數據加密、解密、傳輸方法和系統的製作方法

2023-09-16 11:16:50 1

數據加密、解密、傳輸方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種數據加密、解密、傳輸方法和系統，其中數據加密方法包括：預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。本發明提高了加密安全性。
【專利說明】數據加密、解密、傳輸方法和系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及加密【技術領域】，特別是涉及一種數據加密、解密、傳輸方法和系統。

【背景技術】
[0002]加密技術是最常用的安全保密手段，利用技術手段把重要的數據變為亂碼(加密)傳送，到達目的地後再用相同或不同的手段還原(解密)。加密技術的密碼體制分為對稱密鑰體制和非對稱密鑰體制兩種。對稱加密算法的特點是算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。常用的算法有DES、Blowfish、RC5、IDEA，密鑰固定，長度在40bit--168bit的範圍。非對稱密碼體制的特點是算法強度複雜、安全性依賴於算法與密鑰但是由於其算法複雜，而使得加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。常用的算法有RSA、Elgamal、Rabin、D_H 及背包算法。
[0003]目前，數據加密方法中往往採用對稱加密，加密過程中往往將加密算法和密鑰發送至接收端，或者將密鑰發送至接收端，無法保證加密算法和密鑰的安全性，這種加密解密方式安全性低。


【發明內容】

[0004]基於此，有必要針對數據加密安全性差的問題，提供一種數據加密方法和系統。
[0005]一種數據加密方法，包括:
[0006]預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；
[0007]生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；
[0008]將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；
[0009]根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；
[0010]獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
[0011]一種數據加密系統，包括:
[0012]存儲模塊，用於預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；
[0013]隨機數生成模塊，用於生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；
[0014]加密密鑰和算法確定模塊，用於將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；
[0015]數據加密模塊，用於根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；
[0016]隨機數加密模塊，用於獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
[0017]上述數據加密方法和系統，通過事先預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；將生成的隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；進而對待加密數據的每個字節進行加密獲得密文；對隨機數進行加密獲得密文對應的加密因子。從而不需要額外傳送密鑰信息和算法信息，算法計算處理簡單快捷，對每個字節都進行加密，且每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，從而提高了數據加密的安全性。
[0018]基於此，有必要針對數據解密安全性差的問題，提供一種數據解密方法。
[0019]一種數據解密方法，包括:
[0020]預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號；
[0021]獲取加密數據對應的密文及其加密因子；
[0022]獲取加密因子的解密密鑰和解密算法，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；
[0023]將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；
[0024]根據每個字節對應的解密密鑰和解密算法對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。
[0025]上述數據解密方法，事先預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；進而對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。從而不需要額外接收密鑰信息和算法信息，算法計算處理簡單快捷，對每個字節都進行解密，且每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，從而提高了數據解密的安全性。
[0026]基於此，有必要針對數據傳輸安全性差的問題，提供一種數據傳輸方法。
[0027]一種數據傳輸方法，包括:
[0028]在發送端根據上述數據加密方法對待加密數據進行加密，並將加密後的密文及其加密因子發送至接收端；
[0029]在接收端根據上述對應數據加密方法的數據解密方法對接收的密文及其加密因子進行解密；
[0030]其中，數據解密方法中預存的解密密鑰與數據加密方法中的加密密鑰相同，並且編號相同；數據解密方法中預存的解密算法與數據加密方法中的加密算法--對應，並且編號相同。
[0031]上述數據傳輸方法，通過事先在發送端預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；將生成的隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；進而對待加密數據的每個字節進行加密獲得密文；對隨機數進行加密獲得密文對應的加密因子。在接收到預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；進而對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。從而不需要額外傳輸密鑰信息和算法信息，算法計算處理簡單快捷，對每個字節都進行加密和解密，且每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，從而提高了數據傳輸的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發明數據加密方法實施例的流程示意圖；
[0033]圖2為本發明數據加密系統實施例的結構示意圖；
[0034]圖3為本發明數據解密方法實施例的流程示意圖；
[0035]圖4為本發明數據解密系統實施例的結構示意圖；
[0036]圖5為本發明數據傳輸方法實施例的流程示意圖；
[0037]圖6為本發明數據傳輸方法具體應用實例示意圖；
[0038]圖7為本發明數據傳輸系統實施例的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0039]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0040]如圖1所示，為本發明數據加密方法實施例的流程示意圖，包括步驟:
[0041]步驟S101:預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；
[0042]可以事先預存相同個數的加密密鑰和加密算法，然後對每個加密密鑰進行編號，對每個加密算法進行編號。
[0043]步驟S102:生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；
[0044]隨機數的位數值是指隨機數的位數的值。隨機數的位數小於或等於加密密鑰或加密算法的個數，在其中一個實施例中，為了節約成本，優選為隨機數的位數同加密密鑰或加密算法的個數相同。例如，可以設置隨機數的位數為16位，設置加密密鑰個數為16個，力口密算法的個數為16個。當然，也可以是8個等其他數據。
[0045]步驟S103:將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；
[0046]這裡的預設運算規則可以是邏輯運算，簡單的加減乘除運行，還可以是移位運算，預設運算規則目的是為了使每個字節有對應的加密密鑰和加密算法，因此預設運算規則是根據待加密數據每個字節的排序號將隨機數進行運算處理的一種規則。
[0047]將運算結果作為加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號可以對應確定該字節對應的加密密鑰和加密算法。
[0048]步驟S104:根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；
[0049]步驟S105:獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
[0050]獲取隨機數的加密密鑰和加密算法的方法有很多種，比如，可以預存一組隨機數的加密密鑰和加密算法，也可以從預存加密密鑰和加密算法中選擇固定的一組編號對應的加密密鑰和加密算法作為隨機數的加密密鑰和加密算法。
[0051]本實施例通過事先預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；將生成的隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；進而對待加密數據的每個字節進行加密獲得密文；對隨機數進行加密獲得密文對應的加密因子。從而不需要額外傳送密鑰信息和算法信息，算法計算處理簡單快捷，對每個字節都進行加密，且每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，從而提高了數據加密的安全性。
[0052]在其中一個實施例中，本發明提供一種優選的確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法的方法，即:
[0053]所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法步驟，包括:
[0054]將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的加密密鑰；
[0055]將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法;
[0056]其中，k表示隨機數的位數值。
[0057]對各所述加密密鑰和加密算法進行編號步驟為從0開始編號，一直編號到k_l。
[0058]本實施例採用異或的邏輯運算，並將異或結果除以k取餘，從而將結果限定在0到(k-Ι)範圍內，此時，加密密鑰的個數和加密算法的個數只需要同隨機數的位數值相同即可。其中，異或的時候i可以採用二進位表示。採用這種邏輯運算方式確定每個字節的加密密鑰的編號和加密算法的編號，可以提高加密過程中的安全性，同時計算簡單快捷。
[0059]在另一個實施例中，還可以通過加減乘除的運算方式確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法的方法，即:
[0060]所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法步驟，包括:
[0061]將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的密鑰；
[0062]將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法；
[0063]其中，k表示隨機數的位數值。
[0064]對各所述加密密鑰和加密算法進行編號步驟為從0開始編號，一直編號到k_l。
[0065]本實施例採用加運算，並將加結果除以k取餘，從而將結果限定在0到(k-Ι)範圍內，此時，加密密鑰的個數和加密算法的個數只需要同隨機數的位數值相同即可。採用這種運算方式確定每個字節的加密密鑰的編號和加密算法的編號，可以提高加密過程中的安全性，同時計算簡單快捷。
[0066]在其中一個實施例中，為了進一步提高安全性，還提供一種確定隨機數的加密密鑰和加密算法的方法，即:
[0067]所述獲取隨機數的加密密鑰和加密算法步驟，包括:
[0068]將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號和加密算法的編號，並根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定對應的加密密鑰和加密算法。
[0069]本實施例通過根據密文進行邏輯運算獲得隨機數的加密密鑰和加密算法，則實現雙向加密密鑰和加密算法的確定(即根據隨機數確定待加密數據的密鑰和算法，根據待加密數據加密獲得的密文確定隨機數的密鑰和算法)，可以大大提高加密安全性。
[0070]當然，根據密文進行運算獲得隨機數的加密密鑰和加密算法的方法有很多種，不限於用本實施例提到的異或處理並除以k取餘的方式，也可以用其他方式。例如，將所有密文相加，並處以k取餘，將餘數作為加密密鑰和加密算法的編號。當然，也可以不除以k取餘，直接將所有密文相加獲得的值作為加密密鑰和加密算法的編號，此時加密算法和加密密鑰的個數就需要增多。
[0071]以上實施方式中的各種技術特徵可以任意進行組合，只要特徵之間的組合不存在衝突或矛盾，但是限於篇幅，未進行一一描述，因此上述實施方式中的各種技術特徵的任意進行組合也屬於本說明書公開的範圍。
[0072]基於上述數據加密方法，本申請還提供一種數據加密系統，如圖2所示，為本發明數據加密系統實施例的結構示意圖，包括:
[0073]存儲模塊210，用於預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；
[0074]隨機數生成模塊220，用於生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；
[0075]加密密鑰和算法確定模塊230，用於將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；
[0076]數據加密模塊240，用於根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；
[0077]隨機數加密模塊250，用於獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
[0078]在其中一個實施例中，所述加密密鑰和算法確定模塊，用於將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的密鑰；
[0079]將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法；
[0080]其中，k表示隨機數的位數值。
[0081]在另一個實施例中，所述加密密鑰和算法確定模塊，用於將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的加密密鑰；
[0082]將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法;
[0083]其中，k表示隨機數的位數值。
[0084]在其中一個實施例中，所述隨機數加密模塊，還用於將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號和加密算法的編號，並根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定對應的加密密鑰和加密算法。
[0085]本發明的數據加密系統與本發明的數據加密方法是--對應的，上述數據加密方法實施例中的相關技術特徵及其技術效果均適用於數據加密系統實施例中，在此不再贅述。
[0086]基於上述數據加密方法獲得的密文及其加密因子，本實施例還提供一種數據解密方法，如圖3所示，為本發明數據解密方法實施例的流程示意圖，包括:
[0087]步驟S301:預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號；
[0088]可以事先預存相同個數的解密密鑰和解密算法，然後對每個解密密鑰進行編號，對每個解密算法進行編號。其中，預存的解密密鑰與數據加密方法中的加密密鑰相同，並且編號也相同；預存的解密算法與數據加密方法中的加密算法--對應，並且編號也相同。
[0089]步驟S302:獲取加密數據對應的密文及其加密因子；
[0090]這裡的密文及其加密因子是上述數據加密方法獲得的密文及其加密因子。密文是根據隨機數確定每個字節的加密密鑰和加密算法，將待加密數據的每個字節根據其對應的加密算法和加密密鑰進行加密的數據。加密因子是將隨機數進行加密獲得的因子。
[0091]步驟S303:獲取加密因子的解密密鑰和解密算法，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；
[0092]獲取隨機數的解密密鑰和解密算法的方法有很多種，比如，可以預存一組隨機數的解密密鑰和解密算法，也可以從預存解密密鑰和解密算法中選擇固定的一組編號對應的解密密鑰和解密算法作為隨機數的解密密鑰和解密算法。
[0093]步驟S304:將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；
[0094]這裡的預設運算規則可以是邏輯運算，簡單的加減乘除運行，還可以是移位運算，預設運算規則目的是為了找出密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法，因此數據解密方法中的預設運算規則與數據加密方法中的預設運算規則相同，這樣才能找出對應的解密密鑰和解密算法。
[0095]將運算結果作為解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法。
[0096]步驟S305:根據每個字節對應的解密密鑰和解密算法對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。
[0097]本實施例事先預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，從而確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；進而對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。從而不需要額外接收密鑰信息和算法信息，算法計算處理簡單快捷，對每個字節都進行解密，且每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，從而提高了數據解密的安全性。
[0098]在其中一個實施例中，本發明提供一種優選的確定密文的每個字節對應的解密密鑰和解密算法的方法，即:
[0099]所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括:
[0100]將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰；
[0101]將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法；
[0102]其中，k表示隨機數的位數值。
[0103]對各所述解密密鑰和解密算法進行編號步驟為從0開始編號，一直編號到k_l。
[0104]本實施例採用異或的邏輯運算，並將異或結果除以k取餘，從而將結果限定在0到(k-D範圍內，此時，解密密鑰的個數和解密算法的個數只需要同隨機數的位數值相同即可。採用這種邏輯運算方式確定密文的每個字節的解密密鑰的編號和解密算法的編號，可以提高解密過程中的安全性，同時計算簡單快捷。
[0105]在另一個實施例中，還可以通過加減乘除的運算方式確定密文的每個字節對應的解密密鑰和解密算法的方法，即:
[0106]所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括:
[0107]將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰；
[0108]將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法；
[0109]其中，k表示隨機數的位數值。
[0110]對各所述解密密鑰和解密算法進行編號步驟為從0開始編號，一直編號到k_l。
[0111]本實施例採用加運算，並將加結果除以k取餘，從而將結果限定在0到(k-1)範圍內，此時，解密密鑰的個數和解密算法的個數只需要同隨機數的位數值相同即可。採用這種運算方式確定每個字節的解密密鑰的編號和解密算法的編號，可以提高解密過程中的安全性，同時計算簡單快捷。
[0112]在其中一個實施例中，為了進一步提高安全性，還提供一種確定加密因子的解密密鑰和解密算法的方法，即:
[0113]所述獲取加密因子的解密密鑰和解密算法步驟，包括:
[0114]將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號和解密算法的編號，並根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定對應的解密密鑰和解密算法。
[0115]本實施例通過根據密文進行邏輯運算獲得隨機數的解密密鑰和解密算法，則實現雙向解密密鑰和解密算法的確定(即根據密文確定加密因子的密鑰和算法，根據加密因子解密後的隨機數確定密文的密鑰和算法)，可以大大提高解密安全性。
[0116]當然，根據密文進行運算獲得加密因子的解密密鑰和解密算法的方法有很多種，不限於用本實施例提到的異或處理並除以k取餘的方式，也可以用其他方式。例如，將所有密文相加，並處以k取餘，將餘數作為解密密鑰和解密算法的編號。當然，也可以不除以k取餘，直接將所有密文相加獲得的值作為解密密鑰和解密算法的編號，此時加密算法和加密密鑰的個數就需要增多。
[0117]以上實施方式中的各種技術特徵可以任意進行組合，只要特徵之間的組合不存在衝突或矛盾，但是限於篇幅，未進行一一描述，因此上述實施方式中的各種技術特徵的任意進行組合也屬於本說明書公開的範圍。
[0118]基於上述數據解密方法，本申請還提供一種數據解密系統，如圖4所示，為本發明數據解密系統實施例的結構示意圖，包括:
[0119]存儲模塊410，用於預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號；
[0120]接收模塊420，用於獲取加密數據對應的密文及其加密因子；
[0121]加密因子解密模塊430，用於獲取加密因子的解密密鑰和解密算法，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；
[0122]解密密鑰和算法確定模塊440，用於將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；
[0123]密文解密模塊450，用於根據每個字節對應的解密密鑰和解密算法對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。
[0124]在其中一個實施例中，解密密鑰和算法確定模塊，用於所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括:
[0125]將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰；
[0126]將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法；
[0127]其中，k表示隨機數的位數值。
[0128]在另一個實施例中，解密密鑰和算法確定模塊，用於所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括:
[0129]將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰；
[0130]將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法；
[0131]其中，k表示隨機數的位數值。
[0132]在其中一個實施例中，加密因子解密模塊用於將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號和解密算法的編號，並根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定對應的解密密鑰和解密算法。
[0133]本發明的數據解密系統與本發明的數據解密方法是一一對應的，上述數據解密方法實施例中的相關技術特徵及其技術效果均適用於數據解密系統實施例中，在此不再贅述。
[0134]基於上述數據加密方法和數據解密方法，本申請還提供一種數據傳輸方法，包括:
[0135]在發送端根據上述任意一種數據加密方法對待加密數據進行加密，並將加密後的密文及其加密因子發送至接收端；
[0136]在接收端根據上述對應數據加密方法的數據解密方法對接收的密文及其加密因子進行解密；
[0137]其中，數據解密方法中預存的解密密鑰與數據加密方法中的加密密鑰相同，並且編號相同；數據解密方法中預存的解密算法與數據加密方法中的加密算法--對應，並且編號相同。
[0138]舉其中一個例子進行說明，如圖5所示，為本發明數據傳輸方法實施例的流程示意圖，包括:
[0139]在發送端執行的步驟:
[0140]步驟S511:預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號；
[0141]步驟S512:生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數；
[0142]步驟S513:將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法；
[0143]步驟S514:根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文；
[0144]步驟S515:獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子，並將密文及其加密因子發送至接收端；
[0145]在接收端執行的步驟:
[0146]步驟S521:預存與加密密鑰相同的解密密鑰，並且解密密鑰的編號與加密密鑰的編號相同，預存與加密算法一一對應的解密算法，並且解密算法的編號與加密算法的編號相同；
[0147]步驟S522:接收加密數據對應的密文及其加密因子；
[0148]步驟S523:獲取加密因子的解密密鑰和解密算法，對所述加密因子進行解密獲得隨機數；
[0149]步驟S524:將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法；
[0150]步驟S525:根據每個字節對應的解密密鑰和解密算法對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。
[0151]串行通信是電梯通訊系統中廣泛使用的一種通信方式，多種電子系統通過串行通信接口傳輸電梯的信息數據，如樓層顯示及登記的通信設備、1C卡刷卡設備、電梯門控設備、電梯轎箱頂控制設備、電梯機房控制設備，為保證數據傳輸的安全，防止不正當的設備接入使用、防止各種電子被山寨盜版的風險，因此，對串行通信數據作安全保密變得很有必要。
[0152]由於電梯通訊系統中的特點，點對點的通訊數據量較小、節點數量較多、具有周期性、響應時間要求較短等。另外，各節點中的通訊設備存在差異，會有某些節點的處理器處理能力較弱的情況。因此，非對稱算法完全不適用，而對稱算法需要傳輸較長的密鑰，會增加電梯通訊系統的通訊數據量，所以現有的對稱算法同樣不適用。而本發明數據傳輸方法可以應用在電梯串行通信中，提高傳輸安全性，並且無需傳輸較長的密鑰，不會增加電梯通訊系統的通訊數據量。
[0153]本方案舉其中一個具體應用實例進行說明。
[0154]一種電梯串行通訊數據傳輸方法，如圖6所示，為本發明數據傳輸方法具體應用實例示意圖，在發送端設置了 16個加密密鑰以及16種對稱加密算法，並且都進行了(0)至
(15)的編號；同時，在接收端中也設置了 16個解密密鑰以及16種對稱解密算法，並且都進行了(0)至(15)的編號。每一個加密密鑰都與解密密鑰一致，每一種加密算法都與解密算法--對應。
[0155]舉例發送端需要發送的內容有5個字節，分別是D1、D2、D3、D4、D5。則加密/解密的步驟如下:
[0156]A1、發送端隨機產生16位的隨機數，作為明文因子，高位為K1、低位為K2 ；
[0157]A2、發送端計算第1個字節D1的加密密鑰及加密算法，先把K1異或1，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的密鑰；再把K2異或1，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的算法；得到第1個字節D1的加密密鑰及加密算法後，對第1個字節作加密處理得到D①。
[0158]A3、發送端採用A2步驟方法計算第2個字節D2的加密密鑰及加密算法，先把K1異或2，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的密鑰；再把K2異或2，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的算法；得到第2個字節D2的加密密鑰及加密算法後，對第2個字節作加密處理得到D②。
[0159]A4、發送端依次類推加密得到D③、D④、D⑤。
[0160]A5、發送端加密得到的D①、D②、D③、D④、D⑤，做異或處理，再除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的加密密鑰及加密算法，對ΚΙ、K2作加密處理得到K①、K②。
[0161]Α6、發送端發送數據至接收端，數據包括:字頭、Κ①、Κ②、D①、D②、D③、D④、D⑤、校驗。
[0162]Β1、接收端接收到發送端發出的數據後，對D①、D②、D③、D④、D⑤做異或處理，再除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的解密密鑰及解密算法，對Κ①、Κ②作解密處理得到ΚΙ、Κ2。
[0163]Β2、接收端計算第1個字節密文D①的解密密鑰及解密算法，先把Κ1異或1，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的密鑰；再把Κ2異或1，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的算法；得到第1個字節密文D①的解密密鑰及解密算法後，對第1個字節密文D①作解密處理得到D1。
[0164]Β3、接收端計算第2個字節密文D②的解密密鑰及解密算法，先把Κ1異或2，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的密鑰；再把Κ2異或2，除以16取餘，得到的餘數作為序號在預存數據中選擇對應的算法；得到第2個字節密文D②的解密密鑰及解密算法後，對第2個字節密文D②作解密處理得到D2。
[0165]Β4、接收端依次類推解密得到D3、D4、D5。
[0166]為了實現上述電梯串行通訊數據傳輸方法，本申請還提供一種電梯串行通訊數據傳輸裝置，如圖7所示，為本發明數據傳輸系統實施例的結構示意圖，包括電源單元710、通訊單元720、處理器單元730、加密算法單元740、電梯信號處理單元750 ；
[0167]所述的電源單元710，用於整個加密裝置的電源供應；
[0168]所述的通訊單元720，用於串行通訊的數據發送及接收；
[0169]所述的處理器單元730，用於整個加密裝置的數據處理、邏輯判斷、10控制、加密/解密控制。
[0170]所述的加密算法單元740，用於存放16個不同長度的加密、解密密鑰、16個不同方式的加密、解密算法，並實現加密、解密的計算，硬體實現可以是可編程器件、MCU處理，DSP處理器等；
[0171]所述的電梯信號處理單元750，用於輸出驅動電梯相應的控制，及採集電梯相應的信號輸入。
[0172]具體如下:
[0173]1)發送端在每次發送時，處理器單元隨機產生16位的明文因子，並根據明文因子在加密算法單元中選擇對應的加密密鑰及加密算法；
[0174]所述的明文因子，由發送端的處理器單元產生，為16位的隨機碼，高字節用於選擇加密密鑰，低字節用於選擇加密算法。
[0175]所述的加密算法為對稱加密算法。
[0176]2)發送端的處理器單元則根據得到的密鑰及算法，對本次需要發送的數據內容進行加密，加密得到的密文通過通訊單元發送給接收端；
[0177]所述的數據內容加密得到密文的過程，發送端的處理器單元把16位的隨機碼的高位，異或1再除以16取餘，得到的數值作為密鑰的序號，從加密算法單元中選擇對應的密鑰；把16位的隨機碼的低為，異或1再除以16取餘，得到的數值作為算法的序號，從加密算法單元中選擇對應的算法；通過這樣的過程得到第1個字節的加密密鑰及加密算法。同理，第2個字節通過異或2計算，第3個字節通過異或3計算，依次類推，第N個字節通過異或
N計算，由此計算出本次數據內容的第1到第N字節的加密密鑰及加密算法，並--進行加密操作。
[0178]3)發送端在得到數據內容的密文後，再根據密文在加密算法單元中選擇對應的加密密鑰及加密算法，對明文因子加密得到加密因子；
[0179]所述的加密因子，由明文因子加密後所得，用於直接發送給接收端。
[0180]所述的明文因子得到加密因子的過程，發送端的處理單元把得到的數據內容的密文，從第1節到第N字節作異或處理，再除以16取餘，得到的數值作為密鑰及算法的序號，分別對明文因子的高、低位進行加密處理，從而得到16位的加密因子。
[0181]4)接收端接收到本次通訊密文後，根據數據內容密文在加密算法單元中選擇對應的解密密鑰及解密算法，解密得明文因子；根據明文因子在加密算法單元中選擇對應的解密密鑰及解密算法，使用得到的密鑰及算法對收到的密文解密出明文。
[0182]所述的解密算法為與所述加密算法相同的對稱解密算法。
[0183]所述的加密密鑰與解密密鑰分別有16種，並且都是一一對應；加密算法與解密算法分別都有16種，並且都是一一對應；所述的密鑰、算法都存放在加密算法單元中。
[0184]所述的得到明文因子的過程，接收端的處理單元把接收到的數據內容的密文，從第1節到第N字節作異或處理，再除以16取餘，得到的數值作為密鑰及算法的序號，分別對明文因子的高、低位進行解密處理，從而得到16位的明文因子。
[0185]所述的數據密文解密得到數據明文的過程，接收端的處理器單元解密得到明文因子後，把16位的明文因子的高位，異或1再除以16取餘，得到的數值作為密鑰的序號，從加密算法單元中選擇對應的密鑰；把16位的明文因子的低為，異或1再除以16取餘，得到的數值作為算法的序號，從加密算法單元中選擇對應的算法；通過這樣的過程得到第1個字節的解密密鑰及加密算法。同理，第2個字節通過異或2計算，第3個字節通過異或3計算，依次類推，第N個字節通過異或N計算，由此計算出本次密文的第1到第N字節的解密密鑰及解密算法，並一一進行解密操作。
[0186]本發明由上述的描述可知，與現有的電梯串通訊裝置、現有的通訊加密相比，具有如下優點:
[0187]本發明採用對稱加密算法根據16位的隨機數據進行確定每個字節的加密和解密，在加密算法單元中預先設置了多種一一對應的對稱加密算法，並對密鑰、算法分別進行排號，根據隨機數據計算選擇第個數據字節的密鑰、算法，根據加密後的密文計算得到隨機數加密的密鑰、算法。
[0188]本發明通過隨機數據確定加密密鑰及算法，通過得到的密文等到隨機數的加密密鑰及算法，由於不需要額外傳送密鑰信息、16種密鑰及16種算法存放在硬體加密算法器件中、算法計算處理簡單快捷、每個字節使用的密鑰及算法通過計算後確定，因此，比現有的對稱加密算法有更高的安全性。
[0189]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種數據加密方法，其特徵在於，包括: 預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號； 生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數； 將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法； 根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文； 獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
2.根據權利要求1所述的數據加密方法，其特徵在於，所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法步驟，包括: 將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的加密密鑰；將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法；其中，k表示隨機數的位數值。
3.根據權利要求1所述的數據加密方法，其特徵在於，所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法步驟，包括: 將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號，並根據編號確定加密密鑰，將所述加密密鑰確定為待加密數據第i字節對應的密鑰； 將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密算法的編號，並根據編號確定加密算法，將所述加密算法確定為待加密數據第i字節對應的加密算法； 其中，k表示隨機數的位數值。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的數據加密方法，其特徵在於，所述獲取隨機數的加密密鑰和加密算法步驟，包括: 將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為加密密鑰的編號和加密算法的編號，並根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定對應的加密密鑰和加密算法。
5.一種數據解密方法，其特徵在於，包括: 預存預設個數的解密密鑰和預設個數的解密算法，並對各所述解密密鑰和解密算法進行編號； 獲取加密數據對應的密文及其加密因子； 獲取加密因子的解密密鑰和解密算法，對所述加密因子進行解密獲得隨機數； 將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法； 根據每個字節對應的解密密鑰和解密算法對密文的每個字節進行解密，獲得加密數據對應的解密數據。
6.根據權利要求5所述的數據解密方法，其特徵在於， 所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括: 將隨機數的高位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰； 將隨機數的低位異或i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法； 其中，k表示隨機數的位數值。
7.根據權利要求5所述的數據解密方法，其特徵在於， 所述將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各解密密鑰的編號和解密算法的編號，根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定密文每個字節對應的解密密鑰和解密算法步驟，包括: 將隨機數的高位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號，並根據編號確定解密密鑰，將所述解密密鑰確定為密文第i字節對應的解密密鑰； 將隨機數的低位加i，再除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密算法的編號，並根據編號確定解密算法，將所述解密算法確定為密文第i字節對應的解密算法； 其中，k表示隨機數的位數值。
8.根據權利要求5至7任意一項所述的數據解密方法，其特徵在於， 所述獲取加密因子的解密密鑰和解密算法步驟，包括: 將所述密文中第一個字節到最後一個字節依次進行異或處理，將處理獲得的值除以k取餘，將取餘獲得的餘數確定為解密密鑰的編號和解密算法的編號，並根據解密密鑰的編號和解密算法的編號確定對應的解密密鑰和解密算法。
9.一種數據傳輸方法，其特徵在於，包括: 在發送端根據權利要求1至4任意一項數據加密方法對待加密數據進行加密，並將加密後的密文及其加密因子發送至接收端； 在接收端根據權利要求5至8中對應數據加密方法的數據解密方法對接收的密文及其加密因子進行解密； 其中，數據解密方法中預存的解密密鑰與數據加密方法中的加密密鑰相同，並且編號相同；數據解密方法中預存的解密算法與數據加密方法中的加密算法--對應，並且編號相同。
10.一種數據加密系統，其特徵在於，包括: 存儲模塊，用於預存預設個數的加密密鑰和預設個數的加密算法，並對各所述加密密鑰和加密算法進行編號； 隨機數生成模塊，用於生成位數值小於或等於預設個數的值的隨機數； 加密密鑰和算法確定模塊，用於將所述隨機數按照預設運算規則進行運算處理，將運算結果設為各加密密鑰的編號和加密算法的編號，根據加密密鑰的編號和加密算法的編號確定待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法； 數據加密模塊，用於根據待加密數據每個字節對應的加密密鑰和加密算法對每個字節進行加密獲得密文； 隨機數加密模塊，用於獲取隨機數的加密密鑰和加密算法，對隨機數進行加密獲得所述密文對應的加密因子。
【文檔編號】H04L29/06GK104410616SQ201410669577
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】張杰建, 張永生, 仲兆峰, 郭偉文 申請人:廣州日濱科技發展有限公司