CN109617930B - 数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质及电子设备 Download PDF

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CN109617930B CN201910123946.XA CN201910123946A CN109617930B CN 109617930 B CN109617930 B CN 109617930B CN 201910123946 A CN201910123946 A CN 201910123946A CN 109617930 B CN109617930 B CN 109617930B
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Abstract

本申请公开的数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质以及电子设备，基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E，对所述高斯空间映射结果E、最后一级基波信号Bn和最后一级谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。所述数据压缩加密的方法，数据压缩的过程中同时实现了数据加密，由于数据压缩的层级可控，从而数据压缩率可控；对压缩后的数据进行空间映射和双曲正切变换，提升了加密数据的安全性。

Description

数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质及电子 设备
本申请要求于2018年3月16日提交中国专利局、申请号为201810217250.9、发明名称为“数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质及电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及数据处理领域，更具体的说，是涉及一种数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
随着互联网、物联网的发展，数据量呈现爆炸式增长，这对于数据存储和数据检索都提出了严峻的挑战。同时，越来越多的数据涉及企业机密、版权等问题，这就需要对有安全性要求的数据进行加密存储或传输。
现有技术中存在多种数据压缩和数据加密的技术，但是这些技术大多是单独实现数据压缩或单独实现数据加密。能够同时实现数据压缩和数据加密的技术，很难同时满足高压缩率和高安全性加密的要求。因此，如何提供一种压缩率可控、加密安全性高的数据压缩加密方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质以及电子设备，不仅能够同时对数据进行压缩和加密，而且能够保证数据压缩率的可控性和加密数据的安全性。
一种数据压缩加密的方法，包括：
基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级；
对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E；
对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
可选的，所述金字塔式多级压缩信号中的每一级信号中包括基波信号B、谐波信号H、谐波信号方差D和随机压缩步长S，则所述基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，包括：
基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号；
分别计算所述金字塔式多级压缩信号中各级谐波信号的方差D；
分别确定生成各级压缩信号使用的随机压缩步长S，所述S为正整数；
将对应层级的基波信号B、谐波信号H、方差D和随机压缩步长S合并存储，生成金字塔式多级压缩信号。
可选的，在所述对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E后，还包括：
根据所述高斯空间映射结果E中的所有元素确定数据校验码Cn。
可选的，还包括：
确定基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)。
可选的，还包括：
生成加密密钥，所述加密密钥包括所述L(Bn)、L(Hn)、L(Cn)、数据校验码Cn、第n级谐波信号方差Dn和各级随机压缩步长S。
一种数据解密解压缩的方法，包括：
获取加密密钥。
根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验；
在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据。
一种数据压缩加密的装置，包括：
数据压缩模块，用于基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级；
数据映射模块，用于对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E；
数据加密模块，用于对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
一种数据解密解压缩的装置，包括：
密钥获取模块，用于获取加密密钥；
合法校验模块，用于根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验；
数据还原模块，用于在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一种数据压缩加密的方法，或实现上述数据解密解压缩的方法。
一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任一种数据压缩加密的方法，或执行上述数据解密解压缩的方法。
本发明实施例公开的数据压缩加密或解密解压缩的方法、装置、存储介质以及电子设备，基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E，对所述高斯空间映射结果E、最后一级基波信号Bn和最后一级谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。所述数据压缩加密的方法，数据压缩的过程中同时实现了数据加密，由于数据压缩的层级可控，从而数据压缩率可控；对压缩后的数据进行空间映射和双曲正切变换，提升了加密数据的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的第一种数据压缩加密的方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的生成金字塔式多级压缩信号的流程图；
图3为本发明实施例公开的数据压缩过程示意图；
图4为本发明实施例公开的空间映射变换过程示意图；
图5为本发明实施例公开的第二种数据压缩解密的方法的流程图；
图6为本发明实施例公开的加密密钥的构成示意图；
图7为本发明实施例公开的数据解密解压缩的方法；
图8为本发明实施例公开的数据压缩加密的装置的结构示意图；
图9为本发明实施例公开的数据解密解压缩的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例公开的第一种数据压缩加密的方法的流程图，如图所示，该方法包括：
步骤101：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号。
其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级。所述空间信息为多维的不定长空间。
基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，每一层级的基波和谐波信号，均由上一级信号求得，各级信号构成一个金字塔式的多级压缩信号。经过多级迭代后，所述待处理数据主体信息被数据的基波、谐波编码所代替，从而实现了数据压缩。其中压缩率与压缩层级数成正比。
图2为本发明实施例公开的生成金字塔式多级压缩信号的流程图；图3为本发明实施例公开的数据压缩过程示意图。结合图2和图3理解下述内容。在一个示意性的示例中，所述金字塔式多级压缩信号中的每一级信号中可以包括基波信号B、谐波信号H、谐波信号方差D和随机压缩步长S，则步骤101具体可以包括：
步骤201：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号。
步骤202：分别计算所述金字塔式多级压缩信号中各级谐波信号的方差D。
步骤203：分别确定生成各级压缩信号使用的随机压缩步长S。
其中，所述S为正整数。
步骤204：将对应层级的基波信号B、谐波信号H、方差D和随机压缩步长S合并存储，生成金字塔式多级压缩信号。
参见图3，其中B表示基波，H表示谐波，S表示随机压缩步长，D表示谐波方差，n表示迭代次数，也表示第n级。数据压缩是一个迭代的多级处理过程，其中迭代的次数，即n，是可变量，迭代次数越多，数据压缩率越高。本发明实施例采用逐级从数据中抽取基波和谐波的方式，进行数据的压缩。
如给定数据X＝[X1,X2,X3,......Xm]，那么，
基波B的定义如下：
Figure BDA0001972972180000051
谐波H的定义如下：
Figure BDA0001972972180000061
其中S表示局部基波计算的步长，例如，对于数据X＝[X1,X2,X3,......Xm],假设步长为S＝2，那么数据X的一次基波为B＝[(x1+x2)/2,(x3+x4)/2,...]，一次谐波为H＝[(x1-b1),(x3-b2)]。
迭代运算的步长S是随机生成的整数，最大值不超过数据长度的一半。在压缩迭代过程中，每一次压缩均计算一次当前数据的方差D，定义为：
Figure BDA0001972972180000062
每一次压缩迭代都将生成一组B，H，S和D，其中基波B和谐波H属于数据信号，方差D和随机步长S属于描述信息。在其他的实施例中，可以将所述方差D和随机步长S用作生成解密和解压缩的密钥。
步骤101后，进入步骤102。
步骤102：对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E。
压缩迭代完成后，对得到的数据做空间映射变换，实现对数据进行加密处理。
具体的，步骤102可以包括：对n次谐波Hn，即最后一级谐波信号Hn，做高斯空间映射变换，变化公式定义如下：
Figure BDA0001972972180000063
高斯空间变换仅对谐波Hn的部分数据进行计算，经过该变换后，得到高斯空间映射结果E，E中各元素的大小将限定在0到1之间。在其他的实施例中，还可以包括根据所述高斯空间映射结果E中的所有元素确定数据校验码Cn的步骤。
步骤103：对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
在确定了谐波Hn的高斯空间映射结果E后，需要进一步对E、基波Bn和谐波Hn做空间映射。
对上述E、Bn和Hn做数据映射的主要作用除了将压缩后的数据进一步转换为暗文外，同时还可以将数据做了归一化处理。归一化后的数据暗文可以被神经网络等分类器作为输入，进而实现基于暗文的数据训练和识别，为基于暗文的数据输出提供了一种参考方式，即当敏感数据需要被用于POC测试等情况，而又不想泄露数据中的敏感信息时，可以采用该方式传递数据。图4为本发明实施例公开的空间映射变换过程示意图，其中B表示基波，H表示谐波，D表示方差，E表示高斯特征映射，T表示双曲正切特征映射。图4涵盖了步骤102和步骤103的数据映射内容。可结合图4理解相关内容。如图4所示，对Bn,Hn和E中的各元素分别做双曲正切变换，该变换是可逆变换，变换公式定义如下：
Figure BDA0001972972180000071
该变换具有压缩值域空间的作用，将负无穷到正无穷的数值映射到-1到1之间，同时该函数在0到1区间内不会明显的压缩值域区间，即不会衰减校验码信号。
本实施例中，所述数据压缩加密的方法在数据压缩的过程中同时实现了数据加密，由于数据压缩的层级可控，从而数据压缩率可控；对压缩后的数据进行空间映射和双曲正切变换，提升了加密数据的安全性。
图5为本发明实施例公开的第二种数据压缩解密的方法的流程图，如图5所示，方法可以包括：
步骤501：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号。
其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级。所述空间信息为多维的不定长空间。
步骤502：对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E。
步骤503：对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
步骤504：确定基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)。
步骤505：生成加密密钥。
其中，所述加密密钥包括所述L(Bn)、L(Hn)、L(Cn)、数据校验码Cn、第n级谐波信号方差Dn和各级随机压缩步长S。
为了保障数据安全，实现即使压缩方法被知晓，依然无法解密数据的目的，本发明将压缩过程中随机生成的数据融入到加密过程中，实现了加密密钥的随机生成，并且加密密钥长度是随机的，即：同一份数据，经过加密后，每次生成的加密数据和加密密钥也是不相同的。
图6为本发明实施例公开的加密密钥的构成示意图，参见图6所示，加密密钥由四部分构成，分别是各数据段长度L(包括L(Bn)、L(Hn)和L(Cn))、数据校验码Cn、谐波方差Dn、各级压缩步长S，其中数据校验码和谐波方差用于解密或解压缩时的数据校验，用以确定数据的合法性。在确定数据是合法性后，依据各数据段长度分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据压缩步长解密和解压缩数据。
本实施例中，在对数据进行压缩加密的过程中，生成了加密密钥数据，该加密密钥数据可以用于数据的解密解压缩，所述加密密钥数据中包含随机生成的数据，大大提升了加密数据的安全性。
图7为本发明实施例公开的数据解密解压缩的方法，参见图7所示，方法可以包括：
步骤701：获取加密密钥。
步骤702：根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验。
通过密钥中的谐波方差Dn、校验数据Cn及其长度L(Cn)，从待解密数据中抽取对应长度的谐波数据，通过高斯变换和双曲正切变换后，比较生成的校验码和密钥中的校验码Cn是否在合理误差范围内；同时，比较生成的谐波方差和密钥中的谐波方差Dn是否在合理误差范围内；如果上述两个校验码的误差均在预设阈值内，则认为通过数据合法性校验。
步骤703：在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据。
由于压缩和解密是嵌套进行的，因此数据解密与解压缩是同步完成的。首先，利用逆双曲正切变换，对从数据中抽取的T(Bn)和T(Hn)做逆变换，变换公式如下：
Figure BDA0001972972180000091
然后，基于加密密钥中的各级步长S和各数据位长度，即基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)，得到第n级基波数据B和谐波数据H，然后逐级进行数据恢复，例如：假设当前层基波Bn＝{b1，b2，......bk},谐波Hn＝{h1，h2，......hk},步长S＝s，那么恢复上一级数据Bn-1的方法如下：
Figure BDA0001972972180000092
如果最后一步压缩记录的数据只有Hn，那么只能恢复Bn-1，得到一个有损复原的数据。如果需要恢复更高质量的数据，那么需要保留更多层级的H数据位。对于无损加密而言，则需要保留压缩步骤中的所有层级的H数据位，此时数据尺寸的减小程度主要依赖于B数据位的压缩。
图8为本发明实施例公开的数据压缩加密的装置的结构示意图，参见图8所示，所述数据压缩加密的装置80可以包括：
数据压缩模块801，用于基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号。
基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，每一层级的基波和谐波信号，均由上一级信号求得，各级信号构成一个金字塔式的多级压缩信号。经过多级迭代后，所述待处理数据主体信息被数据的基波、谐波编码所代替，从而实现了数据压缩。其中压缩率与压缩层级数成正比。
所述数据压缩模块801具体可以用于：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号；分别计算所述金字塔式多级压缩信号中各级谐波信号的方差D；分别确定生成各级压缩信号使用的随机压缩步长S；将对应层级的基波信号B、谐波信号H、方差D和随机压缩步长S合并存储，生成金字塔式多级压缩信号。
其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级。所述空间信息为多维的不定长空间。
数据映射模块802，用于对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E。
压缩迭代完成后，对得到的数据做空间映射变换，实现对数据进行加密处理。
数据加密模块803，用于对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
在确定了谐波Hn的高斯空间映射结果E后，需要进一步对E、基波Bn和谐波Hn做空间映射。
对上述E、Bn和Hn做数据映射的主要作用除了将压缩后的数据进一步转换为暗文外，同时还可以将数据做了归一化处理。归一化后的数据暗文可以被神经网络等分类器作为输入，进而实现基于暗文的数据训练和识别，为基于暗文的数据输出提供了一种参考方式，即当敏感数据需要被用于POC测试等情况，而又不想泄露数据中的敏感信息时，可以采用该方式传递数据。
双数双曲正切变换具有压缩值域空间的作用，将负无穷到正无穷的数值映射到-1到1之间，同时该函数在0到1区间内不会明显的压缩值域区间，即不会衰减校验码信号。
本实施例中，所述数据压缩加密的装置在数据压缩的过程中同时实现了数据加密，由于数据压缩的层级可控，从而数据压缩率可控；对压缩后的数据进行空间映射和双曲正切变换，提升了加密数据的安全性。
在其他的实施例中，数据压缩加密的装置还可以包括密钥生成模块，用于生成加密密钥，所述加密密钥可以包括所述L(Bn)、L(Hn)、L(Cn)、数据校验码Cn、第n级谐波信号方差Dn和各级随机压缩步长S。
为了保障数据安全，实现即使压缩方法被知晓，依然无法解密数据的目的，本发明将压缩过程中随机生成的数据融入到加密过程中，实现了加密密钥的随机生成，并且加密密钥长度是随机的，即：同一份数据，经过加密后，每次生成的加密数据和加密密钥也是不相同的。
加密密钥由四部分构成，分别是各数据段长度L(包括L(Bn)、L(Hn)和L(Cn))、数据校验码Cn、谐波方差Dn、各级压缩步长S，其中数据校验码和谐波方差用于解密或解压缩时的数据校验，用以确定数据的合法性。在确定数据是合法性后，依据各数据段长度分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据压缩步长解密和解压缩数据。
上述实施例中，在对数据进行压缩加密的过程中，生成了加密密钥数据，该加密密钥数据可以用于数据的解密解压缩，所述加密密钥数据中包含随机生成的数据，大大提升了加密数据的安全性。
图9为本发明实施例公开的数据解密解压缩的装置的结构示意图，参见图9所示，所述数据解密解压缩的装置90可以包括：
密钥获取模块901，用于获取加密密钥。
合法校验模块902，用于根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验。
通过密钥中的谐波方差Dn、校验数据Cn及其长度L(Cn)，从待解密数据中抽取对应长度的谐波数据，通过高斯变换和双曲正切变换后，比较生成的校验码和密钥中的校验码Cn是否在合理误差范围内；同时，比较生成的谐波方差和密钥中的谐波方差Dn是否在合理误差范围内；如果上述两个校验码的误差均在预设阈值内，则认为通过数据合法性校验。
数据还原模块903，用于在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据。
由于压缩和解密是嵌套进行的，因此数据解密与解压缩是同步完成的。首先，利用逆双曲正切变换，对从数据中抽取的T(Bn)和T(Hn)做逆变换。然后，基于加密密钥中的各级步长S和各数据位长度，即基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)，得到第n级基波数据B和谐波数据H，然后逐级进行数据恢复。
如果最后一步压缩记录的数据只有Hn，那么只能恢复Bn-1，得到一个有损复原的数据。如果需要恢复更高质量的数据，那么需要保留更多层级的H数据位。对于无损加密而言，则需要保留压缩步骤中的所有层级的H数据位，此时数据尺寸的减小程度主要依赖于B数据位的压缩。
上述实施例中的所述的任意一种数据压缩加密装置或数据解密解压缩装置包括处理器和存储器，上述实施例中的数据压缩模块、数据映射模块、数据加密模块、密钥获取模块、合法校验模块、数据还原模块等均作为程序模块存储在存储器中，由处理器执行存储在所述存储器中的上述程序模块来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序模块。内核可以设置一个或多个，通过调整内核参数来实现数据压缩加密或数据解密解压缩。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中所述的数据压缩加密或数据解密解压缩的方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述实施例中所述的数据压缩加密或数据解密解压缩的方法。
进一步，本实施例提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器。其中存储器用于存储所述处理器的可执行指令，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述实施例中所述的数据压缩加密或数据解密解压缩的方法。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数据压缩加密的方法，其特征在于，包括：
基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级，该步骤包括：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，分别计算所述金字塔式多级压缩信号中各级谐波信号的方差D，分别确定生成各级压缩信号使用的随机压缩步长S，将对应层级的基波信号B、谐波信号H、方差D和随机压缩步长S合并存储，生成金字塔式多级压缩信号，其中S为正整数，且S的最大值不超过数据长度的一半；
依据公式
Figure FDA0003081141590000011
对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E；
对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
2.根据权利要求1所述的数据压缩加密的方法，其特征子在于，所述金字塔式多级压缩信号中的每一级信号中包括基波信号B、谐波信号H、谐波信号方差D和随机压缩步长S。
3.根据权利要求2所述的数据压缩加密的方法，其特征在于，在所述对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E后，还包括：
根据所述高斯空间映射结果E中的所有元素确定数据校验码Cn。
4.根据权利要求3所述的数据压缩加密的方法，其特征在于，还包括：
确定基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)。
5.根据权利要求4所述的数据压缩加密的方法，其特征在于，还包括：
生成加密密钥，所述加密密钥包括所述L(Bn)、L(Hn)、L(Cn)、数据校验码Cn、第n级谐波信号方差Dn和各级随机压缩步长S。
6.一种数据解密解压缩的方法，其特征在于，包括：
获取加密密钥；
根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验；
在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据，其中S为正整数，且S的最大值不超过数据长度的一半，其中根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据包括：基于加密密钥中的各级步长S、基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)得到第n级基波数据B和谐波数据H，然后逐级进行数据恢复，在当前层基波Bn＝{b1，b2，......bk},谐波Hn＝{h1，h2，......hk},步长S＝s的前提下，依据公式
Figure FDA0003081141590000021
恢复上一级数据Bn-1，其中s为当前层的步长值，k为当前层的数据长度。
7.一种数据压缩加密的装置，其特征在于，包括：
数据压缩模块，用于基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，生成金字塔式多级压缩信号，其中，最后一级基波信号为Bn，最后一级谐波信号为Hn，其中n为正整数，表示第n级，所述数据压缩模块具体可用于：基于待处理数据的空间信息和频域信息，迭代计算所述待处理数据的多级基波信号和多级谐波信号，分别计算所述金字塔式多级压缩信号中各级谐波信号的方差D，分别确定生成各级压缩信号使用的随机压缩步长S，将对应层级的基波信号B、谐波信号H、方差D和随机压缩步长S合并存储，生成金字塔式多级压缩信号，其中S为正整数；
数据映射模块，用于依据公式
Figure FDA0003081141590000022
对最后一级谐波信号Hn做高斯空间映射，确定高斯空间映射结果E；
数据加密模块，用于对所述高斯空间映射结果E、基波信号Bn和谐波信号Hn做双曲正切变换，得到加密数据。
8.一种数据解密解压缩的装置，其特征在于，包括：
密钥获取模块，用于获取加密密钥；
合法校验模块，用于根据最后一级谐波信号方差Dn、数据校验码Cn和其数据段长度L(Cn)进行数据合法性的校验；
数据还原模块，用于在校验通过的情况下，依据基波信号Bn的数据段长度L(Bn)和谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)分别提取基波和谐波信号，做双曲正切逆变换，并根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据，其中S为正整数，且S的最大值不超过数据长度的一半，其中根据各级随机压缩步长S解密和解压缩数据包括：基于加密密钥中的各级步长S、基波信号Bn的数据段长度L(Bn)、谐波信号Hn的数据段长度L(Hn)和数据校验码Cn的数据段长度L(Cn)得到第n级基波数据B和谐波数据H，然后逐级进行数据恢复，在当前层基波Bn＝{b1，b2，......bk},谐波Hn＝{h1，h2，......hk},步长S＝s的前提下，依据公式
Figure FDA0003081141590000031
恢复上一级数据Bn-1，其中s为当前层的步长值，k为当前层的数据长度。
9.一种电子存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～5任一项所述的数据压缩加密的方法，或实现权利要求6所述的数据解密解压缩的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1～5任一项所述的数据压缩加密的方法，或执行权利要求6所述的数据解密解压缩的方法。
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