用于校园ID卡的数据处理方法

本发明涉及数据处理，具体为用于校园id卡的数据处理方法。

背景技术：

1、传统的校园id卡数据处理方法通常依赖于单一的加密技术，多数情况下使用基本的对称加密算法进行数据保护。虽然对称加密能够提供较快的处理速度，但由于它使用同一密钥进行加密和解密，一旦密钥泄露，所有数据均面临被破解的风险。

2、此外，传统方法中密钥管理通常较为简单，往往采用固定或周期性变化的密钥，这使得一旦攻击者获取密钥，就可能轻易解密大量数据，从而危及用户隐私和数据安全。在数据传输过程中，传统方法缺乏足够的安全措施，如未采用数据传输加密或使用较为弱的加密标准，使得数据在公共网络中容易受到中间人攻击和数据窃取。

3、同时，由于传统方法缺乏高效的加密算法优化，面对大规模数据处理时可能导致系统处理缓慢，影响用户体验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于校园id卡的数据处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于校园id卡的数据处理方法，其方法步骤包括：

3、s1、接收用户输入的校园卡id信息和用户行为数据；

4、s2、基于所述用户行为数据生成唯一密钥；

5、s3、利用所述唯一密钥，对所述校园卡id信息使用对称加密算法进行初步加密处理，生成初步加密数据；

6、s4、对所述初步加密数据使用非对称加密算法进行二次加密处理，生成二次加密数据，并将二次加密数据发送至服务器进行解密。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述用户行为数据包括但不限于登录时间、位置信息、设备类型。

8、作为本技术方案的进一步改进，所述基于用户行为数据生成唯一密钥，通过将收集到的用户行为数据进行标准化处理；将预处理后的数据按照一定的格式串联在一起；对串联后的数据应用哈希函数，生成一个固定长度的哈希值，作为唯一密钥。

9、作为本技术方案的进一步改进，所述利用唯一密钥，对校园卡id信息使用对称加密算法进行初步加密处理，生成初步加密数据，其中加密准备步骤如下：

10、加密初始化：选择aes作为对称加密算法；

11、密钥准备：根据s2步骤生成的唯一密钥，通过密钥扩展方法调整以适配aes-位加密标准；

12、加密过程：将校园卡id信息视作明文id；在aes加密中，明文id被分割为固定大小的数据块；

13、执行aes加密：利用唯一密钥对明文id进行aes加密，aes加密过程包括多轮的字节替换、行移位、列混淆和加轮密钥操作。

14、作为本技术方案的进一步改进，所述aes加密过程包括多轮的字节替换、行移位、列混淆和加轮密钥操作，具体包括：

15、字节替换：将每个字节通过一个查找表进行替换，以实现非线性变化；

16、行移位：对数据块的行进行旋转操作，第一行保持不变，每一行根据其行号向左轮换特定的字节数；

17、列混淆：对每一列的四个字节进行特定的数学操作，相当于在有限域上进行多项式乘法，以混合每一列；

18、加轮密钥：将扩展的轮密钥与数据块进行异或运算，每一轮的处理都会使用到不同的轮密钥；

19、重复加密轮次：以上述四步为一轮，进行多轮的处理完成整个加密过程；

20、输出初步加密数据：经过上述多轮处理后，最终得到的数据块为加密后的校园卡id信息，为初步加密数据。

21、作为本技术方案的进一步改进，所述基于初步加密数据使用非对称加密算法进行二次加密处理，生成二次加密数据的步骤如下：

22、获取服务器公钥：通过从服务器直接下载，获得服务器的rsa公钥，该公钥以数字证书形式存在；

23、执行二次加密：使用rsa作为非对称加密算法，当执行rsa加密时，将数据表示成一个整数，并使用公钥中的指数和模来完成加密运算，具体如下：

24、数据表示：将初步加密数据转化为一个整数m，这个转化过程受到rsa公钥模n的大小限制，其中m＜n；

25、加密运算：加密运算是通过模幂运算公式c＝me modn完成的，其中c是非对称加密后的数据，为二次加密数据；e是rsa公钥的一部分，称为公钥指数；n是模数，也是rsa公钥的一部分，由两个素数的乘积得到。

26、作为本技术方案的进一步改进，所述模幂运算计算通过快速幂算法进行优化，具体步骤如下：

27、二进制分解：将指数e表示为二进制形式；

28、初始化：设置结果变量result＝1，并保持一个当前值变量current＝m；

29、遍历指数的二进制表示：从最低位开始，对于指数e的每个二进制位，有以下具体更新方式：

30、若当前位是，更新result＝(result*current)modn；

31、无论当前位是什么，更新current＝(current 2)modn用于下一轮循环；

32、移动到下一个二进制位，直到处理完所有位。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

34、1、该用于校园id卡的数据处理方法结合使用了对称加密和非对称加密算法，进而创建了一个多层安全防护系统，显著提高了数据在传输和存储过程中的安全性，使用aes对称加密以其高效的加解密速度和较低的计算资源需求，提供了一种快速而安全的方式来加密大量数据，确保即便在资源受限的场景下也能保障信息的机密性；同时，通过采用基于用户行为数据生成的唯一密钥进行加密，增加了加密方案的复杂度和个性化，使得攻击者即使在获取到某部分数据的情况下，也难以破解其他用户的数据，因为每个用户数据的加密密钥都是唯一且无规律可循的；此外，通过初始数据的对称加密和随后的非对称加密(如rsa)双重加密机制，进一步加强了数据的安全，尤其是在数据传输过程中，即使在公共网络环境下，数据也能得到有效保护，防止中间人攻击等威胁。

35、2、该用于校园id卡的数据处理方法的另一大优势在于，通过利用快速幂算法优化的模幂运算，显著提高了非对称加密操作的效率，尤其是在处理大型数据块时；快速幂算法通过二进制分解技术和迭代平方操作，大幅度减少了计算模幂所需的运算次数，从而降低了非对称加密在实际应用中的时间复杂度，这在实践中意味着能够在保障高级别安全性的同时，也保证了系统的高效性和响应速度，尤其适用于需要处理大量加密操作的场景，如校园id卡系统。通过这种方式，校园id信息的保护不仅在技术层面得到了加强，而且在应对日益复杂的网络安全挑战时，提供了一种既高效又安全的解决方案，有效地平衡了安全性和性能之间的关系。

技术特征：

1.用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，其方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述用户行为数据包括但不限于登录时间、位置信息、设备类型。

3.根据权利要求1所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述基于用户行为数据生成唯一密钥，通过将收集到的用户行为数据进行标准化处理；将预处理后的数据按照一定的格式串联在一起；对串联后的数据应用哈希函数，生成一个固定长度的哈希值，作为唯一密钥。

4.根据权利要求1所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述利用唯一密钥，对校园卡id信息使用对称加密算法进行初步加密处理，生成初步加密数据，其中加密准备步骤如下：

5.根据权利要求4所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述aes加密过程包括多轮的字节替换、行移位、列混淆和加轮密钥操作，具体包括：

6.根据权利要求1所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述基于初步加密数据使用非对称加密算法进行二次加密处理，生成二次加密数据的步骤如下：

7.根据权利要求6所述的用于校园id卡的数据处理方法，其特征在于，所述模幂运算计算通过快速幂算法进行优化，具体步骤如下：

技术总结本发明涉及数据处理技术领域，具体为用于校园ID卡的数据处理方法。其方法步骤包括：接收用户输入的校园卡ID信息和用户行为数据；基于所述用户行为数据生成唯一密钥；利用所述唯一密钥，对所述校园卡ID信息使用对称加密算法进行初步加密处理，生成初步加密数据；对所述初步加密数据使用非对称加密算法进行二次加密处理，生成二次加密数据，并将二次加密数据发送至服务器进行解密。本发明结合使用了对称加密和非对称加密算法，进而创建了一个多层安全防护系统，显著提高了数据在传输和存储过程中的安全性，使用AES对称加密以其高效的加解密速度和较低的计算资源需求，提供了一种快速而安全的方式来加密大量数据。技术研发人员：吴鑫受保护的技术使用者：南京审计大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18