3D打印模型的加密保护传输研究房子琪赵志祥马国军李生摘要：针对3D打印模型数据传输面临复制、修改、传播等侵权行为攻击的问题，提出一种适合3D打印的G代码文件加密传输方法。通过改变模型面的形状、随机化顶点分布以及乱序重排代码子文件组实现模型数据的加密，通过获取服务器端的解密用文件实现G代码文件的解密，获取原始的3D模型数据，降低了被攻击的风险，实现了版权的保护。关键词：3D打印;模型传输;加密算法;G代码：TP391文献标识码：A：1007-9416（2020）10-0000-003D打印技术的普及为我们的生活带来了许多便利，但常规3D打印模型易遭到攻击和盗窃，因此，在存储和传输3D打印模型之前，应先对其进行加密，以确保访问安全并防止非法复制。1加密技术研究现状1.1加密算法现有的数据加密技术都是以加密-解密理论为核心进行研发的，根据信息的发送和接收方使用密钥的不同，加密算法分为对称加密算法和非对称性加密算法。对称加密算法如DES、AES等，即数据的发送方和接收方都具有相同的密钥，只要密钥未泄露，该数据便很难被破解。非对称加密算法如常见的RSA、ECC等，主要有混合非对称加密和公开非对称加密两种。其中，公开非对称加密算法即双方使用不同的密钥。混合非对称加密是在这一算法基础上，结合对称加密算法，以此增加密码的复杂性。在现有的数据加密算法中，以混合加密算法的安全性最高、保密性最好、应用最广泛。1.2加密技术数据加密技术比较多样化，现有加密传输方式大多基于隐蔽信道[1]、隐写术和文件加密传输三种方式，可应用于链路加密、节点加密和端到端加密。链路加密主要是通过网络节点链路实施加密，是指数据在OSI的数据链路层由加密设备进行加密，在下一个节点接收数据前解密。节点加密是指消息在节点中除报头和路由信息外均处于加密状态。即密文在中间节点被解密并重新加密，避免了链路加密节点处易受攻击。端到端加密作用于应用层数据由发送端加密，接收端解密。即数据信息在最终接收解密前都是加密的状态，这种方式性能更可靠并且成本较低。23D模型加密相关工作随着3D打印技术的普及，人们对3D模型版权的保护对象已经扩展到了3D打印后的实体模型。数字水印技术近年来被广泛地应用于3D领域中的版权保护，该技术可以有效提高信息的安全性。Ohbuchi等在1997年第一次提出了三维模型水印技术[2]，自此之后数字水印的研究有了很大进展。近几年的研究更倾向于提高数字水印的鲁棒性和实用性。喻志强等人提出了一种自适应于局部几何特征的三维模型水印算法[3]。周昕等人在2007年提出一种新的基于小波变换的三维模型水印算法[4]。岳悦等人提出了一种基于遗传算法的三维变换域盲水印算法[5]。王新宇等人提出了一种通过构造顶点分布特征的三维模型数字水印算法[6]。使用数字水印技术不会更改模型内容，但此方式不利于存储和传输。所以如何保证3D模型作品的版权不被侵犯，降低模型信息传输过程中被窃取的几率是目前亟待解决的问题。为解决上述问题，本文提出一种3D模型加解密模型，加密模型包括获取模块、切片模块以及加密模块，获取模块用于获取3D模型;切片模块对该模型进行切片处理，以获取G代码文件;加密模块用于加密文件并生成解密用文件。解密装置包括解密获取模块以及解密模块，解密获取模块用于接受G代码文件以及解密用文件;解密模块则使用解密用文件对G代码文件进行解密。3方法原理本文提出一种适合3D打印模型的G代码文件加密传输方法，主要内容是先由3D模型生成G代码文件，通过几何变换、随即加密过程使其包含的构面信息变形，然后对该文件进行特征分离及分片得到第一子文件组，其中包括至少两个以上的子文件，各个子文件以第一排列顺序进行排序，使用fisher-yates算法对第一子文件组做随机排列得到第二子文件组，实际传输过程按照第二子文件组的顺序进行加密传输。同时生成记录有第二排列顺序的排列恢复文件，并自定时间延迟传输该序列号。因为子文件序列号延迟传输，所以先进行加密传输的第二子文件组的每一个分片都是不可读的，确保了3D模型信息的完整性和隐私性。接收端收到第二子文件组及第二排列顺序后，在文件没有缺失的情况下对排列恢复文件进行解密，...