安全可视消息通信方法和设备技术

一种利用可视密码术来重构图形消息（５２０）的方法和设备（５０１）。如果消息序列中的比特表示“１”，则激活第一液晶显示器（７０１）中的单元（３０３，３０４），如果所述比特表示“０”，则不激活该单元。如果密钥序列中的比特表示“０”，则激活第二液晶显示器（５１１）中的单元（３０３，３０４），如果所述比特表示“１”，则不激活该单元。叠加第一和第二显示器（７０１，５１１），以便可视重构该图形消息（５２０）。优选的，在第一液晶显示器（７０１）的一个区域中的一部分偏振滤波器（３０５），和第二液晶显示器（５１１）的一个区域中的相应部分的偏振滤波器（３０２）被忽略，以允许在所述区域叠加第一和第二液晶显示器（７０１，５１１）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种重构图形消息的方法，并涉及用于重构图形消息的设备。可视密码术(M.Naor，A.ShamirVisual Cryptology，Eurocrypt’94，Springer-Verlag LNCS Vol.950，Springer-Verlag，1995，pp1-12)可简略地描述如下。一个图像分为两个随机化部分，图像加随机化和随机化本身。由于随机化，任何一部分不包含原始图像中的信息。然而，当两部分物理覆盖时，原始图像被重构。附图说明图1给出了一个范例原始图像100分为两部分110和120，其被覆盖后产生重构的图像130。如果两部分不能吻合，在原始图像上没有信息显示，并产生随机图像。因此如果两部分希望使用可视化密码术来通信，它们必须共享该随机化。基本实施将给予接收方包含随机化的透明图像(transparency)。发送者将使用该随机化来随机化原始图像，以透明图像或通过其他任何方式发送该随机化消息给接收者。接收者将两个透明图像互相置于另一个的上方，并恢复该消息。该方案可比作一次填充(one-time pad)。当使用两个显示屏幕，例如两个LCD屏幕时，可获得更灵活的实施。第一屏幕显示图像加随机化，以及第二屏幕显示随机化本身。如果该屏幕互相置于另一个上方，则出现重构的图像。图2描述了由Naor和Shamir在上述参考文件中设计的可视化密码术过程。在此，针对单个像素描述该过程，当然在源图像中的每个像素都能以该方式进行处理。原始图像100的每个象素被转换成四个子象素。为了产生用于该象素的第一部分S1，随机选择四个象素中的两个为黑色(不透明)，而选择另外两个为白色(透明)。为了产生象素的另一部分S2，如果在原始图像中的对应象素是白色，则复制四个子象素，如果原始象素是黑色，则反转四个子象素。对于每个象素，需要进行新的随机选择，使四个象素中的两个必须是黑色(不透明)。象素被分成子象素的数量可任意选择，但至少是两个。这样，形成子象素的两个分集。这些分集构成两个部分。没有一个部分可提供有关原始象素色彩的任何信息。在所有情况下，一些被选择用于代表任意部分之原始象素的子象素是黑色的，而剩余的为白色。而且，由于对于每个象素，独立地以P＝0.5的概率进行随机选择，黑色和白色所有可能的组合可能平均地发生。为了重构原始图像，两个部分S1和S2被叠加，即彼此在其上方。这在图2中的最后一列(R)显示。如果原始象素是黑色(P2)，来自部分S1和S2的子象素的叠加将产生四个黑色子象素。如果原始象素是白色(P1)，来自部分S1和S2的子象素的叠加将产生重构的图像130中的黑色和白色图案，从远处看该图案经常呈现为灰色。如果两个部分不吻合，则不显示原始图像上的信息，并且产生随机图像。在对两部分都不了解的情况下，一组子象素对应于原始图像100中白色象素的概率等于该组象素对应于原始图像100中黑色象素的概率。很显然上述方案具有若干缺点。首先，为了显示重构的图像130中相同等级的细节，部分110，120需要比原始图像100高四倍的分辨率。这使得重构的图像130比原始图像100大四倍。而且，与原始图像100的对比度和亮度相比，重构的图像130的对比度和亮度被严重降低。这是由于原始图像100中的白色象素转换为重构的图像130中黑白象素的图案。这也造成原始图像100中的黑色部分边缘的少量失真。从图1中可清楚的看到这些影响。因此，尽管在可视密码系统中用LCD屏幕取代透明图像对于消息和密钥会引入附加的灵活性，可视密码系统需要改善以克服上述缺点。本专利技术的一个目的是根据序言提供一种方法，其中重构图像的质量被改善。该目的通过本专利技术的方法来获得，该方法包括接收信息单元序列，依靠该序列激活第一液晶显示器的第一液晶层中的单元，依靠密钥序列中的元素激活与第一液晶显示器不同的第二液晶显示器的第二液晶层中的单元，以及叠加第一和第二液晶显示以便重构该图形消息。在接收信息单元序列，尤其是二进制值序列之后，通过激活或不激活液晶层中的单元，将该序列呈现在第一液晶显示器上。观察在任何显示发生之前没有处理或解密步骤是必要的；接收该信息单元后对其进行显示。在第二显示器上显示其他图案，这完全基于密钥序列产生。在正确对准中通过叠加第一和第二显示器来执行图像的重构，以便用户能看到重构的图形消息。直接通过人眼而不是通过可能被破坏的设备来执行该重构。这使得利用可视化密码术来通信秘密消息变得更安全。在一个实施例中，偏振光入射到液晶层上。该光来源于偏振光源，或来源于普通光源并穿过第一偏振滤波器。然后，该偏振光穿过第一和第二液晶层，最终穿过第二偏振滤波器。该偏振滤波器只让具有特殊偏振的光穿过。通常，液晶单元将通过它的光的偏振旋转特定角度。如果足够的电压提供给该单元，将不会发生旋转。这称之为“激活”该单元。如果两个液晶层对输入光的偏振的总旋转量垂直于第二偏振滤波器的偏振方向，将不能看到光。在现有可视化密码系统中，如上所述，在源图形中的每个像素被映射成重构图形中两个或多个像素。而且，白像素被映射为黑白图案，降低重构图像的锐度。这使得很难读出该图像中的消息。然而，根据本专利技术，对于每个输入像素，只有一个单元，并因此只有一个输出像素是必要的。这保持了在重构中原始图像的锐度和清晰度。在一个实施例中，该方法包括对于序列中的每个消息单元，如果消息单元表示第一值，则激活在第一液晶层中的对应单元，并且如果消息单元表示第二值则不激活对应单元。优选的，第一值是二进制值“1”，第二值是二进制值“0”。这样，将获得直接一对一映射到激活和非激活的单元中的消息单元。在其他实施例中，该方法包括对于在密钥序列中的每个元素，如果元素表示第二值则激活在第二液晶层中的对应单元，并且如果元素表示第一值则不激活对应单元。这样，将获得直接一对一映射到激活和非激活的单元中的密钥序列元素。本专利技术的目的是根据序言提供一种装置，其中重构图像的质量被改善。根据本专利技术将在一装置中实现该目的，该装置包括用于接收消息单元序列的接收装置，第一液晶显示器，通过依靠该序列激活第一液晶层中的单元来显示消息单元序列，不同于第一液晶显示器的第二液晶显示器，依靠密钥序列中的元素来激活第二液晶层中的单元，其中安排第一和第二液晶显示器互相重叠。在一个实施例中，该第二液晶显示器配置在与第一液晶显示器物理分离的单元中，该第二显示器具有用于存储密钥序列的存储器。在第一和第二显示器之间无电、光或其他通信路径，或者能将它们配置于其中的设备。由于以数字(电子的)形式来提供该图案和密钥序列，任何该通信路径能潜在地被攻击者滥用，以获得图案和/或密钥序列。这样，可通过用户不必信任客户端设备的安全性，该客户端设备包括第一液晶显示器，而只信任包括第二液晶显示器的分离单元来实现。目前用户不必担心诸如自动播音机器人或公共英特网终端或类似装置的客户端设备被攻击者损坏，来捕获发送给他的信息。即使客户端设备被捕获，攻击者也不能恢复该原始消息，因为他不能访问在分离单元中的信息。在其他实施例中，该设备包括用于接收输入的装置，该输入表示一组来自用户的坐标，以及用于将接收的输入发送给服务器的装置。一种特别有利的使用本专利技术的方式是安全地发送表示多种输入装置(诸如键盘上的按钮或按键)的图形消息给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重构图形消息（５２０）的方法，包括接收信息单元序列，依靠该序列激活第一液晶显示器（７０１）的第一液晶层（Ｌ１）中的单元（３０３、３０４），依靠密钥序列中的元素激活不同于第一液晶显示器（７０１）的第二液晶显示器（５１１）的第二液晶层（Ｌ２）中的单元（３０３，３０４），并叠加第一和第二显示器（７０１，５１１）以重构该图形消息（５２０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GJ施里詹，PT图尔斯，TAM克维纳亚尔，MT约翰逊，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]