CN108737683A - 一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统 - Google Patents

一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统，发送端通过将数据编码为二维码并显示在显示终端上，接收端通过光学影像采集设备采集显示终端显示的二维码图像并解译出所传输的数据来实现物理隔离的单向数据传输。同时发送端和接收端分别使用多个显示终端和多个影像采集设备，这样可以形成多个数据传输通道，不仅保证了完全的物理隔离，还具有数据容错性强、高速传输以及安全可靠等优点。

Description

一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统
技术领域
本发明涉及信息安全领域，具体涉及一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统。
背景技术
随着互联网的普及和发展，特别是近几年来“互联网+”概念的提出更是推动了互联网和各个行业的深度融合，但互联网在带来极大便利的同时，同时也产生了很多安全隐患。现在政府部门、机构和企业等内部通常建设有与互联网物理隔离的的内部网络，内网和外网之间不能直接通信，目前内外网的数据交换一般采用光盘摆渡、红外单向传输和影像摆渡等方法。其中光盘摆渡系统经常发生机械故障，同时每次进行数据交换需要消耗光盘，而红外单向传输和现有的影像摆渡技术传输速率都较低，无法满足对性能有较高要求的行业。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统，极大提升了传输速率以及容错性。
为此，本发明公布了一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输系统，其包括用于数据发送的发送单元、用于数据接收解析的接收单元以及用于物理隔离的单向数据传输通道；所述发送单元包含访问控制模块、数据分组模块、多任务调度模块一、数据容错控制模块一、二维码数据显示模块和日志审计模块一，其中，访问控制模块、数据分组模块、数据容错控制模块一、二维码数据显示模块依次建立通信连接，并分别与多任务调度模块一通信连接；所述接收单元包含数据解析模块、数据重组模块、多任务调度模块二、数据容错控制模块二和日志审计模块二，其中，数据解析模块、数据重组模块、数据容错控制模块二依次建立通信连接，并分别与多任务调度模块二通信连接。
进一步，所述接收单元还包括二维码影像接收显示模块。
进一步，所述单向数据传输通道由二维码数据显示模块和二维码影像接收模块构成。
进一步，所述二维码数据显示模块和二维码影像接收模块均有多个。
进一步，所述日志审计模块一和所述日志审计模块二分别用于记录发送单元和接收单元数据的操作记录。
基于此，本发明还公布了一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法，发送端和接收端都通过特定步骤实现数据的单向传输，发送端的数据生成步骤如下：
A1:输入原始数据；
A2:针对原始数据进行访问控制，检查当前用户是否具备相应的数据传输权限以及所传输的数据是否符合数据传输规则；
A3:针对原始数据进行分组，根据数据分割协议对数据按照特定大小进行分割打包，并为每个数据包附上时序标识；
A4:数据容错控制,根据用户需求进行双倍冗余或者四倍冗余传输，并对二维码本身的容错率进行选择；
A5:数据编码，将容错后的数据包编码为二维码；
A6:数据多输入，将多个数据二维码同时映射到多个显示模块进行显示；
其接收端的数据生成步骤包括：
B1:数据多输出，通过多个影像采集设备同时采集多个二维码影像；
B2:进行数据解析，分离成单帧的图像并将其中的二维码图像解译成对应的数据包；
B3:数据容错控制，对数据进行去重以及对数据完整性进行检查；
B4:针对多路数据进行重组，得到原始数据，根据数据包上的时序标识进行数据重组，最终获得所传输的数据；
B5:输出原始数据。
发送端的数据生成步骤A3中所述的分割协议是指按照所传输的数据的具体大小分割成每个包大小为几KB到几百KB。
本发明的有益效果是：本发明结构简单、易于操作，发送端通过将数据编码为二维码并显示在显示终端上，接收端通过光学影像采集设备采集显示终端显示的二维码图像并解译出所传输的数据来实现物理隔离的单向数据传输。同时发送端和接收端分别使用多个显示终端和多个影像采集设备，这样可以形成多个数据传输通道，不仅保证了完全的物理隔离，还具有数据容错性强、高速传输以及安全可靠等优点。
附图说明
图1是本发明的系统架构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明目的在于提供了基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法及系统，通过二维码技术来实现物理隔离的单向数据传输通道以保证数据的安全传输，通过多输入多输出技术来实现数据的线性高速可靠传输。
图1是本发明的系统架构示意图，包括：用于数据发送的发送单元、用于数据接收解析的接收单元及物理隔离的单向数据传输通道。其中：发送单元包含访问控制模块、数据分组模块、多任务调度模块一、数据容错控制模块一、二维码数据显示模块和日志审计模块一；接收单元包含数据解析模块、数据重组模块、多任务调度模块二、数据容错控制模块二和日志审计模块二；由发送单元的数据二维码显示模块和接收单元的二维码影像接收模块构成物理隔离的单向数据传输通道。
其中，各功能模块具体功能如下：
访问控制模块：由客户根据自己的业务需求配置用户权限、数据传输规则。
数据分组、重组模块：根据多入多出数据传输协议对数据进行分割、重组。
多入多出（MIMO）数据传输协议：规定数据的分割、重组以及多通道传输方法。
数据容错控制模块：对要传输的数据进行容错控制。
单向数据传输通道：由显示设备和影像采集设备构成，进行物理隔离的数据传输。
日志审计模块：对用户的所有数据传输操作进行记录。
多任务调度模块：执行发送（接收）单元内的多个模块并发执行的调度工作。
相应的，发送端的数据生成方法的步骤包括：
A1）输入原始数据；
A2）针对原始数据进行访问控制：检查当前用户是否具备相应的数据传输权限、所传数据是否符合数据传输规则；
A3）针对原始数据进行分组：根据数据分割协议对数据按照特定大小进行分割打包，并为每个数据包附上时序标识；
A4）数据容错控制,根据用户需求进行双倍冗余或者四倍冗余传输，并对二维码本身的容错率进行选择；
A5）数据编码：将容错后的数据包编码为二维码；
A6）数据多输入：将多个数据二维码同时映射到多个显示模块上进行显示。
接收端的数据生成方法的步骤包括：
B1）数据多输出：通过多个影像采集设备同时采集多个二维码影像；
B2）进行数据解析：分离成单帧的图像并将其中的二维码图像解译成对应的数据包；
B3）数据容错控制；对数据进行去重及数据完整性检查；
B4）针对多路数据进行重组，得到原始数据：根据数据包上的时序标识进行数据重组最终获得所传输的数据；
B5）输出原始数据。
本系统在数据发送单元和数据接收单元分别使用多个二维码数据显示模块和二维码影像接收解析模块，使得数据可以在发送端和接收端的多个传输通道中进行传送，发送端将要发送的数据进行分割，例如，将一个1000KB的数据分割成100份，然后后映射到多个二维码显示模块上，接收端多个接收解析模块将接收到的影像数据进行解译并根据时序特征进行重组获取数据。在以上步骤中，对数据进行去重及数据完整性检查后，由数据重组模块根据数据包上的时序标识进行数据重组最终获得所传输的数据
具体的，在发送单元：当要传输的数据到达发送单元时，由数据访问控制模块检查当前用户是否具备相应的数据传输权限、所传数据是否符合数据传输规则。检查通过后由数据分组模块根据数据分割协议对数据按照特定大小进行分割打包，并为每个数据包附上时序标识。数据容错控制模块可以根据用户需求进行数据冗余传输，如当传输速率大于等于1Mbps时，使用双倍冗余，同时对二维码本身的容错率进行选择；传输速率小于1Mbps时，使用四倍冗余，并对二维码本身的容错率进行选择。二维码数据显示模块负责将分组后的数据转化为二维码图像并映射到多个显示设备上。日志审计模块一负责将发送单元的所有数据发送操作记录下来。
在接收单元：影像采集设备采集到二维码影像数据后，由数据解析模块分离成单帧的图像并将其中的二维码图像解译成对应的数据包，数据容错控制模块对数据进行去重及数据完整性检查后，由数据重组模块根据数据包上的时序标识进行数据重组最终获得所传输的数据。日记审计模块二负责将接收单元的所有数据接收操作记录下来。
在发送（接收）单元内，有多个不同的功能模块及多个二维码数据显示（解析）模块同时工作，多任务调度模块在其中负责进行任务调配、监控，以保证工作的有序进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输系统，其特征在于，其包括用于数据发送的发送单元、用于数据接收解析的接收单元以及用于物理隔离的单向数据传输通道；所述发送单元包含访问控制模块、数据分组模块、多任务调度模块一、数据容错控制模块一、二维码数据显示模块和日志审计模块一，其中，访问控制模块、数据分组模块、数据容错控制模块一、二维码数据显示模块依次建立通信连接，并分别与多任务调度模块一通信连接；所述接收单元包含数据解析模块、数据重组模块、多任务调度模块二、数据容错控制模块二和日志审计模块二，其中，数据解析模块、数据重组模块、数据容错控制模块二依次建立通信连接，并分别与多任务调度模块二通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输系统，其特征在于，所述接收单元还包括二维码影像接收显示模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输系统，其特征在于，所述单向数据传输通道由二维码数据显示模块和二维码影像接收模块构成。
4.根据权利要求3所述的一种基于二维码的多输入多输出单向数据显示系统，其特征在于，所述二维码数据显示模块和二维码影像接收模块均有多个。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于二维码的多输入多输出单向数据显示系统，其特征在于，所述日志审计模块一和所述日志审计模块二分别用于记录发送单元和接收单元数据的操作记录。
6.一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法，发送端和接收端都通过以下步骤实现数据的单向传输，其特征在于，发送端的数据生成步骤如下：
A1:输入原始数据；
A2:针对原始数据进行访问控制，检查当前用户是否具备相应的数据传输权限以及所传输的数据是否符合数据传输规则；
A3:针对原始数据进行分组，根据数据分割协议对数据按照特定大小进行分割打包，并为每个数据包附上时序标识；
A4:数据容错控制,根据用户需求进行双倍冗余或者四倍冗余传输，并对二维码本身的容错率进行选择；
A5:数据编码，将容错后的数据包编码为二维码；
A6:数据多输入，将多个数据二维码同时映射到多个显示模块进行显示；
其接收端的数据生成步骤包括：
B1:数据多输出，通过多个影像采集设备同时采集多个二维码影像；
B2:进行数据解析，分离成单帧的图像并将其中的二维码图像解译成对应的数据包；
B3:数据容错控制，对数据进行去重以及对数据完整性进行检查；
B4:针对多路数据进行重组，得到原始数据，根据数据包上的时序标识进行数据重组，最终获得所传输的数据；
B5:输出原始数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于二维码的多输入多输出单向数据传输方法，其特征在于，发送端的数据生成步骤A3中所述的分割协议是指按照所传输的数据的具体大小分割成每个包大小为几KB到几百KB不等。
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