CN102663131A

CN102663131A - 可信的会计原始凭证电子影像查询系统

Info

Publication number: CN102663131A
Application number: CN2012101314469A
Authority: CN
Inventors: 谢建全
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-09-12

Abstract

可信的会计原始凭证电子影像查询系统。通过将电子影像文件的可感知部分、电子影像对应的数据库记录中的关键字段形成篡改认证水印，它不会影响影响电子影像的视觉效果，在使用过程中验证提取的认证信息与重新计算的认证信息进行是否一致来确定该凭证的电子影像图像是否被篡改。在认证过程中，每个像素点的认证信息与周围的像素点相关联，因此可以防止对电子影像的局部篡改，同时认证信息还与上条记录相关联，因此可有效防止用另一幅可以通过防伪认证的电子影像来冒充本记录的电子影像数据，另外每条记录中存有产生的哈希值，由于哈希函数的单身性，因此还可以防止数据库记录中关键数据的篡改。

Description

可信的会计原始凭证电子影像查询系统

技术领域

本发明涉及计算机图像处理和信息安全领域，提供一种防篡改的原始纸质凭证的电子影像查询系统。

背景技术

随着信息化技术的不断深入，会计业务处理也逐步实现电子化，从计帐、归类到查询等业务处理已基本上由计算机来代替传统的手工处理，但各笔业务的真实性查询现在还是由手工查询原始纸质凭证为主，如果将原始纸质凭证制成电子影像，再利用计算机通过查询生成的电子影像来代替手工查询纸质凭证，可大大提高查询的效率和减轻人的劳动强度，并且可以实现跨地域查询。

保证纸质凭证的电子影像的真实性是保证查询是否可信的关键性问题，由于数字图像可以很容易地被多种图像处理软件修改而不被发现，经修改后的数字图像凭人的肉眼是无法分辨其真实性的，给作假者提供了金额的修改、手写签名的伪造等带来可乘之机，因此用于保证纸质凭证的电子影像的可信性是保证凭证电子化查询是否可靠的关键性问题。

目前，虽然有不少数字图像篡改认证水印算法来识别数字图像真伪的识别，但由于这些算法没有同数据库的记录关联，只能识别数字图像是否被篡改过，而不能防止作伪者用另一幅图像来替换现象，并且需要密码技术配合才能防止作伪者伪造新的电子影像凭证，因此人们常常对电子影像完整性、内容的真实性产生质疑，从而导致目前还没有会计软件利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服上述问题的原始凭证电子影像查询系统，解决原始凭证电子影像及相应的数据库可能存在的作伪问题。该系统不但可以发现电子影像是否被篡改，并且在发现电子影像被篡改时，还能指出是哪些位置被篡改过，为分析篡改者的动机提供重要参考依据，为查询的可信性提供保证。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：首先对原始纸质凭证进行扫描得到相应的电子影像，其次根据电子影像中的视觉可感知部分、会计数据库中与该凭证相对应记录的关键数据以及上一条记录中的关键数据三者共同产生一个哈希值，然后将该哈希值与电子影像中的视觉可感知部分进行逻辑运算并嵌入到电子影像的不可感知部分形成防篡改系统，达到判断电子影像是否可信的目的，最后将嵌入有防篡改信息的电子影像再产生另一哈希值记录到数据库中相应的记录中，形成双重防伪系统。

具体实施方式

1、首先对原始纸质凭证进行扫描得到相应的电子影像

利用扫描仪对原始纸质凭证进行扫描得到相应的电子影像，再对电子影像进行滤波，去除扫描过程中可能产生的噪声；得到供以后查询用的电子影像F_M×N，其中M和N分别表示图像的高和宽，每个像素点的像素值用最常用的8位二进制表示，各像素点的像素值表示为f_i，j，则f_i，j∈{0，1，2，…255}，其中i，j分别为相应的像素点的坐标，i∈{1，2，…M}，j∈{1，2，…，N}。

2、产生加密电子影像篡改认证信息所需的参数

为以后检验电子影像是否被篡改或替换，利用单向函数一哈希函数，将电子影像中的视觉可感知部分、会计数据库中与该凭证相对的应记录的关键数据以及上一条记录中的关键数据三者共同产生一个哈希值H：

H＝hash(F′_M×N，R_k，R_k-1，R_k-2)

其中hash(·)为哈希函数，F′_M×N为F_M×N的视觉可感知部分，这里取从高至低的6个位平面，即，R_k为该凭证相对应记录的关键数据，这些关键数据一般包括为，它可以根据使用者的要求作出调整，R_k-1和R_k-1为该凭证相对应记录的前面两条条记录的关键数据及上一条记录的哈希值，(F′_M×N，R_k，R_k-1，R_k-2)这个四元组中任何1比特的变化，都会导致H中约一半左右的比特会发生改变。这里引入凭证相对应记录的上一条记录的关键数据的目的是为了防止该条记录及纸质凭证的电子影像被作伪者用其它的记录及其纸质凭证的电子影像冒充。

3、计算电子影像中的视觉可感知部分每个像素点的篡改认证信息

定义像素点的篡改认证信息为W_M×N，每个像素点的篡改认证信息用2比特表示，即w_i，j∈{0，1，2，3}，其中i，j为相应的像素点的坐标，i∈{1，2，…M}，j∈{1，2，…，N}。为有效防止图像的伪造，通过结合周围像素来确定每个像素点来确定要嵌入到每个像素点的认证信息，即一个像素点的认证信息w_i，j是与该像素点上下和左右各k个点共计2k+1个像素的函数，即：

w_i，j＝f(x_i-k，j，x_i-k+1，j，…x_i-1，j，x_i，j，x_i+1，j，…x_i+k，j，x_i，j-k，…x_i，j-1，x_i，j+1，…x_i，j+k)

上式中f(·)为映射函数，此处取x_i，j为坐标为(i，j)像素点像素值高6位的值，k的取值可根据需要引入的图像的不确定性程度而定，一般取k＝2就可满足要求。当上式中像素点的第一个坐标i-y≤0时，(1≤y≤k)，将相应的坐标值加M；当i+y＞M时，(1≤y≤k)，将相应的坐标值减M，即保证相应的坐标值在{1，2，…M}范围之内；对第二个坐标也进行同样的处理，只是将M改为N，保证第二个坐标相应的值在{1，2，…N}范围之内。这实际是以(i，j)为中心，向左右和上下各扩展k个像素点来产生认证信息，从而引入基于图像的不确定性，达到抵抗目前已知的攻击。

4、计算实际嵌入到电子影像中的认证信息

选用一种混沌加密算法E在密钥key的控制下对W_M×N进行置乱加密，得到加密后长度仍为M×N的信息EW；再将第2步中得到的H进行扩展，得到M×N×2比特的信息HW，然后与EW进行逐位的异或运算，得到M×N×2比特的嵌入信息T。

5、将认证信息嵌入到图像中

将嵌入信息T按顺序嵌入到图像F_M×N的低2位中，得到图像F′_M×N即每个像素嵌入2位信息，嵌入方法为用认证信息直接替换F_M×N的低2位中。由于F′_M×N与F_M×N仅低两位不同，人类视觉系统感觉不到它们的不同，即不影响其作为真伪识别的效果。

6、计算并记录本记录的哈希值

利用哈希函数，以本条记录的关键数据及本记录对应的嵌入了认证信息的电子影像为参数计算出本记录的哈希值，并作为一个字段存入本条记录中，以便为下一条记录进行产生加密电子影像篡改认证信息所需的参数提供依据，同时也为以后判断本记录关键数据是否被篡改提供依据。

7、对电子影像的真伪确认及篡改的定位

在要进行电子影像查询时，重新按前面的步骤每个像素点的认证信息，并与从相同的像素点的提取认证信息进行比较，得到篡改差别矩阵A，其中A_i，j表示接收到的图像的像素点(i，j)的认证信息与重新计算的认证信息的比较结果，不一致为1，一致为0。

如果一个像素点的认证信息发生改变，但其向左右和上下各扩展k个像素点的认证信息有些没有发生改变，则该像素点未被篡改，认证信息的改变是由于左右和上下各扩展k个像素点中的一个或多个被篡改所致，或者是该像素点的认证信息在传输中出现差错所致。只有该点以及其左右和上下各扩展k个像素点都发生认证信息的改变才是相应的像素点被篡改。即一个点是否被篡改可以用下式表示：

T_{i, j} = Π_{y = - k}^{k} A_{i, j + y} \cdot Π_{z = - k}^{k} A_{i + z, j}

上式中的坐标值超出范围时，按前面说明的方法处理。当T_i，j为1时，表示坐标为(i，j)的像素点受到篡改，否则未被篡改，从而能将篡改准确定位到被篡改的像素点。

8、对数据库记录中关键数据的真伪确认

利用哈希函数，以本条记录的关键数据及相应的嵌入了认证信息的电子影像为参数计算出本记录的哈希值，并与本记录中已经存入的哈希值进行比较，如果不一致，则在图像未作伪的情况下，可确定本条记录的关键数据被篡改；如果篡改者不但篡改本条记录的关键数据，而且还篡改了本记录中的用于比对的哈希值，比如，利用篡改后的本条记录的关键数据和电子影像通过同样的哈希函数重新计算哈希值并存入本记录的摘要字段中，虽然可以通过认证，但会导致后面的所有两条记录均不能通过认证，利用回溯算法同样可确认本记录的关键数据是否被篡改。

Claims

1.一种用会计纸质原始凭证电子影像查询系统，其特点为将纸质凭证扫描成电子影像，利用扫描后的电子影像并加上防伪措施后可替代手工查询纸质凭证的工作。

2.根据权利要求1所述会计纸质原始凭证电子影像查询系统，其特点在于电子影像与数据库中相应的记录的关键数据相关联，可以通过这些数据构成的对电子影像的真伪进行判断。

3.根据权利要求1或2所述的会计纸质原始凭证电子影像查询系统，其特点在于电子影像中每个像素点的认证信息不但与本像素点的像素值相关，而且还与该像素点周围的其它像素点的像素值相关，从而达到防止电子影像局部篡改的目的。

4.根据权利要求1或2所述的会计纸质原始凭证电子影像查询系统，其特点在于电子影像中每个像素点的认证信息不但与该电子影像在数据库对应记录的关键数据相关，而且与前面的记录的关键数据及哈希值相关，从而达到防止用另一幅能通过认证的其它记录的电子影像冒充本记录的电子影像的目的。

5.根据权利要求1或2所述的会计纸质原始凭证电子影像查询系统，其特点在于电子影像中对应的数据库的记录中储存有该电子影像及记录关键数据一起构成的哈希值，利用该哈希值可以识别数据库中该记录的关键数据是否被篡改。