[发明专利]二维码复制过程中的二维码生成、解码方法及装置

说明书

本申请涉及一种二维码复制过程中生成、解码方法，结合在扫描‑打印过程中二维码的通信信道模型和物理设备特征，在原始二维码信息经过编码和调制之后，进入通信信道传输之前，将认证信息以人工噪声的形式叠加到原始信息上并一起传送进通信信道中，通过比较分析图像修复后的二维码与去除噪声之后的二维码，可以将认证信息从接收端提取出来，利用约定好的密钥与解码技术完成对认证信息的解码，从而完成了对此二维码的认证，提高了其在通信过程中的安全性。

技术领域

本发明涉及一种二维码复制过程中生成、解码方法及装置。

背景技术

近年来，二维码已经成为通用的信息载体，具有存储信息量大、应用范围广、抗噪抗干扰能力强等特点，并且随着智能手机的推广而不断地普及，特别是在身份验证、网络传输、电子证书及票据等方面得到了广泛的应用。然而，二维码的生成、复制、传输、接收等操作存在着比较多的漏洞，容易被人破解、制伪及滥用，因此，如何提高二维码的安全性，特别在复制过程中的安全性成为目前关注的重点。如今，二维码的生成和复制主要有以下一些提高安全性的方法。

使用特殊的打印材料或工艺，控制二维码的生成与复制。通过在打印过程的特殊打印材料，例如全息(holographic)材料与具有独特光学特征的聚合液晶材料可被用于印制二维码以防止其被复制。特殊的打印墨水也可以被应用于二维码的印制上，例如紫外荧光油墨使所印制的二维码在可见光下不可见，以防止其被复制。特殊的生产工艺亦可用于加强二维码的安全性，例如特殊的半色调打印技术可生成在可见光下隐藏的二维码。

使用加密算法与安全协议，控制二维码的生成与读取。非对称密钥的加密算法(例如，RSA算法)与PKI公钥加密体系可用于控制二维码生成并验证其信息的真伪，例如中国专利CN201110054417.2以及CN201410520353.4在二维码传送或者制作过程中采用了非对称密钥的加密算法，并且Wang等人在Using Modified Digital Halftoning Technique toDesign Invisible 2D Barcode by Infrared Detection将此类具有加密保护的系统应用于防伪平台的构建。混沌方程(Chaotic Equation)可被用于二维码身份编号的生成过程，以保证其唯一性且随机字符串无法被批量复制，从而最终有效控制二维码的生成。类似地，AuthPaper系统内应用了ECDSA数字签名算法，以防止文档伪造者对其中内容进行篡改。除了加密算法外，研究者也提出了一些基于通信架构的安全协议增强所显示二维码的安全性。例如，研究者基于移动设备前置摄像设备与显示屏的双工通信系统，提出了一种称为“all or nothing”的通信协议。只有当接收者可同时获取所传输及接收的信号时，才能对信道中二维码的信息进行解码，进而增强了信息的保密性。

使用数字水印技术，控制二维码的生成。数字水印技术可将与二维码相关的信息嵌入在二维码图像中。例如，直接利用DCT和DFT分解二维码的图像频率信息，可在当中嵌入肉眼不易察觉的水印信息。在拍摄二维码图像后，可对其进行解码并同时评估数字水印信息的真实性。类似地，数字水印也可储存于DWT域内。例如中国专利CN201710187615.3在二维码的logo图像中嵌入了水印信息，Tkachenko等人的Two-Level QR Code for PrivateMessage Sharing and Document Authenticatio以及Baras等人的Towards a RealisticChannel Model for Security Analysis of Authentication using Graphical Codes都提出了一种保证水印信息更鲁棒的方法，利用二维码的信息冗余度，修改部分模块的整体亮度以储存二维码内容的数字签名。Tkachenko等人在Centrality Bias Measure forHigh Density QR Code Module Recognition中综合考虑水印信息的鲁棒程度及容量，利用二维码解码过程中对每个模块的失真容忍度，修改模块的样式以储存水印信息。