本發(fā)明涉及一種多參數(shù)三維數(shù)字加密方法，屬于計(jì)算機(jī)保密編碼理論及通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
加密解密技術(shù)對信息進(jìn)行處理，得到一個不易被攻破的信息（或數(shù)據(jù)）。為了防止信息遭到破壞或攻擊，很多人研究加密技術(shù)。早在上世紀(jì)60年代，由美國人研究出RSA加密方法（RSA是三個人名字的字頭字母），在90年代，出現(xiàn)橢圓曲線加密方法，21實(shí)際初，出現(xiàn)HILL加密方法和EAS加密方法。目前，世界加密技術(shù)發(fā)展迅速，21世紀(jì)采用矩陣加密技術(shù)成為主流，在不同的加密方法中，都提到旋轉(zhuǎn)矩陣加密，實(shí)際上只有兩種旋轉(zhuǎn)加密方法，一種是矩陣逆運(yùn)算（行變列，列變行），這個方法采用矩陣逆運(yùn)算公式，數(shù)據(jù)得到變化；另一種是美國EAS加密方法，采用移位進(jìn)行加密。橢圓曲線加密方法，利用橢圓方程求解x和y密鑰，將原數(shù)據(jù)存到x、y表示的坐標(biāo)點(diǎn)中。以上國際幾種加密方法，代表了不同加密年代技術(shù)和特點(diǎn)。它們分別是非線性加密方法和對稱加密方法。非對稱特點(diǎn)是，有公共密鑰和私人密鑰，有兩把密鑰；另外，還有一種對稱加密方法，這種加密沒有公共密鑰，只有私人密鑰，加密過程，就是加密密鑰。而RSA是利用數(shù)論中的素?cái)?shù)，求解密鑰；橢圓曲線是利用橢圓方程，求解密鑰；HILL加密是利用矩陣逆變技術(shù)（矩陣中的行變成列，列變成行的轉(zhuǎn)換），先找出一個矩陣，與原數(shù)據(jù)組成的矩陣進(jìn)行計(jì)算，并求出該矩陣逆運(yùn)算，達(dá)到加密目的；EAS加密，采用數(shù)字低4位不變，高4為補(bǔ)“0”，得到一個求解密鑰的因子，利用這個因子與原數(shù)相“與”，并進(jìn)行移位，得到密鑰x，y坐標(biāo)，把原數(shù)添加到x，y對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)里，實(shí)現(xiàn)加密。這些加密技術(shù)都存在不同缺陷和不足，EAS加密，采用移位方法加密，現(xiàn)在沒有很好的方法進(jìn)行破解，一旦數(shù)據(jù)被破壞后，無法知道數(shù)據(jù)的真與假。所以，這種方法很容易被攻擊。RSA和橢圓曲線以及HILL加密算法，對字長長的計(jì)算機(jī)，計(jì)算很復(fù)雜，運(yùn)行速度慢，不僅如此，這些算法容易出現(xiàn)小數(shù)，出現(xiàn)小數(shù)，需要重新計(jì)算，直至沒有小數(shù)，才可以作為坐標(biāo)點(diǎn)隱藏?cái)?shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種多參數(shù)三維數(shù)字加密方法。該方法是利用任意進(jìn)制數(shù)和整數(shù)計(jì)算公式，求出三個參數(shù)并作為三維坐標(biāo)點(diǎn)，再將原始數(shù)據(jù)存放到三維坐標(biāo)點(diǎn)中，即存入x、y、z坐標(biāo)點(diǎn)中，形成新的三維數(shù)據(jù)排列，達(dá)到數(shù)據(jù)加密的目的，克服了以往非對稱加密計(jì)算公式復(fù)雜和受字長限制以及易出現(xiàn)小數(shù)的不足。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,解決已有技術(shù)中存在的向題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種多參數(shù)三維數(shù)字加密方法，包括以下步驟：（A）利用計(jì)算機(jī)存儲器內(nèi)的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)任意進(jìn)制數(shù)和整數(shù)計(jì)算公式，通過FPGA求出多個原始數(shù)據(jù)加密密鑰，再將原始數(shù)據(jù)存入用密鑰表示的三維坐標(biāo)加密數(shù)據(jù)中，同時建立一個密鑰與原始數(shù)據(jù)存儲順序線性表并與加密數(shù)據(jù)一起通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密。（B）對步驟（A）中提到利用三維坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，具體步驟如下：（a）計(jì)算原始數(shù)據(jù)密鑰計(jì)算機(jī)對所需要加密的數(shù)據(jù)存放到內(nèi)存中，進(jìn)行有序排列，作為加密原始數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)485串行接口，傳送到FPGA中，利用任意進(jìn)制數(shù)計(jì)算公式（1）P=cu+w，由FPGA進(jìn)行密鑰計(jì)算，求出密鑰c、u和w值，公式（1）中，P是加密原始數(shù)據(jù)，c是任意進(jìn)制數(shù)，u是任意進(jìn)制數(shù)的倍數(shù)，w是余數(shù)，表示c、u、w與加密原始數(shù)據(jù)P之間的函數(shù)關(guān)系，c、u、w表示范圍從-∞到+∞，為了得到更多密鑰，可將整數(shù)計(jì)算公式（2）N=2k(2m-1)代入公式（1）c中，即N等于c，得到ck、cm參數(shù)，同理將公式（2）分別代入公式（1）u、w中，得到uk、um、wk、wm參數(shù)；（b）數(shù)據(jù)三維加密由FPGA計(jì)算出c、u、w密鑰值，將原始數(shù)據(jù)存放到c、u、w對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)中，即x=c、y=u、z=w，該坐標(biāo)點(diǎn)就是加密原始數(shù)據(jù)隱藏位置，同時根據(jù)原始數(shù)據(jù)存放順序建立一個線性表，原始數(shù)據(jù)存放地址與三維坐標(biāo)參數(shù)對應(yīng)，目的是在恢復(fù)數(shù)據(jù)時，可以找到原始數(shù)據(jù)的位置；當(dāng)出現(xiàn)多個重復(fù)數(shù)據(jù)時，利用公式（2）帶入公式（1）中，得到ck、cm、uk、um、wk、wm參數(shù)，并將ck、cm、uk作為一個三維加密數(shù)據(jù)坐標(biāo)，而um、wk、wm參數(shù)為另一個三維加密數(shù)據(jù)坐標(biāo)，這樣可以解決三維數(shù)據(jù)空間不夠表示的問題。本發(fā)明有益效果是：一種多參數(shù)三維數(shù)字加密方法，它是利用計(jì)算機(jī)存儲器內(nèi)的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)任意進(jìn)制數(shù)和整數(shù)計(jì)算公式，通過FPGA求出多個原始數(shù)據(jù)加密密鑰，再將原始數(shù)據(jù)存入用密鑰表示的三維坐標(biāo)加密數(shù)據(jù)中，同時建立一個密鑰與原始數(shù)據(jù)存儲順序線性表并與加密數(shù)據(jù)一起通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密。與已有技術(shù)相比，這種加密方法計(jì)算公式簡單，加密參數(shù)多，解密難度大，計(jì)算參數(shù)不會出現(xiàn)小數(shù)，克服了以往非對稱加密計(jì)算公式復(fù)雜和受字長限制以及易出現(xiàn)小數(shù)的不足。附圖說明圖1是本發(fā)明總體框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明總體框圖包括計(jì)算機(jī)、485（1）、485（2）、由T1、T2、R1、R2、R3、R4組成的電平轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)PGA及程序存儲器，所述計(jì)算機(jī)通過串行口與485（1）串口連接，所述485（1）與485（2）之間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)總線連接，所述485（2）串口與與電平轉(zhuǎn)換電路連接，解決信號不匹配，保證電路正常工作，所述電平轉(zhuǎn)換電路分別與FPGA中的I/O口連接，所述FPGA與USB串口連接，所述FPGA中的Ncs、data、asdi及dclk信號口分別與程序存儲器中的Ncs、data、asdi及dclk信號口一一對應(yīng)連接，所述5V電源與485（2）供電管腳連接，所述3.3V電源分別與FPGA及程序存儲器供電管腳連接。工作過程如下：將數(shù)據(jù)存到計(jì)算機(jī)存儲器內(nèi)，通過485（1）、485（2），把數(shù)據(jù)傳送到FPGA中，F(xiàn)PGA依據(jù)程序，并利用任意進(jìn)制數(shù)計(jì)算公式（1）p=cu+w選擇c值，計(jì)算出u和w值，并把原數(shù)據(jù)地址和c、u、w值保存到線性表內(nèi)，同時將數(shù)據(jù)隱藏到c、u、w表示的三維數(shù)據(jù)表內(nèi)，得到三維加密數(shù)據(jù)表，然后把加密三維數(shù)據(jù)表與線性表一起通過USB口傳送到網(wǎng)絡(luò)中。下面分步進(jìn)行詳細(xì)說明：第一步，計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)存放到計(jì)算機(jī)內(nèi)存RAM中，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行有序排列，然后把需要加密數(shù)字和加密數(shù)字地址長度，通過485（1）串口轉(zhuǎn)變成電流形式進(jìn)行發(fā)送，由485（2）串口接收數(shù)字，由于485串口電壓（5v）與FPGA（3.3v）工作電壓不同，需要一個電平轉(zhuǎn)換電路，T1與FPGA的接收端相連接，將5v輸出電平轉(zhuǎn)換成3.3v電平，T2與FPGA發(fā)送端相連接，將3.3v電平轉(zhuǎn)換成5v電平，F(xiàn)PGA接收到計(jì)算機(jī)傳送的加密數(shù)字和加密數(shù)字地址長度信息后，根據(jù)公式（1）P=cu+w計(jì)算c、u、w參數(shù)，具體實(shí)現(xiàn)方法為，把需要加密數(shù)字P用二進(jìn)制表示，把P分成上、下兩部分，一部分為字的上半部分，另一部分為字的下半部分，上半部分字與“0”相與，下半部分與“1”相與，下半部分得到不變的原數(shù)據(jù)下半部分?jǐn)?shù)字，而上半部分得到0，令下半部分?jǐn)?shù)字等于c，再利用公式（1）得u=P/c取整數(shù)作為u的解，余數(shù)為w，計(jì)算出c、u、w后，令X（c，u，w）=P，此時把數(shù)據(jù)隱藏到三維坐標(biāo)X（c，u，w）點(diǎn)中，這樣計(jì)算所有需要加密的數(shù)據(jù)，會得到一個用三維坐標(biāo)表示的加密存儲方式數(shù)據(jù)。第二步，對三維坐標(biāo)空間的選定，若加密數(shù)字地址長度設(shè)為D，則三維坐標(biāo)取值范圍為F=，其中D取值最好是能被開立方的數(shù)字，如果加密數(shù)字地址長度不滿足開立方要求，會出現(xiàn)兩種情況，一種是三維座標(biāo)空間單元個數(shù)大于數(shù)字地址長度表示的個數(shù)，只需要計(jì)算c、u、w即可實(shí)現(xiàn)加密，另一種情況為，三維座標(biāo)空間單元個數(shù)小于數(shù)字地址長度表示的個數(shù)，此時需要增加三維座標(biāo)空間，增加座標(biāo)空間方法為，利用公式（2）N=2k（2m-1）代入公式（1）P=cu+w中，得到參數(shù)ck、cm、uk、um、wk、wm，只要把參數(shù)ck、cm、uk或um、wk、wm作為三維空間擴(kuò)展座標(biāo)，就可以得到擴(kuò)張加密空間。第三步，建立加密數(shù)字存放三維座標(biāo)與原數(shù)字存放地址線性表，建立線性表十分重要，在非線性加密中是一個不可缺少的環(huán)節(jié)，而三維參數(shù)c、u、w座標(biāo)和數(shù)字存放地址是一一對應(yīng)關(guān)系，具體實(shí)現(xiàn)方法為，根據(jù)數(shù)字計(jì)算的參數(shù)c、u、w，將數(shù)字存放到三維座標(biāo)空間內(nèi)，同時將參數(shù)與這個原數(shù)字存放地址合并成一個線性表，按照這個次序，將所有加密數(shù)字中的參數(shù)和本身原數(shù)據(jù)存放的地址進(jìn)行合并，得到一張線性表，這個表作為加密時使用。第四步，數(shù)據(jù)加密后，得到一張線性表和一個三維數(shù)據(jù)加密表示的存儲空間，將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)通過USB口傳送到網(wǎng)上，達(dá)到最終加密的目的。本發(fā)明的加密方法優(yōu)點(diǎn)在于：它具有計(jì)算公式簡單、加密參數(shù)多、計(jì)算參數(shù)不會出現(xiàn)小數(shù)，克服了以往非對稱加密計(jì)算公式復(fù)雜和受字長限制以及易出現(xiàn)小數(shù)的不足。