CN112579992B - 基于隐形水印的电子签章防伪装置及其制章、鉴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于隐形水印的电子签章防伪装置及其制章、鉴定方法。所述电子签章防伪装置主要包括隐形水印模块和电子签章模块，还设置了签章鉴定模块，隐形水印技术采用32位二进制码流，使用不同色块来表示二进制信息位，所述隐形水印选择弱强度色块，无法通过肉眼识别。制章方法包括发送请求、制定策略、预览电子签章与隐形水印合成和加盖新的电子签章发回给用户；鉴定方法包括签章特征信息提取、隐形水印分析和出具鉴定报告。通过将隐形水印模块、电子签章模块和签章鉴定模块结合，增加了电子签章的防伪造能力，且通过隐形水印的信息可以对电子签章的使用路径进行溯源，再采用图像处理技术对隐形水印进行分析从而判断签章是否被伪造。

Description

基于隐形水印的电子签章防伪装置及其制章、鉴定方法

技术领域

本发明属于电子信息领域，特别涉及一种基于隐形水印的电子签章防伪装置及其制章、鉴定方法。

背景技术

电子签章是电子签名的一种表现形式，利用图像处理技术将电子签名操作转化为与纸质文件盖章操作相同的可视效果，同时利用电子签名技术保障电子信息的真实性和完整性以及签名人的不可否认性。

电子签章，与我们所使用的数字证书一样，是用来作为身份验证的一种手段，泛指所有以电子形式存在，依附在电子文件并与其逻辑关联，可用以辨识电子文件签署者身份，保证文件的完整性，并表示签署者同意电子文件所陈述事实的内容。一般来说，对电子签章的认定，都是从技术角度而言的。主要是指通过特定的技术方案来鉴别当事人的身份及确保交易资料内容不被篡改的安全保障措施。从广义上讲，电子签章不仅包括我们通常意义上讲的“非对称性密钥加密”，也包括计算机口令、生物笔迹辨别、指纹识别，以及新近出现的眼虹膜透视辨别法、面纹识别等。而电子签章技术作为目前最成熟的“数字签章”，是以公钥及密钥的“非对称型”密码技术制作的。电子签章是电子签名的一种表现形式，利用图像处理技术将电子签名操作转化为与纸质文件盖章操作相同的可视效果，同时利用电子签名技术保障电子信息的真实性和完整性以及签名人的不可否认性。

水印技术分为明水印和暗水印技术，明水印肉眼可见视觉效果不好，而且由于内容可见很容易被人篡改仿造，在使用明水印来防止仿造签章很容易被人破解仿造，无法起到验证签章真实的效果。还有使用特殊数字证书编号的电子签章，在紫外线上能看到，但是对这种能明显看到具体信息的防伪造技术在现在这个科技发达的时代很容易被仿造。

目前电子签章技术使用广泛，在企业的应用系统中直接跟随文档一起输出，文档预览和展示的时候自动生成非常方便。但是由于现在图像处理技术发达，很容易通过图像处理或者PS仿造一个新的电子签章，这给企业和它们的客户造成损失和一些不必要的麻烦。目前在电子签章的防伪上没有特别好的办法，主要是在使用流程上做一些管理，使用记录上进行跟踪，签章文档在特定地方做备案等方式来实现防伪技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于隐形水印的电子签章防伪装置及其制章、鉴定方法。

基于隐形水印的电子签章防伪装置，所述电子签章防伪装置与原来电子签章外观上无区别，且具有防伪造，防篡改功能。所述隐形水印采用32位二进制码流，使用不同色块来表示二进制信息位，本发明中的隐形水印就是强度非常弱的一块块色块，使用图像作为编码方案，每个颜色块代表的含义无法通过肉眼识别，因此防止篡改。

所述电子签章防伪装置主要包括隐形水印模块和电子签章模块。

所述电子签章模块，用于接收到加盖电子签章添请求时，制作预览电子签章并将预览电子签章发送至防伪水印平台，并将添加隐形水印后的防伪电子签章添加到文档指定部位，其中所述防伪电子签章含有签章特征信息；

所述隐形水印模块，用于当接收到需要添加隐形水印信息时制作隐形水印，并将隐形水印与预览电子签章合成并发送至电子签章平台，其中所述隐形水印包含有水印特征信息。

所述隐形水印模块进一步包括水印策略单元、水印编码单元和水印合成单元。

所述水印策略单元，用于根据不同的水印需求制定相应的水印策略，所述水印策略包括水印的信息，水印形态，水印生成区域等；

所述水印编码单元，用于根据制定的水印策略，将使用时间，使用人信息，公司认证信息等信息进行数字编码；

所述水印合成单元，用于将编码后数字信息转化为光学信息，将所述光学信息与预览电子签章合并成带有隐形水印的电子签章。

进一步地，所述签章特征信息包括签章自身信息和水印特征信息，所述水印特征信息包含了使用者信息、使用时间和文档的名称。

进一步地，所述隐形水印模块还可设置水印审计单元，所述水印审计单元可以通过调取添加防伪水印信息的记录，可以清楚查看哪些人员，在什么时间使用了隐形水印信息，可起到隐形水印验证功能。

所述电子签章模块进一步包括电子签章策略单元和预览电子签章制定单元；

所述电子签章策略单元，指的是当接收到需要加盖电子签章需求时，制定相应的规则，包括签名域、签章大小、签章位置、隐形水印添加位置和隐形水印类型等；

所述预览电子签章制定单元，指的是根据电子签章策略制定的规则，将签章信息进行编码，生成预览电子签章，其中所述预览电子签章含有特征信息。

进一步地，所述水印合成单元之后设有信息比对单元，所述信息比对单元用于将新的电子签章和设定的策略进行比对；所述水印策略和电子签章策略互不相斥，只有同时满足两种策略时，才能将电子签章进行合成，反之将返回预览电子签章单元重新制定。

进一步地，所述防伪装置中还设有签章鉴定模块，所述签章鉴定模块用于对电子签章的真伪进行鉴别并出具报告。

所述签章鉴定模块进一步包括签章信息提取单元、签章分析单元和签章报告生成单元；

所述签章信息提取单元，用于接收到签章鉴定中心的鉴定需求时，对需鉴定的电子签章特征信息进行提取；

所述签章分析单元，用于将提取到的电子签章中隐形水印的信息数字化，对隐形水印的完整性和一致性进行比对，来判断签章的真伪性；

所述签章报告生成单元，用于根据对隐形水印信息比对结果生成一个鉴定报告，鉴定报告中会有电子签章的真伪信息以及电子签章使用人信息。

进一步地，使用者收到加盖隐形水印的防伪电子签章的文档时，对防伪电子签章的真伪存疑时，可以直接拍照并上传到签章鉴定中心去申请鉴定真伪，所拍照片在肉眼上看不出有什么特征性的区别，通过在鉴定中心采用图像处理技术进行解析后会对其中的特征信息进行提取从而实现鉴定。

进一步的，防伪电子签章中添加的水印是隐形的，而且包含了特殊的数字信息，如果有他人使用图片处理或者PS技术从现有的电子文档中扣电子签章来达到一些非法用途时，因防伪水印采取了一些脆弱处理，PS和图片处理会导致水印信息被破坏，无法从水印信息还原数字信息，从而达到防伪效果。

参照图1，基于隐形水印的电子签章防伪装置的制章方法，包括以下步骤：

S1：电子签章平台接收到加盖电子签章的请求后，制作预览电子签章并将所述预览电子签章发送至防伪水印平台；

S2：所述防伪水印平台接收到需要添加隐形水印信息时，制作隐形水印，将所述隐形水印与预览电子签章合成为防伪电子签章，并发送至所述电子签章平台；

S3：所述电子签章平台接收到添加隐形水印后的防伪电子签章，并将所述电子签章添加到文档指定部位。

进一步地，本发明中隐形水印模块中各单元间的配合具体流程如下：

防伪水印平台接收添加隐形水印的信息和预览单子签章后，提取信息并将信息发送至水印策略单元；

水印策略单元制定好对应的水印策略后将水印策略发送至水印编码单元；

水印编码单元接收到水印策略后，将所需编码的信息进行数字编码，并传送至水印合成单元；

水印合成单元将编码后的数字水印信息与预览电子签章合并成新的电子签章返回给电子签章系统。

水印审计单元对上述过程进行记录，必要时进行调取。

进一步地，本发明中电子签章模块中各单元间的具体配合流程如下：

电子签章平台接收到请求后，将信息传至电子签章策略单元，电子签章策略单元对签名域、签章大小、签章位置和添加的隐形水印的位置及类型进行签章策略制定；

根据指定的签章策略先制定预览电子签章，并把预览电子签章发送给防伪水印平台，发送添加隐形水印请求；

防伪水印平台接收到添加隐形水印请求后，根据相应请求添加隐形水印后得到防伪电子签章并发回至电子签章平台；

电子签章平台接收到添加隐形水印的防伪电子签章后进行盖章，并将加盖防伪电子签章的文档发送给用户。

参照图2，使用者收到加盖隐形水印的电子签章的文档时，对电子签章的真伪存疑时，可以直接拍照或者签章截图并上传到签章鉴定中心去申请鉴定真伪，所拍照片在肉眼上看不出有什么特征性的区别，通过在鉴定中心采用图像处理技术进行解析后会对其中的特征信息进行提取从而实现鉴定并将鉴定报告发送给使用者。

基于隐形水印的电子签章防伪装置的鉴定方法，包括以下步骤：

A1：接收到签章鉴定中心的鉴定需求时，对需鉴定的电子签章特征信息进行提取并将图片信息传送至签章分析单元；

A2：签章分析单元对图片信息采用图像处理技术进行处理，将处理后的图片根据隐形水印的完整性和一致性进行比对，从而判断防伪电子签章的真伪性，并将结果传送至签章报告生成单元；

A3：签章报告生成单元根据得出的判断结果生成一个鉴定报告，并将鉴定报告发送至使用者。

进一步地，所述图像处理技术具体按照以下步骤执行：先将收到的图片将其中不包含水印信息的部分裁剪掉；再根据水印中彩色图获取单通道灰度图；选择矩形位置矫正屏幕倾斜度；自动识别图片中的定位块对角点后再根据定位块坐标进行图片水印提取。

本发明的有益效果：

本发明通过隐形水印技术和电子签章结合来实现，隐形水印技术采用32位二进制码流，使用不同色块来表示二进制信息位，本发明中隐形水印就是强度非常弱的一块块色块，使用图像作为编码方案，每个色块代表的含义无法通过肉眼识别，视觉上不明显，很难仿造，而且水印可以在签章鉴定系统中转换成数字化信息，如果发生PS等情况水印信息就会破坏，无法恢复原来的数字化信息，从而起到防伪造效果。

本发明设置了签章鉴定中心，只需要将文件中签章区域的内容截图或者拍照发送到签章鉴定中心，签章鉴定中心通过图像处理技术对截图内容进行解析，分析后即可形成鉴定报告，鉴定报告内容包含签章的使用人，签章时间，签章的文档摘要，签章的原文等信息。

本发明通过水印审计单元可以调取添加防伪水印信息的记录，可以清楚查看哪些人员，在什么时间使用了隐形水印信息，可起到隐形水印验证功能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：基于隐形水印的电子签章防伪装置的制章方法流程图；

图2：基于隐形水印的电子签章防伪装置的鉴定方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于隐形水印的电子签章防伪装置，所述电子签章防伪装置与原来电子签章外观上无区别，且具有防伪造，防篡改功能。

所述电子签章防伪装置包括隐形水印模块和电子签章模块。

所述电子签章模块，用于接收到加盖电子签章请求时，制作预览电子签章并将所述预览电子签章发送至防伪水印平台，并将添加隐形水印后的防伪电子签章添加到文档指定部位，其中所述防伪电子签章含有签章特征信息；

所述隐形水印模块，用于当接收到需要添加隐形水印信息时制作所述隐形水印，并将所述隐形水印与预览电子签章合成并发送至电子签章平台，其中所述隐形水印包含有水印特征信息。

所述隐形水印采用32位的二进制码流，使用不同色块来表示二进制信息位，本发明中的隐形水印就是强度非常弱的一块块色块，使用图像作为编码方案，每个颜色块代表的含义无法通过肉眼识别，因此防止篡改，所述水印特征信息包含了使用者信息、使用时间和文档的名称，所述签章特征信息包括签章自身信息和水印特征信息。

所述隐形水印模块进一步包括水印策略单元、水印编码单元和水印合成单元。

所述水印策略单元，是指根据不同的水印需求制定相应的水印策略，具体包括水印的信息，水印形态，水印生成区域等；

所述水印编码单元，主要是根据水印策略设置的水印策略，将使用时间，使用人信息，公司认证信息等信息进行数字编码；

所述水印合成单元，将隐形水印信息与预览电子签章合并成防伪电子签章返回给电子签章系统。

所述隐形水印模块还可设置水印审计单元，所述水印审计单元可以通过调取添加防伪水印信息的记录，可以清楚查看哪些人员，在什么时间使用了隐形水印信息，可起到隐形水印验证功能。

所述电子签章模块进一步包括电子签章策略单元和预览电子签章制定单元；

所述电子签章策略单元，指的是当接收到需要加盖电子签章需求时，制定相应的电子签章策略，包括签名域、签章大小、签章位置、隐形水印添加位置和隐形水印类型等；

所述预览电子签章制定单元，指的是根据电子签章策略制定的电子签章策略，将签章信息进行编码，生成预览电子签章，其中所述预览电子签章含有特征信息。

所述水印合成单元之后设有信息比对单元，所述信息比对单元用于将新的电子签章和设定的策略进行比对；所述水印策略和电子签章策略互不相斥，只有同时满足两种策略时，才能将电子签章进行合成，反之将返回预览电子签章单元重新制定。

所述防伪装置中还设有签章鉴定模块，所述签章鉴定模块用于对电子签章的真伪进行鉴别并出具报告。

所述签章鉴定模块进一步包括签章信息提取单元、签章分析单元和签章报告生成单元；

所述签章信息提取单元，用于接收到签章鉴定中心的鉴定请求时，对需鉴定的签章特征信息进行提取；

所述签章分析单元，用于将提取到的电子签章中隐形水印的信息数字化，对隐形水印的完整性和一致性进行比对，来判断防伪电子签章的真伪性；

所述签章报告生成单元，用于根据对隐形水印信息比对结果生成一个鉴定报告，报告中会有防伪电子签章的真伪信息以及电子签章使用人信息。

参照图1，基于隐形水印的电子签章防伪装置的制章方法，包括以下步骤：

S1：电子签章平台接收到加盖电子签章添请求后，制作预览电子签章并将预览电子签章发送至防伪水印平台；

S2：防伪水印平台接收到需要添加隐形水印信息时制作隐形水印，并将隐形水印与预览电子签章合成防伪电子签章，并发送至电子签章平台；

S3：电子签章平台接收到添加隐形水印后的防伪电子签章，并将所述防伪电子签章添加到文档指定部位。

本发明中隐形水印模块各单元间的配合具体流程如下：

防伪水印平台接收添加隐形水印的信息和预览单子签章后，提取信息并将信息发送至水印策略单元；

水印策略单元制定好对应的规则后将规则发送至水印编码单元；

水印编码单元接收到规则信息后，对水印内容进行编码，将所需编码的信息由数字信息转化为光学信息，传送至水印合成单元；

水印合成单元将水印信息与预览电子签章合并成防伪电子签章返回给电子签章平台。

水印审计单元对上述过程进行记录，必要时进行调取。

本发明中电子签章模块各单元间的具体配合流程如下：

电子签章平台接收到请求后，将信息传至电子签章策略单元，电子签章策略单元对签名域、签章大小、签章位置和添加的隐形水印的位置及类型进行规则制定；

根据指定的规则先制定预览电子签章，并把预览电子签章发送给防伪水印平台，发送添加隐形水印请求；

防伪水印平台接收到添加隐形水印请求后，根据相应请求添加隐形水印后发回至电子签章平台；

电子签章平台接收到添加隐形水印的防伪电子签章后进行盖章，并将加盖防伪电子签章的文档发送给用户。

当使用者使用电子签章的时候，电子签章平台可以到防伪水印平台去添加防伪水印，最终将添加水印的电子签章返回给使用者。这样使用者拿到手的电子签章就是包含水印信息的电子签章。电子签章的水印是隐形的，而且包含了特殊的数字信息，如果有他人使用图片处理或者PS技术从现有的电子文档中扣电子签章来达到一些非法用途时，因防伪水印采取了一些脆弱处理，PS和图片处理会导致水印信息被破坏，无法从水印信息还原数字信息，从而达到防伪效果。

参照图2，使用者收到加盖隐形水印的电子签章的文档时，对电子签章的真伪存疑时，可以直接拍照或者签章截图并上传到签章鉴定中心去申请鉴定真伪，所拍照片在肉眼上看不出有什么特征性的区别，通过在鉴定中心采用图像处理技术进行解析后会对其中的特征信息进行提取从而实现鉴定并将鉴定报告发送给使用者。

基于隐形水印的电子签章防伪装置的鉴定方法，包括以下步骤：

A1：接收到签章鉴定中心的鉴定需求时，对需鉴定的防伪电子签章的电子签章特征信息进行提取并将图片信息传送至签章分析单元；

A2：签章分析单元对图片信息采用图像处理技术进行处理，将处理后的图片根据隐形水印的完整性和一致性进行比对，从而判断签章的真伪性，并将结果传送至签章报告生成单元；

A3：签章报告生成单元根据得出的判断结果生成一个鉴定报告，并将鉴定报告发送至使用者。

上述步骤A2中所述图像处理技术具体按照以下步骤处理：

A2.1：裁剪，去除图片中不包含水印信息的部分；

A2.2：取灰度图，根据彩色图获取单通道灰度图；

A2.3：单应性变换，选择矩形位置矫正屏幕倾斜度；

A2.4：定位，自动识别图片中的定位块对角点；

A2.5：提取，根据定位块坐标进行图片水印提取。

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精神和范围。

Claims (10)

1.基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，所述电子签章防伪装置包括电子签章模块和隐形水印模块；

所述电子签章模块，用于接收到加盖电子签章添请求时，制作预览电子签章并将所述预览电子签章发送至防伪水印平台，并将添加隐形水印后的防伪电子签章添加到文档指定部位，其中所述防伪电子签章含有签章特征信息；所述电子签章模块包括电子签章策略单元和预览电子签章制定单元；

所述隐形水印模块，用于当接收到需要添加隐形水印信息时制作所述隐形水印，将所述隐形水印与预览电子签章合成并发送至电子签章平台，其中所述隐形水印包含有水印特征信息；所述水印特征信息采用32位二进制码流，使用不同色块来表示二进制信息位，所述隐形水印选择其中最弱强度色块；所述隐形水印模块进一步包括水印策略单元、水印编码单元和水印合成单元；

所述电子签章防伪装置中还设有信息比对单元，所述信息比对单元用于将带有隐形水印的电子签章和设定的策略进行比对；所述水印策略单元和电子签章策略单元制定的策略互不相斥，只有同时满足两种策略时，才能将电子签章进行合成，反之将返回预览电子签章单元重新制定。

2.根据权利要求1所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，所述水印特征信息包含了使用者信息、使用时间和文档的名称，所述签章特征信息包括签章自身信息和水印特征信息。

3.根据权利要求1所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，所述电子签章防伪装置中还设有签章鉴定模块，用于对电子签章的真伪进行鉴别并出具报告。

4.根据权利要求1所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，

所述水印策略单元，用于根据不同的水印需求制定相应的水印策略，所述水印策略具体包括水印的信息，水印形态，水印生成区域；

所述水印编码单元，用于根据所述水印策略将所需编码的所述隐形水印信息转为数字信息编码；

所述水印合成单元，用于将编码后数字信息转化为光学信息，将所述光学信息与预览电子签章进行合成生成带有隐形水印的电子签章。

5.根据权利要求1所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，所述隐形水印模块中还设有水印审计单元，所述水印审计单元用于调取添加隐形水印信息的记录，可以追溯电子签章的使用人及使用时间。

6.根据权利要求1所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，

所述电子签章策略单元，用于接收到用户需要加盖电子签章的请求后，根据所述请求制定相应的电子签章策略，所述策略内容包括签名域、签章大小、签章位置和添加隐形水印的位置及类型；

所述预览电子签章制定单元，用于当接收到预览电子签章策略后，将信息进行编码生成预览电子签章。

7.根据权利要求3所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置，其特征在于，所述签章鉴定模块包括签章信息提取单元、签章分析单元和签章报告生成单元；

所述签章信息提取单元，用于接收到签章鉴定中心的鉴定需求时，对需鉴定的电子签章特征信息进行提取；

所述签章分析单元，用于将提取到的电子签章信息根据隐形水印的完整性和一致性的特点进行比对，进而判断签章的真伪性；

所述签章报告生成单元，用于根据对隐形水印信息比对结果生成一个鉴定报告，所述鉴定报告中示有电子签章的真伪信息以及电子签章使用人信息。

8.基于权利要求1－7任一项所述的隐形水印的电子签章防伪装置的制章方法，其特征在于，所述制章方法包括以下步骤：

S1：电子签章平台接收到加盖电子签章的请求后，制作预览电子签章并将所述预览电子签章发送至防伪水印平台；

S2：所述防伪水印平台接收到需要添加隐形水印的信息时制作所述隐形水印，并将所述隐形水印与所述预览电子签章合成为防伪电子签章，并发送至所述电子签章平台；

S3：所述电子签章平台接收到添加隐形水印后的所述防伪电子签章，并将所述防伪电子签章添加到文档指定部位。

9.基于权利要求1－7任一项所述的隐形水印的电子签章防伪装置的鉴定方法，其特征在于，所述鉴定方法包括以下步骤：

A1：接收到签章鉴定中心的鉴定需求时，对需鉴定的电子签章特征信息进行提取并将图片信息传送至签章分析单元；

A2：所述签章分析单元对所述图片信息采用图像处理技术进行处理，将处理后的图片根据隐形水印的完整性和一致性进行比对，从而判断签章的真伪性，并将结果传送至签章报告生成单元；

A3：所述签章报告生成单元根据得出的判断结果生成一个鉴定报告，并将所述鉴定报告发送至使用者。

10.根据权利要求9所述的基于隐形水印的电子签章防伪装置的鉴定方法，其特征在于，所述图像处理技术具体包括以下执行步骤：

先将收到的所述图片中不包含水印信息的部分裁剪掉；

再根据水印中彩色图获取单通道灰度图；

将获取的所述灰度图选择矩形位置矫正屏幕倾斜度；

对矫正后的所述图片进行定位块对角点的识别；

再根据所述定位块的坐标进行图片水印提取。

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