CN115021886A - 加密方法和心电监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加密方法和心电监测系统，心电监测系统包括多导联心电信号获取装置和信号中继装置，加密方法包括：多导联心电信号获取装置获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组；多导联心电信号获取装置利用混沌系统对一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置，其中，混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，Tent映射用于生成Logistic映射的多个初始参数。上述加密方法和心电监测系统，在存在硬件资源的限制的情况下，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。

Description

加密方法和心电监测系统

技术领域

本发明涉及心电监控加密技术领域，特别涉及一种加密方法和心电监测系统。

背景技术

在相关技术中，心电监控技术可采集人体个体的心电信号(ECG，Electrocardiogram)，从而可以在后续对采集到的信号进行处理、分析与诊断。心电信号是个人的生理数据，属于个人隐私。由于受到硬件限制，在使用高复杂度的加密算法进行加密时，会占用大量的硬件资源，影响硬件效率，同时会增加功耗。而为了保证一定的硬件效率又容易造成加密性能差的问题，使得个人隐私容易被泄漏，对用户造成不必要的困扰。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种加密方法和心电监测系统。

本发明实施方式提供的一种加密方法，用于心电监测系统，所述心电监测系统包括多导联心电信号获取装置和信号中继装置，所述加密方法包括：

所述多导联心电信号获取装置获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个所述心电信号的幅值对所述多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组；

所述多导联心电信号获取装置利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，所述Tent映射用于生成所述Logistic映射的多个初始参数。

上述加密方法，通过基于Tent映射和Logistic映射的组合混沌加密方式，在存在硬件资源的限制的情况下，可根据生理数据的不同类型，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。

在某些实施方式中，所述心电监测系统预设有初始密钥和加密精度，所述初始密钥包括第一密钥和第二密钥，

生成所述Logistic映射的多个初始参数，包括：

对所述一维数组进行处理，生成第一序列和第二序列；

利用所述第一密钥和所述第一序列，生成结构参数；

利用所述第二密钥和所述第二序列，生成所述Tent映射的初始值；

根据所述结构参数、所述初始值和所述Tent映射进行迭代计算，并生成所述多个初始参数。

在某些实施方式中，对所述一维数组进行处理，生成第一序列和第二序列，包括：

根据所述一维数组，生成对应的二进制序列；

将所述二进制序列划分为多个片段，利用所述多个片段的其中一部分生成第一序列，利用所述多个片段的其余部分生成第二序列。

在某些实施方式中，所述加密方法包括：

在第一预设数值范围中对所述第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对所述第二密钥进行随机取值。

在某些实施方式中，根据所述结构参数、所述初始值和所述Tent映射进行迭代计算，并生成所述多个初始参数，包括：

根据所述结构参数，将所述初始值代入所述Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列；

在所述Tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的所述多个Tent映射混沌序列依次作为所述多个初始参数。

在某些实施方式中，根据所述结构参数，将所述初始值代入所述Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列，包括：

在迭代的过程中对生成的每个所述Tent映射混沌序列进行向下取整。

在某些实施方式中，所述心电监测系统预设有系统初始值，

利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，包括：

根据所述系统初始值，将所述多个初始参数依次代入所述Logistic映射以进行迭代计算，其中，每个所述初始参数的迭代次数为第二预设次数，每个所述初始参数对应生成一个Logistic映射混沌序列；

根据依次迭代计算得到的多个所述Logistic映射混沌序列，生成所述传输数据。

在某些实施方式中，将所述多个初始参数依次代入所述Logistic映射以进行迭代计算，包括：

在迭代的过程中对生成的每个所述Logistic映射混沌序列进行向下取整。

在某些实施方式中，根据依次迭代计算得到的多个所述Logistic映射混沌序列，生成所述传输数据，包括：

将多个所述Logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列；

对所述组合混沌加密序列进行门限判断以生成混沌二进制流；

将所述一维数组与所述混沌二进制流进行整合加密，以获取加密后的所述传输数据。

本发明实施方式提供的一种心电监测系统，所述心电监测系统包括多导联心电信号获取装置和信号中继装置，所述多导联心电信号获取装置用于：

获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个所述心电信号的幅值对所述多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组；

利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，所述Tent映射用于生成所述Logistic映射的多个初始参数。

上述心电监测系统，通过基于Tent映射和Logistic映射的组合混沌加密方式，在存在硬件资源的限制的情况下，可根据生理数据的不同类型，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的加密方法的流程图；

图2是本发明实施方式的心电监测系统的模块示意图；

图3-图7是本发明实施方式的加密方法的流程图；

图8是本发明实施方式的多导联心电信号获取装置对心电信号进行加密的流程示意图。

主要元件符号说明：

心电监测系统100；

多导联心电信号获取装置110、第一控制器111、信号中继装置130、第二控制器131。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参考图1和图2，本发明实施方式提供的一种加密方法，用于心电监测系统100，心电监测系统100包括多导联心电信号获取装置110和信号中继装置130，加密方法包括：

步骤S110：多导联心电信号获取装置110获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组Yn；

步骤S210：多导联心电信号获取装置110利用混沌系统对一维数组Yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，Tent映射用于生成Logistic映射的多个初始参数。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，心电监测系统100包括多导联心电信号获取装置110和信号中继装置130。多导联心电信号获取装置110用于获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组Yn；及用于利用混沌系统对一维数组Yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，Tent映射用于生成Logistic映射的多个初始参数。

具体地，多导联心电信号获取装置110可包括第一控制器111，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个心电信号的幅值对多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组Yn；及用于利用混沌系统对一维数组Yn进行加密以获取加密后的传输数据，并将传输数据发送至信号中继装置130，其中，混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，Tent映射用于生成Logistic映射的多个初始参数。

上述加密方法和心电监测系统100，通过基于Tent映射和Logistic映射的组合混沌加密方式，在存在硬件资源的限制的情况下，可根据生理数据的不同类型，以低复杂度的算法进行加密，并实现较高的加密性能。

具体地，混沌系统(Chaos System)是指在一个确定性系统中，存在着貌似随机的不规则运动，通过混沌系统所产生的伪随机序列具有良好的随机性和复杂性。由于在混沌系统中产生的映射具有天然的非动力学特性，可以直接作为随机数生成器应用于数据加密，从而可以方便地通过建立混沌系统的数学模型并根据设定相应的混沌参数来选择实现对数据流的不同程度的加密。

一维Logistic映射又称为虫口模型(insect mouth model)，是一种数学形式非常简单的一维离散的Logistic映射，因其具有复杂的动力学行为，可广泛应用于保密通信领域。在预设的初始条件下，经过Logistic映射作用下的序列是非周期的、不收敛的，使得此时的Logistic映射处于混沌状态，从而可实现对数据的混沌加密。

然而，实际上单一的Logistic映射的定点32-bit和24-bit无法通过随机性测试，使得其随机性方面存在缺陷。如何能够在保持低功耗与硬件资源利用效率的同时，提高生成序列的随机性是混沌加密方案的重要瓶颈。

Tent映射也属于一维混沌映射，其函数图像类似帐篷，并且为均匀的分布函数。使用Tent映射与Logistic映射组成的组合混沌系统，能够通过Tent映射生成Logistic映射初始值，并且对每一次混沌序列生成开始时对初始值进行更新。基于Tent映射与Logistic映射组成的混沌系统WBANs(Wireless Body Area Network，无线人体局域网)加密方案，能够打破混沌序列的周期性，介入Logistic系统的迭代，改变加密系统的轨迹，从而在计算量相等的情况下，显著提高加密系统生成序列的随机性，增强加密系统的加密性能。

具体地，在一个实施方式中，多导联心电信号获取装置110可装设在人体的不同部位，从而可获取到对应部位的心电信号。在通过多导联心电信号获取装置110获取到多个心电信号的情况下，可根据每个心电信号的幅值(电流幅值或电压幅值)在(1,255)的数值范围内进行归一化处理，从而生成相应的一维数组Yn，使得多导联心电信号获取装置110根据由Tent映射和Logistic映射组合而成的混沌系统对得到的一维数组Yn进行加密，所得到的相应输出会生成为传输数据，进而使得多导联心电信号获取装置110可将传输数据发送至信号中继装置130。可以理解，在其它的实施方式中，可通过其他的方式对每个心电信号进行预处理以得到相应的一维数组Yn，在此不做具体限定。

另外，在需要转换的数据类型为二维数组或图像数据的情况下，可根据相应的数据类型设置对应精度的量化方案。在一个实施方式中，可根据图像数据的像素值生成一维数组Yn。

在其它的实施方式中，多导联心电信号获取装置110的数量可以是一个，也可以是两个及两个以上。

此外，在图2所示的实施方式中，多导联心电信号获取装置110和信号中继装置130之间为通过无线通信的方式进行数据传输。在其它的实施方式中，多导联心电信号获取装置110和信号中继装置130之间也可以通过有线通信的方式进行数据传输。

在某些实施方式中，心电监测系统100预设有初始密钥和加密精度。初始密钥包括第一密钥α₀和第二密钥y0。请参考图3，步骤S210，包括：

步骤S220：对一维数组Yn进行处理，生成第一序列和第二序列；

步骤S230：利用第一密钥α₀和第一序列，生成结构参数α；

步骤S240：利用第二密钥y0和第二序列，生成Tent映射的初始值y；

步骤S250：根据结构参数α、初始值y和Tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于对一维数组Yn进行处理，生成第一序列和第二序列；及用于利用第一密钥α₀和第一序列，生成结构参数α；及用于利用第二密钥y0和第二序列，生成Tent映射的初始值y；及用于根据结构参数α、初始值y和Tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于对一维数组Yn进行处理，生成第一序列和第二序列；及用于利用第一密钥α₀和第一序列，生成结构参数α；及用于利用第二密钥y0和第二序列，生成Tent映射的初始值y；及用于根据结构参数α、初始值y和Tent映射进行迭代计算，并生成多个初始参数。

如此，可增加混沌系统的随机性，提高数据加密的安全程度。

可以理解，在确定第一密钥α₀和第二密钥y0的情况下，由于一维数组Yn是根据多个心电信号转化得到的，其具有很大的随机性。在根据第一密钥α₀和与一维数组Yn相关的第一序列得到结构参数，以及根据第二密钥y0和与一维数组Yn相关的第二序列得到初始值的情况下，将结构参数和初始值代入Tent映射进行迭代计算，可提高其输出结果的随机性，以及对心电信号的数据安全性。

需要指出的是，根据获取到的不同类型的数据，可选择不同的加密精度以使得获取到的数据适配于Logistic映射。在一些实施方式中，加密精度为24-bit。

在某些实施方式中，加密方法包括：

在第一预设数值范围中对所述第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对所述第二密钥进行随机取值。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于在第一预设数值范围中对所述第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对所述第二密钥进行随机取值。具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于在第一预设数值范围中对所述第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对所述第二密钥进行随机取值。

在这样的一个实施方式中，第一密钥α₀可以在(0.4,0.5)中进行随机取值，第二密钥y0可以在(0,1)对进行随机取值。第一密钥α₀和第二密钥y0可不相等。

请参考图4，在某些实施方式中，步骤S220，包括：

步骤S221：根据一维数组Yn，生成对应的二进制序列H；

步骤S222：将二进制序列H划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于根据一维数组Yn，生成对应的二进制序列H；及用于将二进制序列H划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于根据一维数组Yn，生成对应的二进制序列H；及用于将二进制序列H划分为多个片段，利用多个片段的其中一部分生成第一序列，利用多个片段的其余部分生成第二序列。

如此，可提高生成的结构参数α和初始值y的随机性。

具体地，在一个实施方式中，一维数组Yn的字节长度为512*512*8-bits，在将一维数组Yn输入到预设的哈希函数(如SHA-256)可得到字节长度为256-bits的二进制序列H。将二进制序列H按8-bits的字节长度依次划分得到32个片段(H₁，H₂，...，H₃₂)。将前16个片段(H₁，H₂，...，H₁₆)作为第一序列，以及将16个片段(H₁₇，H₁₈，...，H₃₂)作为第二序列，再执行下列操作：

其中，mod(a,b)表示计算a/b的余数，

表示执行异或操作。

可以理解，根据上述计算式，使得用于代入Tent映射进行计算的结构参数α和初始值y都与一维数组Yn相关，从而可提高结构参数α和初始值y相对于一维数组Yn的相关度。

另外，在其它的实施方式中，第一序列中的片段数量和第二序列中的片段数量可以是相同的，也可以是不同的。也可以随机选取任意数量的片段来得到第一序列和/或第二序列。

请参考图5，在某些实施方式中，步骤S250，包括：

步骤S251：根据结构参数α，将初始值y代入Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列；

步骤S252：在Tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个Tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于根据结构参数α，将初始值y代入Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列；及用于在Tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个Tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于根据结构参数α，将初始值y代入Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列；及用于在Tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的多个Tent映射混沌序列依次作为多个初始参数。

如此，可实现获得多个初始参数。

具体地，在一个实施方式中，在确定结构参数和初始值的情况下，根据下列计算式执行操作：

其中，n/N表示在Tent映射中当前的迭代次数，frc表示保留精度。

另外，请参考上述的计算式，在其它的实施方式中，通过设置

可实现对生成的每个Tent映射混沌序列进行向下取整。

在这样的一个实施方式中，第一预设次数为50次。在Tent映射进行第51次迭代的情况下，可将第51次迭代计算得到的Tent映射混沌序列代入Logistic映射以进行迭代计算。根据需要的初始参数的具体数量，还可将第51次、第52次、...迭代计算得到的Tent映射混沌序列依次代入Logistic映射以进行迭代计算，从而可相应得到对应数量的初始参数。

另外，在其它的实施方式中，可将迭代次数小于第一预设次数的Tent映射混沌序列进行舍弃，从而可节省用于存储所有Tent映射混沌序列的存储空间。

在某些实施方式中，心电监测系统100预设有系统初始值μ。请参考图6，步骤S210，包括：

步骤S260：根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入Logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个Logistic映射混沌序列；

步骤S270：根据依次迭代计算得到的多个Logistic映射混沌序列，生成传输数据。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入Logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个Logistic映射混沌序列；及用于根据依次迭代计算得到的多个Logistic映射混沌序列，生成传输数据。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于根据系统初始值μ，将多个初始参数依次代入Logistic映射以进行迭代计算，其中，每个初始参数的迭代次数为第二预设次数k，每个初始参数对应生成一个Logistic映射混沌序列；及用于根据依次迭代计算得到的多个Logistic映射混沌序列，生成传输数据。

如此，可实现传输数据的生成。

具体地，在得到多个初始参数的情况下，可根据下列计算式执行操作：

其中，n/N表示在Logistic映射中当前的迭代次数，frc表示保留精度。

另外，请参考上述的计算式，在其它的实施方式中，通过设置

可实现对生成的每个Logistic映射混沌序列进行向下取整。

此外，系统初始值μ和第二预设次数k可以是预先设置的。在一个实施方式中，系统初始值μ为4，第二预设次数k为1024。在其它的实施方式中，系统初始值μ和第二预设次数k也可以根据Logistic映射的混沌特性来确定。

请参考图7，在某些实施方式中，步骤S270，包括：

步骤S271：将多个Logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列Xn；

步骤S272：对组合混沌加密序列Xn进行门限判断以生成混沌二进制流Sn；

步骤S273：将一维数组Yn与混沌二进制流Sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于将多个Logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列Xn；及用于对组合混沌加密序列Xn进行门限判断以生成混沌二进制流Sn；及用于将一维数组Yn与混沌二进制流Sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于将多个Logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列Xn；及用于对组合混沌加密序列Xn进行门限判断以生成混沌二进制流Sn；及用于将一维数组Yn与混沌二进制流Sn进行整合加密，以获取加密后的传输数据。

如此，可实现对传输数据的加密。

根据上述关于Logistic映射的计算式，可依次得到多个Logistic映射混沌序列。具体地，在这样的一个实施方式中，每个Logistic映射混沌序列的字节长度为k(bits)，Logistic映射混沌序列的数量为(512*512*8)/k，在将(512*512*8)/k个Logistic映射混沌序列按迭代次序逐个进行对接，可最终得到字节长度为(512*512*8)bits的组合混沌加密序列Xn。

可以理解，根据对组合混沌加密序列Xn的不同需求，可对Logistic映射混沌序列的字节长度和生成数量进行调整。在这样的一个实施方式中，生成的每个Logistic映射混沌序列的字节长度为2k(bits)，Logistic映射混沌序列的数量为(512*512*8)/2k，使得生成的组合混沌加密序列Xn的字节长度为(512*512*8)bits。

在某些实施方式中，步骤S272，包括：

在组合混沌加密序列Xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列Xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列Xn被转化为混沌二进制流Sn。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，多导联心电信号获取装置110用于在组合混沌加密序列Xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列Xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列Xn被转化为混沌二进制流Sn。

具体地，可以是多导联心电信号获取装置110的第一控制器111用于在组合混沌加密序列Xn中将大于预设值的数值替换为预设的第一数值，在组合混沌加密序列Xn中将小于等于预设值的数值替换为预设的第二数值，以使得组合混沌加密序列Xn被转化为混沌二进制流Sn。

如此，可实现对将组合混沌加密序列Xn转化为二进制形式的数据以及后续加密。

具体地，请结合图8，在这样的一个实施方式中，预设值为0.5，第一数值为1，第二数值为0。在生成组合混沌加密序列Xn的情况下，可对组合混沌加密序列Xn中的每一个定点数进行门限判断，将大于0.5的定点数替换为1，以及将小于0.5的定点数替换为0，使得相应的定点数被替换为二进制数，从而可得到对应组合混沌加密序列Xn的混沌二进制流Sn，其具体操作如下：

在确定混沌二进制流Sn的情况下，可对混沌二进制流Sn和一维数组Yn进行逐位异或加密，得到加密序列Zn，再根据加密序列Zn生成传输数据。其具体操作如下：

请再结合图4，根据生成的混沌二进制流Sn，可对应确定所选取的保留精度是否适于对一维数组Yn进行加密，进而可对保留精度进行重新选取。

另外，在其它的实施方式中，可根据具体情况对预设值、第一数值、第二数值进行调整，从而可使得组合混沌加密序列Xn可被转换为相应的十进制、十六进制数据。

在某些实施方式中，加密方法包括：

信号中继装置130对传输数据解密，以获取多个心电信号。

本发明实施方式提供的加密方法可通过本发明实施方式提供的心电监测系统100来实现。具体地，请结合图2，信号中继装置130用于对传输数据解密，以获取多个心电信号。具体地，可以是信号中继装置130的第二控制器131用于对传输数据解密，以获取多个心电信号。

具体地，在这样的一个实施方式中，信号中继装置130和多导联心电信号获取装置110存储有相同的初始参数，信号中继装置130在接收到包括加密序列Zn的传输数据的情况下，可通过存储的相同的初始参数以及相同的混沌系统生成相同的混沌二进制流Sn，进而可使得信号中继装置130根据混沌二进制流Sn和加密序列Zn进行逐位异或得到一维数组Yn，再根据一维数组Yn来得到多导联心电信号获取装置110获取到的所有心电信号。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种加密方法，用于心电监测系统，其特征在于，所述心电监测系统包括多导联心电信号获取装置和信号中继装置，所述加密方法包括：

所述多导联心电信号获取装置获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个所述心电信号的幅值对所述多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组；

所述多导联心电信号获取装置利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，所述Tent映射用于生成所述Logistic映射的多个初始参数。

2.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，所述心电监测系统预设有初始密钥和加密精度，所述初始密钥包括第一密钥和第二密钥，

生成所述Logistic映射的多个初始参数，包括：

对所述一维数组进行处理，生成第一序列和第二序列；

利用所述第一密钥和所述第一序列，生成结构参数；

利用所述第二密钥和所述第二序列，生成所述Tent映射的初始值；

根据所述结构参数、所述初始值和所述Tent映射进行迭代计算，并生成所述多个初始参数。

3.根据权利要求2所述的加密方法，其特征在于，

对所述一维数组进行处理，生成第一序列和第二序列，包括：

根据所述一维数组，生成对应的二进制序列；

将所述二进制序列划分为多个片段，利用所述多个片段的其中一部分生成第一序列，利用所述多个片段的其余部分生成第二序列。

4.根据权利要求2所述的加密方法，其特征在于，所述加密方法包括：

在第一预设数值范围中对所述第一密钥进行随机取值，在第二预设数值范围中对所述第二密钥进行随机取值。

5.根据权利要求2所述的加密方法，其特征在于，

根据所述结构参数、所述初始值和所述Tent映射进行迭代计算，并生成所述多个初始参数，包括：

根据所述结构参数，将所述初始值代入所述Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列；

在所述Tent映射的迭代次数大于第一预设次数的情况下，将计算出的所述多个Tent映射混沌序列依次作为所述多个初始参数。

6.根据权利要求5所述的加密方法，其特征在于，

根据所述结构参数，将所述初始值代入所述Tent映射，从而依次迭代计算出多个Tent映射混沌序列，包括：

在迭代的过程中对生成的每个所述Tent映射混沌序列进行向下取整。

7.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，所述心电监测系统预设有系统初始值，

利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，包括：

根据所述系统初始值，将所述多个初始参数依次代入所述Logistic映射以进行迭代计算，其中，每个所述初始参数的迭代次数为第二预设次数，每个所述初始参数对应生成一个Logistic映射混沌序列；

根据依次迭代计算得到的多个所述Logistic映射混沌序列，生成所述传输数据。

8.根据权利要求7所述的加密方法，其特征在于，

将所述多个初始参数依次代入所述Logistic映射以进行迭代计算，包括：

在迭代的过程中对生成的每个所述Logistic映射混沌序列进行向下取整。

9.根据权利要求7所述的加密方法，其特征在于，

根据依次迭代计算得到的多个所述Logistic映射混沌序列，生成所述传输数据，包括：

将多个所述Logistic映射混沌序列逐个地进行依次对接处理，生成组合混沌加密序列；

对所述组合混沌加密序列进行门限判断以生成混沌二进制流；

将所述一维数组与所述混沌二进制流进行整合加密，以获取加密后的所述传输数据。

10.一种心电监测系统，其特征在于，所述心电监测系统包括多导联心电信号获取装置和信号中继装置，

所述多导联心电信号获取装置用于：

获取人体不同部位的多个心电信号，根据每个所述心电信号的幅值对所述多个心电信号进行转换，生成对应的一维数组；

利用混沌系统对所述一维数组进行加密以获取加密后的传输数据，并将所述传输数据发送至所述信号中继装置，其中，所述混沌系统包括Tent映射和Logistic映射，所述Tent映射用于生成所述Logistic映射的多个初始参数。

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