一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置，该方法步骤包括：S1.隐写加密：将目标隐写信息进行编码得到待隐写数据以及获取载体QR码的最佳隐藏位置信息，根据得到的待隐写数据以及最佳隐藏位置信息生成隐写图，使用生成的隐写图与载体图像得到含有目标隐写信息的QR码；S2.隐写信息提取：获取目标QR码进行解码，提取得到载体QR码，由目标QR码、载体QR码恢复得到隐写图，并根据载体QR码的最佳隐藏位置信息对恢复得到的隐写图进行解密，得到目标QR码中的隐写信息。本发明专利技术能够实现跨域隐写，且具有实现方式简单、隐写信息量大、隐写前后图像差异小且鲁棒性以及灵活性强等优点。

A Physical Domain Image Steganography Method and Device Based on QR Code

The invention discloses a physical domain image steganography method and device based on QR code. The steps of the method include: S1. Steganographic encryption: encoding target steganographic information to obtain the data to be steganographic and obtaining the best hiding position information of carrier QR code, generating steganographic map according to the obtained data to be steganographic and the best hiding position information, and using the generated steganogram and carrier image to obtain the hiding position information. QR codes with target steganographic information; S2. Steganographic information extraction: Obtain target QR codes for decoding, extract carrier QR codes, recover steganogram from target QR codes and carrier QR codes, and decrypt the recovered steganogram according to the best hidden position information of carrier QR codes to obtain steganographic information in target QR codes. The invention can realize cross-domain steganography, and has the advantages of simple implementation, large amount of steganographic information, small image difference before and after steganography, strong robustness and flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置
本专利技术涉及隐写术(stegnography)
，尤其涉及一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置。
技术介绍
随着互联网技术的不断发展，目前对数据隐藏的需求也在不断增加，在用户发送和接收隐私数据时，用户希望除预期的接收者之外的任何人都无法知晓传递隐私数据的内容，甚至能够隐藏消息传递的存在，使用隐写术则能满足用户对于数据隐藏的该苛刻要求。隐写术即是将隐私信息隐藏到载体文件中，使得不让除预期的接收者之外的任何人知晓信息的传递事件或者信息的内容，与密码学(cryptography)相同的是，隐写术也是以隐藏特定媒体中的消息为目的，然而隐写术与密码学具有一个明显的区别，即密码学是通过加密仅隐藏了消息的内容，而隐写术隐藏了消息传递的存在，这也即是隐写术的优势。隐写术作为新的安全隐蔽通信技术，其在军事、安全和工业界均具有广泛的应用前景。隐写术一般可以分为传统隐写术和现代隐写术，传统隐写术是采用物理、化学等方法在物理域隐藏信息，使得除预期的接收者之外的任何人无法知晓信息的传递以及传递信息的内容，例如用无色的硫酸铁溶液写成的文字，经棉花蘸氰酸钾擦拭后变成中湖蓝色，但是该类方式的解密所需条件和操作比较复杂，很难被计算机处理，难以从物理域传递到信息域；现代隐写术，即数字隐写术，是通过将传递的内容隐藏在载体文件(coverfiles)中实现，目前用于载体文件的通常包括图像、音频以及多媒体文件等，这些载体通过互联网在信息域中传递，同时将隐私数据进行传递，虽然音频、视频隐写术部分可以实现物理域与信息域的互通，但是音频和视频在信息的采集上存在一定的难度，并且音频和视频需要持续地播放，对扫描设备的要求较高，且音频和视频无法驻留，而图像类的隐写，而图像隐写术对扫描设备无较高要求，且图像可以打印长时间驻留。针对图像类隐写术，目前通常都是采用如DWT等的方法将密文隐写到载体文件中，再将含有密文的载体文件和源文件同时传输，接收时用原始图像DWT分量减去隐写图像DWT的分量，得到隐写信息但是上述图像隐写方式，图像从物理域到信息域需要通过摄像设备的进行转换，然而摄像设备几乎不可能读取物理域图像的真实值，同时无论是打印机或者屏幕显示都无法准确显示隐写图片的真实信息，因此上述图像隐写方式仍然无法实现从信息域(计算机世界)到物理域(现实世界)，或从物理域到信息的传递。另一类图像类隐写方法是基于QR(QuickResponse，快速反应)码实现，QR码是二维码的一种，通过将数据编码成浅色和深色的(通常是白色和黑色)格子，其中浅色和深色格子分别代表二进制的0和1，并在三个角落印有特殊的定位标志，使得计算机能够快速定位并识别QR码，而识别这些QR码时只能通过手机、电脑等一些电子设备进行识别，几乎不能通过人眼的观察直接提取出QR码中的信息，即从某种角度而言，QR码没有语义上的信息，难以被人直接识别，可以有效实现信息隐藏，同时能够快速识别。现有技术中使用QR码进行隐写时，通常都是将隐写信息直接编码后与原二维码数据部分进行异或后得到隐写QR码，或者基于QR码的纹路以及纹理信息进行隐写，但是该类隐写方式的隐写信息量有限、隐写后与原QR图像差异较大以及鲁棒性低，由于是将数据编码成01二进制嵌入，一旦任何一个比特出现误差则难以完整地提取隐写信息，甚至会导致无法提取，且仍然无法实现跨域隐写，无法实现信息域与物理域的互通。随着互联网、IoT(物联网)的发展，使得对隐写术提出了更高的需求，因而亟需提供一种既能在信息域能够隐写，又能够在物理世界中隐写，同时从信息域到物理域以及从物理域到信息域能够互通的图像隐写方法，使得能够实现跨域隐写。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方式简单、能够实现跨域隐写，且隐写信息量大、隐写前后图像差异小且鲁棒性以及灵活性强的基于QR码的物理域图像隐写方法，能够实现物理域与信息域的互通。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于QR码的物理域图像隐写方法，步骤包括：S1.隐写加密：将目标隐写信息进行编码得到待隐写数据以及获取载体QR码的最佳隐藏位置信息，根据得到的待隐写数据以及所述最佳隐藏位置信息生成隐写图，使用生成的所述隐写图与载体图像得到含有目标隐写信息的QR码；S2.隐写信息提取：获取目标QR码进行解码，提取所述目标QR码的表面文本信息后生成QR码，提取得到所述载体QR码，由所述目标QR码、载体QR码恢复得到所述隐写图，并根据所述载体QR码的最佳隐藏位置信息对恢复得到的所述隐写图进行解密，得到目标QR码中的隐写信息。作为本专利技术的进一步改进：所述最佳隐藏位置信息的获取步骤包括：获取所述载体QR码中包括版本、容错率以及数据排布信息的QR码信息，根据获取的所述QR码信息计算所述载体QR码中隐写信息的最佳排布位置，以使得所述载体QR码中每组数据的错误量不超过预设容纳量，得到所述最佳隐藏位置信息。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1中进行编码的步骤包括：将目标隐写信息进行编码压缩，编码压缩后结果再进行纠错编码，生成纠错码，由所述编码压缩后结果以及所述纠错码构成所述待隐写数据。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1中，具体通过将所述第一隐写图像与载体图像进行按位异或操作处理，得到所述含有目标隐写信息的QR码。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1的具体步骤包括：S11.预处理：将目标隐写信息进行预处理，得到预处理后隐写文本；S12.压缩编码：将所述预处理后隐写文本进行编码压缩，编码压缩后结果再进行纠错编码，生成纠错码，由所述编码压缩后结果以及所述纠错码构成所述待隐写数据；S13.最佳隐藏位置获取：计算所述载体QR码中隐写信息的最佳排布位置，得到载体QR码的最佳隐藏位置信息；S14.隐写图生成：将所述待隐写数据按照所述载体QR码的最佳隐藏位置信息进行排布，生成得到所述隐写图；S15.QR码生成：将所述隐写图与所述载体图像按位异或操作处理后，得到含有目标隐写信息的QR码。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1中进行预处理时，将目标隐写信息中包括不可见字符的指定字符进行过滤，得到预处理后隐写文本。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中，所述步骤S2中，具体通过由所述目标QR码、所述载体QR码按位进行异或处理后，恢复得到所述隐写图作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中，具体通过使用所述载体QR码的最佳隐藏位置信息对所述隐写图进行信息提取，得到所述目标QR码中的隐写信息。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2的步骤包括：S21.载体文本提取：获取目标QR码进行解码，提取所述目标QR码的载体文本信息；S22.载体QR码提取：将提取得到的所述目标QR码的载体文本信息进行编码生成QR码，提取得到所述载体QR码；S23.最佳隐藏位置计算：计算所述步骤S22得到的载体QR码中隐写信息的最佳排布位置，得到所述最佳隐藏位置信息；S24.隐写图恢复：由所述目标QR码、所述步骤S22得到的载体QR码按位进行异或处理后，恢复得到所述隐写图；S25.隐写文本解密：使用所述步骤S23计算得到的最佳隐藏位置信息对所述隐写图进行信息提取，得到所述目标QR码中的隐写信息。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，步骤包括：S1.隐写加密：将目标隐写信息进行编码得到待隐写数据以及获取载体QR码的最佳隐藏位置信息，根据得到的待隐写数据以及所述最佳隐藏位置信息生成隐写图，使用生成的所述隐写图与载体图像得到含有目标隐写信息的QR码；S2.隐写信息提取：获取目标QR码进行解码，提取所述目标QR码的表面文本信息后生成QR码，提取得到所述载体QR码，由所述目标QR码、载体QR码恢复得到所述隐写图，并根据所述载体QR码的最佳隐藏位置信息对恢复得到的所述隐写图进行解密，得到目标QR码中的隐写信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，步骤包括：S1.隐写加密：将目标隐写信息进行编码得到待隐写数据以及获取载体QR码的最佳隐藏位置信息，根据得到的待隐写数据以及所述最佳隐藏位置信息生成隐写图，使用生成的所述隐写图与载体图像得到含有目标隐写信息的QR码；S2.隐写信息提取：获取目标QR码进行解码，提取所述目标QR码的表面文本信息后生成QR码，提取得到所述载体QR码，由所述目标QR码、载体QR码恢复得到所述隐写图，并根据所述载体QR码的最佳隐藏位置信息对恢复得到的所述隐写图进行解密，得到目标QR码中的隐写信息。2.根据权利要求1所述的基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，所述最佳隐藏位置信息的获取步骤包括：获取所述载体QR码中包括版本、容错率以及数据排布信息的QR码信息，根据获取的所述QR码信息计算所述载体QR码中隐写信息的最佳排布位置，以使得所述载体QR码中每组数据的错误量不超过预设容纳量，得到所述最佳隐藏位置信息。3.根据权利要求1所述的基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，所述步骤S1中进行编码的步骤包括：将目标隐写信息进行编码压缩，编码压缩后结果再进行纠错编码，生成纠错码，由所述编码压缩后结果以及所述纠错码构成所述待隐写数据。4.根据权利要求1所述的基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，所述步骤S1中，具体通过将所述第一隐写图像与载体图像进行按位异或操作处理，得到所述含有目标隐写信息的QR码。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于QR码的物理域图像隐写方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤包括：S11.预处理：将目标隐写信息进行预处理，得到预处理后隐写文本；S12.压缩编码：将所述预处理后隐写文本进行编码压缩，编码压缩后结果再进行纠错编码，生成纠错码，由所述编码压缩后结果以及所述纠错码构成所述待隐写数据；S13.最佳隐藏位置获取：计算所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：解炜，罗振豪，唐勇，陈曙晖，王宝生，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43