基于QR 二維碼的多重加密算法研究

廖鎮(zhèn)勛+王玨

摘要：隨著二維碼技術(shù)在社會上的不斷推廣，有關(guān)于二維碼的多重加密算法的研究也越來越受到大眾的關(guān)注。相對于普通二維碼而言，QR二維碼即快速響應二維碼更受到大家的喜愛。QR二維碼具備時代性，滿足現(xiàn)代社會發(fā)展下的人們?nèi)粘Ｉ钚枨蟆R二維碼的算法設(shè)計運用到了許多層面的知識，設(shè)計從簡便入手，方便大眾使用。該文從QR二維碼的特點著手，在此基礎(chǔ)上研究關(guān)于二維碼的多重加密算法，通過針對不同階段QR二維碼的差異，采取不同的措施和手段去提高QR二維碼的加密程度。這種算法不僅減少了由于技術(shù)不完善等原因造成的信息泄露，也從根本上完善了人為原因所造成的信息泄露的缺陷。

關(guān)鍵詞：QR二維碼；多重加密；算法研究

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）30-0064-02

Encryption Algorithm Based on Multi-dimensional Code QR

LIAO Zhen-xun， WANG Jue

（Hunan University of Technology，Zhuzhou 412000， China）

Abstract： With the continuous promotion of two-dimensional code technology in society， the study has multiple encryption algorithms on two-dimensional code more and more attention by the general public. Compared to ordinary two-dimensional code is concerned， QR two-dimensional code that is more rapid response to a two-dimensional code loved by everyone. The QR code with the times to meet the needs of daily life in modern society Development. QR algorithm applied to the two-dimensional code knowledge at many levels， from simple start design and convenient public. In this paper， the characteristics of the QR code to proceed to study two-dimensional code on multiple encryption algorithms on this basis， the difference for the different stages through the QR code and take different measures and means to increase the degree of the QR code encryption . This algorithm not only reduces imperfect information leaks due to technical reasons， but also to improve the information leakage caused by man-made causes of defects fundamentally.

Key words： QR two-dimensional code； multiple encryption； algorithm

1 概述

1.1 產(chǎn)生背景

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，二維碼作為一種高新技術(shù)逐漸融入到社會生活中。二維碼具備信息儲存、信息識別和信息傳遞等功能，對人們的日常生活產(chǎn)生不小的影響。就QR二維碼而言，它的設(shè)計目的是為了解決信息量大不便攜帶和一系列的糾錯問題，而之后二維碼的運用范圍不斷擴大，出現(xiàn)在金錢交易、支付車票和支付寶等等涉及個人隱私敏感信息的領(lǐng)域，這就讓QR二維碼的加密算法技術(shù)隨之產(chǎn)生。對QR二維碼進行加密，保證了它的隱私性，也為使用者的個人安全提供了保障。之前出現(xiàn)相關(guān)的用戶隱私資料泄漏和大量病毒隨之傳播的事件，進一步警示我們要加強QR二維碼的加密算法研究。面對此種現(xiàn)狀，現(xiàn)代學者將研究重心從發(fā)現(xiàn)更多種類的二維碼逐漸轉(zhuǎn)移到集中解決二維碼自身的編碼和破解加密算法上。

1.2 研究現(xiàn)狀

就國內(nèi)而言，我國關(guān)于二維碼加密算法研究的實例還不是很多，相關(guān)技術(shù)也不是很完善。有關(guān)資料顯示，我國關(guān)于二維碼的研究中心主要是在四一七條碼和QR碼，前者居多。對于四一七條碼來說，研究的點主要在于這種二維碼在社會上的運用，且加密設(shè)備尚未被作為主要關(guān)注點。但QR二維碼的研究點不僅放在運用上，針對它而產(chǎn)生的大量多重加密算法研究也受到大眾的關(guān)注。就國外而言，QR二維碼的加密技術(shù)趨于完善，國外政府部門對此投入大量的人力物力資源為二維碼的隱私性提供保障。

2 加密QR二維碼算法設(shè)計

QR二維碼是指是將一些特定設(shè)計好的幾何圖形按照一定的規(guī)律在固定好的平面區(qū)域內(nèi)散落的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息。上述所說的幾何圖形為正方形，分別為黑白兩種顏色。在平面區(qū)域內(nèi)的3個角落里繪制有類似于“回”字的正方形圖案，這些圖案有助于使用者對二維碼進行掃描讀取，如圖1所示。

基于QR二維碼的多重加密算法是指在二維碼的編制和使用過程中的不同階段對二維碼進行多重加密，根據(jù)各個階段的不同點運用不同的手段進行階段多重加密，以此保證QR二維碼的安全性，加強信息的保密程度。多重加密要將加密文和二維碼的編制編碼相結(jié)合，程序要比一次信息加密要復雜，并且多重加密會加大使用者的讀取難度。常見的集中QR二維碼的多重加密算法有以下幾種。

1）QR碼二值圖像混沌加密。二值圖像混沌加密是指先通過讀取QR原始二維碼的像素值，選取一定的數(shù)值生成混沌序列，再將混沌序列與像素值進行異或，將異或加密數(shù)據(jù)化成標準格式，以此可以得到QR二維碼的二值加密圖像，如圖二所示。

2）QR碼的多級融合加密算法。多級融合加密主要指對QR二維碼進行不同階段不同級別的加密算法。它的主要步驟為首先要對二維碼的基本信息進行第一次加密，然后在接下來的過程中分別進行多次加密，使用不同的密鑰去解碼，降低QR二維碼的破解度。它的過程可用公式表示，為C=GI（ECC（IE（I）））。其中C表示二維碼、IE 表示二維碼信息編碼、I 表示二維碼信息、ECC表示二維碼糾錯編碼、GI表示二維碼圖像生成編碼。該公式可以準確的表示出QR二維碼的多級融合加密算法過程，公式和實際操作相結(jié)合，為二維碼的多重加密做出積極貢獻。

3）基于Rijndael和異或運算的QR二維碼雙重加密。所謂的Rijndael是一種新型的加密方法，它具有更加可靠的加密信息和適合的密鑰長度。Rijndael多重加密相比之前的傳統(tǒng)的加密方式來說，它所具備更加先進的設(shè)備，擁有二維碼多重加密速度快并且加密的安全指數(shù)更高的特點。此種方法的運用是在QRCode二維碼的原理上，同時運用Rijndael加密算法和圖像異或加密算法，使得QR二維碼在兩個程度上實現(xiàn)了加密，更具有安全性。

3 加密QR二維碼算法實現(xiàn)

不同的QR二維碼多重加密算法的實現(xiàn)方式是不同的。上述介紹的三種基本多重加密算法中可以粗略地了解QR二維碼多重加密的實現(xiàn)過程。一般對QR二維碼進行加密來說，它的流程主要有以下幾步：首先要進行DES加密，對二維碼的信息逐個編碼和糾錯編碼，接著進行第一次RC4加密，并生成二維碼圖像，通過信息傳遞進行圖像處理，在此過程中可以進行第二次加密，之后在進行RC4解碼、糾錯解碼和二維碼信息解碼，最后通過DES解密結(jié)束QR二維碼的加密解密整個過程。從這一系列過程中可以發(fā)現(xiàn)二維碼加密算法一般是在第一和第四階段進行多重加密處理。前面的加密算法主要是為了實現(xiàn)QR二維碼的隱秘性，保證信息不會被泄露，在第一個層面保證了二維碼的安全性。后面的加密算法主要是為了防止加密程序輕易遭到破解所做出的，從破解這一層面來對QR二維碼的安全性做好保障，防止出現(xiàn)被不法分子破解的危險。這種DES加密方法可以從根本上解決多重加密過程中出現(xiàn)的一系列問題，比較常用，其他幾種加密算法也有其本身所具備的有點，如Logistic加密算法和Rijndael算法等等。在研究過程中，采取準確有效的方法去分析不同的二維碼，對重要的影響到大眾基本生活的QR二維碼進行高效的多重加密。

4 結(jié)論

QR二維碼在運用過程中的各個階段都可加入加密技術(shù)，同時為了保障二維碼的安全性，可以對二維碼進行多重加密。多重加密算法比一般普通的加密程序來說更加復雜，因為其復雜因素卻使二維碼的破解更難以進行，也帶來了一定的好處。多重加密體制從根本上解決了由于多方面影響造成的重要信息的泄漏問題，也使得QR二維碼的安全系數(shù)不斷提高。二維碼的多重加密在信息加密方面和信息識別等方面都做出了貢獻，并在此方面提供了廣闊的研究空間和研究價值，為未來的QR二維碼多重加密算法研究指明了方向。隨著QR二維碼的運用在社會上越來越普遍同時運用的領(lǐng)域也在不斷地擴大，因此對QR二維碼的信息進行有效的保護將會逐漸受到大眾的高度重視。綜上所述，研究加密解密功效高、實用性強、安全性能好的QR二維碼的重要信息多重加密算法勢在必行。

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