一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法、装置及介质与流程

本发明属于加密方法，具体涉及一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法、装置及介质。

背景技术：

1、在信息安全领域，加密技术一直是保护数据隐私和安全的重要手段。传统的加密方法，如对称加密和非对称加密，虽然具有较高的安全性，但往往存在方法复杂、计算量大、密钥管理困难等问题。因此，研究一种简单、高效、易于管理的加密方法具有重要意义。

2、随着计算机技术和密码学的发展，人们开始探索基于特定数学原理或物理现象的加密方法。其中，约瑟夫环作为一种经典的数学问题，因其独特的循环和置换特性，被广泛应用于各种加密方法中。约瑟夫环问题本质上是一个关于循环和置换的数学问题，它描述了一个环形队列中的元素按照特定的规则进行出队操作的过程。这种特性使得约瑟夫环成为设计加密方法的理想工具，因为它可以实现对数据的复杂置换，从而增加破解的难度。

3、然而，现有的基于约瑟夫环的加密方法大多使用固定的密钥或简单的置换规则，容易被攻击者通过暴力破解或统计分析等方法找到破解的线索，导致加密安全性低，无法满足安全性要求较高的应用场景。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法包括：

3、步骤s1、设定两个随机秘钥key1和key2，用于明文进行加解密；

4、步骤s2、设定约瑟夫环的可变参数step；

5、步骤s3、利用两个秘钥与可变参数step对明文进行加密；

6、步骤s4、利用两个秘钥与约瑟夫环逆转换对密文进行解析，通过等长密文解序索引表还原明文。

7、进一步：key1和key2由英文字母与数字组成。

8、文字母与数字的组成方式增加了密钥的复杂性和多样性。同时使得密钥空间增大，提高了方法的安全性，降低了被暴力破解的风险。

9、进一步：key1用于将明文中的字符转换为第一数值列表；

10、key2用于将加密过程中生成的第二数值列表转换回字符，生成密文。

11、进一步：步骤s3包括：

12、步骤s31、根据明文中的字符，将明文中的字符逐个替换为key1中相同字符对应的位置数值，生成第一数值列表；

13、步骤s32、在生成第一数值列表的情况下，将第一数值列表进行约瑟夫环转换；约瑟夫环转换过程为：将第一数值列表视为环，从首位开始数step个数取出第一对应值；

14、步骤s33、在取出第一对应值的情况下，从第一对应值的下一位开始数step个数，再取出对应的值；重复操作至取出最后一个字符，按取出顺序生成第二数值列表；

15、步骤s33、根据第二数值列表，逐个根据第二数值在key2中对应位置字符，生成密文；

16、通过秘钥使得明文被有效地加密，增加了数据的安全性，同时约瑟夫环转换的引入增加了加密的复杂性，提高了破解难度。

17、进一步：步骤s4包括：

18、s41、根据密文中的字符，将密文中的字符逐个替换为key2中相同字符对应的位置数值，还原为第二数值列表；

19、s42、根据第二数值列表，逐个在key1中取得对应位置的字符，生成第三数值列表；

20、s43、根据密文长度从0开始每次增1生成长度为密文长度的等长密文解序索引表；

21、s44、通过step参数，对等长密文解序索引表进行与加密过程中相同的约瑟夫环转换，生成第四数值列表；

22、s45、根据第四数值列表与第三数值列表，逐个赋值，还原明文。

23、确保了密文能够准确地被还原为明文，保证了方法的可逆性和可靠性。

24、进一步：第四数值列表为明文内字符的位置信息。

25、进一步：第三数值列表为第四数值列表中每个位置信息对应的值。

26、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

27、1、该基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，本发明结合了密钥和约瑟夫环的转换两种复杂且高效的方式，大幅度提高了破译密文的难度。与现有技术相比，提高了加密字符串的安全性，有效防止信息被非法获取和利用。

28、2、该基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，本发明在不改变原始字符串长度的情况下进行加密，确保了加密后的密文长度与明文长度完全相同，既保证了信息的有效性和可读性，又避免了由于密文过长导致的传输问题。与现有技术相比，提高了数据完整性和有效性。

29、3、该基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，本发明的约瑟夫环解决了加密后，明文中相同字符和密文中有相同位置的情况。与现有技术相比，提高了适应性。

技术特征：

1.一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，其特征在于：第四数值列表为明文内字符的位置信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，其特征在于：第三数值列表为第四数值列表中每个位置信息对应的值。

4.一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密装置，其特征在于：装置包括：

5.一种计算机可读存储介质，内部存储有程序指令，其特征在于：程序指令在被处理器执行时以实现如权利要求1-7中所述的任一项的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于约瑟夫环概念的等长度对称加解密的方法，包括设定两个随机秘钥key1和key2，分别用于明文到数值的转换和数值到密文的转换；设定约瑟夫环的可变参数step；利用约瑟夫环参数对明文进行加密；利用约瑟夫环逆转换对密文进行解析。其有益效果是，本发明结合了密钥和约瑟夫环的转换两种复杂且高效的方式，大幅度提高了破译密文的难度。通过这种方式，确保加密字符串的安全性，有效防止信息被非法获取和利用。本发明在不改变原始字符串长度的情况下进行加密，确保了加密后的密文长度与明文长度完全相同，既保证了信息的有效性和可读性，又避免了由于密文过长导致的传输问题。

技术研发人员：孙海东,陈鹏,李艳红,王凯丽
受保护的技术使用者：苏州瑞泰信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10