CN114979474A - 防伪照片生成方法、防伪验证方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防伪照片生成方法、防伪验证方法、系统、装置及介质,生成方法包括:获取照片;通过明文方式将监测数据嵌入到照片中,并生成照片特征数据;基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片;防伪验证方法包括密文数据提取;对加密数据进行防伪验证,比对;系统包括照片获取单元,监测数据嵌入单元,照片特征数据生成单元,加密单元,防伪照片生成单元;装置包括处理器和若干照相单元;存储介质存储有执行上述方法的程序。本方法可以精准固定特定事件发生时刻的监测数据和对应的多媒体数据,无需为寻找监测数据与照片间的对应关系进行检索、比对。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理、安全加密技术领域,具体涉及一种防伪照片生成方法、防伪验证方法、系统、装置及介质。
背景技术
生态环境保护和安全生产管理迅速朝着信息化、智能化方向发展,建设了越来越多的自动监测仪器设备,利用监测数据来实现自动化的报警、预警与事件过程取证。为了直观地掌握和记录现场状况,通常还建设有视频监控系统。监测数据与视频或照片等多媒体数据的结合,是有效融合机器智能和人的智能的必然要求。
传统的建设自动监测系统、视频监控系统,两套系统的监控方式单独并不能很好的满足应用的需求,主要问题是:视频监控系统由于视角和距离的原因,往往难以捕获用户最关心的、能反映事件全貌的多媒体信息;监测数据与多媒体数据需要通过数据产生的时间进行关联,由于不同系统间计时的误差和某些事件的突发性、短暂性,数据间的检索、比对比较繁琐,使用不够便捷;有时具体执行单位或个人责任心不强,或者为掩盖问题、推卸责任,可能有意无意地造成数据丢失,甚至篡改监测数据或多媒体数据,这些违规行为难以查证。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种防伪照片生成方法,通过抓拍或同时抓拍普通照片,并将监测数据及防伪、溯源所需要的特征数据加密后嵌入到照片数据中,无需监测数据与多媒体数据的关联检索,无需额外专门软件工具即可查看,伪造、丢失数据可方便地进行查证,还可以通过同时抓拍能反映事件全貌的多路全景照片,并将监测数据及防伪、溯源所需要的特征数据加密后嵌入到照片数据中,无需监测数据与多媒体数据的关联检索,无需额外专门软件工具即可查看,伪造、丢失数据可方便地进行查证。
本发明的目的之二在于提供一种防伪照片生成方法生成的防伪照片的防伪验证方法,能够快速精准的防伪验证由上述嵌入监测数据的防伪照片生成方法生成的防伪照片。
本发明的目的之三在于提供一种防伪照片生成系统,通过该系统可以实现嵌入监测数据的防伪照片的生成。
本发明的目的之四在于提供一种防伪照片生成装置,装置结构简单,实用。
本发明的目的之五在于提供一种计算机存储介质,通过运行介质上的计算机程序,可以实现。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种防伪照片生成方法,其特征在于,包括:
获取照片;
通过明文方式将监测数据嵌入到照片中,并生成照片特征数据;
基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
进一步地,所述监测数据至少包括监测信息、事件描述或代码、设备唯一标识符,其嵌入照片时,按照明文方式嵌入到JPEG格式的照片数据的Exif数据段,作为属性值。
进一步地,生成照片特征数据时,可采用杂凑算法生成照片特征数据。
进一步地,杂凑算法优选采用国标SM3密码杂凑算法或SHA256杂凑算法生成256二进制位的照片特征数据。
进一步地,防伪源数据组织时包含的元素至少包括:事件描述或代码、监测信息、照片特征数据、抓拍时间、设备唯一标志符、设备抓拍序号、照相单元数量、照相单元索引号防伪源数据组织后采用非对称加密算法,用公钥对防伪源数据按一定顺序进行加密。
进一步地,加密时将密文嵌入在JPEG格式的照片数据中的防伪源数据最尾部的结束标志之前。
进一步地,非对称加密算法优选采用国标SM2非对称加密算法或RSA非对称加密算法。
进一步地,所述照片为任一时刻抓拍的一张普通照片或全景照片,或同一时刻抓拍的多张普通照片或多张全景照片;并当需要获取全景多路照片时,需要获取事件报警信息或照片抓拍命令,以便启动全景多路照片的同步抓拍。
一种防伪照片生成系统,其特征在于:包括
照片获取单元,用于获取照片信息;
监测数据嵌入单元,用于通过明文方式将监测数据嵌入到照片中;
照片特征数据生成单元,用于针对嵌入有监测数据的照片生成照片特征数据;
加密单元,用于基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
防伪照片生成单元,用于将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
进一步地,系统还包括防伪验证单元,所述防伪验证单元用于对防伪照片生成单元生成的防伪照片进行防伪验证。
一种防伪照片的生成方法生成的防伪照片的防伪验证方法,其特征在于,包括:
密文数据提取;
通过私钥对加密数据进行防伪验证,并按加密时的顺序提取得到防伪验证后的防伪源数据;
防伪比对,将防伪照片数据去掉提取的加密数据后,采用杂凑算法和参数计算照片特征数据,当与所述防伪验证后的防伪源数据中的照片特征数据一致,则防伪照片真实,否则防伪照片为非真实照片。
进一步地,所述防伪验证方法还包括:根据所述防伪验证后的防伪源数据中的设备抓拍序号,以及是否存在前一序号的防伪照片,验证是否有一次抓拍的防伪照片丢失。
进一步地,所述方法还包括根据所述防伪验证后的防伪源数据中的照相单元数量、照相单元索引号,以及是否存在与照相单元数量一致的全景防伪照片,验证是否有单张照片丢失。
进一步地,所述方法还包括可以根据所述防伪验证后的防伪源数据中的事件描述或代码、监测信息、抓拍时间、设备唯一标志符,与防伪照片Exif数据段中的值进行比对,验证其真伪。
一种防伪照片生成装置,其特征在于:包括主控单元及与所述主控单元连接的用于获取视频或图像信息的若干个照相单元,所述主控单元包括处理器,所述处理器运行有计算器程序,所述处理器在运行所述计算机程序时,所述计算机程序执行上述防伪生成方法。
进一步地,所述主控单元还包括至少包括与所述处理器连接的外部接口模块、WiFi通信模块和4G通信模块,其中,所述外部接口模块用于在所述处理器控制下从外部监测设备获取监测数据,所述WiFi通信模块用于与所述照相单元通信,所述4G通信模块用于将处理器处理后的照片数据及加密信息传输至远程服务器。
进一步地,若干个所述照相单元包括若干照相镜头、通信模块及微处理器;所述通信模块与所述WiFi通信模块通信连接,所述微处理器接受所述主控单元的抓拍或同步抓拍命令,若干个所述照相镜头在接收到抓拍命令后抓拍,并将拍摄的照片传输给所述微处理器,所述微处理器通过通信模块将接收或处理后照片信息传输给所述主控单元。
进一步地,当所述照相单元的数量不小于2并进行全景拍摄时,照相单元根据其镜头视角平行排布,用于实现视觉意义上的全景拍照,或围绕所述主控单元分散排布,照相镜头分别对准能反映事件全貌的关键设备,用于实现逻辑意义上的全景拍照。
一种计算机可读存储介质,其特征在于:所述存储介质上存储有第一计算机程序,当所述第一计算机程序被处理器执行时,实现所述的嵌入监测数据的防伪照片生成方法。
进一步地,所述存储介质上还存储有第二计算机程序,当所述第二计算机程序被处理器执行时,实现所述的防伪验证方法。
上述技术方案的有益效果为:此防伪照片生成方法通过将监测数据和其它防伪源数据嵌入到同一时刻抓拍的一幅或多幅照片数据中,可以精准固定特定事件发生时刻的监测数据和对应的多媒体数据;生成的防伪照片可以用通用的图片查看工具进行查看,同时可通过上述的防伪认证方法提取相应的监测数据,无需为寻找监测数据与照片间的对应关系进行繁琐地检索、比对;可识别出有意或无意的监测数据或照片的丢失或篡改,准确评判监测数据和照片的真实性、可信性。在嵌入监测数据的防伪照片生成系统的框架下,可快速生成嵌入监测数据的防伪照片,同时,基于嵌入监测数据的防伪照片生成装置,结构简洁,布局合理,为实现监测数据的防伪照片的生成提供了可行的硬件支持,同时,上述的计算机存储介质,可通过执行该计算机存储介质中保存的程序,实现嵌入监测数据的防伪照片的生成或防伪验证。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的方法的流程图;
图2为本发明实施例1的嵌入监测数据的防伪照片生成装置结构示意图;
图3为本发明实施例1的照相单元的结构示意图;
图4为本发明实施例1的全景拍摄时的照相单元的结构排布图。
具体实施方式
本实施例以拍摄全景照片为例进行说明。
如图1所示,一种全景防伪照片生成方法,包括步骤:
S100,获取照片;在获取照片之前,可获取事件报警信息或照片抓拍命令,启动全景多路照片的同步抓拍,从外部仪器获取当时的监测数据。
S101,通过明文方式将监测数据嵌入到照片中,并生成照片特征数据;
具体的,所述监测数据包括监测信息、事件描述或代码、设备唯一标识符中的至少一种,其嵌入照片时,按照明文方式嵌入到JPEG格式的照片数据的Exif数据段,作为属性值,可以将防伪加密数据嵌入在JPEG格式的照片数据的最尾部。嵌入检测数据的明文后后仍然符合JPEG格式标准,所以这些属性的值可被通用的JPEG格式Exif数据提取软件工具直接访问,无需对JPEG文件进行解密或加密,大大降低了计算量。
另外,生成照片特征数据时,可采用杂凑算法生成照片特征数据。杂凑算法优选采用国标SM3密码杂凑算法生成256二进制位(32字节)的照片特征数据,也可选用流行的SHA256杂凑算法。
S102,基于非对称加密算法对事件信息及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
具体的,照片特征数据的源数据包括嵌入了明文方式的监测数据后的JPEG格式的全部照片数据,不包括嵌入的防伪加密数据。
具体的,包括:
防伪源数据组织,其包含元素用元组的方式表示为
<事件描述或代码、监测数据、照片特征数据、抓拍时间(年月日时分秒)、设备唯一标志符、设备抓拍序号、照相单元数量、照相单元索引号>。
采用非对称加密算法,用公钥对防伪源数据进行加密。加密算法优先采用国标SM2非对称加密算法,也可选用流行的RSA非对称加密算法。加密数据尾部添加2个字节的加密数据长度信息,得到最终密文。
S103,将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
上述密文直接添加到步骤S2生成的文件末尾的2个字节的结束标志(0xFF、0xD9)之前。嵌入后,不影响该JPEG文件的正常显示,以及所述嵌入Exif段的数据的提取。生成的防伪照片可被通用的图像查看软件打开显示,与照片对应的监测数据可被通用的具有JPEG格式Exif数据段显示功能的软件直接显示。
一种防伪照片的生成方法生成的防伪照片的防伪验证方法,包括步骤:
S200,密文数据提取,加密数据的长度从上传的全景防伪数据倒数第3、第4个字节可以获得,之后从倒数第5个字节起按上述加密数据的长度提取全部加密数据。
S201,通过私钥对加密数据进行防伪验证,并按加密时的顺序提取得到防伪验证后的防伪源数据;
S202,防伪比对,将防伪照片数据去掉S200提取的加密数据后,采用杂凑算法和参数计算照片特征数据,当与所述防伪验证后的防伪源数据中的照片特征数据一致,则防伪照片真实,否则防伪照片为非真实照片。
可以根据所述防伪验证后的防伪源数据中的设备抓拍序号,以及是否存在前一序号的防伪照片,验证是否有一次抓拍的防伪照片丢失。
还可以根据所述防伪验证后的防伪源数据中的照相单元数量、照相单元索引号,以及是否存在与照相单元数量一致的全景防伪照片,验证是否有单张照片丢失。
还可以根据所述防伪验证后的防伪源数据中的事件描述或代码、监测信息、抓拍时间、设备唯一标志符,与防伪照片Exif数据段中的值进行比对,验证其真伪。
即使全景防伪照片图像数据或Exif数据段被修改,也可以通过S202步骤得到真实数据。
一种防伪照片生成系统,其特征在于:包括
照片获取单元,用于获取照片信息;
监测数据嵌入单元,用于通过明文方式将监测数据嵌入到照片中;
照片特征数据生成单元,用于针对嵌入有监测数据的照片生成照片特征数据;
加密单元,用于基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
防伪照片生成单元,用于将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
在一些实施例中,所述系统还包括解密与防伪验证单元,用于对防伪照片进行解密。
如图2所示,一种防伪照片生成装置,包括主控单元10及与所述主控单元连接的用于获取视频或图像信息的若干个照相单元,所述主控单元10包括处理器,所述处理器运行有第一计算器程序,所述处理器在运行所述第一计算机程序时,所述第一计算机程序执行上述嵌入监测数据的防伪照片生成方法。所述处理器还可运行第二计算机程序,在运行第二计算机程序时,所述第二计算机程序执行上述嵌入监测数据的防伪照片的防伪验证方法。
在一些实施例中,所述主控单元10还包括与所述处理器连接的外部接口模块、WiFi通信模块、4G通信模块中,其中,所述外部接口模块用于在所述处理器控制下从外部监测设备获取监测数据,所述WiFi通信模块用于与所述照相单元通信,所述4G通信模块用于将处理器处理后的照片数据及加密信息传输至远程服务器。具体的,所述外部接口模块具有离散量采集、4~20mA电流AD采集、RS485通讯能力,可在所述微处理器控制下从外部监测设备获取事件信息和监测数据。
如图3所示,若干个所述照相单元包括若干照相镜头、通信模块及微处理器;所述通信模块与所述WiFi通信模块通信连接,所述微处理器接受所述主控单元的抓拍或同步抓拍命令,若干个所述照相镜头在接收到抓拍命令后抓拍,并将拍摄的照片依次传输给所述微处理器,所述微处理器通过通信模块将接收或处理后照片信息传输给所述主控单元。
当所述照相单元的数量不小于2并进行全景拍摄时,所述的多个照相单元可以根据其镜头视角平行排布,实现视觉意义上的全景拍照;亦可在WiFi有效通信范围内,围绕所述主控单元分散排布,使镜头分别对准能反映事件全貌的仪表面板、开关、阀门、接口、指示灯、人工操作台、关键设备等,实现逻辑意义上的全景拍照。
下面结合一个具体实施例对上述的方法和装置进行进一步说明。
设备唯一标志符为HNTY00789,装配了5个照相单元。
T1:主控单元10接收到臭氧超标的报警事件,事件代码为E003,同时获取了臭氧和二氧化硫的监测数据。
T2:主控单元10通过WiFi模块向各照相单元下达抓拍指令,同时记录下当前时间为2022年3月9日8时30分46秒,并根据前次抓拍序号20045,确认此次抓拍序号为20046。
如图4所示,T3:主控单元10接收1个照相单元的照片数据,生成1幅全景防伪照片,然后上传到远程服务器;然后主控单元接收2个照相单元的照片数据,生成第2幅全景防伪照片,然后上传到远程服务器;照此循环,直至处理完全部5个照相单元的全景防伪照片。
以下以对第2个照相单元的处理为例,说明T3的具体步骤。
T3.1接收第2个照相单元的照片数据,照片分辨率为1600*1200,数据格式JPEG,数据长度91k字节左右。
T3.2将监测数据嵌入到照片数据中:
将事件代码和监测数据拼接为一个ASCII串:“E003:O3=0.26ppm,SO2=0.17mg/m3”,记入照片Exif的“标题”属性,其属性标签可表示为10E;
将抓拍时间记入照片Exif的“拍摄日期”属性,其属性标签为表示为9003;
将设备唯一标志符和设备抓拍序号拼接为一个ASCII串:“HNTY00789-20046”,记入照片Exif的“版权”属性,其属性标签为8298;
将照相单元索引号和照相单元数量拼接为一个ASCII串:“2/5”,记入照片Exif的“作者”属性,其属性标签可为13B。
上述的属性标签值均为16进制表示。
每个照相单元抓拍的1幅照片,5个照相单元一次同步抓拍共得到5幅照片。这5幅照片嵌入的监测数据只有“作者”属性的值有所区别,其它属性的值完全一致。
T3.3用国标SM3杂凑算法计算照片特征数据:
在本实施例中,输出位长设定为256,基础参数IV用16进制表示。
计算得到的照片特征数据用16进制。
T3.4组织防伪源数据,将数据组织成JSON格式,
T3.5用国标SM2非对称加密算法对T3.4的JSON数据(无其中的回车换行符)用公钥进行加密,得到的密文用16进制。
用16进制表示后,密文共630字节,用2字节16进制表示,添加到密文尾部,得到共632字节的密文。
T3.6将T3.5得到的密文插入到T3.2得到的照片数据的尾部倒数第3个字节之前,然后将该数据上传到远程服务器。
对于防伪验证,首先将单幅全景防伪照片的倒数第3、第4个字节取出,得到密文长度630;然后从该全景防伪照片的倒数第634(630+4=630)个字节开始,提取630个字节,得到与T3.5一致的密文;最后采用国标SM2算法,用私钥d对密文进行解密,即得到与T3.4一致的明文,可用于比对验证。
一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有第一计算机程序,当所述第一计算机程序被处理器执行时,实现上述嵌入监测数据的防伪照片生成方法。所述存储介质上还存储有第二计算机程序,当所述第二计算机程序被处理器执行时,实现上述防伪验证方法。
另外,若上述的实施方案中,当照片为任一时刻抓拍的一张普通照片或同一时刻抓拍的多张普通照片时,监测数据的嵌入方式、防伪照片的生成方式及解码方式与全景照片相同,在此不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (20)
1.一种防伪照片生成方法,其特征在于,包括:
获取照片;
通过明文方式将监测数据嵌入到照片中,并生成照片特征数据;
基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
2.如权利要求1所述的伪照片生成方法,其特征在于,所述监测数据至少包括监测信息、事件描述或代码、设备唯一标识符,其嵌入照片时,按照明文方式嵌入到JPEG格式的照片数据的Exif数据段,作为属性值。
3.如权利要求1所述的防伪照片生成方法,其特征在于,生成照片特征数据时,可采用杂凑算法生成照片特征数据。
4.如权利要求3所述的防伪照片生成方法,其特征在于,杂凑算法优选采用国标SM3密码杂凑算法或SHA256杂凑算法生成256二进制位的照片特征数据。
5.如权利要求2所述的防伪照片生成方法,其特征在于:防伪源数据组织时包含的元素至少包括:事件描述或代码、监测信息、照片特征数据、抓拍时间、设备唯一标志符、设备抓拍序号、照相单元数量、照相单元索引号防伪源数据组织后采用非对称加密算法,用公钥对防伪源数据按一定顺序进行加密。
6.如权利要求5所述的防伪照片生成方法,其特征在于:加密时将密文嵌入在JPEG格式的照片数据中的防伪源数据最尾部的结束标志之前。
7.如权利要求5或6所述的防伪照片生成方法,其特征在于,非对称加密算法优选采用国标SM2非对称加密算法或RSA非对称加密算法。
8.如权利要求1所述的防伪照片生成方法,其特征在于:所述照片为任一时刻抓拍的一张普通照片或全景照片,或同一时刻抓拍的多张普通照片或多张全景照片;并当需要获取全景多路照片时,需要获取事件报警信息或照片抓拍命令,以便启动全景多路照片的同步抓拍。
9.一种防伪照片生成系统,其特征在于:包括
照片获取单元,用于获取照片信息;
监测数据嵌入单元,用于通过明文方式将监测数据嵌入到照片中;
照片特征数据生成单元,用于针对嵌入有监测数据的照片生成照片特征数据;
加密单元,用于基于非对称加密算法对监测数据及照片的特征数据进行防伪源数据加密;
防伪照片生成单元,用于将嵌入有密文的防伪源数据的照片生成防伪照片。
10.如权利要求9所述的防伪照片生成系统,其特征在于:还包括防伪验证单元,所述防伪验证单元用于对防伪照片生成单元生成的防伪照片进行防伪验证。
11.采用权利要求1-9一项所述的防伪照片的生成方法生成的防伪照片的防伪验证方法,其特征在于,包括:
密文数据提取;
通过私钥对加密数据进行防伪验证,并按加密时的顺序提取得到防伪验证后的防伪源数据;
防伪比对,将防伪照片数据去掉提取的加密数据后,采用杂凑算法和参数计算照片特征数据,当与所述防伪验证后的防伪源数据中的照片特征数据一致,则防伪照片真实,否则防伪照片为非真实照片。
12.如权利要求11的防伪验证方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述防伪验证后的防伪源数据中的设备抓拍序号,以及是否存在前一序号的防伪照片,验证是否有一次抓拍的防伪照片丢失。
13.如权利要求11的防伪验证方法,其特征在于:所述方法还包括根据所述防伪验证后的防伪源数据中的照相单元数量、照相单元索引号,以及是否存在与照相单元数量一致的全景防伪照片,验证是否有单张照片丢失。
14.利要求11的防伪验证方法,其特征在于:所述方法还包括可以根据所述防伪验证后的防伪源数据中的事件描述或代码、监测信息、抓拍时间、设备唯一标志符,与防伪照片Exif数据段中的值进行比对,验证其真伪。
15.一种防伪照片生成装置,其特征在于:包括主控单元及与所述主控单元连接的用于获取视频或图像信息的若干个照相单元,所述主控单元包括处理器,所述处理器运行有计算器程序,所述处理器在运行所述计算机程序时,所述计算机程序执行权利要求1-7任一项所述的方法。
16.权利要求15述的装置,其特征在于:所述主控单元还包括至少包括与所述处理器连接的外部接口模块、WiFi通信模块和4G通信模块,其中,所述外部接口模块用于在所述处理器控制下从外部监测设备获取监测数据,所述WiFi通信模块用于与所述照相单元通信,所述4G通信模块用于将处理器处理后的照片数据及加密信息传输至远程服务器。
17.权利要求15述的装置,其特征在于:若干个所述照相单元包括若干照相镜头、通信模块及微处理器;所述通信模块与所述WiFi通信模块通信连接,所述微处理器接受所述主控单元的抓拍或同步抓拍命令,若干个所述照相镜头在接收到抓拍命令后抓拍,并将拍摄的照片传输给所述微处理器,所述微处理器通过通信模块将接收或处理后照片信息传输给所述主控单元。
18.权利要求17述的装置,其特征在于:当所述照相单元的数量不小于2并进行全景拍摄时,照相单元根据其镜头视角平行排布,用于实现视觉意义上的全景拍照,或围绕所述主控单元分散排布,照相镜头分别对准能反映事件全貌的关键设备,用于实现逻辑意义上的全景拍照。
19.一种计算机可读存储介质,其特征在于:所述存储介质上存储有第一计算机程序,当所述第一计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-8任一项所述的嵌入监测数据的防伪照片生成方法。
20.权利要求19算机可读存储介质,其特征在于:所述存储介质上还存储有第二计算机程序,当所述第二计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求11-14任一项所述的防伪验证方法。
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