基于混沌序列的加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)方法

宋 煜,劉艷超,呂忠闖

（湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司武漢卷煙廠(chǎng)，湖北 武漢 430040）

1 引言

因?yàn)橛?jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，由此出現(xiàn)了海量的加權(quán)異構(gòu)信息，這些信息涉及到個(gè)人隱私等內(nèi)容，保證其安全性至關(guān)重要，因此有必要實(shí)現(xiàn)對(duì)其加密存儲(chǔ)安全進(jìn)行研究。目前不少學(xué)者已對(duì)此進(jìn)行了研究，例如岳少博等人[1]為滿(mǎn)足云信息的存儲(chǔ)安全性，實(shí)現(xiàn)加密信息設(shè)計(jì)，提出了云信息的存儲(chǔ)加密算法。通過(guò)對(duì)云存儲(chǔ)信息進(jìn)行加密的數(shù)據(jù)分布，建立分布結(jié)構(gòu)模型，在同類(lèi)數(shù)據(jù)的融合下，來(lái)處理云信息的模糊類(lèi)聚處理，通過(guò)云信息的加密法，再以模糊C 均值聚類(lèi)法的基礎(chǔ)上，優(yōu)化云信息的加密存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，以分段取得加密密鑰；陳貴平等人[2]還提出了用戶(hù)信息的存儲(chǔ)多重加密方法，在超帶寬的基礎(chǔ)上，利用混沌映射法來(lái)加強(qiáng)用戶(hù)信息的防裂保護(hù)殼，形成大數(shù)據(jù)下用戶(hù)信息的多重加密的格局，并采用超帶寬加密儲(chǔ)存技術(shù)增加存儲(chǔ)信息的抗擊能力，使用戶(hù)的信息更加安全。盡管以上學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，但上述方法存在加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)效率、隱藏度及準(zhǔn)確度過(guò)低等問(wèn)題，針對(duì)上述方法存在的問(wèn)題，本文提出將混沌序列應(yīng)用到了加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)中，保證加權(quán)異構(gòu)信息的安全性。

2 加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)方法設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)定用戶(hù)權(quán)限列表

為提升加權(quán)異構(gòu)信息的加密存儲(chǔ)性能，在設(shè)計(jì)加權(quán)異構(gòu)信息的加密存儲(chǔ)方法時(shí)，先利用混沌序列獲取加權(quán)異構(gòu)信息的初始密鑰，將加密后的信息輸出，設(shè)置每一名用戶(hù)的屬性，得到用戶(hù)的權(quán)限控制結(jié)構(gòu)。

將M個(gè)乘法循環(huán)群元素{s1，s2，…，sM}∈G與屬性集進(jìn)行并聯(lián)，在并聯(lián)集合中隨機(jī)選取兩個(gè)指數(shù){a，b}，計(jì)算加權(quán)異構(gòu)信息的初始密鑰，表示為：

其中，dfkk表示用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

基于加密處理后的加權(quán)異構(gòu)信息，定義了用戶(hù)權(quán)限列表中的每一項(xiàng)用戶(hù)屬性，即：

當(dāng)用戶(hù)的屬性存在US中時(shí)，認(rèn)為該用戶(hù)為已經(jīng)授權(quán)的用戶(hù)[3]，那么定義用戶(hù)的權(quán)限控制結(jié)構(gòu)為：

本文提出一種混沌序列方法，將加權(quán)異構(gòu)信息的公鑰和主密鑰作為初始密鑰，設(shè)置用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限的限制條件，并通過(guò)用戶(hù)權(quán)限控制結(jié)構(gòu)設(shè)置用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。

2.2 壓縮加權(quán)異構(gòu)信息的冗余信息特征

為提高加權(quán)異構(gòu)信息在加密存儲(chǔ)過(guò)程中的均衡性，采用負(fù)載均衡的方法對(duì)加權(quán)異構(gòu)信息進(jìn)行了加密和存儲(chǔ)，將多余的信息進(jìn)行壓縮處理之后再存儲(chǔ)。利用加權(quán)異構(gòu)信息特征壓縮后的代價(jià)系數(shù)[4]，求解得到加權(quán)異構(gòu)信息的特征子集，以減少加權(quán)異構(gòu)信息對(duì)存儲(chǔ)空間的影響；驗(yàn)證在負(fù)載均衡條件下，加權(quán)異構(gòu)信息的特征子集與自適應(yīng)信息特征子集的存儲(chǔ)方式，可以得到局部的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)交叉；通過(guò)分割存儲(chǔ)加權(quán)異構(gòu)信息流的特征，從而提高加權(quán)異構(gòu)信息的優(yōu)化存儲(chǔ)能力和檢索效率。

令加權(quán)異構(gòu)信息在加密存儲(chǔ)空間中處于負(fù)載均衡的響應(yīng)函數(shù)為：

其中，aj為加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)發(fā)散幅值，t為加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)時(shí)間，δ為影響負(fù)載均衡響應(yīng)函數(shù)的閾值，j為加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)發(fā)散幅值數(shù)量，As為加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)帶寬。由加權(quán)異構(gòu)信息的時(shí)間散布特性以獲取加權(quán)異構(gòu)信息的多普勒頻率散布輸出為：

其中，y0為壓縮維數(shù)，z為壓縮頻率，將壓縮頻率的散布作為壓縮代價(jià)系數(shù)[5]，那么壓縮頻率的散布為：

其中，v為加權(quán)異構(gòu)信息的傳遞函數(shù)，Ex為加權(quán)異構(gòu)信息的初始能量幅值，Xv為加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)負(fù)載。將公式(8)與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載均衡控制進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，經(jīng)過(guò)加權(quán)異構(gòu)信息的冗余信息特征壓縮之后，得到冗余信息特征的子集輸出為：

其中，pm為冗余信息特征子集，m為隨機(jī)的概率分布維，N為加權(quán)異構(gòu)信息的采樣數(shù)量。根據(jù)公式(9)的計(jì)算過(guò)程，采用加權(quán)異構(gòu)信息的多源進(jìn)程節(jié)點(diǎn)管理方式[6]，自適應(yīng)校驗(yàn)加權(quán)異構(gòu)信息的加密存儲(chǔ)，即：

其中，λ(P)為加權(quán)異構(gòu)信息在加密存儲(chǔ)過(guò)程中的校驗(yàn)值，f(t)為存儲(chǔ)器校驗(yàn)?zāi)K，令x(t)為加權(quán)異構(gòu)信息流，根據(jù)特征子集約束處理和校驗(yàn)加權(quán)異構(gòu)信息特征，得到加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)分布空間，表示為：

其中，ψa，b為冗余信息特征的分布簇，ψt為平滑處理函數(shù)，將加權(quán)異構(gòu)信息的四階累積量切片設(shè)置為：

分析加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分布空間得到局部性交叉項(xiàng)的對(duì)角切片，利用加權(quán)異構(gòu)信息流動(dòng)特征進(jìn)行分割，實(shí)現(xiàn)加權(quán)異構(gòu)信息的優(yōu)化存儲(chǔ)，并根據(jù)循環(huán)分段原則對(duì)加權(quán)異構(gòu)信息冗余特征進(jìn)行壓縮[7-8]。

2.3 加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

在加權(quán)異構(gòu)信息在加密存儲(chǔ)過(guò)程中，假設(shè)xn為初始的加權(quán)異構(gòu)信息結(jié)構(gòu)特征，以用戶(hù)的權(quán)限控制結(jié)構(gòu)為依據(jù)，得到帳篷映射表達(dá)式為：

對(duì)帳篷映射進(jìn)行擴(kuò)展處理，計(jì)算出任意一類(lèi)加權(quán)異構(gòu)信息的分段線(xiàn)性映射，計(jì)算公式為：

整型數(shù)值化處理貓映射，其迭代值的計(jì)算公式為：

基于用戶(hù)權(quán)限控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合帳篷映射和貓形映射計(jì)算出加權(quán)異構(gòu)信息的密鑰參數(shù)，分段線(xiàn)性映射加權(quán)異構(gòu)信息的加密文件，加權(quán)異構(gòu)信息的明文和密鑰字節(jié)的異或運(yùn)算，加權(quán)異構(gòu)信息的加密存儲(chǔ)。

3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析

為驗(yàn)證本文方法的有效性，采用文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]方法作為對(duì)比對(duì)象，利用密鑰產(chǎn)生時(shí)間、安全性、加權(quán)異構(gòu)信息加密度和存儲(chǔ)空間大小等4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

3.1 密鑰產(chǎn)生時(shí)間和加權(quán)異構(gòu)信息安全性

密鑰產(chǎn)生時(shí)間測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 密鑰產(chǎn)生時(shí)間測(cè)試結(jié)果

如圖1所示，在用戶(hù)數(shù)量從0增加到900的過(guò)程中，加權(quán)異構(gòu)信息數(shù)據(jù)的屬性也在增加，從而導(dǎo)致三種加密存儲(chǔ)方法產(chǎn)生密鑰的時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)，但設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生密鑰的時(shí)間最短，證明了其具有較高的信息存儲(chǔ)效率。

加權(quán)異構(gòu)信息安全性測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 加權(quán)異構(gòu)信息安全性測(cè)試結(jié)果

如圖2所示，在用戶(hù)數(shù)量從0增加到700的過(guò)程中，設(shè)計(jì)方法在加密存儲(chǔ)加權(quán)異構(gòu)信息時(shí)的安全性最高，始終高于其他兩種方法，具有較強(qiáng)的信息存儲(chǔ)安全性。

3.2 加權(quán)異構(gòu)信息隱藏度和存儲(chǔ)空間

加權(quán)異構(gòu)信息的隱藏度測(cè)試結(jié)果如表1所示，存儲(chǔ)空間測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表1 加權(quán)異構(gòu)信息的隱藏度測(cè)試結(jié)果

表2 加權(quán)異構(gòu)信息的存儲(chǔ)空間測(cè)試結(jié)果

從表1和表2的結(jié)果可以看出，當(dāng)用戶(hù)數(shù)量從100 增加到800 時(shí)，與其他兩種加密存儲(chǔ)方法相比，設(shè)計(jì)方法獲取到的加權(quán)異構(gòu)信息的加密程度更高，而且還可以擴(kuò)大存儲(chǔ)空間，保證了加權(quán)異構(gòu)信息在加密存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了基于混沌序列的加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)方法，利用混沌序列設(shè)定了用戶(hù)的權(quán)限列表，通過(guò)壓縮加權(quán)異構(gòu)信息的冗余信息特征，設(shè)計(jì)了加權(quán)異構(gòu)信息加密存儲(chǔ)流程，實(shí)現(xiàn)了加權(quán)異構(gòu)信息的加密存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)證明，該方法能有效保證加權(quán)異構(gòu)信息存儲(chǔ)安全性。