一种大数据加密方法

摘要

本发明公开了一种大数据的加密方法，首先对第一个分组明文N₁进行加密；接着对第二个分组明文N₂进行加密；接着对第三个分组明文N₃进行加密；对中间密文M进行第二次加密；提供的加密方法，能同时能做到一次一密，增加了加密强度；解决了加密速度的问题。

主权项

一种大数据的加密方法，其特征在于：本方法基于如下原理进行加密：对数据采用分组的方式进行加密，每组数据加密长度为一个字节或两个字节及以上，通常使用一个字节；每个分组数据的加密方式是每个分组数据与数值X_n及Y_n（以下统称为密码X_n，及Y_n）进行异或与每个分组数据异或的密码X_n及Y_n都是不相同的；相邻两组的密码X_n及X_(n+1)存在不确定性关系；相邻两组的密码Y_n及Y_(n+1)存在不确定性关系；密码X_n及Y_n的值由一组数据确定，这组数据称之为交换密钥：所述交换密钥由种子一(s1)、种子二(s2)、交换盒一(A)及交换盒二(B)组成；每次加密时，交换密钥都是随机生成的，即种子一(s1)、种子二(s2)、交换盒一(A)及交换盒二(B)中的数据都是随机的，每次加密都随机生成；交换盒A及B可以是一个j*1的长整形矩阵，j>=256，通常为256，该矩阵也可以看作是一个有j个长整形元素的一维数组，以下在数学上称之为数组A及数组B；种子一(s1)、种子二(s2)的大小通常为一个长整形；所述密码X_n由种子一(s1)及交换盒一(A)确定；种子一(s1)每进行一次分组加密后，都进行一次变换，变换方式可以是线性同余的方式或非线性的方式；所述交换盒一(A)每进行Z次分组加密后，交换盒中的所有元素都进行一次变换，变换方式可以是线性同余的方式或非线性方式，以下以线性同余的方式介绍（Z>=1，，Z<=A的元素个数，通常为256）；所述交换盒一(A)中的数据取余后放置到一个临时交换盒中（temp_A）；其中：X_n  是temp_A中的第s1个元素的值；密码Y_n由种子二(s2)及交换盒二(B)确定；种子二(s2)每进行一次分组加密后，都进行一次变换，变换方式可以是线性同余的方式；交换盒二(B)每进行Z次分组加密后，交换盒中的所有元素都进行一次变换，变换方式可以是线性同余的方式，（Z>=1，Z<=B的元素个数，通常为256）；交换盒二(B)中的数据取余后放置到一个临时交换盒中（temp_B）；其中：Y_n  是temp_B中的第s₂个元素的值；交换密钥的传送使用加密传送或等时产生的方式；基于上述原理，本发明加密方法步骤如下：设有某一大分组明文数据N₁ ， N₂ ， N₃ ， …… N_x，每个分组数据的长度为一个字节，加密方法如下：一）、对明文N进行第一次加密1）、首先对第一个分组明文N₁进行加密：对数组A进行变换，生成新的随机数组A： A[i]=Af2(A[i])，方法可以是线性同余法，其中i是从1到Z，以下不再累述；生成数组temp_A，取A[n]除以A数组大小的余数，然后放置到temp_A中：temp_A[i]=Af3(A[i])对随机种子一s1进行变换，生成新的随机种子s1：s1=Af2(s1) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s1，取s1除以A数组大小的余数，方法是temp_s1=Af3(s1) ；取得加密密码X₁ ，即temp_A数组中的第temp_s1个下标的元素的值，方法是：X₁ =temp_A[temp_s1]；将明文N₁ 与X₁  进行异或操作，得出中间密文M₁2)、接着对第二个分组明文N₂进行加密对随机种子一s1进行变换，生成新的随机种子s1：s1=Af2(s1) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s1，取s1除以A数组大小的余数，方法是temp_s1=Af3(s1)  ；取得加密密码X₂ ，即temp_A数组中的第temp_s1个下标的元素的值，方法是：X₂ =temp_A[temp_s1]；将明文N₂与X₂  进行异或操作，得出中间密文M_2；3)、接着对第三个分组明文N₃进行加密对随机种子一s1进行变换，生成新的随机种子s1：s1=Af2(s1) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s1，取s1除以A数组大小的余数，方法是temp_s1=Af3(s1)  ；取得加密密码X₃ ，即temp_A数组中的第temp_s1个下标的元素的值，方法是：X₃ =temp_A[temp_s1]；将明文N₃与X₃  进行异或操作，得出中间密文M₃  ；当加密到第Z个分组时（Z>=1，Z<=A的元素个数，通常为256）先进行一次数组A的变换，再进行加密，即每加密到一个Z分组的大小，就进行一次数组A的变换；如此类推，直至加密到N_x得出中间密文M_X ；二）、对中间密文M进行第二次加密1）、首先对第一个中间密文M₁进行加密：对数组B进行变换，生成新的随机数组B： B[i]=Bf2(B[i])，方法可以是线性同余法，其中i是从1到Z，以下不再累述；生成数组temp_B，取B[i]除以B数组大小的余数，然后放置到temp_B中：temp_B[i]=Bf3(B[i])；对随机种子二s2进行变换，生成新的随机种子s2：s2=Bf2(s2) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s2，取s2除以A数组大小的余数，方法是temp_s2=Bf3(s2)；取得加密密码Y₁ ，即temp_B数组中的第temp_s2个下标的元素的值，方法是：Y₁ =temp_B[temp_s2]；将明文N₁ 与Y₁  进行异或操作，得出密文C_1；2）、接着对第二个中间密文M₂进行加密对随机种子二s2进行变换，生成新的随机种子s2：s2=Bf2(s2) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s2，取s2除以B数组大小的余数，方法是temp_s2=Bf3(s2) ；取得加密密码Y₂ ，即temp_B数组中的第temp_s2个下标的元素的值，方法是：Y₂ =temp_B[temp_s2]；将明文N₂与Y₂  进行异或操作，得出密文C₂3)、接着对第三个中间密文M₃进行加密对随机种子二s2进行变换，生成新的随机种子s2：s2=Bf2(s2) ，方法可以是线性同余法；取是临时种子temp_s2，取s2除以B数组大小的余数，方法是temp_s2=Bf3(s2)；取得加密密码Y₃ ，即temp_B数组中的第temp_s2个下标的元素的值，方法是：Y₃ =temp_B[temp_s2]；将明文N₃与Y₃  进行异或操作，得出密文C_3；当加密到第Z个分组时（Z>=1，Z<=B的元素个数，通常为256）先进行一次数组B的变换，再进行加密，即每加密到一个Z分组的大小，就进行一次数组B的变换；4）、如此类推，直至加密到M_x得出密文C_X。