專利名稱：一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法。
背景技術(shù)：
信息隱藏技術(shù)是研究如何將某一信息隱藏于另一公開(kāi)的信息中，然后通過(guò)公開(kāi)的傳輸來(lái)傳遞隱藏的信息。由于含有隱藏信息的媒體發(fā)布是公開(kāi)的，而可能的檢測(cè)者難以從公開(kāi)信息中判斷隱藏信息是否存在，更加難以截獲隱藏信息，從而達(dá)到保證信息的安全的目的。如數(shù)字水印技術(shù)，它作為一種有效的數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)的保護(hù)和數(shù)據(jù)安全維護(hù)技術(shù)，是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)分支。數(shù)字水印技術(shù)是將具有特定意義的標(biāo)記(水印)，利用數(shù)字嵌入的方法隱藏在數(shù)字圖像、聲音、文檔、圖書(shū)、視頻等數(shù)字產(chǎn)品中，用以證明創(chuàng)作者對(duì)其作品的所有權(quán)，同時(shí)通過(guò)對(duì)水印的檢測(cè)和分析來(lái)保證數(shù)字信息的完整性和可靠性，從而成為知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和數(shù)字多媒體防偽的有效手段。在數(shù)字水印技術(shù)中，嵌入的標(biāo)記即水印，代表一定意義的內(nèi)容，它可以是文本、聲音、圖像或者視頻等信號(hào)，但是無(wú)論是何種類型，在進(jìn)行水印的嵌入時(shí)，多數(shù)的算法都要求將它首先轉(zhuǎn)化為二值(0和1或-1和1)的序列，也就是說(shuō)水印信息是一個(gè)代表一定意義的字節(jié)流或字節(jié)串，檢測(cè)后便可以很快地讀取所隱藏的內(nèi)容信息。當(dāng)然為了防止攻擊者從載體中獲得水印數(shù)據(jù)后直接了解水印信息的內(nèi)容，可以使用一定的手段將水印信息變成一個(gè)看似雜亂無(wú)章的二值序列，比如通過(guò)加密或圖像的置亂算法，檢測(cè)出的數(shù)據(jù)字節(jié)流只要經(jīng)過(guò)解密或者圖像的置亂算法的逆運(yùn)算操作后，檢測(cè)者便同樣可以完全解析出字節(jié)流信息所代表的確切含義。
但是在實(shí)際應(yīng)用中，很多時(shí)候往往需要嵌入的不僅僅是簡(jiǎn)單的字節(jié)流信息，還需要嵌入結(jié)構(gòu)性信息數(shù)據(jù)，只有通過(guò)一定方法分解出多種字段信息，才能獲取其代表的含義。如在安全文檔打印技術(shù)中，可以通過(guò)文檔底部附加的背景底紋來(lái)嵌入水印信息，在文檔打印的過(guò)程中，可以在背景底紋中埋入打印者的名字、打印機(jī)的名字、打印時(shí)間、計(jì)算機(jī)的物理地址等信息，并將背景底紋數(shù)據(jù)跟正常的文檔數(shù)據(jù)予以同時(shí)打印。必要時(shí)可以通過(guò)掃描文檔獲得圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行檢測(cè)后得到字節(jié)信息流，此時(shí)表現(xiàn)出的信息不具有完整的意義，需要額外的字段分解工作才能獲得各個(gè)字段信息。雖然讀取的是各個(gè)獨(dú)立字段的信息，但是嵌入前卻需要事先將各個(gè)字段信息組合成一個(gè)完整的字節(jié)流。任何信息隱藏技術(shù)預(yù)處理的對(duì)象都是一個(gè)完整的信號(hào)序列，該信號(hào)序列應(yīng)該做到在盡可能小的長(zhǎng)度范圍內(nèi)隱藏盡可能多的信息。目前的技術(shù)不能很好地解決這個(gè)問(wèn)題，其主要的缺陷在沒(méi)有合理的編碼方法，為了盡可能多地編碼信息，不存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體中的各字段名稱，所以只能編碼特定的結(jié)構(gòu)性信息，比如編碼上述用于描述安全文檔打印的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；結(jié)構(gòu)化信息中的每個(gè)子字段內(nèi)容固定分配一定的最大長(zhǎng)度，即使該字段的內(nèi)容不夠或者為空時(shí)，仍就分配了定長(zhǎng)的存儲(chǔ)空間，從而造成了編碼空間的浪費(fèi)；由于結(jié)構(gòu)化信息的各子字段內(nèi)容和長(zhǎng)度固定，無(wú)法動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展；由于編碼方式的限制，只有事先知道結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成以及各子字段的長(zhǎng)度限制才能正確解碼出編碼信息。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)序列應(yīng)該做到在盡可能小的長(zhǎng)度范圍內(nèi)隱藏盡可能多的信息，并且結(jié)構(gòu)化信息的各子字段內(nèi)容和長(zhǎng)度能夠動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，不需要事先知道結(jié)構(gòu)體也能夠正確地讀取和分解字段。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法，包括以下步驟(1)獲取和處理結(jié)構(gòu)化信息得到一個(gè)完整的信號(hào)序列，所述的結(jié)構(gòu)化信息是指包含多個(gè)獨(dú)立子字段名稱和內(nèi)容的信息的集合；(2)將記錄冗余信息的字節(jié)流與步驟(1)得到的信號(hào)序列結(jié)合；(3)將步驟(2)中結(jié)合后的信號(hào)序列進(jìn)行加密和數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，得到最終的編碼信號(hào)序列。
進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟(1)中獲取要進(jìn)行編碼處理的結(jié)構(gòu)化信息，分解出各字段名字和各字段的內(nèi)容，并取出它們的數(shù)據(jù)代碼組合成一個(gè)子串字節(jié)流，然后將各子串字節(jié)流合并成一個(gè)信號(hào)序列；再進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟(1)中分解出各字段名字和各字段的內(nèi)容時(shí)，把字段內(nèi)容純?yōu)閿?shù)字的項(xiàng)直接轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制方式(0或1)表示，然后與代表相應(yīng)字段名字的字節(jié)流合并，并標(biāo)識(shí)該字段的內(nèi)容為數(shù)字形式；
進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟(1)中，在分析各字段名字和各字段內(nèi)容時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的代碼頁(yè)把Unicode編碼的雙字節(jié)字符轉(zhuǎn)為單字節(jié)的字符串。
進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟(2)中，用冗余字節(jié)流記錄以下各項(xiàng)標(biāo)識(shí)信息代碼頁(yè)、總字段個(gè)數(shù)、各字段名稱的長(zhǎng)度、字段內(nèi)容的長(zhǎng)度、是否為數(shù)字信息，并將該冗余字節(jié)流插入到信號(hào)序列的前面得到一個(gè)新的序列；進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟(3)中，使用密鑰將步驟(2)中得到的新序列進(jìn)行加密處理，并使用通用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法對(duì)得到的密文字節(jié)流串進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，最后將得到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)插入到密文串的最前面得到最終編碼后的信號(hào)序列。所述的通用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法是循環(huán)冗余校驗(yàn)碼算法。
與上述編碼方法相對(duì)應(yīng)的，一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，包括以下步驟a.解碼時(shí)首先獲取編碼信號(hào)序列；b.在信號(hào)序列的首部取出校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)后執(zhí)行步驟c，否則執(zhí)行步驟e；c.使用相同的密鑰對(duì)校驗(yàn)后的信號(hào)序列進(jìn)行解密處理，還原明文字節(jié)流信號(hào)序列；d.根據(jù)信號(hào)序列前面部分的冗余信息逐步進(jìn)行字段分解和轉(zhuǎn)換；e.退出解碼過(guò)程，并顯示解碼后的信息。
進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟b中使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼算法對(duì)密文字節(jié)串進(jìn)行正確性校驗(yàn)，數(shù)據(jù)校驗(yàn)過(guò)程結(jié)束后，將校驗(yàn)數(shù)據(jù)從信號(hào)序列中刪除；如果步驟b中數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)，則在步驟e中直接顯示空字符。
進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，步驟d中，根據(jù)冗余信息字節(jié)流計(jì)算出下列信息代碼頁(yè)、總字段個(gè)數(shù)、各字段名稱的長(zhǎng)度、字段內(nèi)容的長(zhǎng)度、是否為數(shù)字信息，并將這部分字節(jié)流從c得到的信號(hào)序列中刪除。
再進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，根據(jù)各字段名稱的長(zhǎng)度和字段內(nèi)容的長(zhǎng)度依次從在步驟d中得到的信號(hào)序列中分解出各字段名稱和字段內(nèi)容，然后把非數(shù)字的字段名稱和字段內(nèi)容的字節(jié)流通過(guò)代碼頁(yè)轉(zhuǎn)換為Unicode寬字符串。
再進(jìn)一步，為使本發(fā)明獲得更好的發(fā)明效果，將步驟d中分解出的數(shù)字形式的字段內(nèi)容轉(zhuǎn)化直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字進(jìn)行顯示。
本發(fā)明的效果在于本發(fā)明說(shuō)的結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法支持各種字符集類型，各字段信息的格式多種多樣，信號(hào)序列中的各字段信息排列方式比較合理，包含的信息量大；結(jié)構(gòu)化信息的長(zhǎng)度可變，不需要事先知道結(jié)構(gòu)體便可以正確地讀取和分解字段；信息的安全系數(shù)和正確識(shí)別率都有大幅度提高，并具備一定的抗干擾和檢查糾錯(cuò)能力。本發(fā)明所述的方法允許混合編碼多種信息，支持單字符集或多字符集，可廣泛應(yīng)用于通信、電子文檔及打印文檔等技術(shù)領(lǐng)域。


圖1是存儲(chǔ)代碼頁(yè)的字節(jié)示意圖；圖2是存儲(chǔ)字段個(gè)數(shù)的字節(jié)示意圖；圖3是包含字段名稱長(zhǎng)度、字段內(nèi)容長(zhǎng)度和是否為數(shù)字的標(biāo)識(shí)的字節(jié)示意圖；圖4是字段名稱和字段內(nèi)容合并存儲(chǔ)的示意圖；圖5是帶有冗余信息的信號(hào)序列示意圖；圖6是用密鑰加密后的密文字節(jié)串示意圖；圖7是含有CRC-16校驗(yàn)碼的信號(hào)序列示意圖；圖8是本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法流程圖；圖9是本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述如圖1所示，十六個(gè)方格代表兩個(gè)字節(jié)，用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前結(jié)構(gòu)體中字符串所屬的代碼頁(yè)(Code Page)，在明文編碼信號(hào)序列中，它處于序列中最前面兩個(gè)字節(jié)的位置。在很多時(shí)候接收的是Unicode編碼或雙字節(jié)輸入，而對(duì)于單字節(jié)字符，比如ASCII碼字符，同樣是用兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)。如果進(jìn)行編碼時(shí)也用兩個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)的話，會(huì)造成很大的空間浪費(fèi)。此時(shí)如果知道代碼頁(yè)，便可以把輸入的雙字節(jié)字符串轉(zhuǎn)換為單字節(jié)字符串，從而節(jié)省了空間，并實(shí)現(xiàn)單位編碼序列長(zhǎng)度內(nèi)藏入了更多的信息。進(jìn)行解碼時(shí)，也可以通過(guò)代碼頁(yè)將單字節(jié)字符串轉(zhuǎn)換為Unicode編碼序列，從而能正確的解碼和顯示。
如圖2所示，一個(gè)字節(jié)用于標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)體中子字段的個(gè)數(shù)，也就是說(shuō)最多可以編碼255個(gè)字段信息，可以滿足一般結(jié)構(gòu)體的信息編碼，當(dāng)然必要時(shí)可以擴(kuò)展為兩個(gè)或者更多字節(jié)大小。
如圖3所示，同樣代表了兩個(gè)字節(jié)大小的空間，總共分為三段內(nèi)容。最左邊的一位代表是否為數(shù)字形式，其中“1”代表數(shù)字形式，“0”為非數(shù)字形式，因?yàn)閿?shù)字信息可用更少的字節(jié)來(lái)表示。比如輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)的IP地址為“172.16.255.254”，如果用字符串來(lái)表示的話至少需要11個(gè)字符，但是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中用四個(gè)unsigned char變量就可以表示它，所以在編碼序列中它只占用四個(gè)字節(jié)的空間。中間的7位用來(lái)標(biāo)識(shí)各字段名稱的長(zhǎng)度，此時(shí)字段名稱的長(zhǎng)度限制為127個(gè)字節(jié)。最后的兩個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)每個(gè)字段內(nèi)容的長(zhǎng)度，共計(jì)65535個(gè)字，同樣根據(jù)需要這兩個(gè)長(zhǎng)度都可以進(jìn)行擴(kuò)充。在進(jìn)行編碼時(shí)，標(biāo)識(shí)所有字段的名稱長(zhǎng)度和字段內(nèi)容長(zhǎng)度的字節(jié)組合成為一個(gè)子串，排在標(biāo)識(shí)所有字段個(gè)數(shù)的字節(jié)后面，該子串的長(zhǎng)度為所有字段數(shù)的三倍。
如圖4所示，標(biāo)識(shí)的多個(gè)字節(jié)分為兩部分，第一部分存儲(chǔ)字段的名稱，所用字節(jié)的個(gè)數(shù)已經(jīng)保存在圖3的中間部分；第二部分存儲(chǔ)字段的內(nèi)容，所用字節(jié)的個(gè)數(shù)已經(jīng)保存在圖3的右邊部分。每個(gè)字段的名稱和字段的內(nèi)容首位相連組成一個(gè)子串，然后再跟其他字段的組成的子串順序合并成一個(gè)長(zhǎng)的子串，代表了編碼信號(hào)序列中真正有意義的內(nèi)容。在進(jìn)行解碼時(shí)，根據(jù)圖3所示的字段名稱的長(zhǎng)度和字段內(nèi)容的長(zhǎng)度逐級(jí)進(jìn)行分解，直至得到各個(gè)字段的名稱和字段內(nèi)容信息，然后再將得到各字結(jié)構(gòu)組成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體。
如圖5所示，標(biāo)識(shí)了含有冗余信息的整個(gè)信號(hào)序列的結(jié)構(gòu)組成，其中包括四個(gè)部分。第一部分存儲(chǔ)了圖1所示的代碼頁(yè)示意圖，用于標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)體中字符串所屬的字符集，以便于字符的正確解碼和顯示，也可以節(jié)省存儲(chǔ)空間；第二部分存儲(chǔ)了結(jié)構(gòu)體中字段的個(gè)數(shù)；第三部分為圖3示意圖所代表內(nèi)容；最后一部分中的每一個(gè)子結(jié)構(gòu)分別存儲(chǔ)了各個(gè)字段名稱和字段內(nèi)容信息。
由圖5可以看出，含有冗余信息的整個(gè)信號(hào)序列完全是一個(gè)明文字節(jié)串，如果任何解碼者截獲這段字節(jié)流便可以很快地讀懂其中隱藏的內(nèi)容信息，為了安全性的考慮，使用密鑰對(duì)該明文字節(jié)串進(jìn)行加密，從而得到如圖6所示的密文字節(jié)串，密鑰由特定的解碼者保存，即使獲取了這些字節(jié)串也不能正確地翻譯出真實(shí)內(nèi)容。
下面結(jié)合一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步闡述整個(gè)的編碼和解碼過(guò)程，如圖8所示，一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，包括如下步驟首先，對(duì)可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行編碼的方法，包括以下步驟(1)獲取和處理結(jié)構(gòu)化信息得到一個(gè)完整的信號(hào)序列；在文檔打印的過(guò)程中，有時(shí)需要附加打印額外信息，如用戶名稱、計(jì)算機(jī)的IP地址、打印時(shí)間和日期以及用戶自定義信息。首先將這些信息組合成為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，其中包括每個(gè)子字段的名稱和內(nèi)容信息，具體描述如下a)用戶名稱SupermanQww；
b)計(jì)算機(jī)IP地址172.16.7.191；c)打印日期的年份2005；d)打印日期的月份11；e)打印日期的日期14；f)打印時(shí)間的小時(shí)12；g)打印時(shí)間的分鐘30；h)打印時(shí)間的秒數(shù)15；i)用戶自定義字符本文檔必須通過(guò)password才能閱讀。
在上述的結(jié)構(gòu)體中，每個(gè)子結(jié)構(gòu)的前半部分為字段名稱，后半部分為字段的具體內(nèi)容信息。結(jié)構(gòu)體中所有字符采用的代碼頁(yè)為936(ANSI/OEM-Simplified Chinese(PRC，Singapore))，用于存儲(chǔ)的兩個(gè)字節(jié)如圖1所示。通過(guò)代碼頁(yè)將上述結(jié)構(gòu)中的所有字符全部轉(zhuǎn)換為單字節(jié)流表示，尤其對(duì)于最后一個(gè)子結(jié)構(gòu)中用戶自定義的字符信息，轉(zhuǎn)換后的字節(jié)流可以節(jié)省出8個(gè)字節(jié)的空間。
接下來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)體中的字段個(gè)數(shù)為9，用一個(gè)字節(jié)記錄如圖2所示，放在代碼頁(yè)字節(jié)的后面。在解碼時(shí)，讀取該字節(jié)得到字段的總個(gè)數(shù)后，接著順序讀取27個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，其中每三個(gè)相鄰字節(jié)所構(gòu)成的子結(jié)構(gòu)代表的信息如圖3所示。在本實(shí)施例中，(2)～(8)子結(jié)構(gòu)中的第一位均為“1”，(1)和(9)子結(jié)構(gòu)的第一位均為“0”。作為例子，具體分析一下子結(jié)構(gòu)(2)中三個(gè)字節(jié)的組成情況100011000000000000000100，其中第一位的“1”表示該字段的內(nèi)容為數(shù)字形式，接下來(lái)的0001100代表字段的名稱的長(zhǎng)度為12，最后的16位代表字段內(nèi)容的長(zhǎng)度為4。由圖3所示的子結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)為9，共占27個(gè)字節(jié)的空間。編碼的真正實(shí)際內(nèi)容是由一串子結(jié)構(gòu)組成，其中每個(gè)子結(jié)構(gòu)包括兩部分，分別為順序連接的字段名稱和字段內(nèi)容。同樣在結(jié)構(gòu)(2)中，字段名稱為“計(jì)算機(jī)IP地址”，而字段的內(nèi)容“172.16.7.191”可以用四個(gè)字節(jié)來(lái)表示，分別為10101100、00010000、00000111和10111111。由于前面字段內(nèi)容長(zhǎng)度的字節(jié)中標(biāo)識(shí)了其長(zhǎng)度為4，在讀取該段字節(jié)流時(shí)，自動(dòng)分解為四個(gè)數(shù)字，而不是按照字符的方式進(jìn)行處理。將其他子結(jié)構(gòu)類似處理后得到一個(gè)包含各子字段名稱和內(nèi)容的明文信號(hào)序列。
(2)將記錄冗余信息的字節(jié)流與步驟(1)得到的信號(hào)序列結(jié)合；將圖3所示的字節(jié)流追加到代碼頁(yè)字節(jié)和字段長(zhǎng)度字節(jié)的后面組成冗余信息序列，然后與步驟(1)得到的信號(hào)序列結(jié)合后得到一個(gè)完整的明文信號(hào)序列，如圖5所示。當(dāng)然冗余信息字節(jié)流跟實(shí)際內(nèi)容字節(jié)流的順序可以交換。
(3)將步驟(2)中結(jié)合后的信號(hào)序列進(jìn)行加密和數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，得到最終的編碼信號(hào)序列；為了提高信息編碼的安全系數(shù)，首先使用密鑰對(duì)上述步驟(2)中得到的明文信號(hào)序列進(jìn)行加密處理，該密鑰由相關(guān)的解碼者保存，并作為密碼進(jìn)行輸入。解碼者首先輸入密碼，然后用輸入密碼作為密鑰進(jìn)行解密，只有密碼正確時(shí)才能獲知信息序列的全部具體內(nèi)容，從而保證信息在傳播過(guò)程中具備很高的安全性。
然后使用通用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法對(duì)加密處理后的密文字節(jié)流處理，計(jì)算校驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，選擇循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼計(jì)算得到16位的校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼信息插入到密文信息串的前面，得到最終的編碼信號(hào)序列，如圖7所示。其中的校驗(yàn)碼部分主要是用來(lái)檢測(cè)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)。
本實(shí)施例中，上述的結(jié)構(gòu)化信息在文檔打印過(guò)程中同時(shí)予以打印，隱藏信息的載體為紙介質(zhì)的文檔。而需要解碼時(shí)，必須先通過(guò)掃描儀或其他圖像獲取設(shè)備將文檔數(shù)字化，再通過(guò)數(shù)字圖像處理方法識(shí)別出藏入的密文字節(jié)流。但是為了克服在打印和掃描過(guò)程中帶來(lái)的各方面的攻擊，并盡可能地減小信息恢復(fù)的誤差，使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼算法對(duì)密文字節(jié)串進(jìn)行正確性校驗(yàn)，得到的校驗(yàn)碼插入到密文信息序列的前面，負(fù)責(zé)驗(yàn)證所有信息的正確性，比如本實(shí)施例中選擇CRC-16校驗(yàn)碼，得到兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼，跟密文字節(jié)串一起合并為最終編碼信號(hào)序列。
如圖9所示，本發(fā)明所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，包括以下步驟a.解碼時(shí)首先獲取編碼信號(hào)序列；解碼時(shí)必須將從圖像中識(shí)別出來(lái)原始字節(jié)流作為輸入，先取出序列中最前面的標(biāo)識(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)的字節(jié)，本實(shí)施例中，密文序列的前兩個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)CRC-16校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
b.在信號(hào)序列的首部取出校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)后執(zhí)行步驟c，否則執(zhí)行步驟e；用提取出的校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性驗(yàn)證，如果校驗(yàn)不通過(guò)，則提示錯(cuò)誤信息并顯示空字符；數(shù)據(jù)校驗(yàn)過(guò)程通過(guò)后，將標(biāo)識(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)的字節(jié)從原始字節(jié)流中刪除，從而得到一個(gè)新的字節(jié)串O1。
c.使用相同的密鑰對(duì)校驗(yàn)后的信號(hào)序列進(jìn)行解密處理，還原明文字節(jié)流信號(hào)序列；將用戶正確輸入的密碼作為密鑰解密文字節(jié)串O1，得到明文字節(jié)串O2。
d.根據(jù)信號(hào)序列前面部分的冗余信息逐步進(jìn)行字段分解和轉(zhuǎn)換；O2字節(jié)串包含預(yù)先定義的冗余信息，取出序列的前兩個(gè)字節(jié)便可以計(jì)算出字符串所屬的代碼頁(yè)，這里代碼頁(yè)為936。通過(guò)第三個(gè)字節(jié)計(jì)算出結(jié)構(gòu)體中字段的總個(gè)數(shù)為9，接著順序截取27個(gè)字節(jié)，依次平均為為9組，分別判斷每個(gè)字段是否為數(shù)字形式，并且計(jì)算每個(gè)字段名稱長(zhǎng)度和字段內(nèi)容的長(zhǎng)度，從而根據(jù)這些信息在剩余的字節(jié)流中順序提取出各字段的名稱和字段的內(nèi)容信息。最后根據(jù)字段內(nèi)容的是否為數(shù)字形式的屬性分別進(jìn)行處理，對(duì)于子結(jié)構(gòu)(1)和(9)分別利用代碼頁(yè)將單字節(jié)字符串轉(zhuǎn)換為Unicode統(tǒng)一編碼，進(jìn)而正確顯示輸出；對(duì)于子結(jié)構(gòu)(2)～(8)，分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式進(jìn)行輸出。
本實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)體中的打印時(shí)間和打印日期的顯示方式可以有多種，比如打印日期可以顯示為“YYYY-MM-DD”、“DD-MM-YYYY”等。
e.退出解碼過(guò)程，并顯示解碼后的信息。
本發(fā)明所述的編碼和解碼方法適用于任何信息隱藏算法，編碼后的序列包含完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，在不需要知道結(jié)構(gòu)體信息的前提下，仍能正確的識(shí)別和讀?。徊⑶揖幋a方式比較合理，利于結(jié)構(gòu)體信息的任意擴(kuò)展。當(dāng)然進(jìn)行編碼傳輸和信息嵌入時(shí)，可以使用任何數(shù)據(jù)壓縮方法對(duì)信號(hào)序列進(jìn)一步處理，以期獲得更短的編碼長(zhǎng)度。
上述步驟只是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難得出其他的實(shí)施方法而不違背本發(fā)明的總體思想。
其中，標(biāo)識(shí)各種冗余信息的字節(jié)長(zhǎng)度、排列方式以及字段名稱和字段內(nèi)容的組合方式都可以發(fā)生變化。
其中，對(duì)于密文字節(jié)串可以使用不同的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法，還可以根據(jù)隱藏方法的不同添加數(shù)據(jù)校正的冗余信息，比如使用多余的奇偶校驗(yàn)位。
權(quán)利要求
1.一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，包括以下步驟(1)獲取和處理結(jié)構(gòu)化信息得到一個(gè)完整的信號(hào)序列，所述的結(jié)構(gòu)化信息是指包含多個(gè)獨(dú)立子字段名稱和內(nèi)容的信息的集合；(2)將記錄冗余信息的字節(jié)流與步驟(1)得到的信號(hào)序列結(jié)合；(3)將步驟(2)中結(jié)合后的信號(hào)序列進(jìn)行加密和數(shù)據(jù)校驗(yàn)處理，得到最終的編碼信號(hào)序列。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(1)中獲取要進(jìn)行編碼處理的結(jié)構(gòu)化信息，分解出各字段名字和各字段的內(nèi)容，并取出它們的數(shù)據(jù)代碼組合成一個(gè)子串字節(jié)流，然后將各子串字節(jié)流合并成一個(gè)信號(hào)序列。
3.如權(quán)利要求2所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(1)中分解出各字段名字和各字段的內(nèi)容時(shí)，把字段內(nèi)容純?yōu)閿?shù)字的項(xiàng)直接轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制方式表示，然后與代表相應(yīng)字段名字的字節(jié)流合并，并標(biāo)識(shí)該字段的內(nèi)容為數(shù)字形式。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(1)中，在分析各字段名字和各字段內(nèi)容時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的代碼頁(yè)把Unicode編碼的雙字節(jié)字符轉(zhuǎn)為單字節(jié)的字符串。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(2)中，用冗余字節(jié)流記錄以下各項(xiàng)標(biāo)識(shí)信息代碼頁(yè)、總字段個(gè)數(shù)、各字段名稱的長(zhǎng)度、字段內(nèi)容的長(zhǎng)度、是否為數(shù)字信息，并將該冗余字節(jié)流插入到信號(hào)序列的前面得到一個(gè)新的序列。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(3)中，使用密鑰將步驟(2)中得到的新序列進(jìn)行加密處理，并使用通用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法對(duì)得到的密文字節(jié)流串進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，最后將得到的校驗(yàn)數(shù)據(jù)插入到密文串的最前面得到最終編碼后的信號(hào)序列。
7.如權(quán)利要求6所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼方法，其特征是步驟(3)中，通用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)算法是循環(huán)冗余校驗(yàn)碼算法。
8.一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，包括以下步驟a.解碼時(shí)首先獲取編碼信號(hào)序列；b.在信號(hào)序列的首部取出校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)后執(zhí)行步驟c，否則執(zhí)行步驟e；c.使用相同的密鑰對(duì)校驗(yàn)后的信號(hào)序列進(jìn)行解密處理，還原明文字節(jié)流信號(hào)序列；d.根據(jù)信號(hào)序列前面部分的冗余信息逐步進(jìn)行字段分解和轉(zhuǎn)換；e.退出解碼過(guò)程，并顯示解碼后的信息。
9.如權(quán)利要求8所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，其特征是步驟b中使用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼算法對(duì)密文字節(jié)串進(jìn)行正確性校驗(yàn)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，其特征是步驟b中數(shù)據(jù)校驗(yàn)過(guò)程結(jié)束后，將校驗(yàn)數(shù)據(jù)從信號(hào)序列中刪除。
11.如權(quán)利要求10所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，其特征是步驟b中數(shù)據(jù)正確性校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)，在步驟e中直接顯示空字符。
12.如權(quán)利要求8、9、10或11所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法，其特征是步驟d中，根據(jù)冗余信息字節(jié)流計(jì)算出下列信息代碼頁(yè)、總字段個(gè)數(shù)、各字段名稱的長(zhǎng)度、字段內(nèi)容的長(zhǎng)度、是否為數(shù)字信息，并將這部分字節(jié)流從步驟c中得到的信號(hào)序列中刪除。
13.如權(quán)利要求12所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，其特征是根據(jù)各字段名稱的長(zhǎng)度和字段內(nèi)容的長(zhǎng)度依次從在步驟d中得到的信號(hào)序列中分解出各字段名稱和字段內(nèi)容，然后把非數(shù)字的字段名稱和字段內(nèi)容的字節(jié)流通過(guò)代碼頁(yè)轉(zhuǎn)換為Unicode寬字符串。
14.如權(quán)利要求13所述的一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的解碼方法，其特征是將步驟d中分解出的數(shù)字形式的字段內(nèi)容轉(zhuǎn)化直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)化信息的編碼和解碼方法，屬于信息編碼技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，信息隱藏技術(shù)中嵌入結(jié)構(gòu)性信息數(shù)據(jù)即信號(hào)序列時(shí)，無(wú)法做到在盡可能小的長(zhǎng)度范圍內(nèi)隱藏盡可能多的信息。本發(fā)明所述的方法，所有的子字段信息構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)化的信息，不同的字段編碼代表不同的含義，組合成完整的信號(hào)序列；在信號(hào)序列的前面插入一定數(shù)量的冗余字節(jié)，使用特殊的密鑰將信號(hào)序列進(jìn)行加密后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)正確性檢驗(yàn)，最后將校驗(yàn)碼插入信息序列的密文串的前面得到最終的序列。采用本發(fā)明所述的方法，各字段信息的格式可以多樣，信號(hào)序列中的各字段信息排列方式比較合理，包含的信息量大，信息的安全系數(shù)和正確識(shí)別率都有大幅度提高。
文檔編號(hào)H03M7/30GK1777040SQ20051013432
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者亓文法, 程盛遠(yuǎn), 楊斌, 史文哲 申請(qǐng)人:北京北大方正電子有限公司, 北京大學(xué)