專利名稱：方程式密碼加密方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方程式密碼加密方法，涉及信息加密的技術(shù)領(lǐng)域，其主要是運用地址碼與 數(shù)字組合運算編寫方程式來作為密碼，以運算的結(jié)果來進(jìn)行驗證，實現(xiàn)了為密碼的驗證過 程進(jìn)行了加密，杜絕了因驗證過程的操作信息被復(fù)制而泄露密碼信息，同時不會像動態(tài)密 碼器那樣使用麻煩，也不會像動態(tài)密碼器那樣有丟失或者被盜竊的風(fēng)險。還有本加密方法 使用簡單，容易普及，與傳統(tǒng)加密方法能實現(xiàn)簡單安全的對接升級，并且可以根據(jù)用戶需求 設(shè)置方程式的難易程度，可以更大程度的適應(yīng)不同的人群和行業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著二十世紀(jì)中葉信息化的興起，人們對于數(shù)字控制與網(wǎng)絡(luò)的需求明顯增加，不 論是私人的數(shù)據(jù)傳遞，或是的商業(yè)數(shù)據(jù)傳輸，愈來愈多的是透過數(shù)字控制與網(wǎng)絡(luò)作為媒介 來傳輸?shù)?，為保證數(shù)據(jù)的傳送具有其一定的保密，故而都設(shè)有密碼來保護(hù)使用者之私密。目 前，銀行、保全、網(wǎng)絡(luò)信箱、計算機(jī)檔案、數(shù)字傳輸業(yè)皆已普遍的使用密碼鎖的機(jī)制。其中，歷史最為悠久，最早被起用固定密碼系統(tǒng)，系借著一組固定的數(shù)字和文字的 組合，配合使用者的賬號來表現(xiàn)一個人的身分，使用者于設(shè)定完成自己的密碼之后，此靜態(tài) 密碼將被作為爾后身分認(rèn)證的部分，雖然簡單方便，卻是有有很重大缺陷，如密碼被惡意網(wǎng) 絡(luò)側(cè)錄盜取、被他人偷窺等等，使其保密之原意大大降低。為了解決靜態(tài)密碼的缺點，于是就有所謂的動態(tài)密碼(Dynamic Password)，或一 次密碼(One-Time Password)的設(shè)計，動態(tài)密碼系統(tǒng)將于每次處理時都會需要一組「每次 不相同」的密碼，因為動態(tài)密碼本身會隨著每次的處理而有不同密碼產(chǎn)生的特性，此使得盜 取密碼沒有意義，而可達(dá)到靜態(tài)密碼所無的保密優(yōu)勢，然而，此種動態(tài)密碼系統(tǒng)是必需使用 一個稱作是動態(tài)密碼產(chǎn)生器(Dynamic PasswordGenerator)與服務(wù)器相對應(yīng)到的加值密 碼，都是藉由一經(jīng)過具體指定值以及加密過的Private Key (或稱為SecretKey)作為輸入， 而后產(chǎn)生一個輸出值，即為使用者需要的動態(tài)密碼。而所輸入的指定值后所顯示的輸出值 即為動態(tài)加密值，每次皆會不同。然，此種動態(tài)密碼系統(tǒng)的缺點，是需要隨身使用密碼產(chǎn)生 器方可與服務(wù)器相對應(yīng)的動態(tài)密碼產(chǎn)生加密值，而且密碼產(chǎn)生器不慎遺失的后續(xù)處理頗為 麻煩，費用又高昂。也有生物辨識系統(tǒng)用來作為使用者之身份確認(rèn)的方法，其利用使用者無法假冒的 唯一生物特征，如指紋、掌紋、相貌、聲紋、視網(wǎng)膜、DNA、筆跡等等作為辨識的依據(jù)，但其費用 高昂，尚未普遍化。目前在電子密碼鎖行業(yè)、銀行系統(tǒng)密碼應(yīng)用、計算機(jī)文件和軟件加密等方面，使用 靜態(tài)密碼的都是用輸入固定的密碼作為認(rèn)證的數(shù)字，即使用指紋、掌紋、相貌、聲紋、視網(wǎng) 膜、DNA、筆跡等等作為密碼，獲得的也還是一個比較復(fù)雜的固有的數(shù)字信息而已，這種加 密方法都有一個共同的缺點，就是在密碼驗證過程中的操作信息可被復(fù)制，當(dāng)盜用者獲得 你固有的密碼信息后，就可以和密碼持有者本人一樣的獲得認(rèn)證通過，這種傳統(tǒng)的加密方 法在信息泄露保密方面具有很大的安全隱患，經(jīng)?？匆娦侣劺锩鎴髮?dǎo)，由于銀行賬號和密碼被人偷窺，造成財產(chǎn)損失的案件，還有在開鎖行業(yè)里面，聲稱沒有破解不開的鎖，即使家 門上鎖了也還是有被盜的現(xiàn)象，所以在現(xiàn)代信息安全方面，由于偷窺，高科技破解越來越高 明，傳統(tǒng)的加密方法越來越?jīng)]有安全感，而重要的安全隱患就是在于信息泄露方面，是否能 有一個更高級安全的方法即可以實現(xiàn)加密效果，同時也可以在信息泄露方面同樣進(jìn)行加 密，是今天業(yè)者所企盼的安全保密功能。因此，本發(fā)明人利用地址碼與數(shù)字組合運算編寫的方程式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定數(shù)字、 運算數(shù)字、字母或者文字作為密碼的加密方法，在方程式設(shè)置復(fù)雜的情況下，可以確保密碼 信息在驗證的過程中即使被偷窺也不會造成密碼信息泄漏，從而在原來信息加密的基礎(chǔ)上 給密碼信息泄露方面再次加密！具有更高的保密性，適應(yīng)現(xiàn)代的科技發(fā)展，發(fā)明人稱為“方 程式密碼”以區(qū)別于傳統(tǒng)的固定數(shù)字、運算數(shù)字、字母或者文字的密碼信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種使用簡單，容易普及，與傳統(tǒng)加密方法能實現(xiàn)簡 單安全的對接升級，并且可以根據(jù)用戶需求設(shè)置方程式的難易程度，可以更大程度的適應(yīng) 不同的人群和行業(yè)領(lǐng)域的方程式密碼加密方法。本發(fā)明方程式密碼加密方法，其核心組件基本包含有1)私密碼儲存區(qū)，用于存儲用戶設(shè)定的靜態(tài)密碼；2)方程式密碼儲存區(qū)，用于存儲用戶設(shè)定的方程式密碼；3)隨機(jī)提示碼暫存區(qū)，用于存儲微處理器(MCU)每次隨機(jī)給出的一個提示碼；4)執(zhí)行碼暫存區(qū)，當(dāng)MCU給出一個隨機(jī)提示碼后，根據(jù)靜態(tài)密碼和方程式密碼中 的方程式計算得出一個新的數(shù)字密碼，作為驗證執(zhí)行碼存儲在這個里面，以便后面驗證用 戶輸入的驗證碼；5)微處理器(MCU)，用于執(zhí)行程序的處理器芯片；6)輸入輸出設(shè)備，主要有鍵盤和顯示屏等.本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為首先使用者需要設(shè)置一個靜態(tài)密碼和一個方程式密碼分別 存儲在私密碼存儲區(qū)內(nèi)和方程式密碼存儲區(qū)內(nèi)(作為長期固定的保密信息)。當(dāng)使用者需要驗證的時候，首先MCU處理器會給出一個隨機(jī)提示碼，確定了提示 碼中的數(shù)字，私密碼中的數(shù)字是事先設(shè)置好的固定的，方程式密碼中的每組方程式經(jīng)過計 算也會得到一個唯一的數(shù)字，這些數(shù)字組合成一個數(shù)字密碼，作為驗證碼的參考執(zhí)行碼，并 且存儲在執(zhí)行碼暫存區(qū)里面，這個時候可以讓驗證人輸入驗證碼，當(dāng)驗證人輸入的驗證碼 完全相同于設(shè)備內(nèi)的驗證執(zhí)行碼，就視為驗證通過，不完全相同就視為驗證不通過，所以， 當(dāng)隨機(jī)提示碼在不斷變化的時候，就會出現(xiàn)一個隨之變化的唯一的執(zhí)行碼，即使盜賊看見 提示碼，也看見你輸入的驗證碼，要根據(jù)驗證碼和提示碼反向推算出方程式，出來的方程式 (在方程式設(shè)置復(fù)雜一點的情況下)有很多種可能性，如果需要提高可靠性，只要增加密碼 位數(shù)或者提高方程式的復(fù)雜程度就可以了，這樣就可以確保在輸入驗證碼的時候不用擔(dān)心 會泄露密碼信息。(當(dāng)然如果方程式設(shè)置過于簡單，反向推算方程式的組數(shù)也就越少，在經(jīng) 過多次偷窺之后破解的幾率就會越大)本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)內(nèi)容為所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于其加 密要素為方程式，方程式的內(nèi)容由地址碼、數(shù)字、運算符號組成，有區(qū)別于以往的數(shù)字、運算數(shù)字、字母、文字等密碼信息。作為加密要素的方程式可以給用戶任意編寫，作為個性化保 密信息。用戶在驗證的過程中，作為保密信息的是整個運算過程，而不單單只是最終得到的 一個驗證碼結(jié)果，這個運算過程不需要在驗證的時候表露出來，只需要表露一個運算的結(jié) 果，這樣可以防止因操作信息被復(fù)制而泄露密碼信息。同時用戶不需要額外增加任何動態(tài) 密碼器設(shè)備就可以得到一個動態(tài)的驗證碼，不會有密碼器丟失或者被盜用的風(fēng)險。還可以 和現(xiàn)在常用的加密方法實現(xiàn)簡單的安全的對接升級，以實現(xiàn)用戶從使用最簡單的密碼到使 用最復(fù)雜的密碼任意選擇，更大程度地適應(yīng)于加密行業(yè)領(lǐng)域。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是所述的方程式密碼加密方法，作為加密要 素的方程式可以給用戶任意編寫，作為個性化保密信息。用戶在驗證的過程中，作為保密信 息的是整個運算過程，而不單單只是最終得到的一個驗證碼結(jié)果，這個運算過程不需要在 驗證的時候表露出來，只需要表露一個運算的結(jié)果，這樣可以防止因操作信息被復(fù)制而泄 露密碼信息。因此防泄漏性更高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的進(jìn)一步有益效果是所述的方程式密碼加密方法，用戶 不需要額外增加任何動態(tài)密碼器設(shè)備就可以得到一個動態(tài)的驗證碼，不會有密碼器丟失或 者被盜用的風(fēng)險。還可以和現(xiàn)在常用的加密方法實現(xiàn)簡單的安全的對接升級，以實現(xiàn)用戶 從使用最簡單的密碼到使用最復(fù)雜的密碼任意選擇，因此可以更大程度地適應(yīng)于加密行業(yè) 領(lǐng)域。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1為本發(fā)明的方塊示意圖?！瘓D2為本發(fā)明的靜態(tài)密碼數(shù)字與地址碼對應(yīng)圖。圖3為本發(fā)明方程式的計算式實施例。圖4為本發(fā)明的提示碼數(shù)字與地址碼對應(yīng)圖。圖5為本發(fā)明的操作流程圖。主要組件符號說明1……微控制器3……隨機(jī)提示碼暫存區(qū)5......執(zhí)行碼暫存區(qū)7......驗證碼顯示區(qū)23......提示碼25......比對
2……私碼儲存區(qū) 4……動態(tài)加密方程式
6......提示碼顯示區(qū)
8……鍵盤 24……輸入驗證碼 26……數(shù)據(jù)庫
具體實施例方式為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn) 一步介紹和說明。根據(jù)圖1所示(l)MCU處理器1，這是一個可以編程并且可以執(zhí)行運算的處理器。(2)私密碼存儲區(qū)2，用于存儲靜態(tài)私密密碼的區(qū)域，設(shè)置密碼的時候和傳統(tǒng)的設(shè)置密碼方式相同，這個是驗證者一直需要使用的長期不變的密碼！將這個密碼存儲在私密 碼存儲區(qū)2里面。此靜態(tài)密碼之?dāng)?shù)字設(shè)置必需配合方程式的表達(dá)式，如方程式有的加減的 運算，則必需用0-9共計10個數(shù)字中的任意數(shù)個數(shù)字組合的靜態(tài)密碼；而具有乘法和除法 的方程式運算中就只能用1-9共計9個數(shù)字中的數(shù)個數(shù)字組合作為靜態(tài)密碼。(3)隨機(jī)提示碼暫存區(qū)3，用于存儲隨機(jī)提示碼的區(qū)域，這個是每次輸入驗證碼之 前，微處理器MCU會隨機(jī)給出的一個提示碼，以作為方程式計算的初始參數(shù)，而且每個提示 碼只能使用一次，每次輸入驗證碼之前都是使用不同的提示碼，這樣就可以保證每次輸入 的驗證碼也只能使用一次。(4)方程式密碼存儲區(qū)4，用于存儲用戶方程式密碼的區(qū)域，設(shè)置一個由幾組方程 式組成的密碼，方程式由地址碼和數(shù)字及運輸符號組成，存儲在方程式密碼存儲區(qū)4內(nèi)。在 方程式設(shè)置方面，可以根據(jù)自己的需要，設(shè)置簡單一些的，也可以設(shè)置復(fù)雜一些的，這幾組 方程式密碼和私密碼一樣要牢牢記住，長期不做改變，除非重新設(shè)置。(5)驗證執(zhí)行碼暫存區(qū)5，用于存儲經(jīng)過運算后得到的作為驗證參考的執(zhí)行碼(6)隨機(jī)提示碼顯示屏6，用于顯示隨機(jī)提示碼，給驗證者作為運算參考。(7)驗證碼及密碼設(shè)置之顯示屏7，在驗證的過程中用于顯示用戶輸入的驗證碼， 告知用戶已經(jīng)輸入的數(shù)字。同時在用戶設(shè)置密碼的過程中也作為設(shè)置密碼的顯示屏。(8)操作鍵盤8，用戶用來設(shè)置和驗證使用的輸入設(shè)備。其中，于出廠時，業(yè)者先于微處理器1事先定義好私密碼存儲地址碼2，依次為 abcde,隨機(jī)提示碼的存儲地址碼依次為fghlj，同時編寫好軟件程序，以便用戶操作使用。當(dāng)用戶首先開機(jī)使用時，必須先定義以下內(nèi)容1、先設(shè)置存儲五位靜態(tài)密碼，例如設(shè)定為13986，經(jīng)此輸入，則微處理器分別依次 存儲在事先定義好的abcde地址碼中，參圖二示。此也可以為其它組數(shù)，不特定為五位。2、再設(shè)置存儲六組方程式密碼(這里設(shè)置六組也只一個例子，可以設(shè)置其它任何 組數(shù))，如圖三所示之實施例，為設(shè)定從第一位到第六位對應(yīng)為(第一位)=b(第二位)={(f+6)取首位數(shù)}(第三位)=d(第四位)={(g-2)取絕對值}(第五位)={(j+h)取末位數(shù)}(第六位)={(j-c)取絕對值}這樣密碼方程式定義存儲好了，事涉隨機(jī)密碼的計算，用戶就必需要高度保密，當(dāng) 然可依個人的需要定義簡單或更復(fù)雜的方程式。當(dāng)用戶要進(jìn)入開數(shù)據(jù)庫時，請同時參照圖5之作業(yè)流程圖，微處理器1就進(jìn)行驗證 密碼的工作程序如下1)MCU處理器1隨機(jī)給出一個五位數(shù)字提示碼23，例如提示碼為54798，將分別暫 存到對應(yīng)的fghlj地址碼中，如圖四。2)將提示碼54798顯示在提示碼顯示屏6上給驗證者參考。3)MCU處理器1提取私密碼存儲區(qū)地址中的數(shù)字a=l、b = 3、c = 9、d = 8、e = 6，提取提示碼暫存區(qū)地址中的數(shù)字f = 5、g = 4、h = 7、i = 9、j = 8，提取方程式密碼存儲區(qū)中的方程式，再經(jīng)過運算得到第一位=b = 3 ；第二位={(f+6)取首位數(shù)} = {(5+6) 取首位數(shù)} = 1 ；第三位=d = 8 ；第四位={(g-2)取絕對值} = {(4-2)取絕對值} = 2 ； 第五位={(j+h)取末位數(shù)} = {(8+7)取末位數(shù)} =5;第六位={(j-c)取絕對值}= {(8-9)取絕對值} = 1，這六個數(shù)字組成的六位數(shù)密碼318251作為驗證執(zhí)行碼，存儲到執(zhí) 行碼暫存區(qū)5中。4)驗證者經(jīng)所定義之方程式計算后，執(zhí)行輸入驗證碼24動作，再點擊確認(rèn)。5)MCU處理器1，將驗證者輸入的驗證碼和執(zhí)行碼一一比對25，如果驗證者輸入是 「318251」完全吻合執(zhí)行碼，就判定為驗證通過，如果輸入的不吻合(即不是318251)，就提 示驗證錯誤，同時重新給一個提示碼，重復(fù)執(zhí)行程序，并且記錄一次驗證錯誤。例如新的提 示碼為123456，那么驗證執(zhí)行碼就為3780846)當(dāng)驗證通過就執(zhí)行下一步需要的程序，如驗證錯誤次數(shù)達(dá)到預(yù)定之允許值，則 死鎖此靜態(tài)密碼繼續(xù)使用，并退出程序，或者當(dāng)天就不再給與驗證！在每次輸入驗證碼之前，MCU處理器1會給出一個五位隨機(jī)提示碼，因為私密碼中 的數(shù)字是固定的，方程式密碼中的每組方程式也會得到一個唯一的數(shù)字，經(jīng)過私密靜態(tài)碼 與隨機(jī)提示碼的數(shù)字，在六組方程式的計算下，最終得到的數(shù)字就會組成一個六位數(shù)字密 碼，作為驗證密碼的參考執(zhí)行碼，所以，當(dāng)隨機(jī)提示碼在不斷變化的時候，就會出現(xiàn)一個隨 之變化的唯一的執(zhí)行碼，這個也是本加密方法的關(guān)鍵技術(shù)，即使盜賊看見提示碼，也看見你 輸入的驗證碼，要根據(jù)驗證碼和提示碼反向推算出來六組方程式，出來的方程式(在方程 式設(shè)置復(fù)雜一點的情況下)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1000000種可能性，如果再設(shè)置錯誤密碼使用次數(shù)為 10次，破解幾率要低于十萬分之一，如果需要再次提高可靠性，只要增加密碼位數(shù)或者提高 方程式的復(fù)雜程度就可以了，這樣就可以確保在輸入驗證碼的時候不用擔(dān)心會泄露密碼信 息，當(dāng)然如果方程式設(shè)置過于簡單，反向推算方程式的組數(shù)也就越少，在經(jīng)過多次偷窺之后 破解的幾率就會越大。本發(fā)明方程式密碼加密可以應(yīng)用于目前所有現(xiàn)有電子信息加密領(lǐng)域，當(dāng)用戶希望 不要那么麻煩，還是習(xí)慣用最原始的密碼輸入方式的話，只要在方程式密碼中設(shè)置成靜態(tài) 值，例如第一位=a第二位=b第三位=c第四位=d第五位=e第六位=8，那么這樣 就使得用戶的密碼和現(xiàn)在的密碼使用方法完全相同，也就成了一個靜態(tài)密碼了，這個設(shè)置 同時也可以作為一個出廠的初始方程式密碼，這樣就可以實現(xiàn)與現(xiàn)在的加密方法簡單對接 升級，方便所有的人群。只要用戶需要，可以設(shè)置最簡單到最復(fù)雜的密碼任意挑選。綜上所述，本發(fā)明方程式密碼加密如果增加密碼位數(shù)或提高方程式的復(fù)雜程度， 則其破解的難度幾乎是不可能的，同時本發(fā)明操作簡單又實際，安全又防盜，免除了傳統(tǒng)需 使用動態(tài)密碼器方可操作的麻煩，本研發(fā)的成效，實已達(dá)到真確防盜的使用目的，因此特依 法提出專利申請。
權(quán)利要求
一種方程式密碼加密方法，其核心組件基本包含有1)私密碼儲存區(qū)，用于存儲用戶設(shè)定的靜態(tài)密碼；2)方程式密碼儲存區(qū)，用于存儲用戶設(shè)定的方程式密碼；3)隨機(jī)提示碼暫存區(qū)，用于存儲MCU微處理器每次隨機(jī)給出的一個提示碼；4)執(zhí)行碼暫存區(qū)，系儲存MCU微處理器出示的隨機(jī)提示碼及靜態(tài)密碼，以方程式計算得出一個新的數(shù)字密碼，作為驗證用戶輸入驗證碼的驗證用；5)微處理器(MCU)，用于執(zhí)行程序的處理器芯片；6)輸入輸出設(shè)備，主要有鍵盤和顯示屏等.當(dāng)用戶欲進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，微處理器就隨機(jī)給出一數(shù)個位數(shù)字提示碼，此提示碼則會暫存到對應(yīng)的地址碼中，并要求用戶輸入驗證碼，當(dāng)用戶輸入驗證碼后，微處里器就將驗證碼和執(zhí)行碼進(jìn)行比對，借此不使用密碼器，而可獲致個人信息安全又保密的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于靜態(tài)密碼可由用戶設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于其加密要素為方程 式，方程式的內(nèi)容由地址碼、數(shù)字、運算符號組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于作為加密要素的方程 式可以給用戶任意編寫，作為個性化保密信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于對驗證的次數(shù)可預(yù)設(shè) 一允許值，超過此值則拒絕受理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方程式密碼加密方法，其基本特征在于微處理器事先定義好 私密碼存儲地址碼及隨機(jī)提示碼的存儲地址碼，及編寫好軟件程序，以便用戶之記憶及操 作使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息加密技術(shù)領(lǐng)域，是關(guān)于一種密碼加密的方法，主要是指運用地址碼與數(shù)字組合運算編寫方程式來作為密碼，替代了以往運用固定的數(shù)字、字母或者文字信息作為密碼的方法。其核心組件包含靜態(tài)密碼、方程式密碼、隨機(jī)提示碼、驗證執(zhí)行碼、微處理器(MCU)、輸入輸出設(shè)備等部分，其中，靜態(tài)密碼和方程式密碼已預(yù)先設(shè)置，而微處理器則是隨機(jī)出示一個提示碼，配合靜態(tài)密碼、方程式密碼及隨機(jī)提示碼的運算就會得到一個新的數(shù)字密碼，并令用戶依自己的靜態(tài)密碼、方程式密碼，配合的隨機(jī)提示碼，計算出驗證執(zhí)行碼，借此可獲致每次皆不同隨機(jī)密碼，又免使用動態(tài)密碼器及可依需要設(shè)置方程式的難易度，可切確達(dá)到高度安全保密的目的。
文檔編號H04L9/32GK101877636SQ200910106908
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者李強(qiáng) 申請人:李強(qiáng)