無(wú)所不在的小方塊

吳書(shū)芳 田春輝

摘要：該文主要探究了二維碼的安全性，講述了人們出于對(duì)安全的考慮以及二維碼的普及所引發(fā)的一個(gè)越來(lái)越急于解決的問(wèn)題——二維碼的安全問(wèn)題。探討了二維碼本身進(jìn)行數(shù)據(jù)算法加密以及對(duì)手機(jī)系統(tǒng)提高安全監(jiān)測(cè)等方法對(duì)解決二維碼安全性方面的影響。

關(guān)鍵詞：二維碼;安全性;Android系統(tǒng);加密算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2019）03-0274-02

1引言

二維碼，又稱(chēng)二維條形碼，二維條形碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在二維平面上分布的黑白相間的圖形來(lái)記錄數(shù)據(jù)或者符號(hào)信息的，在代碼的編寫(xiě)上巧妙地利用了構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”，“1”比特流的概念[1]，它具有和條形碼的一些共性，比如每種碼制都有它特定的字符集，每個(gè)字符都占有一定的寬度，都具有一定的校驗(yàn)功能等等，同時(shí)還具有對(duì)不同信息的自動(dòng)識(shí)別功能以及處理圖形變化等特點(diǎn)，但比傳統(tǒng)條形碼儲(chǔ)存的信息更多，表示的數(shù)據(jù)類(lèi)型也更廣泛。

目前，全球90%的二維碼個(gè)人用戶(hù)在中國(guó)，二維碼在中國(guó)的最大應(yīng)用領(lǐng)域涉是移動(dòng)終端支付。移動(dòng)終端掃描二維碼技術(shù)簡(jiǎn)單地說(shuō)是通過(guò)其拍照功能對(duì)二維碼圖像進(jìn)行掃描，快速獲取二維條碼中存儲(chǔ)的信息，以便進(jìn)行網(wǎng)上支付、信息瀏覽、信息交換等操作。

2 二維碼的安全問(wèn)題

對(duì)于大多數(shù)人來(lái)講，出門(mén)不帶現(xiàn)金，手機(jī)掃碼“走”天下已成為一種習(xí)慣。隨著我國(guó)二維碼產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，小小二維碼的“吸金”能力也越來(lái)越強(qiáng)，中國(guó)二維碼注冊(cè)認(rèn)證中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，到2017年底，中國(guó)二維碼支付有望突破九千億元市場(chǎng)規(guī)模。除了移動(dòng)支付外，國(guó)家發(fā)布多項(xiàng)政策二維碼溯源體系的建設(shè)，我國(guó)二維碼溯源的應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大，市場(chǎng)需求旺盛。第42次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》指出，截至2018年6月30日，我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)8.02億，普及率為57.7%，其中手機(jī)網(wǎng)民的規(guī)模已達(dá)7.88億，呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，網(wǎng)民通過(guò)手機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)的比例高達(dá)98.3%。網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物用戶(hù)和使用網(wǎng)上支付的用戶(hù)占總體網(wǎng)民的比例均為71.0%，網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物與互聯(lián)網(wǎng)支付已成為網(wǎng)民使用比例較高的應(yīng)用，一部手機(jī)即可隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物與互聯(lián)網(wǎng)支付。隨著快捷網(wǎng)絡(luò)接入帶來(lái)的移動(dòng)支付的便捷，二維碼的安全性也在經(jīng)受著考驗(yàn)，一些潛在的信息安全也滲透到了二維碼技術(shù)當(dāng)中。

因考慮安全問(wèn)題央行曾在2014年叫停二維碼支付，但隨著移動(dòng)設(shè)備支付的普及與便捷，二維碼掃描支付的地位也在節(jié)節(jié)攀升，2016支付清算協(xié)會(huì)逐步放開(kāi)了二維碼支付權(quán)限，并向支付機(jī)構(gòu)下發(fā)《條碼支付業(yè)務(wù)規(guī)范》，明確強(qiáng)調(diào)支付機(jī)構(gòu)開(kāi)展條碼業(yè)務(wù)需要遵循的安全標(biāo)準(zhǔn)，一方面是默認(rèn)恢復(fù)了二維碼支付，另一方面也反映了二維碼支付仍然存在一定程度的安全問(wèn)題，不容忽視。

3 二維碼的編解碼技術(shù)

3.1 二維碼的分類(lèi)

二維碼主要分為堆疊式二維碼和矩陣式二維碼兩大類(lèi)，其中堆疊式二維碼的主要代表有PDF417，矩陣式二維碼主要包括QR Code（即Quick Response）、Data Matrix、Maxi Code等。QR Code因其儲(chǔ)存的信息容量大、可靠性高、成本低，以及可表示漢字圖像等信息而逐漸被很多國(guó)家普及使用。

本文主要以QR二維碼多級(jí)融合加密算法和DES與RSA混合加密算法為主要研究對(duì)象，從手機(jī)識(shí)別二維碼的安全方面分析如何通過(guò)算法提高二維碼的安全度。

3.2 二維碼的識(shí)別流程

二維碼識(shí)別可以分為多個(gè)階段，而每加密一層，便對(duì)其安全性提高一步。二維碼加密方式有很多種，目前已有的加密算法包括對(duì)初始信息進(jìn)行加密、DES算法、Rijndae算法等，本文基于QR二維碼的安全識(shí)別，分析不同階段加密對(duì)提高二維碼安全識(shí)別的可靠性。

QR二維碼編/解碼流程[3]如圖1所示，由流程圖可知信息在生成圖像之前的每個(gè)階段均可以進(jìn)行加密，如在信息編碼之前進(jìn)行加密、在信息編碼和糾錯(cuò)編碼之間進(jìn)行加密、在糾錯(cuò)碼生成圖像前進(jìn)行加密等，以提高信息的安全性，圖像在處理完后就可以進(jìn)行解密了，需要注意的是，不同階段的加密同時(shí)要考慮是否對(duì)解密過(guò)程有影響，不能破壞圖像本身結(jié)構(gòu)。相對(duì)而言，在圖像過(guò)生成過(guò)程進(jìn)行加密對(duì)算法的要求就比信息傳遞初始進(jìn)行加密的算法要求的高，加密的過(guò)程同時(shí)還可以考慮無(wú)密鑰加密和有密鑰加密兩種形式。

2.2 基于Andriod系統(tǒng)的二維碼安全監(jiān)測(cè)

一方面，通過(guò)加密算法實(shí)現(xiàn)二維碼的編/解碼安全，另一方面移動(dòng)終端對(duì)二維碼的安全監(jiān)測(cè)也必不可。這里主要針對(duì)Andriod系統(tǒng)，考慮如何提高二維碼的識(shí)別度，從而解決現(xiàn)有的二維碼識(shí)別技術(shù)及存在的安全隱患。

圖2的Android 系統(tǒng)的二維碼安全檢測(cè)系統(tǒng)充分考慮了在實(shí)際應(yīng)用中Android客戶(hù)端數(shù)據(jù)處理能力，在檢測(cè)過(guò)程中首先在Android客戶(hù)端進(jìn)行解碼和預(yù)檢測(cè)，減少服務(wù)器的負(fù)載能力，在服務(wù)器端采用了基于Struts和Hibemate的J2EE框架，將服務(wù)器提供的服務(wù)分為表示層、控制層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)持久層，極大地提高服務(wù)端的穩(wěn)定性、可拓展性[4]，在對(duì)二維碼進(jìn)行安全檢測(cè)中，也滿(mǎn)足了時(shí)間和準(zhǔn)確度的要求。

3 總結(jié)

QR多級(jí)融合加密算法充分利用了二維碼編/解碼的復(fù)雜流程，讓破解更難進(jìn)行，保證了二維碼識(shí)別的安全性。

二維碼作為一個(gè)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的信息化應(yīng)用工具，在國(guó)家大力推動(dòng)信息化建設(shè)的大背景之下，隨著5G行業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)的快速興起，二維碼的普及度無(wú)疑將進(jìn)一步提高，其應(yīng)用也會(huì)朝著更加多元化方向發(fā)展。二維碼大數(shù)據(jù)也將逐步作為重點(diǎn)的發(fā)展方向之一，在醫(yī)療救助、健康、管理等大數(shù)據(jù)以及個(gè)人身份、物體信息辨別等方面占據(jù)更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尹隆.基于商密算法二維碼的研究與應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2016.

[2] 肖志偉.郝海彤.李琪.等.基于Android系統(tǒng)的二維碼安全檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2015（4）.

[3] 于英政，許宏麗.基于QR二維碼的多級(jí)融合加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2014（12）：2362-2364.

[4] 肖本海.鄭瑩娜，龍建明，等.基于SHA512哈希函數(shù)和Rijndael加密算法QR二維碼信息安全設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2015（7）.