基于哈夫曼树压缩的加密技术

　　目前主流的数据加密技术有DES、RSA、AES和椭圆加密算法口等。当用户A向B发送数据时，使用某种加密算法，将明文变为密文，发送到计算机网络;用户B接收到密文，使用对应的解密算法解密，恢复明文原始内容。在实际通信中，明文码长一般较长，占用空间大，明文在网络传输过程中易被截获、篡改，且加密比较繁琐，耗时较长。故本文提出对基于哈夫曼压缩的、MD5算法数据压缩加密方法，即为传送的数据构建哈夫曼树，根据哈夫曼树对明文压缩编码，然后将得到的压缩明文通过单向MD5哈希散列算法进行加密。

　　2哈夫曼编码

　　哈夫曼编码是基于哈夫曼二叉树构建的无重复前缀的、电文总长最短的二进制前缀码数据。将报文中n种字符出现的次数作为二叉树的叶子节点，即为w，各自编码长度设为l，则计算报文中的n种字符总长度WPL(4-6)，如公式(1_1)所示。

　　WPL值最小时，构建的二叉树即为哈夫曼树。构建好的哈夫曼树，从根节点到每个叶子节点都有一条路径，此时用二进制数字进行编码，即从根节点开始，左子树路径都用“0”编码，右子树都用“1”来编码，这样每条路径都有唯一的前缀编码。

　　3基于哈夫曼树的压缩加密技术

　　哈夫曼树编码能较好的实现对数据文件的压缩，被广泛的用于计算机网络中的数据加密过程中。

　　3.1数据加密模型

　　一般的数据加密模型如图l所示。用A向B发送明文数据D，经过加密算法E加密后，得到密文Y，加密过程如图1所示。加密函数如公式(2—1)所示。

　　3.2MD5散列加密算法

　　(1)MD5算法简介

　　MD5的全称是Message-DJgestAlgorithm，即信息摘要算法，是最常见的单向散列(HaSh)函数，把明文的数组进行加密后，输出密文数组，而根据密文逆向推出多个明文，所以IdD5加密算法具有不可逆性和碰撞性u。

　　(2)MD5算法的分析过程

　　MD5算法的分析过程如图2所示。

　　用户A向B发送的明文，先通过哈夫曼树编码的第一层压缩后，然后再通过单向的MD5算法的加密后，得到密文，最后再加上密钥，然后把结果送向用户B。

　　4.MD5算法压缩函数MDSc

　　用户加密后的密文在通信介质上传输时，非法人员通过某种技术手段截获后，采用常用的穷举暴力破解法，将明文通过MD5算法得到所有的密文数据库，将截获的密文与数据库明文密文对应列表查询匹配，以获取截获的密文对应的明文。

　　MD5算法因为容易被破解经常不被使用，可通过压缩函数MD5c来对MD5算法进行改进。步骤如下。

公式2
公式3

　　4结语

　　在实际生活中，明文码长一般比较长，在进行加密时比较繁琐，占用的空间也比较大，而且明文出现的过程中可能会出现密文的攻击者，编码较长的明文更容易被攻击，因此本文通过对数据进行哈夫曼编码能解决此问题。而使用MD5散列算法，因为加密和解密算法是不对称的，通过改进后，也对数据的加密提供了一定的保障。因此，基于哈夫曼树的压缩加密技术为计算机的网络安全提供了一定的保障。

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