[发明专利]一种分组密码运行模式中初始向量IV的同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分组密码运行模式中初始向量IV的同步方法。

背景技术

分组密码每次加密的明文数据长度是固定的，而实际应用中待加密消息的数据长度则是不定的，且数据格式也可能多种多样，因此需要做一些变通，以灵活地运用分组密码。另外，即使有了安全的分组密码算法，也需要采用适当的工作模式来隐蔽明文的统计特性、数据的格式等，以提高整体的安全性，降低删除、重放、插入和伪造成功的概率。在实际应用中，分组密码所采用的工作模式应力求简单、有效和易于实现。

通常使用的工作模式有电子密码本ECB(Electronic Code Book)、密码分组链接CBC(Cipher Block Chaining)、密码反馈CFB(Cipher Feedback)、输出反馈OFB(Output Feedback)、分组链接BC(Block Chaining)等，其中除ECB模式之外，几乎所有的工作模式均需要一个初始向量IV(Initial Vector)，且在每次运行时最好或必须使用新鲜的IV，且解密端所使用的IV必须与加密端的IV相同，才能正确解密。

IV通常由加密端发给解密端以实现同步，对于通信业务而言，若在传输过程中不存在丢失的现象，则分组密码在一次通信中可只要求传输一次IV，即可实现通信两端的IV同步；但通常情况下通信业务在传输过程中存在丢失的情况，这要求分组密码必须保证通信业务丢失后加解密两端仍能保持IV同步，这就需要更多次地传输IV。然而在某些应用中，用于传输通信业务的资源非常紧张，更无法保障完全IV的同步传输。

通信业务在传输过程中存在丢包率，且传输资源紧缺的情况下，如何实现加解密两端的IV同步正是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，而提出一种分组密码运行模式中初始向量IV的同步方法。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种分组密码运行模式中初始向量IV的同步方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)IV的拆分：将IV分成IV1和IV2两个部分；

2)初值的确定：

2.1)IV1的初值为任意值；

2.2)确定IV2的初值；

3)IV1的传输；

4)IV2的本地计算存储，此时，加解密两端均得到同步的IV。

上述步骤2.2)中，在每次通信每个密钥，即动态密钥的情况下，IV2的初值为一任意定值。

上述步骤2.2)中，在静态密钥的情况下，在每次通信启动时加密端本地存储的IV2初值为一个随机值，同时解密端知晓IV2的初值。

上述随机值为时钟时间。

上述步骤3)具体包括：

3.1)对IV1进行变换，是在IV1初值的基础上加/减上一个任意定值或通过函数的计算进行变换；

3.2)变换后的IV1将由加密端发送给解密端。

上述步骤4)中IV2是根据IV1的变换溢出进行计算，在IV1初值的基础上通过计数加/减或通过函数进行计算。

上述步骤4)中IV2是根据本地定时器信息进行计算，在IV2初值的基础上通过计数加/减或通过函数进行计算。

本发明将传统的IV分成两个部分，利用有限的传输资源，仅传输IV的一部分，而IV剩余的部分根据传输的IV的一部分本地计算存储，解决了加解密两端的IV同步问题，满足了资源有限但安全性要求较高的应用需求。

具体实施方式

本发明将IV分成IV1和IV2两个部分，其中IV1由加密端发给解密端，IV2根据IV1本地计算存储。由于传输资源受限，通常IV1所占的字节数小于IV2所占的字节数。其具体方法如下

1、IV的拆分

将IV分成IV1和IV2两个部分；

2、初值的确定

2.1)IV1的初值可为任意值；

2.2)确定IV2的初值；在每次通信每个密钥(动态密钥)的情况下，IV2的初值可为一任意定值；在静态(恒定)密钥的情况下，满足其安全需求，在每次通信过程中，分组密码所使用的IV应不能出现重复，因此在每次通信启动时加密端本地存储的IV2初值应设为一个随机值(譬如时钟时间)，同时解密端通过其他手段知晓IV2的初值；

3)IV1的传输