CN109933755B - 一种垃圾分类码的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾分类码的生成方法，包括如下步骤：将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码；抽取出身份显示码和身份隐藏码，并将身份显示码转换成数值型数据；计算得到混沌系统的初值、参数、初始迭代步数、迭代间隔步数进行迭代后生成混沌序列；利用混沌信号排序前后的位置变化规则对垃圾身份码中的身份隐藏码进行置乱，然后进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列，再根据数值型序列中不同数值分别进行相应的正向、逆向扩散加密，完成数值与字符的转换，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成垃圾分类码，同时得到带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码。本发明所提垃圾分类码的生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，且生成的垃圾分类码便于引导垃圾分类，能有效保护垃圾袋身份隐藏信息中用户的隐私，具有“唯一性和安全性”。

Description

一种垃圾分类码的生成方法

技术领域

本发明涉及垃圾分类领域，特别涉及一种垃圾分类码生成方法。

背景技术

近年来，随着全球经济的快速发展和人口数量的迅速增加，城市规模随之不断扩大，导致城市生活垃圾数量急剧上升，城市生活垃圾问题正日益恶化为一场全球性危机。“垃圾围城”所引发的土地侵蚀、环境污染等问题，不仅严重威胁着公众的健康，而且已成为影响和制约我国乃至世界各国城市可持续发展的因素之一。破解“垃圾围城”之困，首要的是从源头上实现城市生活垃圾减量化，完成垃圾资源化、无害化处理，因此推动生活垃圾分类已成当务之急和必然趋势。

城市垃圾分类在我国推行相对较慢，究其原因主要在于，垃圾袋上的垃圾分类码要么缺乏保密性要么难以明白知晓分类，对于垃圾分类知识比较缺乏的市民，很多垃圾应该归于哪一类并不知晓，这样便会形成有意识和无意识地乱丢，使分类形同虚设；同时对于垃圾袋的身份信息是否会泄露用户的隐私仍心存疑虑，担心个人信息会暴露也在一定程度上打击了人们对垃圾分类的热情。在此情况下，提出一种简单可行、安全不易破解的垃圾分类码生成方法，生成具有“唯一性和安全性”特点的垃圾分类码以及带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码，以有效保护用户隐私、指导垃圾分类，已势在必行。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种垃圾分类码生成方法，利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对垃圾身份码中的身份隐藏码进行置乱，采用字符与数值的转换规则，根据不同数值分别进行相应的正向、逆向扩散加密，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成垃圾分类码，同时得到带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码，以此保证所提方法简单可行，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：本发明所述的一种垃圾分类码的生成方法，包括如下步骤：

(1)将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，表示为S₁S₂...S_kS_k+1S_{k+ 2}...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+pS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2，其中S₁S₂...S_k为省市区，S_k+1S_k+2...S_k+L为具体居住地址，S_k+L+1S_k+L+2…S_k+L+p为联系人和联系电话，S_k+L+p+1S_k+L+p+2…S_k+L+p+n为制码日期，S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息，相互用空格间隔，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码S₁S₂…S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2…S_{k+L+p+ n}S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2和身份隐藏码S_k+1S_k+2...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p，并将身份显示码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列B1，其中B1的长度为k+n+4，参数k、n分别为字符串“S₁S₂…S_k”、“S_k+L+p+1S_k+L+p+2…S_k+L+p+n”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值M＝"M₁M₂...M₃₁M₃₂"，以及外部密钥α、β，按照如下所示公式分别计算得到混沌系统的初值x₁、参数μ、初始迭代步数m和抽取间隔n₁、n₂、n₃：

其中，bianm(·)为自定义函数；α∈(0,1)，β∈[3.75,4)，从而保证x₁∈(0,1)，μ∈[3.75,4)，m∈[210,262]的整数，n₁∈[1,13]的整数，n₂∈[1,17]的整数，n₃∈[1,23]的整数，可见混沌系统的初值x₁、参数μ、初始迭代步数m和抽取间隔n₁、n₂、n₃不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码变化；

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，k表示迭代次数k＝1,2,...，x_k+1表示第k次迭代得到的混沌信号，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第m个元素开始每隔n₁个元素取1个，从而形成长度为L+p+1的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}，并从第m个元素开始每隔n₂个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z_2L+2p,Z_2L+2p+1}，同时从第m个元素开始每隔n₃个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V_2L+2p,V_2L+2p+1}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码S_k+1S_k+2…S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1，其中P1的长度为

参数

分别为置乱后的身份隐藏码对应的原字符串“S_k+1S_{k+ 2}...S_k+L”、“S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

然后设定Switch_C1＝0，将数值型序列P1＝{P1₁,P1₂,P1₃,...,P1_L+p+1}中各元素依次进行如下正向扩散加密，

当P1_i＜128时，

当P1_i＞128且Switch_C1＝0时，

Switch_C1＝1，

当P1_i＞128且Switch_C1＝1时，

Switch_C1＝0，

从而得到正向扩散加密后的数值型序列

再设定Switch_C2＝1，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，

当

时，

当

且Switch_C2＝0时，

Switch_C2＝1，

当

且Switch_C2＝1时，

Switch_C2＝0，

从而得到逆向扩散加密后的数值型序列

其中，P1_i为数值型序列P1中第i个元素，

为数值型序列

中第

个元素，

外部密钥

和C1₀为正向扩散加密运算初值，外部密钥

和C2₀为逆向扩散加密运算初值，

并将数值型序列

进行数值与字符的转换，得到对应的字符序列C，即身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_{L+p+f- 1}C_L+p+f)，其中f≥1；

(6)将垃圾袋身份显示码S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2和身份隐藏加密码C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f进行组合，生成垃圾分类码，并得到QR Code类型的带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码。

进一步的，步骤(1)中所述的将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，其中垃圾袋身份码包括：数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’和‘#’、空格符号，以及GB2312字符集中双字节编码的6763个汉字。

进一步的，步骤(2)中所述的将身份显示码进行字符与数值的转换，是指进行unicode2native(·)运算，得到数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’‘#’和空格符号对应的ASCII码，以及GB2312字符集中6763个汉字对应的区位码。

进一步的，步骤(3)中所述的bianm(·)为自定义函数，自定义的字符与数值型数据对应关系为：‘0’→0；‘1’→1；‘2’→2；‘3’→3；‘4’→4；‘5’→5；‘6’→6；‘7’→7；‘8’→8；‘9’→9；‘A’或‘a’→10；‘B’或‘b’→11；‘C’或‘c’→12；‘D’或‘d’→13；‘E’或‘e’→14；‘F’或‘f’→15。

进一步的，步骤(5)中所述的将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，是指进行unicode2native(·)运算，得到数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’‘#’和空格符号对应的ASCII码，以及GB2312字符集中6763个汉字对应的区位码。

进一步的，步骤(5)中所述的将数值型序列

进行数值与字符的转换，其转换关系表述如下：

设定一个空字符序列C，将数值型序列

中各元素依次进行如下运算

当

时，

首先判断，如果

那么设

然后利用char(·)函数将数值数据

转换为单个ASCII码字符，并添加到字符序列C中，即

当

且

时，

首先判断，如果

那么C＝[C,'p']，并设

然后利用native2unicode(·)函数将数值数据

转换为单个汉字，并添加到字符序列C中，即

其中

为数值型序列

中第i个元素，

进一步的，步骤(6)中所述的将垃圾袋身份显示码(S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_{k+L+p+ 2}...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2)和身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f)进行组合，是指采用垃圾袋身份显示码和身份隐藏加密码依次顺序连接的组合方式，即S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f。

进一步的，步骤(6)中所述的生成垃圾分类码，其中垃圾分类码包括：ASCII码为33～91、93～105对应的字符，以及GB2312字符集中双字节编码的71×94＝6674个汉字。

有益效果：本发明利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对垃圾身份码中的身份隐藏码进行置乱，采用字符与数值的转换规则，根据不同数值分别进行相应的正向、逆向扩散加密，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成垃圾分类码，同时得到带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码，以此保证所提方法简单可行，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”。

附图说明

图1为本发明的垃圾分类码生成流程示意图；

图2为本发明实施例1中垃圾分类二维码(中间含有“可回收”绿色标志)；

图3为本发明实施例2中垃圾分类二维码(中间含有“可回收”绿色标志)；

图4为本发明实施例3中垃圾分类二维码(中间含有“可回收”绿色标志)。

具体实施方式

如图1所示的一种垃圾分类码的生成方法，包括如下几个步骤：

(1)将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，表示为S₁S₂...S_kS_k+1S_{k+ 2}...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+pS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2，其中S₁S₂...S_k为省市区，S_k+1S_k+2...S_k+L为具体居住地址，S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p为联系人和联系电话，S_{k+L+p+ 1}S_k+L+p+2...S_k+L+p+n为制码日期，S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息，相互用空格间隔，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6，其中垃圾袋身份码包括：数字字符‘0’～‘9’，标点符号‘-’和‘#’、空格符号，以及GB2312字符集中双字节编码的6763个汉字；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_{k+L+p+ n}S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2)和身份隐藏码(S_k+1S_k+2...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2…S_k+L+p)，并将身份显示码进行字符与数值的转换，即进行unicode 2 native(·)运算，得到包含数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’‘#’和空格符号对应的ASCII码，以及GB2312字符集中6763个汉字对应的区位码的数值型序列B1，其中B1的长度为

参数

分别为字符串“S₁S₂...S_k”、“S_{k+L+p+ 1}S_k+L+p+2...S_k+L+p+n”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值(M＝"M₁M₂...M₃₁M₃₂")，以及外部密钥(α、β)，按照如下所示公式分别计算得到混沌系统的初值(x₁)、参数(μ)、初始迭代步数(m)和抽取间隔(n₁、n₂、n₃)：

其中，bianm(·)为自定义函数，自定义的字符与数值型数据对应关系为‘0’→0；‘1’→1；‘2’→2；‘3’→3；‘4’→4；‘5’→5；‘6’→6；‘7’→7；‘8’→8；‘9’→9；‘A’或‘a’→10；‘B’或‘b’→11；‘C’或‘c’→12；‘D’或‘d’→13；‘E’或‘e’→14；‘F’或‘f’→15；α∈(0,1)，β∈[3.75,4)，从而保证x₁∈(0,1)，μ∈[3.75,4)，m∈[210,262]的整数，n₁∈[1,13]的整数，n₂∈[1,17]的整数，n₃∈[1,23]的整数，可见混沌系统的初值(x₁)、参数(μ)、初始迭代步数(m)和抽取间隔(n₁、n₂、n₃)不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码变化；

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，k表示迭代次数(k＝1,2,...)，x_k+1表示第k次迭代得到的混沌信号，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第m个元素开始每隔n₁个元素取1个，从而形成长度为L+p+1的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}，并从第m个元素开始每隔n₂个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z_2L+2p,Z_2L+2p+1}，同时从第m个元素开始每隔n₃个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V_2L+2p,V_2L+2p+1}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码S_k+1S_k+2…S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1，其中P1的长度为

参数

分别为置乱后的身份隐藏码对应的原字符串“S_k+1S_{k+ 2}...S_k+L”、“S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

然后设定Switch_C1＝0，将数值型序列

中各元素依次进行如下正向扩散加密，

当P1_i＜128时，

当P1_i＞128且Switch_C1＝0时，

Switch_C1＝1，

当P1_i＞128且Switch_C1＝1时，

Switch_C1＝0，

从而得到正向扩散加密后的数值型序列

再设定Switch_C2＝1，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，

当

时，

当

且Switch_C2＝0时，

Switch_C2＝1，

当

且Switch_C2＝1时，

Switch_C2＝0，

从而得到逆向扩散加密后的数值型序列

其中，P1_i为数值型序列P1中第i个元素，

为数值型序列

中第

个元素，

外部密钥

和C1₀为正向扩散加密运算初值，外部密钥

和C2₀为逆向扩散加密运算初值，

并将数值型序列

进行数值与字符的转换，其转换运算表述为，设定一个空字符序列C，将数值型序列

中各元素依次进行如下运算，

当

时，

首先判断，如果

那么设

然后利用char(·)函数将数值数据

转换为单个ASCII码字符，并添加到字符序列C中，即

当

且

时，

首先判断，如果

那么C＝[C,'p']，并设

然后利用native2unicode(·)函数将数值数据

转换为单个汉字，并添加到字符序列C中，即

其中

为数值型序列

中第i个元素，

从而得到对应的字符序列C，即身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f)，其中f≥1；

(6)将垃圾袋身份显示码(S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2)和身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f)进行顺序连接组合，即S₁S₂...S_kS_{k+L+p+ 1}S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f，从而生成垃圾分类码，并得到QR Code类型的带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码，其中垃圾分类码包括：ASCII码为33～91、93～105对应的字符，以及GB2312字符集中双字节编码的71×94＝6674个汉字。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

按照上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法，步骤如下：

(1)当某件垃圾袋的身份码编码为S＝“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+14+10+6＝53，其中“江苏省-南通市-崇川区”为省市区，“世纪花城-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“王小明13405709999”为联系人和联系电话，“2018-08-01”为制码日期，“01”为垃圾分类颜色信息(如绿色的可回收垃圾)；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“江苏省-南通市-崇川区2018-08-01 01”)和身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)，并将身份显示码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列B1为{189,173,203,213,202,161,45,196,207,205,168,202,208,45,179,231,180,168,199,248,32,50,48,49,56,45,48,56,45,48,49,32,48,49}，其中B1的长度为

(3)利用身份显示码对应的MD5值(M＝“2541F0C5724076CAC137F2BCC00DB13B”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到混沌系统的初值(x₁)、参数(μ)、初始迭代步数(m)和抽取间隔(n₁、n₂、n₃)：

m＝210+30＝240，

n₁＝11+1＝12，

n₂＝9+1＝10，

n₃＝8+1＝9；

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第240个元素开始每隔12个元素取1个，从而形成长度为L+p+1＝27的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}，并从第240个元素开始每隔10个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z₅₂,Z₅₃}，同时从第240个元素开始每隔9个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V₅₂,V₅₃}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码(“31#94明7城081花19-5小0纪王世10991”)，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1为{51,49,35,57,52,195,247,55,179,199,48,56,49,187,168,49,57,45,53,208,161,32,48,188,205,205,245,202,192,49,48,57,57,49}，序列P1长度为

然后取外部密钥

C1₀＝62，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列P1中各元素依次进行正向扩散加密，得到正向扩散加密后的数值型序列

为{97,54,33,97,54,245,182,103,199,240,70,91,58,203,182,84,40,45,35,209,226,56,82,177,202,213,247,176,244,62,42,74,34,49}，

再取外部密钥

C2₀＝63，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，得到逆向扩散加密后的数值型序列

为{96,97,60,100,100,165,181,165,189,247,185,37,65,188,241,42,88,33,65,215,222,48,76,248,199,48,174,199,87,96,55,90,73}，并将数值型序列

进行数值与字符的转换，得到身份隐藏加密码C＝“`a<dd单渐棍％A窦*X！A拮[0L区0钱W`7ZI”；

(6)将垃圾袋身份显示码和身份隐藏加密码进行顺序连接组合，得到垃圾分类码为“江苏省-南通市-崇川区2018-08-01 01`a<dd单渐棍％A窦*X！A拮[0L区0钱W`7ZI”，并生成QR Code类型的垃圾分类二维码，中间含有“可回收”绿色垃圾分类引导标志(见图2)。

由此可见，此方法生成的垃圾分类码是杂乱无章的、没有原始数据的任何痕迹，且其长度会随着垃圾袋身份码的长度而变化，同时垃圾分类码具有“唯一性和垃圾分类引导性”。

实施例2

按照上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法，步骤如下：

(1)当某件垃圾袋的身份码编码为S＝“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-11 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+14+10+6＝53，其中“江苏省-南通市-崇川区”为省市区，“世纪花城-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“王小明13405709999”为联系人和联系电话，“2018-08-11”为制码日期，“01”为垃圾分类颜色信息(如绿色的可回收垃圾)；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“江苏省-南通市-崇川区2018-08-11 01”)和身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)，并将身份显示码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列B1为{189,173,203,213,202,161,45,196,207,205,168,202,208,45,179,231,180,168,199,248,32,50,48,49,56,45,48,56,45,49,49,32,48,49}，其中B1的长度为

(3)利用身份显示码对应的MD5值(M＝“7AB1A66405959CA846FBE2A2A3EA326E”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到混沌系统的初值(x₁)、参数(μ)、初始迭代步数(m)和抽取间隔(n₁、n₂、n₃)：

m＝210+48＝258，

n₁＝8+1＝9，

n₂＝5+1＝6，

n₃＝5+1＝6,

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第258个元素开始每隔9个元素取1个，从而形成长度为L+p+1＝27的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}，并从第258个元素开始每隔6个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z₅₂,Z₅₃}，同时从第258个元素开始每隔6个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V₅₂,V₅₃}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码(“01971明9花1纪小城1王395109-#0世84”)，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1为{48,49,57,55,49,195,247,57,32,187,168,49,188,205,208,161,179,199,49,205,245,51,57,53,49,48,57,45,35,48,202,192,56,52}，序列P1长度为

然后取外部密钥

C1₀＝62，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列P1中各元素依次进行正向扩散加密，得到正向扩散加密后的数值型序列

为{58,42,102,82,78,232,220,35,79,177,162,88,245,185,232,167,229,165,79,181,228,59,79,67,62,70,63,65,55,95,193,204,91,101}，

再取外部密钥

C2₀＝63，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，得到逆向扩散加密后的数值型序列

为{40,82,168,229,50,64,86,44,38,87,93,36,66,202,220,88,198,201,218,186,175,186,94,240,226,50,97,177,229,88,66,91,95,33}，并将数值型序列

进行数值与字符的转换，得到身份隐藏加密码C＝“(R濞2@V,&W]$B苁X善黑函^怵2a灞XB[_！”；

(6)将垃圾袋身份显示码和身份隐藏加密码进行顺序连接组合，得到垃圾分类码为“江苏省-南通市-崇川区2018-08-11 01(R濞2@V,&W]$B苁X善黑函^怵2a灞XB[_！”，并生成QR Code类型的垃圾分类二维码，中间含有“可回收”绿色垃圾分类引导标志(见图3)。

实施例3

按照上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法，步骤如下：

(1)当某件垃圾袋的身份码编码为S＝“江苏省-南通市-崇卅区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+14+10+6＝53，其中“江苏省-南通市-崇卅区”为省市区，“世纪花城-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“王小明13405709999”为联系人和联系电话，“2018-08-01”为制码日期，“01”为垃圾分类颜色信息(如绿色的可回收垃圾)；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“江苏省-南通市-崇卅区2018-08-01 01”)和身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)，并将身份显示码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列B1为{189,173,203,213,202,161,45,196,207,205,168,202,208,45,179,231,216,166,199,248,32,50,48,49,56,45,48,56,45,48,49,32,48,49}，其中B1的长度为

(3)利用身份显示码对应的MD5值(M＝“96C45AB813EDC997BE5A4DAAA32760FE”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到混沌系统的初值(x₁)、参数(μ)、初始迭代步数(m)和抽取间隔(n₁、n₂、n₃)：

m＝210+50＝260，

n₁＝11+1＝12，

n₂＝4+1＝5，

n₃＝22+1＝23,

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第260个元素开始每隔12个元素取1个，从而形成长度为L+p+1＝27的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}，并从第260个元素开始每隔5个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z₅₂,Z₅₃}，同时从第260个元素开始每隔23个元素取1个，从而形成长度为53的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V₅₂,V₅₃}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y₂₆,Y₂₇}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码(“花1世小18#9-19明9城纪95 134017王00”)，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1为{187,168,49,202,192,208,161,49,56,35,57,45,49,57,195,247,57,179,199,188,205,57,53,32,49,51,52,48,49,55,205,245,48,48}，序列P1长度为

然后取外部密钥

C1₀＝62，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列P1中各元素依次进行正向扩散加密，得到正向扩散加密后的数值型序列

为{190,228,78,182,177,198,171,82,71,78,92,62,88,103,185,162,99,229,222,211,190,97,41,40,87,37,69,102,88,37,177,227,71,49}，

再取外部密钥

C2₀＝63，根据上述具体实施方式中垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，得到逆向扩散加密后的数值型序列

为{53,95,207,203,44,88,104,64,45,39,43,93,86,217,178,209,231,43,248,214,100,59,83,46,94,90,38,197,233,190,232,40,184,234}，并将数值型序列

进行数值与字符的转换，得到身份隐藏加密码C＝“5_讼,Xh@-'+]V操缪+著d；S.^Z&榕杈(旮”；

(6)将垃圾袋身份显示码和身份隐藏加密码进行顺序连接组合，得到垃圾分类码为“江苏省-南通市-崇卅区2018-08-01 015_讼,Xh@-'+]V操缪+著d；S.^Z&榕杈(旮”，并生成QR Code类型的垃圾分类二维码，中间含有“可回收”绿色垃圾分类引导标志(见图4)。

由上述具体实施例1、2和3分析可知，垃圾袋身份码中身份显示码的细微变化会引起垃圾袋身份隐藏加密码(或垃圾分类码)发生很大的变化，由此可见本专利所提一种垃圾分类码生成方法对垃圾袋身份信息中显示部分(即垃圾袋身份显示码)具有敏感性。

实施例4

按照上述垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”，或者“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-11 01”，或者“江苏省-南通市-崇卅区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”)及其垃圾分类码生成步骤分别与具体实施例1、2、3相似，仅原垃圾袋身份信息中的身份隐藏码(“世纪花城-11#1108王小明13405709999”)发生细微变化：“式纪花城-11#1108王小明13405709999”；或“世纪花城-11#1108王大明13405709999”；或“世纪花城-11#1108王小明13405709998”，垃圾分类码的生成结果如表3所示。由下表可知，字符型垃圾袋身份码中身份隐藏码的细微变化会引起垃圾分类码发生很大的变化，由此可见本专利所提一种垃圾分类码生成方法对垃圾袋身份信息中隐藏部分(即垃圾袋身份隐藏码)具有敏感性。

表3垃圾袋身份隐藏码发生微变时，垃圾分类码的生成结果

实施例5

按照上述垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”或者“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-11 01”或者“江苏省-南通市-崇卅区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”)及其垃圾分类码生成步骤分别与具体实施例1、2、3相似，仅原垃圾袋身份信息中的垃圾分类颜色码发生细微变化：“02”；或“03”；或“04”，垃圾分类码的生成结果如表4所示。由下表可知，垃圾袋身份码中垃圾分类颜色码的细微变化会引起垃圾分类码发生很大的变化，由此可见本专利所提一种垃圾分类码生成方法对垃圾袋身份信息中垃圾分类颜色码具有敏感性。

表4垃圾分类颜色码发生微变时，垃圾分类码的生成结果

实施例6

按照上述垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”或者“江苏省-南通市-崇川区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-11 01”或者“江苏省-南通市-崇卅区世纪花城-11#1108王小明13405709999 2018-08-01 01”)及其垃圾分类码生成步骤分别与具体实施例1、2、3相似，仅单个外部密钥发生细微变化：α＝0.123450000000001；或β＝3.750000000000001；或

或C1₀＝63；或

或C2₀＝65，垃圾分类码的生成结果如表5所示。由下表可见：一旦外部密钥发生即使细微变化，即“失之毫厘”，生成的垃圾分类码会“差之千里”，由此可见本专利所提一种垃圾分类码生成方法具有密钥敏感性。

表5外部密钥发生微变时，垃圾分类码的生成结果

由上述具体实施例1-6分析可知，本专利所提一种垃圾分类码生成方法所生成的垃圾分类码不仅与外部密钥密切相关，而且依赖于垃圾袋身份信息(即垃圾袋身份显示码，垃圾袋身份隐藏码)，因此本专利所提的一种垃圾分类码生成方法具有很强的安全性，以保证生成的垃圾分类码具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”。

Claims (8)

1.一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，表示为S₁S₂...S_kS_k+1S_k+2...S_{k+ L}S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+pS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2，其中S₁S₂...S_k为省市区，S_{k+ 1}S_k+2...S_k+L为具体居住地址，S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p为联系人和联系电话，S_k+L+p+1S_{k+L+p+ 2}...S_k+L+p+n为制码日期，S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息，相互用空格间隔，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6；

(2)从垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_{k+L+p+ n}S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2和身份隐藏码S_k+1S_k+2...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p，并将身份显示码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列B1，其中B1的长度为

参数

分别为字符串“S₁S₂...S_k”、“S_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+n”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值M＝"M₁M₂...M₃₁M₃₂"，以及外部密钥α、β，按照如下所示公式分别计算得到混沌系统的初值x₁、参数μ、初始迭代步数m和抽取间隔n₁、n₂、n₃：

其中，bianm(·)为自定义函数；α∈(0,1)，β∈[3.75,4)，从而保证x₁∈(0,1)，μ∈[3.75,4)，m∈[210,262]的整数，n₁∈[1,13]的整数，n₂∈[1,17]的整数，n₃∈[1,23]的整数，可见混沌系统的初值x₁、参数μ、初始迭代步数m和抽取间隔n₁、n₂、n₃不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码变化；

(4)由初值x₁和参数μ，对如下公式所示的Logistic混沌映射进行迭代，k表示迭代次数k＝1,2,...，x_k+1表示第k次迭代得到的混沌信号，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k)

得到混沌序列X＝{x₁,x₂,x₃,...,x_k,...}，从第m个元素开始每隔n₁个元素取1个，从而形成长度为L+p+1的混沌序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}，并从第m个元素开始每隔n₂个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列Z＝{Z₁,Z₂,Z₃,...,Z_2L+2p,Z_2L+2p+1}，同时从第m个元素开始每隔n₃个元素取1个，从而形成长度为2L+2p+1的混沌序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V_2L+2p,V_2L+2p+1}；

(5)将序列Y＝{Y₁,Y₂,Y₃,...,Y_L+p,Y_L+p+1}按升序排序，根据序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对身份隐藏码S_k+1S_k+2...S_k+LS_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p进行置乱，得到置乱后的身份隐藏码，并将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，得到对应的数值型序列P1，其中P1的长度为

参数

分别为置乱后的身份隐藏码对应的原字符串“S_k+1S_{k+ 2}...S_k+L”、“S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p”进行字符与数值转换而得的数值型序列的长度；

然后设定Switch_C1＝0，将数值型序列

中各元素依次进行如下正向扩散加密，

当P1_i＜128时，

当P1_i＞128且Switch_C1＝0时，

Switch_C1＝1，

当P1_i＞128且Switch_C1＝1时，

Switch_C1＝0，

从而得到正向扩散加密后的数值型序列

再设定Switch_C2＝1，将数值型序列

中各元素依次进行如下逆向扩散加密，

当

时，

当

且Switch_C2＝0时，

Switch_C2＝1，

当

且Switch_C2＝1时，

Switch_C2＝0，

从而得到逆向扩散加密后的数值型序列

其中，P1_i为数值型序列P1中第i个元素，

为数值型序列

中第

个元素，

外部密钥

和C1₀为正向扩散加密运算初值，外部密钥

和C2₀为逆向扩散加密运算初值，

并将数值型序列

进行数值与字符的转换，得到对应的字符序列C，即身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_{L+p+f- 1}C_L+p+f)，其中f≥1；

(6)将垃圾袋身份显示码S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2和身份隐藏加密码C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f进行组合，生成垃圾分类码，并得到QR Code类型的带有垃圾分类标志的垃圾分类二维码。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的将垃圾袋身份信息编码生成唯一的垃圾袋身份码，其中垃圾袋身份码包括：数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’和‘#’、空格符号，以及GB2312字符集中双字节编码的6763个汉字。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(2)中所述的将身份显示码进行字符与数值的转换，是指进行unicode2native(·)运算，得到数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’‘#’和空格符号对应的ASCII码，以及GB2312字符集中6763个汉字对应的区位码。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(3)中所述的bianm(·)为自定义函数，自定义的字符与数值型数据对应关系为：‘0’→0；‘1’→1；‘2’→2；‘3’→3；‘4’→4；‘5’→5；‘6’→6；‘7’→7；‘8’→8；‘9’→9；‘A’或‘a’→10；‘B’或‘b’→11；‘C’或‘c’→12；‘D’或‘d’→13；‘E’或‘e’→14；‘F’或‘f’→15。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(5)中所述的将置乱后的身份隐藏码进行字符与数值的转换，是指进行unicode2native(·)运算，得到数字字符‘0’～‘9’、标点符号‘-’‘#’和空格符号对应的ASCII码，以及GB2312字符集中6763个汉字对应的区位码。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(5)中所述的将数值型序列

进行数值与字符的转换，其转换关系表述如下：

设定一个空字符序列C，将数值型序列

中各元素依次进行如下运算

当

时，

首先判断，如果

那么设

然后利用char(·)函数将数值数据

转换为单个ASCII码字符，并添加到字符序列C中，即

当

且

时，

首先判断，如果

那么C＝[C,'p']，并设

然后利用native2unicode(·)函数将数值数据

转换为单个汉字，并添加到字符序列C中，即

其中

为数值型序列

中第i个元素，

7.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(6)中所述的将垃圾袋身份显示码(S₁S₂...S_k S_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2)和身份隐藏加密码(C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f)进行组合，是指采用垃圾袋身份显示码和身份隐藏加密码依次顺序连接的组合方式，即S₁S₂...S_kS_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+nS_k+L+p+n+1S_{k+L+p+n+ 2}C₁C₂...C_LC_L+1C_L+2...C_L+p+f-1C_L+p+f。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(6)中所述的生成垃圾分类码，其中垃圾分类码包括：ASCII码为33～91、93～105对应的字符，以及GB2312字符集中双字节编码的71×94＝6674个汉字。

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