基于GM二维码的跨网系统间单向数据传输的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输系统，包括生成数据处理模块，生成数据处理模块内包括数据读取处理单元、数据加密处理单元和GM二维码生成单元、生成数据处理模块连接有显示屏幕；所述显示屏幕分割为多个显示区域，每一个显示区域显示一个二维码；所述每个显示区域的前方均设有一个用于采集该区域内二维码的摄像头，全部摄像头组合在一起形成GM二维码采集模块；GM二维码采集模块连接有解析数据处理模块，所述解析数据处理模块包括并行多路解析GM二维码单元，数据解密处理单元，数据存储处理单元，数据传输接口配置单元。

Method and System of One-way Data Transmission between Cross-Network Systems Based on GM Two-Dimensional Code

The invention discloses a cross-network one-way multi-channel data transmission system based on GM two-dimensional code, which includes generating data processing module, generating data processing module including data reading processing unit, data encryption processing unit and GM two-dimensional code generating unit, and generating data processing module connecting display screen; the display screen is divided into multiple display areas and each display area is displayed. A two-dimensional code is shown; in front of each display area there is a camera for collecting two-dimensional codes in the area, and all the cameras are combined to form a GM two-dimensional code acquisition module; the GM two-dimensional code acquisition module is connected with an analytical data processing module, which includes a parallel multi-channel GM two-dimensional code unit, a data decryption processing unit and a data storage unit. Storage processing unit, data transmission interface configuration unit.

【技术实现步骤摘要】
基于GM二维码的跨网系统间单向数据传输的方法和系统
本专利技术属于跨网数据传输
，具体涉及一种基于GM二维码的跨网系统间单向多路数据传输的系统。
技术介绍
随着信息技术的迅猛发展，计算机信息网络已应用于社会各个行业，信息产业已成为国民经济的重要支柱产业，信息技术和网络技术正向政治、经济、军事、文化等各个领域广泛渗透，极大地促进我国各个领域的发展和社会进步。与此同时，黑客攻击、病毒侵害等给计算机信息网络特别是关系国计民生的国家基础设施信息网络等重点信息网络造成了严重的安全威胁，成为了威胁网络安全的一大公害。为适应这种新形势下的工作需要，必须利用先进的信息化手段武装起来，其中一个很重要的手段就是实现外部网络系统的数据单向传输到内部网络的系统中。目前在该领域内有两种解决方案：一种是基于光纤传输的单向数据传输机，发射的部分只负责发射，接收的部分只负责接收，实现单向隔离。另一种是基于普通二维码图像作为内外网之间传递数据的载体，通过高清摄像头读取二维图像显示器实现数据文件的单向传输。但是目前的方法仍然存在以下几点较大的不足：（1）基于光纤传输的单向数据传输没有做到完全的物理隔离。（2）基于普通二维码的图像数据传输，由于生成规则、解析类库均为国外厂商提供，如果应用到我国较为敏感的领域，不可控因素大，容易被不法分子轻易窃取二维码中的信息。（3）当前基于普通二维码的图像数据传输设备的工作模式大多为一次只读取一张二维码图像，然后解析数据，最后存储数据。传输速度15kb/s左右，传输速度较慢。（4）目前该领域的数据传输系统多为文件摆渡类型，不能做到跨网系统间单向无缝数据传输。（5）成本高，不易于推广，需要重新购置计算机、显示器等相关硬件设备，不能复用用户现有设备。网格矩阵码（GM）是一种正方形的二维码码制，该码制的码图由正方形宏模块组成，每个宏模块由6乘6个正方形单元模块组成。网格码可以编码存储一定量的数据并提供5个用户可选的纠错等级。该技术在全球领先性在于：超强纠错能力；图形中没有死穴；储存容量大，可对任何计算机数字信息编码。在2011年5月25日，被发布成为国家军用标准(GJB7365-2011)。可见基于GM二维码开发单向跨网传输设备可以克服许多现有问题。然而GM二维码的生成和解码需要较大的运算量，如果要保证传输速度，就必须考虑并行处理的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决目前单向数据传输系统不能做到在完全物理隔离的条件下，安全、快速传输数据的问题，提出一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输的系统。本专利技术是由如下技术方案实现的：一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输方法，包括如下步骤：步骤一）外网系统通过系统提供的接口将数据提供给本系统，随后系统将数据存储到数据库中缓存下来。从数据库提取出需要传输的数据，加载到内存中，成为待加密数据；步骤二）将待加密数据进行加密处理；步骤三）将加密过的数据通过GM二维码协议转化为二维码，并通过显示屏幕显示出来；所述显示屏幕分割为多个显示区域，每一个显示区域显示一个二维码；所述每个显示区域的前方均设有一个用于采集该区域内二维码的摄像头；步骤四）各个摄像头将拍摄到的含二维码的图像输入到二维码解析模块，二维码解析模块通过训练好的YOLO模型，识别屏幕位置，对图像进行校准并抓取出二维码；步骤五）二维码解析模块对屏幕的倾斜程度进行定量判断，并根据屏幕的倾斜程度对图像进行斜率旋转矫正；步骤六）读取出处理好的二维码图像中的加密信息，再进行解密；步骤七）存储解密后的数据。外网系统可以根据本系统提供的接口获取传输过来的数据。进一步的，所述的一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输方法，其特征在于，所述二维码解析模块内处理器核心的数量与摄像头数量相同，每个处理器核心对一个摄像头传来的图像进行处理。进一步的，所述步骤二）中采用TripleDES加密算法对待加密数据进行加密处理。进一步的，所述步骤四）中的YOLO模型采用卷积神经网络训练得到，训练过程中，首先构建二维码屏幕的VOC数据集；然后，利用标定工具标记原始图像的目标区域；最后，训练这些被标记的样本来实现定位屏幕位置。进一步的，所述步骤五）中二维码解析模块对屏幕的倾斜程度进行定量判断的方法为：显示屏幕上的图像中还有一条红色的直线，利用霍夫曼直线变换检测出红线；然后，计算出红线的斜率，斜率为0则不做操作，斜率不为0则通过斜率旋转矫正图像。进一步的，所述显示屏幕上显示的二维码呈两行排列，红线位于两行二维码的中间位置。一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输系统，包括生成数据处理模块，生成数据处理模块内包括数据读取处理单元、数据加密处理单元和GM二维码生成单元、生成数据处理模块连接有显示屏幕；所述显示屏幕分割为多个显示区域，每一个显示区域显示一个二维码；所述每个显示区域的前方均设有一个用于采集该区域内二维码的摄像头，全部摄像头组合在一起形成GM二维码采集模块；GM二维码采集模块连接有解析数据处理模块，所述解析数据处理模块包括并行多路解析GM二维码单元，数据解密处理单元，数据存储处理单元，数据传输接口配置单元；通过数据传输接口配置单元配置好数据传输格式，读取处理单元将需要传输的数据从数据库中加载到内存，成为待加密数据；数据加密处理单元把待加密数据进行加密；GM二维码单元生成单元将加密后的数据转换成GM二维码显示到显示屏幕上；GM二维码采集模块通过摄像头采集图像并传输到解析数据处理模块；并行多路解析GM二维码单元解析出二维码中的加密数据，数据解密处理单元对接收到的数据进行解密处理；数据存储处理单元将解析到的数据存储起来以供使用。进一步的，所述显示屏幕分割为6个显示区域，GM二维码采集模块包括6个摄像头；所述并行多路解析GM二维码单元有6个处理器核心，每个处理器核心对一个摄像头传来的图像进行处理。进一步的，生成数据处理模块和GM二维码显示模块通过VGA线相连；GM二维码采集模块和解析数据处理模块通过usb线相连。本专利技术的有益效果为：本系统做到了在真正完全物理隔离的条件下，实现跨网的两个系统间安全、快速的传输数据的问题。（1）本系统做到了真正意义上的完全的物理隔离，保密要求明确规定内设备与外网设备在物理隔离的条件下，至少间隔距离1米以上才符合要求，本系统完全符合要求。（2）对于普通二维码来说，由于生成规则、解析类库均为国外厂商提供，不可控因素大，本系统的GM二维码生成规则为国家相关机构制定，解析类库为自主研发，做到了完全自主可控。（3）当前基于普通二维码的图像数据传输设备的工作模式大多为一次传输一张二维码图像数据，传输速度15kb/s左右，传输速度较慢。本系统通过屏幕独立显示六张二维码，六个摄像头并行采集屏幕上的六张二维码，随后并行解析数据，解析一张屏幕显示的二维码图片速度在200ms以内，整体的数据传输速度达到了50kb/s左右。（4）目前该领域的数据传输系统多为文件摆渡，本系统专注于做跨网系统间单向多路无缝数据传输。（5）成本低，易于推广。在屏幕识别算法、图像矫正算法的保证下，使得整个系统不要求过高的安装精度。用户既可以使用系统标准配置设备，又可以使用自己闲置的计算机显示器等设备。附图说明图1为一种基于GM二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一）从数据库提取出需要传输的数据，加载到内存中，成为待加密数据；步骤二）将待加密数据进行加密处理；步骤三）将加密过的数据通过GM二维码协议转化为二维码，并通过显示屏幕显示出来；所述显示屏幕分割为多个显示区域，每一个显示区域显示一个二维码；所述每个显示区域的前方均设有一个用于采集该区域内二维码的摄像头；步骤四）各个摄像头将拍摄到的含二维码的图像输入到二维码解析模块，二维码解析模块通过训练好的YOLO模型，识别屏幕位置，对图像进行校准并抓取出二维码；步骤五）二维码解析模块对屏幕的倾斜程度进行定量判断，并根据屏幕的倾斜程度对图像进行斜率旋转矫正；步骤六）读取出处理好的二维码图像中的加密信息，再进行解密；步骤七）存储解密后的数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一）从数据库提取出需要传输的数据，加载到内存中，成为待加密数据；步骤二）将待加密数据进行加密处理；步骤三）将加密过的数据通过GM二维码协议转化为二维码，并通过显示屏幕显示出来；所述显示屏幕分割为多个显示区域，每一个显示区域显示一个二维码；所述每个显示区域的前方均设有一个用于采集该区域内二维码的摄像头；步骤四）各个摄像头将拍摄到的含二维码的图像输入到二维码解析模块，二维码解析模块通过训练好的YOLO模型，识别屏幕位置，对图像进行校准并抓取出二维码；步骤五）二维码解析模块对屏幕的倾斜程度进行定量判断，并根据屏幕的倾斜程度对图像进行斜率旋转矫正；步骤六）读取出处理好的二维码图像中的加密信息，再进行解密；步骤七）存储解密后的数据。2.如权利要求1所述的一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，所述的一种基于GM二维码的跨网单向多路数据传输方法，其特征在于，所述二维码解析模块内处理器核心的数量与摄像头数量相同，每个处理器核心对一个摄像头传来的图像进行处理。3.如权利要求1所述的一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，所述步骤二）中采用TripleDES加密算法对待加密数据进行加密处理。4.如权利要求1所述的一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，所述步骤四）中的YOLO模型采用卷积神经网络训练得到，训练过程中，首先构建二维码屏幕的VOC数据集；然后，利用标定工具标记原始图像的目标区域；最后，训练这些被标记的样本来实现定位屏幕位置。5.如权利要求1所述的一种基于GM二维码的跨网单向数据传输方法，其特征在于，所述步骤五）中二维码解析模块对屏幕的倾斜程度进行定量判断的方法为：显示屏幕上的图像中还有一条红色的直线，利用霍夫曼直线变换检测出红线；然后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，姚文明，邢子彦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十五研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11