CN104063731A - 一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷及验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二维码信息隐藏防伪技术，特别是一种采用数字水印技术的二维码印刷及验证方法，先将二维码图片进行DCT变换将得到DCT系数配对；然后将二维码图片像素分块，确定每块嵌入的水印信息；按分块选定位置，嵌入水印，得到嵌入水印的二维码图片。验证时，将需验证的带有水印的二维码图片通过DCT变换得到DCT系数配对，获得水印；将获得的水印与提取的水印比较判断是否有篡改。本发明的方法使得二维码能够有效的快速快速有效的加密，也可以准确的验证二维码是否防伪。

Description

一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷及验证方法

技术领域

本发明涉及一种二维码信息隐藏防伪技术，特别是一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷及验证方法。

背景技术

二维码由于携带的信息密度和信息容量较大，因此得到了广泛的应用。考虑到二维码所携带的信息的安全性和保密性以及防伪的需求，于是产生了二维码的加密技术。

以火车票为例，一张火车票的原始数据，如时间、出发地、目的地、持票人姓名身份证号等信息，经过加密算法加密，然后生成二维码(火车票右下角)，这就是二维码加密技术。当二维码被解码时，解出来的数据就是一大串看不懂的数字，它必须经过解密算法才能还原出火车票的真实信息。

但是由于二维码算法和软件的公开性，使得二维码的所携带的信息是透明的，人们很容易解码，得到初始的数据。这样使得二维码本身不具备防伪功能，二维码加密技术也不具备防伪功能。二维码只是把数据加密，而二维码本身还是很容易伪造。比如火车票信息加密后的二维码信息，我们通过微信扫一扫解码后得到一大串数字，再通过二维码生成软件(最简单的采用网络在线生成软件)很快就能生成一样的二维码。加密也就是体现在加密信息这一步，与二维码无关，二维码只是把这一长串数字用一个图形表示出来而已。不管加不加密，二维码都可以仿造，如果你复制(复印)了一张车票，假如在纸张和印刷的方面不被人识破，你先于真票拿去退票或者改签了，系统也是不可能发现的。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种快速准确的二维码防伪印刷及验证方法。

为解决上述的技术问题，本发明包括一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷方法，包括以下步骤，

步骤S101：将二维码图片进行DCT变换，将得到的DCT系数配对；

步骤S102：将二维码图片分成像素块，确定每个像素块对应嵌入的水印信息；

步骤S103：按分块选择的位置，嵌入水印信息；

步骤S104：得到嵌入水印的二维码图片。

进一步的，所述步骤S102中将二维码图片分成8*8像素块。

进一步的，所述步骤S103中分块位置的选择为根据产生的水印比特，将前3bit嵌入一个块对中一块的选定位置，后3bit嵌入另一块的相应位置。

更进一步的，所述步骤S103中设置可接受的图片压缩品质因子阈值m。

本发明还包括一种与上述采用数字水印技术的二维码防伪印刷方法相对应的验证采用数字水印技术的二维码是否篡改的方法，包括以下步骤，

步骤S201，将需要验证的带有水印的二维码图片进行DCT变换，得到DCT系数配对；

步骤S202，根据DCT系数配对产生二维码图片中的水印；

步骤S203，将步骤S202中产生的水印与从原二维码图片中提取的水印进行比较，如果相同，则说明未被篡改；如果不相同，则说明被篡改并对篡改部位进行定位。

采用上述二维码防伪印刷及验证方法，伪造者首先无法通过普通二维码识别软件或扫描枪来读取二维码信息，也就无法通过软件逆向复制二维码；即使仿造者逆向复制了二维码，由于水印信息的丢失，可以用验证二维码的水印信息来识别伪造的二维码。本发明的方法使得二维码能够有效的快速快速有效的加密，也可以准确的验证二维码是否防伪。本发明的方法采用数字水印的信息隐藏技术实现了二维码的防伪问题，效果明显优于普通的加密技术。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明采用数字水印技术的二维码防伪印刷方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷方法，包括以下步骤，

步骤S101：将二维码图片进行DCT变换，将得到的DCT系数配对。

步骤S102：将二维码图片分成像素块，确定每个像素块对应嵌入的水印信息。在本实施方式中，首先将图片分成8*8像素块，把图像所有的块分成不相交的集合PP和Pq，取k＝0，则每个块对嵌入的水印信息为

${\mathrm{\&Phi;}}_P\left(v\right)=\left\{\begin{array}{cc}1,& \mathrm{\&Delta;}{F}_{p,q}\&GreaterEqual;0\\ 0,& \mathrm{\&Delta;}{F}_{p,q}<0\end{array}\right.---(S-1)$

根据式S-1的水印信息产生水印。

步骤S103：按分块选择的位置，嵌入水印信息。在此步骤中，为了更好的完成水印嵌入，设置可接受的JPE6压缩品质因子阈值m，根据产生的水印比特， 将前3bit嵌入一个块对中一块的选定位置，后3bit嵌入另一块的相应位置。通过以下的方法修改选定位置上的DCT参数：

$F_P\left(v\right)=\left\{\begin{array}{cc}{f^{,}}_p\left(v\right)\&CenterDot;{Q^{,}}_m\left(v\right)& \mathrm{LSB}\left({f^{,}}_p\left(v\right)\right)={\mathrm{\&Phi;}}_{T_a^{-1}\left(p\right)}\left(v\right)\\ {f^{,}}_p\left(v\right)+\mathrm{sgn}(\frac{F_P\left(v\right)}{Q_m^{,}\left(v\right)}-{f^{,}}_p\left(v\right))\&CenterDot;{Q^{,}}_m\left(v\right)& \mathrm{LSB}\left({f^{,}}_p\left(v\right)\right)\&NotEqual;{\mathrm{\&Phi;}}_{T_a^{-1}\left(p\right)}\left(v\right)\end{array}\right.---(S-2)$

式中 ${f^{,}}_p\left(v\right)=\mathrm{IntegerRounding}\left(\frac{F_P\left(v\right)}{Q_m^{,}\left(v\right)}\right),{Q^{,}}_m\left(v\right)=Q_m\left(v\right)+1$

根据式S-2修改选定位置上的DCT参数，从而将水印嵌入到二维码图片中。

步骤S104：得到嵌入水印的二维码图片。

当然，本发明步骤S102中二维码也可以分成其他比例的像素块，这样的变换均处在本发明的保护范围之内。

为了验证相应的采用水印技术的二维码图片是否被篡改，可采用以下步骤进行验证。

步骤S201，将需要验证的带有水印的二维码图片进行DCT变换，得到DCT系数配对。

步骤S202，根据DCT系数配对产生二维码图片中的水印。

步骤S203，将步骤S202中产生的水印与从原二维码图片中提取的水印进行比较，如果相同，则说明未被篡改；如果不相同，则说明被篡改并对篡改部位进行定位。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种采用数字水印技术的二维码防伪印刷方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S101：将二维码图片进行DCT变换，将得到的DCT系数配对；

步骤S102：将二维码图片分成像素块，确定每个像素块对应嵌入的水印信息；

步骤S103：按分块选择的位置，嵌入水印信息；

步骤S104：得到嵌入水印的二维码图片。

2.按照权利要求1所述的一种采用水印技术的二维码防伪印刷方法，其特征在于：所述步骤S102中将二维码图片分成8*8像素块。

3.按照权利要求1所述的一种采用水印技术的二维码防伪印刷方法，其特征在于：所述步骤S103中分块位置的选择为根据产生的水印比特，将前3bit嵌入一个块对中一块的选定位置，后3bit嵌入另一块的相应位置。

4.按照权利要求3所述的一种采用水印技术的二维码防伪印刷方法，其特征在于：所述步骤S103中设置可接受的图片压缩品质因子阈值m。

5.一种验证按权利要求1方法所印刷二维码是否篡改的方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S201，将需要验证的带有水印的二维码图片进行DCT变换，得到DCT系数配对；

步骤S202，根据DCT系数配对产生二维码图片中的水印；

步骤S203，将步骤S202中产生的水印与从原二维码图片中提取的水印进行比较，如果相同，则说明未被篡改；如果不相同，则说明被篡改并对篡改部位进行定位。