[发明专利]一种具有似混沌特性的文件加密方法

说明书

本发明提出了一种具有似混沌特性的文件加密方法，其步骤如下：读取待加密源文件M的内容作为明文数据，基于无理数DES算法把明文数据进行分组并与密钥块进行迭代加密，迭代加密后的密文通过循环移位和置换得到明文加密信息；采用SM3杂凑算法把用户输入的密码预处理生成数字摘要，以E为底做自然对数运算将数字摘要生成无理数密钥；通过多重无理数异或操作，把无理数密分别与明文加密信息再次进行循环加密，构造出具有似混沌特性加密的环境，并加入验证信息组合文件，产生密文文件。本发明可以对格式不同的文件进行不同长度的加密，且具有抵御防御统计分析的能力；具有良好的密钥敏感性和扩展性，在抵御差分攻击和穷举攻击上表现性良好。

技术领域

本发明涉及文件加密的技术领域，尤其涉及一种具有似混沌特性的文件加密方法。

背景技术

由于5G移动技术的不断成熟及对将来市场的深入应用，信息趋于共享性，个人文件的隐私保护问题越来越受到关注。而数据加密作为信息安全基础设施即服务的一种重要形式，保密性更是引起大部分人对公共存储的顾虑。根据调研机构RedLock公司的调查研究，超过89.2％的互联网用户个人文件资料曾被利用，主要原因是以下几个方面：1)明文存储在第三方，可能会因服务器受到攻击或者不可信第三方泄露用户的隐私；2)文件数据在传输过程中没有进行加密保护或者是加密技术太过于简单而密文容易被破解；3)缺失访问控制机制，没有自主设置访问权限，攻击者享有对资源的无限制访问权限。现阶段通常采用二种方式来对自己的文件进行隐私保护：一是对自己敏感和隐私的数据进行良好的保护工作，保证自己所处的互联网环境足够安全；二是对自己敏感和隐私的数据进行加密，使攻击者无法读取泄露的信息。对于加密数据的方式，市面上主流的加密算法如RSA、AES等是面向大规模商业级别应用的，算法复杂度比较高，运算开销大，耗费内存，不适合轻量级日常办公文件的保护。于是爨玉伟等人在改进了已有的DES(数据加密标准-对称加密)算法的基础上，扩展密钥长度，通过双重加密来增加文件加密的安全性，但其计算量和通信消耗比较大，不适合移动网络环境中。文献[1]---姚峰等人利用多种加密算法联合加密方式来保障文件数据的完整性和准确性，但其发明采用加密算法较为简单，而且解密效率低，不适合现代加密需求。Yang等人基于代理重加密提出了一个文件加密发明，但该发明复杂度高，运行效率低。而同态加密比起代理重加密而言，不需要数据解密就能对数据直接操作，用户不直接接触加解密。因此文献[锡晓峰,曹宝香.一种适用于云计算环境的改进全同态加密方案[J].计算机技术与发展,2015(2):144-147.]提出了同态加密的技术方案，但是对适用环境要求比较苛刻，需要第三方处理数据，存在隐私泄露的风险。

因此，现有文件加密方法主要存在以下两个问题：一般文件加密算法会对文件格式造成破坏导致文件打开失败或者格式不兼容的问题；另一种是第三方存储加密数据的隐私保护问题，目前还没有高效的防止入侵的手段。

发明内容

针对传统文件加密解密方法对用户不够透明并且密钥保存在用户文件中，多用户隔离性差的技术问题，本发明提出一种具有似混沌特性的文件加密方法，采取流读取的方式读取文件数据，采用无理数DES算法的思想，构造出具有似混沌特性来加密文件数据，有效减少了文件数据在传输过程中和在第三方存储中的欺诈行为，并能把加密文件的无损恢复的文件加密。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种具有似混沌特性的文件加密方法，其步骤如下：

步骤一：读取待加密源文件M的内容作为明文数据，基于无理数DES算法把明文数据进行分组并与密钥块进行迭代加密，迭代加密后的密文通过循环移位和置换得到明文加密信息；

步骤二：采用SM3杂凑算法把用户输入的密码预处理生成数字摘要，以E为底做自然对数经过多重无理数异或运算将数字摘要生成无理数混沌密钥集；

步骤三：把无理数混沌密钥集中的无理数密钥分别与步骤一得到的明文加密信息再次进行循环加密，构造出具有似混沌特性加密的环境，并加入验证信息组合文件，产生密文文件。