一种基于二维码的信息隐藏方法
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摘要：在信息安全大时代的背景下，信息隐藏作为一种可以用来保密通信的手段，也越来越多的应用在生活的各个方面，智能移动终端设备的数量大幅增加，已经成为了人们日常生活中不可或缺的通讯工具。许多应用软件都在利用二维码在移动用户之间进行快捷的信息交互，将信息隐藏与二维码相结合，把二维码作为信息隐藏的载体，利用编码机制的特点直接将加密后的秘密信息写入，在其中隐藏秘密信息。通过不同的Android解码器的读取，普通解码器只能读取出二维码中的无效信息，而无法读取也不会想到在二维码之中还存有隐藏信息，只有利用根据本文提出的特殊算法设计的解码器通过得到服务器的解密信息后才能发现并解读其中的秘密信息，从而达到秘密通信的目的。
关键词：Android；二维码；信息隐藏
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0077-04
1 概述
二维条码技术是一种广泛应用的信息编码方式，具有编解码快速便捷等特点。借助于智能移动终端设备的普及，二维条码的应用场景越来越多，利用二维条码在移动终端用户之间快速交互信息的应用软件随处可见，渐渐成为一种时尚。受这种风潮的启发，本小组成员开始设想将二维条码技术与信息隐藏思想结合起来，研究一种快捷、安全的秘密消息传递方法。下面介绍相关研究现状和意义。
1）基于信息隐藏的保密通信
信息隐藏[1]是将一则消息、图片或文件隐藏于其他消息、图片或文件中的技术。在信息隐藏过程中，秘密信息往往首先被加密，然后被隐藏在某种载体中，其原理如图1所示的模型。其中的原始图像就是所谓的载体，而发送中的隐藏信息图像就是被嵌入秘密消息之后的载体，因为载体是不易引起怀疑的普通消息、图片或者文件，所以增加了通信路径上密文被窃取的难度，因为攻击者根本就不会发现有秘密通信在进行。信息隐藏技术的应用很广，保密通信、身份认证、数字版权保护和追踪以及信息完整性、真实性鉴定与内容恢复等方面都在使用信息隐藏技术[2-4]。其中，利用信息隐藏技术进行保密通信时，通信双方将秘密信息隐藏在数字载体中并利用公开信道进行传递，这种保密通信方式在军事、商业、金融等方面领域都有广泛的应用。
有关载体的研究是信息隐藏技术的基础。随着信息技术的发展，可供使用的载体类型变得越来越丰富，研究人员在不断挖掘传统载体类型如文本、图像、音频和视频等潜力的同时[5-8]，对于新隐藏载体的发掘一直在进行，比如在网页中隐藏信息[9]，在基于PE文件的信息隐藏技术[10]，在DNA序列中隐藏信息等。综合各种优秀的信息隐藏方法可知，要实现基于信息隐藏的秘密通信，隐藏载体往往满足一些基本的特征，如本身含有大量可利用的冗余信息，嵌入和提取信息效率要高，抗攻击能力强等，此外常用的载体类型如JPG图片，MPEG视频文件等都是常见的文件类型，也就是说传播广泛而不容易引起怀疑。
2）二维条码技术广泛应用
二维条码是一种特殊的条码技术，简称二维码。与一维条码技术相比，它采用矩形、点、六边形等几何图案来表示信息，编码时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，解码时则通过图像输入或光电扫描设备自动识读信息。除信息表示方法不同外，二维码仍具备普通条码的一些共性，如每种码制有特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有校验功能等。
因为二维码具备快速响应和快速数据访问的能力，所以随着智能手机的逐渐普及，二维码编解码功能软件已经几乎成为了智能手机的标配软件。目前常用或知名的二维条码编码机制有DataMatrix，MaxiCode，QRCode，汉信码等，其中QR码是目前应用最广泛的条码之一，该种编码最多可以表示7089个字符，而传统一维条码最多则只能表示20个字符，足见其优势。
就应用现状来说，二维条码技术已经十分成熟，尤其是与智能移动终端的结合使其得到广泛的应用，二维条码技术之所以得到广泛的应用除了其自身快速易读和高存储能力的优势外，还仰仗于移动智能终端的快速普及和网络通信的发达，尤其是智能手机的普及，激发了人们的想象力，把这种便捷的信息编解码方式应用到了产品跟踪，物品标识，实时追踪，文档管理，市场营销等一系列领域，比如移动即时通信软件用户之间可以使用二维码来相互添加好友、登陆网站，自动贩卖机可以使用二维码进行商品识别，商家也都纷纷利用二维码来自己的商业推广信息，甚至各种票据上也有基于二位条码制作的车票方位功能等。
1.1.2研究意义
本软件最大的特点在于其对隐藏信息安全性上的保护，本软件针对目前广泛存在的通过破解注册码完成注册身份认证而对软件进行非法使用的问题，设计并实施了一系列的安全解决方案。
信息隐藏在秘密通信过程中的应用也随着其他信息技术的发展不断升级，其与新技术的结合是一种趋势，同时也符合科技发展的规律。随着智能手机的迅速普及，二维条码技术被推广到生活的各个领域，我们设想将二维码应用于信息隐藏领域，把二维码作为隐藏信息的载体，根据编码机制的特点，把秘密消息嵌入其中，简单情况下，秘密消息可以只是经过加密过的密文，复杂情况下，秘密消息可以存储于另一个二维码当中，最终我们则希望普通的解码器只能察觉载体中无价值的内容，而只有依据本文提出的特殊算法设计的解码器通过得到服务器的解密信息后才能发现秘密消息的存在并将其解读。在理论研究的基础上，我们将基于手机安卓系统设计并实现符合该设想的秘密消息传递软件，实现秘密消息的和接收，检验方法的有效性和应用价值。
本文拟将流行的二维条码编码技术和信息隐藏研究相结合，设计一种基于二维条码的信息隐藏方法，并基于安卓系统设计实现对应的软件，包括编码器和服务器；
基础工作就是首先实现正常二维码的功能，然后从最简单的情况入手，仅存储少量密文，在不影响原文的情况下，实现其功能，然后在理论探究的基础上实际测量出存储的最大容量，以及最典型的情况，不断完善编码器和服务器的可信度，以期达到实用化的目的。
3 实验
我们在测试过程中使用的数据如下表所示。
生成的二维码已包含隐藏信息，我们将使用二维码的用户分为普通用户（没有注册）和特殊用户（已经注册），只有特殊用户通过验证才能使用信息隐藏和提取的功能。我们可以根据上表的数据看到，信息隐藏之后的二维码发生了变化，但是普通的扫码器并不能提取到隐藏信息，这就起到了保密的作用。
下表为不同版本的信息容量：
对比其他编码形式和方法，我们选取设计的基于二维码的方法具有抗破解能力强的优点：
1）最终密文嵌入位置隐蔽性强；
2）多组密钥对，若不能与相应的加密公钥对应，即使解密私钥被截获也不能得到明文；
3）特征值嵌入初级密文构成最终密文，即使最终密文被提取直接破解也无法得到明文。
4 结论
隐私和安全是目前社会网络通信最受关注的问题，本文对一种基于二维码的信息隐藏方法做了深入研究，采用计算机模拟与手机安卓系统模拟相结合的方式，进行测试与实验，以期达到秘密通信的目的。
研究过程中主要运用的是二维码技术和信息隐藏技术，二维条码技术应用范围广泛，在智能移动终端设备不断普及的当代，应用二维码的场景越来越多许多应用软件也在利用二维码再移动用户之间进行快捷的信息交互，而当二维码遇上信息隐藏，把二维码作为隐藏信息的载体，普通的解码器只能察觉载体中无价值的内容，而只有依据本项目提出的特殊算法设计的解码器才能发现并解读其中的秘密信息，无疑将大大提高通信的安全性，在理论研究的基础上，基于手机安卓系统设计进一步实现符合该设想的秘密消息传递软件，实现秘密消息的和接收，检验方法的有效性和应用价值。
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