CN113360860A - 基于区块链的屏幕泄密保护方法 - Google Patents

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武庆民
孟若涵
崔琦
周志立
袁程胜
付章杰
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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的屏幕泄密保护方法，主要包括屏幕水印显示及摄屏水印溯源方法两部分内容。本发明通过使用屏幕上微弱的显示信号，通过符号单位水印和点阵纹理水印两种形式表达信息，由于两种水印形式在部分屏幕泄露的情况下均可以还原原始身份信息，且都考虑了锚点定位方向，因此本发明具有一定的抗剪裁的能力；由于在存储信息和溯源时采用区块链，因此本方案具有可信赖性。

Description

基于区块链的屏幕泄密保护方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于区块链的屏幕泄密保护方法。
背景技术
随着数字化时代的发展，电子设备已经在生活中随处可见。计算机、手机等各种设备更是被随时携带。在便利人们生活的同时，也带来了隐私和数据安全的危机。计算机屏幕信息可随时被毫无察觉地拍摄，进而带来的就是信息泄露的问题。在数据被拍摄泄露后，如何对泄露的信息进行溯源，是当前个人、企业、政府所需要解决的重要问题。
水印技术可以有效的实现版权保护、认证和溯源。在数据防泄漏领域中，各种水印技术的变种成为信息溯源的关键技术。为了防止计算机屏幕信息被手机或相机拍摄并泄露，屏幕水印技术被广泛应用。该技术通常是以中高频信号的方式显示于计算机屏幕，通过文本、图像、二维码、点阵等形式显示水印信息。水印信息的存在往往有两种目的：其一是利用相应算法提取信息，解决数据泄露后的溯源问题；其二是提示水印的存在降低信息泄露的可能性。因此，屏幕水印技术有助于企业管理、国家文件信息安全、个人隐私保护等，在数据安全中具有较大的价值。
除了水印技术可提供版权保护、溯源等功能外，区块链技术从另一角度对信息溯源、版权保护等问题的解决产生了极大的推动作用。由于区块链的去中心化特性，区块链中所有节点权利平等，它避免了传统中心化系统中有可能出现数据泄露的弊端，从根源上加强了隐私保护和数据安全。同时区块链有不可篡改和可以追溯的特性，这从一定程度上避免了一些恶意的数据拥有者对数据的破坏。因此，区块链可以作为信息防护的重要辅助。
基于此，希望开发出一种在区块链环境中，使用微弱显示信号保护计算机屏幕显示信息的信息防泄露方法。
发明内容
为了更好地实现数据防泄漏和溯源，特别是为了防止计算机屏幕显示信息泄露，本发明公开了一种基于区块链的屏幕泄密保护方法。
本发明的技术方案如下：基于区块链的屏幕泄密保护方法，包括屏幕水印显示与摄屏水印溯源两部分内容，具体为：
第一部分．屏幕水印显示：
步骤1．初次为设备设置屏幕水印时，根据设备唯一的身份识别号Da，在区块链上创建节点Na，并将创建时间t与身份识别号Da一起存储于节点Na上；
步骤2．根据身份识别号Da，以及符号映射算法maps，生成水印符号Sa；
步骤3．根据身份识别号Da，以及纹理映射算法mapt，得到水印符号Sa的纹理排布Ta；
步骤4．根据水印符号Sa以及纹理排布Ta构成最终显示的屏幕水印Wa，并显示在屏幕上；
第二部分．摄屏水印溯源：
步骤5．根据获得的摄屏水印
Figure 240017DEST_PATH_IMAGE001
，以及符号映射算法maps和纹理映射算法mapt，解码出设备的身份识别号
Figure 563682DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤6．以身份识别号
Figure 874578DEST_PATH_IMAGE002
查找区块链中是否存在对应的节点Na，若能查找到，证明数据从身份识别号
Figure 676312DEST_PATH_IMAGE002
泄露；否则，证明解码错误，返回步骤5，重新解码身份识别号
Figure 225105DEST_PATH_IMAGE002
。
优选的，身份识别号Da为十进制识别码。
优选的，步骤1具体为：设置屏幕水印后，水印所表征的用户信息、时间信息、计算机信息通过哈希加密为ID编码，存储于一个新的区块链节点中。
优选的，步骤2中水印符号Sa的生成过程如下：定义每L个符号单位作为一组含密单元，用来表征待映射的水印信息，符号单位的大小为C×C的像素区域，固定含密单元中K个特定的像素点作为锚点，含密单元中的其他像素点均可以切换透明度，并基于切换透明度来表达二值信息，进一步通过符号映射算法maps表征用户身份信息。
优选的，步骤3中纹理排布Ta的生成过程如下：将屏幕等分为H×W的矩形区域，并设计N种纹理排布样式，通过纹理映射算法mapt将输入的信息映射为不同的纹理块，并排列在屏幕上；其中，这些纹理块满足以屏幕中心点的中心对称，作为方向锚点的纹理块用来确定屏幕方向。
本发明与传统方法相比，具有如下优点：本发明通过使用屏幕上微弱的显示信号，通过符号单位水印和点阵纹理水印两种形式表达信息，由于两种水印形式在部分屏幕泄露的情况下均可以还原原始身份信息，且都考虑了锚点定位方向，因此本发明具有一定的抗剪裁的能力；由于在存储信息和溯源时采用区块链，因此本方案具有可信赖性。
附图说明
图1为本发明中基于区块链的屏幕水印显示方法的整体架构。
图2为本发明中基于区块链的屏幕水印溯源方法的整体架构。
图3为本发明实施例中符号单位水印。
图4为本发明实施例中点阵纹理水印。
图5为本发明实施例中摄屏后泄露屏幕信息。
图6为本发明实施例中五种方向的纹理。
图3、图4、图5均在原始图像上做了锐化处理，以使得水印更明显。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例中，如图1、图2所示，为一种基于区块链的屏幕泄密保护方法，包括屏幕水印显示与摄屏水印溯源两部分内容，具体如下。
步骤1．初次为设备设置屏幕水印时，根据设备唯一的身份识别号65535，在区块链上创建节点001，并将创建时间2021.5.23与65535一起存储于节点001上。
步骤2．根据身份识别号65535，以及符号映射算法maps，生成水印符号Sa，如图3所示。
步骤3．根据身份识别号65535，以及纹理映射算法mapt，得到水印符号Sa的纹理排布Ta，如图4所示。
步骤4．根据水印符号Sa以及纹理排布Ta构成最终显示的屏幕水印Wa，并显示在屏幕上。
步骤5．溯源时，根据获得的摄屏信息，如图5所示，提取屏幕水印
Figure 578726DEST_PATH_IMAGE001
，以及纹理映射算法mapt和符号映射算法maps，解码出机器的唯一身份识别号65535。
步骤6．以65535查找出区块链的节点001/000，若可以查找到001，证明数据从唯一身份识别号65535泄露，若不能查找到001，证明解码的000错误，并返回步骤5，重新解码000。
实施例中，步骤1的区块链存储设计具体为：在每次设置屏幕水印后，水印所表征的用户信息、时间信息、计算机信息将会通过哈希加密为ID编码，并存储于一个新的区块链节点中。在溯源过程中，通过在区块链上使用用户信息查找到ID编码，由此可以得到相关的用户信息、时间信息以及计算机信息。由于区块链的不可修改性，该溯源方式具有可信性。
实施例中，步骤2的符号单位水印设计具体为：以符号单位作为符号单位水印的最小单位，定义每L（例如L=3）个符号单位作为一组含密单元，用来表征待映射的水印信息。符号单位的大小为C×C（例如C=4）的像素区域，固定含密单元中分别以K个（6个、3个、5个）为特定的像素点作为锚点，含密单元中的其他像素点均可以切换透明度，并基于切换透明度来表达二值信息，进一步通过符号映射算法maps表征用户身份信息。本实施例设计的符号单位具有旋转、翻转不变性；同时，由于每个像素符号足够小，并且显示时足够微弱，因此不具视觉意义，不会给屏幕的正常显示带来干扰。因此，本方案的符号单位水印具有抗裁剪性和不可感知性。通过把这4x4个像素点所代表的二进制单位排列并经映射计算可获得所代表的身份信息。例如“1111000011110000”代表十进制数“28912”，代表使用者的身份信息。
实施例中，步骤3的点阵纹理水印设计具体为：将屏幕等分为H×W（例如H=W=6）的矩形区域，并设计N（例如N=5）种纹理排布样式，通过纹理映射算法mapt将输入的信息映射为不同的纹理，并排列在屏幕上。其中，这些单位块满足以屏幕中心点的中心对称；作为方向锚点的纹理块可以确定屏幕方向。因此，本方案具有抗旋转、翻转的能力；另外，纹理排布具有一定的冗余性，本方案的纹理排列算法可以将信息“均匀”地分布于屏幕中，这样同样的信息组就会分布在多处块。在部分屏幕泄露的情况下依旧可以还原原始身份信息，因此，本方案具有一定的抗剪裁的能力。图6展示了五种方向的纹理分别代表的二进制含义。
本实施例通过使用屏幕上微弱的显示信号，通过符号单位水印和点阵纹理水印两种形式表达信息，由于两种水印形式在部分屏幕泄露的情况下均可以还原原始身份信息，且都考虑了锚点定位方向，因此本发明具有一定的抗剪裁的能力；由于在存储信息和溯源时采用区块链，因此本方案具有可信赖性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.基于区块链的屏幕泄密保护方法，其特征在于，包括屏幕水印显示与摄屏水印溯源两部分内容，具体为：
第一部分，屏幕水印显示：
步骤1，初次为设备设置屏幕水印时，根据设备唯一的身份识别号Da，在区块链上创建节点Na，并将创建时间t与身份识别号Da一起存储于节点Na上；
步骤2，根据身份识别号Da，以及符号映射算法maps，生成水印符号Sa；
步骤3，根据身份识别号Da，以及纹理映射算法mapt，得到水印符号Sa的纹理排布Ta；
步骤4，根据水印符号Sa以及纹理排布Ta构成最终显示的屏幕水印Wa，并显示在屏幕上；
第二部分，摄屏水印溯源：
步骤5，根据获得的摄屏水印
Figure 851795DEST_PATH_IMAGE001
，以及符号映射算法maps和纹理映射算法mapt，解码出设备的身份识别号
Figure 854386DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤6，以身份识别号
Figure 908930DEST_PATH_IMAGE002
查找区块链中是否存在对应的节点Na，若能查找到，证明数据从身份识别号
Figure 604353DEST_PATH_IMAGE002
泄露；否则，证明解码错误，返回步骤5，重新解码身份识别号
Figure 377137DEST_PATH_IMAGE002
。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的屏幕泄密保护方法，其特征在于，身份识别号Da为十进制识别码。
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的屏幕泄密保护方法，其特征在于，步骤1具体为：设置屏幕水印后，水印所表征的用户信息、时间信息、计算机信息通过哈希加密为ID编码，存储于一个新的区块链节点中。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的屏幕泄密保护方法，其特征在于，步骤2中水印符号Sa的生成过程如下：
定义每L个符号单位作为一组含密单元，用来表征待映射的水印信息，符号单位的大小为C×C的像素区域，固定含密单元中K个特定的像素点作为锚点，含密单元中的其他像素点均可以切换透明度，并基于切换透明度来表达二值信息，进一步通过符号映射算法maps表征用户身份信息。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的屏幕泄密保护方法，其特征在于，步骤3中纹理排布Ta的生成过程如下：
将屏幕等分为H×W的矩形区域，并设计N种纹理排布样式，通过纹理映射算法mapt将输入的信息映射为不同的纹理块，并排列在屏幕上；其中，这些纹理块满足以屏幕中心点的中心对称，作为方向锚点的纹理块用来确定屏幕方向。
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