一種用于隱藏通信信道中加密的存在的高效帶寬的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本文提出了一種隱藏通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)加密的存在的系統(tǒng)、方法和網(wǎng)絡(luò)接口。通過將一組密鑰用為偽隨機函數(shù)的輸入來生成一組字符。每個字符與索引值對應(yīng)。加密的數(shù)據(jù)被分成多個部分。每部分又被分成多個組。通過根據(jù)對應(yīng)的索引值來將所述組映射成所述字符組中的字符的方式，對所述多個組中的每個組進行編碼。映射后的字符通過通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸。
【專利說明】一種用于隱藏通信信道中加密的存在的高效帶寬的方法和 系統(tǒng)
[0001] 本申請是申請日為2009年12月3日、國際申請?zhí)枮镻CT/CA2009/001763、國家申 請?zhí)枮?00980154699. 4、發(fā)明名稱為"一種用于隱藏通信信道中加密的存在的高效帶寬的 方法和系統(tǒng)"的發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明通常涉及一種用于加密數(shù)據(jù)的方法與系統(tǒng)，更具體地涉及一種用于隱藏通 信信道中數(shù)據(jù)加密的存在，同時有效地分配帶寬的方法與系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003] 當今，大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流（traffic flows)常常遭到考慮不當?shù)幕谡叩?機制的"調(diào)整"。通常，這種基于政策的業(yè)務(wù)（traffic)調(diào)整對加密的業(yè)務(wù)流是不利的，甚至 是對于那些因為沒有加密而沒有被"調(diào)整的"業(yè)務(wù)流（也是有害的）。
[0004] 此外，在世界上的一些地區(qū)，加密的業(yè)務(wù)相對于未加密的業(yè)務(wù)而言，還會遭到更多 帶有侵入性監(jiān)察技術(shù)的詳細檢查。事實上，對于，即使加密的業(yè)務(wù)是"無害的"，也會僅僅因 為加密而引來過度的關(guān)注。
[0005] 在現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)的許多位置處，尤其是在靠近網(wǎng)絡(luò)邊界處，業(yè)務(wù)調(diào)整技術(shù)已經(jīng)被 設(shè)計用來自動檢測加密的業(yè)務(wù)流，并根據(jù)本地政策區(qū)分對待這些業(yè)務(wù)流。這類區(qū)別對待實 際上可包括丟棄該業(yè)務(wù)或者將該業(yè)務(wù)放到極低優(yōu)先級的"服務(wù)質(zhì)量"隊列中。
[0006] 除固定報頭信息之外，加密的業(yè)務(wù)還具有難以從同等長度的強偽隨機序列中區(qū)分 出來的獨特的統(tǒng)計學(xué)特性。但是，如果該提及的加密的業(yè)務(wù)的時間跨度足夠長，非常均勻的 比特（或八位組）分布就會出現(xiàn)，這通常會使得該業(yè)務(wù)可從非加密的業(yè)務(wù)中區(qū)分出來。正是 利用這一特性，才讓業(yè)務(wù)調(diào)整硬件得以識別出加密的業(yè)務(wù)流，并在這些流量上應(yīng)用"政策"。 與加密的業(yè)務(wù)流相比，未加密的業(yè)務(wù)流具有完全不同的比特（八位組）統(tǒng)計分布。
[0007] 可對業(yè)務(wù)進行一些測試來確定該業(yè)務(wù)是否具有加密的業(yè)務(wù)的統(tǒng)計學(xué)特性。雖然通 過這些測試不一定表明存在加密，但所有加密的業(yè)務(wù)都會通過這些測試。例如，被壓縮過的 業(yè)務(wù)流具有難以從那些隨機或者加密的業(yè)務(wù)流中區(qū)分出來的長期統(tǒng)計學(xué)特性。
[0008] -組通用的隨機性測試通?？梢员砻髟摌I(yè)務(wù)是否被加密。如聯(lián)邦信息處理標準 ("FIPS") 140-2中描述的那組測試，通常只需要4K字節(jié)的業(yè)務(wù)流，就能可靠地將看起來隨 機的業(yè)務(wù)流從看起來非隨機的業(yè)務(wù)流中區(qū)分出來。
[0009] 類似地，經(jīng)過更長時間跨度，試圖用眾多壓縮函數(shù)中的任意一種對業(yè)務(wù)流的內(nèi)容 進行壓縮，這樣做可以用來將隨機型的業(yè)務(wù)流從非隨機的業(yè)務(wù)流中區(qū)分出來。例如，試圖壓 縮純隨機的業(yè)務(wù)流也會產(chǎn)生非壓縮的情況，或者甚至是尺寸膨脹，這取決于使用的壓縮算 法。非隨機的業(yè)務(wù)流會趨向于中度到高強度的可壓縮。
[0010] 將信息隱藏術(shù)用于隱藏秘密業(yè)務(wù)已有一些歷史了，用這種方式，只有發(fā)送者和預(yù) 定的接收者才知道存在著隱藏的信息。因此，很自然地會想到使用信息隱藏技術(shù)來將加密 的業(yè)務(wù)流的隨機比特隱藏到一些看起來沒有進行統(tǒng)計地加密的信息中。
[0011] 建議的是，一些群體（some groups)將加密的信息隱藏在諸如因特網(wǎng)上數(shù)字圖像 文件之類無害的對象中，把這些用作低帶寬通信技術(shù)?，F(xiàn)存有多種工具可以通過將音頻、視 頻和圖像文件用作信息隱藏術(shù)隱藏的信息的"載體"，來有助于隱藏信息的產(chǎn)生。
[0012] 然而，"傳統(tǒng)"信息隱藏技術(shù)的帶寬利用率（bandwidth efficiency)通常非常低，因 為"載體"信息占用了與信息隱藏的對象進行通信的大部分帶寬。在使用此技術(shù)時，載體信 息與隱藏信息的比例只有100:1或更糟是很常見的。然而，信息隱藏技術(shù)的一個好處是，由 此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流具有明顯不均勻的八位組統(tǒng)計特性，這也就意味著這些數(shù)據(jù)流不大可能會 被互聯(lián)網(wǎng)上的自動檢測機制識別為是加密的業(yè)務(wù)流。
[0013] 還有一種可能是對加密的比特流進行編碼，從而讓它們看起來像，比如，普通的英 文文本。用英文常用字詞典來表示加密文本比特的組合的技術(shù)在歷史上已用于隱藏隱含的 加密信息的存在。例如，如果考慮四個比特的組，那么這些組就可用作是短詞組英文（或者 德文、西班牙文、法文等等）單詞的"索引"。用這些單詞來代替比特序列，并且當接收者遇 到詞典中的一個元素時就可簡單地查找到相應(yīng)的比特序列。這項技術(shù)在欺騙（fooling)自 動隨機性檢測時相當有效，尤其當這種檢測無法檢測比特到英文的替換映射時或者當這種 映射很大時相當有效。
[0014] 隨著隱藏加密的業(yè)務(wù)流的編碼系統(tǒng)的發(fā)展，當需要重點考慮帶寬使用效率的時 候，問題就出現(xiàn)了。例如，上文描述的系統(tǒng)需要大量的費用來表示4比特的"真實"信息。一 般而言，為了表示這4比特的真實信息，就需要傳輸40到50比特數(shù)據(jù)。
[0015] 很多現(xiàn)存的編碼技術(shù)，如電子郵件的ASCII轉(zhuǎn)換等等，是用來將二進制數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換成適合于強約束條件的信道的編碼。這些編碼相對來說具有較好的帶寬利用率 (bandwidth-efficient)，會產(chǎn)生30%的額外帶寬占用。現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上很多協(xié)議使用Base64 編碼的一些變種，Base64編碼將24比特的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成32比特的輸出數(shù)據(jù)，該輸出數(shù) 據(jù)在輸出字母表上具有強約束條件。然而，在目前的自動識別機制下，基于Base64的編碼 很容易識別，這就意味著編碼結(jié)果很容易被解碼，然后對解碼所得的比特流結(jié)果執(zhí)行隨機 性分析。
[0016] 降低加密的業(yè)務(wù)流的可檢測性的關(guān)鍵是降低加密的業(yè)務(wù)流的信息密度。加密的數(shù) 據(jù)流看起來（appears to)是強偽隨機序列，這就意味著它具有最大的信息密度，或者說最 小的信息冗余。任何能降低每個被傳輸?shù)谋忍厮休d的信息量的技術(shù)也就能降低由此產(chǎn)生 的業(yè)務(wù)流被檢測為強偽隨機序列的可能性，從而減少其被檢測為加密的業(yè)務(wù)流的可能性。
[0017] 如Base64這樣的標準編碼減少了每個被傳輸?shù)谋忍厮休d的信息。但由于 Base64太容易被識別，所以它能夠被解碼，然后對由此產(chǎn)生的比特序列執(zhí)行隨機性分析。所 以需要這樣一種編碼的系統(tǒng)和方法，它在降低業(yè)務(wù)流的信息密度的同時，還能降低檢測該 編碼方案的可能性，從而該業(yè)務(wù)不被檢測為是加密的，并且也通過編碼方案的檢測來對該 業(yè)務(wù)進行分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明有利地提供了一種方法及系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)用于隱藏通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)被 加密的業(yè)務(wù)的存在，從而使該業(yè)務(wù)不被識別為是加密的，并且也不基于編碼方案的檢測來 對該業(yè)務(wù)進行分析。一般說來，進一步根據(jù)Base64編碼方案對加密的數(shù)據(jù)進行編碼，該編 碼方案用到的字母組是根據(jù)一組加密密鑰偽隨機生成的。有利地，編碼用的字母表實際上 是未知的。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種隱藏通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)加密的存在的方法。通過 將一組加密密鑰用作偽隨機序列函數(shù)的輸入來生成一組字符。每個字符與索引值對應(yīng)。加 密的數(shù)據(jù)被分成多個部分。每部分又被劃分為多個組，且通過根據(jù)對應(yīng)的索引值將每組數(shù) 據(jù)映射到上述字符組中的字符的方式來被編碼。被映射的字符通過通信網(wǎng)絡(luò)來進行傳輸。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于隱藏數(shù)據(jù)加密的存在的網(wǎng)絡(luò)接口，包括控制器 和通信接口。通信接口被通信地連接到控制器。通過將一組加密密鑰用為偽隨機序列函數(shù) 的輸入，控制器可操作來生成一組字符，每個字符與索引值對應(yīng)?？刂破鬟M一步可操作來將 加密的數(shù)據(jù)分成多個部分，并將每部分分成多個組，并且通過根據(jù)對應(yīng)的索引值將多個組 中的每個組映射到上述字符組中的字符的方式，對每部分進行編碼。通信接口還可操作來 通過通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸映射的字符。
[0021] 還根據(jù)本發(fā)明的另一方面，隱藏通信網(wǎng)中數(shù)據(jù)加密的存在的系統(tǒng)，包括第一網(wǎng)絡(luò) 接口和第二網(wǎng)絡(luò)接口。通過將一組加密密鑰用作偽隨機序列函數(shù)的輸入，第一網(wǎng)絡(luò)接口可 操作來生成一組字母表字符，每個字符元素與索引值對應(yīng)。第一個網(wǎng)絡(luò)接口進一步可操作 來將加密數(shù)據(jù)分成多個部分，并將每部分分成多組，并且通過根據(jù)對應(yīng)的索引值將多個組 中的每個組映射到上述字符組中的字符的方式來被編碼。第一網(wǎng)絡(luò)接口通過通信網(wǎng)絡(luò)來傳 輸映射的字符。第二網(wǎng)絡(luò)接口可操作來接收加密的數(shù)據(jù)信息。加密的數(shù)據(jù)信息包括映射的 字符。第二網(wǎng)絡(luò)接口可操作來將加密的數(shù)據(jù)信息分成多組字符，將每個字符映射成其對應(yīng) 的索引值來再現(xiàn)所述多個部分，并且對多個部分的每部分進行解密。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 參照以下的詳細描述和附件中的圖表，更容易完全理解本發(fā)明，從而更完全理解 其優(yōu)勢特點。
[0023] 圖1是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的典型數(shù)據(jù)加密隱藏系統(tǒng)的方框圖。
[0024] 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的典型數(shù)據(jù)編碼器的方框圖。
[0025] 圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的典型數(shù)據(jù)加密隱藏處理的流程圖。
[0026] 圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的數(shù)據(jù)加密隱藏中存在的典型譯碼處理的流程圖。

【具體實施方式】
[0027] 在詳細描述根據(jù)本發(fā)明的典型實施例之前，需要注意的是，本發(fā)明實施例主要涉 及設(shè)備組件及處理步驟的結(jié)合，其中處理步驟與一種用于實現(xiàn)弱化通信信道中數(shù)據(jù)加密特 性且同時高效利用信道帶寬的系統(tǒng)及方法有關(guān)。相應(yīng)地，該系統(tǒng)及方法組件在適當?shù)奈恢?通過附圖中的常規(guī)符號表示。為了使對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說明顯具有在本文中描述 的益處的細節(jié)公開清楚，只顯示了那些對恰當理解本發(fā)明的實施例有關(guān)的具體細節(jié)。
[0028] 在這里，諸如"第一"、"第二"，"頂部"、"底部"之類的相關(guān)術(shù)語，僅僅是用來將一 個實體或者元件與另一個實體或者元件區(qū)別開來，而不一定要求或暗指這些實體或者元 件之間任何物理或邏輯關(guān)系或者順序。相應(yīng)地，如這里及所附權(quán)利要求中使用的，術(shù)語 "Zigbee"，指的是一組由IEEE802.15.4標準定義的無線通信上層協(xié)議。還有，"Wi-Fi"指的 是由IEEE802. 11標準。術(shù)語"WiMAX"指由IEEE802. 16標準定義的通信協(xié)議。"BLUETOOTH" 指由藍牙技術(shù)聯(lián)盟開發(fā)的，用于無線個人區(qū)域網(wǎng)（"PAN"）通信的工業(yè)規(guī)范。
[0029] 本發(fā)明的一個實施例有利地提供了一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法用于對加密的 數(shù)據(jù)流進行編碼這樣的方式來避免包括FIPS140-2隨機檢測的各種類型隨機檢測的自動 識別。另一個實施例在于針對一些已知的攻擊方法對編碼方式進行了強化，這包括使用變 量模糊編碼機制。
[0030] 現(xiàn)在參看附圖，附圖中相同的引用指示符表示相同的元件。圖1中所示的是典型 數(shù)據(jù)加密隱藏系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括通過廣域網(wǎng)（"WAN") 16與第二客戶端計算機14通信 的第一客戶端計算機12。廣域網(wǎng)16可以包括因特網(wǎng)、局域網(wǎng)或者其他通信網(wǎng)絡(luò)?？蛻舳擞?算機12，14可以包括個人計算機、筆記本、個人數(shù)字助理（"PDA"）、服務(wù)器、手機等等。每 個客戶端計算機12,14通過WAN接口 18a，18b (這兩個接口總稱為WAN接口 18)在WAN16 上傳輸數(shù)據(jù)。盡管圖1中的通信網(wǎng)絡(luò)被標為WAN，但是本發(fā)明的原理還可以應(yīng)用于其他形 式的通信網(wǎng)絡(luò)，如個人區(qū)域網(wǎng)（"PAN"），本地局域網(wǎng)（"LAN"），校園網(wǎng)（"CAN"），市域網(wǎng) ("MAN'）等等。此外，盡管圖1中只示出兩個客戶端計算機，但這種設(shè)置僅僅是為了示范。 t匕如，系統(tǒng)10可以包括多個WAN接口 18。WAN接口 18能與各種類型的客戶端設(shè)置通信，t匕 如路由器，交換機等等。再有，WAN接口 18可以是一個單獨的設(shè)備，也可以被嵌入來作為其 他資源設(shè)備中的一部分，比如客戶端計算機12,14。
[0031] 每個WAN接口 18根據(jù)一個或者多個已知的加密方式對來自客戶端計算機12,14 的數(shù)據(jù)進行加密。WAN接口 18包括下面討論的加密隱藏器，該加密隱藏器的作用是通過使 用具有隨機生成字母表的Base64編碼方案，而不是通過使用通常涉及單個已知字母表的 使用的標準Base64編碼來對加密的數(shù)據(jù)進行編碼，從而隱藏數(shù)據(jù)已被加密的事實（fact)。 每一個WAN接口 18同時也具有反向功能，憑借該反向功能，WAN接口 18可通過WAN16來接 收Base64編碼的和加密的數(shù)據(jù)幀，然后用隨機生成的字母表對這些數(shù)據(jù)幀進行解碼和解 密，從而匹配最初從客戶端計算機12,14發(fā)出的數(shù)據(jù)。盡管圖1中的每個WAN接口 18都被 示出連結(jié)到一臺客戶端計算機12,14,但是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)建的典型WAN接口 18可以支 持多臺客戶端計算機12,14,這種實現(xiàn)方式并不超出本發(fā)明的范圍。
[0032] 現(xiàn)在參考圖2,典型的WAN接口 18包括通信地連接到控制器22的通信接口 20。通 信接口 20可以是有線的、無線的或者它們的任何組合。通信接口 20在WAN接口 18與其它 廣域網(wǎng)16資源之間使用已知的通信協(xié)議，如以太網(wǎng)，Wi-Fi，WiMAX，BLUET00TH等，來傳輸數(shù) 據(jù)包。通信接口可以包括任何數(shù)量的通信端口。
[0033] 控制器22控制信息處理和WAN接口 18的操作來實現(xiàn)這里描述的功能?？刂破?2 還與非易失性存儲器24連接。非易失性存儲器24包括數(shù)據(jù)存儲器26和程序存儲器28。 程序存儲器28包含加密隱藏器30,用來隱藏數(shù)據(jù)已被加密的事實，以免被連接到WAN16上 的其他實體自動檢測出來，該操作會在下面詳細討論。加密隱藏器30包括字母表生成器32 和Base64編碼器34,字母表生成器32能從標準的256個合適ASCII字符中隨機生成64個 字符的Base64字母表組，Base64編碼器34根據(jù)使用生成的Base64字母表的Base64編碼 方案來對加密的數(shù)據(jù)進行編碼。數(shù)據(jù)存儲器26存儲數(shù)據(jù)文件，比如查詢表36和一組加密 密鑰38,查詢表36可使得Base64字母表組與對應(yīng)的ASCII字符集相互關(guān)聯(lián)，加密密鑰38 會在傳輸任何用戶數(shù)據(jù)之前，在WAN接口 18與諸如客戶端計算機14之類的目標資源之間 傳遞。
[0034] 除上述應(yīng)該注意到的結(jié)構(gòu)外，每個WAN接口 18還可能包括需要實現(xiàn)WAN接口 18 的其它功能的額外的、可選的結(jié)構(gòu)（未在圖上顯示）。
[0035] 在使用Base64編碼方式時，通常使用單個標準的字母表來將輸入的三段八位組 轉(zhuǎn)換成輸出的四段八位組，這樣做的一個偶然的副作用就是有效地降低了信息密度。這些 編碼就被設(shè)計通過不能傳輸上述數(shù)據(jù)的"信道"來獲得任意二進制數(shù)據(jù)。RFC-822電郵就是 這種信道的一個例子。
[0036] 在Base64方案中，需要從所有合適的ASCII字符集中選擇一個含有64個可打印 字符的集合來作為"編碼字母表"。編碼字母表有一些變種，但其中只有一到兩種比較常用。 對編碼二進制數(shù)據(jù)（或者加密數(shù)據(jù)、隨機數(shù)據(jù)）來說，重要的是考慮與選擇合適的字母表相 關(guān)的組合數(shù)學(xué)（combinatorics)。等式（1)給出了從一個由256個字符（8比特的ASCII或 UTF-8)組成的域中選出64個字符的字母表可能的總數(shù)：
[0037] P = K ! /η ! (Κ ! -η ! ), (1)
[0038] 其中K是備選八位組的總數(shù)，例如256, η是選出的字符集包含的元素個數(shù)，例如 64。
[0039] 如果已知上述參數(shù)，那么從256個合適的字節(jié)值組成的域中選出64個字符組成字 母表，共有大約1〇 61種選法。如果從信息論的視角考慮編碼方案，由此產(chǎn)生的編碼是否能產(chǎn) 生純可打印的ASCII字符完全不重要。重要的是由此產(chǎn)生的編碼降低了由此產(chǎn)生的業(yè)務(wù)流 中的信息密度。任何一種將24比特三段數(shù)據(jù)擴展成32比特四段的編碼，對于降低由此產(chǎn) 生的流中的信息密度來說都足夠了。
[0040] 在實施本發(fā)明的時候，讓人迷惑的是創(chuàng)建小數(shù)量的字母表，可能小到只有一個非 Base64字母表元素的成員，然后用這樣的字母表對加密的業(yè)務(wù)流進行編碼。但任何這樣的 方案的問題立刻就會突顯出來：單個的，固定的字母表和Base64編碼方案一樣容易被"對 手"解碼。必須假定"對手"知道這種編碼方案所用的字母表，并進而如上所述像處理Base64 編碼的方式那樣對它們進行處理。
[0041] 因此，本發(fā)明的實施例字母表34是動態(tài)選擇的，例如，在生成一個長加密的業(yè)務(wù) 流期間，使用靜態(tài)字母表的流會有更高的可檢測性。此外，大多數(shù)加密通信會話在創(chuàng)建之初 就會建立密鑰材料，如密鑰38,以便為下面的加密"封包"過程提供共享的加密和完整密鑰。 因為加密的信道一旦建立，密鑰38會被通信雙方共享，所以一些密鑰材料會被用來幫助選 擇動態(tài)編碼字母表34。
[0042] 現(xiàn)在參考圖3,圖中展示了一個操作流程圖示例，該操作流程圖描述了加密隱藏器 30隱藏數(shù)據(jù)加密的存在而執(zhí)行的示范步驟。該流程始于WAN接口 18判定加密的數(shù)據(jù)可以 傳輸時（步驟S102)。加密的數(shù)據(jù)可以加密或未經(jīng)加密的形式來從客戶端計算機12處接 收。在接下來的例子中，WAN接口 18可根據(jù)已知的加密方法對數(shù)據(jù)進行加密。
[0043] WAN接口 18通過通信接口 20初始化與目標設(shè)備進行安全通信會話（步驟S104)。 作為安全通信會話初始化的一部分，WAN接口 18要與目標設(shè)備交換密鑰材料（步驟S106)， 例如，加密密鑰38。加密密鑰38被用來產(chǎn)生從更寬泛的、256個元素的域中，比如ASCII字 符的全集中，挑選出來的64個元素的單個偽隨機選取的字母表（步驟S108)。
[0044] 任何強大的隨機數(shù)生成器都能被用來生成共享的編碼字母表，但為了提高通用 性，就是使用標準的、強加密的偽隨機函數(shù)，以便通信雙方獲得相同的加密字母表。標準請 求注解（"RFC"）4615中描述了一種合適的算法，在該算法中，偽隨機函數(shù)（"PRF"）的輸 出是PRF下一次調(diào)用（next call)的鏈式變量，并且需要的密鑰K是從會話初始化時的共享 密鑰材料中取得的。表1中給出了偽代碼的例子。
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種對加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼用于在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)姆椒?，所述方法包括?用替換密碼對加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼以生成編碼的數(shù)據(jù)流，所述編碼的數(shù)據(jù)流具有比 加密的輸入數(shù)據(jù)流更低的信息密度，所述更低的信息密度通過將三段第一數(shù)量比特擴大為 四段第二數(shù)量比特的編碼得到。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述替換密碼是基于一個秘密字母表的單一字母 替換物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述替換密碼是基于多個秘密字母表的多字母替 換物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述替換密碼使用模糊編碼方案，在該模糊編碼 方案中，至少一些所述輸入數(shù)據(jù)被多于一個輸出字符表示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述編碼的數(shù)據(jù)不進行FIPS140-2隨機測試。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中進一步地使用替換密碼加密所述加密的輸入數(shù)據(jù) 流包括： 將加密的輸入數(shù)據(jù)流劃分成多個組；以及 將每個組映射到一組字符中的一個字符。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述一組字符可以使用偽隨機函數(shù)從一組加密密 鑰得到。
8. -種將從通信網(wǎng)絡(luò)接收的編碼的加密數(shù)據(jù)流進行解碼的方法，所述方法包括： 使用替換密碼對所述編碼的加密數(shù)據(jù)流進行解碼以生成解碼的加密數(shù)據(jù)流，所述編碼 的加密數(shù)據(jù)流具有通過將三段第一數(shù)量比特擴大為四段第二數(shù)量比特的編碼得到的信息 密度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述編碼的加密數(shù)據(jù)流包括一組字符中的字符， 所述方法包括進一步地將每個字符映射到所述解碼的加密數(shù)據(jù)流的一組比特。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述替換密碼是基于至少一個秘密字母表的字 母替換物。
11. 一種編碼器，用于對加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼用于在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，所述編碼 器包括： 至少一個控制器；以及 至少一個存儲器，其存儲可由所述控制器執(zhí)行的指令以使用替換密碼對所述加密的輸 入數(shù)據(jù)流進行編碼從而生成編碼的數(shù)據(jù)流，所述編碼的數(shù)據(jù)流具有比所述加密的輸入數(shù)據(jù) 流更低的信息密度，所述更低的信息密度通過將三段第一數(shù)量比特擴大為四段第二數(shù)量比 特的編碼得到。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼器，其中所述替換密碼是基于一個秘密字母表的單一 字母替換物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼器，其中所述替換密碼是基于多個秘密字母表的多字 母替換物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼器，其中所述替換密碼可操作以使用模糊編碼方案， 在所述模糊編碼方案中，至少一些所述輸入數(shù)據(jù)能夠被多于一個輸出字符表不。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼器，其中所述替換密碼可操作以生成編碼的數(shù)據(jù)，所 述編碼的數(shù)據(jù)不進行FIPS140-2隨機測試。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼器，其中可被執(zhí)行以使用所述替代密碼進一步地加密 所述加密的輸入數(shù)據(jù)流的指令進一步包括指令，其可執(zhí)行以： 將加密的輸入數(shù)據(jù)流劃分成多個組；以及 將每個組映射到一組字符中的一個字符。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的編碼器，其中所述一組字符可以使用偽隨機函數(shù)從一組加 密密鑰得到。
18. -種解碼器，用于將通過信息網(wǎng)絡(luò)接收的編碼的加密數(shù)據(jù)流進行解碼，所述解碼器 包括： 至少一個控制器；以及 至少一個存儲器，其存儲可由所述控制器執(zhí)行的指令以使用替換密碼將所述編碼的加 密數(shù)據(jù)流進行解碼從而生成解碼的加密的數(shù)據(jù)流，所述編碼的加密數(shù)據(jù)流具有通過將三段 第一數(shù)量比特擴大為四段第二數(shù)量比特的編碼得到的信息密度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的解碼器，其中所述編碼的加密數(shù)據(jù)流包括一組字符中的字 符，所述可執(zhí)行以將編碼和加密的數(shù)據(jù)流進行解碼的指令進一步包括可執(zhí)行以將每個字符 映射到所述解碼的加密數(shù)據(jù)流的一組比特。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的解碼器，其中所述替換密碼是基于至少一個秘密字母表的 字母替換物。
21. -種通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸加密的數(shù)據(jù)流的方法，包括： 使用替換密碼對加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼以生成編碼的數(shù)據(jù)流，所述編碼的數(shù)據(jù)流 具有比所述加密的輸入數(shù)據(jù)流更低的信息密度，所述更低的信息密度通過將三段第一數(shù)量 比特擴大為四段第二數(shù)量比特的編碼得到； 通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸所述編碼的數(shù)據(jù)流；以及 使用與用于編碼的替換密碼反向的替換密碼對所述編碼的數(shù)據(jù)流進行解碼以恢復(fù)所 述加密的輸入數(shù)據(jù)流。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述替換密碼是基于一個秘密字母表的單一字 母替換物。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述替換密碼是基于多個秘密字母表的多字母 替換物。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中用于編碼的所述替換密碼使用模糊編碼方案， 在所述模糊編碼方案中，至少一些所述輸入數(shù)據(jù)可被多于一個輸出字符表不。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述替換密碼可操作以生成編碼的數(shù)據(jù)，所述 編碼的數(shù)據(jù)不進行FIPS140-2隨機測試。
26. -種永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲由處理器執(zhí)行以對加密的輸入數(shù)據(jù) 流進行編碼用于在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)闹噶睿鲋噶畎ǎ?通過處理器可執(zhí)行以使用替換密碼對所述加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼以生成編碼的 數(shù)據(jù)流的指令，所述編碼的數(shù)據(jù)流具有比所述加密的輸入數(shù)據(jù)流更低的信息密度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述可執(zhí)行以使用 替換密碼對所述加密的數(shù)據(jù)進行編碼的指令包括可執(zhí)行以將三段第一數(shù)量比特擴大為四 段第二數(shù)量比特的指令。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼是基 于一個秘密字母表的單一字母替換物。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼是基 于多個秘密字母表的多字母替換物。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼使用 模糊編碼方案，在所述模糊編碼方案中，至少一些所述輸入數(shù)據(jù)可被多于一個輸出字符表 /_J、1 〇
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述編碼的數(shù)據(jù)將 不進行FIPS140-2隨機測試。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述可執(zhí)行以使用 替換密碼對所述加密的輸入數(shù)據(jù)流進行編碼的指令包括指令，該指令可執(zhí)行以： 將加密的輸入數(shù)據(jù)流劃分成多個組；以及 將每個組映射到一組字符中的一個字符。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述一組字符使用 偽隨機函數(shù)從一組加密密鑰得到。
34. -種永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其存儲可由處理器執(zhí)行以對通過通信網(wǎng)絡(luò) 接收的編碼的加密數(shù)據(jù)流進行解碼的指令，所述指令包括： 可執(zhí)行以使用替換密碼對所述編碼的加密數(shù)據(jù)流進行解碼以生成解碼的加密數(shù)據(jù)流 的指令，所述解碼的加密數(shù)據(jù)流具有比所述編碼的加密數(shù)據(jù)流更高的信息密度。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述編碼的加密的 數(shù)據(jù)流包括一組字符中的字符，所述指令包括可執(zhí)行以將每個字符映射到所述解碼的加密 數(shù)據(jù)流的一組比特的指令。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼是基 于至少一個秘密字母表的字母替換物。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼是基 于一個秘密字母表的單一字母替換物。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的永久性處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼是基 于多個秘密字母表的多字母替換物。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述替換密碼使用 模糊編碼方案，在所述模糊編碼方案中，至少一些輸入數(shù)據(jù)被多于一個輸出字符表不。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的永久的處理器可讀取的存儲介質(zhì)，其中所述一組字符使用 偽隨機函數(shù)從一組加密密鑰得到。
【文檔編號】H04L9/20GK104052594SQ201410226510
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2008年12月29日
【發(fā)明者】馬庫斯·D.·里奇 申請人:北電網(wǎng)絡(luò)有限公司