CN115883109A - 一种航空系统的数据压缩加密方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空系统的数据压缩加密方法及系统，涉及数据处理技术领域，该方法包括：获取每个用户的出行数据以及字符串；对每个用户构建多个不同的字符矩阵；获取每个字符矩阵的冗余度得到最佳字符矩阵；获取用户在最佳字符矩阵中字符串的每种字符组合的频率；利用用户的字符串中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数进行霍夫曼编码得到压缩数据；利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。本发明在提高加密数据的安全性的同时保证了加密数据的传输速率。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种航空系统的数据压缩加密方法及系统。
背景技术
航空公司已成网络攻击的热门目标。所以，航空公司的数据安全十分重要。
航空公司为了增加航空系统中用户数据的安全性，常用的方法是对同一组数据进行多次复杂的加密，但是多次复杂加密后，会使得加密数据文件过大；由于航空公司经常需要与政府、信用卡公司、行李托运部门、维护人员交换用户数据，加密后的每个用户的加密数据过大，会导致在与各个部门和公司之间进行数据交互时速度下降，导致用户在进行交易、托运时速度下降；所以需要在加强数据库安全等级的同时，还需要对加密数据的占用空间进行限制，进而保证数据交互时的速率。
发明内容
本发明提供一种航空系统的数据压缩加密方法及系统，以解决现有的航空系统中用户的加密数据过大导致交互速度降低的问题。
本发明的一种航空系统的数据压缩加密方法，采用如下技术方案：
获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串；
对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；
利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵；
利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据；
利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；
对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
进一步，对每个用户构建多个不同的字符矩阵的步骤包括：
利用三维空间坐标表示第n个字符矩阵中的字符组合；
对用户构建第一个字符矩阵，利用三维空间X坐标表示一个字符，Y、Z不取值，则第一个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第二个字符矩阵，利用三维空间X、Y坐标分别表示一个字符，Z不取值，则第二个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第三个字符矩阵，利用三维空间X、Y、Z坐标分别表示一个字符，则第三个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第三个字符矩阵，利用三维空间坐标表示两个字符，Y、Z坐标分别表示一个字符；
类比得到每个用户的多个不同的字符矩阵。
进一步，字符矩阵中元素的形式为【字符组合，字符组合在所有字符组合中的数量】。
进一步，得到每个字符矩阵的冗余度的公式为：
其中，
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表示双曲正切函数。
进一步，对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据的方法为：
将用户的出行数据中汉字和符号按出现次数从小到大的顺序，从下往上构建霍夫曼树；
汉字和符号编码结束后，按照字符串中字符组合频率从小到大的顺序继续构建霍夫曼树，完成对用户的出行数据的霍夫曼编码，得到用户的出行数据的压缩数据。
进一步，得到每个用户的加密数据的步骤包括：
获取所有用户的压缩数据的比特长度总和，与航空系统原有的编码方式压缩后所有用户的压缩数据的比特长度总和的差值；
将差值作为航空系统常规加密时选取的密钥长度的可增加长度，得到目标密钥长度；利用航空系统常规的加密算法对每个用户的压缩数据进行加密，加密时选取的密钥长度为目标密钥长度，得到每个用户的出行数据的加密数据。
进一步，获取最佳字符矩阵中每种字符组合的频率的步骤包括：
获取最佳字符矩阵中每种字符组合的数量；
利用最佳字符矩阵中每种字符组合的数量与所有的字符组合数量的比值得到字符串中每种字符组合的频率。
进一步，字符串中的每个字符在组成字符组合时，只利用一次。
一种航空系统的数据压缩加密系统，包括：
数据采集单元，用于获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串；
数据分析单元，用于对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；
利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵；
利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据；
数据加密单元，用于利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
本发明的有益效果是：本发明的一种航空系统的数据压缩加密方法及系统，通过引用图像处理领域的灰度共生矩阵算法思想建立字符矩阵，将用户的字符串中的字符用三维空间的坐标表示，利用三维空间的坐标和每个坐标对应的字符组合在所有字符组合中出现的数量得到用户的字符矩阵；不同的字符组合长度得到不同的字符矩阵；选取所有字符矩阵中最大冗余度对应的最佳字符矩阵进行霍夫曼编码，能够最大程度的压缩用户的字符串中的冗余度，提高了压缩率，使得编码长度减小，即压缩数据的长度减小；通过获取压缩数据的长度与原有的压缩数据长度的差值得到目标密钥长度，利用目标密钥长度对压缩数据加密得到加密数据，即通过减小压缩数据的长度，能够在尽可能减小加密数据的同时，为加密时的密钥长度提供可增加长度，增大加密强度，使得加密后的加密数据更安全，且能够保证加密数据的传输速率；并且本发明还对每个用户的加密数据设置随机口令，获取随机口令和加密数据库登入密码的哈希值，即对加密数据进行了二次加密，使得数据更安全。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种航空系统的数据压缩加密方法的实施例总体步骤的流程图；
图2为三维空间的示意图。
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。
本发明的一种航空系统的数据压缩加密方法的实施例，如图1所示，该方法包括：
S1、获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串。
具体的，通过航空公司后台服务器导出同一批用户的所有出行数据，同一批用户指同一航班的乘客，将用户的出行数据按固定的格式、顺序导出，用户的所有出行数据中，包括电子邮件地址、电话号码、会员号码、姓名、预订号、行程、航班号、航班时间、座位号。用户的出行数据由数字、字母、汉字和符号组合而成，其中汉字和符号出现极少，数字和字母的占比较大，其中，数字和字母的种类共10+26+26=62个，10个即0-9的数字字符，26为26个英文字符，包括大写字母和小写字母，因此根据用户的出行数据中的数字和字母组成用户出行数据的字符串，字符串中不包括汉字和符号。
S2、对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成。
由于加密后的数据长度总是会变大，因此在加密之前需要先对数据进行编码压缩，在压缩后的数据基础上进行加密可以使数据安全性更高，且可以一定程度上降低数据加密后的空间占用大小，常规通过计算所有数据中每种字符出现的频率，即字符的冗余度来对数据进行编码压缩，如果以单个字符的出现频率计算其冗余度，可能会由于字符类型较多，单个字符得到的冗余度较小，导致数据的压缩程度不理想。
例如“1998120919981209”，若以单个字符组作为数据标签的话，则有（0、1、2、8、9），5个数据标签，但显然8位字符组作为数据标签的话，则仅有（19981209）1个数据标签，那么后者的压缩率显然更高。因此，需要自适应得到最佳长度的字符作为数据标签提高数据的压缩程度。
基于图像处理领域的灰度共生矩阵算法，将数据遍历的步长设置为1，获取用户的字符串中连续两个字符组成的字符组合在对应的字符串中出现的次数，就可以在二维共生矩阵中得到字符串中所有两个连续字符的组合。那么连续三个字符的组合在二维共生矩阵的基础上增加一条轴线即可，单个字符只需要将二维共生矩阵去掉一条轴线即可。
具体的，对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；字符矩阵中连续字符组成的字符组合通过三维空间坐标表示。
构建三维空间，若X、Y、Z轴上的坐标均仅表示一个字符，则X、Y、Z轴上的坐标表示的数据均为62个字符，即10个数字、26个大写英文字母、26个小写英文字母；若X、Y、Z轴上的坐标分别需要表示两个字符，则X、Y、Z轴上的坐标表示的数据均为62个字符的两两组合，本方案中不存在一个轴上的坐标表示三个以上的字符，因为会导致建立的三维空间过大，计算量过大。
对用户构建第一个字符矩阵，利用三维空间X坐标表示一个字符，Y、Z不取值，所以第一个字符矩阵中的字符组合为单个字符，获取三维空间中每个坐标对应的字符组合在对应的字符串中出现的次数，即在字符串中的数量；第一个字符矩阵中每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成，字符矩阵中每个元素的具体形式为【字符组合，字符组合在所有字符组合中的数量】。
对用户构建第二个字符矩阵，利用三维空间X、Y坐标分别表示一个字符，Z不取值，则三维空间的坐标可以表示字符串中所有连续两个字符的字符组合，第二个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成。
对用户构建第三个字符矩阵，利用三维空间X、Y、Z坐标分别表示一个字符，则三维空间的坐标可以表示字符串中所有连续三个字符的字符组合，第三个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成。
如图2所示，为三维空间的示意图，图2中，只有X、Y连线的坐标为第二个字符矩阵对应的三维空间坐标，即连续两个字符组成的字符组合，如57的字符组合的数量为4，64的字符组合的数量为3，所以分别在第二个字符矩阵中对应的元素表示为【57，4】和【64，3】；存在X、Y、Z连线的坐标为第三个字符矩阵对应的三维空间坐标，即连续三个字符组成的字符组合，如966的字符组合在对应的字符串中的数量为1，所以在第三个字符矩阵中该元素表示为【966，1】。
类比得到每个用户的多个不同的字符矩阵，对用户构建第四个字符矩阵，利用三维空间X表示两个字符，Y、Z坐标分别表示一个字符，则三维空间的坐标可以表示字符串中所有连续四个字符的字符组合；对用户构建第五个字符矩阵，利用三维空间X、Y分别表示两个字符，Z坐标表示一个字符，则三维空间的坐标可以表示字符串中所有连续五个字符的字符组合；对用户构建第四个字符矩阵，利用三维空间X表示两个字符，X、Y、Z坐标分别表示两个字符，则三维空间的坐标可以表示字符串中所有连续六个字符的字符组合，本方案中n小于等于6。
若构建每种字符矩阵时，用户的字符串中最后几个字符长度不够组成一个字符组合，则构建字符矩阵，以及后续计算冗余度时，对剩余的无法组成字符组合的几个字符不做处理，只需分析能够组成字符组合的所有字符。并且字符串中的每个字符在组成字符组合时，只利用一次。
至此，得到了每个用户的6个不同的字符矩阵。
S3、利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵。
具体的，根据下式计算用户的每个字符矩阵的冗余度：
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表示双曲正切函数，利用双曲正切函数对每种字符组合的数量均值进行归一化；再利用欧几里得公式对这三个指标进行整合，得到用户的字符矩阵的冗余度。
利用该公式获取每个用户的每个字符矩阵的冗余度，将每个用户得到的最大冗余度对应的字符矩阵作为对应的用户的最佳字符矩阵，因为冗余度越大表示可压缩程度越大，压缩得到的字符串越短。每个用户能够得到一个最佳字符矩阵。
S4、利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据。
具体的，获取用户在最佳字符矩阵中每种字符组合的数量；利用最佳字符矩阵中每种字符组合的数量与所有的字符组合数量的比值得到字符串中每种字符组合的频率。具体得到用户在最佳字符矩阵中每种字符组合的频率的公式为：
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表示用户在最佳字符矩阵中字符组合的种类数量。
将用户在最佳字符矩阵中每种字符组合按照频率从小到大排序，并且将用户的出行数据中的汉字和符号按照出现的次数从小到大排列，将每个用户的出行数据中出现次数最少的汉字或符号作为霍夫曼编码的起始点，若出现次数相同，则按照在出行数据中出现的先后顺序，将汉字和符号从霍夫曼树的底部向上编码，汉字和符号编码结束后，选取最小频率的字符组合继续进行霍夫曼编码，按照字符组合的频率从小到大的顺序，从下往上构建霍夫曼树，使得最小频率的字符组合的编码长度最长，最大频率的字符组合编码长度越短，则最大频率的字符进行传输时，传输速度越快，且不容易丢失，至此，完成对用户的出行数据中汉字、符号以及字符串的霍夫曼编码，得到用户的出行数据的压缩数据。
同理得到所有用户的出行数据的压缩数据。
S5、利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据。
加密的强度主要取决密钥的复杂程度，即密钥的长度，提高加密强度在不改变加密算法的情况下则需要扩大密钥长度。而密钥长度越长则会导致得到加密数据占用空间越大，所以为了尽可能减小加密数据的占用空间，保证加密数据的传输速率，本方案通过自适应获取最佳字符矩阵对应的字符组合，减小了压缩后压缩数据的比特长度。
具体的，获取所有用户的压缩数据的比特长度总和，与航空系统原有的编码方式压缩后所有用户的压缩数据的比特长度总和的差值，将差值作为常规加密时选取的密钥长度的可增加长度，得到目标密钥长度。
利用现有的Blowfish分组加密算法对每个用户的压缩数据进行加密，加密时选取的密钥长度为目标密钥长度，得到用户的出行数据的加密数据。
S6、对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
得到每个用户的加密数据后，利用密钥进行解密即可得到每个用户的信息，所以拥有密钥、或数据库最高权限的人，能够得到所有用户的信息，一旦权限被攻破则会直接导致航空公司数据库全部泄漏，造成损失。
因此，利用哈希单向加密算法对用户的加密数据的查阅权限进行限制。
需要说明的是，哈希值转换仅用于航天系统内部的存储验证，部门之间、公司之间进行数据传输时，传输的是每个用户的加密数据。
具体的，利用手机端APP弹窗的方式让每个用户对自己的加密数据设置一个随机口令，航空公司将所有用户的加密数据的随机口令存储至离线服务器中，不对任何人公开。
对每个用户的加密数据和加密数据库登入密码进行哈希转换，哈希转换时每个用户的加密数据都是按照“加密数据库登入密码+口令码”的格式进行转换得到每个用户的哈希值。
航空公司查阅加密数据库时需要启用离线服务器，查阅每一个用户的出行数据时，需要输入该用户的哈希值，得到该用户的加密数据，然后通过加密时的密钥对加密数据解密（Blowfish加密算法为现有的加密算法，解密方法为现有技术，在此不作赘述），得到用户的出行数据。
本方案中，每个用户的出行数据都是独立加密得到加密数据，并且由用户自身设置口令码，得到口令码和加密数据库登入密码的哈希值，即使攻击者破解了数据库的登入密码，没有口令码和加密数据库登入密码的哈希值也得不到用户的加密数据，无法进一步对加密数据进行破解。即使用穷举法破解，每一个用户的加密数据和口令码对应的哈希值都是独立的，因此无法批量破解加密数据库中的用户的出行数据。
一种航空系统的数据压缩加密系统，包括：数据采集单元、数据分析单元、数据加密单元。
数据采集单元，用于获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串。
数据分析单元，用于对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵；利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据。
数据加密单元，用于利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
综上所述，本发明提供一种航空系统的数据压缩加密方法及系统，通过引用图像处理领域的灰度共生矩阵算法思想建立字符矩阵，将用户的字符串中的字符用三维空间的坐标表示，利用三维空间的坐标和每个坐标对应的字符组合在所有字符组合中出现的数量得到用户的字符矩阵；不同的字符组合长度得到不同的字符矩阵；选取所有字符矩阵中最大冗余度对应的最佳字符矩阵进行霍夫曼编码，能够最大程度的压缩用户的字符串中的冗余度，提高了压缩率，使得编码长度减小，即压缩数据的长度减小；通过获取压缩数据的长度与原有的压缩数据长度的差值得到目标密钥长度，利用目标密钥长度对压缩数据加密得到加密数据，即通过减小压缩数据的长度，能够在尽可能减小加密数据的同时，为加密时的密钥长度提供可增加长度，增大加密强度，使得加密后的加密数据更安全，且保证加密数据的传输速率；并且本发明还对每个用户的加密数据设置随机口令，获取随机口令和加密数据库登入密码的哈希值，即对加密数据进行了二次加密，使得数据更安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于：
获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串；
对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；
利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵；
利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据；
利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；
对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
2.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，对每个用户构建多个不同的字符矩阵的步骤包括：
利用三维空间坐标表示第n个字符矩阵中的字符组合；
对用户构建第一个字符矩阵，利用三维空间X坐标表示一个字符，Y、Z不取值，则第一个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第二个字符矩阵，利用三维空间X、Y坐标分别表示一个字符，Z不取值，则第二个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第三个字符矩阵，利用三维空间X、Y、Z坐标分别表示一个字符，则第三个字符矩阵的每个元素由对应的三维空间的坐标，以及坐标对应的字符组合的数量组成；
对用户构建第三个字符矩阵，利用三维空间坐标表示两个字符，Y、Z坐标分别表示一个字符；
类比得到每个用户的多个不同的字符矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，字符矩阵中元素的形式为【字符组合，字符组合在所有字符组合中的数量】。
4.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，得到每个字符矩阵的冗余度的公式为：
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表示双曲正切函数。
5.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据的方法为：
将用户的出行数据中汉字和符号按出现次数从小到大的顺序，从下往上构建霍夫曼树；
汉字和符号编码结束后，按照字符串中字符组合频率从小到大的顺序继续构建霍夫曼树，完成对用户的出行数据的霍夫曼编码，得到用户的出行数据的压缩数据。
6.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，得到每个用户的加密数据的步骤包括：
获取所有用户的压缩数据的比特长度总和，与航空系统原有的编码方式压缩后所有用户的压缩数据的比特长度总和的差值；
将差值作为航空系统常规加密时选取的密钥长度的可增加长度，得到目标密钥长度；利用航空系统常规的加密算法对每个用户的压缩数据进行加密，加密时选取的密钥长度为目标密钥长度，得到每个用户的出行数据的加密数据。
7.根据权利要求1所述的一种航空系统的数据压缩加密方法，其特征在于，字符串中的每个字符在组成字符组合时，只利用一次。
8.一种航空系统的数据压缩加密系统，包括，数据采集单元，数据分析单元，数据加密单元，其特征在于：
数据采集单元，用于获取每个用户的出行数据，利用每个用户的出行数据中的数字和字母组成用户的字符串；
数据分析单元，用于对每个用户构建多个不同的字符矩阵，第n个字符矩阵中的每个元素由用户的字符串中连续n个字符组成的字符组合，以及每种字符组合在所有字符组合中的数量组成；
利用每个字符矩阵中，字符组合的种类数量、每种字符组合在所有字符组合中的数量、所有字符组合的数量得到每个字符矩阵的冗余度；将最大冗余度对应的字符矩阵作为最佳字符矩阵；
利用最佳字符矩阵中每种字符组合的频率，以及用户的出行数据中汉字和符号的出现次数对用户的出行数据进行霍夫曼编码得到压缩数据；
数据加密单元，用于利用每个用户的压缩数据的长度确定密钥长度对压缩数据进行加密得到每个用户的加密数据；对每个用户的加密数据设置随机口令并存储在离线服务器中，对每个用户的随机口令和加密数据库的登入密码进行哈希转化得到每个用户的加密数据哈希值。
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