CN114037591A - 基于web端信息隐写的泄密溯源方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息安全技术领域，特别涉及一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法及系统，将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。本发明能够通过泄密照片溯源到web端使用者的id及其相关信息，及时阻止以避免泄密内容在外网散布传播，具有较好的应用前景。

Description

基于web端信息隐写的泄密溯源方法及系统

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，特别涉及一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法及系统。

背景技术

近几年来，隐写术领域已经成为了信息安全的焦点。因为每个Web站点都依赖多媒体，如音频、视频和图像，隐写技术可以将秘密信息嵌入到数字媒介中而不损坏它的载体的质量，第三方既觉察不到秘密信息的存在，也不知道存在秘密信息。因此，密钥、数字签名和私密信息都可以在开放的环境(如Internet，或者内联网)中安全的传送。目前以QR码为基础的信息隐写方法，很难将大量的数据信息写入并且信息易被篡改等。且随着信息化建设的加快，特别是电子政务的积极推进，纸质档案逐步转变为电子档案，通过拍照等方式泄露信息的事件频频发生，电子文档的信息安全也面临着越来越多的挑战。

发明内容

为此，本发明提供一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法及系统，能够通过泄密照片溯源到web端使用者的id及其相关信息，及时阻止以避免泄密内容在外网散布传播。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法，包含如下内容：

将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，对隐写信息的ID数据连同时间戳和CRC校验码进行编码，生成二进制编码信息；并利用预设的加密规则将编码信息写入加密层中。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，所述预设的加密规则包含如下内容：将RGB图层中的RG层转化为全0和/或全1的定位层，获取图片的二进制灰度图；将二进制灰度图划分为若干灰度图块，将编码信息的二进制码依次按序写入灰度图块的加密层，形成对应的加密块。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，通过定位四点坐标识别四点坐标范围内web图片完整加密信息；并利用空间变换的仿射变换对图片视角进行修正，利用Retinex算法对图片进行背景清晰度和色彩度的增强处理。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，利用Retinex算法进行增强处理中，依据输入的模糊半径尺度对输入的图像数据进行模糊处理，并依据输入的图像数据和模糊处理后的图像数据两者的Log值对图片像素值进行量化，获取量化处理后的输出作为图片增强处理后的结果输出。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，量化过程表示为：首先按照公式Log[R(x,y)]＝Log[I(x,y)]-Log[L(x,y)]获取待处理的图片数据，然后将待处理的图像数据Log[R(x,y)]量化为0到255范围的像素值，作为量化处理后的输出，其中，I(x,y)为输入的图像数据，L(x,y)为模糊处理后的图像数据。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，解密操作处理中，识别待溯源图片加密块并提取加密层中编码信息，并依据加密块大小将其均分为若干图块，每个加密块中通过比较上下两个相邻两个图块大小来解密当前加密块中编码信息的二进制码，依据每个加密块提取的二进制码信息来获取完整的解密码。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，解密当前加密块时，依次对加密块中相同位置的图块进行组合识别，通过比较相同位置图块中二进制值的相同次数或相同位数来预测解密码，并采用编码时候的CRC校验码来校验预测的解密码。

作为本发明基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，预测解密码时，若相同位置图块的二进制值不存在完全相同，则选取相同位置图块中二进制位数完全相同最多的部分，将该最多的部分的图块二进制值作为预测解密码数据。

进一步地，本发明还提供一种基于web端信息隐写的泄密溯源系统，包含：web端加密模块、图片处理模块及图片溯源模块，其中，

web端加密模块，用于将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

图片处理模块，用于对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

图片溯源模块，用于针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

本发明的有益效果：

本发明针对在web上处理电子政务文档和政务系统运行过程中通过被截屏、拍照等形式泄露相关涉密信息的问题，结合crc校验将隐藏个人信息ID数据的隐写信息进行编码加密到web端图层中，针对待溯源图片通过解密操作提取图片中的解密码来获取个人ID数据，能够通过泄密照片溯源到web端使用者的id及其相关信息，可及时避免泄密内容在外网散布传播，具有较好的应用前景。

附图说明：

图1为实施例中基于web端信息隐写的泄密溯源原理示意；

图2为实施例中加密规则示意；

图3为实施例中加解密分块示意；

图4为实施例中识别分块示意；

图5为实施例中加密流程示意；

图6为实施例中溯源解密流程示意。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例，参见图1所示，提供一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法，包含如下内容：

S101、将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

S102、对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

S103、针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

针对在web上处理电子政务文档和政务系统运行过程中通过被截屏、拍照等形式泄露相关涉密信息的问题，将服务器中标识个人信息的id数据加载成web图层的方式隐藏个人信息，并且受唯一性id生成算法和雪花片算法的启发，结合crc校验将隐藏个人信息ID数据的隐写信息进行编码加密到web端图层中，针对待溯源图片通过解密操作提取图片中的解密码来获取个人ID数据，能够通过泄密照片溯源到web端使用者的id及其相关信息，可及时避免泄密内容在外网散布传播，有效保证信息安全。

作为本发明实施例中基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，对隐写信息的ID数据连同时间戳和CRC校验码进行编码，生成二进制编码信息；并利用预设的加密规则将编码信息写入加密层中。

CRC校验的原理是在要发送的帧后面附加一个数，生成一个新帧发送给接收端。这个附加的数要使所生成的新帧能与发送端和接收端共同选定的某个特定数整除(采用“模2除法”)，数据到达接收端后，再把接收到的新帧除以(同样采用“模2除法”)这个选定的除数。因为在发送端发送数据帧之前就已通过附加一个数，做了“去余”处理，所以结果应该是没有余数。如果有余数，则表明该帧在传输过程中出现了差错。本案实施例中，结合crc校验进行整个隐写信息的编码，最终编码可由id+时间戳+crc组成。

作为本发明实施例中基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，所述预设的加密规则包含如下内容：将RGB图层中的RG层转化为全0和/或全1的定位层，获取图片的二进制灰度图；将二进制灰度图划分为若干灰度图块，将编码信息的二进制码依次按序写入灰度图块的加密层，形成对应的加密块。

针对溯源照片受到拍摄角度多变，光线明暗不同，电子设备分辨率高低等造成的照片模糊，分辨率低，局部缺失等问题，本案申请中通过隐写编码加解密，例如：由id(16bit)+时间戳(32bit)+crc(16bit)编码组成的64bit二进制信息E，将64bit信息写入溯源加密块中，1bit的二进制码需要通过由上下两个4*8大小二进制灰度图块组成的一个4*16大小的加密块写进，完整的64bit码需要64*64大小的的加密块表示。64bit二进制信息E写进图片RGB中的B层作为加密层，考虑定位一个完整的加密块，将溯源照片中的RG层分别转化为全0和全1的定位层，加密规则可实例如下：如E＝1111000011001110……01010010所示，第一位二进制码为1，将图3中灰度值为4*16的B_1中的两个4*8的块b_(1)、b_2分别写为全1和全0，如图2(a)所示，而第五位需要加密的信息为0，则将B_4中的b_(1)、b_2分别写为全0和全1，如图2(b)所示。

进一步地，通过定位四点坐标识别四点坐标范围内web图片完整加密信息；并利用空间变换的仿射变换对图片视角进行修正，利用Retinex算法对图片进行背景清晰度和色彩度的增强处理。进一步地，利用Retinex算法进行增强处理中，依据输入的模糊半径尺度对输入的图像数据进行模糊处理，并依据输入的图像数据和模糊处理后的图像数据两者的Log值对图片像素值进行量化，获取量化处理后的输出作为图片增强处理后的结果输出。

针对泄密照片角度会对溯源结果准确性产生影响的问题，可使用仿射变换单应性(homography)建模，利用cvWarpAffine解决稠密仿射变换，用cvTransform解决稀疏仿射变换。仿射变换可以将矩形转换成平行四边形，它可以将矩形的边压扁但同时保持边是平行的，也可以将矩形旋转或者按比例缩放。本案实施例中，针对上传的泄密照片，通过定位四点坐标，把照片中不完整的溯源加密块去掉，只识别四点范围内所有完整的溯源加密块；并通过空间变换的仿射变换来对照片的视角进行修正。可使用2*3矩阵N来表示仿射变换，具体可描述如下：

Retinex算法的基础理论可以表述为：物体的颜色是由物体对长波(红色)、中波(绿色)、短波(蓝色)光线的反射能力来决定的，而不是由反射光强度的绝对值决定的，物体的色彩不受光照非均匀性的影响，具有一致性。即Retinex是以色感一致性(颜色恒常性)为基础的。传统的线性、非线性方法只能增强图像某一类特征，而Retinex可以在动态压缩、边缘增强和颜色恒常三个方面达到平衡，因此可以对各种不同类型的图像进行自适应增强。本案实施例中，利用Retinex算法对图片进行背景清晰度，色彩度的增强，其算法步骤可设计如下：

输入：原始图像数据I(x，y)，尺度(也就是所谓的模糊的半径)

处理：

1)计算原始图像按指定尺度进行模糊后的图像L(x，y)；

2)按照以下公式的计算方法计算出Log[R(x，y)]的值；

3)将Log[R(x，y)]量化为0到255范围的像素值，作为最终的输出。

Log[R(x，y)]＝Log[I(x，y)]-Log[L(x，y)]

作为本发明实施例中基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，解密操作处理中，识别待溯源图片加密块并提取加密层中编码信息，并依据加密块大小将其均分为若干图块，每个加密块中通过比较上下两个相邻两个图块大小来解密当前加密块中编码信息的二进制码，依据每个加密块提取的二进制码信息来获取完整的解密码。进一步地，解密当前加密块时，依次对加密块中相同位置的图块进行组合识别，通过比较相同位置图块中二进制值的相同次数或相同位数来预测解密码，并采用编码时候的CRC校验码来校验预测的解密码。

例如，图3所示的图片，通过比较上下两个4*8大小二进制灰度图块的大小解密当前4*16加密块的实际1bit的二进制码。针对解密64位编码的完整性问题，利用加解密定位来保护编码的完整性，将相邻加密块中RGB的RG层分别写为全0和全1，在最终提取解密时，通过RG定位层来识别每一个完整的加密块，提取完整的64位解密码。

作为本发明实施例中基于web端信息隐写的泄密溯源方法，进一步地，预测解密码时，若相同位置图块的二进制值不存在完全相同，则选取相同位置图块中二进制位数完全相同最多的部分，将该最多的部分的图块二进制值作为预测解密码数据。

针对解密64位编码的唯一性问题，通过利用唯一性组合解码校核方案，包含分块组合解码和crc校验两部分。将每一个加密块均分为8块，依次对每一个加密块中相同位置的分块进行组合识别，通过对比相同位置分块中二进制值的相同次数或者相同位数来预测64位解密码，之后采用原始编码生成的crc校验码来检验所预测解密码，生成最终的64位解密码。

通过泄密照片的RG定位层识别所有完整的溯源加密块，提取B_n层中二进制信息。每一个加密块的灰度值为64*64，如图3所示，将其分为64个B_n＝4*16的块，每一块再分为b＝4*8的块，计算B_n中b₁、b₂的二进制值进行比较，计算出解密码D。

D＝B₁B₂B₃……B_n(n＝1，2，3……64)

为了提高解密信息的准确率，可通过设置参数M来对溯源背景块进行分块，M值可设置为4，8，16，32，即可将溯源加密块分为4，8，16，32块，通过实验表明将M设为8和16效果最佳。依次对每一个加密块中相同位置的分块进行组合识别，选取相同位置分块中二进制值完全相同的部分，将其二进制值写入D₁，如实例1和图4所示，若相同位置分块的二进制值没有完全相同的，选取相同位置分块中二进制值位数完全相同最多的部分，将其二进制值写入D₁。识别所有溯源加密块的所有位置，组合成更加准确的64bit二进制解密码D₁，之后采用原始编码生成的crc校验码来检验D₁，生成最终的64位解密码。

示例1：

D₁＝M₁₁M₂₂M₃₃M₄₄M₅₅M₆₆M₇₇M₈₈

M₁₁＝M₂₁＝…＝M_n1；M₂₂＝M₃₂＝…＝M_n2；

M₃₃＝M₄₃＝…＝Mn₃；M₄₄＝M₅₄＝…＝M_n4；

M₅₅＝M₆₅＝…＝M_n5；M₆₆＝M₇₆＝…＝M_n6；

M₇₇＝M₈₇＝…＝M_n7；M₈₈＝M₉₈＝…＝M_n8

进一步地，基于上述的方法，本发明实施例还提供一种基于web端信息隐写的泄密溯源系统，包含：web端加密模块、图片处理模块及图片溯源模块，其中，

web端加密模块，用于将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

图片处理模块，用于对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

图片溯源模块，用于针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

参见图5和6所示，通过加密获取web端隐写数据的编码信息，然后针对待溯源的上传图片通过图片处理，利用解密规则获取相应的解码数据，进而得到相关用户ID数据。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

基于上述的方法和/或系统，本发明实施例还提供一种服务器，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。

基于上述的方法和/或系统，本发明实施例还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现上述的方法。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，包含如下内容：

将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

2.根据权利要求1所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，对隐写信息的ID数据连同时间戳和CRC校验码进行编码，生成二进制编码信息；并利用预设的加密规则将编码信息写入加密层中。

3.根据权利要求1或2所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，所述预设的加密规则包含如下内容：将RGB图层中的RG层转化为全0和/或全1的定位层，获取图片的二进制灰度图；将二进制灰度图划分为若干灰度图块，将编码信息的二进制码依次按序写入灰度图块的加密层，形成对应的加密块。

4.根据权利要求1所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，通过定位四点坐标识别四点坐标范围内web图片完整加密信息；并利用空间变换的仿射变换对图片视角进行修正，利用Retinex算法对图片进行背景清晰度和色彩度的增强处理。

5.根据权利要求4所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，利用Retinex算法进行增强处理中，依据输入的模糊半径尺度对输入的图像数据进行模糊处理，并依据输入的图像数据和模糊处理后的图像数据两者的Log值对图片像素值进行量化，获取量化处理后的输出作为图片增强处理后的结果输出。

6.根据权利要求5所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，量化过程表示为：首先按照公式Log[R(x,y)]＝Log[I(x,y)]-Log[L(x,y)]获取待处理的图片数据，然后将待处理的图像数据Log[R(x,y)]量化为0到255范围的像素值，作为量化处理后的输出，其中，I(x,y)为输入的图像数据，L(x,y)为模糊处理后的图像数据。

7.根据权利要求1所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，解密操作处理中，识别待溯源图片加密块并提取加密层中编码信息，并依据加密块大小将其均分为若干图块，每个加密块中通过比较上下两个相邻两个图块大小来解密当前加密块中编码信息的二进制码，依据每个加密块提取的二进制码信息来获取完整的解密码。

8.根据权利要求7所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，解密当前加密块时，依次对加密块中相同位置的图块进行组合识别，通过比较相同位置图块中二进制值的相同次数或相同位数来预测解密码，并采用编码时候的CRC校验码来校验预测的解密码。

9.根据权利要求8所述的基于web端信息隐写的泄密溯源方法，其特征在于，预测解密码时，若相同位置图块的二进制值不存在完全相同，则选取相同位置图块中二进制位数完全相同最多的部分，将该最多的部分的图块二进制值作为预测解密码数据。

10.一种基于web端信息隐写的泄密溯源系统，其特征在于，包含：web端加密模块、图片处理模块及图片溯源模块，其中，

web端加密模块，用于将标识个人信息的ID数据通过信息隐写加载为web图片，对隐写信息的ID数据进行CRC校验码编码，将web图片RGB图层中的B层作为加密层，RG图层作为定位层，将编码信息利用加密块加密写入web图片加密层中；

图片处理模块，用于对待溯源的web端泄密图片进行预处理，该预处理至少包含：识别待溯源图片加密信息、图片的仿射变换视角修正及背景处理；

图片溯源模块，用于针对预处理后的待溯源图片，通过解密操作获取解密码，并采用CRC校验来获取溯源到的ID数据。

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