基于双密钥数据加密系统的设计与实现

摘要

数据信息加密技术是计算机数据通信的保障，数据信息的加密正在逐渐受到社会广泛的关注。数据加密的核心内容是加密算法的强度和可靠性。本文研究了传统的DES（Data Encryption Standard）加密算法，分析了其分组密码和运算速度快等特点，但DES加密算法的加密强度也随着数据加密的发展，慢慢的不能满足现代通信的需求。而非对称加密算法得到了较广泛的应用，其原因就是由于加密强度高、并且难于被破解。但是一般非对称算法是根据计算复杂度来设计的，所以在加密的过程中需要使用大量的数学运算，这将导致运算速度变慢。所以，若能研究一种兼具上述二者优点的数据加密方法，将会具有极好的实用意义。
　　本文研究一种基于双密钥数据加密的思想和实现方法。这里所谓的双密钥加密，其实就是在加密的过程中由两个密钥分别对数据信息进行加密。这两个密钥其中一个叫做数据密钥，另一个叫方法密钥。直接对数据进行加密的是数据密钥，控制加密方法产生的是方法密钥。由于在加密过程中一共使用了两次密钥，所以加密的强度更高、密钥的存储量更大。在研究双密钥加密的同时，还对密钥生成技术进行了多方面多较度的研究，研究并提出了不同密钥的生成方法，根据不同密钥的生成方法能够减少密钥的长度、降低内存消耗。通过研究Hash函数，提出了在基于双密钥加密算法的基础上，构造一种双密钥与Hash函数结合的加密方法，并提出基于双密钥加密算法和RSA（Rivet，Shamir和Adleman提出的算法，简称RSA）加密算法的数据加密模块。
　　在研究上述内容之后，进行了基于双密钥数据加密系统的设计，实验证明双密钥数据加密算法具有软件运算速度快，运算对初始值敏感，而且由于使用的加密方法的多样性，以及易于硬件实现的特点，并可以实现数据加密模块的混合加密算法，使得本算法可以有较广泛的用途。

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第1章 绪 论

1.1 数据加密的背景和意义

1.2 数据加密技术发展历程及研究现状

1.3 数据加密的基本思想

1.4 本文的内容及主要结构

第2章 双密钥加密算法的研究与设计

2.1双密钥理论思想

2.2 自身加密设计方案

2.3 多重加密的设计方案

2.4加密强度分析

2.5 DKE与其他加密算法的比较

2.6 本章小结

第3章 密钥生成算法的研究与设计

3.1 文本法的设计

3.2 随机数种子法的设计

3.3 二维矩阵变换法的改进

3.4 本章小结

第4章 基于双密钥的数据加密算法设计与实现

4.1 双密钥加密的设计方案

4.2 基于DKE的Hash函数构造

4.3 DKE和RSA构建加密传输模块

4.4 本章小结

第5章 双密钥加密系统的实现与分析

5.1 密钥生成方法的实现与分析

5.2 DKE加密算法的实现与分析

5.3 DKE加密模块的实现与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢

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