本发明专利技术涉及加密技术领域，更进一步地，涉及集成加密算法的边缘计算设备。所述设备包括：分配计算中心、映射存储中心和多个串联的边缘计算单元；所述分配计算中心，将边缘环境分割按照设定比例为多个边缘计算空间，每个边缘计算空间对应设定比例中的一个比例项，每个边缘计算空间中至少包含两个边缘计算单元；所述边缘计算中心在接收到待加密任务后，将待加密任务按照设定比例，进行任务分割，得到多个子任务，将子任务加密结果；所述映射存储中心，在解密阶段，对存储的子任务加密结果进行多态解密。本发明专利技术通过将数据转化为多态状态进行加密，保障了数据的安全性和隐私保护。保障了数据的安全性和隐私保护。保障了数据的安全性和隐私保护。
【技术实现步骤摘要】
集成加密算法的边缘计算设备
[0001]本专利技术属于加密
，具体涉及集成加密算法的边缘计算设备。
技术介绍
[0002]随着信息技术的迅速发展，边缘计算作为一种新兴的计算范式，已经逐渐引起了广泛的关注。边缘计算通过将计算和数据处理从传统的集中式云计算模式转移到靠近数据源的边缘设备上，为各种应用场景带来了更低的延迟、更快的响应速度以及更高的带宽利用率。然而，随着边缘计算的快速普及，也带来了新的挑战，尤其是数据安全和隐私保护问题。
[0003]为了解决边缘计算环境下的数据安全和隐私问题，研究人员开始关注新的加密技术。其中，多态加密作为一种新兴的安全技术，引起了广泛的兴趣。多态加密通过将数据从一种状态转换为另一种状态，以不断变化的形式进行加密，从而增加了攻击者破解的难度。此外，多态加密算法通常具有较轻的计算负担，适用于边缘设备的计算资源限制，也能更好地满足实时性要求。
[0004]然而，多态加密技术在边缘计算领域的应用还面临着一些挑战。例如，如何在不影响实时性能的情况下，为边缘设备和边缘服务器提供高效的加解密服务；如何在保护数据隐私的同时，保障数据的完整性和传输效率；如何实现多态加密算法与现有边缘计算架构的无缝集成等。
技术实现思路
[0005]本专利技术的主要目的在于提供集成加密算法的边缘计算设备，通过将数据转化为多态状态进行加密，既保障了数据的安全性和隐私保护，又适应了边缘计算环境的实时性和资源限制，为数据安全和边缘计算的结合提供了创新性的解决方案。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：集成加密算法的边缘计算设备，所述设备包括：分配计算中心、映射存储中心和多个串联的边缘计算单元；所述分配计算中心，将边缘环境分割按照设定比例为多个边缘计算空间，每个边缘计算空间对应设定比例中的一个比例项，每个边缘计算空间中至少包含两个边缘计算单元；所述边缘计算中心在接收到待加密任务后，将待加密任务按照设定比例，进行任务分割，得到多个子任务，每个子任务对应一个比例项，再将子任务分配到与其比例项相同的边缘计算空间中，边缘计算空间在接收到子任务后，首先对子任务进行特征提取，得到子任务特征，然后使用地址映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址，将该存储地址作为子任务的加密存储地址，最后，每个边缘计算空间中的边缘计算单元进行多态加密，得到子任务加密结果，将子任务加密结果，存储到其对应的加密存储地址中，然后从边缘计算空间中删除子任务和子任务加密结果；所述映射存储中心，在解密阶段，对存储的子任务加密结果进行多态解密，得到子任务解密结果，然后将子任务解密结果重新映射回对应的边缘计算空间中。
[0007]进一步的，所述边缘计算空间与映射存储中心通过多态通道连接，通过多态通道，使用哈希映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址。
[0008]进一步的，所述多态加密的过程具体包括：步骤S1：将每个子任务表示成二进制形式，得到其对应的二进制序列，对于二进制序列中的每一位，生成其对应的多态比特序列，表示为，其中是比特数量；对每个多态比特进行随机的轴、轴和轴旋转，生成一个随机的旋转序列，设为1到的整数，则为一个旋转操作；步骤S2：对每个多态比特，应用其对应的旋转操作，得到变换后的多态比特；步骤S3：将所有变换后的多态比特组合成一个混合态；应用多态变换到的每个多态比特上，得到变换后的态；步骤S4：在每个多态比特上应用一个相移门，根据一个预先选择的密钥比特序列，设为1到的整数，则为0或1，得到变换后的态；步骤S5：将多态比特序列按照一个设定的置换模式进行循环置换，得到变换后的多态比特序列；步骤S6：重复步骤S2到步骤S4，共执行次，生成个不同的置换序列，得到个多态的态；步骤S7：设为1到的整数，则对于多态的态，应用一个加密算法，使用一个预共享的密钥，生成加密后的态，作为子任务加密结果。
[0009]进一步的，所述多态解密的过程具体包括：步骤A1：使用预共享的解密密钥，对每个加密后的多态比特应用解密算法，得到解密后的态；步骤A2：对解密后的多态比特序列，按照置换序列进行循环置换，得到解密后的多态比特序列；步骤A3：对于每个解密后的多态比特序列，应用相移门的逆操作，根据密钥比特序列，得到解密后的；步骤A4：对于每个解密后的多态的态，应用多态变换的逆操作，得到解密后的态；步骤A5：对于每个解密后的多态的态，应用每个旋转操作的逆操作，得到解密后的态；
步骤A6：对于每个解密后的多态的态，将它们组合成解密后的多态比特序列；步骤A7：使用预共享的解密密钥，对解密后的多态比特序列应用解密算法，得到最终的解密后的多态的态。
[0010]步骤A8：对解密后的多态比特序列，按照置换序列进行循环置换，得到解密后的多态比特序列；步骤A9：对于每个解密后的多态比特序列，应用相移门的逆操作，根据密钥比特序列，得到解密后的态。
[0011]步骤A10：对于每个解密后的多态的态，应用多态变换的逆操作，得到最终解密后的态，作为子任务解密结果。
[0012]进一步的，所述多态变换的具体过程包括：对于任意一个多态比特，应用多态变换将其从基态和变换为一个均匀分布的叠加态；多态变换作用在单个多态比特上，其的矩阵表示如下：；为多态比特组成的多态比特序列中的多态比特的数量，应用多态变换后的态表示为：；当时，应用多态变换后的态为，即均匀盈加态；当时，应用多态变换后的态为，即反向叠加态。
[0013]进一步的，所述分配计算中心，将边缘环境分割按照设定比例为多个边缘计算空间时，所述设定比例中每个比例项满足以下约束关系：设定比例为：；其中，均为比例项；其中，；；。
[0014]进一步的，所述边缘计算空间在接收到子任务后，首先对子任务进行特征提取，得到子任务特征，然后使用地址映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址的方法包括：将接收到的子任务的时间和子任务的长度进行数据拼接后作为子任务特征，然后使用地址映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址。
[0015]进一步的，所述步骤S7具体包括：对于每个多态比特，其表示多态态经过测量和多态操作得到的结果；将多态比特转化为经典比特；对于每个经典比特，应将经典比特按照密钥进行向右偏移加密，得到加密后的字符；将加密后的字符转换回多态比特；组合所有加密后的多态比特得到加密后的多态态。
[0016]进一步的，对于每个经典比特，应将经典比特按照密钥进行向右偏移加密，得到加密后的字符的过程使用如下公式进行表示：其中，是经典比特，是密钥。
[0017]进一步的，将多态比特转化为经典比特的方法包括：将多态比特映射为经典比特"A"，将多态比特映射为经典比特"B"，以此类推，完成将多态比特转化为经典比特。
[0018]本专利技术的集成加密算法的边缘计算设备，具有以下有益效果：1.将多态加密技术与边缘计算紧密结合，以满足边缘计算环境中数据安全的挑战。多态加密通过多态变换，将数据从一种状态转换为另一种状态进行加密，增加了攻击本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.集成加密算法的边缘计算设备，其特征在于，所述设备包括：分配计算中心、映射存储中心和多个串联的边缘计算单元；所述分配计算中心，将边缘环境分割按照设定比例为多个边缘计算空间，每个边缘计算空间对应设定比例中的一个比例项，每个边缘计算空间中至少包含两个边缘计算单元；所述边缘计算中心在接收到待加密任务后，将待加密任务按照设定比例，进行任务分割，得到多个子任务，每个子任务对应一个比例项，再将子任务分配到与其比例项相同的边缘计算空间中，边缘计算空间在接收到子任务后，首先对子任务进行特征提取，得到子任务特征，然后使用地址映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址，将该存储地址作为子任务的加密存储地址，最后，每个边缘计算空间中的边缘计算单元进行多态加密，得到子任务加密结果，将子任务加密结果，存储到其对应的加密存储地址中，然后从边缘计算空间中删除子任务和子任务加密结果；所述映射存储中心，在解密阶段，对存储的子任务加密结果进行多态解密，得到子任务解密结果，然后将子任务解密结果重新映射回对应的边缘计算空间中。2.如权利要求1所述的集成加密算法的边缘计算设备，其特征在于，所述边缘计算空间与映射存储中心通过多态通道连接，通过多态通道，使用哈希映射函数将子任务特征映射到映射存储中心中的一个存储地址。3.如权利要求2所述的集成加密算法的边缘计算设备，其特征在于，所述多态加密的过程具体包括：步骤S1：将每个子任务表示成二进制形式，得到其对应的二进制序列，对于二进制序列中的每一位，生成其对应的多态比特序列，表示为 ，其中是比特数量；对每个多态比特进行随机的轴、轴和轴旋转，生成一个随机的旋转序列，设为1到的整数，则为一个旋转操作；步骤S2：对每个多态比特，应用其对应的旋转操作，得到变换后的多态比特；步骤S3：将所有变换后的多态比特组合成一个混合态；应用多态变换到的每个多态比特上，得到变换后的态；步骤S4：在每个多态比特上应用一个相移门，根据一个预先选择的密钥比特序列，设为1到的整数，则为0或1，得到变换后的态；步骤S5：将多态比特序列按照一个设定的置换模式进行循环置换，得到变换后的多态比特序列；步骤S6：重复步骤S2到步骤S4，共执行次，生成个不同的置换序列，得到个多态的态；步骤S7：设为1到的整数，则对于每个多态的态，应用一个加密算法，使用一个预共享的密钥，生成加密后的态，作为子任务加密结果。4.如权利要求3所述的集成加密算法的边缘计算设备，其特征在于，所述多态解密的过程具体包括：
步骤A1：使用预共享的解密密钥，对每个加密后的多态比特应用解密算法，得到解密后的态；步骤A2：对解密后的多态比特序列，按照置换序列进行循环置换，得到解密后的多态比特序列；步骤A3：对于每个解密后的多态比特序列，应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：关涛，唐圣潘，张璇，赵旸，
申请(专利权)人：恒辉信达技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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