维普资讯 http://www.cqvip.com 垫 Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 科教平台 详解加密技术 加密算法 ２ 吕艳娟’ （１、营口中等专业学校 ２、沈阳理工大学） 摘 要；如今时代是信息时代，信息的安全性对我们非常重要，所以，我们要采取一种安全措施来保护机密数据，这种技术就是加 密，本文介绍几种加密方法。 关键词：置换表法循环移位ｘｏｒ密钥 中图分类号：Ｇ４ ０ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ ６７４－０９８ｘ（２００８）０３（ｂ）一０２４６－－０ｌ 在信息时代，信息可以帮助我仃】，使我 们受益，同时，信息也可以对我们构成威胁， 造成破坏。因此，在客观上就需要一种强有 力的安全措施来保护机密数据不被窃取或篡 不可能！但是，使用非波那列数列这种伪 随机的方式所产生的密码对我们的解密程 序来讲是非常容易的。 循环冗余校验是一种典型的校验数据 对他们进行排序，使用这样一种方式（我们 要记住最初的位置）使用最初的位置来产生 个表，随意排序的表，表中的数字在０到 ２ ５ ５之间。如果不是很明白如何来做，就可 一改。加密与解密的一些方法是非常直接的， 的方法。对于每一个数据块，它使用位循环 很容易掌握，可以很方便的对机密数据进行 移位和ＸＯｒ操作来产生一个ｌ ６位或３２位的 加密和解密。 校验和，这使得丢失一位或两个位的错误 一定会导致校验和出错。这种方式很久以 １数据加密方法 来就应用于文件的传输，例如ｘｍｏｄｅｍ ｃｒｃ。 在所有的加密算法中最简单的一种就是 这是方法已经成为标准，而且有详细的文 “置换表”算法，这种算法也能很好达到加密 档。但是，基于标准ｃ ｒｃ算法的一种修改算 的需要。每一个数据段（总是一个字节）对 法对于发现加密数据块中的错误和文件是 应着“置换表”中的一个偏移量，偏移量所 否被病毒感染是很有效的。 对应的值就输出成为加密后的文件。加密程 ２基于公钥的加密算法 序和解密程序都需要一个这样的“置换表”。 一个好的加密算法的重要特点之一是 事实上，８０ｘ８６ ｃｐｕ系列就有一个指令‘ｘｌａｔ’ 具有这种能力：可以指定一个密码或密钥， 在硬件级来完成这样的工作。这种加密算法 并用它来加密明文，不同的密码或密钥产 比较简单，加密解密速度都很快，但是一旦 生不同的桁文。这又分为两种方式：对称密 这个“置换表”被对方获得，那这个加密方 钥算法和非对称密钥算法。所谓对称密钥 案就完全被识破了。更进一步讲，这种加密 算法就是加密解密都使用相同的密钥，非 算法对于黑客破译来讲是相当直接的，只要 对称密钥算法就是加密解密使用不同的密 找到一个“置换表”就可以了。这种方法在 钥。非常著名的ＰｇＰ公钥加密以及ｒｓａ加密 计算机出现之前就已经被广泛的使用。 方法都是非对称加密算法。加密密钥，即公 对这种“置换表”方式的一个改进就是 钥，与解密密钥，即私钥，是非常的不同的。 使用２个或者更多的“置换表”，这些表都是 从数学理论』 讲，几乎没有真正不可逆的 基于数据流中字节的位置的，或者基于数据 算法存存。对于一个没有定义的操作来讲， 流本身。这时，破译变的更加困难，因为黑 基于加密算法，可以成功地防止把一个公 客必须正确的做几次变换。通过使用更多的 钥变换成为私钥。 此，要想破译非对称加 “置换表”，并且按伪随机的方式使用每个 密算法，找到那个唯一的密钥，唯一的方法 表，这种改进的加密方法已经变的很难破 只能是反复的试验，而这需要大量的处理 译。比如，我们可以对所有的偶数位置的数 时 。 据使用ａ表，对所有的奇数位置使用ｂ表，即 ｒ ｓ ａ加密算法使用ｒ两个非常大的素数 使黑客获得了明文和密文，他想破译这个加 来产生公钥相私钥。即使从一个公钏中通 密方案也是非常困难的，除非黑客确切的知 过因数分解可以得到私钥，但这个运算所 道用了两张表。 包含的计算量是非常巨大的，以至于在现 与使用“置换表”相类似，“变换数据位 实上是不可行的。加密算法本身也是很慢 置”也在计算机加密中使用。但是，这需要 的，这使得使用ｒ ｓａ算法加密大量的数据变 更多的执行时间。从输入中读入明文放到一 的有些不可行。这就使得一些现实中加密 个ｂｕｆｆｅｒ中，再在ｂｕｆｆｅｒ中对他们重排序，然 算法都基于ｒｓａ加密算法。ＰｇＰ算法（以及大 后按这个顺序再输出。解密程序按相反的顺 多数基于ｒｓａ算法的加密方法）使用公钥来加 序还原数据。这种方法总是和一些别的加密 密一个对称加密算法的密钥，然后再利用 算法混合使用，这就使得破译变的特别的困 一个快速的对称加密算法来加密数据。这 难，几乎有些不可能了。 个对称算法的密钥是随机产生的，是保密 还有一种更好的加密算法，只有计算机 的，因此，得到这个密钥的唯一方法就是使 可以做，就是字／字节循环移位和ｘｏｒ操作。 用私钥来解密。 如果我们把一个字或字节在一个数据流内做 循环移位，使用多个或变化的方向（左移或 ３—个崭新的多步加密算法 右移），就可以迅速的产生一个加密的数据 现在又出现了…种新的加密算法，据 流。这种方法是很好的，破译它就更加困 说是几乎不可能被破译的。下面详细的介 难！而且，更进一步的是，如果再使用ｘ ｏ ｒ 绍这个算法： 操作，按位做异或操作，就就使破译密码更 使用一系列的数字（比如说ｌ ２ ８位密 加困难了。如果再使用伪随机的方法，这涉 钥），来产生一个可重复的但高度随机化的 及到要产生一系列的数字，我们可以使用菲 伪随机的数字的序列。一次使用２ ５ ６个表 波那列数列。对数列所产生的数做模运算 项，使用随机数序列来产生密码转表，如下 （例如模３），得列一个结果，然后循环移位 所示： 这个结果的次数，将使破译次密码变的几乎 把２ ５６个随机数放在一个距阵中，然后 ２４６ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 以不管它。但是，下面也提供了一些原码（在 下面）是我们明白是如何来做的。现在，产 生了．一个具体的２ ５ ６字节的表。让这个随机 数产生器接着来产生这个表中的其余的数， 以至于每个表是不同的。下一步，使用 “ｓｈｏｔｇｕｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”技术来产生解码表。基 本上说，如果ａ映射到ｂ，那么ｂ一定可以 映射到ａ，所以ｂ【ａ【ｎ】】＝＝ｎ．（ｎ是一个在０到 ２ ５ ５之间的数）。在一个循环中赋值，使用一 个２ ５ ６字节的解码表它对应于我们刚才在上 一步产生的２ ５ ６字节的加密表。 使用这个方法，已经可以产生这样的一 个表，表的顺序是随机，所以产生这２ ５６个 字节的随机数使用的是二次伪随机，使用了 两个额外的ｌ ６位的密码．现在，已经有了两 张转换表，基本的加密解密是如下这样工作 的。前一个字节密文是这个２ ５ ６字节的表的 索引。 加密时所产生的伪随机序列是很随意 的，可以设计成想要的任何序列。没有关于 达个随机序列的详细的信息，解密密文是不 现实的。例如；一些ａ ｓ ｃｉｉ码的序列，如 “ｅｅｅｅｅｅｅｅ”可能被转化成一些随机的没有任何 意义的乱码，每一个字节都依赖于其前一个 字节的密文，而不是实际的值。对于任一个 单个的字符的这如果想产生一系列的随机数 字，比如说，在０和列表中所有的随机数之 间的一些数，就可以使用下面的方法： 作为一个测试，开发了一个应用程序来 测试上面所描述的加密算法。程序本身都经 过了几次的优化和修改，来提高随机数的真 正的随机性和防止会产生一些短的可重复的 用于加密的随机数。用这个程序来加密一个 文件，破解这个文件可能会需要非常巨大的 时间以至于在现实上是不可能的。 ４结论 由于在现实生活中，我们要确保一些敏 感的数据只能被有相应权限的人看到，要确 保信息在传输的过程中不会被篡改，截取， 这就需要很多的安全系统大量的应用于政 府、大公司以及个人系统。数据加密是肯定 可以被破解的，但我们所想要的是一个特定 时期的安全，也就是说，密文的破解应该是 足够的困难，在现实上是不可能的，尤其是 短时间内。 参考文献 ［１】加密与解密．清华大学出版社 ［２】加密技术．东北大学出版社．