，“与A对应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在本发明的附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方案中，方框中所标注的功能也可以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，在此基于涉及的功能而确定。需要特别注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

与现有技术相比，本发明所提供的一种对信息进行加密并传输的方法，具有如下的有益效果：

1.在本发明实施例提供的对信息进行加密并传输的方法中，通过根据随机生成的初始密钥的特定位数选择加密次数和加密方法对待加密初始信息进行加密，并且计算得到验证信息，将验证信息***到密文当中，因为初始密钥是随机的，也就是说加密次数和加密方法是随机的，因此最后生成的密文也就是并非一个加密方法产生，使密文保密性高，同时使攻击者利用穷举法破译密文更加困难。

2.先确定加密次数，再根据加密次数选择加密方法，能够使加密流程更加清晰，加密过程和解密过程更容易对应。

3.利用密钥特定位数来确定加密次数和加密方法，使加密次数和加密方法不再固定，提高了密文的安全性。

4.利用密钥特定位数的特定余数来确定加密次数，这种确定加密次数的方式更加灵活，使整个加密方法的安全性得到了提升。

5.利用密钥特定位数的特定余数来确定加密方法，并根据加密次数创建加密方法数组，将加密方法一次填到加密方法数组中，再通过加密方法数组对一次加密密文进行加密。这样通过先确定加密方法数组，再依据加密方法数组对一次加密密文进行加密，使加密的方式更加灵活，不同次数不同加密方法的排列组合进一步地提升了得到二次加密密文过程的可靠性。

6.根据密钥特定位数的特定余数来确定是否对加密方法数组进行逆序操作，进一步提升了得到二次加密密文过程的安全性。

7.利用HMAC-SHA256算法根据二次加密的密文生成32字节的验证信息，再将验证信息根据密钥的特定位数分段***密文当中。在解密的时候可以先检查验证信息是否更改，以确定密文是否泄露，使密文的安全性能够得到验证。

8.本发明提供的一种对如前所述加密信息进行解密的解密方法，使接收者可以接收发出者发出的加密信息并进行解密操作。完善了信息的交流过程，从加密到发出，再从接收到解密，提升了信息传输的整个过程的安全性。

以上对本发明实施例公开的一种对信息进行加密并传输的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：包含以下步骤：

提供待加密初始信息，随机生成初始密钥，通过填充方法对所述待加密初始信息加入填充字节得到填充明文，再通过对称加密算法对所述填充明文进行第一次加密得到一次加密密文；

根据所述初始密钥确定二次加密的加密次数及二次加密的加密方法，并对所述一次加密密文进行二次加密得到二次加密密文；

对所述二次加密密文进行验证计算得到验证信息，并根据所述密钥将所述验证信息分段***所述二次加密密文中，得到三次加密密文；

将三次加密密文传输。

2.如权利要求1所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：

得到二次加密密文过程具体为：先根据所述密钥确定所述二次加密的次数，再根据所述密钥确定所述二次加密的方法；

当所述二次加密的次数为多次时，根据所述密钥依次确定每一次所述二次加密的方法。

3.如权利要求1所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：

得到二次加密密文过程中的所述加密次数和所述加密方法由所述密钥的特定位数决定。

4.如权利要求2所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：

得到二次加密密文过程中确定所述加密次数的方式具体如下：

定义C为所述加密次数，定义W为所述密钥的第一特定位数上字符的ASCII码，w为小于W的正整数，所述加密次数C由函数C＝P(W，w)确定，函数P(W，w)为W对w取余的函数，传入参数W、w后，函数P(W，w)的值即为加密次数。

5.如权利要求4所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：得到二次加密密文过程中确定所述加密方法的方式具体如下：

定义数组a[]为加密方法数组，定义M为所述密钥的第二特定位数字符的ASCII码，定义m为小于M的正整数，定义Q{C，P(M，m)，a[]}为一个循环算法，所述循环算法的具体步骤包括：

判断C是否大于0，若C不大于0，则循环停止，通过所述加密方法数组对所述一次加密密文进行加密；若C大于0，则向下执行；

将P(M，m)得到的值放到数组a[]中，若数组a[]中为空，则放到数组a[]的首位，若a[]不为空，则依次从数组a[]的首位开始向后寻找，直到找到空位存放新的值为止；

第二特定位数加1，C的值减1，然后回跳到判断C是否大于0的步骤进行循环；

根据所述循环算法确定的所述加密方法数组中的数字序列，选择对应加密方法依次对所述一次加密密文依次进行二次加密，得到所述二次加密密文。

6.如权利要求5所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：

在所述循环算法的循环停止之后，对所述一次加密密文进行二次加密之前还包括以下步骤：

定义H为确定加密顺序对应的所述密钥的第三特定位数上字符的ASCII码，定义h为确定实施所述加密顺序的值，定义函数R(H，2)为H对2取余的函数，且h＝R(H，2)，根据h的值确定是否对数组a[]进行逆序操作。

7.如权利要求1所述的对信息进行加密并传输的方法，其特征在于：得到三次加密密文过程中通过HMAC-SHA256算法对所述二次加密密文进行计算，得到验证信息，将所述验证信息分成三段，根据密钥的第四特定位数将分段的验证信息分别从所述二次加密密文的特定位数***所述二次加密密文中，得到所述三次加密密文。

8.一种对如前所述加密信息进行解密的解密方法，包括如下步骤：

接收三次加密密文；

从所述三次加密密文中抽取验证信息，确认所述三次加密密文没被篡改后，经过解密过程进行解密；

删除填充字节得到明文。

9.如权利要求8所述的解密方法，其特征在于：确认所述三次加密密文没被篡改的方式具体为：

从所述三次加密密文中抽取被分段的验证信息，通过与所述三次加密算法对应的解密算法计算三次加密密文的验证信息，将抽取的验证信息与计算得出的验证信息对比，确认无误，说明所述三次加密密文没被篡改。

10.如权利要求8所述的解密方法，其特征在于：所述解密过程为得到二次加密密文过程和得到一次加密过程的逆过程。

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