CN113486406B - 一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质，属于电子签名技术领域，其中方法包括：对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；对所述原始电子签名数据进行编码；对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；当需要时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息。所述系统包括：回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块。本申请将签字图片与签字数据进行绑定，实现笔迹序列数据与图像数据双向可逆还原；对签字图片写入加密信息进行保护，防止手写签名图像被篡改和盗用。

Description

一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明属于电子签名技术领域，具体涉及一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，随着信息化、数字化时代的到来，电子签名作为行为人的固有生物特征之一，在司法活动中扮演着越来越重要的作用。电子签名通过电子签名采集设备进行采集，按照采集屏区分，可分为电阻屏、电容屏和电磁屏签字设备；采集的电子签名数据包中不仅包含电子签名轨迹信息，时间信息，笔触状态信息和其他的用户行为特征(笔尖产生的压力)，还可以结合实际业务需求增加签字用户信息、设备信息等数据。
电子签名数据是由一系列点位、时间戳、压力组成的离散时序数据，其中必须包含轨迹位置x与y的采样点位。用户在签署文件时，通过渲染电子签名点位数据来实现手写电子签名轨迹回显，并将还原的签字图像粘贴在文件签署位置。但是通过这样简单的还原与粘贴操作，往往面临着以下问题：
(1)签署图片容易被盗用，且难以进行验证；
(2)只存在签字数据到签字图片的单向回显，无法进行签字图片到签字数据的可逆还原，丢失了大量信息，未体现出电子签名的优势。
针对现有技术中，签署图片容易被盗用以及只存在签字数据到签字图片的单向回显的问题，目前尚未有效解决方案。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本申请提出一种电子签名保护还原方法、系统、电子设备及存储介质，将签字图片与签字数据进行绑定，实现笔迹序列数据与图像数据双向可逆还原；对签字图片写入加密信息进行保护，防止手写签名图像被篡改和盗用。
第一方面，本申请提出一种电子签名保护还原方法，包括如下步骤：
对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
对所述原始电子签名数据进行编码；
对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；
将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
当需要时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息。
所述对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片，过程如下：
获取所述原始电子签名数据中的压力序列信息、笔触状态信息；
由所述压力序列信息得到运笔速度与运笔压力，由所述笔触状态信息得到落笔状态与抬笔状态；
根据所述落笔状态与抬笔状态，将所述原始电子签名数据按照笔画进行划分，得到所有笔画数据；
根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
所述据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像，过程如下：
对某一笔画数据利用贝塞尔插值算法进行插值处理，得到随时间连续的笔画轨迹坐标；
通过所述运笔速度以及运笔压力模拟签字过程中该笔画产生的笔锋；
重复如上两个步骤，直到完成所有笔画数据；
根据已完成的所有笔画数据，将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
所述对所述原始电子签名数据进行编码，过程如下：
针对所述原始电子签名数据通过gzip(若干种文件压缩程序的简称)文件压缩程序压缩成二进制数据；
通过base64编码方式将所述二进制数据编码成字符串，所述字符串即为编码结果。
所述对编码后的原始电子签名数据生成密文信息，过程如下：
利用国密算法SM2(国密的一种算法)对所述字符串进行加密，得到电子签名笔迹数据的密文信息。
将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
读取所述原笔迹签名图像，获取二维像素矩阵；
将所述二维像素矩阵转换为图像RGB格式，得到RGB图像；
判断所述密文信息的长度是否超过所述RGB图像的位数；
若密所述密文信息的长度不超过所述RGB图像的位数，则进行隐写过程，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
若密所述密文信息的长度超过所述RGB图像的位数，则直接结束不进行隐写过程。
所述进行隐写过程，过程如下：
设置随机种子，生成与所述密文信息的长度一致的隐藏位置序列；
根据所述隐藏位置序列，依次将所述RGB图像的R、G、B每层信息的最后一位修改成密文信息的内容，将修改后RGB图像的R、G、B每层信息写回图像，完成将密文隐写到签字图像。
第二方面，本申请提出一种电子签名保护还原系统，包括：回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块；
所述回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块依次顺序相连接，所述回显模块与所述隐写模块相连接；
所述回显模块用于对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
所述编码模块用于对所述原始电子签名数据进行编码；
所述密文生成模块用于对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；
所述隐写模块用于将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
所述解密模块用于当需要进行解密时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息。
第三方面，本申请提出一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器加载和运行以便执行所述的电子签名保护还原方法。
第三方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所述的电子签名保护还原方法。
本申请所达到的有益效果：
签名图片与签名数据唯一绑定，可以防止篡改或盗用，起到数据。
电子签名原笔迹图像，通过隐写原始签字数据包，包含了更加丰富的信息，能更好地反应整个签署过程。
通过本申请所述的方法，可以实现签字图像与签字数据的可逆还原。
附图说明
图1为本申请实施例的一种电子签名保护还原方法流程图；
图2为本申请实施例的回显过程流程图；
图3为本申请实施例的渲染成原笔迹签名图像流程图；
图4为本申请实施例的编码过程流程图；
图5为本申请实施例的得到携带有密文信息的笔迹签名图片流程图；
图6为本申请实施例的隐写过程流程图；
图7为本申请实施例的一种电子签名保护还原系统原理框图；
图8为本申请实施例的一种电子设备原理示意图；
图9为本申请实施1的示意图。
其中，
100-电子设备，101-处理器，102-总线，103-存储器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
第一方面，本申请提出一种电子签名保护还原方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
步骤S2：对所述原始电子签名数据进行编码；
步骤S3：对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；
步骤S4：将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
步骤S5：当需要时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息。
所述对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片，如图2所示，过程如下：
步骤S1.1：获取所述原始电子签名数据中的压力序列信息、笔触状态信息；
步骤S1.2：由所述压力序列信息得到运笔速度与运笔压力，由所述笔触状态信息得到落笔状态与抬笔状态；
步骤S1.3：根据所述落笔状态与抬笔状态，将所述原始电子签名数据按照笔画进行划分，得到所有笔画数据；
步骤S1.4：根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
所述根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像，如图3所示，过程如下：
步骤S1.4.1：对某一笔画数据利用贝塞尔插值算法进行插值处理，得到随时间连续的笔画轨迹坐标；
步骤S1.4.2：通过所述运笔速度以及运笔压力模拟签字过程中该笔画产生的笔锋；
步骤S1.4.3：重复如上两个步骤，直到完成所有笔画数据；
步骤S1.4.4：根据已完成的所有笔画数据，将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
所述对所述原始电子签名数据进行编码，如图4所示，过程如下：
步骤S2.1：针对所述原始电子签名数据通过gzip(若干种文件压缩程序的简称)文件压缩程序压缩成二进制数据；
步骤S2.2：通过base64编码方式将所述二进制数据编码成字符串，所述字符串即为编码结果。
所述对编码后的原始电子签名数据生成密文信息，过程如下：
利用国密算法SM2(国密的一种算法)对所述字符串进行加密，得到电子签名笔迹数据的密文信息。
通过数据编码和数据加密，既能起到数据压缩的目的，同时也起到数据多重保护的作用，便于在网络中进行传输。
将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片，如图5所示，过程如下：
步骤S4.1：读取所述原笔迹签名图像，获取二维像素矩阵；
步骤S4.2：将所述二维像素矩阵转换为图像RGB格式，得到RGB图像；
步骤S4.3：判断所述密文信息的长度是否超过所述RGB图像的位数；
步骤S4.4：若密所述密文信息的长度不超过所述RGB图像的位数，则进行隐写过程，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
步骤S4.5：若密所述密文信息的长度超过所述RGB图像的位数，则直接结束不进行隐写过程。
所述进行隐写过程，如图6所示，过程如下：
步骤S4.4.1：设置随机种子，生成与所述密文信息的长度一致的隐藏位置序列；
步骤S4.4.2：根据所述隐藏位置序列，依次将所述RGB图像的R、G、B每层信息的最后一位修改成密文信息的内容，将修改后RGB图像的R、G、B每层信息写回图像，完成将密文隐写到签字图像。
第二方面，本申请提出一种电子签名保护还原系统，如图7所示，包括：回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块；
所述回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块依次顺序相连接，所述回显模块与所述隐写模块相连接；
所述回显模块用于对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
所述编码模块用于对所述原始电子签名数据进行编码；
所述密文生成模块用于对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；
所述隐写模块用于将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
所述解密模块用于当需要进行解密时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息。
第三方面，本申请提出一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器加载和运行以便执行所述的电子签名保护还原方法。
如图8所示，电子设备100包括：处理器101和存储器103。其中，处理器101和存储器103相连，如通过总线102相连。
该电子设备100的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器101可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器101也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线102可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线102可以是PCI总线或EISA总线等。总线102可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器103可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
第四方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所述的电子签名保护还原方法。
实施例1：
采用本申请的方法及系统下面详细列举一个实施例，如图9所示：
步骤S1：对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；本实施例以一幅张惠君的电子签名数据为例进行详细描述。
步骤S1.1：签字屏根据电容或者电磁信号变化，产生轨迹坐标信息和该坐标对应的时间戳、压力值和笔触状态，应用程序通过屏幕滑动事件回调获取系统产生的所述原始电子签名数据中的轨迹信息、时间戳序列、压力序列信息和笔触状态信息；
步骤S1.2：由所述轨迹信息和时间戳序列可计算出运笔速度，由所述压力序列信得到每个触点的运笔压力，由所述笔触状态信息得到落笔状态、滑动状态和抬笔状态(落笔：0，滑动：1，抬笔：2)；
步骤S1.3：根据所述落笔状态、滑动状态和抬笔状态，将所述原始电子签名数据按照笔画进行划分，得到所有笔画数据；
步骤S1.4：根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
步骤S1.4.1：对某一笔画数据利用贝塞尔插值算法进行插值处理，得到随时间连续的笔画轨迹坐标；
步骤S1.4.2：通过所述运笔速度以及运笔压力模拟签字过程中该笔画产生的笔锋；
步骤S1.4.3：重复如上两个步骤，直到完成所有笔画数据；
步骤S1.4.4：根据已完成的所有笔画数据，将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
步骤S2：对所述原始电子签名数据进行编码；
步骤S2.1：针对所述原始电子签名数据通过gzip(若干种文件压缩程序的简称)文件压缩程序压缩成二进制数据；
步骤S2.2：通过base64编码方式将所述二进制数据编码成字符串，所述字符串即为编码结果。
步骤S3：对编码后的原始电子签名数据生成密文信息；
利用国密算法SM2(国密的一种算法)对所述字符串进行加密，得到电子签名笔迹数据的密文信息。
步骤S4：将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
步骤S4.1：读取所述原笔迹签名图像，获取二维像素矩阵；
步骤S4.2：将所述二维像素矩阵转换为图像RGB格式，得到RGB图像；
步骤S4.3：判断所述密文信息的长度是否超过所述RGB图像的位数；
步骤S4.4：若密所述密文信息的长度不超过所述RGB图像的位数，则进行隐写过程，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
步骤S4.4.1：设置随机种子，在图像二维矩阵位置随机进行选择，生成与所述密文信息的长度一致的隐藏位置序列；
步骤S4.4.2：根据所述隐藏位置序列，依次将所述RGB图像的R、G、B每层信息分别将每个像素值余2，去掉最低位的值，再与密文信息的一位数据转整型进行相加，得到修改后的RGB值，将修改后RGB图像的R、G、B每层信息写回图像，完成将密文隐写到签字图像。
步骤S4.5：若密所述密文信息的长度超过所述RGB图像的位数，则直接结束不进行隐写过程。
步骤S5：当需要时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息，密文信息解密后便可得到原始的签字数据包。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电子签名保护还原方法，其特征在于，包括以下步骤，
对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
对所述原始电子签名数据进行编码,对编码后的原始电子签名数据生成密文信息，具体包括:将原始电子签名数据压缩成二进制数据,将二进制数据编码成字符串利用国密算法 SM2 对所述字符串进行加密，得到电子签名笔迹数据的密文信息；将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中,得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
当需要时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息；
所述对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片，过程如下:
获取所述原始电子签名数据中的压力序列信息、笔触状态信息；
由所述压力序列信息得到运笔速度与运笔压力,由所述笔触状态信息得到落笔状态与抬笔状态；
根据所述落笔状态与抬笔状态，将所述原始电子签名数据按照笔画进行划分，得到所有笔画数据；
根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像；
所述根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像，过程如下:
对某一笔画数据利用贝塞尔插值算法进行插值处理,得到随时间连续的笔画轨迹坐标；通过所述运笔速度以及运笔压力模拟签字过程中该笔画产生的笔锋；
重复如上两个步骤，直到完成所有笔画数据；根据已完成的所有笔画数据，将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
2.根据权利要求 1 所述的电子签名保护还原方法，其特征在于，对所述原始电子签名数据进行编码，过程如下:
针对所述原始电子签名数据通过 gzip 文件压缩程序压缩成二进制数据；
通过 base64 编码方式将所述二进制数据编码成字符串，所述字符串即为编码结果。
3.根据权利要求 1 所述的电子签名保护还原方法，其特征在于，将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；读取所述原笔迹签名图像，获取二维像素矩阵；
将所述二维像素矩阵转换为图像 RGB 格式，得到 RGB 图像；
判断所述密文信息的长度是否超过所述 RGB 图像的位数；
若所述密文信息的长度不超过所述 RGB 图像的位数，则进行隐写过程，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；
若所述密文信息的长度超过所述 RGB 图像的位数，则直接结束不进行隐写过程。
4.根据权利要求 3 所述的电子签名保护还原方法，其特征在于，所述进行隐写过程，过程如下:
设置随机种子，生成与所述密文信息的长度一致的隐藏位置序列；
根据所述隐藏位置序列，依次将所述 RGB 图像的 R、G、B 每层信息的最后一位修改成密文信息的内容，将修改后 RGB 图像的 R、G、B 每层信息写回图像，完成将密文隐写到签字图像。
5.一种电子签名保护还原系统，其特征在于，包括: 回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块；所述回显模块、编码模块、密文生成模块、隐写模块、解密模块依次顺序相连接，所述回显模块与所述隐写模块相连接；所述回显模块用于对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片；
所述编码模块用于对所述原始电子签名数据进行编码；所述密文生成模块用于对编码后的原始电子签名数据生成密文信息，具体包括：对所述原始电子签名数据压缩成二进制数据，将二进制数据编码成字符串，利用国密算法 SM2 对所述字符串进行加密，得到电子签名笔迹数据的密文信息；所述隐写模块用于将所述密文信息隐写到所述原笔迹签名图片中，得到携带有密文信息的笔迹签名图片；所述解密模块用于当需要进行解密时，对所述携带有密文信息的笔迹签名图进行解密，得到所述原笔迹签名图片以及所述密文信息；
所述对原始电子签名数据进行回显，获得原笔迹签名图片，过程如下:
获取所述原始电子签名数据中的压力序列信息、笔触状态信息；
由所述压力序列信息得到运笔速度与运笔压力,由所述笔触状态信息得到落笔状态与抬笔状态；
根据所述落笔状态与抬笔状态，将所述原始电子签名数据按照笔画进行划分，得到所有笔画数据；
根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像；
所述根据所有笔画数据将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像，过程如下:
对某一笔画数据利用贝塞尔插值算法进行插值处理,得到随时间连续的笔画轨迹坐标；通过所述运笔速度以及运笔压力模拟签字过程中该笔画产生的笔锋；
重复如上两个步骤，直到完成所有笔画数据；根据已完成的所有笔画数据，将所述原始电子签名数据渲染成原笔迹签名图像。
6.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括: 一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序,其被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器加载和运行以便执行权利要求1至4中任一项所述的电子签名保护还原方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序能够被处理器加载和运行以执行权利要求1至4中任一项所述的电子签名保护还原方法。
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