[发明专利]一种复合并行数据加密方法

权利要求书

1.一种复合并行数据加密方法，其特征在于：该方法具体步骤包括：

步骤1，读取需要传输的数据，并且记录数据读取位置；

步骤2，将读取到的串行数据分成256比特的数据块，然后对划分好的数据块进行串并转换形成数据矩阵，并为每行数据生成一个校验值保存在数据矩阵中，通过矩阵变换和与给定的密钥矩阵进行矩阵操作形成传输矩阵，完成矩阵加密；

步骤3，将加密后的传输矩阵进行并串转换，发送给数据接收方，同时向接收方共享密钥矩阵；

步骤4，数据接收方接收到传输来的串行数据后，对串行数据进行串并转换，恢复出来传输矩阵，然后通过步骤2中矩阵变换的反变换恢复出带有校验值的数据矩阵；

步骤5，通过数据矩阵中每行数据的校验值，判断传输的数据是否被篡改并返回判断信息；

在步骤2中所述的“将读取到的串行数据分成256比特的数据块，然后对划分好的数据块进行串并转换形成数据矩阵，并为每行数据生成一个校验值保存在数据矩阵中，通过矩阵变换和与给定的密钥矩阵进行矩阵操作形成传输矩阵，完成矩阵加密”，

其具体作法步骤如下：

步骤21，利用计数器将需要传输的串行数据流分成256比特的数据块，在此基础上每个数据块形成一个4*4的数据矩阵，每一个矩阵元素是一个16比特的数据，即每行每列均有64比特的数据；

步骤22，在读取数据形成数据矩阵的同时，对每一行数据进行一次CRC-16校验计算，即每64比特数据生成一个16比特的校验码，并插入到数据矩阵的第5行，最终形成一个5*4的数据矩阵；

步骤23，给出共享的两个5*4的密钥矩阵，分别命名为密钥矩阵B0、密钥矩阵B1；将5*4的数据矩阵进行矩阵变换，打乱数据顺序，相当于进行简单的矩阵乘法，再与密钥矩阵B0进行异或操作，与密钥矩阵B1进行同或操作，生成用来传输的传输矩阵，完成数据加密；

其中，在步骤21中所述的“利用计数器将需要传输的串行数据流分成256比特的数据块，在此基础上每个数据块形成一个4*4的数据矩阵，每一个矩阵元素是一个16比特的数据，即每行每列均有64比特的数据”，其具体作法如下：

首先使用计数器将需要传输的串行数据流按照每256比特的大小分成预定数据块，然后以256比特大小的数据块为单位，将每个数据块中的256比特数据转换成一个4行4列的数据矩阵，共16个元素，因此每个元素为一个16比特的数据，每行每列均有64比特的数据；

其中，在步骤22中所述的“CRC-16校验”，是指一种16位的循环冗余校验，它是数据通讯过程中最常用的校验方式，能提供1/65536的误码碰撞概率；

其中，在步骤22中所述的“在读取数据形成数据矩阵的同时，对每一行数据进行一次CRC-16校验计算，即每64比特数据生成一个16比特的校验码，并插入到数据矩阵的第5行，最终形成一个5*4的数据矩阵”，其具体作法如下：

在读取数据形成数据矩阵时，每行均为64比特的数据，采用CRC-16校验的方式为每行数据生成一个16比特的校验码，并依次加入到数据矩阵的第5行；即第1行的校验码放在第5行第1列位置，第2行校验码放在第5行第2列位置，以此类推；当某一行的数据被篡改后，对应的校验码会发生变化，接收端能及时发现数据的篡改；

其中，在步骤23中所述的“给出共享的两个5*4的密钥矩阵，分别命名为密钥矩阵B0、密钥矩阵B1；将5*4的数据矩阵进行矩阵变换，打乱数据顺序，相当于进行简单的矩阵乘法，再与密钥矩阵B0进行异或操作，与密钥矩阵B1进行同或操作，生成用来传输的传输矩阵，完成数据加密”，其具体作法如下：

数据发送端提供两个5*4的矩阵作为对称加密方式的密钥矩阵，分别将这两个密钥矩阵命名为密钥矩阵B0和密钥矩阵B1；将步骤22中所述的5*4规模的数据矩阵进行矩阵变换，打乱原有矩阵中数据的顺序和位置，再将得到的新的乱序矩阵依次与密钥矩阵B0进行异或操作，与密钥矩阵B1进行同或操作，并将生成的新矩阵成为传输矩阵，至此完成数据矩阵的加密过程。

2.根据权利要求1所述的一种复合并行数据加密方法，其特征在于：在步骤1中所述的“读取需要传输的数据，并且记录数据读取位置”，其具体作法如下：在通信过程中，需要传输的数据是一组串行数据，首先从串行数据中读取需要传输的部分，通过一个计数器记录数据的读取位置，为数据的加密、恢复和校验做好准备。