自己独立设计的字符串加密算法

自己独立设计的字符串加密算法

 作者：成晓旭

这是本人自行设计的第一个数据加密算法，当初是想设计成分组的对称加密算法，但后来工作一忙，就没有实现，就草草完成便开始应用起来了。但是目前的混淆度已经能够满足绝大多数的简单加密应用。

1、   简介：

设计一个算法，对字符串进行加密和解决，要求有一定的混淆度，并且，无须复杂的密钥管理。为简化应用，我将混淆码(类似于密钥)直接混淆存储在加密后密文中。

2、   算法设计：

开始想将此算法设计成分组的对称加密算法，所以在算法的核心处理轮尽可能地选择“对称”的计算方法：比较异或、字节内转换、对称倒。

此算法设计成三大步骤：输入调整，核心加、解密过程，输出调整。

1、              输入调整：就是用混淆码将源串调整成长度为8的整数倍的新串，以作为核心处理过程的输入。

2、              输出调整：就是将通过核心处理过程计算后的结果串，按输出要求进行转换。加密时，就是转换成希望的密文串；解密时，转换成希望的明文串。

3、              核心处理过程：是整个算法的核心过程，主要包括位异或、左右倒置、交换字节、移位等几个子过程。

3.1：位异或：对串的每一个Byte位进行异或运算；

         3.2：左右倒置：对串进行镜像对称处理，将串分成前后两部分，完成对换。

         3.3：交换字节：对每一个Byte的前、后半字节进行镜像对称倒置。

         3.4：移位：对串进行移位处理。

具体的加、解密处理过程如下图所示：

 

3、   算法点评：

1、   此算法没有实现正在的对称加密算法。只需要对输入、输出调整过程进行优化，并且，重新调整核心处理过程的计算顺序，就可以了。

2、   源码演示的版本有些缺陷：最大处理串长度为255，应该进行优化；并且混淆码过于粗糙，也有待优化；对混淆码的应用不全面，处理之后，混淆码主要集中在密文的部分区段，分布不够均匀，混淆程度也不够充分。

4、   算法源码：

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//
//              产品名称:自有版权的字符串加密算法
//              产品简介:将字符串按自行独立设计的加密算法进行加、解密处理
//              产品作者:成晓旭
//              E-Main:  CXXSoft@sohu.com
//              产品版本:1.0版
//              版权所有:成晓旭
//              备注:    任何人使用此类时,请保留此段自述文件,谢谢!
//              单元文件:unSecurity.pas
//              单元说明:算法类TCXXStrSecurity的定义及实现
//              开发时间:2004-12-25
//                       设计本加、解密算法，并用原型程序测试、实现 
//              修改时间:2005-01-15
//                       增加加、解密返回、输入串码制属性更新功能
//------------------------------------------------------------------------------
unit unSecurity;

interface
uses
  SysUtils;
type
  TCXXStrSecurity = class
  private
    //本算法的加密最终结果标志(true:字节码串/false:字符串)
    isByteResult:boolean;
    //本算法的字符串长度位数目(16制式)
    lenStrWidth:Byte;
    //本算法要求的最小模糊字符串
    minTextLen:Word;
    //本算法处理的最大串长度
    maxStrLen:Word;
    //本算法的串移位位数
    bitStrMoved:Byte;
    //根据本算法的处理规则,以加密前明文进行串调整
    function TransFillText(const strText:string):string;
    //根据本算法的处理规则,以加密后密文进行串调整
    function ReTransFillText(const strText:string; const mvSize: Byte):string;
    //将字符串转换成Ascii码串的方法
    function TransStringToNumber(const strText:string):string;
    //将一个字节的前后两个半字节互换的方法
    function ChangeNumber(const byt:Byte):Byte;
    //将字符串循环移动的方法(左移/右移)
    function MoveTextByCircle(const strText:string;const mvSize:Byte;const isFromHead:boolean):string;
    //将字符串内每个字节的前后两个半字节互换的方法
    function ExChangeNumber(const strText:string):string;
    //将字符串进行前后倒置的方法
    function RevertString(const strText:string):string;
    //将字符串的相邻两位进行调换的方法
    function TransOneByte(const strText:string):string;
    //将Ascii码串转换后常规字符串的方法
    function TransNumberToString(const strText:string):string;
    //将字符串进行位异或处理方法
    function XORString(const strText:string):string;
  public
    //本算法的加、解密处理成功标志(true:成功,否则:失败)
    isOK:boolean;
    //本算法的处理过程消息
    Msg:string;
    constructor Create(const isReturnByte:boolean);
    //字符串加密方法
    function EncodeString(const strText:string):string;overload;
    //字符串加密方法
    function EncodeString(const strText:string;const isByteStr:boolean):string;overload;
    //字符串解密方法
    function DecodeString(const strPassword:string):string;overload;
    //字符串解密方法
    function DecodeString(const strPassword:string;const isByteStr:boolean):string;overload;
end;
implementation

...{ TCXXStrSecurity }

function TCXXStrSecurity.ChangeNumber(const byt: Byte): Byte;
begin
  Result := (byt mod 16) * 16 + (byt div 16);
end;

constructor TCXXStrSecurity.Create(const isReturnByte:boolean);
const
  default_MoveBit = 5;
begin
  minTextLen := 6;
  lenStrWidth := 2;
  maxStrLen := 255;
  bitStrMoved := 5;
  isByteResult := isReturnByte;
end;

function TCXXStrSecurity.EncodeString(const strText: string): string;
var
  str:string;
begin
  str := '';
  str := TransFillText(strText);
  str := XORString(str);
  str := RevertString(str);
  str := TransOneByte(str);
  str := TransStringToNumber(str);
  str := ExChangeNumber(str);
  str := MoveTextByCircle(str,bitStrMoved,true);
  if NOT isByteResult then
    str := TransNumberToString(str);
  Result := str;
end;

function TCXXStrSecurity.ExChangeNumber(const strText: string): string;
var
  len,i:Word;
begin
  len := Length(strText);
  for i := 0 to len div 2 - 1 do
  begin
    Result := Result + IntToHex(ChangeNumber(StrToInt('$'+Copy(strText,i*2+1,2))),2);
  end;
end;

function TCXXStrSecurity.MoveTextByCircle(const strText: string;
  const mvSize: Byte; const isFromHead: boolean): string;
var
  len:Word;
begin
  len := Length(strText);
  if isFromHead then
    Result := Copy(strText,mvSize+1,len-mvSize) + Copy(strText,1,mvSize)
  else
    Result := Copy(strText,len-mvSize+1,mvSize) + Copy(strText,1,len-mvSize);
end;

function TCXXStrSecurity.DecodeString(const strPassword: string): string;
var
  str:string;
begin
  str := strPassword;
  if NOT isByteResult then
    str := TransStringToNumber(str);
  str := MoveTextByCircle(str,bitStrMoved,false);
  str := ExChangeNumber(str);
  str := TransNumberToString(str);
  str := TransOneByte(str);
  str := RevertString(str);
  str := XORString(str);
  str := ReTransFillText(str,bitStrMoved);
  Result := str;
end;

function TCXXStrSecurity.ReTransFillText(const strText: string; const mvSize: Byte): string;
var
  len:Word;
begin
  len := StrToInt('$'+Copy(strText,1,lenStrWidth));
  Result := Copy(strText,lenStrWidth+1,len);
end;

function TCXXStrSecurity.RevertString(const strText: string): string;
var
  i,len:word;
  t:char;
  pch:PChar;
begin
  pch := PChar(strText);
  len := Length(strText);
  for i := 0 to len div 2 -1 do
  begin
    //ChangeChar(pch[i],pch[len-1-i]);
    t := pch[i];
    pch[i] := pch[len-1-i];
    pch[len-1-i] := t;
  end;
  Result := String(pch);
end;

function TCXXStrSecurity.TransFillText(const strText: string): string;
var
  i,oLen:Word;
  str,strPower:string;
begin
  strPower := FormatDateTime('HHMMSS',Now());
  //strPower := RevertString(strPower);
  //strPower := TransOneByte(strPower);
  str := strText;
  oLen := Length(str);
  i := 1;
  while(Length(str) < minTextLen) do
  begin
    str := str + strPower[i];
    Inc(i);
  end;
  Result := IntToHex(oLen,lenStrWidth)+str;
end;

function TCXXStrSecurity.TransNumberToString(const strText: string): string;
var
  i:word;
begin
  Result := '';
  for i := 0 to Length(strText) div 2 - 1 do
  begin
      Result := Result +CHR(StrToInt('$'+Copy(strText,i*2+1,2)));
  end;
end;

function TCXXStrSecurity.TransOneByte(const strText: string): string;
var
  i,len:word;
  t:char;
  pch:PChar;
begin
  pch := PChar(strText);
  len := Length(strText);
  for i := 0 to len div 2 - 1 do
  begin
    t := pch[2*i];
    pch[2*i] := pch[2*i+1];
    pch[2*i+1] := t;
  end;
  Result := String(pch);
end;

function TCXXStrSecurity.TransStringToNumber(const strText: string): string;
var
  len,i:Word;
  str:string;
begin
  len := Length(strText);
  str := '';
  for i := 1 to len  do
  begin
    str := str + IntToHex(Ord(strText[i]),2);
  end;
  Result := str;
end;

function TCXXStrSecurity.XORString(const strText: string): string;
var
  len,k:word;
  b:Byte;
begin
  Result := '';
  len := Length(strText);
  for k := 1 to len do
  begin
    b := Ord(strText[k]);
    if k mod 2 =0 then
      b := b xor k
    else
      b := b xor (len-k);
    Result := Result + CHR(b);
  end;
end;

function TCXXStrSecurity.DecodeString(const strPassword: string;
  const isByteStr: boolean): string;
begin
  isByteResult := isByteStr;
  Result := DecodeString(strPassword);
end;

function TCXXStrSecurity.EncodeString(const strText: string;
  const isByteStr: boolean): string;
begin
  isByteResult := isByteStr;
  Result := EncodeString(strText);
end;

end.

 

5、   应用适应器源码：

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//
//              产品名称:自有版权的字符串加密算法
//              产品简介:将字符串按自行独立设计的加密算法进行加、解密处理
//              产品作者:成晓旭
//              E-Main:  CXXSoft@sohu.com
//              产品版本:1.0版
//              版权所有:成晓旭
//              备注:    任何人使用此类时,请保留此段自述文件,谢谢!
//              单元文件:unSecurityAdapter.pas
//              单元说明:算法接口类TCXXStrSecurity的定义及实现
//              开发时间:2006-06-27
//                       增加接口类,封闭对算法类的管理细节,以方便客户使用 
//------------------------------------------------------------------------------
unit unSecurityAdapter;

interface

uses
  unSecurity;

type
  TSecurityAdapter = class
  private
  public
    //字符串加密方法
    class function EncodeString(const strText:string):string;
    //字符串解密方法
    class function DecodeString(const strPassword:string):string;
  end;
  
implementation

var
  security:TCXXStrSecurity;

...{ TSecurityAdapter }

class function TSecurityAdapter.DecodeString(
  const strPassword: string): string;
begin
  Result := '';
  if Assigned(security) then
    Result := security.DecodeString(strPassword,true);
end;

class function TSecurityAdapter.EncodeString(const strText: string): string;
begin
  Result := '';
  if Assigned(security) then
    Result := security.EncodeString(strText,true);
end;

initialization
  security := TCXXStrSecurity.Create(false);
finalization
  security.Free();
  security := nil;
end.

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