CN103268461A - 一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，数据从内网交换到外网时，首先在内网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上；其次通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像；再次在外网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据。本发明基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，弥补了传统的网闸或者是优盘拷贝等交换方法价格昂贵、需要人工等缺陷，具有高可靠性、高安全性和低运维成本，缩短了交换时间，提高了内外网数据交换的效率。
Description
技术领域
本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法。
背景技术
随着社会的发展，各个行业的信息化建设越来越得以重视，在信息化建设的过程中，出于安全原因，政府或企业网络往往要求内外网隔离，但是与外部数据交换是无法避免并且十分重要的。传统的方法是使用网闸进行数据交换，这样虽然可以提高自动性，但是建设的成本比较高；而生成中间文件刻盘或者用优盘拷贝的方式，极大地降低了工作效率，尤其在需要实时数据交换的情况下，将影响工作的正常进行。所以迫切需要一种成本低廉，无需人工，同时具有实时性的内外网物理隔离数据交换解决方案。
二维码技术作为一种全新的自动实别技术，被应用于生活的各个方面。二维码技术在表单、名片、信息查询、追踪、存货盘点等方面得到广泛的应用，但是在政府或企业内外网数据交换领域的应用少之又少，因为其存储容量有限，在待交换数据量庞大且实时性要求高的情况下，交换效率将受到很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对目前内外网物理隔离数据交换方式存在的成本较高，需要人工，实时性不强，交换效率不高的缺陷，提供一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，以提高内外网数据交换的安全性及效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，数据从内网交换到外网时，包括以下步骤：
（1.1）在内网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上；
（1.2）通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像；
（1.3）在外网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据；
数据从外网交换到内网时，包括以下步骤：
（2.1）在外网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在外网系统终端设备的显示屏上；
（2.2）通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像；
（2.3）在内网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据。
进一步地，所述步骤（1.1）中，所述以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上通过以下子步骤来实现：
（A）将每一张二维码图像存储的数据长度设定阈值Ｔ；
（B）判断待交换数据的长度Ｌ是否超过设定的阈值Ｔ，“是”则转步骤（C），“否”则直接对待交换数据进行编码，生成二维码图像，显示在内网系统终端设备显示屏上；
（C）设定内网系统终端设备显示屏的显示方式；
（D）按照设定的阈值T，将待交换数据拆分为Ｎ块（ 
），并将拆分后的数据块进行从１到Ｎ编号；
（E）将拆分后的每一个数据块及其对应的编号信息编码生成二维码图像，这样就形成了Ｎ张二维码图像；
（F）将生成的Ｎ张二维码图像按步骤（C）中设定的显示方式及约定规则显示在内网系统终端设备显示屏上。
进一步地，所述步骤（C）中，所述显示方式是设定外网系统终端设备显示屏按P*Q显示二维码图像，即每行显示Q张二维码图像，共显示P行；每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小相同，位置固定；当待显示的二维码图像数Ｎ大于Ｚ（
）时，换页显示。
进一步地，所述二维码图像包含编号区和数据区，编号区包含待交换数据被拆分的块数Ｎ和此块数据被拆分的顺序号。
进一步地，所述步骤（1.3）中，所述的解码采集的二维码序列是将外网系统终端设备摄像头采集的内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵排列的二维码图像进行解码得到交换的数据；具体为：将外网系统终端设备摄像头采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割；外网系统对分割后的规则排列的多个二维码图像进行并行计算解码，对于一张二维码图像解码出的内容，不仅包含有待交换的数据还有编号信息；按照编号对解码所得的交换数据进行排列，最终得到完整的交换数据。
进一步地，所述分割是按照内网系统终端约定的显示屏的显示方式、每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小及位置，对采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割，使得分割的每一块图片都包含有唯一的二维码图像；所述并行计算解码是对分割出的每一张二维码图像进行同步解码。
本发明的有益效果是：本发明提供的基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，运用二维码技术，弥补了传统的网闸或者是优盘拷贝等交换方法价格昂贵、需要人工等缺陷，具有高可靠性、高安全性和低运维成本；采用多个二维码矩阵形式显示及并行计算解码，缩短了交换时间，提高了内外网数据交换的效率。
附图说明
图1是数据从内网交换到外网方法实现流程图；
图2是待交换数据长度较大时解决方法流程图；
图3是以3*3方式显示的QR二维码图像示意图；
图4是编码后的二维码组织形式框图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
本发明基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，数据从内网交换到外网的过程如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：在内网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上。
所述的内网系统终端设备可以由普通的PC机来实现，要求能够连接到内网，具有带背光的LCD显示屏，具有摄像功能，可以清晰地显示二维码。
所述“对数据进行编码，生成多个二维码图像”中数据的编码包括但不限于QRCode标准，还可以采用PDF417、DataMatrix、Code4标准以及随着二维码技术发展出现的其他二维码编码标准。QRCode是符合ISO标准的一种二维码编码方案，对应的ISO标准为：ISO/IEC18004:2000/6；将数据转换为二维码图像可以包括：将所述数据根据QRCode 标准、PDF417 标准、DataMatrix 标准、Code4 标准或者随着二维码技术发展出现的其他二维码编码标准转换为二维码图像。
所述的二维码矩阵形式指二维码存储信息量偏少，当待交换数据长度Ｌ较大的时候，一张二维码图像难以存储所有数据信息，具体解决过程如图2所示，包括以下步骤：
1.1 将每一张二维码图像存储的数据长度设定阈值Ｔ；
1.2 判断待交换数据的长度Ｌ是否超过设定的阈值Ｔ，“是”则转步骤1.3，“否”则直接对待交换数据进行编码，生成二维码图像，显示在内网系统终端设备显示屏上；
1.3 设定内网系统终端设备显示屏的显示方式；
1.4 按照设定的阈值T，将待交换数据拆分为Ｎ块（
），并将拆分后的数据块进行从１到Ｎ的编号；
1.5 将拆分后的每一个数据块及其对应的编号信息编码生成二维码图像，这样就形成了Ｎ张二维码图像；
1.6 将生成的Ｎ张二维码图像按步骤1.3中设定的显示方式及约定规则显示在内网系统终端设备显示屏上。
所述显示方式指设定外网系统终端设备显示屏按P*Q显示二维码图像，即每行显示Q张二维码图像，共显示P行。以3*3显示方式为例，最终二维码图像的显示形式如图3所示。每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小相同， 位置固定。当待显示的二维码图像数Ｎ大于Ｚ（
）时，换页显示。
所述“每一个数据块及其对应的编号信息编码生成二维码图像”指编码后的二维码包含编号区和数据区，编号区包含待交换数据被拆分的块数Ｎ和此块数据被拆分的顺序号，如图４所示。
所述约定规则指按照待交换数据拆分顺序生成的二维码阵列，按照从上到下，从左到右的顺序排列，但是这种排序不限于从上到下，从左到右，还包括任何有规则的排序方式。
步骤2：通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像。
所述的外网系统终端设备可以由普通的PC机来实现，要求能够连接到外网，具有带背光的LCD显示屏，具有摄像功能，可以清晰地显示二维码。
将外网系统终端设备的摄像头对准内网系统终端设备的显示屏，保持位置固定，此时内网系统终端设备的显示屏上显示多个矩阵排列的二维码图像，每个二维码图像所占据的显示屏空间固定，将摄像头采集的包含多个二维码图像的图片保存到外网系统终端设备上，以便后续解码。
步骤3：在外网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据。
所述的解码采集的二维码序列指将外网系统终端设备摄像头采集的内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵排列的二维码图像进行解码得到交换的数据。具体为：将外网系统终端设备摄像头采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割；外网系统对分割后的规则排列的多个二维码图像进行并行计算解码，对于一张二维码图像解码出的内容，不仅包含有待交换的数据还有编号信息；按照编号对解码所得的交换数据进行排列，最终得到完整的交换数据。
所述分割指按照内网系统终端约定的显示屏的显示方式、每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小及位置，对采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割，使得分割的每一块图片都包含有唯一的二维码图像。
所述并行计算解码指对分割出的每一张二维码图像进行同步解码，这样可以节省解码所需要的时间，提高效率，本发明所描述的方法，不只限于并行计算，也适用于串行计算，而且对于并行计算，不只包含通过配置有多处理机的PC机完成，还包含通过PC机发送计算命令给联网的服务器，让服务器执行并行计算并返回结果。
所述二维码图像解码根据QRCode、PDF417、DataMatrix、Code4标准或者随着二维码技术发展出现的其他二维码解码标准，只要与编码过程选取的标准一致，可解决由二维码带来的传输可靠性问题。
数据从外网交换到内网的过程包括以下步骤：
步骤1：在外网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在外网系统终端设备的显示屏上。
该步骤具体可参照数据从内网交换到外网过程的步骤1。
步骤2：通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像。
该步骤具体可参照数据从内网交换到外网过程的步骤2。
步骤3：在内网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据。
该步骤具体可参照数据从内网交换到外网过程的步骤3。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，其特征在于，
数据从内网交换到外网时，包括以下步骤：
（1.1）在内网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上；
（1.2）通过外网系统终端设备的摄像头采集内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像；
（1.3）在外网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据；
数据从外网交换到内网时，包括以下步骤：
（2.1）在外网数据库中提取待交换的数据，对数据进行编码，生成多个二维码图像，以二维码矩阵的形式规则地排列显示在外网系统终端设备的显示屏上；
（2.2）通过内网系统终端设备的摄像头采集外网系统终端设备显示屏上显示的矩阵式规则排列的二维码图像；
（2.3）在内网系统终端设备上通过并行计算，解码采集的二维码序列，最终获取交换数据。
2.根据权利要求1所述基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，其特征在于，所述步骤（1.1）中，所述以二维码矩阵的形式规则地排列显示在内网系统终端设备的显示屏上通过以下子步骤来实现：
（A）将每一张二维码图像存储的数据长度设定阈值Ｔ；
（B）判断待交换数据的长度Ｌ是否超过设定的阈值Ｔ，“是”则转步骤（C），“否”则直接对待交换数据进行编码，生成二维码图像，显示在内网系统终端设备显示屏上；
（C）设定内网系统终端设备显示屏的显示方式；
（D）按照设定的阈值T，将待交换数据拆分为Ｎ块（ ），并将拆分后的数据块进行从１到Ｎ编号；
（E）将拆分后的每一个数据块及其对应的编号信息编码生成二维码图像，这样就形成了Ｎ张二维码图像；
（F）将生成的Ｎ张二维码图像按步骤（C）中设定的显示方式及约定规则显示在内网系统终端设备显示屏上。
3.根据权利要求2所述二维码矩阵的形式，其特征在于，所述步骤（C）中，所述显示方式是设定外网系统终端设备显示屏按P*Q显示二维码图像，即每行显示Q张二维码图像，共显示P行；每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小相同，位置固定；当待显示的二维码图像数Ｎ大于Ｚ（
）时，换页显示。
4.根据权利要求2所述二维码矩阵形式，其特征在于，所述二维码图像包含编号区和数据区，编号区包含待交换数据被拆分的块数Ｎ和此块数据被拆分的顺序号。
5.根据权利要求1所述基于二维码的内外网物理隔离数据交换方法，其特征在于，所述步骤（1.3）中，所述解码采集的二维码序列是将外网系统终端设备摄像头采集的内网系统终端设备显示屏上显示的矩阵排列的二维码图像进行解码得到交换的数据；具体为：将外网系统终端设备摄像头采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割；外网系统对分割后的规则排列的多个二维码图像进行并行计算解码，对于一张二维码图像解码出的内容，不仅包含有待交换的数据还有编号信息；按照编号对解码所得的交换数据进行排列，最终得到完整的交换数据。
6.根据权利要求5所述解码采集的二维码序列，其特征在于，所述分割是按照内网系统终端约定的显示屏的显示方式、每个二维码在显示窗口所占的条码区域大小及位置，对采集的一整张包含有多个二维码图像的图片进行分割，使得分割的每一块图片都包含有唯一的二维码图像；所述并行计算解码是对分割出的每一张二维码图像进行同步解码。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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