[發明專利]一種基于三維空間結構的數據拆分置亂和恢復方法

無效

• 申請號: 201110094416.0
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102193877A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 姚文斌;陳釗;盛宇偉
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F12/14
• 分類號: G06F12/14;G06F12/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于三維空間結構的數據拆分置亂方法，其特征在于：將L字節大小的文件按照n個字節進行切塊，形成行數據，并按照切塊依次取m個行數據構造拆分面m×n，形成了個拆分面；使用給定的騎士巡游遍歷路徑的順序對每個拆分面中字節數據的順序進行置亂；使用置亂后的k個拆分面構造三維立方體m×n×k；在三維立方體m×n×k中進行分塊數據提取，將k個拆分面上屬于(i，j)坐標的字節進行提取，構成m×n個分塊數據；將分塊數據存儲到分布式系統的不同存儲節點。通過這種方法，將數據置亂和拆分統一在數據分塊的過程中，所有的分塊數據存儲在分布式環境中的不同存儲節點，能夠保證存儲系統中數據的機密性，并且在m×n的矩陣中有多條騎士巡游路徑，任何攻擊者即使獲取到全部的數據塊也無法破解數據信息，只有授權用戶使用拆分參數(拆分面大小，騎士巡游路徑)才能夠正常恢復原始數據。

設算法需要處理的文件大小為L字節，用戶選取的拆分面為m×n(m和n都不能小于5)，拆分面中的每個坐標點(i，j)對應一個字節數據，記為a_ij(1≤i≤m，1≤j≤n)，拆分使用的騎士巡游路徑為P＝{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_m×n，y_m×n)}，則所有數據置亂分布在m×n×k的三維立方體中，其中對三維立方體中每個坐標點存放的數據用三維坐標(x，y，z)進行表示，其中1≤x≤m，1≤y≤n，1≤z≤k，從三維立方體中提取的m×n個分塊數據可以表示為B_ij＝[(i，j，1)，(i，j，2)，…，(i，j，k)]，其中1≤i≤m，1≤j≤n。

拆分面構造方法為：將初始數據按照n個字節進行切塊，形成行數據，并按照切塊依次取m個行數據構造拆分面m×n，這樣整個初始數據就構成了個拆分面(若L不能整除m×n，則最后一個拆分面使用“/0”字節補齊)。

拆分面中數據置亂方法為：將拆分面中的數據照行列順序a₁₁，a₁₂，…，a_1n，a₂₁，a₂₂，…，a_mn依次放入騎士巡游路徑遍歷的坐標位置(例如：使用8×8拆分面進行數據拆分，圖1(a)中的騎士巡游路徑為(1，1)，(2，3)，(1，6)，…，(5，1)，(3，2)，a₁₁置亂到(1，1)，a₁₂置亂到(2，3)，......，a₈₈置亂到(3，2))，使得所有拆分面上的數據位置發生了改變。

三維立方體構造方法為：將所有的拆分面按照k的順序，在三維空間中進行合并，形成三維立方體m×n×k。

分塊數據提取規則：在三維立方體m×n×k中，對應每個拆分面上的坐標點信息(i，j)進行分塊數據提取，最終生成m×n個分塊數據，記為B_ij＝{(i，j，1)，(i，j，2)，…，(i，j，k)}，其中1≤i≤m，1≤j≤n，每個分塊數據包含所有拆分面中坐標(i，j)對應的字節數據。