一种用于高速加密的新型对称型密钥算法的制作方法

技术特征：

1.一种用于高速加密的新型对称密钥算法，其特征在于，所述对称密钥算法包括加密算法和解密算法，所述的加密算法的步骤包括：

S11：对明文M进行分组，得到M_i，M_i∈{M₀,M₁,···,M_n-1}；

S12：利用随机数生成器生成n位基础密钥R₁和R₂；

S13：统计明文长度L，并对M_n-1进行明文填充，在明文后首先填充二进制密钥生成器识别码，计算剩余位数，并用随机二进制码填充；

S14：获得密钥偏移生成器G；

S15：对M_n-1明文组进行加密；

S16：获得加密密钥Key_i；

S17：对所有明文组进行加密；

S18：对基础密钥R₁和R₂进行加密，得到密文密钥C_R；

S19：完成加密，并将密文密钥C_R与密文进行传输；

所述的解密算法的步骤包括：

S21：对密文密钥C_R进行解密，得到基础密钥R₁和R₂；

S22：解密得到M_n-1；

S23：得到密钥偏移生成器G；

S24：对所有密文进行解密，得到明文M。

2.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S12步骤中，R₁和R₂为1024位的二进制序列随机数，R₁∈{0,1}¹⁰²⁴,R₂∈{0,1}¹⁰²⁴。

3.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S13步骤中，如果M_n-1∈(0,1000)时，在明文后首先填充二进制密钥生成器识别码，剩余的位数使用随机二进制码填充，使得M_n-1最终满足1024位；如果M_n-1∈[1000,1024]之间，那么填充需要扩展，即在M_n-1之后首先进行密钥生成器识别码的填充，并在之后的位数填充二进制序列随机数，这样便组成了两段1024位的明文组M_n-1和M_n；所述的二进制密钥生成器识别码位数为24位，该识别码为(0000-1111-1111-1111-1111-0000)。

4.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S14步骤中，当M_n-1∈(0,1000)时，模运算的计算公式为G＝1024-Lmod1024，当M_n-1∈[1000,1024]时，模运算的计算公式为G＝2048-Lmod1024，所述的密钥偏移生成器G的取值范围为[25,1048]。

5.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S15步骤中，对M_n-1明文组进行加密时，将基础密钥R₁和R₂分别根据n的值进行左偏移和右偏移，异或加密得到密文；当M_n-1∈(0,1000)时，计算公式为当M_n-1∈[1000，1024]时，计算公式为

6.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S16步骤中，将子明文组i代入密钥偏移生成器G中，计算出偏转量X_j，计算公式为X_j＝(Gmod512×(i+G)+19)mod512，并将偏移量代入基础密钥R₂中进行左循环或右循环产生偏移密钥R_2(j)，计算公式为R_2(j)＝R₂＜＜X_j X_jmod2＝0或R_2(j)＝R₂＞＞X_j X_j mod2≠0；基础密钥R₁则每次右偏移i位得到R_1(i)，计算公式为R_1(i)＝R₁＞＞(imod1024)；将R_1(i)和R_2(j)进行异或运算得到加密密钥Key_i，计算公式为

7.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S17步骤中，从M₀开始到M_n-2，将加密密钥Key_i与相对应明文进行异或加密，得到密文C_i，计算公式为

8.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的加密算法的S18步骤中，对基础密钥R₁和R₂进行RSA加密，采用最有非对称加密(RSA-OAEP)方案得到密文密钥C_R。

9.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的对称密钥算法每加密n个明文组时需要更换基础密钥，其步骤如下：

S31：一组基础密钥R₁和R₂，其加密的明文空间为n×n位，这个加密后的等量空间为密文块(C-block)；

S32：当需要对基础密钥进行重新构造时，新的基础密钥从前一个密文块中选择；

S33：新的基础密钥为R₁’和R₂’；

在S33步骤中，基础密钥R₁’的计算公式为基础密钥R₂’的计算公式为或其中，C_x和C_y中的x和y，分别代表加密后从C₀开始的密文段数(与明文代表的段数相同)，其计算公式分别为x＝(17×i+G)mod512和y＝(13×(i+G)+i)mod512+512，R₁’中的R1>>x与C_x中的R_1(i)完全相同，R₂’中的X_j(y)就是明文段数为y的情况下的R₂偏移量，偏移后与R_2(j)完全相同；将R₁’和R₂’进行异或运算得到加密密钥Key，计算公式为

10.根据权利要求1所述的对称密钥算法，其特征在于，所述的对称密钥算法还包括摘要算法，其步骤如下：

S41：加密前，首先使用摘要算法对明文进行摘要得到哈希值，即Hash(Mess)；

S42：将哈希值存储在密文的末尾，并一同进行传输保存；

S43：解密前，将哈希值单独取出；

S44：使用摘要算法对解密后的明文进行摘要得到新的哈希值，即Hash(Mess’)；

S45：将Hash(Mess)与Hash(Mess’)进行对比，若Hash(Mess)＝Hash(Mess’)，则密文未被篡改，证明信息完整性或通信线路安全性与可靠性；；若Hash(Mess)≠Hash(Mess’)，则密文篡改，存储环境或通信线路存在隐患，需要及时保护。