一种基于小波与幻方变换的QR码加密、解密方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于小波与幻方变换的QR码加密、解密方法及系统，所述加密方法包括对初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；对初始的QR码图像对应的像素矩阵和与像素矩阵等大的二维混沌矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像；对第一次加密后的QR码图像进行小波分解，得到低频分量图像和细节子图像；对低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像；对幻方加密后的低频分量图像和细节子图像进行小波重构，得到第二次加密后的QR码图像。本发明专利技术提高QR码加密效果和效率，保障电池信息的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小波与幻方变换的QR码加密、解密方法及系统
本专利技术涉及QR码加密、解密领域，特别是涉及一种基于小波与幻方变换的QR码加密、解密方法及系统。
技术介绍
近些年来由于石油资源日趋紧张，生产并使用节能与环保的电动汽车成为了时代发展的必然趋势，在这个过程中，动力电池是其产业发展的关键，因此电池技术得到了快速发展，由此产生的电池梯次的相关问题也得到了人们的普遍关注，建立动力电池全生命周期可以实现对动力电池有效的管理。矩阵式二维(QuickResponse，QR)码是一种应用非常广泛的矩阵式二维码，它具有快速识读、有效表示字符等特点。将QR码应用在动力电池全生命周期的溯源系统上，这样就对电池的管理提供了很大的便利。随着社会的不断发展，数据的信息安全越来越重要。为了保护QR码内包含的有关电池的信息，防止被无关机构、组织和个人随意识读，有必要对其进行加密。关于对QR码信息加密技术的研究，不少学者也提出了相关的看法。在现有的技术中，加密的算法也有很多，例如数据加密标准(DataEncryptionStandard，DES)、RSA加密算法、混沌加密、Arnold置乱等单一加密方法，然而现有的单一的加密方法安全性低，不能很好的抵抗不文明的攻击。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于小波与幻方变换的QR码加密、解密方法及系统，提高QR码加密效果和效率，保障电池信息的安全。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于小波与幻方变换的QR码加密方法，包括：从动力电池全生命周期溯源系统中获取初始的QR码图像；所述初始的QR码图像包括电池生产时间和电池属性；对所述初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；利用Logistic系统得到混沌序列；将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像；对所述第一次加密后的QR码图像进行小波分解，得到低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像；对所述幻方加密后的低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构，得到第二次加密后的QR码图像；所述第二次加密后的QR码图像为最终加密后的QR码图像。可选的，所述对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像，具体包括：对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵按位进行异或运算，得到异或运算后的矩阵；根据所述异或运算后的矩阵得到第一次加密后的QR码图像。可选的，所述对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像，具体包括：将所述低频分量图像转换为低频分量图像对应的像素矩阵；构建与所述低频分量图像对应的像素矩阵等阶的幻方矩阵；根据所述幻方矩阵和所述低频分量图像对应的像素矩阵得到置乱矩阵；根据所述置乱矩阵得到幻方加密后的低频分量图像。一种基于小波与幻方变换的QR码解密方法，包括：获取第二次加密后的QR码图像；对所述第二次加密后的QR码图像进行小波分解得到幻方加密后的低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；对所述幻方加密后的低频分量图像进行幻方逆变换得到低频分量图像；对所述低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构得到第一次加密后的QR码图像；利用Logistic系统得到混沌序列；将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；对所述第一次加密后的QR码图像和所述二维矩阵进行异或运算得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；根据所述初始的QR码图像对应的像素矩阵得到初始的QR码图像。一种基于小波与幻方变换的QR码加密系统，包括：初始的QR码图像获取模块，用于从动力电池全生命周期溯源系统中获取初始的QR码图像；所述初始的QR码图像包括电池生产时间和电池属性；初始的QR码图像对应的像素矩阵第一确定模块，用于对所述初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；混沌序列确定模块，用于利用Logistic系统得到混沌序列；二维矩阵确定模块，用于将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；第一次加密后的QR码图像第一确定模块，用于对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像；低频分量图像和细节子图像确定模块，用于对所述第一次加密后的QR码图像进行小波分解，得到低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；幻方加密后的低频分量图像确定模块，用于对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像；第二次加密后的QR码图像确定模块，用于对所述幻方加密后的低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构，得到第二次加密后的QR码图像；所述第二次加密后的QR码图像为最终加密后的QR码图像。可选的，所述第一次加密后的QR码图像第一确定模块具体包括：异或运算后的矩阵确定单元，用于对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵按位进行异或运算，得到异或运算后的矩阵；第一次加密后的QR码图像确定单元，用于根据所述异或运算后的矩阵得到第一次加密后的QR码图像。可选的，所述幻方加密后的低频分量图像确定模块具体包括：低频分量图像对应的像素矩阵确定单元，用于将所述低频分量图像转换为低频分量图像对应的像素矩阵；幻方矩阵构建单元，用于构建与所述低频分量图像对应的像素矩阵等阶的幻方矩阵；置乱矩阵确定单元，用于根据所述幻方矩阵和所述低频分量图像对应的像素矩阵得到置乱矩阵；幻方加密后的低频分量图像确定单元，用于根据所述置乱矩阵得到幻方加密后的低频分量图像。一种基于小波与幻方变换的QR码解密系统，包括：第二次加密后的QR码图像获取模块，用于获取第二次加密后的QR码图像；幻方加密后的低频分量图像和细节子图像确定模块，用于对所述第二次加密后的QR码图像进行小波分解得到幻方加密后的低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；低频分量图像第一确定模块，用于对所述幻方加密后的低频分量图像进行幻方逆变换得到低频分量图像；第一次加密后的QR码图像第二确定模块，用于对所述低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构得到第一次加密后的QR码图像；混沌序列确定模块，用于利用Logistic系统得到混沌序列；二维矩阵确定模块，用于将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小波与幻方变换的QR码加密方法，其特征在于，包括：/n从动力电池全生命周期溯源系统中获取初始的QR码图像；所述初始的QR码图像包括电池生产时间和电池属性；/n对所述初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；/n利用Logistic系统得到混沌序列；/n将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；/n对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像；/n对所述第一次加密后的QR码图像进行小波分解，得到低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；/n对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像；/n对所述幻方加密后的低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构，得到第二次加密后的QR码图像；所述第二次加密后的QR码图像为最终加密后的QR码图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于小波与幻方变换的QR码加密方法，其特征在于，包括：
从动力电池全生命周期溯源系统中获取初始的QR码图像；所述初始的QR码图像包括电池生产时间和电池属性；
对所述初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；
利用Logistic系统得到混沌序列；
将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；
对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像；
对所述第一次加密后的QR码图像进行小波分解，得到低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；
对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像；
对所述幻方加密后的低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构，得到第二次加密后的QR码图像；所述第二次加密后的QR码图像为最终加密后的QR码图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于小波与幻方变换的QR码加密方法，其特征在于，所述对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵进行异或运算，得到第一次加密后的QR码图像，具体包括：
对所述初始的QR码图像对应的像素矩阵和所述二维矩阵按位进行异或运算，得到异或运算后的矩阵；
根据所述异或运算后的矩阵得到第一次加密后的QR码图像。


3.根据权利要求1所述的一种基于小波与幻方变换的QR码加密方法，其特征在于，所述对所述低频分量图像进行幻方变换，得到幻方加密后的低频分量图像，具体包括：
将所述低频分量图像转换为低频分量图像对应的像素矩阵；
构建与所述低频分量图像对应的像素矩阵等阶的幻方矩阵；
根据所述幻方矩阵和所述低频分量图像对应的像素矩阵得到置乱矩阵；
根据所述置乱矩阵得到幻方加密后的低频分量图像。


4.一种基于小波与幻方变换的QR码解密方法，其特征在于，包括：
获取第二次加密后的QR码图像；
对所述第二次加密后的QR码图像进行小波分解得到幻方加密后的低频分量图像和细节子图像；所述细节子图像包括水平分量的细节子图像、垂直分量的细节子图像和对角分量的细节子图像；
对所述幻方加密后的低频分量图像进行幻方逆变换得到低频分量图像；
对所述低频分量图像和所述细节子图像进行小波重构得到第一次加密后的QR码图像；
利用Logistic系统得到混沌序列；
将所述混沌序列转化为与所述像素矩阵等大的二维矩阵；
对所述第一次加密后的QR码图像和所述二维矩阵进行异或运算得到初始的QR码图像对应的像素矩阵；
根据所述初始的QR码图像对应的像素矩阵得到初始的QR码图像。


5.一种基于小波与幻方变换的QR码加密系统，其特征在于，包括：
初始的QR码图像获取模块，用于从动力电池全生命周期溯源系统中获取初始的QR码图像；所述初始的QR码图像包括电池生产时间和电池属性；
初始的QR码图像对应的像素矩阵第一确定模块，用于对所述初始的QR码图像进行灰度处理，得到初始的QR码图像对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金梅，李媛媛，张子豪，张少阔，赵伟，孟金岭，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13