专利名称：一种基于粒子行进的混沌加密方法
技术领域：
本发明涉及加密技术领域，特别涉及用密钥控制进行数据加密与解密相关技术领域。
背景技术：
在现代的电子时代中，通过在公共电信信道上交换的数据处理日
常的商务、公务及私人事务与日俱增。最新统计显示，全球网民数量已经超过10亿，欧盟、美国、韩国、日本等达国家的互联网渗透率基本都超过了 50%，最高达到68.6%。和传统的信息相比，数字信息具有信息载体的成本低、便于组织和处理、方便保存、有效期长、易于传播等许多优点。虽然数字信息比传统信息有着众多的优点，但是从根本上讲，它毕竟也只是信息的另外一种新型的表现形式而已，无论在计算机上的存储、处理和应用，还是在通信网络中的传输，信息都有可能被法授权访问导致泄密，被篡改破坏导致不完整，被冒充替换导致否认，也可能阻塞拦截而导致无法存取。利用密码技术保护信息的安全是最常用、也是最有效的手段。随着Shannon的现代信息论的开创和对保密通信的研究，现代密码学也得到了迅速的发展，涌现出了很多密码体制，如经典的对称密码算法DES、IDEA、AES和公钥密码算法RSA、ElGamal等。近些年更出现了混沌密码、量子密码和椭圆曲线密码等新的密码研究领域。另外，近几十年非线性系统的研究成果为基于混沌的密码学分析提供了坚实的理论依据，使得混沌加密系统的方案设计和安全性分析能从理论上得到保证。当然，混沌密码学目前也还存在着一些不足和尚待完善之处例如连续混沌系统的离散化问题和混沌密码系统在实用性方面的设计问题等等，都需要进一步的考虑和研究。
发明内容
本发明是设计一种新的加密方法参与加密算法的初始参数可以是动态自动生成的也可以由被加密信息转换而成的，然后利用粒子的物理行进轨迹的非线性特性实现密钥或者密文加密，但又不能利用其密钥、密文对其算法进行破解。为达到上述目的，本发明的技术方案
一种基于粒子行进的混沌加密方法，通过迭代在特定参数的容器的粒子行进结果实现，其步骤为
A.初始化将被加密信息按照既定标准转换成一系列数据段，将各数据段的数值依次对应赋给加密算法所需的初始参数，初始参数为椭球容器的三个轴的长度 (為JVC^、虚拟碰撞粒子的初始位置坐标(^，!^在》、初始速度 、速度方向与χ轴夹角 、Y轴夹角β、ζ轴夹角7以及运行时间Τ。
B.根据虚拟粒子行进方程和椭球面方
权利要求
1.一种基于粒子行进的混沌加密方法，通过迭代在特定参数的容器的粒子行进结果实现，其步骤为A.初始化将被加密信息按照既定标准转换成一系列数据段，将各数据段的数值依次对应赋给加密算法所需的初始参数，初始参数为椭球容器的三个轴的长度 (4，馬》€^)、虚拟碰撞粒子的初始位置坐标(^ 7 ，2 )、初始速度 、速度方向与X轴夹角、Y轴夹角β、Z轴夹角7以及运行时间T ； B.根据虚拟粒子行进方程和椭球面方程
2.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于在所述步骤A中，部分初始参数如椭球三个轴长、初始位置、初始速度、速度方向和运行时间等可随意设定，作为初始密钥。
3.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于在所述步骤A中， 将Atj , B0 , C0按数值由大至小顺序排列，若(X，Y，Ζ)所对应的点位于椭球体外，则按照X，Y，Z从大到小的顺序依次与相对应的三个轴(A，^Q)进行数值互换形成新的(X，Y, Z)和 (為，馬，C )三个轴长，此时计算该点位置是否位于新的椭球内，若不在椭球内，再继续进行交换，直到对应的点位于新的椭球内。
4.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于在所述步骤A中，初始参数即被加密信息可是给定坐标格式、二进制数据，或者任意格式的数据；因为数据可以自动转化为加密所需的坐标格式。
5.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于在所述步骤D中，力口密输出信息可以是坐标形式，也可以是二进制数据或者任意格式的文件形式。
6.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于在所述步骤C中，粒子进行的碰撞可以为非完全弹性碰撞，这样速度在每次碰撞后会有损失。
7.根据权利要求1所述的基于粒子行进的加密方法，其特征在于所述步骤A中，将被加密信息转换成由系统的初始参数组成的数据段，包括被加密信息格式变换单元自动地读取被加密信息，将任意格式的被加密信息自动转换成二进制格式，然后将转换后的信息存储在内存中；再自动地从内存中读取存储的被加密信息，将上述取得的数据信息根据预定参数的长度自动进行数据分割，分割成长度相同的二进制代码段；如果二进制信息位数正好分割成整数段代码最佳，否则在信息位后用1补齐成整数段；然后将分割后数据重新存储在内存中，从而实现数据分割。
全文摘要
本发明涉及一种基于粒子行进的混沌加密方法，其步骤是(1)初始化随机产生或者根据给定信息设定初始值，初始参数包括反射容器参数、初始位置、运行速度、运行时间、运行方向。(2)基于初始参数和反射定律迭代计算轨迹，得到碰撞最终位置和方向，实现数据的加密。本发明方法运算简单，且对初始值具有敏感性，具有混沌机密算法的单向性有点，可广泛用于数据加密、保密通信等信息安全中。
文档编号H04L9/00GK102437909SQ20111043480
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者裴世鑫, 赵立龙 申请人:南京信息工程大学