汉字快速加密解密系统的设计与实现

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1、汉字快速加密解密系统的设计与实现　摘要：本文根据目前国内汉字加密解密技术稀缺、密文字符可读性和可复制性太差的现状，提出并实现了一种基于GB2312汉字编码的加密解密解决方案。在文中详述了系统的架构、核心算法的实现步骤，并对系统的加解密性能和特征做了分析讨论。　　关键词：GB2312汉字编码汉字信息加密可移植加密解密系统　　　　0引言　　随着通信技术和计算机技术的高速发展以及互联网应用的日益普及，计算机网络已经成为大型公司、金融机构、教育机构和政府部门等诸多领域重要信息的交换手段，网络上流通的信息量也呈几何级数增加。但在网络

2、进行信息交换的同时存在着诸多不安全因素，比如信息被窃听、篡改和伪造等，为了有效的保护、存储、管理和使用网上的私有信息，一方面可以在物理方面采取一些措施，如增强网络物理线路和中间节点的安全性，另一方面可以采用积极主动的防护措施，比如对传输中的信息进行加密来降低信息泄露而可能导致的损失。然而，目前大多数主流信息加密解密技术都只能应用于如字母、数字、标点符号等单字节字符构成的信息，而可用于计算机汉字这种双字节字符所构成的信息文件加密的既简单又可靠的密码体制却不多，并且目前加密方法中加密所得的大多数密文可读性及可复制性太差，出现太

3、多不易书写或者辨认的密文字符，如加密后密文字符ㄆж鞲áモ⒆∷＾Я┲璺，其可复制性和可读性太差，给辨认、书写或复制带来极大不便，不利用密文信息的保存和传递，本文旨在改善这一缺陷。　　2汉字编码　　汉字的数量是英文字母数量的几个数量级，基本汉字（汉字的偏旁与部首）也比英文字母多得多，并且汉字的组合也比英文字母简单的前后组合复杂得多，因此我们不能用ASCII码或者其它简单的单字节编码代替汉字。常用汉字有3500多个，有总汇汉字之大成评价的《康熙字典》收录汉字四万多个，在1994年出版的《中华字海》收录的汉字则多达

4、87019个，而已经通过专家鉴定的北京国安资讯设备公司的汉字字库，收入有出处的汉字有91251个。　　目前汉字编码中主要用到的有三类，包括GBK，GB2312和Big5，本文研究以GB2312编码为例。GB2312又称国标码，由国家标准总局在1981年发布并实施，通行于大陆。它是一个简化字的编码规范，共有7445个图形字符，其中汉字占6763个。GB2312规定对任意一个图形字符都采用两个字节表示，每个字均采用七位编码表示，习惯上称第一个字节为高字节，第二个字节为低字节。GB2312中汉字的编码范围为，高位字节为0xB0-

5、0xF7(对应十进制为176-247)，低位字节0xA1-0xFE（对应十进制为161-254）。　　GB2312将代码表分为72个区（0XB0-0XF7），对应高位字节；每个区有94个位（0XA1-0XFE），对应低位字节，两个字节的值合称为区位码。其中01-09区为符号、数字区，16-87区为汉字区（0xb0-0xf7），10-15区、88-94区是有待进一步标准化的空白区。　　3加密/解密体制　　在本文所设计的汉字加密系统中，首先从指定的可识别格式（如文本文档）的文档中读取汉字信息，并按照GB2312编码标准将汉字转

6、换成数字形式，再将汉字的数字形式以特定的加密算法与加密密钥进行加密运算，并将得到的结果转换成GB2312汉字密文字符，最后输出成密文文档。相应的，在解密系统中，首先从特定格式密文文档中读入加密后的汉字，再将密文汉字按GB2312编码标准转换成数字形式，然后依据解密算法与解密密钥进行解密运算，将运算结果转换成GB2312明文字符，最后输出成明文文档。整个系统结构如图一所示。　　3系统实现　　3.1汉字编码特征分析　　GB2312编码中，汉字编码高位字节范围为0xB0-0xF7（176-247），共72种取值，低位字节范围为0

7、xA1-0xFE（161-254），共94种取值。为了提高密文字符的可读性和可复制性，方便密文的保存和传递，加密后的汉字密文取值范围也指向GB2312汉字区域。　　3.2汉字与数字编码之间的相互转化　　在GB2312字符编码表中，汉字用两个字节表示，假设一个汉字的高字节为M1，低字节为M2，C1和C2则分别为密文汉字的高字节和低字节。E1、E2分别为对高、低字节的加密运算函数，则加密的转换可表示为：　　C1=[E1（M1）(mod72)]+176　　C2=[E2（M2）(mod94)]+161　　解密运算为加密运算的逆过程

8、，假定D1、D2分别为对高、低字节的解密运算函数，解密时对密文汉字的高低字节分别进行解密运算得到明文高、低位字节：　　M1=[D1（C1）(mod72)]+176　　M2=[D2（C1）(mod94)]+161　　在本系统中，软件先从指定格式文档中逐个读取汉字，将汉字的高位和低位转换成两个数字并分别保存