一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法
【专利摘要】本发明涉及密钥产生及应用领域，尤其涉及一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，包括立方体变换参数的生成、立方体嵌套翻转和密钥的生成三个实现步骤。本发明能够实现由简单的控制参数产生时变的密钥，一方面能够一次一密并增加密钥的保密性，另一方面可以降低密钥传输的代价，从而提高数据通信系统的保密性能，更好地保障网络和信息安全。
【专利说明】
-种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法
技术领域
[0001]本发明设及密钥产生及应用领域，尤其设及一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成 方法。
【背景技术】
[000^ 目前，网络安全已经影响到了我们每一个人的生活，比如QQ号被盗等频频发生，严 重的如银行卡被盗刷等也时有报道。加密技术作为提高网络信息安全的关键技术手段，对 保证通信和数据安全发挥了重要作用。然而目前的数据加密技术都存在不堪重用的问题， 即使是曾经被公认比较安全可靠的RSA加密算法，现在也屡被攻破。简单归纳起来，当前的 密码算法主要存在W下问题:一是保密强度不够，加密空间的密钥组合数有限，即加密算法 容易被攻破导致信息泄露;二是加密序列的长度不断增加，导致计算速度减慢，对数据传输 速率和实时处理产生严重影响。因此，迫切需要打破传统思维模式，提出既高效又安全的数 据加密和密钥产生方法。
【发明内容】
[0003] 为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种基于立方体嵌套翻转的密钥产生方 法，该方法通过简单的参数传输控制密钥的生成和变化，从而有效的增强了数据传输的安 全性。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是:一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，该方 法包括W下步骤：
[0005] 步骤A:立方体变换参数的生成，立方体变换参数包括立方体嵌套翻转的空间参数 和时间参数W及密钥编码的量化阶数，立方体嵌套翻转的空间参数包括立方体的个数，立 方体嵌套翻转的时间参数包括立方体的变化次序；
[0006] 步骤B:立方体嵌套翻转，按照步骤A中的立方体嵌套翻转的空间参数和时间参数 进行空时变换，生成密钥矢量；
[0007] 步骤C:密钥的生成，按照发送端和接收端约定的量化阶数对步骤B中生成的密钥 矢量进行量化和编码，生成发送端和接收端数据通信时所使用的密钥，步骤A中的密钥编码 的量化阶数表示密钥矢量量化时的量阶，发送端将立方体变换参数通过通信链路传送给接 收端。
[000引作为本发明的优化方案，立方体变换参数还包括发送端和接收端约定的立方体的 初始位置，立方体的初始位置W坐标原点作为参考。
[0009] 作为本发明的优化方案，发送端和接收端数据通信时所使用的密钥个数等于立方 体的个数。
[0010] 作为本发明的优化方案，密钥矢量的起点为Χ、Υ、ΖΞ个坐标轴上的任意一点，所述 密钥矢量的终点为立方体的任意一个顶点。
[0011] 本发明具有积极的效果:本发明通过简单的控制参数实现了随时间和空间变化的 密钥，大大的增加了密钥的复杂度，从而提高了密钥的保密性，本发明实现简单，实现了一 次数据传输一次密钥大大的增加了数据传输的安全性，有效的保障了网络和信息的安全。
【附图说明】
[0012] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对 本发明作进一步详细的说明：
[0013] 图1为本发明的发送端和接收端的加密数据交互流程图。
【具体实施方式】
[0014] 本发明公开了一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，该方法包括W下步骤：
[0015] 步骤A:立方体变换参数的生成，立方体变换参数包括立方体嵌套翻转的空间参数 和时间参数W及密钥编码的量化阶数，立方体嵌套翻转的空间参数包括立方体的个数，立 方体嵌套翻转的时间参数包括立方体的变化次序；
[0016] 步骤B:立方体嵌套翻转，按照步骤A中的立方体嵌套翻转的空间参数和时间参数 进行空时变换，生成密钥矢量；
[0017] 步骤C:密钥的生成，按照发送端和接收端约定的量化阶数对步骤B中生成的密钥 矢量进行量化和编码，生成发送端和接收端数据通信时所使用的密钥，步骤A中的密钥编码 的量化阶数表示密钥矢量量化时的量阶，发送端将立方体变换参数通过通信链路传送给接 收端。
[0018] 立方体变换参数还包括发送端和接收端约定的立方体的初始位置，立方体的初始 位置W坐标原点作为参考。立方体嵌套翻转时，按照发送端和接收端约定的立方体的初始 位置及空间参数和时间参数进行空时变换，生成密钥矢量。各个立方体的边长和密钥矢量 的初始位置由发送端和接收端进行约定，密钥矢量的模随着立方体嵌套翻转的空间参数和 时间参数的变化取不同的值，发送端和接收端数据通信时所使用的密钥个数等于立方体的 个数。一次生成多个密钥时，密钥使用的顺序按发送端和接收端的约定进行使用。
[0019] 本实施例中，每个立方体的初始位置W坐标原点为参考点排列，每个立方体的边 长由发送端和接收端进行约定，立方体翻转过程W坐标原点为参考在八个象限中变化，立 方体变换参数中立方体个数为8位二进制数M，立方体变化次序控制参数为8位二进制数N， 每个立方体变换后所在的象限按下式计算：
[0020] N/(M+l)(mod8) (1)
[0021] 密钥矢量按照约定选取，所有密钥矢量的起点可W在Χ、Υ、ΖΞ个坐标轴上取一点， 密钥矢量的终点为立方体的某一顶点，生成的密钥矢量分别为Pi(i = l，2,……，M)。
[0022] 矢量的量化位数用8位二进制数Q表示，量化阶数为1/Q，最终生成的密钥为：
[0023] (2)
[0024] 其中，式(2)中的ai由发送端和接收端根据预期生成的密钥长度范围和各立方体 的边长约定。
[0025] 如图1为使用基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法生成的密钥进行加密数据通信 的流程图，包括发送端的数据加密流程和接收端的数据解密流程，
[0026] 其中，发送端的数据加密流程为:源数据使用基于立方体嵌套翻转的密钥生成方 法生成的密钥进行加密，源数据加密后发送给接收端；
[0027] 接收端的数据解密流程为:接收端接收发送端发送来的加密数据，使用发送端和 接收端约定好的立方体的初始位置、立方体长度等参数进行相应的解密，最终得到源数据。
[0028] W上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，W上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤： 步骤A:立方体变换参数的生成，所述的立方体变换参数包括立方体嵌套翻转的空间参 数和时间参数以及密钥编码的量化阶数，所述立方体嵌套翻转的空间参数包括立方体的个 数，所述立方体嵌套翻转的时间参数包括立方体的变化次序； 步骤B:立方体嵌套翻转，按照步骤A中的立方体嵌套翻转的空间参数和时间参数进行 空时变换，生成密钥矢量； 步骤C:密钥的生成，按照发送端和接收端约定的量化阶数对步骤B中生成的密钥矢量 进行量化和编码，生成发送端和接收端数据通信时所使用的密钥，所述步骤A中的密钥编码 的量化阶数表示密钥矢量量化时的量阶，发送端将所述的立方体变换参数通过通信链路传 送给接收端。2. 根据权利要求1所述的一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，其特征在于:所述 的立方体变换参数还包括发送端和接收端约定的立方体的初始位置，所述立方体的初始位 置以坐标原点作为参考。3. 根据权利要求1所述的一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，其特征在于:发送 端和接收端数据通信时所使用的密钥个数等于立方体的个数。4. 根据权利要求1所述的一种基于立方体嵌套翻转的密钥生成方法，其特征在于:所述 密钥矢量的起点为X、Y、Z三个坐标轴上的任意一点，所述密钥矢量的终点为立方体的任意 一个顶点。
【文档编号】H04L9/08GK105871547SQ201610392973
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】李嘉元
【申请人】李嘉元