本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種環(huán)境監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)防篡改加密方法。

背景技術(shù)：

1、在環(huán)境監(jiān)測過程中，傳感器負責(zé)采集環(huán)境參數(shù)（如溫度、濕度、氣體濃度等）的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于監(jiān)測環(huán)境狀況和進行科學(xué)研究至關(guān)重要，因此對于數(shù)據(jù)的防篡改加密具有重要意義。

2、現(xiàn)有技術(shù)對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的防篡改大多采用md5算法（md5?message-digestalgorithm）與數(shù)字簽名進行驗證，其是將整個數(shù)據(jù)進行哈希計算壓縮為固定長度的數(shù)字串，使得所分析數(shù)據(jù)的任何篡改都會導(dǎo)致哈希計算的結(jié)果發(fā)生變化，從而保證原本環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性。由于監(jiān)測設(shè)備可能受到各種干擾或攻擊，數(shù)據(jù)在加密或存儲過程中可能被篡改或偽造，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果的不準(zhǔn)確和不可靠，進而影響數(shù)據(jù)的安全，導(dǎo)致數(shù)據(jù)容易被篡改。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種環(huán)境監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)防篡改加密方法。

2、本發(fā)明的一種環(huán)境監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)防篡改加密方法采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個實施例提供了一種環(huán)境監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)防篡改加密方法，該方法包括以下步驟：

4、獲取環(huán)境監(jiān)測過程中的若干項數(shù)據(jù)，對每項數(shù)據(jù)中的參數(shù)值進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到每項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；

5、將任意一項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；對目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行峰值檢測，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干變動點，所述變動點對應(yīng)一個時間和一個參數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動點和變動點對應(yīng)的時間，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征；根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動點和變動點對應(yīng)的參數(shù)值，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動曲線；根據(jù)時間特征和變動曲線得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動參量；

6、根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干第一矩陣和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的卷積核；利用目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的卷積核對目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的每個第一矩陣進行卷積操作，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干第二矩陣；根據(jù)變動參量對第二矩陣中的元素值進行替換，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干第三矩陣；對第三矩陣中的元素值進行轉(zhuǎn)換，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干特征序列；

7、獲取公共密鑰，對公共密鑰進行轉(zhuǎn)換得到公共密鑰序列；根據(jù)特征序列和公共密鑰序列，得到每個特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰；根據(jù)轉(zhuǎn)換密鑰得到每個特征序列的加密密鑰，根據(jù)加密密鑰對所有項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的特征序列進行加密并存儲。

8、進一步地，所述根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動點和變動點對應(yīng)的時間，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征，包括的具體步驟如下：

9、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中第個變動點對應(yīng)的時間減去第個變動點對應(yīng)的時間，得到的差值作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一個相鄰變動點的時間間隔，獲取目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所有相鄰變動點的時間間隔，將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所有相鄰變動點的時間間隔的平均值，記為第一平均值，將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所有相鄰變動點的時間間隔中的最大值與第一平均值的差值絕對值，記為第一差異，將第一差異加1得到的和值作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征。

10、進一步地，所述根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動點和變動點對應(yīng)的參數(shù)值，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動曲線，包括的具體步驟如下：

11、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中第個變動點對應(yīng)的時間，記為第一時間，將第一時間的前一個時間，記為第二時間，將第二時間在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中對應(yīng)的參數(shù)值，記為第一參數(shù)值，將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中第個變動點對應(yīng)的參數(shù)值，減去第一參數(shù)值，得到的差值作為第個變動點的變動值，將第個變動點的變動值，作為第個變動點的縱坐標(biāo)，將第個變動點在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中對應(yīng)的時間，作為第個變動點的橫坐標(biāo)，獲取目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中每個變動點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中所有變動點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，構(gòu)建一個散點圖，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的散點圖；對目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的散點圖中所有的點進行擬合，得到一條擬合曲線，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動曲線。

12、進一步地，所述根據(jù)時間特征和變動曲線得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動參量，包括的具體步驟如下：

13、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動曲線中與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征相等的時間，記為第三時間；將第三時間在目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動曲線中對應(yīng)的參數(shù)值，作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動參量。

14、進一步地，所述根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干第一矩陣和目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的卷積核，包括的具體步驟如下：

15、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中每個參數(shù)值按照從左到右從上到下的順序進行排列，構(gòu)成一個的矩陣，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第一矩陣，為預(yù)設(shè)的一個第一數(shù)值；獲取目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中所有參數(shù)值的均值、方差及參數(shù)值的極差，分別記為；

16、目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的卷積核為：。

17、進一步地，所述根據(jù)變動參量對第二矩陣中的元素值進行替換，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干第三矩陣，包括的具體步驟如下：

18、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的任意一個第二矩陣，記為目標(biāo)第二矩陣，將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動參量，記為；獲取目標(biāo)第二矩陣中第個元素值除以之后的余數(shù)，若余數(shù)為偶數(shù)，將目標(biāo)第二矩陣中第個元素值替換為1，若余數(shù)為奇數(shù)，將目標(biāo)第二矩陣中第個元素值替換為0，對目標(biāo)第二矩陣中每個元素值進行替換，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一個第三矩陣。

19、進一步地，所述對第三矩陣中的元素值進行轉(zhuǎn)換，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的若干特征序列，包括的具體步驟如下：

20、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的任意一個第三矩陣，記為目標(biāo)第三矩陣，將目標(biāo)第三矩陣中每8位元素值利用ascii碼進行轉(zhuǎn)換，得到目標(biāo)第三矩陣中每8位元素值對應(yīng)的字符，記為第一字符，獲取目標(biāo)第三矩陣的所有第一字符，將目標(biāo)第三矩陣的所有第一字符按照獲取順序進行橫向排列，得個一個字符序列，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一個特征序列。

21、進一步地，所述對公共密鑰進行轉(zhuǎn)換得到公共密鑰序列，包括的具體步驟如下：

22、利用ascii碼對公共密鑰中每個字符進行轉(zhuǎn)換，得到公共密鑰中每個字符對應(yīng)的二進制序列，將公共密鑰中所有字符對應(yīng)的二進制序列按照獲取順序進行橫向排列，得到一個序列，記為公共密鑰序列。

23、進一步地，所述根據(jù)特征序列和公共密鑰序列，得到每個特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰，包括的具體步驟如下：

24、將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的任意一個特征序列，記為目標(biāo)特征序列；對于公共密鑰序列的第個二進制序列，將除以預(yù)設(shè)超參數(shù)后得到的余數(shù)并加1，得到和值記為；在目標(biāo)特征序列中獲取字符的次序值為整數(shù)倍的所有字符，記為目標(biāo)特征序列的第二字符，將目標(biāo)特征序列的每個第二字符利用ascii碼進行轉(zhuǎn)換，得到目標(biāo)特征序列的每個第二字符的二進制序列，對目標(biāo)特征序列的所有第二字符的二進制序列進行異或運算，并將異或運算的結(jié)果與公共密鑰序列的第個二進制序列進行與運算，將與運算的結(jié)果利用ascii碼進行轉(zhuǎn)換，得到的字符記為目標(biāo)特征序列的第個轉(zhuǎn)換密鑰字符，獲取目標(biāo)特征序列的所有轉(zhuǎn)換密鑰字符，將目標(biāo)特征序列的所有轉(zhuǎn)換密鑰字符按照順序進行橫向排列，得到一個序列，記為目標(biāo)特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰。

25、進一步地，所述根據(jù)轉(zhuǎn)換密鑰得到每個特征序列的加密密鑰，根據(jù)加密密鑰對所有項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的特征序列進行加密并存儲，包括的具體步驟如下：

26、預(yù)設(shè)一個第二數(shù)值，記為，將目標(biāo)特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰中除最后一個轉(zhuǎn)換密鑰字符外，將每個轉(zhuǎn)換密鑰字符向右平移位，并將目標(biāo)特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰中最后一個轉(zhuǎn)換密鑰字符移動到目標(biāo)特征序列的轉(zhuǎn)換密鑰的第一個轉(zhuǎn)換密鑰字符處，得到的結(jié)果作為目標(biāo)特征序列的加密密鑰；

27、根據(jù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的每個特征序列的加密密鑰，對目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中對應(yīng)的特征序列進行des加密，得到目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的每個特征序列的密文數(shù)據(jù)，將目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所有特征序列的密文數(shù)據(jù)按照特征序列的獲取順序進行橫向排列，得到一個序列，記為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的密文數(shù)據(jù)，獲取環(huán)境監(jiān)測過程中的每項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的密文數(shù)據(jù)，將環(huán)境監(jiān)測過程中的所有項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的密文數(shù)據(jù)進行存儲。

28、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明在獲取到環(huán)境監(jiān)測過程中的若干項數(shù)據(jù)后，通過標(biāo)準(zhǔn)化處理得到環(huán)境監(jiān)測過程中的每項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動點和變動點對應(yīng)的時間，得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征，反映標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間變動的均勻程度，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的時間特征和變動曲線得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的變動參量，通過構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第一矩陣和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的卷積核對第一矩陣進行卷積操作，得到第二矩陣，進而通過變動參量對第二矩陣中的元素值進行替換，得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第三矩陣，在獲取卷積核時通過對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的分布特征確定合適的卷積核對第一矩陣進行卷積操作，使得后續(xù)數(shù)據(jù)特征更加準(zhǔn)確，最終通過獲取加密密鑰對依據(jù)第三矩陣得到的特征序列進行加密并存儲，提高了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全性，使得環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)不易被篡改。