一种可加密三维码及编码解码方法技术

本发明专利技术公开了一种可加密三维码及编码解码方法，在原有二维码基础上，可加密三维码的第三维利用不同色彩或不同灰度生成N个二维码序列片段按顺序叠加而成，并且隐藏在背景图像之中，N≧2。用户通过最上面第1层二维码，得到公开的基本信息和加密密钥匙。然后根据第1层二维码提供的密钥和系统约定的解密算法读取第2层至第N层二维码信息，从而获取如个人隐私、支付账户等保密信息。本发明专利技术的可加密三维码既可以公开部分信息，便于公众了解，又可以保护隐私，保密。本发明专利技术应用于各种需要保密及防伪的重要领域。

【技术实现步骤摘要】
一种可加密三维码及编码解码方法
本专利技术涉及一种可加密三维码及编码解码方法，属于计算机信息

技术介绍
近年来，随着我国物流产业、移动支付领域发展，二维码已经融入到我们生活的方方面面，与日常生活密不可分。二维码又称二维条码，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码的前身是条形码，条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。二维码则把黑白条纹改成黑白小方块，加大了信息的存储量。除此以外，在读取信息的同时可以同时从水平方向和垂直方向来读取，这样又可以加入更多的信息在二维码之中。虽然二维码拥有强大的功能和在市场的绝对占有率，但是经过多年的大面积应用，但是其在安全性和视觉效果上仍有不少弊端。如：收款码被恶意替换、复写后的二维码依然可读以及千篇一律的二维码影响载体的美观等。因此，基于二维码的不安全性及其他问题，“三维码”出现，三维码在尽可能不影响到扫码识读的基础上，达到美化矩阵码提高安全性和辨识度的目的，甚至图片的内容也可以被作为信息的载体，并作为第三个维度延伸出去。三维码的出现是图像识别及信息时代需求共同催生的产物。无论是一维条形码还是二维码都是印制在平面上的，是二维空间的编码。由于多一维数据，二维码相对于一维码，具有信息量大的优势。而三维码在二维码的基础上再增加了一个维度，其能够表示的数据也就更多，具有更多的信息容量，即空间中的任何一点均可分别由X轴、Y轴与Z轴的参数来描述，在由X轴与Y轴所决定的二维平面码的基础上引入Z轴层高的概念，从而使编码容量有了大幅提高。在相同的编码面积上，其最大可表示的数据量是PDF417码的10倍以上，所以可以在普通大小的编码面积内包含大量的、足够识别真伪的辅助信息。目前产生三维码的方法有多种，比如结构三维码等，专利文献CN201310144227.9公开了一种三维码的编码方法，主要技术特征为：根据承印物X轴和Y轴形成的面积以及用二进制数据标示的信息量，确定在承印物的Z轴方向上打印凹点的密集程度；在承印物的Z轴上打印凹点，通过凹点和非凹点表示二进制数据标示的信息量。专利文献CN107092948A公开了一种基于立体结构三维码的防伪结构及防伪方法，主要技术特征为：基于立体结构三维码的防伪特征层具有一个或多个凸出或凹下的编码图案；所述防伪特征层中，不同高度的区域通过不同的颜色进行标识。专利文献CN102760242A公开了一种三维码的编解码方法和使用方法，主要技术特征是在二维码基础上加入时间维，构成三维结构信息。从现有技术来看，三维码的现有技术主要是提高编码容量，扩充二维码技术的应用，这些方法需要使用专有特殊的系统和设备，应用相对复杂，无法采用现有的打印和识别设备进行制作及扫码应用。目前生成三维码比较可行的方案是第三维采用色彩或灰度(或称黑密度)表示，使用普通打印及摄像头就可以应用。其主要特征在于利用色彩或灰度(或称黑密度)表示不同的数据并进行编码。，如各对种证件、文字资料、图标及照片等图形资料进行编码。这样只需要采用现有的打印和识别设备就可以了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可加密三维码及编码解码方法，解决现有三维码信息生成困难，安全性不够的技术问题。本专利技术在原有二维码基础上，第三维利用不同色彩或不同灰度(或称黑密度)生成N(N≧2)个二维码序列片段按顺序叠加而成，并且隐藏在背景图像之中。用户通过最上面第1层二维码，得到公开的基本信息和加密密钥匙。然后根据第1层二维码提供的密钥和系统约定的解密算法读取第2层至第N层二维码信息，从而获取如个人隐私、支付账户等保密信息。这样既可以公开部分信息，便于公众了解，又可以保护隐私，保密。本专利技术应用于各种需要保密及防伪的重要领域。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种可加密三维码，由N层二维码序列片段叠加而成，N≧2，第一层二维码序列片段作为基本信息层，灰度值或颜色固定，提供可识别的公开信息，公开信息包括其它层的层数、二维码格式、加密密钥；2～N层二维码序列片段作为加密信息隐藏层，存放保密信息，是加密三维码的第三维；可加密三维码的第三维由与基本信息层不同灰度值或RGB值的二维码序列片段构成，进行区分；以灰度值进行区分时，加密三维码由256级灰度图像构成，加密三维码各层的灰度值为Grayi，加密三维码所有二维码序列层的灰度值之和小于等于255；即满足：为防止隐没第一层二维码信息，造成误识别，除基本信息层外其它各层的灰度值之和小于第一层灰度值Gray1，即满足：且满足：以RGB值进行区分时，加密三维码各层R，G，B值之和小于等于65535，即满足：为防止隐没第一层二维码信息，造成误识别，除基本信息层外其它各层的RGB值之和小于第一层的RGB值RGB1，即满足：且满足：根据以上要求及三维码的层数，选取第一层(基本信息层)灰度值或RGB值。再从满足最佳识别效果的要求，得到灰度值(或RGB值)区分间隔，最终确定其他各层灰度值(或RGB值)。前述可加密三维码的编码方法，包括以下步骤：1)获取原始信息；2)确定三维码的层数C；3)根据三维码的层数C，确定基本信息层及其余各层的灰度值或RGB值；4)将需要存储的原始信息分类为：可以公开的信息A1、需要保密的信息B1；5)生成加密信息B2：对需要保密的信息B1，采用对称或非对称式加密算法加密；6)生成公开信息A2：对可以公开的信息A1，添加三维码的层数C信息、加密密钥、其它各层灰度值或RGB值D；7)对公开信息A2、加密信息B2按三维码层数C分割，第一层为基本信息层，存储公开信息A2，加密信息B2存储在其余各层；8)生成最终公开信息A、加密信息B：按照二维码编码规范，对公开信息A2、加密信息B2进行编码；9)输出三维码。前述可加密三维码的解码方法，包括以下步骤：1)扫描三维码图像；2)扫描获取基本信息层的最终公开信息A；3)识别读取公开信息A2：根据对应编码过程中采用的二维码规范，解码得到公开信息A2，含有公开的信息A1、三维码层数C、其它各层灰度值或RGB值D、加密密钥；4)扫描获取加密信息B：根据三维码层数C、其它各层灰度值或RGB值D，按照顺序识别扫描处理其它各层，获取加密信息B；5)识别读取加密信息B2：采用编码时对应的对称或非对称式加密算法的解密方法对加密信息B2进行解密；6)最终得到原始的公开信息A1，需要保密信息B1。本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：前述可加密三维码，二维码序列片段各层之间灰度值满足：Grayi-Grayi+1>Δ；Δ为识别精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可加密三维码，其特征在于，由N层二维码序列片段叠加而成，N≧2，第一层二维码序列片段作为基本信息层，灰度值或颜色固定，提供可识别的公开信息，公开信息包括其它层的层数、二维码格式、加密密钥；2～N层二维码序列片段作为加密信息隐藏层，存放保密信息，是加密三维码的第三维；/n可加密三维码的第三维由与基本信息层不同灰度值或RGB值的二维码序列片段构成，进行区分；以灰度值进行区分时，加密三维码由256级灰度图像构成，加密三维码各层的灰度值为G

【技术特征摘要】
1.一种可加密三维码，其特征在于，由N层二维码序列片段叠加而成，N≧2，第一层二维码序列片段作为基本信息层，灰度值或颜色固定，提供可识别的公开信息，公开信息包括其它层的层数、二维码格式、加密密钥；2～N层二维码序列片段作为加密信息隐藏层，存放保密信息，是加密三维码的第三维；
可加密三维码的第三维由与基本信息层不同灰度值或RGB值的二维码序列片段构成，进行区分；以灰度值进行区分时，加密三维码由256级灰度图像构成，加密三维码各层的灰度值为Grayi，加密三维码所有二维码序列层的灰度值之和小于等于255；即满足：



为防止隐没第一层二维码信息，造成误识别，除基本信息层外其它各层的灰度值之和小于第一层灰度值Gray1，即满足：



且满足：
以RGB值进行区分时，加密三维码各层R，G，B值之和小于等于65535，即满足：



为防止隐没第一层二维码信息，造成误识别，除基本信息层外其它各层的RGB值之和小于第一层的RGB值RGB1，即满足：



且满足：


2.如权利要求1所述的可加密三维码，其特征在于，二维码序列片段各层之间灰度值满足：Grayi-Grayi+1>Δ；Δ为识别精度。


3.如权利要求1所述的可加密三维码，其特征在于，二维码序列片段各层之间RGB值满足：RGBi-RGBi+1>Δ；Δ为识别精度。


4.如权利要求2或3所述的可加密三维码，其特征在于，识别精度Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海峰，徐沛，
申请(专利权)人：镇江市高等专科学校，
类型：发明
国别省市：江苏;32