CN108549920A - 一种二维码数据隐藏方法、数据提取方法及设备 - Google Patents

一种二维码数据隐藏方法、数据提取方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种二维码数据隐藏方法,包括如下步骤:获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;生成二维码图形。利用了二维码自带的纠错功能、对图形损毁具有一定容忍性的原理,在完全不影响二维码外观、结构、功能、数据的情况下实现了隐藏数据的嵌入和提取。

Description

一种二维码数据隐藏方法、数据提取方法及设备
技术领域
本发明涉及条码技术领域,尤其涉及一种二维码数据隐藏、数据提取方法及设备。
背景技术
二维码是一种用特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形,可实现的应用十分广泛,如:产品防伪、溯源、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、电子凭证、信息传递等。
二维码图像通常是黑白两色的方形图形,以QR码为例,其左上角、左下角和右上角分别呈现有像“回”字的正方图案,用于解码二维码时扫描定位,且扫描软件以任何角度扫描二维码图像时,二维码图像中的数据均可被正确读取。
二维码可以携带较多的数据信息,但根据二维码标准,其携带的所有信息都是可以解析的。对于用户需要在标准码制的框架下利用二维码携带一些相对隐蔽的数据,既不影响现有二维码识读设备及软件对该码携带的符合标准的数据进行解析,又能支持特殊改造的设备或软件对隐蔽数据的提取,则需要使用到本发明的数据隐藏及提取方法。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种二维码数据隐藏方法,解决在标准码制的框架下利用二维码携带一些相对隐蔽的数据,既不影响现有二维码识读设备及软件对该二维码携带的符合标准的数据进行解析,又能支持特殊改造的设备或软件对隐蔽数据的提取。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种二维码数据隐藏方法,包括如下步骤:
获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;
将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
生成二维码图形。
其中,所述至少一个区域依据码制、版本或纠错等级进行选定。
其中,所述预设的加密方式为:将隐藏数据乱序化,并叠加对称加密算法进行加密。
其中,所述植入采用将第一比特序列替换成第二比特序列的方式。
其中,选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。
本发明还公开一种二维码数据提取方法,包括如下步骤:
获取二维码解析指令,将二维码图形转换为第一比特序列;
依据预设的位置序列从第一比特序列中解析出第二比特序列;
采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
将第一比特序列解析,恢复出用户数据。
其中,判断是否存在关键参数,若存在关键参数则提取关键参数并还原,依据关键参数产生位置序列,按照所述位置序列提取并形成第二比特序列。
本发明还公开一种二维码数据隐藏系统,包括:
接收装置,获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;及
存储介质,执行以下指令:
将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
生成二维码图形。
其中,所述存储介质还用于执行:选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。
本发明还公开一种二维码数据提取设备,包括:
摄像模组,获取二维码图形;
集成电路,其执行以下指令:
获取二维码解析指令,将二维码图形转换为第一比特序列;
依据预设的位置序列从第一比特序列中解析出第二比特序列;
采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
将第一比特序列解析,恢复出用户数据
本发明的有益效果为:
一、利用了二维码自带的纠错功能、对图形损毁具有一定容忍性的原理,在完全不影响二维码外观、结构、功能、数据的情况下实现了隐藏数据的嵌入和提取。
由于被隐藏数据替换的原始数据在二维码解析、纠错过程中被自动消除,因此生成的二维码完全符合条码标准规范,完全不影响现有的二维码识读设备和软件正常解析该二维码中所携带的正常数据。
二、只有采用本发明所公开的专用设备即二维码数据提取设备进行隐藏数据提取,保证隐藏数据安全、隐蔽。
三、可以利用隐藏数据对原始的数据进行验证,可以有效的提高数据的安全性,能够实现方便、有效的对二维码的合法性进行认证。
附图说明
图1为本发明二维码数据隐藏方法的流程图;
图2为本发明二维码数据提取方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
参阅图1所示,本发明的一实施方式中公开一种二维码数据隐藏方法,包括如下步骤:
S101:获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;
二维码有很多种类别,其中以QR码、data Matrix、PDF417、汉信码多见。本发明实施方式不限制于这些类型的二维码,已有的或将来出现的二维码类型均可以应用于本实施方式中。本发明实施方式中,可以依据使用的需求,生成不同类型、不同版本的二维码。
所接收的用户数据可以为任意数据,包括文字、符号、图形等。所述隐藏数据为认证标识,用于验证用户数据的合法性,验证所述编码后的二维码是由特定的数据发行方发行的。所述隐藏数据为特定的字符、字段、符号等验证标识,任何可用于起到验证标识的隐藏数据均可以应用于本发明的实施方式中。
S102:将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
按照标准规定的编码算法,将给定的用户数据,按照生成指定版本格式二维码的步骤,执行到图像掩膜之前获得第一比特序列。若没有掩膜步骤,则执行到最后由第一比特序列转换成二维码图形之前,同样获得第一比特序列。
在某些实施方式中,将隐藏数据采用预设的加密方式进行加密过程中,将隐藏数据乱序化,并叠加对称加密算法进行加密。一般采用掺杂随机数、比特乱序、数据组织重排等方式进行数据乱序化,并叠加常用的对称加密算法进行隐藏数据加密,上述加密算法可以为公开的加密算法,如DES、AES、等。
S103:在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
在该过程中,优选选择二维码中不包含格式符、定位符等不可篡改标志的连续大片的数据存储区,在这些区域植入第二比特序列。以QR码的实施为例,左上角牛眼位置的右下方,横纵两条定位轨线内,不到中心定位小牛眼的区域是大范围的数据存储区,因此可以选择这些区域植入第二比特序列。
所述至少一个区域依据码制、版本或纠错等级进行选定,第二比特序列的植入在不同码制、版本或纠错等级的二维码中选定植入的区域不同,以QR码的实施为例:选用QR码版本7,码字容量为196,采用L纠错等级时,最大纠错能力为20,则隐藏数据在进行比特替换时最多不能破坏该QR码的20个码字。如果采用H纠错等级,则最大纠错能力为65,隐藏数据最多不能破坏该QR码的65个码字。
在某些实施方式中,所述植入采用将第一比特序列替换成第二比特序列的方式。采用替换的方式不改变原来的比特数量。
在一优选的实施方式中,选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。为了尽可能减小对二维码原有用户数据的破坏,隐藏数据在进行比特替换前会进行调整和筛选,对替换区域进行适配。可采用调整替换区域的上下左右偏移量、替换数据的正序、倒序、行列间隔及规律等,从而确定一种对原有用户数据改动最小的适配方案。因此,在选定区域后生成对应区域的关键参数,所述关键参数包括偏移量、排序、间隔等参数,所述偏移量包括上、下、左、右的偏移量。通过所述关键参数可确定所选定的区域位置。在对所生成的二维码进行识读时,可通过获取该关键参数确定第二比特序列植入的位置,从而提取第二比特序列。
S104:生成二维码图形。
该步骤中,依据二维码生成指令中所指定的二维码类型、版本等信息生成二维码符号。所述二维码符号可以为常用的黑白相间的图形、或具有视觉图案的二维码、或圆形、方形二维码等,所述具有视觉图案的二维码也可称为视觉码、三维码等。
参阅图2所示,本发明一实施方式还公开一种二维码数据提取方法,该方法用于提取如上述实施方式所述的包含隐藏数据的二维码,所述方法包括如下步骤:
S201:获取二维码解析指令,将二维码图形转换为第一比特序列;该过程按照标准规定的正常步骤对二维码图形进行解析,将黑白间隔的二维码图形转换为第一比特序列,所述第一比特序列中含有隐藏数据生成的第二比特序列。
S202:依据预设的位置序列从第一比特序列中解析出第二比特序列;
该过程中,通过预设的位置序列从第一比特序列中提取出第二比特序列。
在某些实施方式中,所述二维码图形中存在关键参数,在解析第二比特序列时,判断是否存在关键参数,若存在关键参数则提取关键参数并还原,依据关键参数产生位置序列,按照所述位置序列提取并形成第二比特序列。所述关键参数包括偏移量、排序、间隔等参数,所述偏移量包括上、下、左、右偏移量。先按指定位置提取这些关键参数,并通过对应的校验、纠错、冗余算法还原出可靠的关键参数,并根据这些关键参数生成位置序列,按照这些位置序列从第一比特序列中提取出第二比特序列。
S203:采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
所述预设的解密方式为加密方式所对应的解密方式。如上述实施方式所述的加密方式可以为DES、AES等加密算法,在进行解密的过程中可采用对应的解密措施。
S204:将第一比特序列解析,恢复出用户数据。
该步骤执行过程,按标准的二维码解析方式进行解析,恢复出用户数据。
本发明的一实施方式公开一种二维码数据隐藏系统,所述系统应用二维码数据隐藏方法进行工作,所述系统包括:
接收装置,获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;所述接收装置可以为有线或无线接收装置,所述无线的方式可采用蓝牙、WIFI等无线数据通信方式。
及存储介质,执行以下指令:
将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
生成二维码图形。
所述存储介质还用于执行:选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。
本发明一实施方式还公开一种二维码数据提取设备,包括:
摄像模组,获取二维码图形;所述摄像模组为二维码识读头、拍照装置等摄像模组。
集成电路,其执行以下指令:
获取二维码解析指令,将二维码图形转换为比特序列;
依据预设的位置序列从比特序列中解析出第一比特序列、第二比特序列:
采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
将第一比特序列解析,恢复出用户数据。
上述实施方式所公开的方法、系统及设备,可以利用隐藏数据对原始的数据进行验证,可以有效的提高数据的安全性,能够实现方便、有效的对二维码的合法性进行认证。
所述的二维码数据隐藏方法利用了二维码自带的纠错功能、对图形损毁具有一定容忍性的原理,在完全不影响二维码外观、结构、功能、数据的情况下实现了隐藏数据的嵌入和提取。由于被隐藏数据替换的原始数据在二维码解析、纠错过程中被自动消除,因此生成的二维码完全符合条码标准规范,完全不影响现有的二维码识读设备和软件正常解析该二维码中所携带的正常数据。只有采用本发明所公开的专用设备即二维码数据提取设备进行隐藏数据提取,保证隐藏数据安全、隐蔽。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二维码数据隐藏方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;
将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
生成二维码图形。
2.根据权利要求1所述的二维码数据隐藏方法,其特征在于:所述至少一个区域依据码制、版本或纠错等级进行选定。
3.根据权利要求1所述的二维码数据隐藏方法,其特征在于:所述预设的加密方式为:将隐藏数据乱序化,并叠加对称加密算法进行加密。
4.根据权利要求1所述的二维码数据隐藏方法,其特征在于:所述植入采用将第一比特序列替换成第二比特序列的方式。
5.根据权利要求1所述的二维码数据隐藏方法,其特征在于:选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。
6.一种二维码数据提取方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取二维码解析指令,将二维码图形转换为第一比特序列;
依据预设的位置序列从第一比特序列中解析出第二比特序列;
采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
将第一比特序列解析,恢复出用户数据。
7.根据权利要求6所述的二维码数据提取方法,其特征在于:判断是否存在关键参数,若存在关键参数则提取关键参数并还原,依据关键参数产生位置序列,按照所述位置序列提取并形成第二比特序列。
8.一种二维码数据隐藏系统,其特征在于,包括:
接收装置,获取二维码生成指令,接收用户数据及隐藏数据;及
存储介质,执行以下指令:
将用户数据生成第一比特序列,隐藏数据按预设的加密方式进行加密生成第二比特序列;
在二维码数据存储区中依据预设的位置序列选定至少一个区域,将第二比特序列植入到所述区域的第一比特序列中;
生成二维码图形。
9.根据权利要求8所述的二维码数据隐藏系统,其特征在于:所述存储介质还用于执行:选定至少一个区域后并生成所述区域对应的关键参数,将第二比特序列及关键参数植入第一比特序列中。
10.一种二维码数据提取设备,其特征在于,包括:
摄像模组,获取二维码图形;
集成电路,其执行以下指令:
获取二维码解析指令,将二维码图形转换为比特序列;
依据预设的位置序列从比特序列中解析出第一比特序列、第二比特序列;
采用预设的解密方式将第二比特序列解密,恢复出隐藏数据;
将第一比特序列解析,恢复出用户数据。
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