專利名稱：基于混沌的通用電子檔案加解密方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子加解密技術領域，特別涉及一種基于混沌的通用電子檔案加解密 方法。
背景技術：
近年來，保護數(shù)據(jù)不被泄漏成為人們關注的熱點問題。入侵者可以通過直接盜取 物理存儲設備和網(wǎng)絡攻擊的手段來竊取數(shù)據(jù)；而且，由于文件共享等需求，數(shù)據(jù)會被多人進 行訪問，這也大大增加了數(shù)據(jù)泄漏的可能性。在計算機中，文件是數(shù)據(jù)的一種組織形式，所 以對文件進行加密已經(jīng)成為一種公認的比較成功的保護數(shù)據(jù)的方法。事實上，現(xiàn)今已經(jīng)有 了一些比較成熟的加密算法，如DES、AES、RSA等，并且有一些工具是基于這些加密算法產(chǎn) 生的，用戶可以通過這些工具實現(xiàn)加密和解密。但是，由于這些工具操作麻煩、沒有和整個 系統(tǒng)緊密地結合起來，而且隨著這些加密算法被不斷的研究，已經(jīng)有越來越多的人注意到 這些工具很容易受到攻擊。因此，對于新的加密文件算法的研究成為了一種必然的趨勢?；煦缋碚撟鳛榻陙淼难芯繜狳c，其在加解密領域里的應用也已經(jīng)成為了前沿課 題。而logistic映射作為經(jīng)典的混沌映射，蘊含了現(xiàn)代混沌理論的基本思想，包括倍周期 到混沌、分岔圖等非線性理論的基本框架和模式。本發(fā)明正是基于logistic理論而編寫 的。現(xiàn)有的文件夾加解密方法可分為兩類基于Windows操作系統(tǒng)本身進行加解密 和基于文件夾加解密軟件進行加解密。前者在加解密的時候有諸多不便，如只可以加解密 NTFS分區(qū)卷上的文件和文件夾，對FAT分區(qū)卷上的文件和文件夾無效；無法加密標記為“系 統(tǒng)”屬性的文件，并且位于系統(tǒng)根目錄結構中的文件也無法被加解密等等。后者大多是將文 件夾隱藏，或者將該文件夾轉化為其他的文件格式，而且其中的文件不能夠被加解密，一旦 通過某種方式獲得文件夾中的文件，對文件夾的加解密也就失去了意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于混沌的通用電子檔案加解密方法。該方法包括文件的加密過程與解密過程和文件夾的加密過程與解密過程；其中文件的加密過程，按如下步驟進行步驟1、瀏覽磁盤文件；步驟2、選擇待加密的文件，獲得路徑I^athl，Pathl是待加密的文件路徑；步驟3、輸入密碼，定義字符指針P獲得用戶輸入的密碼的內(nèi)容；步驟4、定義一個整型變量Ll用以記錄密碼的長度；步驟5、將整型變量Ll的值賦給一個新的整型變量Y ；步驟6、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為Li，循環(huán)執(zhí)行過程按如下步驟進行步驟1)、在滿足公式(1)的條件下，利用已定義的初始值獲得當次迭代后小數(shù)點的4、5、6位組成一個整數(shù)N;Xn+1 = μ Xn(I-Xn) μ E (0,4], X e (0,1)(1)上式為一維Logistic混沌映射公式，其中μ被稱為Logistic參數(shù)，Xn被稱為第 一維偽隨機數(shù)，η被稱為偽隨機數(shù)的個數(shù)。運用以上的迭代公式，從理論上來說只需要通過 初始值的簡單變化，就可以產(chǎn)生取值非常豐富的、差別很大的、很難推測的偽隨機數(shù)序列。 因此我們只需要簡單選定初值μ和\，然后通過不斷的迭代運算，就可以產(chǎn)生一個很好的 偽隨機數(shù)序列。其中μ是一個介于(0，4]的數(shù)，\是一個介于(0，1)的數(shù)。根據(jù)分析，發(fā) 現(xiàn)μ取值在4附近的時候，偽隨機數(shù)序列的取值區(qū)間范圍較大，這個取值范圍比較適合用 來產(chǎn)生偽隨機數(shù)序列。步驟2)、執(zhí)行公式M = 256，得到一個小于256的整數(shù)M ；步驟3)、在滿足公式O)的條件下，利用已定義的初始值獲得當次迭代后小數(shù)點 的4、5、6位組成兩個整數(shù)X和X'；
權利要求
1. 一種基于混沌的通用電子檔案加解密方法，其特征在于該方法包括文件的加密過 程與解密過程和文件夾的加密過程與解密過程； 其中文件的加密過程，按如下步驟進行 步驟1、瀏覽磁盤文件；步驟2、選擇待加密的文件，獲得路徑I^athl，Pathl是待加密的文件路徑；步驟3、輸入密碼，定義字符指針P獲得用戶輸入的密碼的內(nèi)容；步驟4、定義一個整型變量Ll用以記錄密碼的長度；步驟5、將整型變量Ll的值賦給一個新的整型變量Y ；步驟6、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為Ll 步驟7、打開所選文件，獲得文件的字節(jié)數(shù)L2，L2即為文件的長度；步驟8、定義一個字符數(shù)組D，數(shù)組大小為L2 ；步驟9、從文件頭部開始，將文件的內(nèi)容讀取到數(shù)組D中；步驟10、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為L2，循環(huán)執(zhí)行過程如下數(shù)組D中的每個字符 按序與K2分別進行異或運算，加法運算，與L2進行異或運算，與K2% L2進行異或運算，再 與Κ2進行減法運算，得到數(shù)組D中的新的每個字符；步驟11、從文件頭部開始，將數(shù)組D中的內(nèi)容寫回到所選文件中； 步驟12、刪除數(shù)組D ；步驟13、定義字符數(shù)組C，C的內(nèi)容是寫定的字符串；步驟14、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為L3，L3為C的大小，循環(huán)執(zhí)行內(nèi)容如下使C 的每個字符與Κ2進行異或運算，得到新的單個字符，直至循環(huán)結束；步驟15、找到所選文件的尾部，將C的內(nèi)容寫在這里，作為密碼驗證信息； 步驟16、關閉所選文件，完成加密； 其中文件的解密過程，按如下步驟進行 步驟1、瀏覽磁盤文件；步驟2、選擇待解密的文件，獲得路徑I^athl' ,Pathl'是待解密的文件路徑； 步驟3、輸入密碼，定義字符指針P獲得用戶輸入的密碼的內(nèi)容； 步驟4、定義一個整型變量Ll用以記錄密碼的長度； 步驟5、將整型變量Ll的值賦給一個新的整型變量Y ； 步驟6、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為Ll 步驟7、打開所選文件，找到文件的末尾，獲取文件末尾的后L3個字符，將其讀入新定 義的字符數(shù)組C'中；步驟8、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為L3，循環(huán)執(zhí)行內(nèi)容如下使C'的每個字符與 Κ2'進行異或運算，得到新的單個字符，直至循環(huán)結束；步驟9、比較C'的每個字符與C的每個字符，驗證是否每個字符都相等，如果相等，執(zhí) 行步驟10，否則顯示“解密失敗”；步驟10、打開所選文件，獲得文件的字節(jié)數(shù)L2' ,12'即為文件的長度； 步驟11、定義一個字符數(shù)組D'，數(shù)組大小為L2'； 步驟12、從文件頭部開始，將文件的內(nèi)容讀取到數(shù)組D'中；步驟13、定義循環(huán)語句，循環(huán)執(zhí)行次數(shù)為L2' -L3，循環(huán)執(zhí)行內(nèi)容如下數(shù)組D'中的前L2' -L3個字符分別按序與K2'進行加法運算，與L2' _L3進行異或運算，與K2 ‘ % (L2' -U)進行異或運算，與K2'進行減法運算，異或運算，得到數(shù)組D'中的新的每個字 符；步驟14、從文件頭部開始，將數(shù)組D'中的內(nèi)容寫回到所選文件中； 步驟15、設置文件長度為L2' -L3； 步驟16、關閉所選文件，完成解密； 其中文件夾的加密過程，按如下步驟進行 步驟1、瀏覽磁盤文件夾；步驟2、選擇待加密的文件夾，獲得路徑1^1，Pal是待加密的文件夾路徑； 步驟3、輸入密碼，定義字符指針P獲得用戶輸入的密碼的內(nèi)容； 步驟4、對文件夾進行遍歷操作，在I^l后面添加“\\”和*. *，以獲得對所有文件進行選 定操作的權利；此時如果遇到了子文件夾，先過濾Windows操作系統(tǒng)在文件夾下自帶的“.，， 和“..”文件夾，而后遞歸遍歷該文件夾下的子文件夾，以獲得對子文件夾下的所有文件的 選定操作權利；步驟5、對文件夾下的所有文件包括子文件夾下的所有文件逐個執(zhí)行“文件加密過程” 的步驟4-16，實現(xiàn)對所有文件的加密處理；步驟6在待加密的文件夾名稱的后面加上一個后綴，令其成為Windows操作系統(tǒng)文件 格式，完成對文件夾的加密操作；其中文件夾的解密過程，按如下步驟進行 步驟1、瀏覽磁盤文件夾；步驟2、選擇待解密的文件夾，獲得路徑I^l' ,Pal'是待加密的文件夾路徑； 步驟3、輸入密碼，定義字符指針P獲得用戶輸入的密碼的內(nèi)容； 步驟4、過濾待解密文件夾的后綴，使其由Windows操作系統(tǒng)文件格式恢復為普通文件 夾格式；步驟5、對文件夾進行遍歷操作，在Pal ‘后面添加“\\”和*. *，以獲得對所有文件進 行選定操作的權利；此時如果遇到了子文件夾，先過濾Windows操作系統(tǒng)在文件夾下自帶 的“.”和“..”文件夾，而后遞歸遍歷該文件夾下的子文件夾，以獲得對子文件夾下的所有 文件的選定操作權利；步驟6、對文件夾下的所有文件包括子文件夾下的所有文件逐個執(zhí)行“文件解密過程” 的步驟4-16，實現(xiàn)對所有文件的解密處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于混沌的通用電子檔案加解密方法，其特征在于所述的 文件加密過程中的步驟6，按如下步驟進行步驟1)、在滿足公式(1)的條件下，利用已定義的初始值獲得當次迭代后小數(shù)點的4、 5、6位組成一個整數(shù)N;Χη+1 = μ Xn(I-Xn) μ e (0,4], X e (0,1)(1)上式為一維Logistic混沌映射公式，其中μ被稱為Logistic參數(shù)，Xn被稱為第一維 偽隨機數(shù)，η被稱為偽隨機數(shù)的個數(shù)，運用以上的迭代公式，選定初值μ和\，然后通過不 斷的迭代運算，產(chǎn)生一個偽隨機數(shù)序列，其中μ是一個介于(0，4]的數(shù)是一個介于(0， 1)的數(shù)；步驟2)、執(zhí)行公式M = 256，得到一個小于256的整數(shù)M ； 步驟3)、在滿足公式O)的條件下，利用已定義的初始值獲得當次迭代后小數(shù)點的4、 5、6位組成兩個整數(shù)X和X'；上式為二維Logistic混沌映射公式，式中Xn被稱為第一維偽隨機數(shù)，Yn被稱為第二維 偽隨機數(shù)，二維Logistic映射的混沌條件如下表所示 表1-1 二維Logistic映射的混沌條件
3.根據(jù)權利要求1所述的基于混沌的通用電子檔案加解密方法，其特征在于所述的 文件解密過程中的步驟6，按如下步驟進行步驟1)、在滿足公式(1)的條件下，利用已定義的初始值獲得當次迭代后小數(shù)點的4、 5、6位組成一個整數(shù)N;
全文摘要
一種基于混沌的通用電子檔案加解密方法，屬于電子加解密技術領域。該方法包括文件的加密過程與解密過程和文件夾的加密過程與解密過程。本發(fā)明的優(yōu)點該方法將目標文件夾加密為Windows操作系統(tǒng)文件，利用混沌理論將文件夾下的文件逐個進行加密，實現(xiàn)了雙重加密機制。而解密時利用密鑰驗證機制，逐步對文件和文件夾進行解密，實現(xiàn)了在安全性方面的雙重保障，并且Windows操作系統(tǒng)在時間復雜度方面也有不錯的表現(xiàn)。
文檔編號G06F21/24GK102142074SQ20111007933
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2011年3月31日
發(fā)明者劉永明, 常云鵬, 李黎麗, 王晶, 陳東明, 陳曉東 申請人:東北大學