一种数据加密解密方法及加密解密装置

1.一种数据加密方法，对明文数据进行加密处理，该方法包括以下进程：
数字化用户密钥K的进程，通过字符号代码表将用户密钥K从字符表达方式转换 成数字表达方式，所述用户密钥K用于加密明文数据；
构建明文数据块的进程，其中明文数据块的长度小于或等于用户密钥K的长度，从 数字流形式的明文数据块构建相应的明文数据向量X与明文数据位置向量WX；
通过置换函数f和明文数据位置向量WX来构建随机密钥向量D和密文数据位置向 量WY的进程；
调用不同的数据化后的用户密钥构造用于加密随机密钥D的加密密钥K1与加密明 文数据向量X的加密密钥K2的进程，其中加密密钥K1和加密密钥K2的构造函数分别 为：K1＝g1(K)，K2＝g2(K)；
用构造好的加密密钥K1与加密密钥K2对随机密钥向量D与明文数据向量X进行 加密并构建密文数据矩阵Y的进程；
校正并输出密文数据的进程。
2.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于：所述通过置换函数f和明文 数据位置向量WX来构建随机密钥向量D和密文数据位置向量WY的进程包括如下步 骤：
a.构建可用位置表；
b.伪随机数发生器产生伪随机数e，所述伪随机数e为整数，取值范围为1-M，其中， M为可用位置表的长度；
c.将可用位置表中第e个数值赋给密文数据位置向量WY的第i个向量wyi，并将可 用位置表中第e个数值删除；
d.用所述置换函数f的反函数f’(wxi，wyi)计算出相应的随机密钥向量D的第i个向 量di，其wxi为所述明文数据位置向量WX的第i个向量；
e.重复b至d步，直至将密文数据位置向量WY和随机密钥向量D中每一个向量都 赋值。
3.根据权利要求1或2所述的数据加密方法，其特征在于：所述密文数据矩阵Y的 两个分向量为分向量Y1和分向量Y2，随机密钥向量D与明文数据向量X的加密函数 分别为：Y1＝h1(D，K1)，Y2＝h2(X，K2)或Y2＝h2(X，K2，D)。
4.根据权利要求1或2所述的数据加密方法，其特征在于：所述构建明文数据块的 进程中还包括剩余数据长度检查步骤：当剩余明文数据长度小于明文数据块大小参数N 时，伪随机数发生器产生伪随机数对剩余明文数据进行填充并输出修正参数或根据剩余 明文数据长度修改数据块大小参数N。
5.一种数据解密方法，对密文数据进行解密处理，该方法包括以下步骤：
1)数字化用户密钥K，通过字符号代码表将用户密钥K从字符表达方式转换成数 字表达方式，该密钥用于解密密文数据；
2)输入密文数据流的数据，构建密文数据矩阵Y与密文数据位置向量WY，得到 密文数据矩阵Y的分向量Y1与分向量Y2；
3)通过用户密钥K和密文数据矩阵Y的分向量Y1与分向量Y2对密文数据Y进 行解密；
4)校正并输出明文数据，用于对明文数据位置向量WX对明文数据向量X的数据 的次序进行校正，最后输出明文数据。
6.根据权利要求5所述的数据解密方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：
a.根据用户密钥k的构造函数g1的反函数g1’构造解密密钥向量K1：K1＝g1’(K)；
b.用加密函数h1的逆函数h1’还原随机密钥向量D：D＝h1’(Y1，K1)；
c.用置换函数f的逆函数f’获取明文数据位置向量WX：WX＝f’(WY，D)；
d.用密钥构造函数g2的反函数g2’构造适当的解密密钥向量K2：K2＝g2’(K)；
e.用加密函数h2的逆函数h2’还原明文数据向量X：X＝h2’(Y2，K2)。
7.根据权利要求5或6所述的数据解密方法，其特征在于：在步骤3中还包括明文 数据位置向量WX检查步骤，当位置向量WX中的任一向量大于N、小于1或者有两个 或两个以上向量相等时，发出报警信号，所述报警信号表明用户密钥K错误或密文遭到 篡改。
8.一种加密装置，包括，
处理器(110)，用于对明文数据进行加密处理；
明文输入缓冲器(101)，用于存储明文输入数据并将明文输入数据输入到处理器 (110)；
存储器(102)，用于存储各种数据并将所述数据输入到处理器(110)；
密文输出器(109)，用于将经处理器(110)处理后的密文输出；
其特征在于：所述处理器(110)包括，
明文预处理器(103)，用于按存储在存储器(102)中的数据块大小参数N从存储 器(102)取出数据、对明文输入缓冲器(101)取出的明文数据块逐块分析、生成明文 数据向量X与明文位置向量WX并将生成的明文数据向量X与明文位置向量WX输出 到存储器(102)进行存储，同时构建存储器(102)中可用位置表；
伪随机数发生器(105)，用于产生伪随机数；
密钥处理器(104)，用于接收所述伪随机数发生器(105)产生的伪随机数，同时 接收明文位置向量WX、产生随机密钥向量D与密文位置向量WY并将密文位置向量 WY输出到存储器(102)进行存储；
密钥预处理器(112)，用于预处理用户密钥K并将处理后的用户密钥输入到存储器 (102)进行存储；
密钥调用处理器(107)，用于调用存储在存储器(102)的用户密钥；
信息加密处理器(106)，用于接收密钥处理器(104)产生的随机密钥向量D与存 储在存储器(102)密文位置向量WY，通过密钥调用处理器(107)传来的用户密钥对 存储在存储器(102)明文数据向量X和密钥处理器(104)产生的随机密钥向量D进 行逐层加密，计算出密文数据矩阵Y，用密文位置向量WY对密文数据矩阵Y进行校正， 将加密后的密文通过密文输出器(109)输出。
9.根据权利要求8所述的加密装置，其特征在于：还包括明文数据块参数设置单 元(113)，所述明文数据块参数设置单元(113)与存储器(102)相连并对存储在存储 器(102)中的明文数据块参数N进行设置。
10.一种解密装置，包括，
处理器(210)，用于对密文数据进行解密处理；
密文输入缓冲器(201)，用于存储密文输入数据并将密文输入数据输入到处理器 (210)；
存储器(202)，用于存储各种数据并将所述数据输入到处理器(210)进行处理；
明文输出器(209)，用于将经处理器(210)处理后的明文输出；
其特征在于：所述处理器(210)包括，
密文预处理器(203)，根据数据块大小参数N从存储器(202)取出数据、构造密 文数据矩阵Y与密文数据位置向量WY，并将构造后的密文数据矩阵Y与密文数据位置 向量WY输入到存储器(202)进行存储；
密钥预处理器(212)，用于预处理用户密钥K并将处理后的用户密钥输入到存储器 (202)进行存储；
第一密钥调用处理器(208)，用于调用存储在存储器(202)中的用户密钥；
随机密钥还原处理器(204)，用于接收密文预处理器(203)传来的密文位置向量 WY与密文数据矩阵Y的分向量Y1并根据第一密钥调用处理器(208)传来的用户密 钥还原出随机密钥向量D；
第二密钥调用处理器(207)，用于调用存储在存储器(202)中的用户密钥；
信息解密处理器(206)，用于接收随机密钥还原处理器(204)产生的随机密钥向 量D与存储在存储器(202)密文位置向量WY，通过第二密钥调用处理器(207)传来 的用户密钥计算出明文数据位置向量WX与明文数据向量X，并对明文数据位置向量 WX对明文数据向量X进行校正，将解密后的明文通过密文输出器(209)输出。

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