[发明专利]一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置

说明书

本发明公开一种基于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。

技术领域

本发明涉及隐写术(stegnography)技术领域，尤其涉及一种基于QR码的物理域图像隐写方法、装置。

背景技术

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(cover files)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(Quick Response，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。