[发明专利]基于随机散列和位运算的加密解密方法和装置

权利要求书

1.一种基于随机散列和位运算的加密解密方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、开辟内存空间，为明文文件、密文文件及密钥文件准备对应的存储空间，其中所述密钥文件来自于一串现有的编码序列，并且作为加密和解密的共有文件；

S2、提供用于加密和解密的互逆散列函数集合，然后借助加密散列函数将明文均匀地打散在一个已知的二进制随机散列中；

S3、引入位运算规则集合，通过位运算改变所述的二进制随机散列的全部或部分的二进位的值，然后映射到密文空间；其中，包括：对明文或密钥的部分或全部二进制位按位取反，能够借助各种密钥流生成器产生的伪随机序列以及各种混沌信号，还能够借助各种布尔函数以及任意的在二进制上码分布均匀的随机文件配置位运算规则；

其中，在所述步骤S3中，所述的位运算规则包括以下运算规则中的任意一种或者任意多种的组合：

规则1：按照密钥流的真值位或假值位，对明文的部分二进制位取反；

规则2：按照各种布尔函数，对明文的部分二进制位取反；

规则3：按照另一个密钥流的真值位或假值位，对初始密钥流的部分二进制位取反；

规则4：按照各种布尔函数，对初始密钥流的部分二进制位取反；

所述的布尔函数包括一种或多种数学公式的组合，其中，

在遍历的过程中对满足公式|C+X×i|MOD Y＝Z的特定位取反，该公式中：i为二进制位的编号，C、X为整数，Y为正整数，Z为大于等于0且小于Y的整数，所述特定位包括奇数位、偶数位和除以某质数Y余数为零的二进制位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

初始化明文文件，加载需要加密的明文文件，设置密钥文件码元个数，其中密钥文件的字节长度能进行自定义设置，进一步，密钥文件码元个数不大于明文文件码元个数；

其中生成密钥文件的编码序列来自于音频、视频、图片、图像、图形、伪随机码、混沌值中的任一者或者任意多者的组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

采用动态直接定址法构造散列函数集，以避免碰撞的发生，使得对散列函数的包含字典攻击、生日攻击的常规攻击手段无效。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括，提供加密和解密算法程序集合的算法程序对明文文件、密文文件和密钥文件进行位移读取；其中：

加密算法集合的元素为用于加密运算的散列函数和位运算规则集合；

解密算法集合的元素为用于解密运算的散列函数和位运算规则集合，

其中加密算法集合中的任意散列函数和位运算规则应在解密算法集合中存在唯一的散列函数和位运算规则与之对应，并且是互逆的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述明文文件、密文文件和密钥文件分别创建对应的明文加密随机数、密文加密随机数和密钥加密随机数，根据加密随机数的值生成对应的工作指针；

对明文文件、密文文件、密钥文件进行工作指针位移读取；

对工作指针进行多次循环遍历，同时根据工作指针所指向的密钥流二进制位的值，对明文文件进行多次迭代，得到密文文件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对明文、密钥和密文均采用循环队列的结构实现；

密钥文件的长度不一定等于明文文件的长度；

截取一部分密钥文件的字节作为密钥，或者使用循环密钥。

7.一种计算机装置，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实施如权利要求1至6中任一项所述的方法。