[发明专利]一种基于混沌映射的二维码并行生成方法

说明书

本发明提供了一种基于混沌映射的二维码并行生成方法，客户端与服务器端通过消息传递接口函数(MPI)进行交互。客户端通过MPI函数向服务器发出QR码请求并通过MPI函数将信息源传送给服务器；服务器受理客户端请求并将信息源接收完毕后，先通过处理器核心的两个线程以及Logistic混沌映射和分段线性混沌映射将包含信息源的数据码字进行干扰从而并行生成混沌随机比特序列，然后，通过处理器核心的多个线程对QR码的不同区域并行填充，在填充数据与纠错码区域时，将所述区域分成左区和右区，与剩下的区域一同并行填充，最后，将组装成的QR码存放到动态缓冲区中，通过MPI函数将QR码发送给客户端。

技术领域

本发明涉及一种并行混沌映射及二维码生成方法，尤其涉及一种基于混沌映射的二维码并行生成方法，属于并行计算领域。

背景技术

二维码又称为二维条码，用某种按一定规律分布在二维平面上黑白相间的图形来记录数据符号信息。在代码编制上，二维码利用计算机内部的“0”、“1”比特，使用若干个与二进制相对应的几何图形来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读从而实现信息的自动处理。二维码符号可由多种码制进行表示，QR(Quick Response)码便是一种常见的二维码表示方式且应用广泛。

二维码具有信息容量大、成本低、便捷的特性。随着信息技术的不断发展和智能移动终端设备的不断普及，二维码在电子商务，票务系统，资源获取等领域的应用变得越来越普遍，人们的日常生活几乎已经离不开二维码的使用。但是，二维码的广泛应用在给使用者带来便捷的同时，也存在着信息被篡改、个人信息泄露等安全隐患，因此，在信息高速发展的时代，需要保护好二维码中的重要数据以防止泄露。而且，二维码多在服务器端生成，通过网络传输到客户端，因此，需要充分利用服务器中的物理处理器核心来快速生成二维码从而加快对客户端的实时响应。二维码的应用案例列举如下。

案例1，某电商平台需要二维码进行在线支付。由于二维码中含有客户的敏感信息，这些敏感信息在通过网络从服务器传送到客户端的过程中可能会被不法分子盗取，从而造成客户敏感数据的泄露。因此，在敏感信息通过网络传送到客户端之前利用混沌映射包含敏感数据的数据码字进行干扰，这样，即使不法分子盗取了这些信息，也无法获取用户的敏感信息。

案例2，某平台需要利用扫码登录。服务器采用单处理器单线程的方式生成二维码，在二维码的生成过程中，平台限定的登录校验时间已经超时，需要重新登录，导致客户不能及时登录进入平台。因此，可以利用服务器中处理器核心多线程的优势，采用多线程并行的方式来加快二维码的生成，从而客户能够及时登录平台。

生成二维码的信息源需要进行加密处理。传统的对称加密方法和非对称加密方法理论上都是可破解的。混沌映射具有非收敛性、对初始值敏感等特性，不同的轨道之间的干扰更加容易使混沌序列具有伪随机的特点，所以混沌映射可以用于对敏感数据的干扰，通过混沌映射将敏感信息生成混沌随机序列。

服务器中包含多个处理器核心，每一个处理器核心都支持多线程并行计算，在服务器端生成二维码时，采用单线程计算的方式生成二维码会非常耗时；所以，服务器可以通过多线程的方式来对信息源并行干扰进而产生混沌随机比特序列来保障信息源的安全性，然后，通过多线程的方式并行填充QR码的二维矩阵，减少QR码的生成时间，实时响应客户端的请求。

一种基于混沌映射的二维码并行生成方法的基本思想是：客户端与服务器采用消息传递接口(Message Passing Interface，MPI)函数进行交互，客户端通过MPI函数将信息源发送给服务器，服务器通过MPI函数将信息源接收完毕后，首先利用两个线程以及Logistic混沌映射和分段线性混沌映射两种不同的混沌映射方法对包含信息源的完整数据码字进行并行干扰进而生成混沌随机比特序列，然后，服务器利用多线程并行的方式对QR码的二维矩阵按照QR码的格式进行并行填充，最终将QR二维码图像保存在本地QR码的动态缓冲区中，通过MPI函数发送给客户端从而快速响应客户端的QR码请求。

发明内容

(一) 要解决的技术问题