技术领域
[0001] 本
发明涉及
图像处理、数字安全技术领域，尤其涉及一种用于移动设备的电子证件个性化信息嵌入和认证方法。
背景技术
[0002] 在科学技术快速发展的今天，移动设备(手机，
平板电脑等)已经得到普遍的应用，移动互联网时代已经来临，各种数字化信息应用走入人们的日常生活并且给我们带来了极大的便利。正是在这样的背景下，近来出现的电子证件也引起了人们的广泛关注。所谓电子证件就是以电子身份证、电子驾照、电子社保卡等概念为代表的，储存于移动设备上的电子身份证件。电子证件便于携带，但其背后的价值不仅于此。拥有一张“电子身份证”、“电子驾照”或“电子社保卡”，等于为每个人的线上、线下生活架起了一座
桥梁，使人不仅能在互联网世界中证明身份，更成为连接政府在现实世界与互联网上提供的各项公共服务的最后一公里。因此，无论是相关政府还是各个企业单位，都积极的将电子证件作为战略部署和开展重点研究的目标。
[0003] 尽管数字证件能够取得极大的便利，但是也存在着许多的安全隐患，一些不法分子利用各种渠道对数字信息进行盗用和
修改，使得一些个性化信息不能得到很好的保障，法定认证员不能准确的鉴定用户的真实身份。另一方面，由于移动设备的特殊性，无法保证移动设备联网的
稳定性，因此亟需一种简单实用的用于移动设备离线验证的电子证件认证方法。
[0004] 现有的基于数字信息的防伪方法主要基于数字
水印技术。以数字图像为例，数字水印是将具有标识的信息通过特定的
算法嵌入到图像载体中，而不影响原本图像信息的表达和使用。按照水印是否可见来分，可以将数字水印分为可见水印嵌入和盲水印嵌入两种。可见水印将数字水印按照某种算法直接
叠加到
图像空间域上，这种方式最为简单，很多
网站为保护图片的私有权益采用了该方法，但是对于重要的数字证件来说这种方式因其对用户完全可见的特性最容易遭到不法分子的破解和篡改。盲水印方法先将图像做某种变换，然后把水印嵌入到图像的变换域中，这种方式相对来说要比直接嵌入水印的方法更加鲁棒和安全。众多盲水印算法在解水印的过程中需要原始图像作为基准来提取水印，但是对于移动设备上的电子证件来说，在离线环境下无法有效获取证件的原始图像。
[0005] 为了解决上述问题，必须找到一种能够在离线环境下验证电子证件照片真伪，并且能在一定程度上防止电子证件照片被恶意篡改的技术手段。
[0006] 目前，关于数字盲水印的研究有一定的突破和进展，并且已由不少商业级的产品应用。但是这些研究和应用多用于桌面PC等场景。针对移动设备端的电子证件的水印嵌入和防伪，截止目前还没有有效的解决方案出现。
[0007] 随着智能移动设备的高速发展，移动设备本身具有的图形图像处理能
力相比过去十年取得了质的飞跃，很多带有NFC的智能手机也已相继投入市场。目前，已经具备在移动设备上进行数字水印的研究工作和应用部署，这为开展电子证件防伪研究奠定了良好的物理
基础。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于克服
现有技术中存在的不足，提供一种用于移动设备的电子证件个性化信息嵌入和认证方法，本发明以盲水印算法为基础，在不改变电子证件图像整体视觉辨识度的情况下，能够有效嵌入个性化水印信息，并通过移动设备完成水印提取和认证。本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种用于移动设备的电子证件个性化信息嵌入和认证方法，包括以下步骤：
[0010] 步骤S10，编码电子证件图像和个性化水印图像；
[0011] 步骤S20，水印嵌入并生成带有个性化水印的电子证件图像，下发至用户的移动设备；
[0012] 步骤S30，获取用户移动设备上待检测的电子证件图像并进行解码，重新生成个性化水印图像，并进行辨识认证。
[0013] 进一步地，步骤S10具体包括：
[0014] 步骤S101，后台管理系统对用户上传的电子证件图像进行离散
小波变换，取出高频子带部分HH1作为嵌入水印的载体；
[0015] 步骤S102，对HH1进行奇异值分解得到对应的字典矩阵SV1和系数矩阵D1；
[0016] 步骤S103，后台管理系统按照一定的时间间隔生成个性化水印图像并进行奇异值分解得到对应的字典矩阵SV2和系数矩阵D2，其中D2作为解码的密钥放置于查验设备中；
[0017] 步骤S104，对SV2按照预先设定的编码规则进行编码，生成新的字典矩阵SV3。
[0018] 进一步地，步骤S20具体包括：
[0019] 步骤S201，将SV3替换掉SV1，然后与D1相乘得到新的高频子带HH1′；
[0020] 步骤S202，采用反向
离散小波变换生成带个性化水印的电子证件图像，并下发至用户的移动设备上。
[0021] 进一步地，步骤S103中，D2在一定的时间间隔内有效，超过预设时间间隔后需要重新下发到查验设备中。
[0022] 进一步地，步骤S30通过查验设备进行，具体包括：
[0023] 步骤S301，通过移动设备的NFC功能获取待检测的电子证件图像；
[0024] 步骤S302，对待检测的电子证件图像进行离散小波变换并
抽取出高频子带部分HH2；
[0025] 步骤S303，对HH2进行奇异值分解得到字典矩阵SV4和系数矩阵D4；
[0026] 步骤S304，按照预先设定的编码规则对SV4进行逆向解码得到SV5；
[0027] 步骤S305，将SV5和D2相乘重新生成个性化水印图像。
[0028] 本发明的优点：
[0029] 1)与现有的电子证件认证技术不同，本发明采用的基于盲水印的认证方法可以在离线场景下对电子证件作初步认证，并且具有一定的防篡改能力。
[0030] 2)本发明不需要依赖电子证件原始图像即可完成水印提取和认证，对于电子证件的防伪具有良好的适应性。
[0031] 3)通过移动设备具有的NFC功能实现待检测图像的传输，可以在一定程度上避免待检测图像受到额外的攻击影响水印提取。
附图说明
[0033] 图2为本发明的电子证件图像示意图。
[0034] 图3为本发明的个性化水印图像示意图。
[0035] 图4为本发明的嵌入水印后的电子证件图像示意图。
[0036] 图5为本发明的重新生成的个性化水印图像示意图。
具体实施方式
[0037] 下面结合具体附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0038] 本发明提出一种用于移动设备的电子证件个性化信息嵌入和认证方法，包括以下步骤：
[0039] 步骤S10，编码电子证件图像和个性化水印图像；为了能够在不影响视觉
感知的条件下有效的嵌入用于防伪认证的水印信息，需要将电子证件图像转换到特定的频域进行水印嵌入；同时，为了能够进一步加强水印信息的保护功能，对分解后的水印信息按照预先设定的编码规则进行编码；具体步骤如下所示；
[0040] 步骤S101，后台管理系统对用户上传的电子证件图像进行离散小波变换，取出高频子带部分HH1作为嵌入水印的载体；
[0041] 用户上传的电子证件图像，一个例子如图2所示；
[0042] 步骤S102，对HH1进行奇异值分解得到对应的字典矩阵SV1和系数矩阵D1；
[0043] 字典矩阵SV1中包括S矩阵和V矩阵；奇异值分解的公式如下：
[0044] H＝S*V*DT (1)
[0045] S和V矩阵作为字典矩阵包含了原始矩阵H中的大量信息，可以作为H的一种有效表示方法；
[0046] 步骤S103，后台管理系统按照一定的时间间隔(一般设置为1天)生成个性化水印图像并进行奇异值分解得到对应的字典矩阵SV2和系数矩阵D2，个性化水印图像的一个例子如图3所示；其中D2作为解码的重要密钥放置于查验设备中；D2在一定的时间间隔内有效，超过预设时间间隔(一般设置为1天)后需要重新下发到查验设备中；
[0047] 查验设备是公安等部
门认证人员手持的设备；
[0048] 步骤S104，对SV2按照预先设定的编码规则进行编码，生成新的字典矩阵SV3；此时SV3是按照特定顺序重新编码后的矩阵，在一定程度上可以加强水印的保护性；
[0049] 步骤S20，水印嵌入并生成带有个性化水印的电子证件图像；具体包括：
[0050] 步骤S201，将SV3替换掉SV1，然后与D1相乘得到新的高频子带HH1′；此时HH1′中已经包含了水印信息；
[0051] 步骤S202，采用反向离散小波变换生成带个性化水印的电子证件图像，并下发至用户的移动设备上；
[0052] 此步骤中，新的高频子带HH1′可以与步骤S101中离散小波变换时得到的其余中低频子带合并，然后进行反向离散小波变换；
[0053] 步骤S30，获取用户移动设备上待检测的电子证件图像并进行解码，重新生成个性化水印图像，并进行识别认证；此步骤通过查验设备进行，具体包括：
[0054] 步骤S301，通过移动设备的NFC功能获取待检测的电子证件图像；
[0055] 步骤S302，对待检测的电子证件图像进行离散小波变换并抽取出高频子带部分HH2；
[0056] 步骤S303，对HH2进行奇异值分解得到字典矩阵SV4和系数矩阵D4；
[0057] 步骤S304，按照预先设定的编码规则对SV4进行逆向解码得到SV5；
[0058] 步骤S305，将SV5和D2相乘重新生成个性化水印图像；如图5所示；
[0059] 如果重新生成的个性化水印图像能够辨识则相应的电子证件有效，否则为无效证件。
[0060] 整个个性化水印解码过程不依赖后台管理系统中的电子证件原始图像，可以在移动设备离线环境下实现电子证件照片查验，能够更有效的保护移动端的电子证件信息数据，提升了安全保护等级，为新一代电子证件数字信息的防伪和安全问题提供了一种有效的技术方案。
[0061] 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
