CN118114702A - 一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置与方法,包括秘钥发放模块、定向二维码生成模块、混合编码模块、定向二维码验证模块;二维码生成方通过秘钥发放模块创建非对称加密的秘钥,保存私钥,并将公钥和和约定的运算方式发布给待接收方;定向二维码生成模块根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,进而生成原始编码和校验编码;混合编码模块对原始编码和校验编码进行约定运算,生成包含若干种数字的定向混合编码,完成定向二维码生成;定向接收方通过定向二维码验证模块扫描验证二维码的有效性。本发明使得生成的二维码安全性提高的同时,保证了其通用性和易用性。
Description
技术领域
本发明属于二维码生成及识别技术领域,涉及一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置与方法。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步,一维条形码已经无法满足人们的生活需求,二维码生成技术的逐渐成熟,使其成为现代社会中信息传递的重要方式。二维码是一种矩阵式条形码,它利用黑白相间的方形格子来编码信息,具有信息容量大、可靠性高、可表示多种语言文字、成本低、易制作、持久耐用等特点。因此,二维码广泛应用于商业营销、物流追踪、票务管理和移动支付等领域。
虽然二维码的广泛应用极大的方便了人们的生活和工作,但是由于二维码的易用性和低成本的易复制性,导致传统二维码在生成后容易被非法用户复制,或被分享给非法用户扫描获取二维码中包含的信息,产生信息泄露风险。由于二维码识别技术的通用性,导致非法用户可使用通用设备扫描二维码,获取二维码的信息,从而导致信息泄露。
当前,针对二维码导致的信息泄露风险主要方案有两种,一是使用特殊打印材料、数字水印技术等防复制,而是使用加密算法于安全协议,对二维码进行加密生成和解密读取。
尽管上述方法能在一定程度上保护二维码中的信息不被泄露,但是仍然存在较明显的弊端。使用特殊打印材料、数字水印技术等,对二维码的识别设备有较强的依赖性,不使用特殊设备时,无法识别二维码中的任何信息,导致一旦特殊识别设备出故障时,就无法继续识别二维码,降低了工作效率;使用加密技术可控制未经授权的二维码的生成,且能够保证非法用户扫描到的是加密后的密文,提高了二维码的安全性,但是降低了识别设备的轻便性,增加了识别设备的系统复杂度。
此外,上述二维码信息保护方法生成的二维码需要使用特定的设备扫描,尽管一定程度保证了安全性,但是难以维持其通用性、耐用性等特性。同时,针对引入了加密算法和安全协议的二维码在算法暴露的情况下,非法用户可能通过暴露的加密算法进行二维码的伪造生成,将病毒、虚假信息通过虚假二维码向使用者暴露,产生信息欺骗。
综上所述,目前的二维码生成和识别方法能够一定程度增强二维码的安全性,但在非法复制、信息扫描以及通用性、易用性方面仍有较多的探索空间,需要继续提高二维码的安全性以及低于非法二维码攻击的理论和技术方案。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,解决二维码安全性问题的同时保证其通用性和易用性,提出一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置与方法,生成包含可被通用扫描设备的通用信息以及被特定可信设备扫描的校验信息,使得生成的二维码安全性提高的同时,保证了其通用性和易用性。
本发明解决技术的方案是:第一方面,提出一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,包括秘钥发放模块、定向二维码生成模块、混合编码模块、定向二维码验证模块;
秘钥发放模块,二维码生成方通过秘钥发放模块创建非对称加密的秘钥,保存私钥,并将公钥和约定好的混合编码运算方式发布给待接收方;
定向二维码生成模块,用于当生成定向用途二维码时,根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,根据原始信息生成原始编码,根据校验信息生成校验编码;其中校验编码是通过私钥加密后的编码;
混合编码模块,用于对原始编码和校验编码进行约定运算,生成包含若干种数字的定向混合编码,完成定向可信验证的二维码生成;其中运算方式提前由秘钥发放模块发送至待接收方;
定向二维码验证模块,用于定向接收方扫描验证二维码的有效性;
非定向接收方通过普通扫码软件扫描出原始信息。
进一步的,所述原始编码为0和1的组合。
进一步的,所述校验编码为0和1的组合。
进一步的,所述约定运算包括基于异或的约定运算。
进一步的,所述生成包含若干种数字的定向混合编码,包括:
约定原始编码n和校验编码m的组合方式有以下4种:
m(0)^n(0)、m(0)^n(1)、m(1)^n(0)、m(1)^n(1);
定义m(0)^n(0)=0,m(0)^n(1)=1,m(1)^n(0)=2,m(1)^n(1)=3,经过约定运算得到包含0、1、2、3四种数字的定向混合编码。
第二方面,提出一种支持定向可信验证的二维码生成方法,包括以下步骤:
S1、根据发送方和接收方约定的非对称加密方式创建秘钥和混合编码的运算方式,秘钥发放模块保留私钥,并将生成的公钥和约定好的混合编码运算方式发送给待接收单位;
S2、定向二维码根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,通过定向二维码生成模块将原始信息生成原始编码n,原始编码n为0和1的组合;
S3、根据S1生成的私钥将校验信息进行私钥加密,通过定向二维码生成模块将加密后的校验信息生成校验编码m,校验编码m为0和1的组合;
S4、生成原始编码n和校验编码m后,使用约定好的混合编码运算方式将原始编码n和校验编码m进行运算混合,生成定向混合编码q,定向混合编码由0、1及另外两种数字组成;
S5、将定向混合编码q使用四种颜色进行图形化表示,定向混合编码生成完毕。
进一步的,所述将定向混合编码q使用四种颜色进行图形化表示,具体为:
0和1分别表示为通用QRCODE的白色和黑色,另外两种数字分别用深灰色和浅灰色表示。
第三方面,提出一种支持定向可信验证的二维码识别方法,定向接收方获取到定向混合编码后,使用包含定向二维码验证模块的扫描设备进行扫描,识别四种颜色:白色、黑色、深灰色和浅灰色,根据约定运算方法解码,得出原始编码和校验编码,根据接收到的公钥对校验编码解密,获得完整信息。
进一步的,定向接收方根据识别出的校验编码验证二维码的合法性,避免非定向发送的无关二维码的识别。
进一步的,非定向接收方使用普通扫描设备扫描时,能识别两种颜色,深灰色和浅灰色分别被识别为黑色和白色,获得原始信息,无法获得校验信息。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明通过非对称加密方法产生密钥,并不通过生成的二维码将公钥发送给待接收方,避免了公钥的暴露,保证了秘钥的安全性;
(2)本发明在产生秘钥的同时与定向待接收方约定解码运算方法,且不通过二维码发送给待接收方,避免了解码运算方法的暴露,使得尽管非法用户获取到了混合编码,也无法进行解码,提高了二维码的安全性;
(3)本发明将信息分为通用信息和校验信息两部分,通用信息包含了公开的,可被识别的信息,校验信息包含了加密的,定向发送的信息,当仅需要传递通用信息时,仍可使用本方法生成仅包含通用信息的二维码供普通扫描设备扫描,保证了二维码通用性和易用性;
(4)本发明生成的包含通用编码和校验编码的混合编码包含了4种数字,除了0和1外,还增加了其他两种数字(例如2、3),以生成除了白色(#FFFFFF)和黑色(#000000)以外的深灰色(#4f4f4f)浅灰色(#efefef)。普通扫描设备分别将深灰色和浅灰色识别成黑色和白色,仍能扫描出通用信息,保证了二维码的可用性;特定扫描设备能扫出白色、黑色、深灰色、浅灰色4种颜色,并能够根据运算解码成通用信息和校验信息两种信息,能够支撑通用扫描设备和定向专用扫描设备扫描识别,提高了定向二维码识别的兼容性。
附图说明
图1为本发明二维码生成流程图;
图2为本发明二维码识别流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例提出一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,包括秘钥发放模块、定向二维码生成模块、混合编码模块、定向二维码验证模块;
秘钥发放模块,二维码生成方通过秘钥发放模块创建非对称加密的秘钥,保存私钥,并将公钥和约定好的混合编码运算方式发布给待接收方;
定向二维码生成模块,用于当生成定向用途二维码时,根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,根据原始信息生成原始编码,根据校验信息生成校验编码;其中校验编码是通过私钥加密后的编码,原始编码和校验编码均为0和1的组合;
混合编码模块,用于对原始编码和校验编码进行约定运算,生成包含若干种数字的定向混合编码,完成定向可信验证的二维码生成;其中运算方式提前由秘钥发放模块发送至待接收方;
定向二维码验证模块,用于定向接收方扫描验证二维码的有效性;
非定向接收方通过普通扫码软件扫描出原始信息。
本实施例中,约定运算为基于异或的约定运算,通过约定运算生成包含若干种数字的定向混合编码,具体为:
约定原始编码n和校验编码m的组合方式有以下4种:
m(0)^n(0)、m(0)^n(1)、m(1)^n(0)、m(1)^n(1);
定义m(0)^n(0)=0,m(0)^n(1)=1,m(1)^n(0)=2,m(1)^n(1)=3,经过约定运算得到包含0、1、2、3四种数字的定向混合编码。
实施例2
本实施例提出一种支持定向可信验证的二维码生成及识别方法,如图1所示,二维码生成步骤如下:
S1、根据发送方和接收方约定的非对称加密方式创建秘钥和混合编码的运算方式,秘钥发放模块保留私钥,并将生成的公钥和约定好的混合编码运算方式发送给待接收单位;
S2、定向二维码根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,其中,原始信息为通用信息,生成二维码后,可被普通扫描设备扫描,通过定向二维码生成模块将原始信息生成原始编码n,原始编码n为0和1的组合;
S3、校验信息为定向信息,根据S1生成的私钥将校验信息进行私钥加密,通过定向二维码生成模块将加密后的校验信息生成校验编码m,校验编码m为0和1的组合;
S4、生成原始编码n和校验编码m后,使用约定好的混合编码运算方式将原始编码n和校验编码m进行运算混合,生成定向混合编码q,定向混合编码由0、1及另外两种数字组成(例如2、3),另外两种数字由约定的运算方式计算得出;
S5、将定向混合编码q使用四种颜色进行图形化表示,其中0和1分别表示为通用QRCODE的白色(#FFFFFF)和黑色(#000000),另外两位数字用深灰色(#4f4f4f)浅灰色(#efefef)表示;定向混合编码生成完毕。
如图2所示,二维码识别方式如下:
(1)定向接收方获取到定向混合编码后,使用包含定向二维码验证模块的扫描设备进行扫描,可识别4种颜色,根据约定运算方法解码,得出原始编码和校验编码,可根据接收到的公钥对校验编码解密,获得完整信息。
(2)非定向接收方使用普通扫描设备扫描时,可识别两种颜色,深灰色和浅灰色分别被识别为黑色和白色,获得原始信息,无法获得校验信息。
本发明通过非对称加密方法产生密钥,并不通过生成的二维码将公钥发送给待接收方,避免了公钥的暴露,保证了秘钥的安全性;
本发明在产生秘钥的同时与定向待接收方约定解码运算方法,且不通过二维码发送给待接收方,避免了解码运算方法的暴露,使得尽管非法用户获取到了混合编码,也无法进行解码,提高了二维码的安全性;
本发明将信息分为通用信息和校验信息两部分,通用信息包含了公开的,可被识别的信息,校验信息包含了加密的,定向发送的信息,当仅需要传递通用信息时,仍可使用本方法生成仅包含通用信息的二维码供普通扫描设备扫描,保证了二维码通用性和易用性;
本发明生成的包含通用编码和校验编码的混合编码包含了4种数字,除了0和1外,还增加了其他两种数字(例如2、3)以生成除了白色(#FFFFFF)和黑色(#000000),以外的深灰色(#4f4f4f)浅灰色(#efefef)。普通扫描设备分别将深灰色和浅灰色识别成黑色和白色,仍能扫描出通用信息,保证了二维码的可用性;特定扫描设备能扫出白色、黑色、深灰色、浅灰色4种颜色,并能够根据运算解码成通用信息和校验信息两种信息,能够支撑通用扫描设备和定向专用扫描设备扫描识别,提高了定向二维码识别的兼容性。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,其特征在于,包括秘钥发放模块、定向二维码生成模块、混合编码模块、定向二维码验证模块;
秘钥发放模块,二维码生成方通过秘钥发放模块创建非对称加密的秘钥,保存私钥,并将公钥和约定好的混合编码运算方式发布给待接收方;
定向二维码生成模块,用于根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,根据原始信息生成原始编码,根据校验信息生成校验编码;其中校验编码是通过私钥加密后的编码;
混合编码模块,用于对原始编码和校验编码进行约定运算,生成包含若干种数字的定向混合编码,完成定向可信验证的二维码生成;其中运算方式提前由秘钥发放模块发送至待接收方;
定向二维码验证模块,用于定向接收方扫描验证二维码的有效性;
非定向接收方通过普通扫码软件扫描出原始信息。
2.根据权利要求1所述的一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,其特征在于,所述原始编码为0和1的组合。
3.根据权利要求2所述的一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,其特征在于,所述校验编码为0和1的组合。
4.根据权利要求3所述的一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,其特征在于,所述约定运算包括基于异或的约定运算。
5.根据权利要求4所述的一种支持定向可信验证的二维码生成及识别装置,其特征在于,所述生成包含若干种数字的定向混合编码,包括:
约定原始编码n和校验编码m的组合方式有以下4种:
m(0)^n(0)、m(0)^n(1)、m(1)^n(0)、m(1)^n(1);
定义m(0)^n(0)=0,m(0)^n(1)=1,m(1)^n(0)=2,m(1)^n(1)=3,经过约定运算得到包含0、1、2、3四种数字的定向混合编码。
6.基于权利要求1~5任一项装置的一种支持定向可信验证的二维码生成方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、根据发送方和接收方约定的非对称加密方式创建秘钥和混合编码的运算方式,秘钥发放模块保留私钥,并将生成的公钥和约定好的混合编码运算方式发送给待接收单位;
S2、定向二维码根据信息可公开程度将待生成二维码的信息分为原始信息和校验信息,通过定向二维码生成模块将原始信息生成原始编码n,原始编码n为0和1的组合;
S3、根据S1生成的私钥将校验信息进行私钥加密,通过定向二维码生成模块将加密后的校验信息生成校验编码m,校验编码m为0和1的组合;
S4、生成原始编码n和校验编码m后,使用约定好的混合编码运算方式将原始编码n和校验编码m进行运算混合,生成定向混合编码q,定向混合编码由0、1及另外两种数字组成;
S5、将定向混合编码q使用四种颜色进行图形化表示,定向混合编码生成完毕。
7.根据权利要求6所述的一种支持定向可信验证的二维码生成方法,其特征在于,所述将定向混合编码q使用四种颜色进行图形化表示,具体为:
0和1分别表示为通用QRCODE的白色和黑色,另外两种数字分别用深灰色和浅灰色表示。
8.基于权利要求1~5任一项装置的一种支持定向可信验证的二维码识别方法,其特征在于,定向接收方获取到定向混合编码后,使用包含定向二维码验证模块的扫描设备进行扫描,识别四种颜色:白色、黑色、深灰色和浅灰色,根据约定运算方法解码,得出原始编码和校验编码,根据接收到的公钥对校验编码解密,获得完整信息。
9.根据权利要求8所述的一种支持定向可信验证的二维码识别方法,其特征在于,定向接收方根据识别出的校验编码验证二维码的合法性,避免非定向发送的无关二维码的识别。
10.根据权利要求8所述的一种支持定向可信验证的二维码识别方法,其特征在于,非定向接收方使用普通扫描设备扫描时,能识别两种颜色,深灰色和浅灰色分别被识别为黑色和白色,获得原始信息,无法获得校验信息。
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