一种动态矩阵排列加密方法

摘要

用于数据加密的一种动态矩阵排列加密方法，涉及用密匙控制进行数据加密与解密相关技术，一加密方法包括：矩阵排列、分组排列、异或运算。具体讲，是一种对称分组加密方法，是取该加密算法的明文(Plaintext)P的长度为32,768比特，明文数据Pi=P1 P2 P3……P32767 P32768；设密匙(Keys)K的长度为65536比特，密匙的数据Ki=K1 K2 K3……K65535 K65536。加密过程可表达为：C=Ipi＊X32＊X31＊X30…(ek)…X3＊X2＊X1＊Ipi。解密过程可以表达为：P=IP－i＊X1＊X2＊X3…(dk)…＊X30＊X31＊X32＊IP－I，其中Ipi是输入矩阵排列，Ipi是它的逆矩阵排列，本发明基本原理公开，清楚易懂，安全性高、通用性强。

主权项

1、用于数据加密的一种动态矩阵排列加密方法，其特征在于，所述动态矩阵排列加密方法包括以下步骤：A、选取明文(plaintext)P为32768比特的数据，如果长度不足32768比特则填充随机数据使它满足32768比特；B、设密匙K为65536比特，如果长度不足65536比特，则把密匙K加长为65536比特；把65536比特的K分成32768个子块，每一个子块2比特，令这32769个子块为密匙流Kxi，其表示为：KXi＝KX1，KX2，KX3，KX4……KX32767，KX32768，KX32769；C、IP矩阵排列：把32768比特的明文数据按每比特、每个位置的顺序排入32纵32行32列的正方型的矩阵中；从每个纵中的32行32列的矩阵中提取出1024个不同行和列的值的阵矩；开始加密：a首先定义，利用KXi中的值来确定每个矩阵中的不同排列方式。密匙的值为(0、1、2、3)表格中的排列分别为，当值为0时排列不变；当值为1时排列矩阵按顺时针的方向转动一下，即原来的行变成列，原来的列变成行；当值为2时排列矩阵按顺时针的方向转动两下，即上行变成下行，右列变成左列，当值为3时排列矩阵按逆时针的方向转动一下，即原来的列变成行，原来的行变成列；b、把正方型的矩阵的六个面都定义一个值，分别用A、B、C、D、E、F来表示；从密匙K中指定的位置提取12个比特的数据，把这12比特分成6组每组2比特，再把(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)排成3行2列的表格形式，再用这6组密匙对这个表格，把表格分成(A)、(B)、(C)、(D)和(C)、(D)、(E)、(F)两个交叉的表格然后再进行6次排列运算运算方法用a的方法进行排列，输出正方型的阵矩的六个面的顺序表；(1)对正方型的矩阵排列运算，从顺序表中的第一个面开始。(2)把该面32乘32的矩阵分成32乘32、16乘16、8乘8、4乘4、2乘2的各种表格，并把密匙流分成32段，每个纵用一段，每次对不同的纵的排列密匙流都不同；①、用该段的第1个密匙的值对32乘32的表格用(a)的方法进行排列；②、用该段的第2到该段的第10个密匙的值对16乘16的表格用a的方法进行排列，32乘32的表格分成9个16乘16的表格；③、用该段的第11到该段的第75个密匙的值对8乘8的表格用a的方法进行排列，32乘32的表格分成64个8乘8的表格；④、用该段的第76到该段的第300个密匙的值对4乘4的表格用a的方法进行排列，32乘32的表格分成224个4乘4的表格；⑤、用该段的第300到……个密匙的值对2乘2的表格用的a方法进行排列，32乘32的表格分成960个2乘2的表格；(3)跳回(2)继续对下一个纵值进行排列，每次推进下一个纵；(4)当32个纵向中的表格都排列完毕时跳回(1)继续对下一个面进行排列，并把密匙流从最高位向最低位移动6分之1，把移出的6分之1补到高位处。如果6个面都完成了就结束IP矩阵排列；D、把排列完的明文P数据分组：分组：32768比特的明文数据块分成1024个子块，每一子块32比特，令这1024个子块为明文子块PXi表示为：PXi＝PX1，PX2，PX3，PX4……PX1022，PX1023，PX1024；E、子密匙分组：把65536比特的Ki分成两个不同的组，每组为1024个子块，每一子块32比特，令这1024个子块为第1组：K1Xi＝K1X1，K1X2，K1X3，K1X4……K1X1022，K1X1023，K1X1024；第2组：K2Xi＝K2X1，K2X2，K2X3，K2X4 … …K2X1022，K2X1023，K2X1024；F、用第一组密匙K1Xi与排列后的明文子块PXi进行异或运算(^)运算，一共1024组运算；G、把经过F步骤加密后的明文子块PX1与经过F步骤加密后的明文子块PX2进行异或运算(^)，经过F步骤加密后的明文子块PX3与经过F步骤加密后的明文子块PX4进行异或运算(^)……经过F步骤加密后的明文子块PX1023与经过F步骤加密后的明文子块PX1024进行异或运算(^)，一共512组运算；H、下面的明文子块..全部为经过G步骤后的值：明文子块PX1与明文子块PX2进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX1的值，明文子块PX2与明文子块PX3进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX2的值，明文子块PX3与明文子块PX4进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX3的值，明文子块PX1021与明文子块PX1022进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX1021的值，明文子块PX1022与明文子块PX1023进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX1022的值，明文子块PX1023与明文子块PX1024进行异或运算(^)运算其值去替换原本明文子块PX1023的值；I、用第二组密匙K2Xi与经过h步骤后明文子块PXi进行异或运算(^)运算，一共1024组。I、下面的明文子块..全部为经过I步骤后的值：明文子块PX1与明文子块PX1024进行异或运算(^)运算产生一个值P1，明文子块PX2与值P1进行异或运算(^)运算产生一个值P2，明文子块PX3与值P2进行异或运算(^)运算产生一个值P3，明文子块PX1021与值1020进行异或运算(^)运算产生一个值P1021，明文子块PX1022与值1021进行异或运算(^)运算产生一个值P1022，明文子块PX1023与值1022进行异或运算(^)运算产生一个值P1023。最后把明文子块PX1024的值替换为P1023的值；K、再次调用(c)矩阵排列算法，把密匙流并把密匙流从最高位向最低位移动2分之1，把移出的2分之1补到高位处，再用该密匙流对经过j步骤后明文子块PXi进行排列运算；L、把第2组的密匙与第1组的密匙之间做子异或(^)运算，把值再用矩阵排列算法，密匙流用上面同样的值进行排列运，再用它的值与经过J步骤后明文子块PXi进行异或(^)运算。M、加密结束，输出密文(ciphertext)为32768比特的数据，加密结束。