CN112930539A - 编码方法，解码方法，编码器和解码器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够以简单的结构进行安全的密钥共享的编码方法，解码方法，编码器和解码器。利用编码器对二维码进行编码的方法，该编码器生成第一二维标识码，其按着预定的区域分配策略具有包括第一分散信息的第一有效区域和第一虚拟区域；并生成第二二维标识码，该第二二维标识码具有包括第二分散信息且配置在第一虚拟区域的位置上的第二有效区域，和配置在第一有效区域的位置上的第二虚拟区域。

Description

编码方法，解码方法，编码器和解码器

技术领域

本发明涉及一种编码方法，解码方法，编码器和解码器。

背景技术

以往，已经提出了一种将信息嵌入到QR码即注册商标等二维码中，并将信息发送到配备有照相机的信息处理装置的技术。例如，专利文献1记载了一种认证系统，其具备：读取单元，读取在用户的移动终端的显示器上显示的、包含交易ID的二维码以及第一标识图案；抽出单元，从存储单元抽出与该交易ID相关联的第二标识图案；以及，复原单元，叠加第一标识图案和第二标识图案来复原个性化电子证书数据的二维码。该认证系统可以确认个性化数字证书数据并输出用户选择的商品的交付命令。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:专利第4268575号

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的认证系统中，在标识图案的生成中，通过对数据单元部分进行正掩模图案应用处理和副掩模图案应用处理，来生成正标识图案和副标识图案，随后，通过标识码生成部对各正标识图案和副标识图案进行调整图案的添加处理。此外，对各正标识图案和副标识图案通过实施异或运算处理来复原QR码。因此，二维码的密钥共享(secretsharing)处理及其复原处理很复杂而对系统的负荷很大。

鉴于以上问题点，本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构进行安全的密钥共享的编码方法，解码方法，编码器和解码器。

解决问题的方法

本发明所涉及的编码方法是利用编码器对二维码进行编码的方法，其特征在于，所述编码器，生成第一二维标识码，其按着预定的区域分配策略具有包括第一分散信息的第一有效区域，和第一虚拟区域；并生成第二二维标识码，其具有包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域，和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域。

本发明所涉及的解码方法是利用解码器解码二维码的方法，其特征在于，所述解码器，获取第一二维标识码，其具有按着预定的区域分配策略生成的、包括第一分散信息的第一有效区域和第一虚拟区域；获取第二二维标识码，其具有包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域，和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域，按着所述区域分配策略，切出所述第一有效区域和所述第二有效区域；以及，将所述第一有效区域和所述第二有效区域配置在与切出前的位置相对应的位置上，作为所述二维码的数据区域而结合。

本发明所涉及的编码器，其特征在于，生成第一二维标识码，其按着预定的区域分配策略具有包括第一分散信息的第一有效区域，和第一虚拟区域；并生成第二二维标识码，其具有包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域，和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域。

本发明所涉及的解码器，其特征在于，获取第一二维标识码，其具有按着预定的区域分配策略生成的、包括第一分散信息的第一有效区域，和第一虚拟区域；获取第二二维标识码，其具有包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域，和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域，按着所述区域分配策略，切出所述第一有效区域和所述第二有效区域；以及，将所述第一有效区域和所述第二有效区域配置在与切出前的位置相对应的位置上，作为所述二维码的数据区域而结合。

发明效果

根据本发明，可以提供一种能够以简单的结构进行安全的密钥共享的编码方法，解码方法，编码器和解码器。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的系统的整体图。

图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的二维码的图，(a)示出二维码的结构，(b)示出二维标识码及解码后的二维码的示意图。

图3是本发明的第一实施方式所涉及的系统的序列图。

图4是示出本发明的第二实施方式所涉及的二维标识码的应用示例的图。

图5是示出本发明的第三实施方式所涉及的二维标识码的应用示例的图。

具体实施方式

(实施方式1)

以下，参考附图说明本发明的实施方式。图1是第一实施方式所涉及的系统1的整体图。在本实施方式的系统1中，用户2使用终端3由认证装置4进行认证，并且认证装置4向拥有终端3的用户2提供各种服务。在此，对当认证装置4是自动取款机时，用户2从认证装置4接受存储款等服务的例子进行说明。此外，通过认证装置4获取从服务器5分配给终端3和认证装置4的认证信息，来确定使用终端3的用户2是否是真实的。

终端3是与用户2相关联的装置，例如移动电话、智能手机、PDA、PC等。终端3具有能够显示信息的显示部31、用于在与服务器5之间发送和接收数据的收发信部32，以及用于存储各种数据的存储部33。

终端3的结构为，使得用户2通过密码认证或生物认证等而登录从而能够使用其功能。此外，终端3的结构为，用户2通过所持有的识别信息(ID)和密码等认证信息，从服务器5获得认证，从而可以与服务器5进行安全通信。

服务器5具有作为编码器的功能，生成即编码电子标识化的二维码，并且将电子标识化的二维码即将后述的二维标识码分发给终端3和认证装置4。二维码包括认证信息，当终端3从认证装置4接收认证之际使用该认证信息。此外，服务器5具有存储部51，该存储部51存储用于生成电子标识化的二维码的区域分配策略。

认证装置4连接到银行服务器6等，并且可以与银行服务器6之间发送和接收用于提供存储款等服务的必要信息。在认证装置4和服务器5之间也建立了安全通信。认证装置4包括存储部41，该存储部41用于存储从终端3、服务器5和银行服务器6接收的二维码等数据。此外，认证装置4具有作为解码器的功能，该解码器对从终端3或服务器5获取的电子标识化的二维码进行解码。在存储部41中也存储用于对二维码进行解码的区域分配策略。

图2(a)是示出在本实施方式中使用的二维码7的结构的图。二维码7包括：数据区域71，其中二进制数据以正方形单位单元的形式存储在矩阵状中；图像切出图案72(721至724)，其设置在数据区域71的四个角的外侧；以及，四根扫描引导部73，其配置在数据区域71的各边的外侧，以包围数据区域71。二维码7整体上形成为大致正方形形状。

扫描引导部73包括从四面围绕数据区域71的线段K1至K4，以及，从线段K1至K4朝数据区域71侧呈垂直的实线状延伸的突起部K10至K13、K20至K23、K30至K33、K40至K43。突起部K10至K13、K20至K23、K30至K33、K40至K43分别形成为大致相同的长度，并且可以根据数据区域71的数据密度或数据区域71的面积大小来增加或减少。

图像切出图案721被形成为一边的长度与突起部K10至K13、K40至K43的长度相同的正方形，并且被涂成黑色。图像切出图案722形成为左右端的短边的长度与突起部K10至K13的长度相同的长方形。此外，在图像切出图案722的右端配置有被涂成黑色的正方形图案，其一边的长度与突起部K10至K13、K20至K23的长度相同。

图像切出图案723形成为被涂成黑色的L形。图像切出图案723的左下侧端部和右上侧端部的短边形成为与突起部K20至K23、K30至K33的长度相同。图像切出图案724形成为上下端的短边的长度与突起部K40至K43的长度相同的长方形。此外，在图像切出图案724的下端，配置有被涂成黑色的正方形图案，其一边的长度与突起部K30至K33、K40至K43的长度相同。

对数据区域71的单元检测可进行如下，即以突起部K10至K13、K20至K23、K30至K33、K40至K43为基准，虚拟地形成用于扫描的引导线校正扫描方向，然后在该扫描方向上扫描数据区域71内部。

图2(b)是示意性地示出了二维标识码7A和7B，以及解码后的二维码7C的图。另外，本图中，省略了数据区域71、图像切出图案72和扫描引导部73的明、暗图案的图示，实线框示出了图像切出图案72和扫描引导部的轮廓线。虚线框示出了数据区域71的轮廓线。二维标识码7A和7B包括作为数据区域71用点划线表示的有效区域711和虚拟区域712。

二维标识码7A即第一二维标识码是由图1中的服务器5生成并发送到终端3的编码。在二维标识码7A中，有效区域711A即第一有效区域形成在数据区域71的左下的以大致直角等腰三角形形状形成的区域中，虚拟区域712A即第一虚拟区域形成在数据区域71的右上的以大致直角等腰三角形形状形成的区域中。识别信息以及认证信息等传输信息作为第一分散信息被电子标识化，并被包含在有效区域711A中，其中，识别信息例如有与终端3或用户相关联的识别信息、认证装置4的交易识别信息等，认证信息包括密码等。第一分散信息可以包括时间戳，以及终端3的位置信息等。

二维标识码7B即第二二维标识码是由图1中的服务器5生成并发送到认证装置4的信息。在二维标识码7B中，有效区域711B即第二有效区域形成在数据区域71的右上的以大致直角等腰三角形形状形成的区域中，虚拟区域712B即第二虚拟区域形成在数据区域71的左角的以大致直角等腰三角形形状形成的区域中。此外，在二维标识码7B的示例中也同样，识别信息以及认证信息等传输信息作为与上述第一分散信息相对应的第二分散信息被电子标识化，并被包含在其中，识别信息例如有与终端3或用户相关联的识别信息、认证装置4的交易识别信息等，认证信息包括密码等。第二分散信息也可以包括时间戳，以及终端3的位置信息等。二维标识码7B的有效区域711B被配置在与二维标识码7A的虚拟区域712A相对应的位置，并且二维标识码7B的虚拟区域712B被配置在与二维标识码7A的有效区域711A相对应的位置。因此，在本实施方式中，第一有效区域711A和第一虚拟区域712A中的单元总数与第二有效区域711B和第二虚拟区域712B中的单元总数相同。

在虚拟区域712A和712B中，例如，可以配置难以与有效区域711A和711B区分开的随机的明暗图案。在图2(b)的二维标识码7A和二维标识码7B中，第一有效区域711A，第一虚拟区域712A，第二有效区域711B和第二虚拟区域712B为各自集合的大致直角等腰三角形形状的区域。

此外，二维码7C是将图2(b)所示的二维标识码7A的有效区域711A和二维标识码7B的有效区域711B切出，并配置在与切出有效区域711A和有效区域711B之前的二维标识码7A和7B中的位置相对应的位置处，并将其作为数据区域71的图像来结合而生成。二维码7C中，在结合了两个有效区域711A和711B的数据区域71中包含了认证信息等，认证装置4拍摄二维码7C并用解码器进行解码，即可获得数据区域71中的认证信息等。

接下来，对本实施方式的认证处理的方法进行说明。图3是系统1的序列图。作为步骤S31的初始设置，终端3对用户2进行认证并允许操作，也从服务器5接受登录等认证，从而预先进行能够与服务器5进行通信的处理。

在步骤S32中，终端3将对认证信息的获取请求T1发送到服务器5。在获取请求T中则可以包括终端3的位置信息来进行发送。

在步骤S51中，服务器5生成即编码二维标识码7A，其有效区域711A中包含一部分认证信息等作为第一分散信息，并将其发送至终端3(T2)。有效区域711A的形状和位置根据预设在服务器5的存储部51中的区域分配策略进行分配，并且在本实施方式中，如图5(b)所示，被配置在数据区域71的左下侧。此外，二维标识码7A的有效区域711A中包含上述第一分散信息。当终端3从服务器5接收到二维标识码7A时，在步骤S33中，将二维标识码7A存储在终端3的存储部33中。

另一方面，在步骤S52中，服务器5生成即编码二维标识码7B，并将其发送到终端3(T3)。二维标识码7B的有效区域711B中包含上述第二分散信息。当认证装置4从服务器5接收到二维标识码7B时，在步骤S41中，将二维标识码7B存储在存储部41中。

在步骤S34中，终端3在显示部31上显示二维标识码7A。在步骤S42中，经用户2操作等能够读取图像的认证装置4，拍摄由终端3显示的二维标识码7A。认证装置4读取显示在显示部31上的二维标识码7A，并将其存储在存储部41中。

在步骤S43中，认证装置4按着预先存储在存储部41中的区域分配策略，从二维标识码7A中切出有效区域711A的图像，同时，从二维标识码7B中切出有效区域711B的图像。并且，如图2(b)所示，认证装置4可以生成具有合成了有效区域711A和有效区域711B的数据区域71的解码后的二维码7C。由此，包含在有效区域711A中的第一分散信息，和未包含在有效区域711B中的第二分散信息被图像结合，并且认证装置4处于可获取解码后的数据区域71的数据的状态。

认证装置4判断包含在解码后的二维码7C的数据区域71中的认证信息是否符合存储在存储部41等中的认证条件。然后，当数据区域71中的解码后的认证信息符合认证条件时，认证装置4可以进入步骤S44的处理。此外，当二维码7C的数据区域71中包含的时间戳时间与当前时间之差在预定阈值之内时，认证装置4也可以进入到步骤S44的处理，且当二维码7C的有效区域711中包含的位置信息的位置和认证装置4的位置在预定阈值内时，认证装置4也可以进入到步骤S44的处理。即，认证装置4可以根据认证的时间和终端3的位置来确定是否向用户2提供服务。

在步骤S44中，认证装置4向拥有终端3的用户2提供服务。例如，认证装置4可以适当地参考来自银行服务器6的存储款数据等，以执行现金存取处理。

根据上述服务器5的编码方法和认证装置4的解码方法，用户2可通过刷一下显示在终端3上的二维码，容易地进行对认证装置4的认证操作。此外，即使在向终端3的传输期间被盗取了二维码的图像数据，也可以防止从其他二维标识码7B未被分配的认证装置无意间得到认证。此外，即使将终端3获取的二维标识码7A作出屏幕截图或印刷在纸质介质上，也可以通过时间戳设置可进行认证的时间段，从而可以简单地限制访问认证装置4。

此外，在步骤S45中，认证装置4可构成为，从服务器5与二维标识码7B一同接收区域分配策略。此外，可构成为，在步骤S51中，服务器5可以将区域分配策略发送到终端3，并且通过预先安装在终端3中的编码器来生成二维标识码7A。

(实施方式2)

接下来，对第二实施方式进行说明。图4是示出了将蔬菜和水果等产品配送到零售商店等的流通系统8的图。本实施方式对可通过读取三个以上的所有的二维标识码7D至7G来复原的二维码7H的示例进行说明。且对于与第一实施方式相同的结构，将简化或省略说明。

流通系统8包括装置8D至8G作为与各步骤S81至S84相对应的编码器。装置8D至8G产生即编码根据预设的区域分配策略配置了有效区域711D至711G的二维标识码7D至7G，并将其添加到产品的包装等上，可使二维标识码7D至7G与产品相关联。

在第一步骤S81中，产品被生产且经出货前的检验和包装后，从产地配送到第一中间批发等第二步骤S82。此外，在第一步骤S81中，生成二维标识码7D并将其添加到产品的包装等上。在二维标识码7D的有效区域711D中，作为传递信息包含例如，生产者、生产地和生产方法等产品信息、产品的检验信息、出货履历、以及生产时和出货时的时间戳。此外，有效区域711D中可以包含认证信息作为分散信息。

在第二步骤S82中，将从第一步骤S81收集的产品配送到第二中间批发等第三步骤S83。在第二步骤S82中，作为流通路径的中间履历，对流通识别号、记号等进行编号。在第二步骤S82中，生成二维标识码7E，并将其添加到产品的包装等上。二维标识码7E的有效区域711E中，作为传递信息包含例如，作为流通路径的中间履历的流通识别信息，以及在收货和出货时的时间戳。有效区域711E中也可以包含认证信息作为分散信息。

在第三步骤S83中，将从第二步骤S82收集的产品配送到第三中间批发等第四步骤S84。同样在第三步骤S83中，根据流通路径，单位批次的内容量等来执行批次划分等，并且作为流通路径的中间履历，对流通识别号、记号等进行编号。在第三步骤S83中，生成二维标识码7F，并将其添加到产品的包装等上。二维标识码7F的有效区域711F中，作为传递信息可包含例如，包装信息、流通识别号、以及时间戳。这里所指的包装信息可以是例如，按着产品在流通过程中被分割的每个包装单位所设定的再包装标签的分割包装号或零售包装号。另外，有效区域711F中也可以包含认证信息作为分散信息。

在第四步骤S84中，对从第三步骤S83中收集的产品根据流通路径和零售单位进行批次划分等，并将其配送到零售商店等。在第四步骤S84中，生成二维标识码7G，并将其添加到产品的包装等上。二维标识码7G的有效区域711G中，作为传递信息可包含例如，包装信息以及在收货和出货时的时间戳。此外，有效区域711中也可以包含认证信息作为分散信息。

在本实施方式中，二维标识码7D至7G由配备有解码器的装置8摄像并读取。装置8H按着预定的区域分配策略从每个二维标识码7D至7G切出每个有效区域711D至711G，并且在切出前的与二维标识码7D至7G中的位置相对应的位置上配置有效区域711D至711G，并结合为二维码7H的数据区域71的图像。因此，装置8H可以获得从包含在有效区域711D至711G中的分散信息合成的认证信息。例如，当该认证信息符合认证条件时，可以获取各步骤S81至S84中所添加的传递信息。

以上，本实施方式的编码方法和解码方法，可在每个各步骤S81至S84中，将步骤信息分别添加到二维标识码7D至7G的有效区域中，并且，当每个步骤信息中的多个二维标识码7D至7G全部聚齐时即可获取。因此，可以预先设置能够获取信息的时间，从而能够以简单的结构执行安全的信息传递。

(实施方式3)

接下来，对第三实施方式进行说明。在第一实施方式和第二实施方式中，对被分配的二维标识码的数量即划分数量，和解码可读的二维码所需的二维标识码的数量即阈值相同的情况进行了说明。但是在本实施方式中，将对生成并分配二维标识码以使得划分数量大于阈值的示例进行说明。

图5是示出二维标识码的应用示例的图。图5示意性地示出了二维标识码7I至7K和二维码7L。

例如，三个二维标识码7I至7K由适当的编码器编码，并且被分散并保持在任意介质中。然后，例如，作为分散信息，二维标识码7I的有效区域711中包含有数据“A”和“B”，二维标识码7J的有效区域711中包含有数据“B”和“C”，二维标识码7K的有效区域711中把含有数据“C”和“A”。

因此，如果作为获取信息的手段的未图示的解码器获取任意两个二维标识码，例如，获取二维标识码7I和二维标识码7K，则可以对包含有原始信息“A”、“B”、“C”的二维码7L进行解码。此外，在二维码7L中未配置分散信息的剩余区域71a和71b中，可以显示不影响二维码7L的可读性的任意图案。通过本实施方式的编码方法和解码方法可以确保信息传递的冗余性。

以上，在各实施方式中示出的编码方法和解码方法中，由于有效区域711和虚拟区域712在二维标识码中难以区分，因此不能客观判定是否是能够单独解码的二维码，或者与哪一个二维标识码组合起来能够解码。因此，可以通过简单的结构安全地进行密钥共享(secretsharing)。

此外，作为包含在各二维标识码的有效区域中的数据，可以构成为，将加密信息嵌入到一个二维标识码的有效区域711中，而将加密密钥嵌入到另一个二维标识码的有效区域711中。

此外，在图2(b)的二维标识码7A和二维标识码7B的示例中，第一有效区域711A、第一虚拟区域712A、第二有效区域711B和第二虚拟区域712B，可以是分别具有两个以上的岛而进行离散配置的结构。在第二实施方式和第三实施方式中，也同样可以将有效区域和虚拟区域进行分别离散的配置。

此外，上述实施方式是仅作为示例示出的，并不旨在限制本发明的范围。这些新的实施方式可以在各种其他实施方式中实现，并且在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种省略，替换和改变。这些实施方式及其变形也包含在本发明的范围和主旨中，并且还包含在权利要求书中记载的本发明的范围及其等同范围内。

工业可用性

根据本发明，可提供一种能够以简单的结构进行安全的密钥共享的编码方法，解码方法，编码器和解码器。

符号说明

1系统 2用户

3终端 4认证装置

5服务器 6银行服务器

7、7C、7H、7L 二维码

7A、7B、7D至7G、7I至7K 二维标识码

8流通系统 8D至8H装置

31显示部 32收发信部

33存储部 41存储部

51存储部 71数据区域

71a剩余区域 71b剩余区域

72图像切出图案 73扫描引导部

711有效区域 711A第一有效区域

711B第二有效区域 711D有效区域

711E有效区域 711F有效区域

711G有效区域 712虚拟区域

712A第一虚拟区域 712B第二虚拟区域

721图像切出图案 722图像切出图案

723图像切出图案 724图像切出图案

K1至K4线段 K10至K13突起部

K20至K23突起部 K30至K33突起部

K40至K43突起部

Claims (8)

1.一种编码的方法，利用编码器对二维码进行编码，其特征在于，

所述编码器生成第一二维标识码，所述第一二维标识按照预定的区域分配策略而具有第一虚拟区域和包括第一分散信息的第一有效区域；

所述编码器生成第二二维标识码，第二二维标识码具有：包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域；和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域。

2.如权利要求1所述的编码方法，其特征在于，

所述第一分散信息和所述第二分散信息包含认证信息作为传递信息。

3.如权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于，

所述第一分散信息和所述第二分散信息包含传递信息以及时间戳和/或位置信息，所述传递信息在所述时间戳和/或所述位置信息满足预先设置的阈值的情况下由解码器解码。

4.如权利要求1至3中任一项所述的编码方法，其特征在于，

所述第一有效区域和所述第一虚拟区域的单元总数与所述第二有效区域和所述第二虚拟区域的单元总数相同。

5.如权利要求1至4中任一项所述的编码方法，其特征在于，

所述第一有效区域、所述第一虚拟区域、所述第二有效区域以及所述第二虚拟区域是各自集合的区域。

6.一种解码的方法，利用解码器对二维码进行解码，其特征在于，

所述解码器获取第一二维标识码，所述第一二维标识码具有按照预定的区域分配策略生成的第一虚拟区域和包括第一分散信息的第一有效区域；

所述解码器获取第二二维标识码，所述第二二维标识码具有：包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域；和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域；

按照所述区域分配策略，切出所述第一有效区域和所述第二有效区域；以及，

将所述第一有效区域和所述第二有效区域配置在与切出前的位置相对应的位置上并结合为所述二维码的数据区域。

7.一种二维码的编码器，其特征在于，

生成第一二维标识码，所述第一二维标识码按照预定的区域分配策略而具有第一虚拟区域和包括第一分散信息的第一有效区域；

生成第二二维标识码，所述第二二维标识码具有：包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域；和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域。

8.一种二维码的解码器，其特征在于，

获取第一二维标识码，所述第一二维标识码具有按照预定的区域分配策略生成的第一虚拟区域和包括第一分散信息的第一有效区域；

并获取第二二维标识码，所述第二二维标识码具有：包括第二分散信息且配置在所述第一虚拟区域的位置上的第二有效区域；和配置在所述第一有效区域的位置上的第二虚拟区域；

按照所述区域分配策略，切出所述第一有效区域和所述第二有效区域；以及，

将所述第一有效区域和所述第二有效区域配置在与切出前的位置相对应的位置上并结合为所述二维码的数据区域。

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