一种基于多层次信息加密的混合二维码的制作方法

本发明属于人工智能领域，尤其涉及一种基于多层次信息加密的混合二维码。

背景技术：

目前，矩形二维码尤其是QR二维码已经得到了广泛的应用。现有的QR二维码技术已经不能满足于单位面积下的信息储存需求。一个版本1的QR编码的信息储存量仅为216bit，这也就是说，为储存更高数据量的信息，必需采用更高的版本，而对于目前的打码方法而言，这也意味着需要更大的二维码图像面积。而且现有二维码的信息加密全部通常为一次性加密，易被破解，安全性不能得到保障。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于多层次信息加密的混合二维码，以解决现有二维码信息量过少以及信息安全性不足的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于多层次信息加密的混合二维码，包括：通用码区域和微型码区域；其中，所述通用码区域包括：功能区域和第一编码区，所述功能区域包括：快速检测到MC码的位置探测区域和用于普通信息解码顺序的第一索引区域，所述第一编码区用于储存普通信息内容和修正普通信息丢失的纠错码；所述微型码区域，位于通用码区域的位置探测区域内，包括：定位区域、第二索引区域和第二编码区，所述定位区域用于定位微型码位置，第二索引区域用于索引加密信息的解码顺序，所述第二编码区域用于储存重要信息内容和修正重要信息丢失纠错码。

作为优选，所述通用码区域的位置探测区域为位于通用码区域中间的两个同心六边形，所述通用码区域的第一索引区域和第二编码区域位于位置探测区域周围，以六边形蜂巢式结构的资料元所组成；所述索引区域为3个正六边形区域的交叉区域，且位于位置探测区域的六个角上，其中，5个以黑色白色的不同来区分编码解码顺序，另外一个无边缘，用于确定索引区域；剩余区域为第一编码区域，用于储存编码信息。

作为优选，所述微型码区域的定位区域为位于位置探测区域中间的两个同心六边形，所述微型码区域的第二索引区域和第二编码区域位于定位区域的周围，以六边形蜂巢式结构的资料元所组成；；所述第二索引区域为3个正六边形区域的交叉区域，且位于定位区域的六个角上，其中，5个以黑色白色的不同来区分编码解码顺序，另外一个无边缘，用于确定索引区域；剩余区域为第二编码区域，用于储存编码信息。

本发明所采用的技术方案，相比于常用二维码的优势在于：

第一，数据信息由外围的大码和微型内码组成，数据的承载量可以大大增加，对于商品信息的定位与描述跟加全面，可以快速检测出所需要的信息，特别是当网络数据受限时，仍然可以得到大量的商品信息，我商家可消费者提供相应的服务。

第二，安全性和保密性更好。由于本发明的混合二维码包含了微型码，使得造假复制复合码的成本与难度大大增加，赝品与伪造复合码可以迅速被鉴别。

第三，本发明的混合二维码可以适应不同的产品与应用需求，在有些产品上，混合二维码的外码在收到破坏后，混合二维码的微型码还可以继续使用，而且微型码体积小，容易隐藏，可以单独使用保护商品。

第四，本发明的混合二维码可以进一步升级过度到微型码，为系统的更新换代打下了良好基础。

第五，微型码可以兼容光学和无线读码系统，为系统的使用带来了极大的便利，对于自动读码系统，商品的生产管理，物流管理，销售管理创造了更科学,更先进和更便利的条件。

附图说明

图1为本发明二维码的结构示意图；

图2为本发明二维码的通用码区域的结构示意图；

图3为本发明二维码的微型码区域的结构示意图；

图4为本发明二维码的应用实例流程图；

图5为图4二维码应用实例中信息加密示意图；

图6为本发明交织码原理图；

图7为本发明对称加解密原理图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于多层次信息加密的混合二维码，包括：通用码区域和微型码区域。其中，所述通用码区域包括：功能区域和第一编码区，所述功能区域包括：快速检测到MC码的位置探测区域和用于普通信息解码顺序的第一索引区域，所述第一编码区用于储存普通信息内容和修正普通信息丢失的纠错码。所述微型码区域，位于通用码区域的位置探测区域内，包括：定位区域、第二索引区域和第二编码区，所述定位区域用于定位微型码位置，第二索引区域用于索引加密信息的解码顺序，所述第二编码区域用于储存重要信息内容和修正重要信息丢失纠错码。

进一步地，如图2所示，所述通用码区域的位置探测区域为位于通用码区域中间的两个同心六边形，所述通用码区域的第一索引区域和第二编码区域位于位置探测区域周围，以六边形蜂巢式结构的资料元所组成；所述索引区域为3个正六边形区域的交叉区域，且位于位置探测区域的六个角上，其中，5个以黑色白色的不同来区分编码解码顺序，另外一个无边缘，用于确定索引区域；剩余区域为第一编码区域，用于储存编码信息。

进一步的，如图3所示，所述微型码区域的定位区域为位于位置探测区域中间的两个同心六边形，所述微型码区域的第二索引区域和第二编码区域位于定位区域的周围，以六边形蜂巢式结构的资料元所组成；；所述第二索引区域为3个正六边形区域的交叉区域，且位于定位区域的六个角上，其中，5个以黑色白色的不同来区分编码解码顺序，另外一个无边缘，用于确定索引区域；剩余区域为第二编码区域，用于储存编码信息。

进一步地，所述通用码编码方式如下：将加密后的信息通过QR二维码信息编码方式转换为二进制数信息。所述二进制信息以16个字节为一组进行封装，不足的补0。对于编码后的一组信息{A,B,C}，其中A为8个字节，B为4个字节，C为4个字节，所储存资元的颜色为{A,16*B+4,16*C+9}，分别该颜色对应的YUV分量。此时将普通信息转换为颜色组，按一定顺序置于第一编码区域。

进一步地，所述微型码的的编码方式如下：将信息通过QR二维码信息编码方式及纠错码方式转换为二进制数信息，并以通用码相同处理方式将二维码信息转换为颜色信息，置于第二编码区域。

所述通用码解码过程为：

1、抓取包含MC码的图像；

2、定位到位置探测区域的六边形，确定扫描区域；

3、通过索引区域检测索引信息，将扫描图形的索引区域旋转成如图2所示方向，确定编码1区读取顺序为从上至下依次按行扫描，每行扫描方式为从左至右，遇到索引区域和定位区域则跳过

4、按顺序扫描颜色信息，设总信息储存的颜色块为n个，按扫描顺序依次为(y1,u1,v1)、(y2,u2,v2)、…、(yn,un,vn)；

5、那么其颜色信息为(y1,u1,v1，y2,u2,v2，...，yn,un,vn)，其转换后的原信息为将转换后的信息转换成二进制信息，举例(23,9,7)对应的二进制信息为101111001 0111。

所述微型码的解码过程为：

1、通过专有设备抓取包含微型码的图像；

2、定位到定位区域的正六边形，确定扫描区域；

3、通过定位区域大小调整扫描区域所在图像的大小，增强边缘信息；

4、通过第二索引区域检测索引信息，将扫描图形的第二索引区域旋转成如图2所示方向，确定第二编码区域读取顺序为从上至下依次按行扫描，每行扫描方式为从左至右，当遇到第二索引区域和定位区域，则跳过；

5、按顺序扫描颜色信息，设总信息储存的颜色块为n个，按扫描顺序依次为(yy1,uu1,vv1)、(yy2,uu2,vv2)、…、(yyn,uun,vvn)；

6、与通用码解码过程步骤5的方法将所得扫描颜色信息转换为二进制信息。

如图4所示，当产品所需要的信息在服务器端首先经过网络层加密后，在信息层分层加密后得到加密后的信息，经过交织器后，得到待编译的信息，将这些信息，进行二维码编码，得到二维码，置于产品上。

在网络层信息安全方面，加密方式分为对称加密与非对称加密。对称加密需要在加密和解密时使用相同密钥。如图7，所谓对称，就是商家和服务器使用方式用同样的密钥进行加密和解密。密钥是控制加密及解密过程的指令。算法是一组规则，规定如何进行加密和解密。对称加密算法的优点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。其速度快，但是密钥管理较为臃肿，缺乏灵活性。

在非对称加密中，加密秘钥和解密秘钥不同，加密秘钥称为公钥，而解密秘钥称为私钥。如图6所示，本发明通过算法生成一对公钥和私钥后，将公钥发布给其他人，商家可以将消息使用公钥加密后发给给服务器，服务器接受到消息后，使用服务器的私钥将消息解密。

在本应用中，可根据实际需求采用对称加密，如DES算法、3DES、AES，或者非对称加密，如RSA算法、Elgamal算法、局部信息加密算法。

如图5所示，所述信息分层加密过程为，原始信息经过二进制转得到二进制信息，经过网络层加密后，将数据进行信息层的多层次加密，得到输入数据。其中信息层多层次加密，每次的密钥为key 1,key 2,...,key N，对于经过加密s后所得到的数据，当且仅当获得密钥key s,key s+1,...,key N后方能依次解密获取加密s后的数据。

信道编码是通过在被传输的数据中引入冗余位，来避免数字信号在传送过程中出现误码。用于检测错误的信道编码被称为检错编码，而既可检错又可纠错的信道编码被称作纠错编码。冗余位的引入改善了信道通信的可靠性，但是冗余位引入又将会增加信号的传输速率，也就会降低带宽。

许多编码，诸如Hamming码，卷积码等，都是用于无记忆信道的，即是针对独立差错设计的。但在某些情况下，差错主要是突发的，一个突发差错将引起一连串错误。而交织码能纠正很长的并且不仅限于一个的突发差错。

交织编码的目的是把一个较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码(FEC)技术消除随机差错。交织深度越大，则离散度越大，抗突发差错能力也就越强。但交织深度越大，交织编码处理时间越长，从而造成数据传输时延增大，也就是说，交织编码是以时间为代价的。因此，交织编码属于时间隐分集。在实际移动通信环境下的衰落，将造成数字信号传输的突发性差错。利用交织编码技术可离散并纠正这种突发性差错，改善移动通信的传输特性。

而当用户获得产品之后，用户通过扫描设备扫描二维码，提取到待编译的信息，经过交织器的反编译后得到加密后的信息，将此与已有密钥一起经过通信层上传到服务器进行比对，反馈给用户相应解密层的信息。