CN109977371A - 一种字符型垃圾分类码的生成方法 - Google Patents

一种字符型垃圾分类码的生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种字符型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字符型垃圾袋身份码；抽取出身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码，并分别转换成数值型数据；利用身份显示码、垃圾分类颜色码信息和外部密钥分别计算得到混沌系统的初值、参数、初始迭代步数、迭代间隔步数以及切换数据，对Logistic混沌映射进行迭代后生成混沌序列；根据切换数据分别选取不同运算，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成带有颜色背景的字符型垃圾分类码。本发明所提字符型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

一种字符型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，特别涉及一种字符型垃圾分类码的生成方法。
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、安全不易破解的字符型垃圾分类码生成方法，生成具有“唯一性和安全性”特点的带有颜色背景的字符型垃圾分类码，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，提供一种字符型垃圾分类码的生成方法，采用自定义对应关系，根据切换数据SW分别选取某种运算：利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对自定义数值型数据与密文字符对应关系表中的密文字符进行置乱，同时进行身份隐藏码转换数据的正向、逆向扩散加密；或者利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对身份隐藏码转换数据进行置乱，然后对置乱数据进行正向、逆向扩散加密；或者直接利用混沌信号对身份隐藏码转换数据进行正向、逆向扩散加密，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成带有颜色背景的字符型垃圾分类码，以此保证所提方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的字符型垃圾分类码具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”。
技术方案：本发明所述的一种字符型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字符型垃圾袋身份码，表示为S1S2…Sk Sk+ 1Sk+2…Sk+L Sk+L+1Sk+L+2…Sk+L+p Sk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+n Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2，其中S1S2…Sk为省市区，Sk+1Sk+2...Sk+L为具体居住地址，Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p为联系人和联系电话，Sk+L+p+ 1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n为制码日期，Sk+L+p+n+1Sk+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)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码S1S2...Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+ 2...Sk+L+p+n、身份隐藏码Sk+1Sk+2...Sk+L Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p和垃圾分类颜色码Sk+L+p+n+ 1Sk+L+p+n+2，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1、B2和B3，再将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1；
(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切换数据SW，混沌系统的初值x1、参数μ、初始迭代步数m1、m2和抽取间隔n1、n2：
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)，
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)，m1∈[210,268]的整数，n1∈[1,15]的整数，m2∈[210,262]的整数，n2∈[1,19]的整数，可见切换数据SW，混沌系统的初值x1、参数μ、初始迭代步数m1、m2和抽取间隔n1、n2不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码和垃圾分类颜色信息变化；
(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,...，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第m1个元素开始每隔n1个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,YLL-1,YLL}，同时从第m2个元素开始每隔n2个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,ZLL-1,ZLL}，其中LL＝max(L+p+1,95)；
(5)根据切换数据SK，选择如下对应运算：
当SK＝0时，将序列Y0＝Y(1:95)＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}按升序排序，根据序列Y0排序前、后的位置变化置乱规则，对自定义的数值型数据与密文字符对应关系表中密文字符进行置乱，得到置乱后的对应关系表，再将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据置乱后的对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
当SK＝1时，将序列Z0＝Z(1:L+p+1)＝{Z1,Z2,Z3,...,ZL+p,ZL+p+1}按升序排序，根据序列Z0排序前、后的位置变化置乱规则，对数值型序列P1进行置乱，得到置乱后的数值型序列PP，再将数值型序列PP中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
当SK＝2时，将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
(6)将垃圾袋身份显示码(S1S2...Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n)、字符型身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)和垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)进行组合，得到带有颜色背景的字符型垃圾分类码。
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字符型垃圾袋身份码，其中字符型垃圾袋身份码包括数字字符‘0’～‘9’、大写字母‘A’～‘Z’、小写字母‘a’～‘z’以及标点符号、运算符号等95种可见字符。
进一步的，步骤(2)中所述的将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1，其中的变换运算为P1＝B2-32。
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)中所述的自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，其对应关系为：0→‘’；1→‘！’；2→‘"’；3→‘#’；4→‘$’；5→‘％’；6→‘&’；7→‘'’；8→‘(’；9→‘)’；10→‘*’；11→‘+’；12→‘,’；13→‘-’；14→‘.’；15→‘/’；16→‘0’；17→‘1’；18→‘2’；19→‘3’；20→‘4’；21→‘5’；22→‘6’；23→‘7’；24→‘8’；25→‘9’；26→‘:’；27→‘；’；28→‘<’；29→‘＝’；30→‘>’；31→‘？’；32→‘@’；33→‘A’；34→‘B’；35→‘C’；36→‘D’；37→‘E’；38→‘F’；39→‘G’；40→‘H’；41→‘I’；42→‘J’；43→‘K’；44→‘L’；45→‘M’；46→‘N’；47→‘O’；48→‘P’；49→‘Q’；50→‘R’；51→‘S’；52→‘T’；53→‘U’；54→‘V’；55→‘W’；56→‘X’；57→‘Y’；58→‘Z’；59→‘[’；60→‘\’；61→‘]’；62→‘^’；63→‘_’；64→‘`’；65→‘a’；66→‘b’；67→‘c’；68→‘d’；69→‘e’；70→‘f’；71→‘g’；72→‘h’；73→‘i’；74→‘j’；75→‘k’；76→‘l’；77→‘m’；78→‘n’；79→‘o’；80→‘p’；81→‘q’；82→‘r’；83→‘s’；84→‘t’；85→‘u’；86→‘v’；87→‘w’；88→‘x’；89→‘y’；90→‘z’；91→‘{’；92→‘|’；93→‘}’；94→‘～’。
进一步的，步骤(6)中所述的将垃圾袋身份显示码(S1S2...Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+n)、字符型身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)和垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)进行组合，是指采用垃圾袋身份显示码、字符型身份隐藏加密码和垃圾分类颜色信息顺序连接的组合方式，即S1S2…Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+nC1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2。
进一步的，步骤(6)中所述的带有颜色背景的字符型垃圾分类码，是指根据垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)生成不同颜色背景的字符型垃圾分类码，当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“01”时，生成的字符型垃圾分类码为绿色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“02”时，生成的字符型垃圾分类码为蓝色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“03”时，生成的字符型垃圾分类码为黄色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“04”时，生成的字符型垃圾分类码为红色背景。
有益效果：本发明采用自定义对应关系(数值型数据与密文字符)，根据切换数据SW分别选取某种运算：利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对自定义数值型数据与密文字符对应关系表中的密文字符进行置乱，同时进行身份隐藏码转换数据的正向、逆向扩散加密；或者利用混沌信号排序前后的位置变化置乱规则对身份隐藏码转换数据进行置乱，然后对置乱数据进行正向、逆向扩散加密；或者直接利用混沌信号对身份隐藏码转换数据进行正向、逆向扩散加密，从而产生身份隐藏加密码，进而组合生成带有颜色背景的字符型垃圾分类码，以保证本发明所提的一种字符型垃圾分类码生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的字符型垃圾分类码具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”。
附图说明
图1为本发明的字符型垃圾分类码生成流程示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种字符型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字符型垃圾袋身份码，表示为S1S2...SkSk+1Sk+2...Sk+L Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p Sk+L+p+1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2，其中S1S2...Sk为省市区，Sk+1Sk+2...Sk+L为具体居住地址(如小区-门牌)，Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p为联系人和联系电话，Sk+L+p+1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n为制码日期，Sk+L+p+n+1Sk+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，其中字符型垃圾袋身份码包括数字字符‘0’～‘9’、大写字母‘A’～‘Z’、小写字母‘a’～‘z’以及标点符号、运算符号等95种可见字符；
(2)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(S1S2...Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+ 2...Sk+L+p+n)、身份隐藏码(Sk+1Sk+2...Sk+L Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p)和垃圾分类颜色码(Sk+L+p+n+ 1Sk+L+p+n+2)，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1、B2和B3，再将数值型序列B2进行P1＝B2-32的变换运算，得到数值型序列P1；
(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切换数据(SW)，混沌系统的初值(x1)、参数(μ)、初始迭代步数(m1、m2)和抽取间隔(n1、n2)：
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)，
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)，m1∈[210,268]的整数，n1∈[1,15]的整数，m2∈[210,262]的整数，n2∈[1,19]的整数，可见切换数据(SW)，混沌系统的初值(x1)、参数(μ)、初始迭代步数(m1、m2)和抽取间隔(n1、n2)不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码和垃圾分类颜色信息变化；
(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,...)，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第m1个元素开始每隔n1个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,YLL-1,YLL}，同时从第m2个元素开始每隔n2个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,ZLL-1,ZLL}，其中LL＝max(L+p+1,95)；
(5)根据切换数据SK，选择如下对应运算：
当SK＝0时，将序列Y0＝Y(1:95)＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}按升序排序，根据序列Y0排序前、后的位置变化置乱规则，对自定义的数值型数据与密文字符对应关系表(见表1)中密文字符进行置乱，得到置乱后的对应关系表，再将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据置乱后的对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
当SK＝1时，将序列Z0＝Z(1:L+p+1)＝{Z1,Z2,Z3,...,ZL+p,ZL+p+1}按升序排序，根据序列Z0排序前、后的位置变化置乱规则，对数值型序列P1进行置乱，得到置乱后的数值型序列PP，再将数值型序列PP中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表(见表1)，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
当SK＝2时，将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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， 从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表(见表1)，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)；
(6)将垃圾袋身份显示码(S1S2...Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+n)、字符型身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)和垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)进行顺序连接组合，即S1S2…Sk Sk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+nC1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2，从而得到带有颜色背景的字符型垃圾分类码，即当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“01”时，生成的字符型垃圾分类码为绿色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“02”时，生成的字符型垃圾分类码为蓝色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“03”时，生成的字符型垃圾分类码为黄色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“04”时，生成的字符型垃圾分类码为红色背景。
表1自定义数值型数据与密文字符对应关系表
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字符型垃圾分类码生成方法，步骤如下：
(1)当某件垃圾袋的字符型身份码编码为S＝“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-01 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+15+10+6＝54，其中“JSS-NTS-CCQ”为省市区，“sjhc-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“WXH-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)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“JSS-NTS-CCQ 2018-08-01”)、身份隐藏码(“sjhc-11#1108WXH-13405709999”)和垃圾分类颜色码(“01”)，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1＝{74,83,83,45,78,84,83,45,67,67,81,32,50,48,49,56,45,48,56,45,48,49}、B2＝{115,106,104,99,45,49,49,35,49,49,48,56,32,87,88,72,45,49,51,52,48,53,55,48,57,57,57,57}和B3＝{48,49}，再将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1＝{83,74,72,67,13,17,17,3,17,17,16,24,0,55,56,40,13,17,19,20,16,21,23,16,25,25,25,25}；
(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值(M＝“F8293217FF23F5A1A080A5E2476E5979”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到切换数据(SW)，混沌系统的初值(x1)、参数(μ)、初始迭代步数(m1、m2)和抽取间隔(n1、n2)分别为
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)＝mod(223+1316,3)＝0，
m1＝210+30＝240，
n1＝0+0+1＝1，
m2＝210+14＝224，
n2＝9+0+1＝10，
(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，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第240个元素开始每隔1个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}，同时从第224个元素开始每隔10个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,Z94,Z95}；
(5)由于SK＝0，将序列Y0＝Y(1:95)按升序排序，根据序列Y0排序前、后的位置变化置乱规则，对自定义的数值型数据与密文字符对应关系表中密文字符进行置乱，得到置乱后的对应关系表(见表2)，然后取外部密钥C10＝32、和C20＝33，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式进行扩散加密，得到扩散加密后的数值型序列C2＝{81,28,26,13,75,78,34,18,41,18,70,16,63,11,80,71,13,55,6,78,54,3,2,63,31,84,2,88}，再根据置乱后的对应关系表(见表2)，得到字符型身份隐藏加密码C＝“]Mp^8P7wbw(Qyt`6^YP,B＝y5#＝X”；
表2置乱后的数值型数据与密文字符对应关系表
(6)将垃圾袋身份显示码、字符型身份隐藏加密码和垃圾分类颜色信息进行顺序连接组合，得到字符型垃圾分类码为“JSS-NTS-CCQ 2018-08-01]Mp^8P7wbw(Qyt`6^YP,B＝y5#＝X01”，背景颜色为绿色。
由此可见，此方法生成的字符型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，同时字符型垃圾分类码具有“唯一性”。
实施例2
按照上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法，步骤如下：
(1)当某件垃圾袋的字符型身份码编码为S＝“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-02 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+15+10+6＝54，其中“JSS-NTS-CCQ”为省市区，“sjhc-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“WXH-13405709999”为联系人和联系电话，“2018-08-02”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)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“JSS-NTS-CCQ 2018-08-02”)、身份隐藏码(“sjhc-11#1108WXH-13405709999”)和垃圾分类颜色码(“01”)，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1＝{74,83,83,45,78,84,83,45,67,67,81,32,50,48,49,56,45,48,56,45,48,50}、B2＝{115,106,104,99,45,49,49,35,49,49,48,56,32,87,88,72,45,49,51,52,48,53,55,48,57,57,57,57}和B3＝{48,49}，再将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1＝{83,74,72,67,13,17,17,3,17,17,16,24,0,55,56,40,13,17,19,20,16,21,23,16,25,25,25,25}；
(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值(M＝“6B4D4202C40AFFE77E003B5475DB14DF”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到切换数据(SW)，混沌系统的初值(x1)、参数(μ)、初始迭代步数(m1、m2)和抽取间隔(n1、n2)分别为
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)＝mod(232+1317,3)＝1，
m1＝210+55＝265，
n1＝4+1+1＝6，
m2＝210+51＝261，
n2＝13+1+1＝15，
(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，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第265个元素开始每隔6个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}，同时从第261个元素开始每隔15个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,Z94,Z95}；
(5)由于SK＝1，将序列Z0＝Z(1:L+p+1)按升序排序，根据序列Z0排序前、后的位置变化置乱规则，对数值型序列P1进行置乱，得到置乱后的数值型序列PP＝{40,25,25,25,16,19,17,17,13,20,13,17,72,21,67,23,16,16,24,17,83,55,3,17,0,56,25,74}，然后取外部密钥C10＝32、和C20＝33，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式进行扩散加密，得到扩散加密后的数值型序列C2＝{91,71,64,44,17,9,54,11,73,37,30,82,86,18,27,71,90,65,65,86,64,69,63,17,79,71,84,10}，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表(见表1)，得到字符型身份隐藏加密码C＝“{g`L1)V+iE>rv2；gzaav`e_1ogt*”；
(6)将垃圾袋身份显示码、字符型身份隐藏加密码和垃圾分类颜色信息进行顺序连接组合，得到字符型垃圾分类码为“JSS-NTS-CCQ 2018-08-02{g`L1)V+iE>rv2；gzaav`e_1ogt*01”，背景颜色为绿色。
实施例3
按照上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法，步骤如下：
(1)当某件垃圾袋的字符型身份码编码为S＝“JSS-NTS-CCR sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-01 01”，长度k+L+p+n+6＝11+12+15+10+6＝54，其中“JSS-NTS-CCR”为省市区，“sjhc-11#1108”为具体居住地址(如小区-门牌)，“WXH-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)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码(“JSS-NTS-CCR 2018-08-01”)、身份隐藏码(“sjhc-11#1108WXH-13405709999”)和垃圾分类颜色码(“01”)，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1＝{74,83,83,45,78,84,83,45,67,67,82,32,50,48,49,56,45,48,56,45,48,49}、B2＝{115,106,104,99,45,49,49,35,49,49,48,56,32,87,88,72,45,49,51,52,48,53,55,48,57,57,57,57}和B3＝{48,49}，再将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1＝{83,74,72,67,13,17,17,3,17,17,16,24,0,55,56,40,13,17,19,20,16,21,23,16,25,25,25,25}；
(3)利用垃圾袋身份码中身份显示码对应的MD5值(M＝“5E2EBDBEA7EB358C099AA5093B9FF523”)，以及外部密钥(α＝0.12345、β＝3.75)，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(3)中公式进行计算，得到切换数据(SW)，混沌系统的初值(x1)、参数(μ)、初始迭代步数(m1、m2)和抽取间隔(n1、n2)分别为
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)＝mod(269+1317,3)＝2，
m1＝210+18＝228，
n1＝8+2+1＝11，
m2＝210+32＝242，
n2＝1+2+1＝4，
(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，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第228个元素开始每隔11个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}，同时从第242个元素开始每隔4个元素取1个，从而形成长度为95的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,Z94,Z95}；
(5)由于SK＝2，取外部密钥C10＝32、和C20＝33，根据上述具体实施方式中字符型垃圾分类码生成方法步骤(5)中公式进行扩散加密，得到扩散加密后的数值型序列C2＝{7,62,23,93,52,32,56,61,44,11,80,10,21,49,44,52,58,35,84,93,89,76,22,64,56,5,37,9}，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表(见表1)，得到字符型身份隐藏加密码C＝“'^7}T@X]L+p*5QLTZCt}yl6`X％E)”；
(6)将垃圾袋身份显示码、字符型身份隐藏加密码和垃圾分类颜色信息进行顺序连接组合，得到字符型垃圾分类码为“JSS-NTS-CCR2018-08-01'^7}T@X]L+p*5QLTZCt}yl6`X％E)01”，背景颜色为绿色。
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字符型垃圾分类码发生很大的变化，由此可见本专利所提一种字符型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
按照上述字符型垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-01 01”，或者“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-02 01”，或者“JSS-NTS-CCR sjhc-11#1108 WXH-134057099992018-08-01 01”)及其字符型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(“sjhc-11#1108WXH-13405709999”)发生细微变化：“cjhc-11#1108WXH-13405709999”；或“sjhc-11#1107WXH-13405709999”；或“sjhc-11#1108WXH-13405709997”，字符型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字符型垃圾分类码发生很大的变化，由此可见本专利所提一种字符型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，字符型垃圾分类码的生成结果
实施例5
按照上述字符型垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-0101”，或者“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-0201”，或者“JSS-NTS-CCR sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-0101”)及其字符型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”，字符型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字符型垃圾分类码发生很大的变化，由此可见本专利所提一种字符型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，字符型垃圾分类码的生成结果
实施例6
按照上述字符型垃圾分类码的生成方法，垃圾袋身份码(“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-01 01”，或者“JSS-NTS-CCQ sjhc-11#1108 WXH-13405709999 2018-08-02 01”，或者“JSS-NTS-CCR sjhc-11#1108 WXH-134057099992018-08-01 01”)及其字符型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＝33；或或C20＝34，字符型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”，生成的字符型垃圾分类码会“差之千里”，由此可见本专利所提一种字符型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，字符型垃圾分类码的生成结果
由上述具体实施例1-6分析可知，本专利所提一种字符型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，垃圾分类颜色码)，因此本专利所提的一种字符型垃圾分类码生成方法具有很强的安全性，以保证生成的字符型垃圾分类码具有“唯一性、安全性和垃圾分类引导性”。

Claims (7)

1.一种字符型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字符型垃圾袋身份码，表示为S1S2...SkSk+ 1Sk+2...Sk+LSk+L+1Sk+L+2...Sk+L+pSk+L+p+1Sk+L+p+2...Sk+L+p+nSk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2，其中S1S2...Sk为省市区，Sk+1Sk+2...Sk+L为具体居住地址，Sk+L+1Sk+L+2...Sk+L+p为联系人和联系电话，Sk+L+p+ 1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n为制码日期，Sk+L+p+n+1Sk+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)从字符型垃圾袋身份码中分别抽取出身份显示码S1S2...SkSk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+n、身份隐藏码Sk+1Sk+2…Sk+LSk+L+1Sk+L+2…Sk+L+p和垃圾分类颜色码Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2，并将身份显示码、身份隐藏码和垃圾分类颜色码分别进行ASCII码转换，得到对应的数值型序列B1、B2和B3，再将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1；
(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切换数据SW，混沌系统的初值x1、参数μ、初始迭代步数m1、m2和抽取间隔n1、n2：
SW＝mod(sum(bianm(M))+sum(B1),3)，
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)，m1∈[210,268]的整数，n1∈[1,15]的整数，m2∈[210,262]的整数，n2∈[1,19]的整数，可见切换数据SW，混沌系统的初值x1、参数μ、初始迭代步数m1、m2和抽取间隔n1、n2不仅与外部密钥α、β有关，而且会随着垃圾袋身份显示码和垃圾分类颜色信息变化；
(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,...，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌序列X＝{x1,x2,x3,...,xk,...}，从第m1个元素开始每隔n1个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Y＝{Y1,Y2,Y3,...,YLL-1,YLL}，同时从第m2个元素开始每隔n2个元素取1个，从而形成长度为LL的混沌序列Z＝{Z1,Z2,Z3,...,ZLL-1,ZLL}，其中LL＝max(L+p+1,95)；
(5)根据切换数据SK，选择如下对应运算：
当SK＝0时，将序列Y0＝Y(1:95)＝{Y1,Y2,Y3,...,Y94,Y95}按升序排序，根据序列Y0排序前、后的位置变化置乱规则，对自定义的数值型数据与密文字符对应关系表中密文字符进行置乱，得到置乱后的对应关系表，再将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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，k∈[1,L+p+1]，从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据置乱后的对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)；
当SK＝1时，将序列Z0＝Z(1:L+p+1)＝{Z1,Z2,Z3,...,ZL+p,ZL+p+1}按升序排序，根据序列Z0排序前、后的位置变化置乱规则，对数值型序列P1进行置乱，得到置乱后的数值型序列PP，再将数值型序列PP中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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，k∈[1,L+p+1]，从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)；
当SK＝2时，将数值型序列P1中各元素依次进行如下公式所示的扩散加密，
其中，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，k∈[1,L+p+1]，从而得到扩散加密后的数值型序列C2，再根据自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，将数值序列C2转化成密文字符序列C，即与垃圾袋身份隐藏码长度相等的身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)；
(6)将垃圾袋身份显示码(S1S2...SkSk+L+p+1Sk+L+p+2...Sk+L+p+n)、字符型身份隐藏加密码(C1C2...CLCL+1CL+2...CL+pCL+p+1)和垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)进行组合，得到带有颜色背景的字符型垃圾分类码。
2.根据权利要求1所述的一种字符型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字符型垃圾袋身份码，其中字符型垃圾袋身份码包括数字字符‘0’～‘9’、大写字母‘A’～‘Z’、小写字母‘a’～‘z’以及标点符号、运算符号等95种可见字符。
3.根据权利要求1所述的一种字符型垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(2)中所述的将数值型序列B2进行变换运算得到数值型序列P1，其中的变换运算为P1＝B2-32。
4.根据权利要求1所述的一种字符型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所述的一种字符型垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(5)中所述的自定义的数值型数据与密文字符对应关系表，其对应关系为：0→‘’；1→‘！’；2→‘"’；3→‘#’；4→‘$’；5→‘％’；6→‘&’；7→‘'’；8→‘(’；9→‘)’；10→‘*’；11→‘+’；12→‘,’；13→‘-’；14→‘.’；15→‘/’；16→‘0’；17→‘1’；18→‘2’；19→‘3’；20→‘4’；21→‘5’；22→‘6’；23→‘7’；24→‘8’；25→‘9’；26→‘:’；27→‘；’；28→‘<’；29→‘＝’；30→‘>’；31→‘？’；32→‘@’；33→‘A’；34→‘B’；35→‘C’；36→‘D’；37→‘E’；38→‘F’；39→‘G’；40→‘H’；41→‘I’；42→‘J’；43→‘K’；44→‘L’；45→‘M’；46→‘N’；47→‘O’；48→‘P’；49→‘Q’；50→‘R’；51→‘S’；52→‘T’；53→‘U’；54→‘V’；55→‘W’；56→‘X’；57→‘Y’；58→‘Z’；59→‘[’；60→‘\’；61→‘]’；62→‘^’；63→‘_’；64→‘`’；65→‘a’；66→‘b’；67→‘c’；68→‘d’；69→‘e’；70→‘f’；71→‘g’；72→‘h’；73→‘i’；74→‘j’；75→‘k’；76→‘l’；77→‘m’；78→‘n’；79→‘o’；80→‘p’；81→‘q’；82→‘r’；83→‘s’；84→‘t’；85→‘u’；86→‘v’；87→‘w’；88→‘x’；89→‘y’；90→‘z’；91→‘{’；92→‘|’；93→‘}’；94→‘～’。
6.根据权利要求1所述的一种字符型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…SkSk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+n)、字符型身份隐藏加密码(C1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1)和垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)进行组合，是指采用垃圾袋身份显示码、字符型身份隐藏加密码和垃圾分类颜色信息顺序连接的组合方式，即S1S2…SkSk+L+p+1Sk+L+p+2…Sk+L+p+nC1C2…CLCL+1CL+2…CL+pCL+p+1Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2。
7.根据权利要求1所述的一种字符型垃圾分类码的生成方法，其特征在于：步骤(6)中所述的带有颜色背景的字符型垃圾分类码，是指根据垃圾分类颜色信息(Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2)生成不同颜色背景的字符型垃圾分类码，当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“01”时，生成的字符型垃圾分类码为绿色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“02”时，生成的字符型垃圾分类码为蓝色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“03”时，生成的字符型垃圾分类码为黄色背景；当Sk+L+p+n+1Sk+L+p+n+2＝“04”时，生成的字符型垃圾分类码为红色背景。
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