WO2022131965A1 - Method for encoding and decoding digital information in the form of a multidimensional nano-barcode - Google Patents

Method for encoding and decoding digital information in the form of a multidimensional nano-barcode Download PDF

Info

Publication number
WO2022131965A1
WO2022131965A1 PCT/RU2021/050416 RU2021050416W WO2022131965A1 WO 2022131965 A1 WO2022131965 A1 WO 2022131965A1 RU 2021050416 W RU2021050416 W RU 2021050416W WO 2022131965 A1 WO2022131965 A1 WO 2022131965A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
information
code
color
message
encryption
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050416
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович ПРЯХИН
Екатерина Владимировна ЛАРИОНОВА
Евгений Анатольевич ЗАХАРЕНКО
Валерий Витальевич РОМАНОВ
Галина Викторовна ОДИНЦОВА
Сергей Георгиевич ГОРНЫЙ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лазерный Центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2020141307A external-priority patent/RU2777708C2/en
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лазерный Центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лазерный Центр"
Publication of WO2022131965A1 publication Critical patent/WO2022131965A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction

Definitions

  • the present invention relates to a method for encoding/decoding and recording (representing) digital or physical data converted to digital form, as well as to the formation of optically readable multi-color codes, which are a family of binary-coded data layers, and forming placed on a two-dimensional matrix and forming, thus, a template for posting information.
  • Each multi-color code layer is a code representing binary-coded data placed on a two-dimensional matrix.
  • the generated family of layers which is a three-dimensional object, is processed by special compression or overlay algorithms, and a two-dimensional object is formed - a code containing many colored cells and located on a two-dimensional area - a matrix.
  • the present invention can find application in the field of marking products, increasing the information capacity of two-dimensional codes, identifying and applying, transferring and reading digital information of large volumes.
  • the currently used black and white barcode is very widely used to record digital information that is read by a device in a small space, such as a printed document.
  • a black and white barcode has significant drawbacks.
  • One problem is that it is difficult to record information that includes large amounts of data, such as wordy documents or small images.
  • a color barcode can record much more information than a black and white barcode, since a black and white barcode allows you to record information in binary form, while a color barcode using several colors (palette) can record information with using multivalued notation.
  • a known method of encoding a code image (RF patent No. 2251734 IPC G06K19/06037, priority date 05/03/2000, publication date 06/20/2004).
  • the method includes coding the data to represent it as a code, using a cell arrangement with different colors, shapes, or configurations. Its application allows to obtain a technical result in the form of providing the possibility of encoding more diverse and more voluminous information. This result is achieved due to the fact that the method includes the following steps: generating a code conversion table, setting the required data, encoding the required data, determining the parity area, and obtaining an image in the form of a physical or electronic code. Color code generating and decoding devices are also proposed.
  • a known method and device for encoding/decoding a physical or electronic code image (RF patent No. 2349957, IPC G06K 19/06, priority date 03/26/2005, publication date 03/20/2009).
  • a machine-readable medium with a mixed code recorded on it is proposed, which includes: an area of the first code image, which contains the first code image obtained by encoding the first information using color, shade, or a combination thereof, and an area of the second code image, which contains the second code image received by encoding the second information using color, hue, or a combination thereof.
  • the mixed code is obtained by adjusting the difference in color and brightness between the images of the first and second codes to a predetermined level and combining these images.
  • the first and second code pictures can be decoded by decoding interpretation information, construction information, error control information, and code direction information stored in the first and/or second code pictures.
  • decoding interpretation information construction information
  • error control information and code direction information stored in the first and/or second code pictures.
  • Such a patent suggests a method of protection against counterfeiting, but nevertheless, the main problem of reproducing the color shades of the code when using hardware remains, especially since the code itself is formed by adjusting the difference in color and brightness between the images of the first and second codes to a predetermined level and combining these images.
  • the code becomes unreadable.
  • a color barcode is formed by mapping colors onto a barcode structure.
  • the number of ways to express information can be increased by using a color barcode, such a color barcode is also a simple combination of colors in the barcode structure.
  • the proposed method makes it possible to detect errors, but algorithms for their correction are not proposed, or a list of references to the declared colors that can be used in the code is proposed.
  • the code conversion table which defines various colors, shades, shapes or configurations, or combinations thereof in accordance with recognizable characters, including numbers and symbols, allows such barcodes to be copied and forged with sufficient certainty. It is also necessary to note the dependence on hardware.
  • This invention makes it possible to form a three-dimensional image on the basis of an encoded two-dimensional image, however, the reproduction of such a two-dimensional object even on paper products without loss of quality is extremely difficult, in addition, encoding of other types of digital information is excluded.
  • the specified visible source image is converted during sampling into a single-color bitmap, and a multi-level three-dimensional effect is created using the input image composed of a background image.
  • This method does not allow entering significant amounts of information into the code, and also limits the use of the method only for printed products.
  • the key is formed using signals of a pseudo-random sequence and signals of external random influence, followed by automatic verification of the key for the absence of matches with the keys stored in the memory of the external device.
  • the key is stored in the memory of an external device adapted for connecting to a computer, decrypting information using a key in an external device, characterized in that the key is formed during the exchange of information between subscribers in an external device of one of the subscribers, it is encrypted with a system key previously recorded in the memory the system key of all devices of subscribers of the same series, and transmit the encrypted key to another subscriber, decrypt it at the other subscriber, while encrypting information is carried out using the key in the external devices of each of the subscribers.
  • the disadvantages of this method include the inability to implement the method in case of force majeure, such as a breakdown of the user's equipment or failure of equipment segments. Also, in this method, an escape sequence (key) is used, which is either shorter or corresponds to the length of the message and there is no exact estimate for the probability of imposing false information, thus increasing the likelihood of hacking or calculating a workaround to decrypt the protected information. Also, there is no embodiment in graphical machine readable form of a two-dimensional code.
  • a device for generating a two-dimensional color code includes a section of the original image object for output to the processing device; processing means having a code conversion portion for outputting two-dimensional color codes corresponding to color gradations separate from CMY colors in the original image data of one pixel, and a printing section for printing on a printed sheet.
  • - 2D color code recovery device reads the 2D color code in the reading section to output color gradations separately from CMY colors.
  • the Print section prints the reconstructed image data based on color gradations.
  • the method proposed in this patent makes it possible to generate a color barcode using three primary colors (yellow, cyan, magenta), to restore damaged information when scanning a code variant in grayscale.
  • the disadvantages of this method include the difficulty of recovering if the code is damaged (double scanning and additional printing will be required).
  • this method involves the location of the color matrix barcode only on paper.
  • the closest in terms of essential features to the proposed invention is a method for encoding and decoding digital information in the form of an ultra-compressed nanobar code (options), (RF patent No. 2656734, IPC G06K 9/18, priority date 12/27/2013, publication date 06/06/2018) , which is taken as a prototype.
  • the known invention relates to a method for converting (coding), decoding and recording digital information to form a matrix ultra-compressed two-dimensional code (nanobar code), as well as to optically readable two-dimensional codes representing binary-coded data placed on a two-dimensional matrix and thus forming , a template for posting information.
  • the method includes the following steps: receiving information to be encoded, encoding information using a code conversion table, forming an encoded data structure, encrypting, adding information for recovery, obtaining an image in the form of an electronic or physical code. After encoding the information, it is encrypted, compressed, and redundant information is added for recovery in case of loss.
  • Information is encrypted using cryptographic algorithms in two stages: at the first stage, encryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the second stage, encryption is performed at the bit level based on the AES symmetric bit encryption algorithm.
  • Information compression is carried out on the basis of methods of optimal codes, and the probability of occurrence of code words for each block of encoded information is calculated only for this block and recalculated for each block.
  • BCH codes Bose-Chowdhury-Hockwingham codes
  • neP P is the space of prime numbers.
  • the polynomial used is universal, both for the SubBytes operation and for the formation of redundant information.
  • a structure of encoded data is formed in the form of an ultra-compressed nanobar code in the form of a physical or electronic image of a two-dimensional code containing a background area, an area of orienting elements and a data area.
  • the orienting elements area contains a reference square with a frame and an empty field, alignment rectangles and a code border frame, the data area containing the code message is superimposed on the orienting elements area so that the elements of the areas do not overlap each other. Any inscription and / or image can be placed inside the reference square, and the dimensions of the reference square, frame and empty field can change in different directions.
  • the center of the reference square is located at the intersection of the symmetry axes of the alignment rectangles.
  • the main disadvantage of the proposed method is the limited amount of encoded information, as well as the irrational use of the useful area of the code, since the information is located on only one information layer.
  • the present invention is an improvement of the above method for encoding and protecting information, because does not provide for an increase in the volume of information being converted while maintaining the area of matrix formation, the use of only one layer for information recovery.
  • the main purpose of the proposed invention is to develop a method for compacting the encoded information and increasing the information capacity of the code by generating a multicolor matrix code - a colored nanobar code, using the transformation of a three-dimensional object into a two-dimensional one, which makes it possible to uniquely identify the object, present information in a highly compacted form.
  • the technical result of the proposed invention is to increase the information capacity of the code when encoding digital information in combination with an increase in the effective information capacity of the code.
  • a technical result is achieved by encoding digital information in the form of an ultracompressed code - a nanobar code, including receiving the information to be encoded, encoding information using a code conversion table and receiving a code message on an information carrier in the form of a physical or electronic code, in which, after encoding the information, it is carried out.
  • encryption, compression and addition of redundant information for recovery in case of its loss information encryption is carried out using cryptographic algorithms in two stages: at the first stage, encryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the second stage encryption is performed at the bit level based on the symmetric bit-wise AES encryption algorithm.
  • the number of shuffle rounds for encryption at the byte level is 1, the received sequence of the encrypted message is converted to hexadecimal number system and transmitted to the stage of the second bit encryption, for the first stage of encryption, a table of values of 256 by 256 characters or 256 tables by 256 positions is used, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, at the second stage of encryption (bit encryption) the number rounds of mixing is finite and equal to q, while the message P of length a symbols is divided into the nth number of blocks with a volume of m symbols in the block and encrypted with an algorithm containing q rounds of mixing, when encrypting at the bit level in all rounds of encryption, the cipher design is changed , namely, between the operations ShiftRows and MixColumns, the blocks are shifted while maintaining the mechanism for generating round keys and mixing stages, information is compressed based on the methods of optimal codes, and the probability of occurrence of code words for each block of encoded information
  • Any inscription and / or image can be placed inside the reference square, and the dimensions of the reference square, frame and empty field can change in different directions.
  • the center of the reference square is located at the intersection of the symmetry axes of the alignment rectangles, with the difference that the digital information after it is encoded is placed on several information layers, which are then summarized by color templates, taking into account the selected color conversion system.
  • Information including both dependent and independent information, is placed in a multidimensional nanobar code during encoding and encoded sequentially in parts for each layer. taking into account the selected color conversion system.
  • the encoded data structure is formed by summing the layers containing the encoded information according to color patterns, taking into account the selected color conversion system, the number of formed information layers is selected depending on the method physical or digital implementation of a multidimensional nanobar code, compression algorithms based on the graphic capabilities of color conversion systems determine the method of forming information layers, their order and the result of addition in the form of a multidimensional nanobar code, which is three-dimensional, displayed in two-dimensional space.
  • the alignment rectangles and areas of the orienting elements are colored in the primary colors of the generated color conversion system, the dominant colors are determined as reference color shades based on color tone clustering algorithms.
  • Decoding of digital information in the form of an ultra-compressed code including reading encoded data from the code, selecting useful information, decompressing, decrypting and decoding this information using a code conversion table, the lost information is restored using information recovery algorithms based on redundant information recorded during the formation of the code, information is decompressed based on optimal code methods based on the sum of the obtained probabilities at the compression stage with the calculation of the probabilities of the original code words, information is decrypted using the inverse cryptographic transformation function in two stages, at the first stage, decryption is performed at the bit level based on a symmetric bit encryption algorithm AES, in the second stage, decryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information.
  • the number of rounds of mixing is finite and equal to q, while the message P is long, and the characters are divided into the nth number of blocks of m characters per block and decrypted with an algorithm containing q rounds of mixing.
  • a table of values of 256 by 256 characters or 256 tables by 256 positions is used, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, the number of rounds of mixing during decryption at the byte level is 1, the received sequence of the encrypted message is converted to hexadecimal number system and is transferred to the stage of the second bit decryption with the difference that the decoding of the multidimensional nanobar code is carried out with the division of the two-dimensional matrix into encoded information layers with using color templates.
  • a multidimensional nanobar code visually representing a two-dimensional color matrix, is divided into contrasting layers according to a color pattern, taking into account the selected color conversion system, and each layer is decoded separately into its own information block, ensuring the preservation of independent or dependent information with its subsequent transformation into a single block.
  • the calibration mechanism indicates the range of averaging of color tones, which may differ when reading under different conditions (lighting, reading at an angle, etc.).
  • the applicant of the present invention has developed algorithms for clustering color shades and determining the dominant colors of the Nanobar code (NBC) field.
  • Color layers can be used in the following ways.
  • An image's palette is the set of colors used in an image. If the image is stored in the Red, Blue, Green (RGB) color system format, then each point of this set has three coordinates - Red, Green, Blue (red, green, blue); and if one more component is added - alpha channel or transparency (A), then in ARGB format (Alpha channel, Red, Blue, Green).
  • RGB Red, Blue, Green
  • a palette can be represented as a set of points in 3D for RGB or 4D for ARGB. Due to the presence of smooth transitions and halftones in the image, the dots will form "clouds" - the so-called clusters, where all the dots of one cluster have a color close to each other. Therefore, for points that are in one cluster, you can assign one average (one of the options) color, and thereby reduce the dimension of the set - palette.
  • the image can be stored in CMY (Cyan, Magenta, Yellow) or CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black) format. Thus, it is also possible to produce color clustering and identify many layers for recording information.
  • the information is encoded into a grayscale layer, and there are 255 such layers for one channel. Based on these layers, a full color image is recreated in the selected system. Reconstruction of a full-color image is performed by summing up layers acting as channels of a color image.
  • color coding system for displaying it on the screen.
  • 16-bit color coding allows you to divide the image into channels, each of which characterizes the proportion of red, green or blue colors. These colors form an electronic image.
  • a physical medium such as a printed design, to determine the number of layers, it is necessary to define or assign contrasting colors for unambiguous reading and decoding).
  • N 2'.
  • the digital version of the media when color coded in 24 bits, can have more than 16 million layers.
  • the color can take only two values - 0 (white) and 1 (black) (see Table 1).
  • the selected contrast colors generated by the color conversion system for Technical Titanium are shown in FIG. 1 - the first layer for the generated color conversion system, in FIG. 2 - the second layer for the formed color conversion system.
  • the generated code layers are converted into a structure of encoded data in the form of two-dimensional data arrays containing streaming information about the characteristics of a code cell or electronic images of two-dimensional codes containing background areas, orienting element areas and data areas, and the image of the orienting element areas and the data area are contrasting with respect to to the background area image.
  • the processing of the family of code layers and their transformation make it possible to form a multicolor code on a two-dimensional matrix containing a family of code layers.
  • the first option is to place related information on multidimensional code layers.
  • a color conversion system for coding For example, the RGB system. This system is decomposed into three layers - Red (red), Green (green), Blue (blue), therefore, it allows you to form three messages that are not related to each other in any way and place them on one two-dimensional matrix.
  • red Red
  • Green green
  • Blue blue
  • red, green or blue can only take two values - 0 (black) and 255 (white), i.e. match 1 (black) or 0 (white).
  • table. 2 shows the distribution by layers for primary colors that can be decomposed into layers with the specified condition (a layer can take only two values - 1 or 255).
  • each of the primary colors has a one-to-one correspondence with a certain combination of color channel values. Moreover, each of them takes on a value corresponding to black (1) or white (0) color of the NBK color nanobar code cell. The opposite action - the addition of channels will allow you to get one of the primary colors corresponding to these channels.
  • the encoded message will occupy an area of 96 cells (Fig. 3). Moreover, in this case, encryption and the addition of redundant information for recovery were not used.
  • the encoding result is a multidimensional color nanobarcode obtained using special compression algorithms based on the graphic capabilities of the selected color conversion system, where three independent messages are located on a two-dimensional matrix and occupy, respectively, three times less surface under the same encoding conditions.
  • the layers can be summed up in any order - the information will not be distorted or mixed up.
  • the appearance of the code will also change.
  • the encoded message is uniquely decomposed into layers containing independent information.
  • the second option is to place related information on multidimensional code layers.
  • the specified option for increasing the density of information recording uses digital color attributes as an information carrier, thereby increasing the capacity of the code cell due to the color itself.
  • a cell carries an information capacity and, depending on the number of colors used in the color system, the information capacity of a cell can range from 3 to 32 bits.
  • the option of using the coded message compression algorithm uses special compression algorithms based on the graphical capabilities of color conversion systems. There are two coding options:
  • Three bits correspond to three layers in the RGB system.
  • the presence of a bit, i.e. 1 corresponds to the maximum numerical value possible in a separate color channel - 255. Absence corresponds to - 0.
  • the first 3 bits will be 255.255.0, which corresponds to Yellow in the RGB system.
  • a cell with the color Yellow will contain 3 bits of information.
  • the entire message will be encoded in the RGB color system with an additional white color (in this case, white - includes the information 0.0.0, not 0 as in the binary code display).
  • white - includes the information 0.0.0, not 0 as in the binary code display.
  • Such coding using the entire color area of the RGB or CMYK color systems can reduce the area by 14.4 times without using standard compression algorithms.
  • table. 14 shows the sequential decoding of each cell - each cell contains three symbols (3 layers). Table 14. Message decoding When generating a nanobar code, it should be taken into account that the recommended sequence of actions is as follows:
  • Table 15 Comparison of the information capacity of a nanobar code and a three-dimensional nanobar code.
  • the advantage of the proposed options is the compaction of information, due to the location of a three-dimensional object on a two-dimensional matrix, in which the formed layers with dependent or independent information are summed up or by increasing the cell capacity without using additional information compression algorithms.
  • a colored nanobar code is a Z-D object and can contain both dependent and independent information on layers, the ability to restore information on each layer;

Abstract

The invention relates to a method for converting (encoding), decoding, recording and reading out digital information for forming a multidimensional matrix code (nano-barcode), the multidimensionality of which is formed by arranging a plurality of information layers onto a two-dimensional matrix, said information layers comprising both related and independent information, and constituting binary-coded data, and therefore forming a template for arranging information. The main goal of the invention is the development of a method for increasing the density of encodable and decodable digital information in the form of a multidimensional nano-barcode on a two-dimensional matrix by using specialised compression algorithms based on the graphics capabilities of colour conversion systems, and having a plurality of implementation variants. The technical result of the proposed invention consists in increasing the information capacity of a code when encoding digital information, together with increasing the effective information capacity of the code.

Description

СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ МНОГОМЕРНОГО НАНОБАР-КОДА METHOD FOR ENCODING AND DECODING DIGITAL INFORMATION AS A MULTIDIMENSIONAL NANOBAR CODE
Предлагаемое изобретение относится к способу кодирования/декодирования и записи (представления) цифровых или физических данных, преобразованных в цифровой вид, а также к формированию оптически считываемых многоцветных кодов, представляющих собой семейство слоев двоично-кодированных данных, и формирующие размещенные на двухмерной матрице и формирующие, таким образом, шаблон для размещения информации. Каждый слой многоцветного кода является кодом, представляющим двоично- кодированные данные, размещенные на двухмерной матрице. Сформированное семейство слоев, представляющее собой трехмерный объект, обрабатываются специальными алгоритмами сжатия или наложения, при этом формируется двухмерный объект - код, содержащий множество цветных ячеек и расположенный на двухмерной области - матрице. The present invention relates to a method for encoding/decoding and recording (representing) digital or physical data converted to digital form, as well as to the formation of optically readable multi-color codes, which are a family of binary-coded data layers, and forming placed on a two-dimensional matrix and forming, thus, a template for posting information. Each multi-color code layer is a code representing binary-coded data placed on a two-dimensional matrix. The generated family of layers, which is a three-dimensional object, is processed by special compression or overlay algorithms, and a two-dimensional object is formed - a code containing many colored cells and located on a two-dimensional area - a matrix.
Предлагаемое изобретение может найти применение в области маркирования изделий, повышения информационной емкости двухмерных кодов, идентификации и нанесении, передаче и считывании цифровой информации больших объемов. The present invention can find application in the field of marking products, increasing the information capacity of two-dimensional codes, identifying and applying, transferring and reading digital information of large volumes.
Использующийся в настоящее время черно-белый штрих-код очень широко используется для записи цифровой информации, которая считывается с помощью устройства на небольшом пространстве, например, на печатном документе. Однако такой черно-белый штрих-код имеет существенные недостатки. Одна из проблем состоит в том, что трудно записывать информацию, включающую большие объемы данных, таких как многословные документы или небольшие изображения. The currently used black and white barcode is very widely used to record digital information that is read by a device in a small space, such as a printed document. However, such a black and white barcode has significant drawbacks. One problem is that it is difficult to record information that includes large amounts of data, such as wordy documents or small images.
Для решения этой проблемы в последнее время предлагается использование цветных штрих-кодов. Цветной штрих-код может записывать гораздо больше информации, чем черно-белый штрих-код, так как черно-белый штрих-код позволяет записывать информацию в двоичном виде, тогда как цветной штрих-код с помощью нескольких цветов (палитры) может записывать информацию с использованием многозначной записи. To solve this problem, the use of color barcodes has recently been proposed. A color barcode can record much more information than a black and white barcode, since a black and white barcode allows you to record information in binary form, while a color barcode using several colors (palette) can record information with using multivalued notation.
Известны различные системы и устройства для защиты и передачи информации. Известен способ кодирования кодового изображения, (патент РФ №2251734 МПК G06K19/06037, дата приоритета 09.05.2000, дата публикации 20.06.2004). Способ включает кодирование данных с представлением их в виде кода, с использованием компоновки ячеек с различными цветами, формами или конфигурациями. Его применение позволяет получить технический результат в виде обеспечения возможности кодирования более разнообразной и более объемной информации. Этот результат достигается благодаря тому, что способ включает следующие действия: формирование таблицы преобразования кода, установку требуемых данных, кодирование требуемых данных, определение области контроля четности и получение изображения в виде физического или электронного кода. Предложены также устройства генерации и декодирования цветного кода. There are various systems and devices for protecting and transmitting information. A known method of encoding a code image, (RF patent No. 2251734 IPC G06K19/06037, priority date 05/09/2000, publication date 06/20/2004). The method includes coding the data to represent it as a code, using a cell arrangement with different colors, shapes, or configurations. Its application allows to obtain a technical result in the form of providing the possibility of encoding more diverse and more voluminous information. This result is achieved due to the fact that the method includes the following steps: generating a code conversion table, setting the required data, encoding the required data, determining the parity area, and obtaining an image in the form of a physical or electronic code. Color code generating and decoding devices are also proposed.
Известны патенты «Color Barcode Producing, Reading and/or Reproducing Method and Apparatus», (патент США №2008179407, МПК G06K 9/06, дата приоритета 28.06.2004, дата публикации 31.07.2008)., и «Color Barcode Producing Method and Apparatus, Color Barcode Reading Method and Apparatus and Color Barcode Reproducing Method and Apparatus», (патент США №2009194592, МПК G06K 9/06, дата приоритета 09.08.2004, дата публикации 06.08.2009)., позволяющие сформировать двухмерные цветные матричные штрих-коды. Предложенные цветные штрих-позволяют записать гораздо больший объем информации, чем двоичные матричные. Предложенные изобретения обеспечивают устройство и способ сохранения целостности цветовоспроизведения и цветопередачи штрих-кода. Указанное условие достигается путем составления таблиц ссылок цветной части цветного штрихкода, включая ссылки на цвет ячейки, таблиц палитр цветов, которые используются в виде данных цвета штрих-кода и для устройства и способа генерации, воспроизведения и чтения штрих-кода такого цвета. Known patents "Color Barcode Producing, Reading and/or Reproducing Method and Apparatus", (US patent No. 2008179407, IPC G06K 9/06, priority date 06/28/2004, publication date 07/31/2008), and "Color Barcode Producing Method and Apparatus, Color Barcode Reading Method and Apparatus and Color Barcode Reproducing Method and Apparatus ”, (US patent No. 2009194592, IPC G06K 9/06, priority date 08/09/2004, publication date 08/06/2009), allowing the formation of two-dimensional color matrix strokes codes. The proposed color strokes allow recording a much larger amount of information than binary matrix ones. The proposed inventions provide a device and method for maintaining the integrity of color reproduction and color rendering of a barcode. This condition is achieved by compiling reference tables of the color part of the color barcode, including cell color references, tables of color palettes that are used in the form of barcode color data and for the device and method for generating, reproducing and reading a barcode of that color.
Известен способ и устройство для кодирования/декодирования физического или электронного кодового изображения (патент РФ №2349957, МПК G06K 19/06, дата приоритета 26.03.2005, дата публикации 20.03.2009). Предложен машиночитаемый носитель с записанным на нем смешанным кодом, который включает: область первого кодового изображения, в которой содержится первое кодовое изображение, полученное путем кодирования первой информации, с использованием цвета, оттенка или их комбинации, и область второго кодового изображения, в которой содержится второе кодовое изображение, полученное путем кодирования второй информации, с использованием цвета, оттенка или их комбинации. Смешанный код получен путем регулирования разницы в цвете и яркости между изображениями первого и второго кодов до заданного уровня и комбинирования этих изображений. Первое и второе кодовые изображения можно декодировать путем декодирования информации интерпретации, информации построения, информации контроля над ошибками и информации направления кода, сохраненных в первом и/или втором кодовых изображениях. Такой патент предполагает способ защиты от подделок, но тем не менее, остается основная проблема воспроизведения цветовых оттенков кода при использовании аппаратных средств, тем более что сам код формируется путем регулирования разницы в цвете и яркости между изображениями первого и второго кодов до заданного уровня и комбинирования этих изображений. Кроме того, при повреждении любого из блоков интерпретации, построения, контроля над ошибками и информации направления, код становится нечитаемым. A known method and device for encoding/decoding a physical or electronic code image (RF patent No. 2349957, IPC G06K 19/06, priority date 03/26/2005, publication date 03/20/2009). A machine-readable medium with a mixed code recorded on it is proposed, which includes: an area of the first code image, which contains the first code image obtained by encoding the first information using color, shade, or a combination thereof, and an area of the second code image, which contains the second code image received by encoding the second information using color, hue, or a combination thereof. The mixed code is obtained by adjusting the difference in color and brightness between the images of the first and second codes to a predetermined level and combining these images. The first and second code pictures can be decoded by decoding interpretation information, construction information, error control information, and code direction information stored in the first and/or second code pictures. Such a patent suggests a method of protection against counterfeiting, but nevertheless, the main problem of reproducing the color shades of the code when using hardware remains, especially since the code itself is formed by adjusting the difference in color and brightness between the images of the first and second codes to a predetermined level and combining these images. In addition, if any of the interpretation, construction, error control, and direction information blocks are corrupted, the code becomes unreadable.
К недостаткам предложенных способов можно отнести следующее: несмотря на увеличение возможного объема кодированных данных нельзя в цветном коде разместить значительное количество информации. Цветной штрихкод формируют путем отображения цветов на структуру штрих-кода. Хотя при использовании цветного штрих-кода количество способов выражения информации может быть увеличено, такой цветной штрих-код также представляет собой простую комбинацию цветов в структуре штрих-кода. При считывании и декодировании предлагаемый способ позволяет обнаружить ошибки, но не предложены алгоритмы их исправления, либо предлагается список ссылок на заявленные цвета, которые могут быть использованы в коде. Кроме того, таблицы преобразования кода, в которой определены различные цвета, оттенки, формы или конфигурации, или их комбинации в соответствии с распознаваемыми знаками, включая цифры и символы позволяют с достаточной достоверностью копировать и подделывать такие штрих-коды. Также нужно отметить зависимость от аппаратных средств. The disadvantages of the proposed methods include the following: despite the increase in the possible volume of encoded data, it is impossible to place a significant amount of information in a color code. A color barcode is formed by mapping colors onto a barcode structure. Although the number of ways to express information can be increased by using a color barcode, such a color barcode is also a simple combination of colors in the barcode structure. When reading and decoding, the proposed method makes it possible to detect errors, but algorithms for their correction are not proposed, or a list of references to the declared colors that can be used in the code is proposed. In addition, the code conversion table, which defines various colors, shades, shapes or configurations, or combinations thereof in accordance with recognizable characters, including numbers and symbols, allows such barcodes to be copied and forged with sufficient certainty. It is also necessary to note the dependence on hardware.
С целью решения проблемы размещения большого объема информации на плоскости, в частности - размещения трехмерных объектов на плоскости существуют разработки многомерных кодов. Такие коды формируются с использованием систем расширенной реальности. Суть заключается в том, что по реперным точкам двухмерного изображения воссоздается трехмерное изображение, в том числе и цветное. з Например, известен трехмерный штрих-код (изобретен Компанией Content Idea), который составляют двадцать четыре слоя разных цветов, благодаря чему в нем можно хранить от 600 Кб до 1.8 Мб данных. Принцип работы организован следующим образом: штрих-код размещается в качестве рекламы на странице журнала. Пользователь подносит свое устройство считывания с установленным специальным ПО к метке, сканирует ее и видит на экране рекламный видеоролик. In order to solve the problem of placing a large amount of information on a plane, in particular, placing three-dimensional objects on a plane, there are developments of multidimensional codes. Such codes are formed using augmented reality systems. The bottom line is that a three-dimensional image, including a color image, is recreated using the reference points of a two-dimensional image. h For example, a 3D barcode (invented by Content Idea Company) is known, which consists of twenty-four layers of different colors, thanks to which it can store from 600 Kb to 1.8 Mb of data. The principle of operation is organized as follows: the barcode is placed as an advertisement on the magazine page. The user brings his reader with special software installed to the tag, scans it and sees an advertising video on the screen.
Для интерпретации трехмерной сцены в двухмерном штрих-коде необходимо использовать специализированные языки моделирования. Например, патент «Устройство и способ представления трехмерного объекта на основе изображений с глубиной» (патент РФ №2237283, МПК G06T 9/40, дата приоритета 27.11.2001 , дата публикации 27.09.2004) предлагает способ представления трехмерных объектов на основе изображений с глубиной. Его применение при визуализации трехмерного изображения позволяет получить технический результат в виде обеспечения компактности хранения информации об изображении, быстрой визуализации с высоким качеством выходного изображения. To interpret a 3D scene in a 2D barcode, specialized modeling languages must be used. For example, the patent "Device and method for representing a three-dimensional object based on images with depth" (RF patent No. 2237283, IPC G06T 9/40, priority date 11/27/2001, publication date 09/27/2004) offers a method for representing three-dimensional objects based on images with depth . Its use in the visualization of a three-dimensional image makes it possible to obtain a technical result in the form of compact storage of information about the image, fast visualization with a high quality of the output image.
Этот результат достигается благодаря тому, что способ включает в себя:This result is achieved due to the fact that the method includes:
-генерирование фрагмента информации о точке наблюдения, цветных изображений на основе информации о цвете, соответствующих точек пикселов, составляющих объект, изображений с глубиной, узлов изображений, состоящих из информации о точке наблюдения, цветного изображения и изображения с глубиной, соответствующих информации о точке наблюдения; - generating a piece of viewpoint information, color images based on color information, corresponding pixel points constituting an object, depth images, image nodes consisting of viewpoint information, a color image and a depth image corresponding to the viewpoint information;
- кодирование генерированных узлов изображений. - coding of generated image nodes.
Данное изобретение позволяет сформировать трехмерное изображение на основе кодированного двухмерного, однако воспроизведение такого двухмерного объекта даже на бумажной продукции без потери качества крайне затруднено, кроме того, исключается кодирование других видов цифровой информации. This invention makes it possible to form a three-dimensional image on the basis of an encoded two-dimensional image, however, the reproduction of such a two-dimensional object even on paper products without loss of quality is extremely difficult, in addition, encoding of other types of digital information is excluded.
Для полнофункционального действия идентифицирующих и защитных свойств штрих-кодов (двухмерной символики) различной конфигурации необходимо использовать методы защиты информации, предпочтительными являются методы с использованием криптографических алгоритмов. Такие способы предусматривают преобразование информации с использованием криптографических функций и алгоритмов. For the full-functional operation of the identifying and protective properties of barcodes (two-dimensional symbols) of various configurations, it is necessary to use information protection methods, methods using cryptographic algorithms are preferred. Such methods involve the transformation of information using cryptographic functions and algorithms.
Известен «Программно-реализуемый цифровой способ защиты от подделок и устройство для осуществления способа», (заявки РФ №98112241 , МПК G09C 5/00, дата приоритета 29.11.1995, дата публикации 20.06.2000). Предлагаемый способ, реализуемый с помощью программы в компьютерной системе, для создания в цифровой форме зашифрованного символа для защиты от подделок, вводимого в печатный материал, отличается тем, что включает этапы: Known "Software-implemented digital anti-counterfeiting method and a device for implementing the method", (applications of the Russian Federation No. 98112241, IPC G09C 5/00, priority date 11/29/1995, publication date 06/20/2000). The proposed method, implemented using a program in a computer system, to create in digital form an encrypted anti-counterfeiting symbol introduced into a printed material, is characterized in that it includes the steps:
- шифрования входного изображения, которое разделено на элементарные входные сегменты, - encryption of the input image, which is divided into elementary input segments,
- преобразования в растровую форму видимого исходного изображения в зависимости от числа указанных полученных зашифрованных элементарных выходных сегментов; - converting the visible source image into a raster form depending on the number of the indicated received encrypted elementary output segments;
- слияния указанного растрового видимого исходного изображения с указанными зашифрованными элементарными выходными сегментами таким образом, чтобы получаемое в результате кодированное выходное изображение было преобразовано с возможностью представления видимого изображения при сохранении внутренней структуры зашифрованного входного изображения; - merging the specified bitmap visible source image with the specified encrypted elementary output segments so that the resulting encoded output image is converted to represent the visible image while maintaining the internal structure of the encrypted input image;
- распечатки указанного кодированного выходного изображения с достаточной разрешающей способностью таким образом, чтобы средство декодирования могло быть использовано для выделения зашифрованного входного изображения. - printing said encoded output image with sufficient resolution so that the decoding means can be used to extract the encrypted input image.
При этом указанное видимое исходное изображение преобразуют при дискретизации в одноцветное побитовое изображение, а многоуровневый трехмерный эффект создают с использованием входного изображения, составленного из фонового рисунка. In this case, the specified visible source image is converted during sampling into a single-color bitmap, and a multi-level three-dimensional effect is created using the input image composed of a background image.
Такой способ не позволяет внести в код значительные объемы информации, а также ограничивает использование способа только для печатной продукции. This method does not allow entering significant amounts of information into the code, and also limits the use of the method only for printed products.
Другие известные методы защиты информации, как правило, не предполагают использования шаблона матрицы изображения, что исключает возможность машинного считывания и дешифрования закодированного сообщения. Other well-known information security methods, as a rule, do not involve the use of an image matrix template, which excludes the possibility of machine reading and decryption of the encoded message.
В способе защиты информации от несанкционированного доступа (патент РФ №2227318, МПК G06F 12/14, дата приоритета 18.06.2001 , дата публикации 20.04.2004). предложен способ защиты, основанный на формировании ключа, который хранят в памяти внешнего устройства, приспособленного для подсоединения к ЭВМ, дешифрировании информации с использованием ключа во внешнем устройстве, отличающийся тем, что формирование ключа осуществляют непосредственно во внешнем устройстве, при этом шифрование информации осуществляют с использованием ключа в этом же устройстве. In a method for protecting information from unauthorized access (RF patent No. 2227318, IPC G06F 12/14, priority date 06/18/2001, publication date 04/20/2004). proposed a method of protection based on the formation of a key, which is stored in the memory of an external device adapted for connection to a computer, decryption of information using a key in an external device, characterized in that the formation of the key is carried out directly in the external device, while the information is encrypted using a key in the same device.
Формирование ключа при этом осуществляют с использованием сигналов псевдослучайной последовательности и сигналов внешнего случайного воздействия с последующей автоматической проверкой ключа на отсутствие совпадений с ключами, хранящимися в памяти внешнего устройства. In this case, the key is formed using signals of a pseudo-random sequence and signals of external random influence, followed by automatic verification of the key for the absence of matches with the keys stored in the memory of the external device.
Ключ хранят в памяти внешнего устройства, приспособленного для подсоединения к ЭВМ, дешифрировании информации с использованием ключа во внешнем устройстве, отличающийся тем, что формирование ключа при обмене информацией между абонентами осуществляют во внешнем устройстве одного из абонентов, шифруют его системным ключом, предварительно записанным в память системного ключа всех устройств абонентов одной серии, и передают зашифрованный ключ другому абоненту, расшифровывают его у другого абонента, при этом шифрование информации осуществляют с использованием ключа во внешних устройствах каждого из абонентов. The key is stored in the memory of an external device adapted for connecting to a computer, decrypting information using a key in an external device, characterized in that the key is formed during the exchange of information between subscribers in an external device of one of the subscribers, it is encrypted with a system key previously recorded in the memory the system key of all devices of subscribers of the same series, and transmit the encrypted key to another subscriber, decrypt it at the other subscriber, while encrypting information is carried out using the key in the external devices of each of the subscribers.
К недостаткам указанного способа можно отнести отсутствие возможности реализации способа в случае форс-мажорных обстоятельств, таких, как поломка оборудования у пользователя или выход из строя сегментов оборудования. Также в указанном способе используется управляющая последовательность (ключ), которая или короче, или соответствует длине сообщения и отсутствует точная оценка для вероятности навязывания ложной информации, таким образом, повышается вероятность взлома или вычисление обходного пути для расшифровывания защищенной информации. Также, отсутствует вариант исполнения в графической машиносчитываемой форме двухмерного кода. The disadvantages of this method include the inability to implement the method in case of force majeure, such as a breakdown of the user's equipment or failure of equipment segments. Also, in this method, an escape sequence (key) is used, which is either shorter or corresponds to the length of the message and there is no exact estimate for the probability of imposing false information, thus increasing the likelihood of hacking or calculating a workaround to decrypt the protected information. Also, there is no embodiment in graphical machine readable form of a two-dimensional code.
Известна заявка “Two-dimensional colorcode, preparing and restoring method for the code and apparatus here for”, (заявка США №5992748 (А), МПК G06F 7/12, дата приоритета 1996-08-08, дата публикации 1999-11 -30). Способ предлагает: Known application "Two-dimensional colorcode, preparing and restoring method for the code and apparatus here for", (US application No. 5992748 (A), IPC G06F 7/12, priority date 1996-08-08, publication date 1999-11 - thirty). The method suggests:
- Устройство для формирования двумерного цветного кода: включает в себя секцию оригинального объекта изображения для вывода на устройство обработки; средство обработки, имеющей участок преобразования кода для вывода двумерных цветовых кодов, соответствующих градациям оттенков цвета отдельно от CMY цветов в оригинальных данных изображения одного пикселя и секцию печати для печати на печатном листе. - A device for generating a two-dimensional color code: includes a section of the original image object for output to the processing device; processing means having a code conversion portion for outputting two-dimensional color codes corresponding to color gradations separate from CMY colors in the original image data of one pixel, and a printing section for printing on a printed sheet.
-Устройство для восстановления двумерного цветного кода: считывает двумерный цветной код в секции считывания для вывода градаций оттенков цвета отдельно из CMY цветов. В разделе печать - печатается восстановленные данные изображения на основе градаций оттенков цвета. - 2D color code recovery device: reads the 2D color code in the reading section to output color gradations separately from CMY colors. The Print section prints the reconstructed image data based on color gradations.
Предложенный в этом патенте способ позволяет формировать цветной штрих-код с использованием трех основных цветов (желтый, голубой, пурпурный), восстанавливать поврежденную информацию при сканировании варианта кода в градациях серого. К недостаткам этого способа относится сложность восстановления при повреждении кода (потребуется двойное сканирование и дополнительная печать). Кроме того, такой способ предполагает расположение цветного матричного штрих-кода только на бумажных носителях. The method proposed in this patent makes it possible to generate a color barcode using three primary colors (yellow, cyan, magenta), to restore damaged information when scanning a code variant in grayscale. The disadvantages of this method include the difficulty of recovering if the code is damaged (double scanning and additional printing will be required). In addition, this method involves the location of the color matrix barcode only on paper.
Кроме того, существуют общие проблемы при использовании известных штрих-кодов. Основная проблема заключается в том, что даже в цветном штрихкоде не удается разместить достаточный объем информации для воспроизведения многостраничных документов, изображений звуковых, видео - и других медиа файлов. Другая проблема состоит в том, что цветной штрих-код не гарантирует собственную целостность и подлинность при печати и копирования за счет: In addition, there are general problems when using well-known barcodes. The main problem is that even in a color barcode it is not possible to place enough information to reproduce multipage documents, images, sound, video and other media files. Another problem is that a color barcode does not guarantee its own integrity and authenticity when printed and copied due to:
-различных систем управления цветом для различной аппаратуры, -неустойчивых цветовых характеристик самого печатающего устройства, -зависимость от цветопередачи и точности сканера, - different color management systems for different equipment, - unstable color characteristics of the printing device itself, - dependence on the color rendering and accuracy of the scanner,
-возможная временная деградация цвета на носителе. -Possible temporary color degradation on the media.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является Способ кодирования и декодирования цифровой информации в виде ультрасжатого нанобар-кода (варианты), (патент РФ №2656734, МПК G06K 9/18, дата приоритета 27.12.2013, дата публикации 06.06.2018), который принят за прототип. Известное изобретение относится к способу преобразования (кодирования), декодирования и записи цифровой информации для формирования матричного ультрасжатого двухмерного кода (нанобар-кода), а также к оптически считываемым двухмерным кодам, представляющим двоично-кодированные данные, размещенные на двухмерной матрице и формирующие, таким образом, шаблон для размещения информации. The closest in terms of essential features to the proposed invention is a method for encoding and decoding digital information in the form of an ultra-compressed nanobar code (options), (RF patent No. 2656734, IPC G06K 9/18, priority date 12/27/2013, publication date 06/06/2018) , which is taken as a prototype. The known invention relates to a method for converting (coding), decoding and recording digital information to form a matrix ultra-compressed two-dimensional code (nanobar code), as well as to optically readable two-dimensional codes representing binary-coded data placed on a two-dimensional matrix and thus forming , a template for posting information.
Способ включает следующие действия: прием подлежащей кодированию информации, кодирование информации с использованием таблицы кодового преобразования, формирование структуры закодированных данных, шифрование, добавление информации для восстановления, получение изображения в виде электронного или физического кода. После кодирования информации осуществляют ее шифрование, сжатие и добавление избыточной информации для восстановления в случае ее утраты. The method includes the following steps: receiving information to be encoded, encoding information using a code conversion table, forming an encoded data structure, encrypting, adding information for recovery, obtaining an image in the form of an electronic or physical code. After encoding the information, it is encrypted, compressed, and redundant information is added for recovery in case of loss.
Шифрование информации осуществляют с использованием криптографических алгоритмов в два этапа: на первом этапе шифрование проводят на уровне байтов с помощью полиалфавитного байтового шифра с различным значением сдвига для каждого байта информации, на втором этапе шифрование осуществляют на уровне битов на основе симметричного битового алгоритма шифрования AES. Information is encrypted using cryptographic algorithms in two stages: at the first stage, encryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the second stage, encryption is performed at the bit level based on the AES symmetric bit encryption algorithm.
Сжатие информации осуществляют на основе методов оптимальных кодов, причем вероятности встречаемости кодовых слов для каждого блока кодируемой информации рассчитывают только для этого блока и пересчитываются для каждого блока. Для обнаружения ошибок используется частный случай БХЧ -кодов (Коды Боуза - Чоудхури - Хоквингхема). Формирование избыточной информации происходит с использованием полинома хп+хп-1 +... +1 =0, где neP (Р - пространство простых чисел). В этом случае используемый полином является универсальным, как для операции SubBytes, так и для формирования избыточной информации. Information compression is carried out on the basis of methods of optimal codes, and the probability of occurrence of code words for each block of encoded information is calculated only for this block and recalculated for each block. To detect errors, a special case of BCH codes (Bose-Chowdhury-Hockwingham codes) is used. The formation of redundant information occurs using the polynomial xn+xn-1 +... +1 =0, where neP (P is the space of prime numbers). In this case, the polynomial used is universal, both for the SubBytes operation and for the formation of redundant information.
Для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных в виде ультрасжатого нанобар-кода в виде физического или электронного изображения двухмерного кода, содержащего область фона, область ориентирующих элементов и область данных. Область ориентирующих элементов содержит опорный квадрат с рамкой и пустым полем, выравнивающие прямоугольники и рамку границы кода, область данных, содержащую кодовое сообщение, наложена на область ориентирующих элементов таким образом, чтобы элементы областей не перекрывали друг друга. Внутри опорного квадрата может быть размещена любая надпись и/или изображение, причем размеры опорного квадрата, рамки и пустого поля могут изменяться в различную сторону. Центр опорного квадрата расположен на пересечении осей симметрии выравнивающих прямоугольников. Основным недостатком предлагаемого способа является ограниченность количества кодируемой информации, а так же нерациональное использование полезной площади кода, так как информация располагается только на одном информационном слое. To receive a code message, a structure of encoded data is formed in the form of an ultra-compressed nanobar code in the form of a physical or electronic image of a two-dimensional code containing a background area, an area of orienting elements and a data area. The orienting elements area contains a reference square with a frame and an empty field, alignment rectangles and a code border frame, the data area containing the code message is superimposed on the orienting elements area so that the elements of the areas do not overlap each other. Any inscription and / or image can be placed inside the reference square, and the dimensions of the reference square, frame and empty field can change in different directions. The center of the reference square is located at the intersection of the symmetry axes of the alignment rectangles. The main disadvantage of the proposed method is the limited amount of encoded information, as well as the irrational use of the useful area of the code, since the information is located on only one information layer.
Таким образом, информация может располагаться только на одном слое, при считывании используются алгоритмы обработки монохромного изображения. Предлагаемое изобретение является усовершенствованием вышеизложенного способа для кодирования и защиты информации, т.к. не предусматривает увеличение объемов преобразуемой информации при сохранении площади формирования матрицы, использование только одного слоя для восстановления информации. Thus, information can be located only on one layer; when reading, monochrome image processing algorithms are used. The present invention is an improvement of the above method for encoding and protecting information, because does not provide for an increase in the volume of information being converted while maintaining the area of matrix formation, the use of only one layer for information recovery.
Таким образом, основной целью предлагаемого изобретения является разработка способа уплотнения кодируемой информации и повышения информационной ёмкости кода, посредством формирования многоцветного матричного кода - цветного нанобар-кода, с использованием преобразования трехмерного объекта в двухмерный, позволяющего однозначно идентифицировать объект, представлять информацию в высокоуплотненном виде. Thus, the main purpose of the proposed invention is to develop a method for compacting the encoded information and increasing the information capacity of the code by generating a multicolor matrix code - a colored nanobar code, using the transformation of a three-dimensional object into a two-dimensional one, which makes it possible to uniquely identify the object, present information in a highly compacted form.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в, повышении информационной ёмкости кода при кодировании цифровой информации в сочетании с увеличением эффективной информационной емкости кода. The technical result of the proposed invention is to increase the information capacity of the code when encoding digital information in combination with an increase in the effective information capacity of the code.
Достигается технический результат путем кодированием цифровой информации в виде ультрасжатого кода - нанобар-кода, включающий прием подлежащей кодированию информации, кодирование информации с использованием таблицы кодового преобразования и получение кодового сообщения на носителе информации в виде физического или электронного кода, в котором после кодирования информации осуществляют ее шифрование, сжатие и добавление избыточной информации для восстановления в случае ее утраты, шифрование информации осуществляют с использованием криптографических алгоритмов в два этапа: на первом этапе шифрование проводят на уровне байтов с помощью полиалфавитного байтового шифра с различным значением сдвига для каждого байта информации, на втором этапе шифрование осуществляют на уровне битов на основе симметричного битового алгоритма шифрования AES. Количество раундов перемешивания при шифровании на уровне байтов равняется 1 , полученная последовательность зашифрованного сообщения переводится в 16-тиричную систему счисления и передается на этап второй битового шифрования, для первого этапа шифрования используется таблица значений 256 на 256 символов или 256 таблиц по 256 позиций, при этом количество полей таблицы соответствует количеству полей кодировочной таблицы ASCII, на втором этапе шифрования (битовом шифровании) количество раундов перемешивания является конечным и равно q, при этом сообщение Р длиной а символов разбивается на n-е количество блоков объемом m символов в блоке и шифруется с алгоритмом, содержащим q раундов перемешивания, при шифровании на битовом уровне на всех раундах шифрования осуществляют изменение дизайна шифра, а именно между операциями ShiftRows и MixColumns производят сдвиг блоков с сохранением механизма формирования раундовых ключей и этапов перемешивания, сжатие информации осуществляют на основе методов оптимальных кодов, причем вероятности встречаемости кодовых слов для каждого блока кодируемой информации рассчитывают только для этого блока и пересчитываются для каждого блока, для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных в виде ультрасжатого нанобаркода в виде физического или электронного изображения двухмерного кода, содержащего область фона, область выравнивающих прямоугольников и область данных, состоящую, по меньшей мере, из одного блока данных, причем, область ориентирующих элементов содержит опорный квадрат с рамкой и пустым полем, выравнивающие прямоугольники и рамку границы кода, область данных, содержащую кодовое сообщение, наложена на область ориентирующих элементов таким образом, чтобы элементы областей не перекрывали друг друга. Внутри опорного квадрата может быть размещена любая надпись и/или изображение, причем размеры опорного квадрата, рамки и пустого поля могут изменяться в различную сторону. Центр опорного квадрата расположен на пересечении осей симметрии выравнивающих прямоугольников с тем отличием, что цифровую информацию после ее кодирования размещают на нескольких информационных слоях, которые затем суммируются по цветовым шаблонам с учетом выбранной системы цветопреобразования. Информацию, в том числе как зависимую, так и независимую, при кодировании располагают в многомерном нанобар-коде и кодируют последовательно частями на каждый слой, для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных путем суммирования информационных слоев, содержащих закодированную информацию, по цветовым шаблонам с учетом выбранной системы цветопреобразования. Для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных путем суммирования слоев, содержащих закодированную информацию, по цветовым шаблонам с учетом выбранной системы цветопреобразования, количество формируемых информационных слоев выбирается в зависимости от способа физической или цифровой реализации многомерного нанобар-кода, алгоритмы сжатия на основе графических возможностей систем цветопреобразования определяют метод формирования информационных слоев, их порядок и результат сложения в виде многомерного нанобар-кода, который является при этом трехмерным, отображаемым на двухмерном пространстве. Для физического носителя кода выравнивающие прямоугольники и области ориентирующих элементов окрашены в основные цвета сформированной системы цветопреобразования, определение доминирующих цветов как опорных цветовых оттенков производят на основе алгоритмов кластеризации цветовых оттенков. A technical result is achieved by encoding digital information in the form of an ultracompressed code - a nanobar code, including receiving the information to be encoded, encoding information using a code conversion table and receiving a code message on an information carrier in the form of a physical or electronic code, in which, after encoding the information, it is carried out. encryption, compression and addition of redundant information for recovery in case of its loss, information encryption is carried out using cryptographic algorithms in two stages: at the first stage, encryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the second stage encryption is performed at the bit level based on the symmetric bit-wise AES encryption algorithm. The number of shuffle rounds for encryption at the byte level is 1, the received sequence of the encrypted message is converted to hexadecimal number system and transmitted to the stage of the second bit encryption, for the first stage of encryption, a table of values of 256 by 256 characters or 256 tables by 256 positions is used, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, at the second stage of encryption (bit encryption) the number rounds of mixing is finite and equal to q, while the message P of length a symbols is divided into the nth number of blocks with a volume of m symbols in the block and encrypted with an algorithm containing q rounds of mixing, when encrypting at the bit level in all rounds of encryption, the cipher design is changed , namely, between the operations ShiftRows and MixColumns, the blocks are shifted while maintaining the mechanism for generating round keys and mixing stages, information is compressed based on the methods of optimal codes, and the probability of occurrence of code words for each block of encoded information is calculated only for this block and recalculated for each block , to receive a code message, the encoded data structure is formed in the form of an ultra-compressed nanobarcode in the form of a physical or electronic image of a two-dimensional code containing a background area, an area of alignment rectangles and a data area consisting of at least one about the data block, moreover, the orienting elements area contains a reference square with a frame and an empty field, alignment rectangles and a code border frame, the data area containing the code message is superimposed on the orienting elements area so that the elements of the areas do not overlap each other. Any inscription and / or image can be placed inside the reference square, and the dimensions of the reference square, frame and empty field can change in different directions. The center of the reference square is located at the intersection of the symmetry axes of the alignment rectangles, with the difference that the digital information after it is encoded is placed on several information layers, which are then summarized by color templates, taking into account the selected color conversion system. Information, including both dependent and independent information, is placed in a multidimensional nanobar code during encoding and encoded sequentially in parts for each layer. taking into account the selected color conversion system. To obtain a code message, the encoded data structure is formed by summing the layers containing the encoded information according to color patterns, taking into account the selected color conversion system, the number of formed information layers is selected depending on the method physical or digital implementation of a multidimensional nanobar code, compression algorithms based on the graphic capabilities of color conversion systems determine the method of forming information layers, their order and the result of addition in the form of a multidimensional nanobar code, which is three-dimensional, displayed in two-dimensional space. For the physical code carrier, the alignment rectangles and areas of the orienting elements are colored in the primary colors of the generated color conversion system, the dominant colors are determined as reference color shades based on color tone clustering algorithms.
Декодирование цифровой информации в виде ультрасжатого кода, включающий считывание закодированных данных с кода, выбор полезной информации, декомпрессию, дешифрование и декодирование этой информации с использованием таблицы кодового преобразования, утраченную информацию восстанавливают с помощью алгоритмов восстановления информации на основе избыточной информации, записанной при формировании кода, декомпрессию информации осуществляют на основе методов оптимальных кодов на основе суммы полученных вероятностей на этапе компрессии с вычислением вероятностей исходных кодовых слов, дешифрование информации осуществляют с использованием обратной функции криптографического преобразования в два этапа, на первом этапе дешифрование осуществляют на уровне битов на основе симметричного битового алгоритма шифрования AES, на втором этапе дешифрование проводят на уровне байтов с помощью полиалфавитного байтового шифра с различным значением сдвига для каждого байта информации. На первом этапе дешифрования (битовом шифровании) количество раундов перемешивания является конечным и равно q, при этом сообщение Р длиной, а символов разбивается на n-е количество блоков объемом m символов в блоке и дешифруется с алгоритмом, содержащим q раундов перемешивания. Для второго этапа дешифрования используется таблица значений 256 на 256 символов или 256 таблиц по 256 позиций, при этом количество полей таблицы соответствует количеству полей кодировочной таблицы ASCII, количество раундов перемешивания при дешифровании на уровне байтов равняется 1 , полученная последовательность зашифрованного сообщения переводится в 16-тиричную систему счисления и передается на этап второй битового дешифрования с тем отличием, что декодирование многомерного нанобар-кода осуществляется с разделением двухмерной матрицы на закодированные информационные слои с использованием цветовых шаблонов. Многомерный нанобар-код, визуально представляющий собой цветную двухмерную матрицу, разделяют на контрастные слои по цветовому шаблону с учетом выбранной системы цветопреобразования, причем каждый слой декодируют отдельно в свой информационный блок, обеспечивая сохранность независимой или зависимой информации с последующим ее преобразованием в единый блок. Decoding of digital information in the form of an ultra-compressed code, including reading encoded data from the code, selecting useful information, decompressing, decrypting and decoding this information using a code conversion table, the lost information is restored using information recovery algorithms based on redundant information recorded during the formation of the code, information is decompressed based on optimal code methods based on the sum of the obtained probabilities at the compression stage with the calculation of the probabilities of the original code words, information is decrypted using the inverse cryptographic transformation function in two stages, at the first stage, decryption is performed at the bit level based on a symmetric bit encryption algorithm AES, in the second stage, decryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information. At the first stage of decryption (bit encryption), the number of rounds of mixing is finite and equal to q, while the message P is long, and the characters are divided into the nth number of blocks of m characters per block and decrypted with an algorithm containing q rounds of mixing. For the second stage of decryption, a table of values of 256 by 256 characters or 256 tables by 256 positions is used, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, the number of rounds of mixing during decryption at the byte level is 1, the received sequence of the encrypted message is converted to hexadecimal number system and is transferred to the stage of the second bit decryption with the difference that the decoding of the multidimensional nanobar code is carried out with the division of the two-dimensional matrix into encoded information layers with using color templates. A multidimensional nanobar code, visually representing a two-dimensional color matrix, is divided into contrasting layers according to a color pattern, taking into account the selected color conversion system, and each layer is decoded separately into its own information block, ensuring the preservation of independent or dependent information with its subsequent transformation into a single block.
Для решения задачи было необходимо определить, как хранить более одного бита информации на ячейку, что является стандартом для двухмерных, черно-белых штрих-кодов. To solve the problem, it was necessary to determine how to store more than one bit of information per cell, which is the standard for two-dimensional, black and white barcodes.
Используя ряды квадратных ячеек, окрашенных в различные цвета, можно повысить плотность кода. Кроме того, используя поле фона как дополнительные ячейки, можно сделать код многомерным. Using rows of square cells painted in different colors, you can increase the density of the code. In addition, by using the background field as additional cells, you can make the code multidimensional.
Чтобы гарантировать точное программное считывание цвета, необходимо сформировать палитру, содержащую эталон цветовых оттенков, которые можно использовать в коде, таким образом, сформировав механизм калибровки. Механизм калибровки указывает диапазон усреднения цветовых оттенков, которые могут различаться при считывании в разных условиях (освещение, считывание под углом и т.д.). To ensure accurate software reading of color, it is necessary to generate a palette containing a reference of color shades that can be used in the code, thus forming a calibration mechanism. The calibration mechanism indicates the range of averaging of color tones, which may differ when reading under different conditions (lighting, reading at an angle, etc.).
Заявителем предлагаемого изобретения разработаны алгоритмы кластеризации цветовых оттенков и определения доминирующих цветов поля Нанобар-кода (НБК). Цветовые слои можно использовать следующим образом. The applicant of the present invention has developed algorithms for clustering color shades and determining the dominant colors of the Nanobar code (NBC) field. Color layers can be used in the following ways.
Палитра изображения представляет собой множество цветов, используемых на изображении. Если изображение хранится в формате цветовой системы Red, Blue, Green (RGB), то каждая точка этого множества имеет три координаты - Red, Green, Blue (красный, зеленый, синий); а если добавляется еще одна компонента - альфа-канал или прозрачность (А), то в формате в формате ARGB (Альфа-канал, Red, Blue, Green). An image's palette is the set of colors used in an image. If the image is stored in the Red, Blue, Green (RGB) color system format, then each point of this set has three coordinates - Red, Green, Blue (red, green, blue); and if one more component is added - alpha channel or transparency (A), then in ARGB format (Alpha channel, Red, Blue, Green).
Палитру можно представить набором точек в трехмерном для RGB или четырехмерном для ARGB пространствах. За счет присутствия на изображении плавных переходов и полутонов цвета, точки будут образовывать «облака» — так называемые кластеры, где все точки одного кластера имеют близкий друг другу цвет. Поэтому, для точек, которые попали в один кластер, можно назначить один усредненный (один из вариантов) цвет, и уменьшить за счет этого размерность множества - палитры. С другой стороны, изображение можно хранить в формате CMY (цветовая система, содержащая Cyan, Magenta, Yellow) или CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black). Таким образом, тоже можно произвести кластеризацию цвета и выявить множество слоев для записи информации. A palette can be represented as a set of points in 3D for RGB or 4D for ARGB. Due to the presence of smooth transitions and halftones in the image, the dots will form "clouds" - the so-called clusters, where all the dots of one cluster have a color close to each other. Therefore, for points that are in one cluster, you can assign one average (one of the options) color, and thereby reduce the dimension of the set - palette. On the other hand, the image can be stored in CMY (Cyan, Magenta, Yellow) or CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black) format. Thus, it is also possible to produce color clustering and identify many layers for recording information.
Информация кодируется в слой градаций серого, причем таких слоев 255 для одного канала. На основе этих слоев воссоздается полноцветное изображение в выбранной системе. Восстановление полноцветного изображения производится суммированием слоев, выступающих как каналы цветного изображения. The information is encoded into a grayscale layer, and there are 255 such layers for one channel. Based on these layers, a full color image is recreated in the selected system. Reconstruction of a full-color image is performed by summing up layers acting as channels of a color image.
При этом, учитывать количество цветов, воспроизводимых на различных материалах при различных методах вывода (печать, лазерная гравировка, трансферный перенос и т.д.) или цифровом виде, можно следующим образом. At the same time, it is possible to take into account the number of colors reproduced on various materials with various output methods (printing, laser engraving, transfer transfer, etc.) or digital form, as follows.
Для цифрового пространства существует системы кодирования цвета, для вывода его на экран. Например, 16-битовое кодирование цвета позволяет разбить изображение на каналы, каждый из которых характеризует долю красного, зеленого или синего цветов. Из этих цветов составляется электронное изображение. В случае физического носителя, например распечатанного рисунка, для определения количества слоев, необходимо определить или назначить контрастные цвета для однозначного считывания и декодирования). For the digital space, there is a color coding system for displaying it on the screen. For example, 16-bit color coding allows you to divide the image into channels, each of which characterizes the proportion of red, green or blue colors. These colors form an electronic image. In the case of a physical medium, such as a printed design, to determine the number of layers, it is necessary to define or assign contrasting colors for unambiguous reading and decoding).
Пусть N - количество цветовых оттенков, i = глубина цветности, тогда количество слоев Y для цифрового НБК можно найти по следующей формуле: N = 2'. Let N be the number of hues, i = color depth, then the number of layers Y for a digital NBR can be found using the following formula: N = 2'.
1. при I = 4; Y=N = 24 = 16; 1. at I = 4; Y=N= 24 =16;
2. при i = 8; Y=N = 28 = 256; 2. for i = 8; Y=N= 28 =256;
3. при I = 16; Y=N = 216 = 65536; 3. at I = 16; Y=N= 216 =65536;
4. при i = 24; Y=N = 224 = 16777216; 4. for i = 24; Y=N=224= 16777216 ;
5. при I = 32; Y=N = 232 = 4294967296. 5. at I = 32; Y=N=232= 4294967296 .
Таким образом, цифровой вариант носителя при кодировании цвета в 24 бита, может иметь более 16 миллионов слоев. Thus, the digital version of the media, when color coded in 24 bits, can have more than 16 million layers.
В случае физического носителя, используя известные стабильно получаемые цвета, можно составить уникальную для используемого материала систему цветопреобразования, позволяющую кодировать дискретное количество слоев. In the case of a physical medium, using known stably obtained colors, it is possible to compose a color conversion system that is unique for the material used, allowing a discrete number of layers to be encoded.
Например. На техническом титане под воздействием лазерного излучения возможно получение однозначных 6 цветовых оттенков: белый, черный, желтый, голубой, синий, фиолетовый, в этом случае i=2. Значит, на этом материале можно создать двухслойное сообщение, а для опорных цветовых оттенков следует выбрать четыре основных цвета. Выберем контрастные белый, черный, желтый и синий. For example. On technical titanium under the influence of laser radiation, it is possible to obtain unambiguous 6 color shades: white, black, yellow, cyan, blue, violet, in this case i=2. This means that a two-layer message can be created on this material, and four primary colors should be selected for the reference color shades. Let's choose contrasting white, black, yellow and blue.
Для использования этой системы для формирования слоев цвет может принимать только два значения - 0 (белый) и 1 (черный) (см. табл1 ). To use this system to form layers, the color can take only two values - 0 (white) and 1 (black) (see Table 1).
Таблица 1 . Соответствие слоев и сформированной системы цветопреобразования
Figure imgf000016_0001
Table 1 . Correspondence of layers and the formed color conversion system
Figure imgf000016_0001
Выбранные контрастные цвета, сформированные системой цветопреобразования, для материала Технический титан показаны на фиг. 1 - первый слой для сформированной системы цветопреобразования, на фиг. 2 - второй слой для сформированной системы цветопреобразования. The selected contrast colors generated by the color conversion system for Technical Titanium are shown in FIG. 1 - the first layer for the generated color conversion system, in FIG. 2 - the second layer for the formed color conversion system.
Сформированные кодовые слои преобразуются в структуру закодированных данных в виде массивов двухмерных данных, содержащих потоковую информацию о характеристиках ячейки кода или электронных изображений двухмерных кодов, содержащих области фона, области ориентирующих элементов и области данных, причем изображение областей ориентирующих элементов и области данных являются контрастными по отношению к изображению области фона. Обработка семейства кодовых слоев и их преобразование позволяют сформировать на двухмерной матрице многоцветный код, содержащий семейство кодовых слоев. The generated code layers are converted into a structure of encoded data in the form of two-dimensional data arrays containing streaming information about the characteristics of a code cell or electronic images of two-dimensional codes containing background areas, orienting element areas and data areas, and the image of the orienting element areas and the data area are contrasting with respect to to the background area image. The processing of the family of code layers and their transformation make it possible to form a multicolor code on a two-dimensional matrix containing a family of code layers.
Первый вариант размещения связанной информации на слоях многомерного кода. Выберем систему цветопреобразования для кодирования. Например, систему RGB. Эта система раскладывается на три слоя - Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий), следовательно, позволяет сформировать три сообщения, никак не связанные друг с другом и разместить их на одной двухмерной матрице. В рассмотренном примере для наглядности будем считать, что слойThe first option is to place related information on multidimensional code layers. Let's choose a color conversion system for coding. For example, the RGB system. This system is decomposed into three layers - Red (red), Green (green), Blue (blue), therefore, it allows you to form three messages that are not related to each other in any way and place them on one two-dimensional matrix. In the considered example, for clarity, we will assume that the layer
(красный, зеленый или синий) может принимать только два значения - 0 (черный) и 255 (белый), т.е. соответствовать 1 (черный) или 0 (белый). (red, green or blue) can only take two values - 0 (black) and 255 (white), i.e. match 1 (black) or 0 (white).
Для кодирования может быть использовано соответствие 1 - белый, 0 - черный, на суть кодирования это не влияет. Таким образом, если взять красный цвет и выполнить разбиение на каналыFor encoding, correspondence 1 - white, 0 - black can be used, this does not affect the essence of encoding. Thus, if we take the red color and perform channelization
RGB с использованием стандартной функции, получим следующее распределение по каналам: 255, 0,0. RGB using the standard function, we get the following channel distribution: 255, 0.0.
В табл. 2 указано распределение по слоям для основных цветов, которые можно разложить на слои с указанным условием (слой может принимать только два значения - 1 или 255). In table. 2 shows the distribution by layers for primary colors that can be decomposed into layers with the specified condition (a layer can take only two values - 1 or 255).
Таблица 2. Распределение по слоям для основных цветов
Figure imgf000017_0001
Таким образом, каждый из основных цветов имеет однозначное соответствие определенному сочетанию значений цветовых каналов. Причем каждый из них принимает значение, соответствующее черному (1) или белому (0) цвету ячейки цветного нанобар-кода НБК. Обратное действие - сложение каналов позволит получить, соответствующий этим каналам один из основных цветов.
Table 2. Distribution by layers for primary colors
Figure imgf000017_0001
Thus, each of the primary colors has a one-to-one correspondence with a certain combination of color channel values. Moreover, each of them takes on a value corresponding to black (1) or white (0) color of the NBK color nanobar code cell. The opposite action - the addition of channels will allow you to get one of the primary colors corresponding to these channels.
В общем случае процесс кодирования информации выглядит следующим образом. Подготавливаются три независимых сообщения (см. табл 2). In general, the process of encoding information is as follows. Three independent messages are prepared (see Table 2).
Первое сообщение: First message:
Мама Mother
Второе сообщение: Second message:
Мыла Soaps
Третье сообщение: раму
Figure imgf000018_0001
Third post: frame
Figure imgf000018_0001
Таким образом, закодированное сообщение, будет занимать площадь в 96 ячеек (фиг. 3). Причем в этом случае не использовано шифрование и добавление избыточной информации для восстановления. Thus, the encoded message will occupy an area of 96 cells (Fig. 3). Moreover, in this case, encryption and the addition of redundant information for recovery were not used.
Преобразуем сообщение с использованием алгоритмов, обратных алгоритмам разложения цвета на слои с учетом табл. 4. We will transform the message using algorithms that are inverse to the algorithms for decomposing color into layers, taking into account Table. four.
Таблица 4. Цветовые слои системы RGB
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000019_0001
Table 4. Color layers of the RGB system
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000019_0001
Результат кодирования представлен на фиг.4 - Красный слой (слой, содержащий сообщение «Мама»), на фиг. 5 - Зеленый слой (слой, содержащий сообщение «Мыла»), на фиг. 6 - Синий слой (слой, содержащий сообщение «раму») The encoding result is shown in Fig.4 - Red layer (layer containing the message "Mother"), in Fig. 5 - Green layer (the layer containing the message "Soaps"), in FIG. 6 - Blue layer (the layer containing the message "frame")
Результат сложения слоев представлен табл. 5, где ячейка окрашена в соответствующий цвет, обозначенный цифрой (см. табл. 4), после сложения слоев. The result of adding the layers is presented in Table. 5, where the cell is colored in the corresponding color, indicated by a number (see Table 4), after the addition of the layers.
Таблица 5. Результат сложения слоев.
Figure imgf000019_0002
Table 5. The result of adding layers.
Figure imgf000019_0002
Результат кодирования представляет собой многомерный цветной нанобаркод, полученный с использованием специальных алгоритмов сжатия на основе графических возможностей выбранной системы цветопреобразования, где три независимых сообщения расположены на двухмерной матрице и занимают, соответственно в три раза меньше поверхности при тех же условиях кодирования. The encoding result is a multidimensional color nanobarcode obtained using special compression algorithms based on the graphic capabilities of the selected color conversion system, where three independent messages are located on a two-dimensional matrix and occupy, respectively, three times less surface under the same encoding conditions.
При разбиении на слои результата кодирования, получаем три слоя: Красный слой на фиг.4 (слой, содержащий сообщение «Мама»), Зеленый слой на фиг. 5 (слой, содержащий сообщение «Мыла»), Синий слой на фиг. 6 (слой, содержащий сообщение «Раму») Каждый слой декодируется в сообщения. When splitting the encoding result into layers, we get three layers: the Red layer in Fig. 4 (the layer containing the message "Mother"), the Green layer in Fig. 5 (layer containing the message "Soaps"), the blue layer in FIG. 6 (layer containing the message "Rama") Each layer is decoded into messages.
Первое сообщение: First message:
Мама Mother
Второе сообщение: Second message:
Мыла Soaps
Третье сообщение: Third message:
Раму Причем, порядок сообщений будет влиять только на цветовые значения конечного сообщения, что позволяет располагать слои с независимыми сообщениями в произвольном порядке. Ramu Moreover, the order of messages will only affect the color values of the final message, which allows you to arrange layers with independent messages in an arbitrary order.
Для кодировки в системе CMYK добавим к трем слоям четвертый с информацией «МаМа (фиг. 7). To encode in the CMYK system, let's add a fourth to the three layers with the information "MaMa" (Fig. 7).
Суммарное сообщение будет содержать следующие слои: The summary message will contain the following layers:
Желтый канал (слой, содержащий сообщение «Мама») - фиг .8 Yellow channel (layer containing the message "Mom") - Fig.8
Голубой канал (слой, содержащий сообщение «Мыла») - фиг .9 Blue channel (layer containing the message "Soap") - Fig.9
Пурпурный канал (слой, содержащий сообщение «раму») - фиг. 10 Magenta channel (layer containing the message "frame") - fig. ten
Черный канал (слой, содержащий сообщение «МаМа») - фиг 7. Black channel (layer containing the message "MaMa") - Fig 7.
Вид итогового закодированного сообщения представлен в табл. 7 (обозначения цветов указаны в табл. 6) The type of the final encoded message is presented in Table. 7 (colour designations are shown in Table 6)
Также, слои могут быть суммированы в произвольном порядке - информация не будет искажена или перемешена. При изменении порядка слоёв внешний вид кода также изменится. Also, the layers can be summed up in any order - the information will not be distorted or mixed up. When you change the order of the layers, the appearance of the code will also change.
Таблица 6. Обозначения цветов в суммированных слоев в системе CMYK
Figure imgf000020_0001
Table 6. Designations of colors in the stacked layers in the CMYK system
Figure imgf000020_0001
Таблица 7. Вид итогового закодированного сообщения
Figure imgf000020_0002
Table 7. Type of final encoded message
Figure imgf000020_0002
Также, закодированное сообщение однозначно раскладывается на слои, содержащие независимую информацию. Also, the encoded message is uniquely decomposed into layers containing independent information.
В данных примерах приведены результаты кодирования текстовой информации, но так же возможно кодировать и любую другую цифровую информацию. При этом, цвет кода не несет информацию о содержании информации, являясь индикатором многослойности кода. These examples show the results of encoding textual information, but it is also possible to encode any other digital information. At the same time, the color of the code does not carry information about the content of the information, being an indicator of the code's layering.
Второй вариант размещения связанной информации на слоях многомерного кода. The second option is to place related information on multidimensional code layers.
Указанный вариант повышения плотности записи информации использует цифровые атрибуты цвета, как носитель информации, тем самым увеличивая емкость ячейки кода за счет самого цвета. The specified option for increasing the density of information recording uses digital color attributes as an information carrier, thereby increasing the capacity of the code cell due to the color itself.
Таким образом, ячейка несет в себе информационную емкость и в зависимости от количества используемых цветов цветовой системы информационная емкость ячейки может колебаться в пределах от 3 до 32 бит. Thus, a cell carries an information capacity and, depending on the number of colors used in the color system, the information capacity of a cell can range from 3 to 32 bits.
Вариант использования алгоритма уплотнения кодированного сообщения использует специальные алгоритмы сжатия на основе графических возможностей систем цветопреобразования. Причем возможны два варианта кодирования: The option of using the coded message compression algorithm uses special compression algorithms based on the graphical capabilities of color conversion systems. There are two coding options:
1 ) Кодирование с использованием только базовых цветов цветовых систем RGB и CMYK, в данном случае возможно закодировать на одну цветовую ячейку 3 бита информации (3 слоя). 1) Encoding using only the basic colors of the RGB and CMYK color systems, in this case it is possible to encode 3 bits of information (3 layers) per color cell.
Закодируем сообщение и представим его в виде цветного кода (табл. 8). Let's encode the message and present it in the form of a color code (Table 8).
Таблица 8. Кодирование сообщения «Мама мыла раму.»
Figure imgf000021_0001
Table 8. Encoding of the message "Mom washed the frame."
Figure imgf000021_0001
Полное сообщение будет представлено в следующем виде: 1100110011110000111011001111101111101011111100001111001100100000001011 10 Разобьем последовательность на группы из трех бит: 110 011 001 111 000 011 101 100 111 110 111 110 101 111 110 000 111 100 110 010 000 000 101 110 The full message will be presented in the following format: Let's break the sequence into groups of three bits: 110 011 001 111 000 011 101 100 111 110 111 110 101 111 110 000 111 100 110 010 000 000 101 110
Три бита соответствуют трем слоям в системе RGB. Наличие бита, т.е. 1 соответствует максимальному числовому значению возможному в отдельном цветовом канале - 255. Отсутствие соответствует - 0. Присвоим каждой группе бит числовые значения согласно таблице 4. Three bits correspond to three layers in the RGB system. The presence of a bit, i.e. 1 corresponds to the maximum numerical value possible in a separate color channel - 255. Absence corresponds to - 0. Let's assign numerical values to each group of bits according to table 4.
Для первых 3 бит будут получены значения 255.255.0, которые соответствуют цвету Yellow в системе RGB. Ячейка с цветом Yellow будет содержать в себе 3 бита информации. The first 3 bits will be 255.255.0, which corresponds to Yellow in the RGB system. A cell with the color Yellow will contain 3 bits of information.
Все сообщение будет закодировано в цветовых системе RGB с дополнительным белым цветом (в данном случае белый цвет - включает в себя информацию 0.0.0, а не 0 как при бинарном отображении кода). Для полного сообщения сформируем наглядную таблицу цветовых слоев Red, Green, Blye и их суммы (см. табл.9). The entire message will be encoded in the RGB color system with an additional white color (in this case, white - includes the information 0.0.0, not 0 as in the binary code display). For a complete message, let's form a visual table of color layers Red, Green, Blye and their sums (see Table 9).
Таблица 9. Цветовые слои Red, Green, Blye и их сумма
Figure imgf000022_0001
Table 9. Red, Green, Blye color layers and their sum
Figure imgf000022_0001
Декодируем следующий код (табл. 10) Разложим цвет каждой ячейки по цветовым каналам табл. 4 We decode the following code (Table 10) Let's decompose the color of each cell into color channels in Table four
Таблица 10. Закодированное сообщение, разложенное на слои Red, Green, Blue.
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0005
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000023_0003
Figure imgf000023_0004
Table 10. Encoded message decomposed into Red, Green, Blue layers.
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0005
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000023_0003
Figure imgf000023_0004
Получим последовательность We get the sequence
110 011 111 111 000 011 101 000 111 000 100 110 010 110 110 010 001 000 001 100 001 011 100 000 111 010 111 100 111 000 011 101 110 011 111 111 000 011 101 000 111 000 100 110 010 110 110 010 001 000 001 100 001 011 100 000 111 010 111 100 111 000 011 101
111 001 000 100 000 110 000 101 101 100 011 110 010 111 000 001 111 001 000 100 000 110 000 101 101 100 011 110 010 111 000 001
101 101 111 101 000 111 010 101 101 000 000 101 101 111 101 000 111 010 101 101 000 000
Преобразуем полученную последовательность в восьмибитную. Let's convert the resulting sequence into an eight-bit one.
11001111 11110000 11101000 11100010 01100101 10110010 00100000 11000010 11100000 11101011 11001110 00011101 11100100 01000001 10000101 1011000111101111 11110000 11101000 11100010 01100101 10110010 00100000 11000010 11100000
11100101 11000001 10110111 11010001 11010101 10100000 11100101 11000001 10110111 11010001 11010101 10100000
Декодируя последовательность, получим исходный текст: «Привет Вам отDecoding the sequence, we get the original text: "Hello to you from
Виталика» (см. табл. 11) Таблица 11. Результат декодирования сообщения
Figure imgf000024_0001
Vitalik" (see table. 11) Table 11. Result of message decoding
Figure imgf000024_0001
В данных примерах приведены результаты кодирования текстовой информации, но так же возможно кодировать и любую другую цифровую информацию. Одна цветная ячейка при любой кодируемой информации будет иметь информационную емкость в 3 бита. Такой метод кодирования без дополнительного использования сжатия позволяет уменьшить объем кода пропорционально информационной емкости ячейки. In these examples, the results of encoding textual information are shown, but it is also possible to encode any other digital information. One color cell with any encoded information will have an information capacity of 3 bits. This coding method without additional use of compression makes it possible to reduce the amount of code in proportion to the information capacity of the cell.
2) Кодирование с использованием всего цветового пространства цветовых систем RGB и CMYK, в данном случае возможно закодировать на одну цветовую ячейку либо 24, либо 32 бита информации в зависимости от выбранной цветовой системы (24 или 32 слоя информации). 2) Encoding using the entire color space of the RGB and CMYK color systems, in this case it is possible to encode to one color cell is either 24 or 32 bits of information, depending on the selected color system (24 or 32 layers of information).
Закодируем сообщение и представим его в виде цветного кода «Мама мыла раму.»
Figure imgf000025_0001
Let's encode the message and present it in the form of a color code "Mom washed the frame."
Figure imgf000025_0001
11001100 11110000 11101100 - получаем координаты цвета в десятичной системе счисления: 204, 224, 236. 11001100 11110000 11101100 - get color coordinates in decimal number system: 204, 224, 236.
Визуальное представление каждого цветового слоя в системе RGB: Visual representation of each color layer in the RGB system:
1 -й цветовой канал 0.0.204 2-й цветовой канал 0.224.0 1st color channel 0.0.204 2nd color channel 0.224.0
3-й цветовой канал 0.0.236 3rd color channel 0.0.236
Суммируя - получаем ячейку с итоговым цветом с координатами RGBSumming up - we get a cell with the final color with RGB coordinates
204.224.236 - ячейка содержит информацию: «М», «а», «м» 204.224.236 - cell contains information: "M", "a", "m"
Остальная часть сообщения кодируется аналогично. Итоговый результат представлен в таблице 12. The rest of the message is encoded similarly. The final result is presented in table 12.
Таблица 12. Цветовые координаты ячеек закодированного сообщения «Мама мыла раму. »
Figure imgf000025_0002
Таким образом, можно сравнить эффективную площадь, занимаемую кодом при различных системах кодирования одного и того же сообщения - «Мама мыла раму.»’.
Table 12. Color coordinates of the cells of the encoded message “Mom washed the frame. »
Figure imgf000025_0002
Thus, it is possible to compare the effective area occupied by the code with different coding systems for the same message - "Mom washed the frame."'.
При черно-белом кодировании - 72 ячейки - фиг.11 With black and white coding - 72 cells - Fig.11
При кодировании в системах RGB или CMYK с использованием только базовых цветов - 24 ячейки - фиг. 12, номера ячеек составлены в соответствии с табл. 4
Figure imgf000026_0001
When encoding in RGB or CMYK systems using only basic colors - 24 cells - fig. 12, cell numbers are compiled in accordance with table. four
Figure imgf000026_0001
При кодировании в системах RGB или CMYK с использованием всей цветовой области цветов - 5 ячеек (см. табл.12). When encoding in RGB or CMYK systems using the entire color range of colors - 5 cells (see Table 12).
Такое кодирование с использованием всей области цветов цветовых систем RGB или CMYK позволяет сократить площадь в 14,4 раза без использования стандартных алгоритмов сжатия. Such coding using the entire color area of the RGB or CMYK color systems can reduce the area by 14.4 times without using standard compression algorithms.
Декодируем сообщение, закодированное в цветовой системе RGB с использованием всей цветовой области системы (см. табл. 13). We decode the message encoded in the RGB color system using the entire color area of the system (see Table 13).
Таблица 13. Закодированное сообщение в системе RGB использованием всего цветового пространства
Figure imgf000026_0002
Table 13. Encoded message in the RGB system using the entire color space
Figure imgf000026_0002
В табл. 14 показано последовательное декодирование каждой ячейки - в каждой ячейке содержится три символа (3 слоя). Таблица 14. Декодирование сообщения
Figure imgf000027_0001
При формировании нанобар-кода следует учитывать, что рекомендуемая последовательность действий, следующая:
In table. 14 shows the sequential decoding of each cell - each cell contains three symbols (3 layers). Table 14. Message decoding
Figure imgf000027_0001
When generating a nanobar code, it should be taken into account that the recommended sequence of actions is as follows:
• Выбор или формирование цветовой системы; • Choice or formation of a color system;
• Кодирование и перевод информации в бинарный вид для каждого слоя; • Добавление избыточной информации для восстановления утраченных данных; • Coding and translation of information into binary form for each layer; • Adding redundant information to recover lost data;
• Формирование слоев с зависимой или независимой информацией;• Formation of layers with dependent or independent information;
• Сложение слоев; • Addition of layers;
• Расположение на двумерной матрице кода. • Location on a two-dimensional code matrix.
Преимущества предлагаемого цветного нанобар-кода: Advantages of the proposed color nanobar code:
Методы сжатия и наложения информации позволяют значительно уплотнить код, а также повысить его информационную емкость за счет сложения слоев. При сравнении двухмерного кода с трехмерным, расположенным на двухмерной матрице, для цветного нанобар-кода в области полезной информации преимущество очевидно (см. табл.15). Methods of compression and overlay of information can significantly condense the code, as well as increase its information capacity by adding layers. When comparing a two-dimensional code with a three-dimensional one located on a two-dimensional matrix, the advantage for a colored nanobar code in the field of useful information is obvious (see Table 15).
Таблица 15. Сравнение информационной емкости нанобар-кода и трехмерного нанобар-кода.
Figure imgf000028_0001
Table 15. Comparison of the information capacity of a nanobar code and a three-dimensional nanobar code.
Figure imgf000028_0001
Преимуществом предлагаемых вариантов является уплотнение информации, за счет расположения трехмерного объекта на двухмерной матрице, при котором суммируются сформированные слои с зависимой или независимой информацией или за счет повышения емкости ячейки без использования дополнительных алгоритмов сжатия информации. The advantage of the proposed options is the compaction of information, due to the location of a three-dimensional object on a two-dimensional matrix, in which the formed layers with dependent or independent information are summed up or by increasing the cell capacity without using additional information compression algorithms.
Основные достоинства предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом: многократное увеличение (минимум в 3 раза для цифровой версии) компактности кода; цветной нанобар-код является З-Д объектом и может содержать как зависимую, так и независимую информацию на слоях, возможность восстанавливать информацию на каждом слое; The main advantages of the proposed invention, in comparison with the prototype: multiple increase (at least 3 times for the digital version) the compactness of the code; a colored nanobar code is a Z-D object and can contain both dependent and independent information on layers, the ability to restore information on each layer;
Кроме того, имеется возможность восстановления данных, имеются цветовые элементы в структуре кода для распознавания кодирующей цветовой системы и разложения на слои и декодирования информации в соответствии с ней. Уплотнение информации в матрице кода за счет сложения слоев кода и повышения информационной емкости кода происходит с возможностью нанесения на любую поверхность. In addition, there is the possibility of data recovery, there are color elements in the code structure for recognizing the coding color system and decomposing into layers and decoding information in accordance with it. Compaction of information in the code matrix by adding code layers and increasing the information capacity of the code occurs with the possibility of application to any surface.

Claims

Формула изобретения Claim
1 . Способ кодирования цифровой информации в виде ультрасжатого кода - нанобар-кода, включающий прием подлежащей кодированию информации, кодирование информации с использованием таблицы кодового преобразования и получение кодового сообщения на носителе информации в виде физического или электронного кода, в котором после кодирования информации осуществляют ее шифрование, сжатие и добавление избыточной информации для восстановления в случае ее утраты, шифрование информации осуществляют с использованием криптографических алгоритмов в два этапа: на первом этапе шифрование проводят на уровне байтов с помощью полиалфавитного байтового шифра с различным значением сдвига для каждого байта информации, на втором этапе шифрование осуществляют на уровне битов на основе симметричного битового алгоритма шифрования AES, с количеством раундов перемешивания при шифровании на уровне байтов равном 1 , полученная последовательность зашифрованного сообщения переводится в 16-тиричную систему счисления и передается на этап второй битового шифрования, для первого этапа шифрования используется таблица значений 256 на 256 символов или 256 таблиц по 256 позиций, при этом количество полей таблицы соответствует количеству полей кодировочной таблицы ASCII, на втором этапе шифрования - битовом шифровании количество раундов перемешивания является конечным и равно q, при этом сообщение Р длиной а символов разбивается на n-е количество блоков объемом m символов в блоке и шифруется с алгоритмом, содержащим q раундов перемешивания, при шифровании на битовом уровне на всех раундах шифрования осуществляют изменение дизайна шифра, а именно между операциями сдвига данных алгоритма шифрования AES (ShiftRows) и перемешивания данных алгоритма шифрования AES (MixColumns) производят сдвиг блоков с сохранением механизма формирования раундовых ключей и этапов перемешивания, сжатие информации осуществляют на основе методов оптимальных кодов, причем вероятности встречаемости кодовых слов для каждого блока кодируемой информации рассчитывают только для этого блока и пересчитываются для каждого блока, для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных в виде ультрасжатого нанобаркода в виде физического или электронного изображения двухмерного кода, содержащего область фона, область выравнивающих прямоугольников и область данных, состоящую, по меньшей мере, из одного блока данных, причем, область ориентирующих элементов содержит опорный квадрат с рамкой и пустым полем, выравнивающие прямоугольники и рамку границы кода, область данных, содержащую кодовое сообщение, наложена на область ориентирующих элементов таким образом, чтобы элементы областей не перекрывали друг друга, внутри опорного квадрата может быть размещена надпись и/или изображение, причем размеры опорного квадрата, рамки и пустого поля могут изменяться, центр опорного квадрата расположен на пересечении осей симметрии выравнивающих прямоугольников, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что цифровую информацию после ее кодирования размещают на нескольких информационных слоях, которые затем суммируются по цветовым шаблонам с учетом выбранной системы цветопреобразования, информацию, в том числе как зависимую, так и независимую, при кодировании располагают в многомерном нанобар-коде и кодируют последовательно частями на каждый слой, для получения кодового сообщения осуществляют формирование структуры закодированных данных путем суммирования информационных слоев, содержащих закодированную информацию, по цветовым шаблонам с учетом выбранной системы цветопреобразования. one . A method for encoding digital information in the form of an ultra-compressed code - a nanobar code, including receiving the information to be encoded, encoding information using a code conversion table and receiving a code message on an information carrier in the form of a physical or electronic code, in which, after encoding the information, it is encrypted, compressed and adding redundant information for recovery in case of its loss, information encryption is carried out using cryptographic algorithms in two stages: at the first stage, encryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the second stage, encryption is carried out at bit level based on the AES symmetric bit encryption algorithm, with the number of shuffling rounds in byte-level encryption equal to 1 , the received encrypted message sequence is converted to hexadecimal number system and transmitted going to the stage of the second bit encryption, for the first stage of encryption, a table of values of 256 by 256 characters or 256 tables by 256 positions is used, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, at the second stage of encryption - bit encryption, the number of rounds of mixing is finite and is equal to q, while the message P of length a symbols is divided into the n-th number of blocks with a volume of m symbols in the block and encrypted with an algorithm containing q rounds of mixing, when encrypting at the bit level in all rounds of encryption, the cipher design is changed, namely between operations data shift of the AES encryption algorithm (ShiftRows) and data mixing of the AES encryption algorithm (MixColumns) the blocks are shifted while maintaining the mechanism for generating round keys and mixing stages, information compression is carried out based on the methods of optimal codes, and the probability of occurrence of code words for each block of the encoded information formations are calculated only for this block and recalculated for each block, to obtain a code message, the encoded data structure is formed in the form of an ultra-compressed nanobarcode in the form of a physical or electronic image of a two-dimensional code containing a background area, an area of alignment rectangles and a data area consisting of at least , from one data block, moreover, the orienting elements area contains a reference square with a frame and an empty field, alignment rectangles and a code border frame, the data area containing the code message is superimposed on the orienting elements area so that the elements of the regions do not overlap each other, inside the reference square an inscription and / or image can be placed, and the dimensions of the reference square, frame and empty field can be changed, the center of the reference square is located at the intersection of the symmetry axes of the alignment rectangles, differing in that the digital information after its coding is placed on several information layers, which are then summarized by color patterns, taking into account the selected color conversion system, information, including both dependent and independent, is placed in a multidimensional nanobar code during encoding and encoded sequentially in parts for each layer, to obtain code message carry out the formation of the structure encoded data by summing information layers containing encoded information by color templates, taking into account the selected color conversion system.
2. Способ по п.1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество формируемых информационных слоев выбирается в зависимости от способа физической или цифровой реализации многомерного нанобар-кода, алгоритмы сжатия на основе графических возможностей систем цветопреобразования определяют метод формирования информационных слоев, их порядок и результат сложения в виде многомерного нанобар-кода, который является при этом трехмерным, отображаемым на двухмерном пространстве 2. The method according to claim 1, characterized in that the number of formed information layers is selected depending on the method of physical or digital implementation of the multidimensional nanobar code, compression algorithms based on the graphical capabilities of color conversion systems determine the method of forming information layers, their order and the result of addition in the form of a multidimensional nanobar code, which is three-dimensional, displayed on a two-dimensional space
3. Способ, по п.1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для физического носителя кода выравнивающие прямоугольники и области ориентирующих элементов окрашены в основные цвета сформированной системы цветопреобразования, определение доминирующих цветов как опорных цветовых оттенков производят на основе алгоритмов кластеризации цветовых оттенков. 3. The method according to claim 1, characterized in that for the physical code carrier, the alignment rectangles and areas of orienting elements are colored in the primary colors of the formed color conversion system, the dominant colors are determined as reference color shades based on color clustering algorithms.
4. Способ декодирования цифровой информации в виде ультрасжатого кода, включающий считывание закодированных данных с кода, выбор полезной информации, декомпрессию, дешифрование и декодирование этой информации с использованием таблицы кодового преобразования, утраченную информацию восстанавливают с помощью алгоритмов восстановления информации на основе избыточной информации, записанной при формировании кода, декомпрессию информации осуществляют на основе методов оптимальных кодов на основе суммы полученных вероятностей на этапе компрессии с вычислением вероятностей исходных кодовых слов, дешифрование информации осуществляют с использованием обратной функции криптографического преобразования в два этапа, на первом этапе дешифрование осуществляют на уровне битов на основе симметричного битового алгоритма шифрования AES, на втором этапе дешифрование проводят на уровне байтов с помощью полиалфавитного байтового шифра с различным значением сдвига для каждого байта информации, на первом этапе дешифрования - битовом шифровании количество раундов перемешивания является конечным и равно q, при этом сообщение Р длиной а символов разбивается на n-е количество блоков объемом m символов в блоке и дешифруется с алгоритмом, содержащим q раундов перемешивания, для второго этапа дешифрования используется таблица значений 256 на 256 символов или 256 таблиц по 256 позиций, при этом количество полей таблицы соответствует количеству полей кодировочной таблицы ASCII, количество раундов перемешивания при дешифровании на уровне байтов равняется 1 , полученная последовательность зашифрованного сообщения переводится в 16 - тиричную систему счисления и передается на этап второй битового дешифрования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что декодирование многомерного нанобар-кода осуществляется с разделением двухмерной матрицы на закодированные информационные слои с использованием цветовых шаблонов, многомерный нанобар-код, визуально представляющий собой цветную двухмерную матрицу, разделяют на контрастные слои по цветовому шаблону с учетом выбранной системы цветопреобразования, причем каждый слой декодируют отдельно в свой информационный блок, обеспечивая сохранность независимой или зависимой информации с последующим ее преобразованием в единый блок. 4. A method for decoding digital information in the form of an ultra-compressed code, including reading encoded data from the code, selecting useful information, decompressing, decrypting and decoding this information using a code conversion table, the lost information is restored using information recovery algorithms based on redundant information recorded during the formation of the code, decompression of information is carried out on the basis of methods of optimal codes based on the sum of the obtained probabilities at the compression stage with the calculation of the probabilities of the original code words, decryption of information is carried out using the inverse cryptographic transformation function in two stages, at the first stage, decryption is carried out at bit level based on a symmetric bit encryption algorithm AES, at the second stage, decryption is carried out at the byte level using a polyalphabetic byte cipher with a different shift value for each byte of information, at the first stage of decryption - bit encryption, the number of rounds of mixing is finite and equal to q, while a message P of length a characters is divided into n blocks of m characters per block and decrypted with an algorithm containing q rounds of mixing, for the second stage of decryption, a table of values of 256 by 256 characters or 256 tons is used tables of 256 positions, while the number of table fields corresponds to the number of fields of the ASCII encoding table, the number of rounds of mixing during decryption at the byte level is 1, the received sequence of the encrypted message is converted to a 16-decimal number system and transmitted to the stage of the second bit decryption, from l and due to the fact that the decoding of the multidimensional nanobar code is carried out with the division of the two-dimensional matrix into encoded information layers using color templates, the multidimensional nanobar code, visually representing a color two-dimensional matrix, is divided into contrast layers according to the color template taking into account the selected color conversion system, and each layer is decoded separately into its own information block, ensuring the safety of independent or dependent information with its subsequent conversion into a single block.
PCT/RU2021/050416 2020-12-15 2021-12-06 Method for encoding and decoding digital information in the form of a multidimensional nano-barcode WO2022131965A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141307 2020-12-15
RU2020141307A RU2777708C2 (en) 2020-12-15 Method for encoding digital information in form of multidimensional nanobar-code

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022131965A1 true WO2022131965A1 (en) 2022-06-23

Family

ID=82058012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050416 WO2022131965A1 (en) 2020-12-15 2021-12-06 Method for encoding and decoding digital information in the form of a multidimensional nano-barcode

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022131965A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116775589A (en) * 2023-08-23 2023-09-19 湖北华中电力科技开发有限责任公司 Data security protection method for network information

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992748A (en) * 1996-08-08 1999-11-30 Riso Kagaku Corporation Two-dimensional color code, preparing and restoring method for the code and apparatus therefor
RU2251734C2 (en) * 2000-05-09 2005-05-10 Колорзип Медиа, Инк. Machine-readable code, method and device for encoding and decoding
WO2007012110A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-01 Silverbrook Research Pty Ltd Product item having coded data identifying a layout
US20080179407A1 (en) * 2004-06-28 2008-07-31 Konica Minolta Systems Laboratory, Inc. Color Barcode Producing, Reading and/or Reproducing Method and Apparatus
RU2349957C1 (en) * 2004-11-05 2009-03-20 Колорзип Медиа, Инк. Mixed code and method, and device for its generating, and method, and device for its decoding
RU2656734C2 (en) * 2013-12-27 2018-06-06 Евгений Иванович Пряхин Method of digital information in the form of ultra-compressed nano bar code encoding and decoding (options)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992748A (en) * 1996-08-08 1999-11-30 Riso Kagaku Corporation Two-dimensional color code, preparing and restoring method for the code and apparatus therefor
RU2251734C2 (en) * 2000-05-09 2005-05-10 Колорзип Медиа, Инк. Machine-readable code, method and device for encoding and decoding
US20080179407A1 (en) * 2004-06-28 2008-07-31 Konica Minolta Systems Laboratory, Inc. Color Barcode Producing, Reading and/or Reproducing Method and Apparatus
RU2349957C1 (en) * 2004-11-05 2009-03-20 Колорзип Медиа, Инк. Mixed code and method, and device for its generating, and method, and device for its decoding
WO2007012110A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-01 Silverbrook Research Pty Ltd Product item having coded data identifying a layout
RU2656734C2 (en) * 2013-12-27 2018-06-06 Евгений Иванович Пряхин Method of digital information in the form of ultra-compressed nano bar code encoding and decoding (options)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116775589A (en) * 2023-08-23 2023-09-19 湖北华中电力科技开发有限责任公司 Data security protection method for network information
CN116775589B (en) * 2023-08-23 2023-10-27 湖北华中电力科技开发有限责任公司 Data security protection method for network information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tkachenko et al. Two-level QR code for private message sharing and document authentication
US5337362A (en) Method and apparatus for placing data onto plain paper
US20170076127A1 (en) Method to Store a Secret QR Code into a Colored Secure QR Code
US20070076868A1 (en) Method and apparatus for image encryption and embedding and related applications
CN112001467B (en) Commodity anti-counterfeiting code generation and identification method based on picture encryption and decryption
CN1146817A (en) Data Embedding
Voleti et al. A secure image steganography using improved LSB technique and Vigenere cipher algorithm
Islam et al. Enhancing security of image steganography using visual cryptography
JP4980958B2 (en) Encryption method using color, and message provision method using color photographic image
WO2022131965A1 (en) Method for encoding and decoding digital information in the form of a multidimensional nano-barcode
RU2656734C2 (en) Method of digital information in the form of ultra-compressed nano bar code encoding and decoding (options)
CN111428532B (en) Coding and decoding method capable of encrypting three-dimensional code
Malik et al. A new image steganography technique based on pixel intensity and similarity in secret message
CN104573781A (en) Encoding and decoding method of two-dimensional code
RU2777708C2 (en) Method for encoding digital information in form of multidimensional nanobar-code
JP2006222788A (en) Image verification device, image embedding device, image detection device, image embedding method, image detection method, computer program, and printed matter manufacturing method
EA044941B1 (en) METHOD FOR ENCODING AND DECODING DIGITAL INFORMATION IN THE FORM OF MULTIDIMENSIONAL NANOBAR CODE
CN112422767B (en) Secret sharing method and system based on visual effect
JPH01292965A (en) Data synthesizing method
Luo et al. Robust and progressive color image visual secret sharing cooperated with data hiding
JPH0764481A (en) Secret maintaining method for top secret document
Ibrahim et al. Algorithm for Text Hiding in Digital Image for Information Security
CN113935347B (en) Commodity anti-counterfeiting code identification method based on anti-counterfeiting picture scrambling and decryption
JPH09154007A (en) Secret information recording method
CN114254719B (en) Anti-counterfeiting two-dimensional code generation method and device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21907225

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21907225

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1