[发明专利]一种基于信息隐藏的手机二维码安全使用方法

摘要

本发明是一种基于信息隐藏的手机二维码安全使用方法，随着信息技术与物联网技术的发展，人们对于便利、环保的二维码技术越来越重视，使用越来越广泛。然而传统的手机二维码缺乏必要的安全机制，使得只要拥有二维码的人均可使用，侵害了用户的个人信息的安全性。本发明基于信息隐藏技术，运用密码学理论和条形码技术，通过编码时嵌入用户秘密信息，解码时提取、运算并比对的方法，解决手机二维码的安全使用问题，防止信息的泄漏与盗用，保障了信息的完整性和保密性。该方法简单实用，在物联网技术逐步普及的当代，对信息的安全性起着重要作用。

主权项

1.一种基于信息隐藏的手机二维码安全使用方法，其特征在于将信息隐藏技术和条形码技术应用于手机二维码，该发明的具体步骤如下：步骤1）用户输入秘密信息：在生成二维码图像之前，必须由用户输入秘密信息，并将该信息嵌入二维码图像中；步骤2）数据分析：分析所输入的数据流，其中包含二维码本身的数据信息和用户所输入的秘密信息，根据数据流的类型和特点选择合适的编码方案，如数据流均由数字或字母组成时，选取简单的ASCII码；而当数据流中包含汉字、日文或特殊符号时，则选用GB2312来进行编码；步骤3）数据编码：按照步骤2）所对应的编码方案将数据字符转换成二进制位流，将信息数据与秘密数据分开独立编码，编码将分别得到二进制数据信息和二进制秘密信息；步骤4）数据预处理：在嵌入秘密信息之前，首先需要分别对编码产生的二进制数据信息和二进制秘密信息进行预处理；将二进制数据信息自上到下，从左到右依次排列形成一个阶方阵，末尾不够时补0，称为数据信息矩阵；然后将二进制秘密信息按同样方法排列形成一个阶方阵，末尾不够时补0，称为秘密信息矩阵，其中是的因子，即能被整除；通常情况下，二进制秘密信息较二进制数据信息短，取大于0的正整数，取的正整数倍；步骤5）秘密信息混乱处理：由于用户输入的秘密信息一般为常见，有生日、电话号码等，因此需要对生成的秘密信息矩阵进行处理以达到混乱的效果；首先随机生成一个同秘密矩阵相同大小的置换矩阵，置换矩阵中每一个元素表示原来该位上的元素被置换到元素的值所表示的位上；置换矩阵为，原秘密信息矩阵为，经混乱处理后的秘密信息矩阵为，其结果如下：步骤6）嵌入秘密信息：为了防止盗用情况的发生，需要在二维码本身的数据信息中嵌入用户秘密信息，以保证二维码的保密性与安全性；二维码为二值图像，即所有的像素只能从0或1中取值，根据秘密信息矩阵的大小，首先将数据信息矩阵划按照自左向右、从上到下的次序分成块，每块均为阶方阵，与秘密信息矩阵的大小相等；依次将自左向右、从上到下划分出的子块与步骤5）执行混乱处理后的秘密信息矩阵分别按位进行异或运算，得到各个子分块的信息码字矩阵；步骤7）检错编码：为了防止不法分子窃取用户合法的二维码并加以篡改，需要一种检错机制，用来证明该二维码的完整性和可用性，运用矩阵移位的方法，对步骤6）中分块得到的各信息码字矩阵分别进行检错；将每个信息码字信息矩阵第一行循环右移一位，第二行循环右移两位，第三行循环右移三位，第四行又循环右移一位，依此类推，直至最后一行为止，此时得到其相应的检错矩阵，将该检错矩阵添加在相应信息码字矩阵之后，形成最终码字矩阵，包括信息码字和检错码字，最后将得到的各最终码字矩阵再按照自左向右、从上到下的次序排列在一起，形成整体的码字矩阵；步骤8）完成图像：将步骤7）得到的码字矩阵按照步骤2）中选定的二维码的编码规则构成二维码图像，以彩信方式发送至用户手机；步骤9）用户要使用该二维码时，由扫描器扫描整个图像区域；首先，提取并分离信息矩阵和检错矩阵，进行检错分析，将信息矩阵按步骤4）中随机生成的、与编码时完全相同的置换矩阵进行移位运算，若其结果与检错矩阵不相等，则说明该二维码已被篡改或损坏，不可使用；否则为完整、可用的二维码；若为完整、可用的二维码，则提示用户输入秘密信息，对该秘密信息进行处理，此处的混乱运算为步骤4）编码时混乱运算的逆置换；接下来将最终码字矩阵的每个子分块与秘密信息矩阵进行异或运算，得到最初的数据信息；只有当用户输入的秘密信息与所提取的秘密信息相符时，数据信息才正确，验证才能通过，二维码方可使用，否则，数据信息将为乱码，拒绝用户使用该二维码。