本發(fā)明涉及一種基于hash散列表的身份認(rèn)證方法，主要用于對(duì)短文本進(jìn)行加密，在此基礎(chǔ)上用于系統(tǒng)的身份認(rèn)證，以此增加系統(tǒng)的安全性，屬于數(shù)據(jù)加密技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

信息安全的概念在二十世紀(jì)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史階段，90年代以來(lái)得到了深化。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息安全問(wèn)題也日顯突出。如何確保信息系統(tǒng)的安全已成為全社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。目前常用來(lái)管理信息的方法就是設(shè)置一個(gè)賬號(hào)和對(duì)應(yīng)的密碼，通過(guò)賬號(hào)和密碼的驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)信息加密。用戶在使用時(shí)，在登錄框中輸入賬號(hào)和密碼，只要通過(guò)后臺(tái)驗(yàn)證無(wú)誤后即可登錄或打開(kāi)查看相應(yīng)的信息。為了提高安全性，常對(duì)密碼進(jìn)行加密。

馮萬(wàn)利，朱全銀等人已有的研究基礎(chǔ)包括：wanlifeng.researchofthemestatementextractionforchineseliteraturebasedonlexicalchain.internationaljournalofmultimediaandubiquitousengineering,vol.11,no.6(2016),pp.379-388；wanlifeng,yingli,shangbinggao,yunyangyan,jianxunxue.anovelflameedgedetectionalgorithmviaanovelactivecontourmodel.internationaljournalofhybridinformationtechnology,vol.9,no.9(2016),pp.275-282；劉金嶺,馮萬(wàn)利.基于屬性依賴(lài)關(guān)系的模式匹配方法[j].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2011,28(12):167-170；劉金嶺,馮萬(wàn)利,張亞紅.初始化簇類(lèi)中心和重構(gòu)標(biāo)度函數(shù)的文本聚類(lèi)[j].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2011,28(11):4115-4117；劉金嶺,馮萬(wàn)利,張亞紅.基于重新標(biāo)度的中文短信文本聚類(lèi)方法[j].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2012,48(21):146-150.；朱全銀,潘祿,劉文儒,等.web科技新聞分類(lèi)抽取算法[j].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào),2015,24(5):18-24；李翔,朱全銀.聯(lián)合聚類(lèi)和評(píng)分矩陣共享的協(xié)同過(guò)濾推薦[j].計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索,2014,8(6):751-759；quanyinzhu,sunquncao.anovelclassifier-independentfeatureselectionalgorithmforimbalanceddatasets.2009,p:77-82；quanyinzhu,yunyangyan,jinding,jinqian.thecasestudyforpriceextractingofmobilephonesellonline.2011,p:282-285；quanyinzhu,suquncao,peizhou,yunyangyan,hongzhou.integratedpriceforecastbasedondichotomybackfillinganddisturbancefactoralgorithm.internationalreviewoncomputersandsoftware,2011,vol.6(6):1089-1093；朱全銀，馮萬(wàn)利等人申請(qǐng)、公開(kāi)與授權(quán)的相關(guān)專(zhuān)利：馮萬(wàn)利,邵鶴帥,莊軍.一種智能冷藏車(chē)狀態(tài)監(jiān)測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端裝置:cn203616634u[p].2014；朱全銀，胡蓉靜，何蘇群，周培等.一種基于線性插補(bǔ)與自適應(yīng)滑動(dòng)窗口的商品價(jià)格預(yù)測(cè)方法.中國(guó)專(zhuān)利:zl201110423015.5,2015.07.01；朱全銀，曹蘇群，嚴(yán)云洋，胡蓉靜等，一種基于二分?jǐn)?shù)據(jù)修補(bǔ)與擾亂因子的商品價(jià)格預(yù)測(cè)方法.中國(guó)專(zhuān)利:zl201110422274.6,2013.01.02；李翔，朱全銀，胡榮林，周泓.一種基于譜聚類(lèi)的冷鏈物流配載智能推薦方法.中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào):cn105654267a,2016.06.08。

hash方法：

hash，就是把任意長(zhǎng)度的輸入，通過(guò)散列方法，變換成固定長(zhǎng)度的輸出，該輸出就是散列值。這種轉(zhuǎn)換是一種壓縮映射，也就是，散列值的空間通常遠(yuǎn)小于輸入的空間，不同的輸入可能會(huì)散列成相同的輸出，所以不可能從散列值來(lái)唯一的確定輸入值。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一種將任意長(zhǎng)度的消息壓縮到某一固定長(zhǎng)度的消息摘要的函數(shù)。

散列表：

散列表，是根據(jù)關(guān)鍵碼值而直接進(jìn)行訪問(wèn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，它通過(guò)把關(guān)鍵碼值映射到表中一個(gè)位置來(lái)訪問(wèn)記錄，以加快查找的速度。這個(gè)映射函數(shù)叫做散列函數(shù)，存放記錄的數(shù)組叫做散列表。給定表m，存在函數(shù)f(key)，對(duì)任意給定的關(guān)鍵字值key，代入函數(shù)后若能得到包含該關(guān)鍵字的記錄在表中的地址，則稱(chēng)表m為哈希表，函數(shù)f(key)為哈希(hash)函數(shù)。

身份認(rèn)證：

身份認(rèn)證也稱(chēng)為“身份驗(yàn)證”或“身份鑒別”，是指在計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中確認(rèn)操作者身份的過(guò)程，從而確定該用戶是否具有對(duì)某種資源的訪問(wèn)和使用權(quán)限，進(jìn)而使計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的訪問(wèn)策略能夠可靠、有效地執(zhí)行，防止攻擊者假冒合法用戶獲得資源的訪問(wèn)權(quán)限，保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全，以及授權(quán)訪問(wèn)者的合法利益。

md5和sha-1是目前使用比較廣泛的散列函數(shù)，也是在消息認(rèn)證和數(shù)字簽名中普遍使用的兩種加密算法。hash方法加密之后不可逆，只能通過(guò)碰撞的方式來(lái)破解，增加算法的迭代輪次可以增大碰撞的難度，但這樣同時(shí)會(huì)導(dǎo)致加密時(shí)間的增長(zhǎng)。盡管hash方法加密之后不可逆，但由于md5和sha-1被廣泛的使用以及部分服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)泄露，導(dǎo)致使用md5或sha-1加密的短文本很容易被破解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：目前常用來(lái)管理信息的方法就是設(shè)置一個(gè)賬號(hào)和對(duì)應(yīng)的密碼，通過(guò)賬號(hào)和密碼的驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)信息加密。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于hash散列表的身份認(rèn)證方法，先使用預(yù)處理方法對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后使用hyhasha方法對(duì)四個(gè)初始變量做多輪迭代運(yùn)算，得到加密數(shù)據(jù)，再使用hyhashb方法，根據(jù)用戶標(biāo)識(shí)，對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到最終加密結(jié)果。

技術(shù)方案：一種基于hash散列表的身份認(rèn)證方法，包括如下步驟：

步驟1：對(duì)待加密數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后待加密數(shù)據(jù)，所述待加密字符串為長(zhǎng)度在6到16之間的字符串，所述預(yù)處理后待加密數(shù)據(jù)為8個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)：

步驟1.1：定義用戶屬性，身份認(rèn)證所需數(shù)據(jù)項(xiàng)；

步驟1.2：對(duì)待加密字符串進(jìn)行循環(huán)填充，將之填充到長(zhǎng)度為32為止；

步驟1.3：將填充完成的字符串按序轉(zhuǎn)為8個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)，并保存，用于后續(xù)的加密。

步驟2：調(diào)用hyhasha方法對(duì)預(yù)處理后待加密數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加密，得到初步加密的數(shù)據(jù)，所述hyhasha方法為一種散列函數(shù)：

步驟2.1：定義非線性函數(shù)以及hash運(yùn)算過(guò)程中所需的常量；

步驟2.2：使用hyhasha方法對(duì)四個(gè)初始變量做多輪迭代運(yùn)算，得到初步加密的數(shù)據(jù)。

步驟3：調(diào)用hyhashb方法對(duì)初步加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到最終加密結(jié)果，所述hyhashb方法為一種結(jié)合哈希表進(jìn)行加密的方法：

步驟3.1：根據(jù)用戶標(biāo)識(shí)及散列表獲取加密所需的秘鑰；

步驟3.2：使用hyhashb方法對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到最終加密結(jié)果。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：本發(fā)明使用hyhash方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)的安全性，具體的：本發(fā)明使用hyhash方法來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，先使用預(yù)處理方法對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后使用hyhasha方法對(duì)四個(gè)初始變量做多輪迭代運(yùn)算，得到加密數(shù)據(jù)，再使用hyhashb方法，根據(jù)用戶標(biāo)識(shí)，對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到最終加密結(jié)果。此外，本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了利用hyhash方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，提高了數(shù)據(jù)的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為加密方法概述圖；

圖2為待加密字符串預(yù)處理流程圖；

圖3為hyhasha方法對(duì)完整的待加密字符串進(jìn)行加密流程圖；

圖4為利用hyhashb方法對(duì)初步加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密流程圖；

圖5為求字符串指定位置子串流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如附圖2，待加密字符串預(yù)處理流程步驟1從步驟1.1到1.13：

步驟1.1：設(shè)系統(tǒng)中用戶賬戶集合user＝{user1,user2,…,userm}，系統(tǒng)所有用戶角色集合role＝{role1,role2,…,rolen}和用戶可執(zhí)行的所有操作集合oper＝{oper1,oper2,…,operz}，其中，m為系統(tǒng)中用戶總數(shù)，n為系統(tǒng)中用戶角色總數(shù)，z為用戶可執(zhí)行的所有操作總數(shù)；

步驟1.2：設(shè)ui為第i個(gè)用戶的賬戶信息，其中，ui∈user，i<＝m；設(shè)系統(tǒng)用戶密文密碼集合p＝{p1,p2,…,pm}；根據(jù)p獲取賬號(hào)信息為ui的用戶密碼pi；設(shè)ndda＝{da1,da2,…,dak}為登錄操作所需的數(shù)據(jù)項(xiàng)集合，其中，k為登錄需要的數(shù)據(jù)項(xiàng)總數(shù)；

步驟1.3：錄入ndda；設(shè)用戶賬戶為account，用戶明文密碼t，其中，account∈ndda，t∈ndda；

步驟1.4：設(shè)待加密字符串wstr，將t賦給wstr；

步驟1.5：設(shè)字符數(shù)組inputbytes，tmpbytes，將wstr轉(zhuǎn)為字符數(shù)組賦給inputbytes；

步驟1.6：設(shè)變量bytlen，rest，將wstr的長(zhǎng)度賦給bytlen，rest＝32-bytlen；設(shè)循環(huán)變量counterx，countery，賦初值counterx為-1，賦初值countery為-1；

步驟1.7：counterx＝counterx+1；

步驟1.8：當(dāng)循環(huán)變量counterx<bytlen時(shí)，則執(zhí)行步驟1.9；否則執(zhí)行步驟1.10；

步驟1.9：tmpbytes[counterx]＝inputbytes[counterx]；

步驟1.10：countery＝countery+1；

步驟1.11：當(dāng)循環(huán)變量countery<rest時(shí)，則執(zhí)行1.12；否則執(zhí)行步驟1.13；

步驟1.12：tmpbytes[bytlen+countery]＝

inputbytes[(countery+bytlen)％inputlen]；

步驟1.13：設(shè)長(zhǎng)整型數(shù)組groups，groups長(zhǎng)度為8，將tmpbytes轉(zhuǎn)為16個(gè)long類(lèi)型的數(shù)并賦給groups；

如附圖3，利用hyhasha對(duì)預(yù)處理后的待加密字符串進(jìn)行加密得到初步加密數(shù)據(jù)流程步驟2從步驟2.1到2.16:

步驟2.1：設(shè)函數(shù)a＝(x|y)&((～x)|z)，設(shè)函數(shù)b＝(～x)^(～y)^(～z)，設(shè)函數(shù)c＝x^((～y)&(～z))，設(shè)函數(shù)d＝(x&z)^(x|y)；

步驟2.2：設(shè)a＝0xefcdab89l，b＝0x89674523l，c＝0x10325476l，d＝0xefab6701l；設(shè)s[8]＝{9,11,7,3,13,17,22,14}，用于hash的計(jì)算；設(shè)m[16]＝{0xd76aa478l.01e8c7b756l,0x242070dbl,0xc1bdceeel,0xf57c0fafl,0x4787c62al,0xa8304613l,0xfd469501l,0x698098d8l,0x8b44f7afl,0xfff5bb1l,0x895cd7bel,0x6b901122k,0xfd987193l,0xa679438el,0x49b40821l}，用于hash的計(jì)算；

步驟2.3：按序依次執(zhí)行下列公式，迭代得到hash的結(jié)果，

a＝b+((a+a(b,c,d)+groups[0]+m[0])<<<s[0])；

d＝b+((a+b(b,c,d)+groups[1]+m[1])<<<s[1])；

c＝b+((a+c(b,c,d)+groups[2]+m[2])<<<s[2])；

b＝b+((a+d(b,c,d)+groups[3]+m[3])<<<s[3])；

a＝b+((a+a(b,c,d)+groups[4]+m[4])<<<s[4])；

d＝b+((a+b(b,c,d)+groups[5]+m[5])<<<s[5])；

c＝b+((a+c(b,c,d)+groups[6]+m[6])<<<s[6])；

b＝b+((a+d(b,c,d)+groups[7]+m[7])<<<s[7])；

a＝b+((a+a(b,c,d)+groups[5]+m[8])<<<s[0])；

d＝b+((a+b(b,c,d)+groups[2]+m[9])<<<s[1])；

c＝b+((a+c(b,c,d)+groups[0]+m[10])<<<s[2])；

b＝b+((a+d(b,c,d)+groups[6]+m[11])<<<s[3])；

a＝b+((a+a(b,c,d)+groups[7]+m[12])<<<s[4])；

d＝b+((a+b(b,c,d)+groups[1]+m[5])<<<s[5])；

c＝b+((a+c(b,c,d)+groups[3]+m[14])<<<s[6])；

b＝b+((a+d(b,c,d)+groups[4]+m[15])<<<s[7])；

步驟2.4：result[0]＝a&0xffffffffl；result[1]＝b&0xffffffffl；

result[2]＝c&0xffffffffl；result[3]＝d&0xffffffffl；

步驟2.5：設(shè)臨時(shí)變量tmpa，tmpb，用于存儲(chǔ)中間變量；設(shè)循環(huán)變量countera，counterb，賦初值countera為-1，賦初值counterb為-1；

步驟2.6：countera＝countera+1，counterb＝-1；

步驟2.7：當(dāng)循環(huán)變量countera<4時(shí)，則執(zhí)行步驟2.8；否則執(zhí)行步驟2.16；

步驟2.8：counterb＝counterb+1；

步驟2.9：當(dāng)循環(huán)變量counterb<4時(shí)，則執(zhí)行步驟2.10；否則執(zhí)行步驟2.06；

步驟2.10：tmpa＝result[countera]&0x0fl；

步驟2.11：將tmpa轉(zhuǎn)為int類(lèi)型的數(shù)并將hexs[tmpa]的值賦給tmpb，其中，hex[16]＝{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f}；

步驟2.12：result[i]＝result[countera]>>4；

步驟2.13：tmpa＝result[countera]&0x0fl；

步驟2.14：將tmpa轉(zhuǎn)為int類(lèi)型的數(shù)并將tmpstr、hexs[tmpa]和tmpb相加后的值賦給tmpstr；

步驟2.15：result[countera]＝result[countera]>>4；

步驟2.16：得到最終的tmpstr；

如附圖4，利用hyhashb方法對(duì)初步加密的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密流程步驟3從步驟3.1到步驟3.14:

步驟3.1：設(shè)密鑰集合key＝{k1,k2,…,kl}；kw為第w個(gè)密鑰，其中，kw∈key，w<＝l；kw由三位十六進(jìn)制數(shù)組成，kw＝{n1,n2,n3}，其中，n1、n2和n3為十進(jìn)制數(shù)；

步驟3.2：設(shè)hash函數(shù)f(x)＝x/15+1，其中，自變量x為用戶賬號(hào)，因變量為用戶所對(duì)應(yīng)的key；

步驟3.3：代入用戶賬號(hào)account，得到ui所對(duì)應(yīng)的key為ke；

步驟3.4：設(shè)集合length＝{u1,u2,u3,u4}，用于表達(dá)二次加密后字符串的的各子部分的長(zhǎng)度；

步驟3.5：u0＝0；u1＝(n1+5)/2；u2＝(n2+5)/2；u3＝(n3+5)/2；u4＝32-u1-u2-u3；

步驟3.6：設(shè)集合part＝{p1,p2,p3,p4}，用于表示加密后字符串的各子串，設(shè)整數(shù)數(shù)組mm＝[3,1,2,4]；

步驟3.7：設(shè)循環(huán)變量counterz，給counterz賦初值0；

步驟3.8：counterz＝counterz+1；

步驟3.9：將counterz賦給x1即步驟3.11.1到步驟3.11.6中的fvalue，將tmpstr轉(zhuǎn)為字符數(shù)組后賦給x1即步驟3.11.1到步驟3.11.6中的initstr；

步驟3.10：當(dāng)循環(huán)變量counterz<5時(shí)，則執(zhí)行步驟3.11，否則執(zhí)行步驟3.13；

步驟3.11：執(zhí)行x1即步驟3.11.1到步驟3.11.6；

步驟3.12：將x1即步驟3.11.1到步驟3.11.6的執(zhí)行結(jié)果restr賦給pmm[counterz]；

步驟3.13：設(shè)變量tstr，tstr＝p3+p1+p2+p4；

步驟3.14：得到最終的秘鑰即tstr；

如附圖5，求字符串指定位置子串流程步驟3.11從步驟3.11.1到3.11.6:

步驟3.11.1：設(shè)restr為空字符串；

步驟3.11.2：設(shè)循環(huán)遍歷counters，counters賦初值為-1；

步驟3.11.3：counters＝counters+1；

步驟3.11.4：當(dāng)循環(huán)變量counters<fvalue時(shí)，則執(zhí)行步驟3.11.5；否則執(zhí)行步驟3.11.6；

步驟3.11.5：restr＝restr+initstr[fvalue-1+counters]；

步驟3.11.6：得到restr；

其中，先使用預(yù)處理方法對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后使用hyhasha方法對(duì)四個(gè)初始變量做多輪迭代運(yùn)算，得到加密數(shù)據(jù)，再使用hyhashb方法，根據(jù)用戶標(biāo)識(shí)，對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到最終加密結(jié)果。

其中，步驟1.3到步驟1.12是提供加密方法所需的初始數(shù)據(jù)；步驟2.1到步驟2.3是根據(jù)原始數(shù)據(jù)計(jì)算初步加密結(jié)果；步驟2.4到步驟2.16是將初步加密結(jié)果轉(zhuǎn)為32位十六進(jìn)制的字符串；步驟3.1到步驟3.13是對(duì)初步加密結(jié)果使用hyhashb方法進(jìn)行二次加密；步驟3.11.1到步驟3.11.6是求字符串指定位置子串。

本發(fā)明可與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合，從而完成系統(tǒng)安全的防護(hù)。

通過(guò)hyhash對(duì)22271條弱口令密碼進(jìn)行加密，總計(jì)耗時(shí)156ms；使用md5對(duì)同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，耗時(shí)216ms；使用sha-1對(duì)同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，耗時(shí)238ms。使用在線加密工具對(duì)結(jié)果進(jìn)行測(cè)試，使用hyhash加密的數(shù)據(jù)共有0％的密碼被正確解密；使用md5加密的數(shù)據(jù)共有93％的數(shù)據(jù)被正確解密；使用sha-1加密的數(shù)據(jù)共有85％的數(shù)據(jù)被正確解密。通過(guò)hyhash方法對(duì)20007條強(qiáng)密碼數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，總計(jì)耗時(shí)113ms；使用md5加密對(duì)同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，耗時(shí)179ms；使用sha-1對(duì)同樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，耗時(shí)228ms。使用在線加密工具對(duì)結(jié)果進(jìn)行測(cè)試，使用hyhash加密的數(shù)據(jù)共有0％的密碼被正確解密；使用md5加密的數(shù)據(jù)共有3％的數(shù)據(jù)被正確解密；使用sha-1加密的數(shù)據(jù)共有1％的數(shù)據(jù)被正確解密。

本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了利用hyhash方法對(duì)身份數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)的安全性；其中，創(chuàng)造性的提出了hyhash方法，將待加密字符串循環(huán)填充為定長(zhǎng)字符串，在將該字符串切割為一批等長(zhǎng)的子字符串，調(diào)用hyhasha方法對(duì)這一批字符串進(jìn)行加密，得到初步的加密數(shù)據(jù)，再使用hyhashb方法對(duì)初步的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加密，得到加密后的數(shù)值，具有加密復(fù)雜度高，加密速度快，解決了現(xiàn)有加密方法安全性不高、效率較低的問(wèn)題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。