[發明專利]基于二維碼的信息加密解密方法

有效

• 申請號: 202010967119.1
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112134687B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 李暉;錢文彤;彭晶;楊飛凡
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04N1/32;H04N1/44;H04N19/467;G06K19/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種基于二維碼的信息加密解密方法，其中加密方法包括以下步驟：對加密文本進行第一次編碼加密；隨機選取一幅高空間頻率圖像，并提取其圖像的物理特征，經過處理后得到圖像的浮雕效果；將提取的高空間頻率圖像物理特征與加密文本進行二次加密；將二次加密后的加密文本隱寫至高空間頻率圖像中，具體通過多比特來描述高空間頻率圖像的每一個像素顏色，根據浮雕效果起伏得到圖像中每個像素的最次要比特，并將自動擴展密碼存放在最次要比特中，生成加密隱寫圖像；對生成的加密隱寫圖像進行二維碼編碼，生成二維碼圖片。本發明提高了信息傳遞的安全性和可讀性。

技術領域

本發明涉及圖像處理和信息隱寫領域，尤其涉及一種基于二維碼的信息加密解密方法。

背景技術

信息隱寫是一門關于信息隱藏的技巧與科學，所謂信息隱藏指的是不讓除預期的接收者之外的任何人知曉信息的傳遞事件或者信息的內容。一般來說，隱寫的信息看起來像一些其他的東西，例如一張購物清單，一篇文章，一篇圖畫或者其他“偽裝”的消息。隱寫的信息通常用一些傳統的方法進行加密，然后用某種方法修改一個“偽裝文本”，使其包含被加密過的消息，形成所謂的“隱秘文本”。

載體文件相對隱秘文件的數據含量越大，隱藏后者就越加容易。因為這個原因，數字圖像在因特網和其他傳媒上被廣泛用于隱藏消息。例如：一個24位的位圖中的每個像素的三個顏色分量紅、綠和藍各使用8個比特來表示。如果我們只考慮藍色的話，就是說有2種不同的數值來表示深淺不同的藍色。而像11111111和11111110這兩個值所表示的藍色，人眼幾乎無法區分。因此，這個最低有效位就可以用來存儲顏色之外的信息，而且在某種程度上幾乎是檢測不到的。近幾年來，信息隱寫已經成為了信息安全的焦點。因為每個Web站點都依賴多媒體,如音頻、視頻和圖像。信息隱寫這項技術可以將秘密信息嵌入到數字媒介中而不損壞它的載體的質量。第三方既覺察不到秘密信息的存在,也不知道存在秘密信息。因此密鑰、數字簽名和私密信息都可以在開放的環境，如Internet或者內聯網中安全的傳送。

但是圖像隱寫仍存在很大的局限性，比如其對數據的準確度要求，使其只能在網絡上進行傳送使用，若將圖像打印再掃描則圖像像素出現巨大變化，從而失去了其隱藏信息，導致不能應用于日常生活。而可重寫材料是一種由多層塑料和玻璃構成的可多次重復擦寫材料。它的表面涂有光感材料，在紫外線照射下，氧化油墨會被“印到”上面，產生需要的圖案或文字。材料放在115°高溫環境中，所印的文字就會消失。同時利用二維碼是一種高密度的編碼，信息容量大，同時容錯能力強的特點，作為線上線下的接口。本發明將可重寫材料與二維碼、圖像隱寫相結合，既能在滿足隱藏信息，節約材料浪費的同時能廣泛在生活中應用傳播，可應用于快遞的買家信息保護等多個方面。

發明內容

本發明的目的在于在保證加密信息安全傳輸前提下，提高在可重寫材料上的高精確度解密，無誤傳遞機密信息并將其打印。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種基于二維碼的信息加密方法，包括以下步驟：

對加密文本進行第一次編碼加密；

隨機選取一幅高空間頻率圖像，并提取其圖像的物理特征，經過處理后得到圖像的浮雕效果；

將提取的高空間頻率圖像物理特征與加密文本進行二次加密，具體建立加密文本的二次加密的密鑰生成參數與密鑰的映射關系，并使用偽隨機子密碼生成算法自動擴展密碼；

將二次加密后的加密文本隱寫至高空間頻率圖像中，具體通過多比特來描述高空間頻率圖像的每一個像素顏色，根據浮雕效果起伏得到圖像中每個像素的最次要比特，并將自動擴展密碼存放在最次要比特中，生成加密隱寫圖像；

對生成的加密隱寫圖像進行二維碼編碼，生成二維碼圖片。

接上述技術方案，第一次編碼加密時，設定密鑰長度128位，通過多輪變換函數：輪密鑰加變換、字節替換、行位移變換、列混合變換方式進行多次迭代，產生一個子密鑰矩陣。