[发明专利]基于可见光LED矩阵的保密通信方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于可见光LED矩阵的保密通信方法，包括：将LED矩阵、透镜、约定的原始图片依次平行方式，LED矩阵位于透镜的物方焦平面处，约定的原始图片位于透镜的像方焦平面处，LED矩阵作为可见光光源，发出的光束经过透镜成像在原始图片上；将密钥和待传输的密文分别转换成二进制代码格式、并且叠加成加密密文后加载在LED矩阵驱动信号上；对叠加了LED矩阵发出光束的原始图片进行拍摄以生成加密图片。本发明采用图片做为信息的传输载体，传输过程中的失真性小，保密效果佳；通过合理设置转换生成的二进制信息密文的周期和占空比，可以使人眼无法区别携带信息的图像和不携带信息图像的不同，提高加密图片的安全性。

技术领域

本发明涉及图片通信技术领域，具体而言涉及一种基于可见光LED矩阵的保密通信方法和系统。

背景技术

通信窃密是现代窃密手段中最方便，最安全，最可靠的方式，为了窃取通信中的秘密信息，研制和使用了各种先进的窃密技术手段，因此，通信的保密性比以往任何时候都显得重要。

由于图像的像素可以达到百万以上，使用一幅图片传输的信息量远大于传统的密钥体制。专利号为CN1647140A的发明专利“用于重构图形消息的设备”中提出了一种重构图形消息以进行加密传输的方法，在该方法中，将传递信息加载在原始图像上后，对重新生成的图像进行重构处理，从而获取两个携带传递信息的重构图像，再将重构图像发送至接收方，接收方对两幅重构图像进行还原处理后，获取到传递信息。由具体实施例可知，在本发明中，发送给接收方的图像中分别包含其中一部分传递信息和其中一部分原始图像，人眼无法从重构图像中获知任何信息。这种方法固然在一定程度上实现了信息的保密传输，但由于生成的重构图像的特殊性，由人眼即可识别出重构图像中蕴藏着传递信息，从而吸引破解人员对其进行解析破解或者直接破坏。

专利号为CN102916745A的发明专利“LED照明设备、无线光通信装置及系统”中则提出了一种无线光通信装置，包括光阀、信息控制单元；光源本体所发出的光信号照射到所述光阀上；所述信息控制单元用于将待传递信息进行数字化处理并依据处理结果来控制所述光阀的开启和关闭；经过所述光阀后的光信号由与所述无线光通信装置相对应的接收装置接收并对其进行解析，还原为所述待传递信息。通过信息控制单元来控制光阀的开启和关闭，从而将待传递信息调制到光源发出的可见光上进行传输，在照明的同时还可实现通信功能，且无需占用专用的通信频带即可实现通信。该方法将代传递信息转换成光信号，以实现信息的有效传输。但是，第一，该方法无法实现保密传输，有心人士只需截取光信号内容即可采用同样的方法解析到传递信息，第二，过于依赖光信号传递路径的质量，一旦光信号传递过程中受到环境光线等的干扰，极其容易造成信息传递错误。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于可见光LED矩阵的保密通信方法和系统，将密钥和密文信号加载在LED矩阵驱动信号上以转换成光信号，再将转换成的光信号叠加在原始图片上实现信息的保密传输，在本发明中，采用图片做为信息的传输载体，传输过程中的失真性小，保密效果佳；同时，由于人眼不能分辨亮度变化在2%以下的亮度变化，通过合理设置转换生成的二进制信息密文的周期和占空比，可以使人眼无法区别携带信息的图像和不携带信息图像的不同，提高加密图片的安全性；另外，采用短密钥生成长密钥的方式，解决了信息发送方和信息接收方花费大量资源传输长密钥的问题，提高了密钥的传输效率和安全性。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于可见光LED矩阵的保密通信方法，所述通信方法包括：

S1：将LED矩阵、透镜、约定的原始图片依次平行方式，LED矩阵位于透镜的物方焦平面处，约定的原始图片位于透镜的像方焦平面处，LED矩阵作为可见光光源，发出的光束经过透镜成像在原始图片上；

S2：将密钥和待传输的密文分别转换成二进制代码格式、并且叠加成加密密文后加载在LED矩阵驱动信号上；

其中，转换生成的二进制密钥代码和二进制密文代码所对应的高电平位置不重合；