一种基于融合加密的数据传输方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116032624A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211730022.4(22)申请日2022.12.30(71)申请人北京长鹰恒容电磁科技有限公司地址100000北京市海淀区学院路35号世宁大厦4层408号(72)发明人武嘉艺(74)专利代理机构成都巾帼知识产权代理有限公司51260专利代理师邢伟(51)Int.Cl.H04L9/40(2022.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于融合加密的数据传输方法(57)摘要本发明公开了一种基于融合加密的数据传输方法，包括以下步骤：S1.设原始信号x在等于一个确定的变换矩阵Ψ和待定系数向量s相乘的条件下，系数向量s具有多个不同的解；S2.发送端对原始信号x进行线性测量，得到测量结果y，并计算传感矩阵A与变换矩阵Ψ一起同步到接收端中；S3.发送端将测量结果y作为明文，将明文通过栅栏密码进行加密得到密文；S4.发送端将密文传输给接收端，接收端接收到密文后，通过栅栏密码进行解密获得明文，从而恢复出测量结果y；S5.接收端根据传感矩阵A、变换矩阵Ψ和恢复出的测量结果y，重构原始信号，并进行保存。本发明保证了信息特征的完整性，同时兼顾了传输的高效性和安全性。CN116032624ACN116032624A权利要求书1/1页1.一种基于融合加密的数据传输方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.给定长度为N的待传输的原始信号x，设原始信号x在等于一个确定的变换矩阵Ψ和待定系数向量s相乘的条件下，系数向量s具有多个不同的解；S2.发送端构建一个与Ψ不相干的大小为M×N高斯随机矩阵Φ，对原始信号x进行线性测量，得到测量结果y，并计算传感矩阵A与变换矩阵Ψ一起同步到接收端中；S3.在发送端和接收端中预先保存相同的密钥，所述密钥为正整数；发送端将测量结果y作为明文，将明文通过栅栏密码进行加密得到密文，栅栏密码加密时采用的栏数即发送端预先保存的密钥；S4.发送端将密文传输给接收端，接收端接收到密文后，通过栅栏密码进行解密获得明文，从而恢复出测量结果y；栅栏密码解密时采用的栏数即接收端预先保存的密钥；S5.接收端根据传感矩阵A、变换矩阵Ψ和恢复出的测量结果y，重构原始信号，并进行保存。2.根据权利要求1所述的一种基于融合加密的数据传输方法，其特征在于：所述步骤S1中，设原始信号其中变换矩阵Ψ＝[Ψ1，Ψ1，…，ΨN]；系数向量[S1，S2，...，SN]＝s，包含至多K个非零元，Si表示s中的第i个元素，Ψi为变换矩阵Ψ中的第i个向量，i＝1,2,…,N。3.根据权利要求2所述的一种基于融合加密的数据传输方法，其特征在于：所述步骤S2中包括：构建一个与Ψ不相干的大小为M×N高斯随机矩阵Φ，对原始信号x进行线性测量，得到测量结果y：y＝Φx＝ΦΨs其中，K<M<<N；计算传感矩阵A＝ΦΨ，并将传感矩阵A，变换矩阵Ψ同步到接收端中，其中，传感矩阵A需要具备以下受限等距特性：存在δK∈(0，1)，对于所有的s的解，使得上述不等式成立。4.根据权利要求1所述的一种基于融合加密的数据传输方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下子步骤：S501.构建以下的l0范数的最优化问题：min||s||0s.t.||y‑As||2≤ε其中，ε表示噪声；将其转换为求解以下的l1范数最优化问题：min||s||1s.t.||y‑As||2≤ε该问题是一个线性规划问题，通过基追踪算法对l1范数最优化问题进行求解，得到最优系数向量s；S502.将最优系数向量s与变换矩阵Ψ相乘，重构出原始信号并进行保存。2CN116032624A说明书1/3页一种基于融合加密的数据传输方法技术领域[0001]本发明涉及数据传输方法，特别是涉及一种基于融合加密的数据传输方法。背景技术[0002]在智能化趋势下，测试采集的数据总量爆炸，给信息传输与信息安全带来新的挑战，系统测试响应信号中蕴含信息特征丰富，同时具有周期性强，分布较稀疏的特点，测试采集端口时刻生成着大量与设备关键核心技术相关的数据，这些数据在互联网上流动以及汇向分析端等传输过程中容易受到恶意攻击，特别是在一些特别的分析场景之下，底层信息感知设备不支持嵌入高耗能的传统密码系统，数据安全问题尤为突出。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于融合加密的数据传输方法，对原始信号进行线性测量，得到测量结果作为传输数据，然后采用栅栏密码技术将待传输数据进行加密处理，最后终端对数据进行解密，然后再对原始信号进行重构，既保证了信息特征的完整性，也兼顾了传输的高效性和安全性。[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于融合加密的数据传输方法，包括以下步骤：[00