一种基于大数据分析的物流安全信息预警系统及预警方法   0    0

本发明属于物流安全技术领域，公开了一种基于大数据分析的物流安全信息预警系统及预警方法，下单后，平台自动随机生成买家和卖家二维码信息，并将二维码信息显示出来；取货后，利用账号登录进行扫码操作，若存在异常信息，平台会收到信号进行警报反馈；利用GPS定位器对运输车实时定位，通过网络将定位信息传到平台，平台利于网络将信息发送到买家客户；通过普通物流箱和特殊物流箱内的摄像头，进行不同商品的图像信息获取；进行商品磕碰损坏情况的反馈，进行实时查看。本发明思路新颖，使用便捷，可保证信息的安全，可进行智能警报，使得买家实时知晓货物所在地，实时观测在运输过程中自己所购买的商品磕碰损坏情况。

1.一种基于大数据分析的物流安全信息预警方法，其特征在于，所述基于大数据分析的物流安全信息预警方法包括：
下单后，平台自动随机生成买家和卖家二维码信息，并将二维码信息显示出来；取货后，利用账号登录进行扫码操作，若存在异常信息，平台会收到信号进行警报反馈；平台自动随机生成买家和卖家二维码信息中，包括：
步骤一，平台生成随机数序列矩阵R，R＝{Rmn}，(1≤m≤N)，(1≤n≤N)；平台根据R计算散列Hash矩阵H、并将H发送至数据库DB；平台将R以行为单位将m×n个随机数随机分配给M个认知用户，认知用户SUj获得的随机数序列集合记Rj(1≤j≤M)，转到步骤二；
步骤二：SUj通过控制信道向其所在的区域Cj中的基站BSj，发送加密的信道申请信息EBSj(Rj1，t)，t为时间，转到步骤三；
步骤三：BSj收集t时刻收到的所有EBSj、并将收到的序列串解密，得到一系列次级用户信息R次；BSj为每个R次均打上标签后重新加密，每个R次的标签和对应的随机数信息形成加密信息；BSj将每个R次的加密信息发送至DB，转到步骤四；
步骤四：DB对加密信息中的随机数进行解密后，进行Hash计算得到随机数的Hash值，随机数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证；DB将通过验证的标签和Cj中的可用频谱信息加密形成可用信道信息后，发送至BSj，DB删除H中匹配过的Hash值，转到步骤五；
步骤五：BSj根据可用信道信息为通过验证的认知用户分配信道，转到步骤六；
步骤六：BSj在DB中注册信道使用信息；
平台生成随机数序列矩阵R前，需进行：初始化建立算法：首先输入包含所有属性的属性集合U，属性在不同的分层中；然后选择一个阶为N＝p1p2p3双线性复合群G，p1、p2、p3为不相同的素数，令 表示阶为pi的子群，i＝1,2,3；然后选择随机指数a和α、随机群元素其中，a,α∈ZN，ZN表示1至N‑1的整数；对于U中的|U|个属性元素，选择对应的群元素 则公共参数PK和主密钥MSK分别为:
α a
PK＝{N,g,g ,e(g,g) ,h1,......,h|U|}；
MSK＝{α,X3}；
a
其中，e(g,g) 表示双线性对；
令属性集合S为属性集合U的分层子集，根据属性集合S、公共参数PK、消息M和一个提前生成的分层门限访问结构(MV,ρ)将属性集合U所有层次的属性均用一个表达式进行加密得到密文CT，其中，函数ρ表示分层访问结构MV中的行到属性的映射；令属性集合S的每一层的属性数量超过该层门限，使S满足分层的访问结构；
通过主密钥MSK和属性集合S，结合步骤S1中的子群 生成密钥SK；
通过访问结构MV对应的密文CT和属性集合S对应的密钥SK恢复出消息；
利用GPS定位器对运输车实时定位，通过网络将定位信息传到平台，平台利于网络将信息发送到买家客户；
通过普通物流箱和特殊物流箱内的摄像头，进行不同商品的图像信息获取；通过网络连接平台，进行商品磕碰损坏情况的反馈，进行实时查看。

2.如权利要求1所述的基于大数据分析的物流安全信息预警方法，其特征在于，平台计算Hash矩阵H的公式为：
BSj为每个R次均打上标签后重新加密，每个R次的标签和对应的随机数信息形成加密信息，具体包括以下步骤：BSj选择标签tagj1对随机数打上标签，加密信息为随机数的Hash值与H的Hash值匹配后，对应标签的用户通过验证，具体包括以下步骤：
判断随机数的Hash值与H的Hash值是否匹配成功，若是，DB向BSj发送可用信道集合的加密信息 其中Sj为Cj范围内可用信道集合；否则DB向BSj发送

3.如权利要求1所述的基于大数据分析的物流安全信息预警方法，其特征在于，所述分层门限访问结构(MV,ρ)的生成方法具体如下：
1)系统初始化
定义函数f的运算规则如下：每进行一次f运算，就将多项式的常数项变为0，自变量的系数不变，次数减1，设a、b、c、d为确定的常实数，则有：
d d‑1
f(a+bx+cx)＝0+b+cx ；
4 3
f(1+2x+3x)＝0+2+3x；
设(k，n)是一个分层的秘密共享系统，主要由一个秘密分发者D和n个参与者组成，属性集合U是n个参与者的集合，且包含m个层次，即 其中对于i≠j，Ui∩Uj＝φ；令是一个单调递增的整数序列0＜k0＜k1＜...＜km，并且km‑1＜km‑1，ki是每一层的门限值，则(k，n)分层的门限访问结构就是要为属性集合U中每个参与者u分配秘密信息s的一个秘密份额σ(u)，使其满足以下访问结构：
满足上式所描述的访问结构的分层的参与者子集S称为授权子集，可以恢复主秘密，而不满足上述访问结构的任何用户子集将无法获得关于主秘密的任何信息；
2)子秘密分发
秘密分发者D任意选取t‑1个随机数a1,...,at‑1和一个大素数q，然后构造多项式P(x)＝t‑1
s+a1x+...+at‑1x ，其中s是需要被共享的主秘密；系统中的每个参与者u对应域里面的一个元素表示其身份，用uj表示，D根据参与者所处的层次i计算参与者的秘密份额其中：
P0(x)＝P(x)；
1
P1(x)＝f(P(x))＝f(P(x))；
Pi(u)＝f(Pi‑1(u))；
表示多项式P(x)经过ki‑1次f运算后在域元素uj处的值；ki‑1是第i‑1层的门限值且令k‑1＝0，D公开 lm表示第m层中拥有属性集合S的元素数量；
3)秘密恢复
令 |S|表示S所具有的元素数量，设定满足：
其中，U0,…,Um表示集合U的第0至m层，0≤l0≤l1≤...≤lm＝|S|，当且仅当对于所有的
0≤i≤m，li≥ki，S为一个授权子集，即符合访问结构，则S中所有的参与者合作时，可以组成系数矩阵MV，其中系数矩阵按行编写为：
S中的所有参与者可以合作解出如下的方程组：
即：
若S满足访问结构，就可以重构出多项式P(x)，从而恢复出秘密s；进一步，这个访问结构等价于分层矩阵的LSSS的访问结构，即令 被定义为I＝{j：ρ(j)∈S}，如果令 是秘密s的一个子秘密，则存在常数{ωj∈ZN}使得∑j∈Iωjλj＝s，其中，ZN表示1到N的整数集合；ωj在秘密共享生成矩阵Mv大小的多项式时间内
总可以被找到，就恢复出来主秘密。

4.如权利要求1所述的基于大数据分析的物流安全信息预警方法，其特征在于，平台生成二维码的方法为RSA加密算法，假设需要加密的明文信息为某一大整数X，而X分解为多个e
小整数的乘积，X＝X1×X2×…×Xn；原本的计算密文的算法改为Y＝(X1×X2×…×Xn) (mod n)，
e e e
进一步转化为Y＝X1×X2 ×…×Xn (mod n)，将大数的模幂运算转换成小整数的运算，RSA加密算法通过基于CUDA架构的多线程并行运算提升加密的效率；具体步骤为：
1)首先获取500以内的素数作为基本的小整数；
2)设需要加密的明文信息为一大整数X，根据因式分解的性质知，如果小素数a和b均为X的因子，那么素数a和b的乘积必然是X的因子，假设获取的素数个数为N，并行线程数为M则每一个线程中分配的因子个数S为N/M个；在分配素数之前需要先对基本N个小整数进行排序，按照两端各自取数的分配方式使得素数能够平均分配在不同的线程中；
3)在各个线程中对所分配的基本小素进行整除运算，保留那些能整除X的基本小数，对保留的小数就进行如下运算X＝X/(X1×X2×…×Xn)，
之后重复步骤2)，直至没有能够被整除的素数为止；
4)通过保留的小整数作为多线程并行运算的最终小整数，按照步骤2)中对基数排序的方式对小整数进行排序，再次将这些小整数平均地分配到不同的线程中，在不同的线程中计算不同的密文信息，线程1中分配的小整数为X1X2…Xm，线程2中分配的小整数为Xm+1Xm+2…e e e
Xn,根据密文的计算公式线程1中的最终整数为Y1＝X1 X2 …Xm ，线程2的最终整数为Y2＝e e e
XmXm+1…Xn ,之后的线程以此类推从而最终的密文信息Y＝Y1Y2…Yn(mod n)；
5)根据密文信息Y生成相对应的二维码；
平台集成的单片机采用改进的PSO算法对进行扫码操作的登录账号进行分析处理，若存在异常信息，进行警报,PSO算法中，w使粒子保持运动惯性,使其有扩展搜索空间的趋势,w较大时,粒子的运动速度较快,使粒子的搜索区域较大,并且能够使更快的靠近全局最优粒子,w较小时,粒子的运动速度缓慢,使粒子能够在局部范围内进行精细搜索,有利于算法的收敛，w采取动态调整；
其中:wmax和wmin表示惯性权重最大和最小值,t表示迭代次数,I termax表示最大迭代次数。

5.如权利要求1所述的基于大数据分析的物流安全信息预警方法，其特征在于，GPS定位器中的组合定位系统模型的构建方法包括：
建立“东‑北‑天”空间坐标系,则状态向量为：
T
X＝[E N U S φ H]
其中:E为“东‑北‑天”坐标系东向坐标,N为北向坐标,U为海拔,S为步长,φ为航向角,H为高度；
状态方程为：
T
观测向量为；Z＝[ZGPS ZPDR]
T
其中：ZGPS＝[EGPS NGPS UGPS] ，EGPS，NGPS，UGPS分别是GPS输出的东向坐标、北向坐标和海拔；
T
ZPDR＝[SPDR φPDR HPDR] SPDR为PDR定位的步长估计,φPDR为航向角估计,HPDR为气压计的高度估计；
观测方程为：

6.一种实现权利要求1～5任意一项所述基于大数据分析的物流安全信息预警方法的信息数据处理终端。

7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1‑5任意一项所述的基于大数据分析的物流安全信息预警方法。

8.一种实现权利要求1所述基于大数据分析的物流安全信息预警方法的基于大数据分析的物流安全信息预警系统，其特征在于，所述基于大数据分析的物流安全信息预警系统设置有：
平台；
所述平台可自动生成二维码，平台内部胶接有单片机，平台和移动端通过网络进行连接；
运输车上嵌入有GPS定位器，运输车用于装载普通物流箱和特殊物流箱；
二维码粘贴在普通物流箱和特殊物流箱上；
特殊物流箱内部胶接有夹层壁，夹层壁中间嵌入有摄像头。

9.一种物流安全监测平台，其特征在于，所述物流安全监测平台至少搭载权利要求8所述的基于大数据分析的物流安全信息预警系统。