[发明专利]基于四维混沌的矢量地图双位随机置乱加密方法在审

专利信息
申请号: 202110344471.4 申请日: 2021-03-27
公开(公告)号: CN113098676A 公开(公告)日: 2021-07-09
发明(设计)人: 闫浩文;王小龙;张黎明;李玉;何阳 申请(专利权)人: 兰州交通大学
主分类号: H04L9/00 分类号: H04L9/00;H04L9/06;G06F16/29;G06F21/60
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 730070 甘肃省兰州市安*** 国省代码: 甘肃;62
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摘要:
搜索关键词: 基于 混沌 矢量 地图 随机 加密 方法
【说明书】:

发明公开基于四维混沌的矢量地图双位随机置乱加密方法,包括:利用哈希原理加密地图和用户密钥获取密钥Hk和Uk,通过Hk和Uk生成初始值;利用初始值在四维超混沌系统产生混沌序列X,Y,Z,W,对X,Y,Z,W升序排列得到Sort_X1,Sort_Y1,Sort_Z1,Sort_W1和索引Sort_DX,Sort_DY,Sort_DZ,Sort_DW,将其分为六组;定义索引选择规则,将地图坐标转换为一维序列;根据双位随机置换原理置乱,按照地图的排列重组一维坐标,完成加密。该方法能够加密地图,具有较高安全性;避免了明文和密文间一对一的映射关系,攻击者难以通过分析明文和密文对获得密钥序列。

技术领域

本发明涉及地理空间数据安全领域,更具体的说是涉及基于四维混沌的矢量地图双位随机置乱的加密方法。

背景技术

矢量地图数据作为地理空间数据的重要组成部分,是经济和现代化建设中不可或缺的资源,广泛应用于资源与环境、灾害与应急响应、经济与社会发展、卫生与生命健康、规划与区域设计等领域。然而,随着科学技术的快速发展,矢量地图数据的获取、访问、传播、复制和存储越发方便,同时,其安全问题也日益严峻。

针对越发突出的安全问题,制定了一系列法律、规章、条例和制度进行安全保护。但是,除了制定完善的法律法规之外,也需要从技术手段上提供支撑。加密算法作为解决这一问题的有效技术手段,主要用于在传输和存储过程中防范被非法获取或访问。

针对置乱加密采用一对一映射置乱地图,通过明文地图的坐标位置逐个置乱坐标,攻击者容易通过分析密文地图和明文地图之间的关系获得加密索引值,本发明公开一种基于四维混沌的矢量地图双位随机置乱加密方法。其主要内容是利用四维超混沌系统生成加密的随机密钥序列,获取地图信息,然后将其进行规则化处理,利用双随机位置换原理进行置乱加密,最后将加密的置乱坐标按地图结构进行重组,得到加密的地图。

发明内容

有鉴于此,本发明提出一种基于四维超混沌系统的,结合双随机位置换原理的矢量地图加密方法,图1为本发明矢量地图加密方法的总体流程,包括密钥生成、随机加密两部分。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

基于四维混沌的矢量地图双位随机置乱加密方法,包括密钥生成、置乱加密和解密处理三部分:

1.密钥生成步骤如下:

S1:利用SHA-512加密地图文件和用户密钥,得到512位的哈希密钥 Hk和Uk,然后将Hk和Uk分割为64个8位组,将Hk的64个8位组转为十进制hk1,hk2,…,hk64,Uk的64个8位组转为十进制后分割为16组e1,e2,e3, e4

S2:将Step1中所得16组e1,e2,e3,e4求和得Uk_sum值,处理Uk_sum得到 Uk_index=mod(Uk_sum,16)+1,Uk_index∈[1,16],并依据Uk_index选择序列;

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