CN106650395A - 一种基于摩尔条纹的保密信息显示方法 - Google Patents

一种基于摩尔条纹的保密信息显示方法 Download PDF

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Abstract

一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，通过第一光栅矩阵和第二光栅矩阵叠加实现信息显示，具体包括：随机生成第一光栅矩阵；根据生成的第一光栅矩阵以及所需显示的信息计算得出第二光栅矩阵，第一光栅矩阵和第二光栅矩阵每一组对应位置的光栅，能够叠加产生为暗纹或亮纹，即产生所需暗点或亮点；将生成的第一光栅矩阵的图案叠加于第二光栅矩阵上，产生摩尔条纹矩阵，即形成一个由暗点与亮点组成的矩阵，从而获取所要显示的信息。本发明将需要保密的信息隐藏于摩尔条纹矩阵中，保密性良好，能有效保护重要信息不会被机器自动获取，屏幕中直接显示的仅一个光栅矩阵，其本身并不包含最终所需显示的信息，即使此光栅被不法分子截取，仍无法破译。

Description

一种基于摩尔条纹的保密信息显示方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，更具体地，涉及一种基于摩尔条纹的保密信息显示方法。
背景技术
当前人工智能技术高速发展的同时，信息安全的隐患也逐渐升级，保密工作迎来新挑战，防止不法分子利用机器识别技术盗取重要个人信息，已成为一个重要问题。
用户登录到网页上时，部分网站会显示一些个人敏感信息，如用户帐户、密码、身份信息等，特别是网上银行，如果被黑客利用机器识别到网页上显示的信息，可能会对用户的信息安全造成威胁。对于网站上对用户帐号、密码、身份信息等个人敏感信息的显示，目前也还没出现防止机器识别的信息显示手段。
此外，随着互联网技术的发展，用户终端与服务器之间的人机交互日渐频繁，验证码的使用已成为各大网站的重要组成部分，以防止不法分子利用机器进行恶意注册、恶意下载、恶意投票等破坏网站正常功能。在用户向服务器发送要求指令时，服务器一般会要求用户输入验证码。验证码的使用可以用于确认当前操作并非机器自动进行，以维持网站的正常运行。
常见的验证码技术包括随机生成的字符或图案组合。一般情况下，真人很容易利用简单的逻辑通过验证，而一般的机器难以通过。但当遇到恶意攻击时，研究表明，通过对字符的挤压、旋转等操作生成的验证码，利用图像去噪、平移等操作后，依然有较大概率进行恢复，从而用机器辨认出具体的字符。而目前图像搜索技术日渐先进，通过对图案组合的比对分析，验证码也有可能被攻破。
对于验证码的隐藏，由于光信息科技的发展，光学保密技术开始萌芽。双随机相位加密就是光学保密的其中一种经典简单的方法。通过将隐藏图片在RGB三基色通道中分别用双随机相位编码技术进行编码，然后用编码图像构造一个新的编码图像矩阵。然而这种方法在接收方通过简单的提取和解码运算就可以重构出原来的彩色图像，对于隐藏信息的安全性依然不够高。
随着光信息安全技术发展，可知摩尔条纹作为信息隐藏和保密有着重大的意义。摩尔条纹是两个或以上周期或准周期结构叠加产生的视觉现象。由于其结构自由度高，难以复制，且对观看角度等因素敏感，机器很对摩尔条纹信息进行破译。根据摩尔条纹的结构特性，当两个周期结构叠加时，可在局部区域形成暗区，而在另外一些区域形成暗区，从而可制作成区别明显的亮点及暗点，进行进一步整合后，可制作成含一定的信息的密码图案。而在其中的任何一个周期结构中，都不可能破译出相应的信息。目前已有技术将其应用于信息隐藏领域，但主要用于水印技术，未能对信息方便的进行加密，成为复杂保密信息的载体。
发明内容
为解决以上技术不足，本发明的主要目的是提供一种基于摩尔条纹的保密信息显示方法，将信息隐藏于摩尔条纹矩阵中，防止不法分子利用机器非法截取显示图像后进行盗用，保护个人重要信息安全，主要应用于对保密要求较高的场合。
本发明的技术支持：
根据摩尔条纹的运用，可以在特定的格点上通过两片周期光栅的重合从而显示出摩尔条纹在格点位置范围上的一部分。通过调整夹角，周期比以及相位，可以控制格点上显示的是摩尔条纹的亮纹还是暗纹。从而控制一个格点所生成的是暗格点还是亮格点。
两个光栅矩阵α与β，其中特定位置的格点对应的两片周期性光栅为A与B，光栅周期为p1与p2，两光栅夹角为θ，生成的摩尔条纹周期P，所取方格边长为d。
如图1所示，构建直角坐标系，两光栅栅线方程l1:y＝xcotα，l2:y＝xcotβ+c。
摩尔条纹栅线方程当摩尔条纹的周期P比方格边长的要大，即可构建类似的暗格与亮格。
构成暗格的方程参数应为：
构成亮格的方程参数应为：
信息隐藏具体流程如图2所示。所要显示的图像密码信息可以通过暗格点和亮格点以像素形式排列构建出类似的图案，从而了解在每个位置所要生成的目标暗点和亮点。暗点和亮点所排列的矩阵可以转化为两片对应的光栅矩阵的叠加。形成亮格和暗格的光栅对应方程有多种，根据每个格点亮暗要求设计对应的光栅的参数。组成光栅矩阵α与光栅矩阵β。
两片光栅矩阵可直接叠加，抑或用手机或其他摄像器拍摄然后经过图像畸变矫正。经过叠加后，从中需要隐藏的目标信息将会显示出来。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，通过第一光栅矩阵和第二光栅矩阵叠加实现信息显示，具体包括以下步骤：
S101：随机生成第一光栅矩阵；
S102：根据生成的第一光栅矩阵以及所需显示的信息计算得出第二光栅矩阵，第一光栅矩阵和第二光栅矩阵每一组对应位置的光栅，能够叠加产生为暗纹或亮纹，即产生所需暗点或亮点；
S103：将生成的第一光栅矩阵的图案叠加于第二光栅矩阵上，产生摩尔条纹矩阵，即形成一个由暗点与亮点组成的矩阵，从而获取所要显示的信息。
在一种优选的方案中，所述方法还包括：通过密码器随机生成第一光栅矩阵，通过密码器实时拍摄并显示第二光栅矩阵，并在同一区域显示出第一光栅矩阵。
在一种优选的方案中，所述方法还包括：所述密码器定时进行一次刷新，即重新生成一个第一光栅矩阵，刷新结果的规律记录于服务器中，服务器亦同步对第二光栅矩阵进行刷新，服务器与密码器间无直接通讯关系。所述密码器无通讯机能，因此密码器中的光栅难以被不法分子获取，且密码器与用户直接关联，实时更新图像，遗失后只需第一时间报失，取消其关联，即不需担心密码器被盗用，亦无法复制出此前的显示状态。
一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，需要双人同时进行验证才能实现信息显示，应用于对保密性要求极高的场合，具体包括以下步骤：
S201：在第一密码器中随机生成第一光栅矩阵，同时在第二密码器中随机生成第二光栅矩阵，光栅播放规则预先录入到第一密码器和第二密码器中，第一密码器和第二密码器均含有拍摄模块；
S202：用户使用第一密码器拍摄第二密码器中第二光栅矩阵区域；
S203：第一密码器将拍摄结果叠加在第一光栅矩阵中，并进行显示，用户进行匹配对准，当两光栅完全重合时，产生摩尔条纹，从而获得密码信息。
本方法保密效果良好，保密原理基于光学摩尔条纹特性，要求两人以上共同开启保密信息，从任何一个单独的手机端或专用密码器中，都不可能破译出密码信息。本方法显示保密信息操作简单，信息容易辨认，且容许保密任意的字符信息，对字体、字符数均不作要求，具有广泛的应用价值。
在一种优选的方案中，所述第一密码器和第二密码器为手机端。
在一种优选的方案中，所述第一密码器和第二密码器均能够实时拍摄并将拍摄结果叠加在其生成的光栅矩阵。
在一种优选的方案中，所述方法还包括：所述第一密码器和第二密码器同步进行刷新，即重新生成第一光栅矩阵和第二光栅矩阵，第一密码器和第二密码器同之间无直接通讯关系。因此保密性好，为防止长时间使用后刷新延误较大，影响使用，可到生产厂家定期进行矫正对准。
在一种优选的方案中，所述拍摄功能可由另带的扫描设备替代，所述扫描设备同时扫描得出所述第一密码器、第二密码器所生成的光栅矩阵，再由扫描设备中预设的对位方法，如特定的角度、相位关系，叠加产生摩尔条纹并得到最终的信息。即同时拥有第一密码器、第二密码器但缺少专用的扫描设备，仍将无法得到最终的信息，可进一步增加信息的保密性能。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，通过第一光栅矩阵和第二光栅矩阵叠加实现信息显示，具体包括以下步骤：随机生成第一光栅矩阵；根据生成的第一光栅矩阵以及所需显示的信息计算得出第二光栅矩阵，第一光栅矩阵和第二光栅矩阵每一组对应位置的光栅，能够叠加产生为暗纹或亮纹，即产生所需暗点或亮点；将生成的第一光栅矩阵的图案叠加于第二光栅矩阵上，产生摩尔条纹矩阵，即形成一个由暗点与亮点组成的矩阵，从而获取所要显示的信息。本发明将需要保密的信息隐藏于摩尔条纹矩阵中，保密性良好，能有效保护重要信息不会被机器自动获取，屏幕中直接显示的将仅是一个光栅矩阵，其本身并不包含最终所需显示的信息，即使此光栅被不法分子截取，仍无法破译。在使用中，只需要将密码器置于显示区，即可直接得到所需保密显示出的信息，操作简单实用，且密码器结构简单，只需提供基本的摄影及显示功能，批量生产成本低廉，适合大规模推广使用。
附图说明
图1为直角坐标系中两光栅栅线的示意图。
图2为信息隐藏的流程图。
图3为实施例1基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法的流程图。
图4为摩尔条纹矩阵叠加效果示意图。
图5为实施例1基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法对应的装置示意图。
图6为实施例2基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法的流程图。
图7为实施例2基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法对应的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图3所示，实施例1提供了一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，包括以下步骤：
S101：在密码生成模块，即专用密码器中随机生成第一光栅矩阵，光栅生成规则预先录入到密码器的芯片中，且在服务器中进行记录；
S102：服务器根据密码器生成的第一光栅矩阵及所需生成的显示信息，即图4所示的密码“5743”，计算得出所需显示第二光栅矩阵，在叠加图案中，数字区使用暗摩尔条纹形成暗点，非数字区使用亮摩尔条纹形成亮点，暗点与亮点的组合形成信息，即密码“5743”；
S103：密码器生成的第一光栅矩阵，并将图案叠加于拍摄结果，即第二光栅矩阵上，从而产生摩尔条纹矩阵，从而获取所要显示出的信息，即密码“5743”。
图4为摩尔条纹矩阵叠加效果示意图，第一光栅矩阵21与第一光栅矩阵22相叠加，即可产生摩尔条纹图案10，即密码信息“5743”。
图5为本实施例基于摩尔条纹矩阵的信息显示方法对应的装置示意图，用户使用密码器中的拍摄模块11拍摄信息显示区域20中的第二光栅矩阵，得到的图像显示于屏幕10中，同时在屏幕10中，将第一光栅矩阵叠加在拍摄结果上，从而显现出隐藏的密码信息。
所述密码信息“5743”应视为一个应用范例，可不限制密码信息的字符位数，密码信息可选用字母、汉字或其他符号、图形。
在具体实施过程中，亮点的平均亮度值应比暗点平均亮度值高40％以上。根据摩尔条纹的特性，当两个光栅或准光栅结构以一定夹角叠加时，会根据其相位特性，在部分区域形成暗区，而在另外部分区域形成亮区，选取亮区位置及暗区位置的光栅，截取并进行拼合，则可形成以一系列暗点与亮点组成的矩阵数据，从而反映出所需的信息。
在具体实施过程中，亮点和暗点的出现与光栅的周期比、相位关系、夹角均有关，可通过任意多种组合产生亮点或暗点，即从单一的光栅结构上，是无法获取任何信息的。
在具体实施过程中，使用手机端作为所述密码器，对于部分保密要求并不苛刻的场合，手机端实施方式更简便，使用门槛更低，用户仅需下载一个验证软件即可使用，目前市面上大多数的智能手机都能满足本发明所需的拍摄及显示要求。
在具体实施过程中，可对所需显示的字符信息进行平移、旋转、局部拉伸等处理，进一步提升信息的保密能力。
实施例2
如图6所示，本发明还提供一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，需要双人同时进行验证才能实现信息显示，应用于对保密性要求极高的场合，具体包括以下步骤：
S201：密码生成模块包括第一密码器和第二密码器，在第一密码器中随机生成第一光栅矩阵，同时在第二密码器中随机生成第二光栅矩阵，光栅播放规则预先录入到系统中，第一密码器和第二密码器均采用手机端实现；
S202：拍摄扫描模块位于第一密码器，用户一使用第一密码器拍摄第一密码器中第二光栅矩阵区域，同时用户二使用第二密码器拍摄第一密码器中第一光栅矩阵区域；
S203：密码显示模块位于密码器正面一侧，第一密码器将拍摄结果叠加在第一光栅矩阵中，并显示到正面一侧，用户进行匹配对准当两光栅完全重合时，产生摩尔条纹，从而获得密码信息。
图7为本实施例基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法对应的装置示意图。其包括可双面显示的第一密码器10和第二密码器20，第一拍摄或扫描器11将识别出第二密码器20背后显示的第二光栅矩阵，并显示于第一密码器10的前端，在识别结果的基础上叠加第一光栅矩阵，进行匹配对准，即可得到摩尔条纹矩阵图案。同时，第二拍摄或扫描器21将识别出第一密码器10背后显示的第一光栅矩阵，并显示于第二密码器20的前端，在识别结果的基础上叠加第二光栅矩阵，进行匹配对准，即可得到摩尔条纹矩阵图案。两密码器可显示出不同的密码图案，以增加其保密性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，通过第一光栅矩阵和第二光栅矩阵叠加实现信息显示，具体包括以下步骤：
S101：随机生成第一光栅矩阵；
S102：根据生成的第一光栅矩阵以及所需显示的信息计算得出第二光栅矩阵，第一光栅矩阵和第二光栅矩阵每一组对应位置的光栅，能够叠加产生为暗纹或亮纹，即产生所需暗点或亮点；
S103：将生成的第一光栅矩阵的图案叠加于第二光栅矩阵上，产生摩尔条纹矩阵，即形成一个由暗点与亮点组成的矩阵，从而获取所要显示的信息。
2.根据权利要求1所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述方法还包括：通过密码器随机生成第一光栅矩阵，通过密码器实时拍摄并显示第二光栅矩阵，并在同一区域显示出第一光栅矩阵。
3.根据权利要求2所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述方法还包括：所述密码器定时进行一次刷新，即重新生成一个第一光栅矩阵，刷新结果的规律记录于服务器中，服务器亦同步对第二光栅矩阵进行刷新，服务器与密码器间无直接通讯关系。
4.一种基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，需要双人同时进行验证才能实现信息显示，包括以下步骤：
S201：在第一密码器中随机生成第一光栅矩阵，同时在第二密码器中随机生成第二光栅矩阵，光栅播放规则预先录入到第一密码器和第二密码器中，第一密码器和第二密码器均含有拍摄模块；
S202：用户使用第一密码器拍摄第二密码器中第二光栅矩阵区域；
S203：第一密码器将拍摄结果叠加在第一光栅矩阵中，并进行显示，用户进行匹配对准，当两光栅完全重合时，产生摩尔条纹，从而获得密码信息。
5.根据权利要求4所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述第一密码器和第二密码器包括手机端。
6.根据权利要求4所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述第一密码器和第二密码器均能够实时拍摄并将拍摄结果叠加在其生成的光栅矩阵。
7.根据权利要求4所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第一密码器和第二密码器同步进行刷新，即重新生成第一光栅矩阵和第二光栅矩阵，第一密码器和第二密码器同之间无直接通讯关系。
8.根据权利要求4所述的基于摩尔条纹矩阵的保密信息显示方法，其特征在于，所述拍摄功能可由另带的扫描设备替代，所述扫描设备同时扫描得出所述第一密码器、第二密码器所生成的光栅矩阵，再由扫描设备中预设的对位方法，如特定的角度、相位关系，叠加产生摩尔条纹并得到最终的信息。
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