[发明专利]云计算环境中对存储文件的并行混沌加密方法

说明书

技术领域

本发明针对云计算环境中需要存储的数据文件安全问题，提出了一种适用于云计算环境的并行混合混沌加密方案，其思路是：数据文件的所有者将要存储于云环境中的文件先进行加密，再上载到租用的存储空间中，供使用者使用，实现对数据的保密性要求。本发明涉及混沌计算、并行计算技术和云计算技术，属于信息安全领域。

背景技术

大数据安全领域是近几年备受关注的一个热点问题。一方面，数据所有者将大量的数据存储于云计算环境中，供使用者访问使用。但这些大量数据中有很多敏感数据需要保障其机密性，如位置信息、个人身份等隐私信息等，如何实现对这类存储模式中数据文件的信息加密，实现安全、有效、简单的数据访问控制是云计算走向实际应用需要解决的问题。另一方面，由于文件数据数量大，需要构建一种针对大数据的快速加密算法，而在云计算环境中，就要解决如何能够利用云计算环境可并行计算的特点，实现大数据的快速并行加密。本发明就是针对文件数据的机密性和可并行性，提出了一种可应用于云计算环境的并行混合混沌加密技术，该方案能够有效提高大数据量的加密速度。

方法包含了加密系统初值计算、加密密钥序列计算和数据加密三个步骤。在加密系统初始化中，方法采用三维Lorenz混沌系统和Chen混沌系统生成用于加密的初值和干扰值；在计算加密密钥序列过程中，基于计算出的初始值和干扰值，通过Henon混沌映射和2维Logistic混沌映射的迭代运算，生成用于数据加密的密钥序列；在数据加密过程中，通过密钥序列与明文进行运算，最终实现对明文数据的加密。

由于采用分组加密等运算，使提出的方法可以利用云计算环境中的并行技术，实现加密方法的可并行计算化。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种云计算环境中对存储文件的并行混沌加密方法，通

过结合云计算环境的并行技术和混沌加密技术实现一种并行的混沌加密方案，以提高大数据量的加解密速度。

技术方案：本发明为实现上述发明目的，采用如下技术方案：

步骤一：数据文件分块

记数据文件即明文的长度为L，将明文分成n块，每一块的大小为l_i，i≤n，且要求l_i为4字节的整倍数，记为l_i=4N；这样前n-1块为等长的数据块，第n块为剩余部分数据，即：

l_i＝4N  (i＜n)

              （1）

l_i＝L-(n-1)·4N  (i＝n)

步骤二：应用非线性混沌系统生成初始序列和干扰序列

对于每一个分块，通过三维连续混沌系统Lorenz混沌映射和Chen混沌映射产生初值序列和干扰值序列，方法如下：

Lorenz混沌映射方程为：