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

// 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;

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;

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;

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：

//------------------------------------------------------------------------------

// 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

// 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.