[發明專利]一種基于LIBS技術的隱寫與解密方法

在審

• 申請號: 202110744679.5
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113447472A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 林慶宇;楊恩來;殷鵬鯤;陳友元;段憶翔
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;C09D11/50
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 張娟;肖柯岑

本發明提供了激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術在信息解密中的應用，并提供了一種基于LIBS技術的信息隱寫與解密方法，以含有不同濃度、不同元素的溶液作為墨水，撰寫加密文本，并通過LIBS技術對加密文本進行元素分析、成像從而實現解密。本發明隱寫與解密方法成本低、穩定性強且安全性高，在信息加密技術領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于信息加密技術領域，具體涉及一種基于LIBS技術的隱寫與解密方法。

背景技術

在信息全球化的背景下，信息安全技術是最重要的。隨著大數據和云計算的不斷普及，每天都會收集大量的信息，包括商業、軍事、教育、個人隱私等。近年來，隱私數據泄露和濫用事件頻繁，進一步加劇了人們對信息安全的擔憂。一旦敏感信息被泄露，個人財產和國家安全將受到嚴重威脅。因此，必須不斷加強信息保護措施，防止信息泄露。在信息安全的早期，基于加密學的加密技術經常被用于將信息轉換為無法直接讀取的數據。然而，加密的信息可以很容易地被未經授權的監視器發現，從而導致破譯或篡改。因此，隱寫術是為了實現安全的通信。隱寫術也被稱為“隱形”通信，利用數字媒體(如圖像、視頻、音頻、文本等)的冗余性修改媒體以隱藏秘密信息。一般來說，用于信息隱藏的媒體稱為“封面媒體”，包含秘密信息的媒體稱為“秘密媒體”。隱寫術可以通過隱藏秘密信息的存在而不引起監視器的注意，成功地傳輸秘密信息。隱寫術有多種信息傳輸方法，包括字符排列、安全墨水、隱蔽信道等。其中，安全墨水因其操作簡單、安全性高而得到廣泛應用。但是，目前常用的安全墨水隱寫法往往使用無色墨水書寫信息，然后通過特殊處理獲得揭秘信息，如火燒或浸泡。其所對應的能夠對溫度或濕度實現響應墨水往往需要特殊的制造，成本較高或穩定性較差，在信息傳遞過程中就可能因為環境的變化或意外導致信息被顯現泄露；而且這種完全看不見的信息傳輸方式很容易引起對監視器的懷疑，導致攔截或破壞。

為了提高安全墨水的安全性，秘密信息可以隱藏在普通墨水書寫的可見文本中，只有通過特殊的檢測方法才能獲得。激光誘導擊穿光譜技術(Laser-induced breakdownspectroscopy，LIBS)是一種以高能脈沖激光器作為激發源的原子發射光譜技術，可以直接獲得目標中元素的種類和含量。作為一種現場在線檢測技術，LIBS具有無樣品處理、分析速度快、全元素分析等固有優點。經過多年的發展，LIBS技術已發展成為一種重要的分析技術，并廣泛應用于地質、環境監測和生化分析。然而，LIBS技術在隱寫和信息解密領域的應用還未見報道。

發明內容

本發明提供了激光誘導擊穿光譜技術(LIBS技術)在信息解密中的應用。

本發明還提供了一種信息隱寫與解密方法，包括如下步驟：

(1)配制含元素M的溶液作為秘密墨水；所述溶液中元素M的濃度為m；以濃度不為m或不含元素M的溶液作為干擾墨水；

(2)使用秘密墨水撰寫秘密信息，干擾墨水撰寫干擾信息，得到加密文件；

(3)使用LIBS光譜儀對加密文件進行掃描，得到加密文件各個位置點的原子發射光譜；

(4)使用機器學習算法對原子發射光譜進行處理，識別秘密墨水；

(5)將秘密墨水撰寫的信息進行成像，即得到解密后的秘密信息。

進一步地，上述驟(3)所述LIBS光譜儀設定能量為25mJ，頻率為10Hz，步長為100μm。

進一步地，上述步驟(4)所述的機器學習算法是最小二乘算法，所述識別是：用非負最小二乘法計算出權重最高的元素成分，即為M，從而確定秘密墨水為含元素M的溶液。

進一步地，上述步驟(5)所述的成像是：在步驟(3)獲得的加密文件的各個位置點的原子發射光譜中，提取秘密墨水所含元素M的特征波長處的信號峰強度，分別進行歸一化處理，用人為假彩色表示加密文件各個位置點的元素M特征譜線強度，獲得的彩色圖像即解密后的信息。