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📄 通信学报990416.htm

📁 用des算法加密文件的小程序
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<!ArtChnTitle><!ArtChnAuthor><!ArtAuthorAddress><!ArtChnAbstract><!ArtChnKeyword><!ArtEngTitle><!ArtEngAuthor><!ArtEngAbstract><!ArtEngKeyword><HTML><HEAD><TITLE>通信学报990416</TITLE>
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    <TD height=53 width="34%"><A href="http://chinainfo.gov.cn/"><IMG 
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      <P align=center><STRONG><A 
      href="http://chinainfo.gov.cn/periodical/txxb/index.htm"><FONT 
      size=4>通信学报<BR></FONT></A><FONT face="Times New Roman" size=2>JOURNAL OF 
      CHINA INSTITUTE OF COMMUNICATIONS<BR></STRONG>1999</FONT><FONT size=2>年 
      第20卷 第<FONT face="Times New Roman">4</FONT>期 Vol.20 </FONT><FONT 
      face="Times New Roman" size=2>No.</FONT><FONT size=2><FONT 
      face="Times New Roman">4</FONT> </FONT><FONT face="Times New Roman" 
      size=2>1999</FONT></P></TD>
    <TD align=right height=53 width="22%"><A 
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    <TD>
      <P align=center><STRONG><FONT size=5>算术编码与数据加密</FONT><SUP><FONT face=宋体 
      size=5>*</FONT></SUP></STRONG></P>
      <P align=center><FONT size=3>赵风光　倪兴芳　姜　峰</FONT></P>
      <P align=left><FONT 
      size=3><STRONG>　　摘　要</STRONG>　提出了一种利用算术编码实现数据加密的算法。除了能加密数据外，还能对文本数据达到一倍左右的压缩效果，因此特别适宜于机密数据的传输和保存。更进一步，通过预加密一个随机数的办法，消除了已知明文导出密钥的可能性。</FONT><STRONG></P>
      <P align=left><FONT size=3>　　关键词　</STRONG>算术编码　数据加密</FONT><STRONG></P>
      <P align=left><FONT size=3>　　分类号　</STRONG>TN918</FONT><STRONG></P>
      <P align=center><FONT size=4>Arithmetic Coding and Data 
      Encryption</FONT></STRONG></P>
      <P align=center><FONT size=3>Zhao Fengguang<BR>(Lucent Technologies Bell 
      Labs Innovation,Shanghai 200030)<BR>Ni Xingfang　　　Jiang Feng<BR>(Shanghai 
      Jiao tong University, Shanghai 200030)　　　(Fudan University,Shanghai 
      200433)</FONT></P>
      <P align=left><FONT size=3><STRONG>　　Abstract</STRONG>　Arithmetic coding 
      is a relatively new loss-less data compression technique that has 
      attracted much attention in recent years.This paper presents a new data 
      encryption algorithm by use of arithmetic codes.The algorithm can achieve 
      a high compression performance for text messages,and thus is very suitable 
      for the transmission and storage of secret data.Furthermore,by encoding a 
      random number,we avoid the possibility of deducing the secret key provided 
      that the cipher text is known.</FONT></P>
      <P align=left><FONT size=3>　　<STRONG>Key words</STRONG>　arithmetic 
      coding,data encryption</FONT></P>
      <P align=left><FONT size=4><STRONG>1　前言</STRONG></FONT></P>
      <P align=left><FONT 
      size=3>　　P.Elias在60年代提出了算术编码的思想，其原理是用一个单独的浮点输出数值代替一段数据的整体编码信息。对于较短的数据，可以输出较少浮点位的数值；对于较长的复杂数据，输出数值需要更多的浮点位数。理论上可以证明，算术码能够按分数个比特逼近模型的熵，因它比已知最优的霍夫曼码还要好。算术编码的另一优点是算法与模型可以分开，这对于压缩效率的提高和数据的分组处理是十分有利的。<BR>　　70年代中期人们就开始了对算术编码实际执行的先期研究工作，并证明了算术码可以用有限精度处理技术逼近。在此基础上，文[1]讨论了多符号算术编码的实现问题，文[2]对此又做了进一步的精细化，并给出了一个完整的C语言实现程序。为了提高编码速度，文[3]提出了一个用加法和移位实现的二值编码算法。利用非常类似的思想，文[4]讨论了一般算术编码的快速实现问题。文[5]对该算法又做了一步发展。文[6]针对二值数据提出了一种查表算法，并结合霍夫曼算法实现对多符号数据的快速压缩。<BR>　　总之，如何提高算术编码速度的问题正不断地吸引着人们的注意力。但是关于算术编码在其他领域的讨论，目前尚不多见。作者曾在文[7]中证明了二值算术码具有很强的数据屏蔽特性，但没有给出实际可执行的加密算法。<BR>　　本文将给出一个用二值算术码实现数据加密的算法。该算法与专利[8]中的算法相比，采用了更加简单的位移出技术，它具有压缩和加密的双重特点，且有足够长的密钥和良好的安全机制，对于文本数据能达到一倍左右的压缩效果，因此特别适宜于数据的安全传输和保存。更进一步，我们通过预加密一个随机数的办法，消除了已知明文导出密钥的可能性。</FONT></P>
      <P align=left><FONT size=4><STRONG>2　二值算术编码</STRONG></FONT></P>
      <P align=left><FONT 
      size=3>　　精确地说，算术编码必须与数据的统计模型一起工作。模型提供了被编码符号的概率，编码算法则利用相应的概率实现对符号的编码。模型可以是固定的，半固定的，也可以是自适应的。在二值算术编码中，一般总采用自适应模型。该模型给出的概率估计为p(0｜s)，这里符号s表示当前已经编码过的二进制串。<BR>　　纯二值算术编码首先建立如下的符号区间对应关系0→[0，p(0｜s))，1→[p(0｜s)，1)。根据这一对应，找出被编码二进制串所对应的编码区间，这个区间也称为被编码二进制串的码字。存储一个算术编码区间，只需要在相应区间中选取一个最短的二进制小数，存储小数点后面的有效比特位即可。初始地，空串的编码区间为[0，1)。若已知二进制串s的编码区间为[C(s)，C(s)+A(s)，则二进制串s0或s1的编码区间递归定义为</FONT></P>
      <P align=center><FONT size=3>C(s0)＝C(s)　　　　　A(s0)＝A(s)p(0｜s)；</FONT></P>
      <P align=right><FONT size=3>(1)</FONT></P>
      <P align=center><FONT
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