CN118228214A - 基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写、提取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写、提取方法及系统，属于信息安全的技术领域；本发明提出了一种基于贪吃蛇游戏的隐写方法，通过在游戏中设定特定食物的位置，用以传递ASCII编码的隐秘信息；这种方法在24*24的贪吃蛇游戏格网背景中选择有效的位置放置字符，利用人工智能模型控制贪吃蛇吃到设定位置的食物，避免人类操作误差，实现信息的隐藏与提取。相较于传统隐写术，该方法提高了信息传递的隐蔽性和容量，减少了被侦测的风险。通过人工智能游戏模型的预训练与控制，本发明既优化了信息嵌入的准确性，也提升了传递过程的稳定性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及信息安全的技术领域，更具体的，涉及基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写、提取方法及系统。
背景技术
随着技术的不断进步和网络的普及，网络安全逐渐成为大众关注的焦点。为了保护敏感数据的私密性，隐写术作为一种信息隐藏技术，在加密通讯领域中得到了广泛应用。传统的隐写术通常通过对数字媒体文件，如图像、音频或视频文件等，进行微小的修改来隐藏信息。这种做法依靠在载体中嵌入秘密信息，而不容易被直接察觉。
然而，现有的隐写术技术面临多个挑战和缺陷。首先，随着图像分析和机器学习技术的发展，传统隐写术方法中的微小修改可以通过先进的检测算法进行识别，这极大地降低了隐藏信息的安全性。其次，现有方法往往要求对原始载体文件进行直接修改，这可能在特定情境下触发版权或完整性的问题。此外，传统隐写技术在处理大量数据时容量受限，尤其是在图像和音频文件中，过多的信息会造成对载体文件的显著破坏，引起怀疑。
在现代网络环境中，利用数字媒体文件进行信息隐藏的方法也存在逐渐被检测和识别的风险。由于标准的隐写分析和统计检测手段的不断进步及其广泛可用性，使得传统的隐写方法难以抵抗专业的隐写分析工具。这些工具可有效识别信息隐藏的模式和异常，从而危及隐藏信息的保密性。
除此之外，传统隐写术在实施过程中还有可能因为载体文件的损坏或传输错误而导致嵌入的信息丢失或错误。同时，密钥的管理和分发也可能成为一个难题，因为不当的密钥管理容易导致信息的泄露。
综上所述，当前社会对隐私信息保护的需求以及现有技术在安全性、容量、稳健性方面的局限，催生了对于新型隐写术方法的需求。一个理想的信息隐藏技术应能够克服这些缺陷，实现更加安全、隐蔽且高容量的秘密信息传输。
发明内容
本发明为降低信息传递的暴露的可能性，增加可传递秘密信息的容量，而提供基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写、提取方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
第一方面，基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，包括以下步骤：
S1、读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
S2、建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取步骤S1中队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
S3、食物放置之后，使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
S4、重复步骤S2-S3，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
进一步，所述贪吃蛇游戏网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞。
进一步，所述贪吃蛇游戏的网格背景采用24*24网格布局，共有576个位置用于字符呈现；
其中，设定480个位置作为嵌入区用于放置对应ASCII码的食物，通过贪吃蛇消耗食物以逐字符呈现传递信息的内容；
预留96个位置作为缓存区，用于舒缓由贪吃蛇体型造成的信息阻塞。
进一步，所述秘密信息的结束位由特定的ASCII码标识，信息传输结束后游戏终止，或者转入正常游玩模式以隐蔽信息传输的实际结束点。
第二方面，基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写系统，包括：
信息读取与处理模块，用于读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
游戏网格生成模块，用于建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取所述队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
贪吃蛇模拟模块，用于使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
隐写控制模块，用于协调所述游戏网格生成模块和所述贪吃蛇模拟模块，使秘密信息的隐藏过程不间断地进行，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
第三方面，基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取方法，从通过贪吃蛇游戏食物分布编码的图像中提取隐藏信息，具体包括以下步骤：
R1、接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
R2、根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
R3、重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
R4、得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
进一步，所述贪吃蛇游戏的网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞；对于传入图片中含有食物位于所述缓冲区的游戏图片，自动跳过并不赋予序号，继续处理下一个游戏图片。
第四方面，基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取系统，包括：
接收模块，用于接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
序列化处理模块，用于根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
信息解码模块，用于重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
信息重构模块，用于在得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
进一步，所述信息提取系统还包括数据管理模块，用于管理信息提取系统中涉及的所有数据。
第五方面，一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的一个或多个计算机程序，一个或多个所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述的信息隐写方法，或者，前述的信息提取方法。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1、与传统隐写方法不同，本发明通过不同位置进行相应信息嵌入，攻击者则不会根据传输数据的底层内容异常来判断秘密信息，该方法大大提高了秘密信息传递的隐蔽性；
2、本发明使用人工智能模型来完成游戏，仅通过秘密信息来控制食物的位置，避免了因为人类游戏水平的不同而导致秘密信息传递不出去的后果，提高了信息传递的稳健性；
3、本发明简单易懂的游戏规则和信息转换规则让信息传输双方更方便合作以及信息传递，具有方便性的优点。
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，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，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他的附图。
图1为本发明的信息隐写方法的步骤示意图；
图2为本发明的信息提取方法的步骤示意图；
图3为本发明中的贪吃蛇游戏网格背景中的嵌入区和缓冲区的示意图；
图4为本发明中秘密信息读取与处理的原理示意图；
图5为本发明的信息隐藏过程的具体流程示意图；
图6为本发明的信息提取过程的具体流程示意图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图和具体较佳实施例对本发明的技术方案做进一步详细的描述。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，本发明提供技术方案：基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，包括以下步骤：
S1、读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
S2、建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取步骤S1中队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
S3、食物放置之后，使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
S4、重复步骤S2-S3，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
本实施例的技术方案实现了基于贪吃蛇游戏位置构造的隐写方法，致力于保障传递信息的安全性，并且提高单个含密对象所传递秘密信息的容量。
与传统隐写术修改图像数据内容不同，本实施例没有对任何所传递图像的数据进行修改，而是通过游戏图像中的位置来传递相应的信息。传递信息采用ASCII不仅增强了秘密信息的丰富性并且相对于二进制编码传递也减少了传递图像的数量增强隐蔽性。
实施例2：
在实施例1的基础上，参考图3，所述贪吃蛇游戏网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞。
进一步，所述贪吃蛇游戏的网格背景采用24*24网格布局，共有576个位置用于字符呈现；
其中，设定480个位置作为嵌入区用于放置对应ASCII码的食物，通过贪吃蛇消耗食物以逐字符呈现传递信息的内容；
预留96个位置作为缓存区，用于舒缓由贪吃蛇体型造成的信息阻塞。
进一步，所述秘密信息的结束位由特定的ASCII码标识，信息传输结束后游戏终止，或者转入正常游玩模式以隐蔽信息传输的实际结束点。
具体的，使用24*24的贪吃蛇游戏格网背景，这样有576个字符可以进行传递，选择ASCII从32到127总共96个字符进行秘密信息构造，将其中ASCII字符中127位(DEL)设置为结束位，这样每个字符可以构造5次，选取其中480个位置放置字符，总共480位，剩余96个空位可以放在游戏格网背景中，来避免因为贪吃蛇体型过大而遮蔽所有目标字母的情况，将96位空位叫做缓存区，通过缓存区可以舒缓贪吃蛇的体型阻塞，具体的含ASCII信息网格背景构造如图3所示，同时，为了防止人类游戏玩家考虑不周导致信息还没有嵌入就结束游戏的情况下，我们引进人工智能游戏模型来模拟进行游戏，只需要根据秘密信息控制食物的位置即可。
实施例3：
本发明提供技术方案：基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写系统，包括：
信息读取与处理模块，用于读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
游戏网格生成模块，用于建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取所述队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
贪吃蛇模拟模块，用于使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
隐写控制模块，用于协调所述游戏网格生成模块和所述贪吃蛇模拟模块，使秘密信息的隐藏过程不间断地进行，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
随着社会娱乐化的程度增加，网络电子游戏逐渐进入大部分人的生活中，贪吃蛇游戏作为一个传统的游戏一直在网络电子游戏中占据一席之位，使用贪吃蛇游戏进行信息传递不仅降低了信息传递的暴露的可能性，而且游戏较大的空间也增加了可传递秘密信息的容量。
实施例4：
如图2所示，本发明提供技术方案：基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取方法，从通过贪吃蛇游戏食物分布编码的图像中提取隐藏信息，具体包括以下步骤：
R1、接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
R2、根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
R3、重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
R4、得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
进一步，所述贪吃蛇游戏的网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞；对于传入图片中含有食物位于所述缓冲区的游戏图片，自动跳过并不赋予序号，继续处理下一个游戏图片。
具体的，通过读取传入的贪吃蛇游戏图像，通过每个事件段食物出现的位置，信息接受者就可以对照相应的ASCII信息网格以获取传输的信息，如果食物出现在缓存区，则不加以考虑，从游戏开始到游戏结束，读取食物出现的每一个位置而带来的信息并对其进行组合，来得到整段秘密信息。
实施例5：
本发明提供技术方案：基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取系统，包括：
接收模块，用于接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
序列化处理模块，用于根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
信息解码模块，用于重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
信息重构模块，用于在得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
进一步，所述信息提取系统还包括数据管理模块，用于管理信息提取系统中涉及的所有数据。
实施例6：
本发明提供技术方案：一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的一个或多个计算机程序，一个或多个所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述的信息隐写方法，或者，前述的信息提取方法。
工作原理：
本发明借助贪吃蛇游戏和强化学习贪吃蛇模型来进行秘密信息传递，首先需要通过强化学习方式预训练一个玩贪吃蛇游戏的模型，在此基础上对所要传递的信息进行隐藏和提取，具体分为信息隐藏和信息提取两个部分，下面将具体介绍两个部分的使用：
一、信息隐藏部分：
1、秘密信息读取与处理：读取用户需要加密的信息，将其储存在一个文本中，将其进行分解为单个的ASCII的格式，放入队列中单词读取。操作如图4所示。
2、游戏食物的放置：读取队列中第一个ASCII码，选取相对应的信息表格，游戏用会存在总共4个相对应的位置，如果扩大游戏的尺寸将存在更多的位置，本发明以4个位置为例，以公式1为根据来进行食物的放置，其中，i为游戏信息嵌入索引坐标，p为食物的放置，s为所需要隐藏的秘密信息，e为当前游戏的状态：
p＝f(s|e)(1)
首先观察游戏的状态，对于所有贪吃蛇所占有的地方，将他们的状态码设置为1，其他没有被占据的地方状态码设置为0，得到相应的ei，在相应的游戏状态下，根据特定的信息选取出符合嵌入条件的食物放置位置，随机概率选取其中之一来放置食物。具体信息隐藏过程如图5所示。
3、游戏模型进行游戏：食物放置之后，提前训练好的贪吃蛇游戏模型进行游戏吃到食物。
4、重复步骤2和步骤3：放置食物并且使游戏模型进行游戏。
5、缓冲区的使用：对于某些情况，可能会出现要进行嵌入的字符在4个位置上都被占用，那么就在缓冲区域随机进行食物放入。
二、信息提取部分：
1、信息接收程序接收对方传过来的图片群。
2、对于接受的图片群根据贪吃蛇的大小进行序号排列(蛇身体小的序号小)，整理出具有特定序号排列的图片群。
3、通过转换规则和特定序号食物的位置，程序可以得出单张图片所要传递的ASCII值以及其序号，重复此过程得到所有图片群所含有的ASCII值和相对应的序号。
4、根据所有ASCII值和相对应的序号，信息接收程序根据序号从小到大整理相应的ASCII值，得到完整的信息。具体信息提取过程如图6所示。
5、对于传入图像中含有食物位于缓冲区的游戏图像，程序将自动跳过并不赋予序号，继续下一个游戏图像处理。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
S2、建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取步骤S1中队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
S3、食物放置之后，使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
S4、重复步骤S2-S3，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
2.根据权利要求1所述的基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，其特征在于，所述贪吃蛇游戏网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞。
3.根据权利要求2所述的基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，其特征在于，所述贪吃蛇游戏的网格背景采用24*24网格布局，共有576个位置用于字符呈现；
其中，设定480个位置作为嵌入区用于放置对应ASCII码的食物，通过贪吃蛇消耗食物以逐字符呈现传递信息的内容；
预留96个位置作为缓存区，用于舒缓由贪吃蛇体型造成的信息阻塞。
4.根据权利要求1所述的基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写方法，其特征在于，所述秘密信息的结束位由特定的ASCII码标识，信息传输结束后游戏终止，或者转入正常游玩模式以隐蔽信息传输的实际结束点。
5.基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息隐写系统，其特征在于，包括：
信息读取与处理模块，用于读取所需传递的秘密信息，并将其存储在一个数据结构中，将所述秘密信息逐个字符转换为相应的ASCII码，并将所述ASCII码排列进一个队列；
游戏网格生成模块，用于建立贪吃蛇游戏的网格背景，并逐个读取所述队列中的ASCII码，选取游戏网格中的位置，在这些位置上生成食物以表示秘密信息中相对应的ASCII码；
贪吃蛇模拟模块，用于使用经过预训练的贪吃蛇游戏模型，模拟玩家操作贪吃蛇捕食时的行为，进行贪吃蛇游戏并吃到食物；
隐写控制模块，用于协调所述游戏网格生成模块和所述贪吃蛇模拟模块，使秘密信息的隐藏过程不间断地进行，直至所有秘密信息通过食物的放置和捕食得以隐藏。
6.基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取方法，其特征在于，从通过贪吃蛇游戏食物分布编码的图像中提取隐藏信息，具体包括以下步骤：
R1、接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
R2、根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
R3、重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
R4、得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
7.根据权利要求6所述的基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取方法，其特征在于，所述贪吃蛇游戏的网格背景包括嵌入区和缓冲区，所述嵌入区用于嵌入所述秘密信息，所述缓冲区用于舒缓贪吃蛇的体型阻塞；对于传入图片中含有食物位于所述缓冲区的游戏图片，自动跳过并不赋予序号，继续处理下一个游戏图片。
8.基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取系统，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收贪吃蛇游戏界面的图片群，所述图片群通过食物位置实现秘密信息的隐藏；
序列化处理模块，用于根据贪吃蛇的大小对接收到的图片群中的图片进行序号排列，整理出具有特定序号排列的图片群；
信息解码模块，用于重复通过转换规则和特定序号食物位置得出单张图片所要传递的ASCII值及其序号的过程，直至得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号；
信息重构模块，用于在得到所有图片含有的ASCII值和相对应的序号后，根据序号从小到大整理ASCII值，得到完整的信息。
9.根据权利要求8所述的基于贪吃蛇游戏中食物位置的信息提取系统，其特征在于，所述信息提取系统还包括数据管理模块，用于管理信息提取系统中涉及的所有数据。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有被所述至少一个处理器执行的一个或多个计算机程序，一个或多个所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-4中任一项所述的信息隐写方法，或者，如权利要求6-7中任一项所述的信息提取方法。
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