[发明专利]数据加密方法及数据加密系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种应用混沌系统对数据进行加密的方法及系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，人们普遍使用计算机进行数据的存储、传输。但不少存储、传输的数据具有保密要求，因此需要对存储、传输的数据进行加密处理，以避免存储、传输的数据被非法获取、阅读。

现有的数据加密方法中有使用混沌系统对数据进行加密的，使用混沌系统对数据进行加密时，首先选取一个混沌系统的函数，并选取该函数的初始值以及系统参数，对初始值及系统参数对该函数进行验证，确保使用该初始值及系统参数的该函数能够使混沌系统进入混沌状态。然后，应用选取的初始值、系统参数代入函数中，计算一个一维数组构成的混沌序列，使用混沌序列计算生成掩盖数组。应用混沌序列计算掩盖数组的方法多种多样，例如取混沌序列中每一数据的特定几位数字作为掩盖数组的对应数据，或者对混沌序列的每一数据进行逻辑运算，获得掩盖数组对应数据等。

通常，掩盖数组的每一数据均为一个字节大小的数据，应用掩盖数组与需要加密的数据进行逻辑运算，例如将掩盖数组的一个字节的数据与需要加密数据的一个字节的数据进行加法运算、减法运算、异或运算、同或运算等，即可得到加密后的数据。

这种加密方法是对需要加密的数据进行整体地加密，当需要解密并获取其中一部分数据时，则需要对所有的数据解密后才能获得相应的数据，导致在嵌入式系统中数据解密的效率低下。此外，由于使用混沌序列对需要加密的数据进行整体加密，因此，需要对混沌系统的函数进行多次迭代运算以计算数据量较多的混沌序列，造成嵌入式系统的运算量较大，导致数据加密效率低下。

并且，使用单一的混沌系统生成掩盖数组，容易导致掩盖数组出现周期性，降低加密数据被破解的难度，影响被加密数据的安全性，且掩盖数组与被加密数据的逻辑运算方法单一，也降低被加密数据破解的难度。

而现有一些图像加密方法中也应用混沌系统进行加密，该加密方法是将需要加密的图像分成多个子图像块，然后应用混沌系统生成混沌序列，并应用混沌序列生成一个主遍历矩阵，应用主遍历矩阵对多个子图像块进行置乱加密。

但是，上述方法仅能针对图像进行加密处理，且是通过对子图像块进行置乱实现加密，被破解难度较小，也不适用于普通文本数据的加密，应用领域较窄。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种方便对被加密数据的部分数据进行解密的数据加密方法。

本发明的另一目的是提供一种增加被加密数据破解难度的数据加密方法。

本发明的再一目的上提供一种对数据加密效率较高的数据加密系统。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的数据加密方法包括掩盖数组生成步骤：选取混沌系统的函数，并根据混沌系统的函数生成混沌序列，应用混沌序列生成掩盖数组；数据分块步骤：对需要加密的数据划分为多个数据块；加密步骤：应用掩盖数组与每一数据块进行逻辑运算。

由上述方案可见，对需要加密的数据划分成多个数据块并分别对每一数据块进行加密处理，需要对被加密数据的某一部分数据进行解密时，仅需要对该数据块进行单独地解密即可，无需对所有的被加密数据进行解密，方便对被加密数据的部分数据进行解密操作。并且，将需要加密的数据进行分块，可减少生成的混沌序列的长度，从而减少嵌入式系统的运算量，提高数据加密的效率。

一个优选的方案是，生成混沌序列的步骤包括：选取混沌系统的函数后，选取确保混沌系统能够进入混沌状态的多个可选系统参数，确定一个密钥数据，根据密钥数据选取函数的初始值及系统参数，被选取的系统参数为多个可选系统参数中的至少一个，应用所选取的系统参数及初始值迭代运算生成混沌序列。

由此可见，通过密钥选取初始值及系统参数，能够增加初始值及系统参数的随机性，从而可灵活方便地改变混沌序列以及掩盖数组的数据，增加被加密数据破解的难度。

进一步的方案是，生成掩盖数组后，对掩盖数组进行周期性检测，判断掩盖数组是否出现周期，若出现周期，重新选取函数的初始值和/或系统参数，重新生成掩盖数组后再次进行周期性检测，直至判断所生成的掩盖数组不再出现周期。

可见，对生成的掩盖数组进行周期性检测，能够避免掩盖数组出现周期性，从而增加被加密数据被破解的难度。