CN116541872B - 数据信息安全传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及数据安全技术领域，具体公开了数据信息安全传输方法和系统，包括：获取待传输的人脸图像，并计算人脸图像的第一消息摘要以及将人脸图像随机分割为n张子人脸图像；确定每张子人脸图像在人脸图像中的位置得到子人脸图像的位置明文数据；计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；针对每张子人脸图像，采用密钥对子人脸图像的位置明文数据加密得到子人脸图像的位置密文数据；将子人脸图像、第一消息摘要和位置密文数据发送到第二设备。由于图像特征值不同，密钥也不同，提高了位置数据被破解的难度，保证了人脸图像的安全传输性能，且可以通过第一消息摘要验证拼接后的人脸图像是否正确。

Description

数据信息安全传输方法和系统

技术领域

本发明属于数据安全技术领域，尤其涉及数据信息安全传输方法和系统。

背景技术

人脸图像可作为用户的身份认证信息之一，被广泛用于对用户授权认证，并且在采用人脸图像进行身份认证时，通常是将采集到的人脸图像通过网络传输到云端数据库与用户的人脸模板图像匹配，或者是将云端数据库中的人脸模板图像传输到终端与采集到的人脸模板图像匹配。

目前，采集到的人脸图像、人脸模板图像在传输过程中，通常是采用固定密钥对图像进行加密，在网络中传输加密后的人脸图像，存在密钥破解后人脸图像被窃取的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供数据信息安全传输方法和系统，旨在解决背景技术中加密的人脸图像易于被破解，导致人脸图像被窃取的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种数据信息安全传输方法，用于第一设备将人脸图像发送到第二设备，具体包括以下步骤：

获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据；

计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

针对每张所述子人脸图像，采用所述密钥对所述子人脸图像的位置明文数据加密，得到所述子人脸图像的位置密文数据；

将所述子人脸图像和所述位置密文数据发送到所述第二设备。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像，具体包括以下步骤：

从人脸图像采集设备接收原始人脸图像；

对所述原始人脸图像进行预处理，得到待传输的人脸图像，并确定所述待传输的人脸图像的尺寸，以及根据所述尺寸确定数量n；

计算所述人脸图像的第一消息摘要；

将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，在将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像之后，还包括以下步骤：

确定每张所述子人脸图像中人脸关键点的关键点数量，每张子人脸图像至少包括一个人脸关键点；

计算所有子人脸图像的关键点数量的平均值，以及确定出最大关键点数量；

判断所述平均值是否小于预设阈值，并且所述最大关键点数量小于预设数量；

若是，执行确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据的步骤；

若否，返回将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像的步骤。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据，具体包括以下步骤：

确定所述人脸图像的原点，以及确定各个子人脸图像的顶角点；

获取各个顶角点的像素坐标，以作为所述子人脸图像的位置明文数据。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥p生成密钥，具体包括以下步骤：

计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述将所述子人脸图像和所述位置密文数据发送到所述第二设备，包括：

分别计算所述子人脸图像和所述位置密文数据的消息摘要，得到第二消息摘要和第三消息摘要；

拼接所述第二消息摘要和所述第三消息摘要得到第四消息摘要；

采用所述第一设备的私钥对所述第一消息摘要和所述第四消息摘要进行签名，得到电子签名；

采用所述第二设备的公钥对所述子人脸图像加密，得到加密后的子人脸图像；

将所述加密后的子人脸图像、所述位置密文数据以及所述电子签名发送到所述第二设备。

一种数据信息安全传输方法，用于第二设备从第一设备接收人脸图像，具体包括以下步骤：

接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要；

计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

采用所述密钥对所述位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，所述位置明文数据为所述子人脸图像在人脸图像中的位置数据；

根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像；

根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像；

计算所述拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与所述第一消息摘要是否相同；

若是，则确定所述人脸图像为正确的图像；

若否，则确定所述人脸图像为错误的图像。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，具体包括以下步骤：

计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

一种数据信息安全传输系统，用于第一设备将人脸图像发送到第二设备，具体包括人脸图像分割单元、位置明文数据确定单元、密钥生成单元、位置数据加密单元以及发送单元；

人脸图像摘要消息计算和图像分割单元，用于获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

位置明文数据确定单元，用于确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据；

密钥生成单元，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置数据加密单元，用于针对每张所述子人脸图像，采用所述密钥对所述子人脸图像的位置明文数据加密，得到所述子人脸图像的位置密文数据；

发送单元，用于将所述子人脸图像、所述第一消息摘要和所述位置密文数据发送到所述第二设备。

一种数据信息安全传输系统，用于第二设备从第一设备接收人脸图像，具体包括：

接收单元，用于接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要；

密钥生成单元，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置解密单元，用于采用所述密钥对所述位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，所述位置明文数据为所述子人脸图像在人脸图像中的位置数据；

人脸图像拼接单元，用于根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像；

人脸图像验证单元，用于计算所述拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与所述第一消息摘要是否相同；

第一验证结果确定单元，用于确定所述人脸图像为正确的图像；

第二验证结果确定单元，用于确定所述人脸图像为错误的图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实施例第一设备将待传输的人脸图像计算第一消息摘要并随机分割为n张子人脸图像，确定每张子人脸图像在人脸图像中的位置，得到子人脸图像的位置明文数据，进一步计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，针对每张子人脸图像，采用密钥对子人脸图像的位置明文数据加密，得到子人脸图像的位置密文数据，将子人脸图像、第一消息摘要和位置密文数据发送到第二设备，第二设备接收到子人脸图像之后，同样计算图像特征值r并与第二设备的公钥确定密钥，以通过密钥对位置密文数据解密，得到位置明文数据，从而根据位置明文数据拼接子人脸图像得到拼接后的人脸图像，并通过第一消息摘要对拼接后的人脸图像进行验证，一方面，将人脸图像分割为子人脸图像，即使子人脸图像被窃取在无法得知位置数据的情况下也难以拼接为人脸图像，另一方面，根据子人脸图像的图像特征值r和第二设备公钥确定密钥对位置数据加密，每张子人脸图像的图像特征值不同，密钥也不同，提高了位置数据被破解的难度，保证了人脸图像的安全传输性能，再者，通过第一消息摘要使得第二设备可以验证拼接后的人脸图像是否正确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1示出了本发明一个实施例提供的数据信息安全传输方法的流程图。

图2示出了本发明另一个实施例提供的数据信息安全传输方法的流程图。

图3示出了本发明一个实施例提供的数据信息安全传输系统的应用架构图。

图4示出了本发明另一个实施例提供的数据信息安全传输系统的应用架构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的数据信息安全传输的方法的流程图。具体的，本发明实施例的数据信息安全传输方法用于第一设备将人脸图像发送到第二设备，具体包括以下步骤：

步骤S101，获取待传输的人脸图像，并计算人脸图像的第一消息摘要以及将人脸图像随机分割为n张子人脸图像。

本实施例中，待传输的人脸图像可以是采集到的待验证的人脸图像，比如人脸采集终端所采集到的人脸图像，则人脸采集终端或人脸采集终端的上位机即为第一设备，第二设备可以是存储有人脸模板图像的服务器，在另一个实施例，待传输的人脸图像可以是服务器中的人脸模板图像，则服务器为第一设备，采集到人脸图像的人脸采集终端或人脸采集终端的上位机为第二设备。

在一个实施例中，获取待传输的人脸图像，并计算人脸图像的第一消息摘要以及将人脸图像随机分割为n张子人脸图像，具体可以包括以下步骤：

步骤S1011，从人脸图像采集设备接收原始人脸图像；

步骤S1012，对原始人脸图像进行预处理，得到待传输的人脸图像，并确定待传输的人脸图像的尺寸，以及根据尺寸确定数量n；

步骤S1013，计算人脸图像的第一消息摘要；

步骤S1014，将待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

步骤S1015，确定每张子人脸图像中人脸关键点的关键点数量，每张子人脸图像至少包括一个人脸关键点。

步骤S1016，计算所有子人脸图像的关键点数量的平均值，以及确定出最大关键点数量；

步骤S1017，判断平均值是否小于预设阈值，并且最大关键点数量小于预设数量，若是，执行102；若否，返回S1014。

具体的，预处理可以是去噪、裁剪、二值化处理，其中，去噪可以是去除原始人脸图像中的噪声，裁剪可以是裁剪掉人脸以外的区域，二值化处理可以是将人脸图像转换为灰度图像，人脸图像的尺寸可以是人脸图像在宽度W和高度H方向上的尺寸，尺寸越大，数量n越大，即人脸图像尺寸越大，分割后得到的子人脸图像越多，人脸关键点可以人脸的外轮廓和五官上的关键点。

本实施例可以通过现有的各种消息摘要算法计算人脸图像的消息摘要，得到第一消息摘要，在每次分割人脸图像后，可以计算所有子人脸图像的关键点数量的平均值，以及子人脸图像中包含最多关键点的关键点数量，在平均值小于预设阈值，并且最大关键点数量小于预设数量时，确定每张子人脸图像所包含的人脸关键点的数量适当，并且每张子人脸图像中所包含的关键点的数量小于预设数量，通过分割后的子人脸图像难以辨认出该子人脸图像属于人脸上的具体某个部位，避免子人脸图像上所包含的人脸关键点数量较多，容易辨认子人脸图像在人脸图像中的位置的问题。

步骤S102，确定每张子人脸图像在人脸图像中的位置，得到子人脸图像的位置明文数据。

在一个实施例中，可以确定人脸图像的原点，以及确定各个子人脸图像的顶角点，获取各个顶角点的像素坐标，以作为子人脸图像的位置明文数据，其中，顶角点的像素坐标可以是相对于原点的坐标，可以以像素个数来表示。

在一个示例中，以人脸图像的左上角为原点，将人脸图像分割为多个方形的子人脸图像后，可以将各个子人脸图像的四个顶角点相对于左上角的偏移的像素数量作为像素坐标，以作为每张子人脸图像的位置明文数据。

当然，也可以将人脸图像分割为不规则形状的子人脸图像，然后将子人脸图像的边界上的像素点的像素坐标作为每张子人脸图像的位置明文数据。

步骤S103，计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥。

本实施例中，图像特征值r可以是子人脸图像的一个或多个图像特征的值，具体的，计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，具体可以包括以下步骤：

步骤S1031，计算子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

步骤S1032，计算图像特征值r的哈希值h（r），以及计算第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

步骤S1033，基于图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

步骤S1034，计算目标点M的坐标（Xr，Yr）到目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

具体的，像素值可以是R、G、B三种颜色的色度值中的一个，也可以是灰度值等，还可以是RGB三种颜色的综合色度值，对于每张子人脸图像，可以计算子人脸图像中所有像素点的像素值的平均值，得到平均像素值，以作为图像特征值，当然，还可以计算所有像素点的像素值的和值、均方差等作为图像特征值。

本实施例可以采用MD4、MD5、SHA-1等哈希算法计算图像特征值r的哈希值h（r）和第二设备的公钥p的哈希值h（p），其中，哈希值h（r）和哈希值h（p）可以采用相同的哈希算法，也可以采用不同的哈希算法，本实施例对此不作限制。

本实施例可以预先设置椭圆曲线E，该椭圆曲线E包含j个元素的有限域Fj，并且基点G的阶数为k，其中，哈希值h（r）和哈希值h（p）在[1，n-1]范围内，则可以计算目标点M=h（r）G=（Xr，Yr），计算目标点N= h（p）G=（Xp，Yp），h（r）G表示哈希值h（r）与基点G的坐标做乘法运算，当然，还可以做除法、差、和、异、或、幂等运算，本实施例对此不做作限制。

在得到目标点M的坐标和目标点N的坐标后，可以计算目标点M的坐标（Xr，Yr）到目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D以作为密钥，在另一个实施例中，还可以计算目标点M的坐标（Xr，Yr）与目标点N的坐标（Xp，Yp）的和值、差值、乘积等得到坐标（X，Y），进一步计算坐标（X，Y）中X和Y的和值、差值等作为密钥。

本实施例根据子人脸图像的平均像素值作为图像特征值r，根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，不同子人脸图像、不同第二设备所生成的密钥不同，形成动态密钥，提高了密钥破解难度，并且根据椭圆曲线生成密钥，生成密钥的鲁棒性高，进一步提高了密钥破解难度，保证了加密后的数据的安全传输。

步骤S104，针对每张子人脸图像，采用密钥对子人脸图像的位置明文数据加密，得到子人脸图像的位置密文数据。

具体的，生成密钥后，可以采用密钥通过各种加密算法对位置明文数据进行加密，得到加密后的位置密文数据，本实施例对加密算法不作限制。

步骤S105，将子人脸图像、第一消息摘要和位置密文数据发送到第二设备。

在一个可选实施例中，可以分别计算子人脸图像和位置密文数据的消息摘要，得到第二消息摘要和第三消息摘要，拼接第二消息摘要和第三消息摘要得到第四消息摘要，采用第一设备的私钥对第一消息摘要和第四消息摘要进行签名，得到电子签名，采用第二设备的公钥对子人脸图像加密，得到加密后的子人脸图像，将加密后的子人脸图像、位置密文数据以及电子签名发送到第二设备，第二设备对电子签名验证时，解密得到第一消息摘要和第四消息摘要，并通过第四消息摘要验证子人脸图像和位置密文数据是否被篡改，在拼接得到拼接后的人脸图像后，在通过第一消息摘要验证拼接后的人脸图像是否正确。

本实施例中采用第二设备的公钥对子人脸图像加密，并对子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要进行电子签名后发送到第二设备，使得第二识别可以验证子人脸图像和位置密文数据是否被篡改，保证了人脸图像安全传输到第二设备，另外，采用第二设备公钥对子人脸图像加密，避免了直接传输明文的子人脸图像被窃取后用于计算图像特征值r破解密钥，以及避免明文的子人脸图像被窃取后穷举所有子图像拼接排列还原完整人脸图像，使得人脸图像传输更为准确。

本发明实施例第一设备将待传输的人脸图像计算第一消息摘要并随机分割为n张子人脸图像，确定每张子人脸图像在人脸图像中的位置，得到子人脸图像的位置明文数据，进一步计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，针对每张子人脸图像，采用密钥对子人脸图像的位置明文数据加密，得到子人脸图像的位置密文数据，将子人脸图像、第一消息摘要和位置密文数据发送到第二设备，第二设备接收到子人脸图像之后，同样计算图像特征值r并与第二设备的公钥确定密钥，以通过密钥对位置密文数据解密，得到位置明文数据，从而根据位置明文数据拼接子人脸图像得到拼接后的人脸图像，并通过第一消息摘要对拼接后的人脸图像进行验证，一方面，将人脸图像分割为子人脸图像，即使子人脸图像被窃取在无法得知位置数据的情况下也难以拼接为人脸图像，另一方面，根据子人脸图像的图像特征值r和第二设备公钥确定密钥对位置数据加密，每张子人脸图像的图像特征值不同，密钥也不同，提高了位置数据被破解的难度，保证了人脸图像的安全传输性能，再者，通过第一消息摘要使得第二设备可以验证拼接后的人脸图像是否正确。

图2示出了本发明实施例提供的数据信息安全传输的方法的流程图。具体的，本发明实施例的数据信息安全传输方法用于将人脸图像从第一设备传输到第二设备，具体包括以下步骤：

步骤S201，接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要。

其中，子人脸图像为人脸图像分割后所得到的图像，位置密文数据可以是对子人脸图像在人脸图像中的位置明文数据加密后的数据，第一消息摘要可以是分割前人脸图像的消息摘要。

在一个实施例中，当第一设备对子人脸图像、位置密文数据、第一消息摘要进行了电子签名时，第二设备还可以对电子签名进行验证，在验证通过时确定所发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要未被篡改，并且是第一设备所发送，则执行S202，在验证未通过时，可以生成数据被篡改的提示信息发送到第一设备。

在另一个实施例中，当第一设备采用第二设备的公钥对子人脸图像加密时，第二设备还需要先采用私钥对加密后的子人脸图像加密，得到解密后的子人脸图像，可以避免直接传输明文的子人脸图像被窃取后用于计算图像特征值r破解密钥，以及避免明文的子人脸图像被窃取后穷举所有子图像拼接排列还原完整人脸图像，使得人脸图像传输更为准确。

步骤S202，计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥。

在一个实施例中，计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，具体包括以下步骤：

步骤S2021，计算子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

步骤S2022，计算图像特征值r的哈希值h（r），以及计算第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

步骤S2023，基于图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

步骤S2024，计算目标点M的坐标（Xr，Yr）到目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

上述步骤S2021-S2024可参考步骤S1031- S1034，在此不再详述。

步骤S203，采用密钥对位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，位置明文数据为子人脸图像在人脸图像中的位置数据。

具体地，可以采用与第一设备加密时的加密算法相对应的解密算法对位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，该位置明文数据可以是子人脸图像在人脸图像中的位置数据，示例性的，可以是子人脸图像的边界上的点的像素坐标。

步骤S204，根据位置明文数据拼接子人脸图像，得到拼接后的人脸图像。

在一个实施例中，人脸图像具有标准的尺寸大小，可以先生成标准尺寸大小的空白图像，该空白图像包括多个像素点，在确定子人脸图像的位置明文数据后，可以根据位置明文数据中子人脸图像的边界上的像素坐标，将子人脸图像叠加到空白图像中相应的位置，直到所有子人脸图像均叠加到空白图像中后，得到人脸图像。

步骤S205，计算拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与第一消息摘要是否相同，若是，执行S206，若否，执行S207。

步骤S206，确定人脸图像为正确的图像；

步骤S207，确定人脸图像为错误的图像。

具体地，可以采用消息摘要算法计算拼接后的人脸图像的消息摘要，如果计算所得的消息摘要与第一消息摘要一致，则确定得到了准确的人脸图像，反之，拼接后的人脸图像为错误的人脸图像，从而保证了人脸图像的准确性。

本实施例中接收第二设备接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据和第一消息摘要后，计算子人脸图像的图像特征值r，并根据图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，采用密钥对位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，位置明文数据为子人脸图像在人脸图像中的位置数据，根据位置明文数据拼接子人脸图像，得到人脸图像，并通过第一消息摘要验证拼接后的人脸图像的准确性，使得第二设备和第一设备可以通过预先约定的图像特征值计算方式、密钥生成方式确定密钥，第一设备和第二设备以外的设备即使窃取了子人脸图像和位置密文数据，也无法将子人脸图像拼接为人脸图像，并且每张子人脸图像的图像特征值不同，密钥也不同，提高了位置数据被破解的难度，保证了人脸图像的安全传输性能。

图3示出了本发明实施例提供的数据信息安全传输的系统的应用架构图，本实施例的数据信息安全传输的系统用于将人脸图像从第一设备传输到第二设备，所述数据信息安全传输系统应用于所述第一设备，具体包括：

人脸图像摘要消息计算和图像分割单元301，用于获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

位置明文数据确定单元302，用于确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据；

密钥生成单元303，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置数据加密单元304，用于针对每张所述子人脸图像，采用所述密钥对所述子人脸图像的位置明文数据加密，得到所述子人脸图像的位置密文数据；

发送单元305，用于将所述子人脸图像、所述第一消息摘要和所述位置密文数据发送到所述第二设备。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述人脸图像摘要消息计算和图像分割单元301包括：

原始人脸图像接收模块，用于从人脸图像采集设备接收原始人脸图像；

预处理模块，用于对所述原始人脸图像进行预处理，得到待传输的人脸图像，并确定所述待传输的人脸图像的尺寸，以及根据所述尺寸确定数量n；

消息摘要计算模块一，用于计算所述人脸图像的第一消息摘要；

分割模块，用于将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述人脸图像摘要消息计算和图像分割单元301还包括：

关键点数量确定模块，用于确定每张所述子人脸图像中人脸关键点的关键点数量，每张子人脸图像至少包括一个人脸关键点；

关键点信息确定模块，用于计算所有子人脸图像的关键点数量的平均值，以及确定出最大关键点数量；

判断模块，用于判断所述平均值是否小于预设阈值，并且所述最大关键点数量小于预设数量；

若是，执行位置明文数据确定单元302；

若否，返回分割模块。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述位置明文数据确定单元302包括：

原点和顶角点确定模块，用于确定所述人脸图像的原点，以及确定各个子人脸图像的顶角点；

像素坐标获取模块，用于获取各个顶角点的像素坐标，以作为所述子人脸图像的位置明文数据。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述密钥生成单元303包括：

图像特征值计算模块，用于计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

哈希值计算模块，用于计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

坐标计算模块，用于基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

密钥计算模块，用于计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

作为本发明实施例技术方案进一步的限定，所述发送单元305包括：

消息摘要计算模块二，用于分别计算所述子人脸图像和所述位置密文数据的消息摘要，得到第二消息摘要和第三消息摘要；

消息摘要拼接模块，用于拼接所述第二消息摘要和所述第三消息摘要得到第四消息摘要；

签名模块，用于采用所述第一设备的私钥对所述第一消息摘要和所述第四消息摘要进行签名，得到电子签名；

子人脸图像加密模块，用于采用所述第二设备的公钥对所述子人脸图像加密，得到加密后的子人脸图像；

发送模块，用于将所述加密后的子人脸图像、所述位置密文数据以及所述电子签名发送到所述第二设备。

图4示出了本发明实施例提供的数据信息安全传输的系统的应用架构图，本实施例的数据信息安全传输的系统用于将人脸图像从第一设备传输到第二设备，所述数据信息安全传输系统应用于所述第二设备，具体包括：

接收单元401，用于接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要；

密钥生成单元402，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置解密单元403，用于采用所述密钥对所述位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，所述位置明文数据为所述子人脸图像在人脸图像中的位置数据；

人脸图像拼接单元404，人脸图像拼接单元，用于根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像。

人脸图像验证单元405，用于计算所述拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与所述第一消息摘要是否相同；

第一验证结果确定单元406，用于确定所述人脸图像为正确的图像；

第二验证结果确定单元407，用于确定所述人脸图像为错误的图像。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数据信息安全传输方法，其特征在于，用于第一设备将人脸图像发送到第二设备，具体包括以下步骤：

获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据；

计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

针对每张所述子人脸图像，采用所述密钥对所述子人脸图像的位置明文数据加密，得到所述子人脸图像的位置密文数据；

将所述子人脸图像、所述第一消息摘要和所述位置密文数据发送到所述第二设备；

所述计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥p生成密钥，具体包括以下步骤：

计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

2.根据权利要求1所述的数据信息安全传输方法，其特征在于，获取待传输的人脸图像，并将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像，具体包括以下步骤：

从人脸图像采集设备接收原始人脸图像；

对所述原始人脸图像进行预处理，得到待传输的人脸图像，并确定所述待传输的人脸图像的尺寸，以及根据所述尺寸确定数量n；

将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像。

3.根据权利要求2所述的数据信息安全传输方法，其特征在于，在将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像之后，还包括以下步骤：

确定每张所述子人脸图像中人脸关键点的关键点数量，每张子人脸图像至少包括一个人脸关键点；

计算所有子人脸图像的关键点数量的平均值，以及确定出最大关键点数量；

判断所述平均值是否小于预设阈值，并且所述最大关键点数量小于预设数量；

若是，执行确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据的步骤；

若否，返回将所述待传输的人脸图像随机分割为n张子人脸图像的步骤。

4.根据权利要求1所述的数据信息安全传输方法，其特征在于，所述确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据，具体包括以下步骤：

确定所述人脸图像的原点，以及确定各个子人脸图像的顶角点；

获取各个顶角点的像素坐标，以作为所述子人脸图像的位置明文数据。

5.根据权利要求1-4任一项所述的数据信息安全传输方法，其特征在于，所述将所述子人脸图像和所述位置密文数据发送到所述第二设备，包括：

分别计算所述子人脸图像和所述位置密文数据的消息摘要，得到第二消息摘要和第三消息摘要；

拼接所述第二消息摘要和所述第三消息摘要得到第四消息摘要；

采用所述第一设备的私钥对所述第一消息摘要和所述第四消息摘要进行签名，得到电子签名；

采用所述第二设备的公钥对所述子人脸图像加密，得到加密后的子人脸图像；

将所述加密后的子人脸图像、所述位置密文数据以及所述电子签名发送到所述第二设备。

6.一种数据信息安全传输方法，其特征在于，用于第二设备从第一设备接收人脸图像，具体包括以下步骤：

接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要；

计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

采用所述密钥对所述位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，所述位置明文数据为所述子人脸图像在人脸图像中的位置数据；

根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像；

计算所述拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与所述第一消息摘要是否相同；

若是，则确定所述人脸图像为正确的图像；

若否，则确定所述人脸图像为错误的图像；

所述计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥，具体包括以下步骤：

计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

7.一种数据信息安全传输系统，其特征在于，用于第一设备将人脸图像发送到第二设备，具体包括人脸图像分割单元、位置明文数据确定单元、密钥生成单元、位置数据加密单元以及发送单元；

人脸图像摘要消息计算和图像分割单元，用于获取待传输的人脸图像，并计算所述人脸图像的第一消息摘要以及将所述人脸图像随机分割为n张子人脸图像；

位置明文数据确定单元，用于确定每张子人脸图像在所述人脸图像中的位置，得到所述子人脸图像的位置明文数据；

密钥生成单元，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置数据加密单元，用于针对每张所述子人脸图像，采用所述密钥对所述子人脸图像的位置明文数据加密，得到所述子人脸图像的位置密文数据；

发送单元，用于将所述子人脸图像、所述第一消息摘要和所述位置密文数据发送到所述第二设备；

密钥生成单元包括：

图像特征值计算模块，用于计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

哈希值计算模块，用于计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

坐标计算模块，用于基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

密钥计算模块，用于计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。

8.一种数据信息安全传输系统，其特征在于，用于第二设备从第一设备接收人脸图像，具体包括：

接收单元，用于接收第一设备发送的子人脸图像、位置密文数据以及第一消息摘要；

密钥生成单元，用于计算所述子人脸图像的图像特征值r，并根据所述图像特征值r和第二设备的公钥生成密钥；

位置解密单元，用于采用所述密钥对所述位置密文数据进行解密，得到位置明文数据，所述位置明文数据为所述子人脸图像在人脸图像中的位置数据；

人脸图像拼接单元，用于根据所述位置明文数据拼接所述子人脸图像，得到拼接后的人脸图像；

人脸图像验证单元，用于计算所述拼接后的人脸图像的消息摘要，并判断计算所得到的消息摘要与所述第一消息摘要是否相同；

第一验证结果确定单元，用于确定所述人脸图像为正确的图像；

第二验证结果确定单元，用于确定所述人脸图像为错误的图像；

密钥生成单元具体用于：

计算所述子人脸图像中各个像素点的像素值的平均值得到平均像素值，以作为图像特征值r；

计算所述图像特征值r的哈希值h（r），以及计算所述第二设备的公钥p的哈希值h（p）；

基于所述图像特征值r的哈希值h（r）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点M的坐标（Xr，Yr），以及基于所述公钥p的哈希值h（p）和椭圆曲线上的基点G的坐标，确定椭圆曲线上的目标点N的坐标（Xp，Yp）；

计算所述目标点M的坐标（Xr，Yr）到所述目标点N的坐标（Xp，Yp）的距离D，得到密钥。