CN116828203B - 一种电子印章智能加密保护方法 - Google Patents

一种电子印章智能加密保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及加密传输技术领域，具体涉及一种电子印章智能加密保护方法。该方法包括：获取电子印章图像、签名者私钥和二值图像；在二值图像中获取多个环形图像；计算每个环形图像、二值图像的信息分布值，进而得到像素信息密度；获取二值图像的所有连通域，计算连通性指标；根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值；获取文字描述序列；根据电子印章特征值和文字描述序列得到密钥序列；利用密钥序列得到数字签名；进而得到带数字签名的电子印章图像；进而根据带数字签名的电子印章图像进行电子印章真伪验证。从而实现提取出具有电子印章信息的数字签名，进而利用数字签名提高电子印章的安全性。

Description

一种电子印章智能加密保护方法
技术领域
本发明涉及加密传输技术领域，具体涉及一种电子印章智能加密保护方法。
背景技术
在企业印章管理中，传统的实物印章具有易丢失、易伪造的问题。而电子印章虽然解决了实物印章易丢失的问题，但在安全性方面仍存在一定的风险。因此，需要对电子印章进行加密处理，以确保印章管理的安全性和可靠性。
传统电子印章加密方法一般是对电子印章进行嵌入水印处理。这种加密方方法无法隐藏电子印章中的信息，导致极容易被仿造，使得电子印章的安全性没有保障，为了解决该问题，本发明提供一种电子印章的安全加密方法，极大地提高了电子印章的安全性、保密性和防篡改性，确保了印章唯一，防止伪造。
本发明在对电子印章进行加密保护时，不仅仅是对其进行一个简单的数字签名生成，而是利用电子印章的外观特征和信息特征对电子印章进行加密处理，在其进行加密后生成数字签名，以确保印章管理的安全性和可靠性。
发明内容
为了解决的杂乱边缘的干扰导致的堆煤难以检测技术问题，本发明提供一种电子印章智能加密保护方法，所采用的技术方案具体如下：
获取电子印章图像和签名者私钥，根据电子印章图像得到二值图像；
根据二值图像设置多个环形窗口，根据多个环形窗口和二值图像得到多个环形图像；根据每个环形图像和二值图像中灰度值分布情况得到每个环形图像、二值图像的信息分布值，根据每个环形图像、二值图像的信息分布值得到像素信息密度；
获取二值图像的所有连通域，根据所有连通域得到连通性指标；根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值；根据电子印章图像中的文字信息得到文字描述序列；根据电子印章特征值和文字描述序列得到密钥序列；
利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到加密密文，根据加密密文、签名者私钥和电子印章图像得到数字签名；将数字签名隐写入电子印章图像中得到带数字签名的电子印章图像；
根据带数字签名的电子印章图像进行电子印章真伪验证。
优选的，所述根据二值图像设置多个环形窗口，包括的具体步骤为：
获取二值图像的长和宽/>；
设置环形窗口调整变量i；获取两个矩形，记为第一矩形和第二矩形，其中第一矩形的长取、宽取/>，将第二矩形的长取/>、宽取/>，将第一矩形与第二矩形的中心重叠得到环形窗口；
将i从小到大分别取之间的所有整数得到多个环形窗口,/>表示向下取整符号,min()表示获取最小值的函数。
优选的，所述根据多个环形窗口和二值图像得到多个环形图像，包括的具体步骤为：
将每个环形窗口的中心与二值图像的中心重合，获取每个环形窗口在二值图像中的投影区域作为环形图像。
优选的，所述根据每个环形图像和二值图像中灰度值分布情况得到每个环形图像、二值图像的信息分布值，包括的具体步骤为：
所述环形图像、二值图像中的灰度值取值范围为：0、255；
确定每个环形图像的信息分布值的计算方法为：
其中，表示第j个环形图像中灰度值为255的像素点数量；/>表示第j个环形图像中灰度值为0的像素点数量；/>表示第j个环形图像中包含像素的个数，exp{}表示以自然常数为底的指数函数，min()表示获取最小值的函数，/>表示第j个环形图像的信息分布值；
获取二值图像的信息分布值。
优选的，所述根据每个环形图像、二值图像的信息分布值得到像素信息密度，包括的具体步骤为：
其中，j表示第j个环形图像，表示环形图像的数量；/>表示第j个环形图像的信息分布值；/>表示所有环形图像的信息分布值的均值；X表示二值图像的信息分布值，M表示像素信息密度，/>表示绝对值符号，/>表示向上取整符号。
优选的，所述根据所有连通域得到连通性指标，包括的具体步骤为：
其中，表示第K个连通域的像素个数，/>表示二值图像中连通域个数，max{}表示获取最大值的函数，/>表示二值图像的像素个数，C表示连通性指标。
优选的，所述根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值，包括的具体步骤为：
其中，表示二值图像的像素个数，/>表示像素信息密度，/>表示连通性指标，e表示自然常数，/>表示电子印章特征值。
优选的，所述根据电子印章图像中的文字信息得到文字描述序列，包括的具体步骤为：
获取电子印章图像中的多个文字信息；
根据多个文字信息得到文字描述序列：
其中，表示第q个文字信息，/>表示根据ASCLL表将字符转化成二进制数据，⊕表示异或符号，/>表示文字描述序列。
优选的，所述根据电子印章特征值和文字描述序列得到密钥序列，包括的具体步骤为：
根据ASCll表将电子印章特征值转换为二进制数据，将文字描述序列与电子印章特征值的二进制数据拼接在一起得到密钥序列。
优选的，所述根据加密密文、签名者私钥和电子印章图像得到数字签名，包括的具体步骤为：
获取电子印章图像的哈希值；
使用加密密文和签名者私钥对电子印章图像的哈希值进行加密处理得到哈希值的加密数据，将哈希值的加密数据作为数字签名。
本发明具有如下有益效果：
为了提高电子印章信息的安全性，需获取一个能够表征电子印章信息的数字签名。为了获取较好的数字签名，需对电子印章信息进行较好描述，首先获取电子印章图像，由于电子印章信息多是围绕中心分布，因而通过设置环形窗口的方式来获取电子印章图像得到环形图像，通过分析环形图像的灰度分布情况得到信息分布值，由于电子印章图像中关键信息靠近图像边缘，因而结合信息的重要性对电子印章图像信息分布情况进行描述得到像素信息密度。电子印章图像中连通域能够表征电子印章图像的特征，因而通过对连通域进行描述得到连通性指标，结合连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征，通过电子印章特征来描述电子印章图像信息。由于电子印章图像中包含文字信息，因而通过对电子印章图像中文字信息进行描述得到文字描述序列，结合电子印章特征和文字描述序列得到密钥序列。利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到数字签名，从而实现对电子印章的保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明一个实施例所提供的一种电子印章智能加密保护方法流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种电子印章智能加密保护方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
一种电子印章智能加密保护方法实施例：
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种电子印章智能加密保护方法的具体方案。
请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种电子印章智能加密保护方法流程图，该方法包括：
S001：获取电子印章图像，根据电子印章图像得到二值图像。
传统电子印章加密方法一般是对电子印章进行嵌入水印处理。这种加密方方法无法隐藏电子印章中的信息，导致极容易被仿造，使得电子印章的安全性没有保障。为了解决该问题，需结合电子印章信息生成密钥序列，从而利用密钥序列来对电子印章进行加密处理。为了进行电子印章加密，需先获取电子印章图像。
首先利用扫描仪扫描实物印章得到电子印章图像，通过yoloV5网络对电子印章图像进行分割处理，将分割出的电子印章区域中的各像素的灰度值设置为255，将分割出的非电子印章区域中的各像素的灰度值设置为0，得到电子印章图像的二值图像，yoloV5网络为现有技术，此处不再进行赘述。
S002：根据二值图像得到多个环形图像，计算每个环形图像的信息分布值，根据每个环形图像的信息分布值得到像素信息密度。
1、获取环形图像：
由于电子印章信息多围绕印章中心呈圆环状分布，因而下面利用环形窗口来获取电子印章图像中各区域的信息。
获取二值图像的长和宽/>；
设置环形窗口调整变量i。
获取两个矩形，记为第一矩形和第二矩形，其中第一矩形的长取、宽取，将第二矩形的长取/>、宽取/>，将第一矩形与第二矩形的中心重叠得到环形窗口，将环形窗口的中心与二值图像的中心重合，获取环形窗口在二值图像中的投影区域作为环形图像。
将i从小到大分别取之间的所有整数得到多个环形窗口,/>表示向下取整符号,min()表示获取最小值的函数。
每个环形窗口对应一个环形图像，多个环形窗口对应多个环形图像，将所有环形图像根据环形窗口调整变量取值进行升序排列得到环形图像序列。
2、计算每个环形图像的信息分布值：
其中，表示第j个环形图像中灰度值为255的像素点数量；/>表示第j个环形图像中灰度值为0的像素点数量；/>表示第j个环形图像中包含像素的个数，exp()表示以自然常数为底的指数函数，通过该函数来防止所得的信息分布值取0，min()表示获取最小值的函数，/>表示第j个环形图像的信息分布值，通过/>反映二值图像中灰度值取值情况，该值越小说明像素灰度值取值越均匀，即越规则，该值越大说明像素灰度值取值越混乱。
同理获取二值图像的信息分布值。
3、根据每个环形图像的信息分布值得到像素信息密度：
其中，j表示第j个环形图像，表示环形图像的数量；/>表示第j个环形图像的信息分布值；/>表示所有环形图像的信息分布值的均值；X表示二值图像的信息分布值，由于越靠近图像边缘的信息越关键，因而利用/>来作为第j个环形图像的权重，j值越小环形图像越靠近边缘，该环形图像的权重越大；/>表示。通过/>反映二值图像中所有环形图像的信息分布值的加权方差值，通过该值反映二值图像的信息分布的分布情况，M表示像素信息密度，/>表示绝对值符号，/>表示向上取整符号。
S003：根据二值图像得到多个连通域，根据多个连通域得到连通性指标，根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值，根据电子印章特征值得到密钥序列。
1、将二值图像中灰度值为255的像素称为前景像素，对二值图像中前景像素进行连通域分析得到多个连通域。
2、根据多个连通域得到连通性指标：
其中，表示第K个连通域的像素个数，/>表示二值图像中连通域个数，max()表示获取最大值的函数，/>表示二值图像的像素个数，C表示连通性指标，通过该值描述电子印章图像的连通性情况。
3、根据像素信息密度和连通性指标得到电子印章特征值：
其中，表示二值图像的像素个数，/>表示像素信息密度，/>表示连通性指标，e表示自然常数，/>表示电子印章特征值，通过该值来对电子印章图像信息进行描述。
4、获取电子印章图像中的多个文字信息，根据多个文字信息得到文字描述序列：
通过文字识别算法对电子印章图像进行识别得到多个文字信息，所述一个文字信息为一个字符。
根据多个文字信息得到文字描述序列：
其中，q表示电子印章图像中文字信息的个数，表示第q个文字信息，/>表示根据ASCLL表将字符转化成二进制数据，⊕表示异或符号，/>表示文字描述序列，通过该序列来描述电子印章中的文字信息。
5、根据文字描述序列和电子印章特征值得到密钥序列：
根据ASCll表将电子印章特征值转换为二进制数据，将文字描述序列与电子印章特征值的二进制数据拼接在一起得到密钥序列，将密钥序列记为，密钥序列中不仅包含电子印章图像的图像特征信息，同时还包含文字信息。
S004：利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到加密密文，根据加密密文得到数字签名，将数字签名隐写入电子印章图像中得到带数字签名的电子印章图像。
1、利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到密文图像：
通过比特填充法对密钥序列填充0处理得到128位的密钥序列，为了便于描述后续将128位的密钥序列依旧称为密钥序列，基于密钥序列利用AES算法对电子印章图像进行加密处理得到加密密文。
2、根据加密密文得到数字签名：
利用SHA-256哈希函数获取电子印章图像的哈希值；获取签名者私钥。
基于椭圆曲线加密算法，使用加密密文和签名者私钥对电子印章图像的哈希值进行加密处理得到哈希值的加密数据。将哈希值的加密数据作为数字签名。
3、获取带数字签名的电子印章图像：
利用PNG无损压缩隐写技术，将数字签名隐写入电子印章图像中得到带数字签名的电子印章图像。
S005：利用带数字签名的电子印章图像进行电子印章真伪验证。
校验者利用PNG无损压缩隐写技术对带数字签名的电子印章图像进行数字签名剥离处理，得到待验证数字签名和待校验电子印章图像。
校验者利用步骤S104中获取电子印章图像数字签名的方法获取待校验电子印章图像的数字签名，将待校验数字签名与待校验电子印章图像的数字签名进行比对，当待校验数字签名与待校验电子印章图像的数字签名相同时，则认为该待校验电子印章真实有效，当待校验数字签名与待校验电子印章图像的数字签名不同时，则认为该待校验电子印章为伪造的电子印章。
本发明为了提高电子印章信息的安全性，需获取一个能够表征电子印章信息的数字签名。为了获取较好的数字签名，需对电子印章信息进行较好描述，首先获取电子印章图像，由于电子印章信息多是围绕中心分布，因而通过设置环形窗口的方式来获取电子印章图像得到环形图像，通过分析环形图像的灰度分布情况得到信息分布值，由于电子印章图像中关键信息靠近图像边缘，因而结合信息的重要性对电子印章图像信息分布情况进行描述得到像素信息密度。电子印章图像中连通域能够表征电子印章图像的特征，因而通过对连通域进行描述得到连通性指标，结合连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征，通过电子印章特征来描述电子印章图像信息。由于电子印章图像中包含文字信息，因而通过对电子印章图像中文字信息进行描述得到文字描述序列，结合电子印章特征和文字描述序列得到密钥序列。利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到数字签名，从而实现对电子印章的保护。
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

Claims (10)

1.一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电子印章图像和签名者私钥，根据电子印章图像得到二值图像；
根据二值图像设置多个环形窗口，根据多个环形窗口和二值图像得到多个环形图像；根据每个环形图像和二值图像中灰度值分布情况得到每个环形图像、二值图像的信息分布值，根据每个环形图像、二值图像的信息分布值得到像素信息密度；
获取二值图像的所有连通域，根据所有连通域得到连通性指标；根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值；根据电子印章图像中的文字信息得到文字描述序列；根据电子印章特征值和文字描述序列得到密钥序列；
利用密钥序列对电子印章图像进行加密处理得到加密密文，根据加密密文、签名者私钥和电子印章图像得到数字签名；将数字签名隐写入电子印章图像中得到带数字签名的电子印章图像；
根据带数字签名的电子印章图像进行电子印章真伪验证。
2.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据二值图像设置多个环形窗口，包括的具体步骤为：
获取二值图像的长和宽/>；
设置环形窗口调整变量i；获取两个矩形，记为第一矩形和第二矩形，其中第一矩形的长取、宽取/>，将第二矩形的长取/>、宽取/>，将第一矩形与第二矩形的中心重叠得到环形窗口；
将i从小到大分别取之间的所有整数得到多个环形窗口,/>表示向下取整符号,min()表示获取最小值的函数。
3.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据多个环形窗口和二值图像得到多个环形图像，包括的具体步骤为：
将每个环形窗口的中心与二值图像的中心重合，获取每个环形窗口在二值图像中的投影区域作为环形图像。
4.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据每个环形图像和二值图像中灰度值分布情况得到每个环形图像、二值图像的信息分布值，包括的具体步骤为：
所述环形图像、二值图像中的灰度值取值范围为：0、255；
确定每个环形图像的信息分布值的计算方法为：
其中，表示第j个环形图像中灰度值为255的像素点数量；/>表示第j个环形图像中灰度值为0的像素点数量；/>表示第j个环形图像中包含像素的个数，exp{}表示以自然常数为底的指数函数，min()表示获取最小值的函数，/>表示第j个环形图像的信息分布值；
获取二值图像的信息分布值。
5.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据每个环形图像、二值图像的信息分布值得到像素信息密度，包括的具体步骤为：
其中，j表示第j个环形图像，表示环形图像的数量；/>表示第j个环形图像的信息分布值；/>表示所有环形图像的信息分布值的均值；X表示二值图像的信息分布值，M表示像素信息密度，/>表示绝对值符号，/>表示向上取整符号。
6.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据所有连通域得到连通性指标，包括的具体步骤为：
其中，表示第K个连通域的像素个数，/>表示二值图像中连通域个数，max{}表示获取最大值的函数，/>表示二值图像的像素个数，C表示连通性指标。
7.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据连通性指标和像素信息密度得到电子印章特征值，包括的具体步骤为：
其中，表示二值图像的像素个数，/>表示像素信息密度，/>表示连通性指标，e表示自然常数，/>表示电子印章特征值。
8.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据电子印章图像中的文字信息得到文字描述序列，包括的具体步骤为：
获取电子印章图像中的多个文字信息；
根据多个文字信息得到文字描述序列：
其中，表示第q个文字信息，/>表示根据ASCLL表将字符转化成二进制数据，⊕表示异或符号，/>表示文字描述序列。
9.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据电子印章特征值和文字描述序列得到密钥序列，包括的具体步骤为：
根据ASCll表将电子印章特征值转换为二进制数据，将文字描述序列与电子印章特征值的二进制数据拼接在一起得到密钥序列。
10.如权利要求1所述的一种电子印章智能加密保护方法，其特征在于，所述根据加密密文、签名者私钥和电子印章图像得到数字签名，包括的具体步骤为：
获取电子印章图像的哈希值；
使用加密密文和签名者私钥对电子印章图像的哈希值进行加密处理得到哈希值的加密数据，将哈希值的加密数据作为数字签名。
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