[发明专利]一种基于分组加密的垃圾分类二维码生成方法

权利要求书

1.一种基于分组加密的垃圾分类二维码生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：

(1)转码

首先，将某件垃圾袋的身份信息编码生成唯一的字符型垃圾袋身份码，表示为S₁S₂...S_k S_k+1S_k+2...S_k+L S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p S_k+L+p+1S_k+L+p+2...S_k+L+p+n S_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，相互之间用英文空格字符隔开，

然后，从垃圾袋身份码中提取出身份显示码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和身份隐藏码S_k+1S_k+2…S_k+L S_k+L+1S_k+L+2...S_k+L+p，并将身份显示码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列同时将身份隐藏码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列

最后，将数值序列P2中元素P2_i逐个转换成二进制序列PB{i}，并将二进制序列PB{i}进行组合，从而得到组合二进制序列其中

其中垃圾袋身份码由GB2312字符集中双字节编码的汉字和ASCLL码值∈[32,126]的可见字符组合而得，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6，数值序列P1的长度为且数值序列P2的长度为且组合二进制序列B的长度为且

(2)二进制序列B的分组、重组

首先，利用数值序列P1，数值序列P2转换而成的二进制序列B，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(3)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x₁、参数μ和迭代次数n，

令则

x₁＝α+mod(α-kp,1-α)， (1)

μ＝β+mod(β+kp,4-β)， (2)

其中，表示组合二进制序列B中含二进制位‘1’的个数，表示组合二进制序列B中含二进制位‘0’的个数，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)，

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

x_k+1＝μ·x_k·(1-x_k) (4)

从而得到混沌信号序列X＝{x₁,x₂,...,x_n,x_n+1}，

然后，将组合二进制序列中元素，依次进行如下分组、重组操作：

S0：令j＝1，y₁＝x_n+1，分组初始位置t＝0，分组规则参数

S1：判断参数k_switch的数值，

如果k_switch＝0，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“001”，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝1，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“010”，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝2，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、第1位后添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝3，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、第2位后添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝4，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、第3位后添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝5，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、第4位后添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝6，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、末尾添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝7，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取5个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4,B_t+5}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制位‘0’、第1位后添上二进制位‘1’、末尾添上二进制位‘0’，表示为且t＝t+5，

如果k_switch＝8，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“0010”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝9，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“0011”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝10，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“0100”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝11，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“0101”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝12，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“0110”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝13，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、末尾添上二进制“00”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝14，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、末尾添上二进制“01”，表示为且t＝t+4，

如果k_switch＝15，则首先继续判断是否成立，

如果不成立，则将组合二进制序列的末尾补充上个二进制位‘1’，

随后从组合二进制序列B的第t+1个元素开始连续取4个，得到二进制分组序列BF{j}＝{B_t+1,B_t+2,B_t+3,B_t+4}，同时将二进制分组序列BF{j}的前面添上二进制“01”、末尾添上二进制“10”，表示为且t＝t+4，

S2：采用bin2dec()函数，将二进制序列转换成数值型数据即并更新混沌信号同时根据公式(4)所示Logistic混沌映射进行单次迭代，得到y_j+1，计算且令j＝j+1，接着判断t的大小，如果则转入步骤S1，否则转入步骤S3，

S3：记m＝j-1，结束组合二进制序列的分组、重组操作，从而得到分组加密后的二进制序列，表示为以及数值序列

(3)转码

采用char(·)函数，将数值序列中元素逐个转换为ASCII码值属于[32,126]的可见字符，得到字符序列C＝{C₁,C₂,...,C_m-1,C_m}，即为垃圾分类号，其中字符序列C的长度为m，并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+n S_k+L+p+n+1S_k+L+p+n+2)和垃圾分类号进行组合，生成垃圾分类码，接着生成QR Code，即垃圾分类二维码。