本發(fā)明涉及編碼領域，尤其涉及一種基于改進fesitel的航空器材epc編碼加密方法。

背景技術：

1、目前軍用航空器材與民用航空器材之間存在大量共通性，但由于兩者采用不同的編碼標準，信息交互復雜且困難，進而影響了物資調(diào)配和運營效率。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，信息交換的途徑顯著增加，epc編碼(electronic?product?code，電子產(chǎn)品代碼)作為一種高效的交互方式，已在全球商品流通中發(fā)揮了重要作用。如果能將傳統(tǒng)的航空器材編碼映射至epc編碼，不僅能夠增強信息的統(tǒng)一性和可追溯性，還能簡化軍民用器材的互通編碼轉換。

2、然而，現(xiàn)有的epc編碼在安全性方面存在不足，難以充分保障敏感信息的安全。直接的編碼映射可能會帶來信息泄露的風險，因此提升epc編碼的安全性成為當前亟待解決的問題。傳統(tǒng)的加密算法，如aes、des等，雖然可以提供高強度的加密保護，但通常并不適用于epc編碼這樣的結構化數(shù)據(jù)，因為這些算法在對編碼數(shù)據(jù)進行加密時，編碼會被轉換成不可讀的密文格式，無法直接用于編碼標準下的信息交換。

3、feistel網(wǎng)絡，又稱為feistel結構，是一種經(jīng)典的對稱加密模型，廣泛應用于如des(數(shù)據(jù)加密標準)等多種分組密碼中。feistel網(wǎng)絡因其獨特的加密結構和廣泛的應用性，尤其在數(shù)據(jù)加密和保密通信中得到了廣泛使用。它通過將數(shù)據(jù)分成兩部分，在每輪加密中交替處理數(shù)據(jù)，并與偽隨機序列進行復雜的運算，使得加密過程既能保證高安全性，feistel網(wǎng)絡的迭代特性使其在加密和解密時具備高度的對稱性，因此利用feistel網(wǎng)絡實現(xiàn)格式保留加密(format-preserving?encryption,fpe)成為可能。

4、因此，如果能對feistel網(wǎng)絡進行改進后應用于航空器材epc編碼的加密，就能夠在確保數(shù)據(jù)安全的同時，保留epc編碼的標準格式。這種結構化的加密方式不僅提升了信息的安全性，還簡化了軍民用航空器材的編碼轉換流程，優(yōu)化了整體的運營效率和信息追溯性，從而為航空器材管理系統(tǒng)提供更高的安全保障。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于將航空器材編碼轉換為epc編碼標準格式，并進行格式保留加密，不僅簡化了碼轉換流程還提升了信息的安全性。

2、本發(fā)明提供一種基于改進fesitel的航空器材epc編碼加密方法，具體步驟為：

3、s1，航空器材編碼映射到epc編碼；

4、航空器材編碼由分類代碼、基準名稱代碼和品種代碼組成，每一位由0-9或字母表示，epc編碼由標頭、域名管理、對象分類和序列號組成，每一位采用二進制表示；

5、航空器材編碼映射到epc編碼時，根據(jù)所轉換的epc編碼的版本確定epc編碼的標頭；

6、航空器材編碼中的分類代碼每兩位代表一級分類，共4位，映射至epc編碼的對象分類部分；

7、在航空器材編碼的基準名稱代碼共5位，其中4位映射至epc編碼的域名管理，1位映射至epc編碼的對象分類部分的剩余位置；

8、在航空器材編碼中的品種代碼共9位，其中第1和2位映射至epc編碼的域名管理處；第3位映射至epc編碼的對象分類，品種代碼剩余4-9位映射于epc編碼的序列號處；

9、s2，使用改進fesitel網(wǎng)絡對航空器材epc編碼進行加密；

10、s21，對epc編碼進行分割；

11、將epc編碼的版本號作為擾碼tweak，剩余的位數(shù)據(jù)則被均分為左半部分left和右半部分right；

12、s22，生成偽隨機序列；

13、將密鑰、tweak和當前的迭代輪次結合作為種子seed并采用hmac偽隨機數(shù)生成器生成偽隨機序列s，hmac偽隨機數(shù)生成器具體為：

14、

15、其中，k為密鑰；seed是由密鑰k、擾碼tweak和當前迭代輪次index采用字串拼接得到的種子；迭代輪次index初始值為1，每完成一次迭代index值加1；將密鑰k和種子seed作為輸入；h()為哈希函數(shù)，ipad和opad分別為內(nèi)層和外層的填充常量，用于擾亂密鑰；∥為標準字串的拼接操作符；

16、s23，得到二進制數(shù)作為輪密鑰f；

17、偽隨機序列s的每一位取值為0-9，截取偽隨機序列并轉換為二進制數(shù)后，再截取與左半部分left或右半部分right相同位數(shù)的二進制數(shù)作為輪密鑰f；

18、s24，迭代加密；

19、left與f進行逐位異或操作，得到中間結果temp，此時，再將left替換為right，而right被替換為temp，完成一次迭代，經(jīng)過指定次數(shù)的迭代后，將tweak、left和right重新拼接，得到最終的加密結果。

20、優(yōu)選的，所述航空器材編碼為18位，epc編碼為96位。

21、優(yōu)選的，所述s1航空器材編碼映射到epc編碼具體過程為：

22、航空器材編碼映射到epc編碼時，epc編碼的標頭為8位，根據(jù)所轉換的epc編碼的版本確定；

23、航空器材編碼中的分類代碼采用一、二兩級分類，每兩位代表一級分類，取值為01-99，四位分類碼所能表示的方案數(shù)量共99×99＝9801，對應的二進制位數(shù)為14位，epc編碼的對象分類部分共24位二進制代碼，將其映射至epc編碼的對象分類部分，映射完成后剩余10位；

24、在航空器材編碼中基準名稱代碼共5位，基準名稱代碼由阿拉伯數(shù)字0～9和除i，o之外的大寫字母構成，則每一位的取值方式有34種方案，每種方案使用一個二進制數(shù)表示，為了進行區(qū)分，基準名稱代碼的每一位都使用一個6位二進制代碼來表示，epc編碼中域名管理28位，對象分類為10位，將基準名稱代碼的前4位映射至epc編碼中的域名管理，最后一位基準名稱代碼映射至epc對象分類處，故映射完成后，在epc編碼中，域名管理剩余4位二進制，對象分類剩余4位二進制；

25、在航空器材編碼中品種代碼共9位，其中第1，2位為固定值86或87用于區(qū)分賦碼機構，因此品種代碼的第1，2位僅用1位二進制就能在epc編碼中表示，將品種代碼的第1，2位映射至epc編碼的域名管理處，此時epc編碼的域名管理處還剩余3位二進制；品種代碼的第3位代碼在航空器材編碼中存在特定含義，包含{0～9,m,s}，共12種方案，使用4位二進制編碼來區(qū)分，因此將第3位映射至epc編碼的對象分類；品種代碼剩余4-9位為品種序列碼，由阿拉伯數(shù)字0～9和除i，o之外的大寫字母構成，品種序列碼4-9位的每一位字符仍然采用一個6位二進制代碼來表示，因此品種序列碼共需二進制位數(shù)為36位，epc編碼的序列號部分為36位，品種序列碼完整映射于epc編碼的序列號處。

26、優(yōu)選的，所述s21中，將epc編碼的前8位版本號作為擾碼tweak，剩余的88位數(shù)據(jù)則被均分為左半部分left和右半部分right，其中前44位為left，后44位為right。

27、優(yōu)選的，所述s22中，哈希函數(shù)為sha-256，ipad和opad的值分別為0x36和0x5c。

28、優(yōu)選的，所述s23中，偽隨機序列s的每一位取值為0-9，使用8位2進制數(shù)表示每一位的不同取值，截取偽隨機序列的前6位，轉換為二進制后得到48位的二進制數(shù)，再截取前44位二進制數(shù)作為輪密鑰f。

29、優(yōu)選的，還包括在解密過程中，具體為：采用與加密相同的偽隨機數(shù)生成機制和異或運算，逆向執(zhí)行feistel網(wǎng)絡的操作，逐步恢復明文。

30、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

31、1、本發(fā)明將傳統(tǒng)的航空器材編碼映射至epc編碼，不僅能夠增強信息的統(tǒng)一性和可追溯性，還能簡化軍民用器材的互通編碼轉換。

32、2、本發(fā)明對現(xiàn)有feistel網(wǎng)絡進行改進后，應用于航空器材epc編碼的加密，實現(xiàn)了在確保數(shù)據(jù)安全的同時，保留epc編碼的標準格式。這種結構化的加密方式提升了信息的安全性，為航空器材管理系統(tǒng)提供更高的安全保障。