(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111485409.3 (22)申请日 2021.12.07 (66)本国优先权数据 202110360731.7 2021.04.02 CN (71)申请人 京东科技控股 股份有限公司 地址 100000 北京市大兴区北京经济技 术 开发区科创十一 街18号C座2层2 21室 (72)发明人 代子营　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 刘珂 (51)Int.Cl. H04L 9/06(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 保留格式加密数据 的方法、 装置、 电子设备 及存储介质 (57)摘要 本申请公开了一种保留格式加密数据的方 法， 所述方法包括： 对算法密钥执行基于SM4的密 钥扩展操作得到扩展密钥； 利用SM4加密算法对 字母表中的字符进行加密得到加密置换表； 其 中， 所述字母表为多个数字字符的集合； 利用所 述扩展密钥对明文数据中的字符执行模加计算 得到索引值， 并使用所述索引值查询所述加密置 换表， 得到与所述明文数据格式相同的密文数 据。 本申请能够降低保留格式加密过程的资源消 耗， 提高加解密效率。 本申请还公开了一种保留 格式加密数据的装置、 一种保留格式解密数据的 方法、 一种保留格式解密数据的装置、 一种电子 设备及一种存 储介质， 具有以上有益效果。 权利要求书2页 说明书11页 附图3页 CN 114124359 A 2022.03.01 CN 114124359 A 1.一种保留格式加密数据的方法， 其特 征在于， 包括： 对算法密钥执 行基于SM4的密钥扩展操作得到扩展密钥； 利用SM4加密算法对字母表中的字符进行加密得到加密置换表； 其中， 所述字母表为多 个数字字符的集 合； 利用所述扩展密钥对明文数据中的字符执行模加计算得到索引值， 并使用所述索引值 查询所述加密置换表， 得到与所述明文数据格式相同的密文数据。 2.根据权利要求1所述保留格式加密数据的方法， 其特征在于， 所述利用SM4加密算法 对字母表中的字符进行加密得到加密置换表， 包括： 将所述字母表中的每一字符进行扩展得到预设位数的目标字符， 并利用所述SM4加密 算法分别对每一所述目标字符进行加密得到目标密文； 按照递增或递减的顺序对所有所述目标密文进行排序以使每个字符对应的密文字符 为该字符的目标密文在排序 序列中的位置， 得到所述加密置换表。 3.根据权利要求1所述保留格式加密数据的方法， 其特征在于， 所述对算法密钥执行基 于SM4的密钥扩展操作得到扩展密钥， 包括： 根据应用环境设置最大明文字符串长度， 并确定所述字母表的字符总数； 根据所述最大明文字符串长度和所述字母表的字符总数对所述算法密钥执行基于SM4 的密钥扩展操作得到所述扩展密钥。 4.根据权利要求3所述保留格式加密数据的方法， 其特征在于， 根据所述最大明文字符 串长度和所述字母表的字 符总数对所述算法密钥执行基于S M4的密钥扩展操作得到所述扩 展密钥， 包括： 根据所述最大明文字符串长度maxlen和所述字母表的字符总数base确定第一参数m和 第二参数r； 其中， 所述第一参数m为符合第一约束条件的最小整数， 所述第一约束条件为2m ≥base； 所述第二参数r 为符合第二约束 条件的最小整数， 所述第二约束 条件为r大于等于 m 乘以maxlen； 使用SM4密钥扩展算法分别对k、 (k+1)mod  2128、 (k+2)mod  2128、……、 (k+r)mod  2128进 行密钥扩展得到多个扩展子密钥； 其中， k 为所述算法密钥， mod为整数模运 算； 对所有所述扩展子密钥执 行字符串连接操作得到所述扩展密钥。 5.根据权利要求1至4任一项所述保留格式加密数据的方法， 其特征在于， 利用所述扩 展密钥对明文数据中的字符执 行模加计算得到索引值， 包括： 根据所述扩展密钥的部分密钥内容逐个 计算所述明文数据中每一字符的索引值。 6.一种保留格式解密数据的方法， 其特 征在于， 包括： 获取密文数据； 其中， 所述密文数据由数据加密端使用扩展密钥和加密置换表对明文 数据进行保留格式加密得到， 所述扩展密钥通过对算法密钥执行基于SM4的密钥扩展操作 得到， 所述加密置换表 通过利用S M4加密算法对字母表中的字符进 行加密得到， 所述字母表 为多个数字 字符的集 合； 对所述加密置换表执 行函数逆变换操作得到解密置换表； 利用所述扩展密钥和所述 解密置换表解密所述密文数据， 得到所述明文数据。 7.根据权利要求6所述保留格式解密数据的方法， 其特征在于， 利用所述扩展密钥和所 述解密置换表解密所述密文数据， 得到所述明文数据， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114124359 A 2利用所述解密置换表查询所述密文数据中每一字符的密文字符， 并根据 所述密文字符 和所述扩展密钥计算每一所述密文字符对应的明文字符； 根据所有所述明文字符确定所述明文数据。 8.一种保留格式加密数据的装置， 其特 征在于， 包括： 密钥扩展模块， 用于对算法密钥执 行基于SM4的密钥扩展操作得到扩展密钥； 加密置换表构建模块， 用于利用SM4加密算法对字母表中的字符进行加密得到加密置 换表； 其中， 所述字母表为多个数字 字符的集 合； 数据加密模块， 用于利用所述扩展密钥对明文数据中的字符执行模加计算得到索引 值， 并使用所述索引值 查询所述加密置换表， 得到与所述明文数据格式相同的密文数据。 9.一种保留格式解密数据的装置， 其特 征在于， 包括： 密文获取模块， 用于获取密文数据； 其中， 所述密文数据由数据加密端使用扩展密钥和 加密置换表对明文数据进行保留格式加密得到， 所述扩展密钥通过对算法密钥执行基于 SM4的密钥扩展操作得到， 所述加密置换表通过利用SM4加密算法对字母表中的字 符进行加 密得到， 所述字母表为多个数字 字符的集 合； 解密置换表生成模块， 用于对所述加密置换表执 行函数逆变换操作得到解密置换表； 数据解密模块， 用于利用所述扩展密钥和所述解密置换表解密所述密文数据， 得到所 述明文数据。 10.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器和处理器， 所述存储器中存储有计算机程 序， 所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求 1至5任一项 所述保留格 式加密数据的方法和/或权利要求6和7中任一项保留格式解密数据的方法的步骤。 11.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质中存储有计算机可执行指令， 所述计算 机可执行指令被处理器加载并执行时， 实现如权利要求 1至5任一项 所述保留格式加密数据 的方法和/或权利要求6和7中任一项保留格式解密数据的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114124359 A 3