一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法，包括如下：将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，从中抽取出身份显示码和隐藏码并分别进行数值型数据、8bits二进制转换以及组合操作，得到组合二进制矩阵B1和B2；计算得到混沌系统的初值和参数、抽取开始位置和抽取间隔，利用混沌迭代所得混沌序列Y和Z的降序排序前、后的位置变化规则，对二进制矩阵B2分别进行行置乱、列置乱；将行列置乱后的二进制矩阵

【技术实现步骤摘要】
一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法
本专利技术涉及垃圾分类
，特别涉及一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法。
技术介绍
随着科技和经济社会的高速发展、城市化进程的进一步推进，目前我国城市生活垃圾年产量过亿吨，许多城市正面临“垃圾围城”的严峻形势。“垃圾围城”已成为中国城市发展的绊脚石。破解“垃圾围城”的难题，首先是从源头上减少城市生活垃圾的产生，其次，将垃圾资源化处理也是一个必不可少的关键环节，因此推行垃圾分类迫在眉睫。早在1992年，我国宜昌市首次提出了推行“垃圾装袋分类”，并首次提出了制定专项立法来管理城市生活垃圾分类。随后垃圾分类逐渐在全国范围内开展开来，自上世纪九十年代垃圾分类推行以来，我国城市垃圾分类的理论研究已取得了明显的成效，由于目前城市居民缺乏垃圾分类知识、环境保护意识不足、活动参与热情不高。此外，垃圾回收站的基础设施过于简陋、垃圾回收运输过程太过粗放、居民对于垃圾袋个人隐私信息暴露的担忧而消极甚至不愿参与等种种问题逐渐显露，显然，我国城市垃圾分类的实施正面临着许多困难和挑战。针对上述问题，当务之急是研发一种安全可靠的垃圾分类码生成方法，从源头上保障生成具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”垃圾分类码，促进垃圾分类工作的有效开展。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法。从垃圾袋身份码中抽取出身份显示码和隐藏码，依赖身份显示码和隐藏码而计算得到混沌系统的初值和参数、抽取开始位置和抽取间隔，利用混沌映射产生混沌信号序列，对垃圾袋身份隐藏码转换以及二进制组合而成的二进制矩阵B2分别进行行置乱和列置乱，并将置乱后的二进制矩阵按层分组，再将分层后的两组二进制矩阵按列重组，从而生成垃圾分类号，进而组合生成垃圾分类二维码。本专利技术所提基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的垃圾分类码具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”。技术方案：一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法，包括如下几个步骤：(1)转码首先，将垃圾袋身份信息编码生成唯一的中英文字符型垃圾袋身份码，表示为M1M2...MkMk+1Mk+2...Mk+LMk+L+1Mk+L+2...Mk+L+pMk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+nMk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2，其中M1M2...Mk为省市区，Mk+1Mk+2...Mk+L为具体居住地址，Mk+L+1Mk+L+2...Mk+L+p为联系人和联系电话，Mk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+n为制码年月日，Mk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息，相互用英文空格间隔；然后，从垃圾袋身份码中抽取出身份显示码(M1M2...MkMk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+nMk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2)和身份隐藏码(Mk+1Mk+2...Mk+LMk+L+1Mk+L+2...Mk+L+p)，并将身份显示码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列P1＝{P11,P12,…,P1k+n+3,P1k+n+4}，同时将身份隐藏码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列P2＝{P21,P22,…,P2L+p,P2L+p+1}；最后，依次将数值序列P1中元素P1i逐个转换成8bits的二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}、将数值序列P2中元素P2i逐个转换成8bits的二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}，并将个二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}从左往右逐列填入矩阵B1中，其中矩阵某行对应于各二进制序列的某位，从而得到组合二进制矩阵B1：同时将个二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}从左往右逐列填入矩阵B2中，其中矩阵某行对应于各二进制序列的某位，从而得到组合二进制矩阵B2：其中，垃圾袋身份码包括GB2312字符集中双字节编码的汉字和ASCLL码值∈[32,126]的可见字符，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6，数值序列P1的长度为数值序列P2的长度为组合二进制矩阵B1的大小为组合二进制矩阵B2的大小为(2)组合二进制矩阵B2的置乱首先，利用数值序列P1及其转换而成的组合二进制矩阵B1，数值序列P2转换而成的组合二进制矩阵B2，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(5)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，令则x1＝α+mod(α+kp,1-α)，(1)μ＝β+mod(β-kp,4-β)，(2)其中，<B11,i,B12,i,B13,i,B14,i,B15,i,B16,i,B17,i,B18,i>表示组合二进制矩阵B1第i列或者二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i7,PB1i8}中二进制位‘1’的个数，<B2>表示组合二进制矩阵B2中二进制位‘1’的个数，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)，然后，由混沌映射的初值x1和外部密钥μ，对如下公式(6)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，xk+1＝μ×xk×(1-xk)(6)得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n1个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列Y＝{Y1,Y2,...,Y7,Y8}，同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n2个元素取1个元素以形成长度为的混沌信号序列最后，将混沌信号序列Y按降序排序，根据混沌信号序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵B2进行行置乱，得到行置乱后二进制矩阵再将混沌信号序列Z按降序排序，根据混沌信号序列Z排序前、后的位置变化置乱规则，对行置乱后二进制矩阵进行列置乱，得到表示如下的行列置乱后二进制矩阵(3)行列置乱后二进制矩阵的按层分组、重组首先，对行列置乱后二进制矩阵进行按层分组，将二进制矩阵中第1、3、5、7层元素分为1组，将二进制矩阵中第2、4、6、8层元素分为另1组，得到分层后的两组二进制矩阵BF1和BF2，表示为如下：然后，将分层后的两组二进制矩阵BF1和BF2，按列进行如下重组操作：S0：设两个大小为元素均为二进制‘0’的二进制矩阵BZ1和BZ2，令i＝1，给定密钥k_switch，其中k_switch的取值为整数0、1、2或者3；S1：判断k_sw本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：/n(1)转码/n首先，将垃圾袋身份信息编码生成唯一的中英文字符型垃圾袋身份码，表示为M

【技术特征摘要】
1.一种基于分层加密的垃圾分类二维码生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(1)转码
首先，将垃圾袋身份信息编码生成唯一的中英文字符型垃圾袋身份码，表示为M1M2...MkMk+1Mk+2...Mk+LMk+L+1Mk+L+2...Mk+L+pMk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+nMk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2，其中M1M2...Mk为省市区，Mk+1Mk+2...Mk+L为具体居住地址，Mk+L+1Mk+L+2...Mk+L+p为联系人和联系电话，Mk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+n为制码年月日，Mk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息，相互用英文空格间隔；
然后，从垃圾袋身份码中抽取出身份显示码(M1M2...MkMk+L+p+1Mk+L+p+2...Mk+L+p+nMk+L+p+n+1Mk+L+p+n+2)和身份隐藏码(Mk+1Mk+2...Mk+LMk+L+1Mk+L+2...Mk+L+p)，并将身份显示码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列同时将身份隐藏码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列
最后，依次将数值序列P1中元素P1i逐个转换成8bits的二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}、将数值序列P2中元素P2i逐个转换成8bits的二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}，并将个二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}从左往右逐列填入矩阵B1中，其中矩阵某行对应于各二进制序列的某位，从而得到组合二进制矩阵B1：



同时将个二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}从左往右逐列填入矩阵B2中，其中矩阵某行对应于各二进制序列的某位，从而得到组合二进制矩阵B2：



其中，垃圾袋身份码包括GB2312字符集中双字节编码的汉字和ASCLL码值∈[32,126]的可见字符，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6，数值序列P1的长度为数值序列P2的长度为组合二进制矩阵B1的大小为组合二进制矩阵B2的大小为
(2)组合二进制矩阵B2的置乱
首先，利用数值序列P1及其转换而成的组合二进制矩阵B1，数值序列P2转换而成的组合二进制矩阵B2，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(5)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，
令则
x1＝α+mod(α+kp,1-α)，(1)
μ＝β+mod(β-kp,4-β)，(2)









其中，<B11,i,B12,i,B13,i,B14,i,B15,i,B16,i,B17,i,B18,i>表示组合二进制矩阵B1第i列或者二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i7,PB1i8}中二进制位‘1’的个数，<B2>表示组合二进制矩阵B2中二进制位‘1’的个数，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)；
然后，由混沌映射的初值x1和外部密钥μ，对如下公式(6)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)(6)
得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n1个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列Y＝{Y1,Y2,...,Y7,Y8}，同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n2个元素取1个元素以形成长度为的混沌信号序列
最后，将混沌信号序列Y按降序排序，根据混沌信号序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵B2进行行置乱，得到行置乱后二进制矩阵再将混沌信号序列Z按降序排序，根据混沌信号序列Z排序前、后的位置变化置乱规则，对行置乱后二进制矩阵进行列置乱，得到表示如下的行列置乱后二进制矩阵



(3)行列置乱后二进制矩阵的按层分组、重组
首先，对行列置乱后二进制矩阵进行按层分组，将二进制矩阵中第1、3、5、7层元素分为1组，将二进制矩阵中第2、4、6、8层元素分为另1组，得到分层后的两组二进制矩阵BF1和BF2，表示为如下：






然后，将分层后的两组二进制矩阵BF1和BF2，按列进行如下重组操作：
S0：设两个大小为元素均为二进制‘0’的二进制矩阵BZ1和BZ2，令i＝1，给定密钥k_switch，其中k_switch的取值为整数0、1、2或者3；
S1：判断k_switch的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新华，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32