Две матрицы c0 и c1 размером [n x m], где n — общее количество долей. Теперь это основано на схеме визуальной криптографии Мони Наора и Ади Шамира. Согласно их теории, сначала изображение делится на доли для последующего шифрования, а чтобы вернуть это изображение, нам нужно рекомбинировать доли. И так как мы говорим на цифровом уровне, мы будем говорить о пикселях. Шифрование производится следующим образом в пикселях изображения:

Итак, у нас есть исходное изображение:

И при прохождении процесса шифрования это выглядит следующим образом:

Итак, если мы рекомбинируем доли, мы получим изображение, которое будет размыто и в 4 раза больше, чем реальное изображение, что является одной из проблем. если мы будем следовать этому методу.

Эта потеря контраста происходит из-за преобразования пикселей во время процесса шифрования, из-за чего черные пиксели остаются прежними, а белые пиксели становятся серыми.

Сценарий Python был написан, и алгоритм выполнялся в соответствии с этой блок-схемой.

В примерах выше было ясно видно, что выходной результат был размытым и в 4 раза больше фактического изображения, которое нам не нужно. Мы всегда хотим, чтобы мы вернули как минимум 99% исходного изображения.
Хотя в случае примера, показанного выше, изображение, которое мы получили, почти 90% ясно, и вещи довольно хорошо видны. Но если взять изображение, где у нас есть ТЕКСТ в графической форме, и это какое-то сообщение, которое мы хотим зашифровать. Вот что произойдет с этим изображением, как показано ниже:

Мы ясно видим, что видимость снизилась, и прочитать сообщение непросто.

Еще один недостаток хранения текстов в изображениях заключается в том, что всегда существует ограничение на размер информации, которую мы можем хранить в наших изображениях. Например, мы не можем увеличить размер изображения, так как изображение имеет фиксированный размер. Например, если есть тысячи строк, у нас есть тысячи строк, которыми мы хотим поделиться безопасным способом в графической форме, но изображение не способно это сохранить. Таким образом, есть лучший метод, в котором возможно использование большой информации, и это использование Q-R-коды.

QR-коды (коды быстрого ответа) представляют собой комбинацию черных квадратов, расположенных на белом фоне. QR-код появился в результате товарного знака штрих-кода. QR-коды можно считывать и сканировать любыми устройствами обработки изображений, такими как сканер и камера, камера мобильного телефона или лазерный сканер QR-кода. Необходимая информация извлекается из шаблона и содержится в горизонтальных и вертикальных составляющих изображения.

Кодовые слова имеют длину 8 бит и используют алгоритм исправления ошибок Рида-Соломона с четырьмя уровнями исправления ошибок. Чем выше уровень исправления ошибок, тем меньше объем памяти. В следующей таблице перечислены приблизительные возможности исправления ошибок на каждом из четырех уровней:

1. Уровень L (Низкий) 7
2. Уровень M (средний) 15
3. Уровень Q (квартиль) 25
4. Уровень H (высокий) 30

Пример Q-R-кода:

Теперь для решения проблемы, с которой мы столкнулись при шифровании изображения, связанном с потерей контраста, мы можем хранить наши данные в Q-R-кодах, и если мы зашифруем наши Q-R-коды и после рекомбинации общих частей, что мы вернуться, будет размытое изображение, но это изображение можно отсканировать, и мы сможем получить информацию. А я считал

Таким образом, в приведенном ниже примере у нас есть Q-R-код, который содержит ссылку Google:

После прохождения процесса шифрования и дешифрования мы снова получим увеличенное в 4 раза изображение и немного размытое. Но разница здесь в том, что даже после размытия изображения код можно просканировать и получить желаемый результат.

Это Q-R-код, который мы получаем после полного процесса расшифровки шифрования, который в 4 раза больше и размыт.

И после сканирования изображения с помощью камеры мобильного телефона мы видим ниже, что получаем желаемый результат. Таким образом, в этом случае нет потери данных, поскольку можно сканировать даже размытые QR-коды, и, таким образом, наша цель шифрования изображения и получения точной информации, которую мы желаем, достигнута.

Сканирование Q-R Code

Теперь, если у нас есть большой объем данных, например, много строк текста, и мы хотим сохранить их в графической форме, мы можем легко сохранить их в Q-R-кодах и зашифровать Q-R-код. И после расшифровки мы можем отсканировать этот Q-R-код, который будет размыт, но его можно отсканировать, как в случае выше. Пример показан ниже :

Этот код Q-R состоит из нескольких строк кода.

После процесса шифрования и дешифрования мы получим следующий результат:

Теперь этот Q-R был сканер и результат выступил следующим образом:

Сканированный код

Тексты с несколькими линиями РЕЗУЛЬТАТ

Заключения

С. были сделаны следующие выводы:

1. Шифрование изображений основано на исследованиях Мони Наор и Ади Шамира.
2. Для обычных изображений после выполнения всего процесса шифрования и дешифрования изображение увеличивается в 4 раза и становится размытым.
3. Изображение становится размытым из-за перемещения пикселей.
4. Так что Q-R коды лучше использовать.
Коды
5. Q-R могут хранить большое количество данных.
6. И даже если Q-R-коды становятся размытыми и увеличиваются в размере, их можно отсканировать, чтобы восстановить защищенную информацию

Ссылки

1. https://link. springer.com/article/10.1007/s13319-014-0029-0
2. https://www.nature.com/articles/srep10374
3. http://www.fe.infn.it/u/filimanto/scienza/webkrypto/visualdecryption.pdf
4. https://books.google.com/books?id=gytHgadVA5sC&pg=PA1&lpg=PA1&dq=moni+naor+and+adi+shamir+research&source=bl&ots=Nt4xQsxyhm&sig=V2sTKdfCzyHmt_3UbUmpuD7W8mc&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjg4bD3wN7TAhVD8CYKHY9yAK0Q6AEIXzAJ#v=onepage&q=moni %20naor%20and%20adi%20shamir%20research&f=false
5. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031320302002583
6. http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2743130

Так:

Нравится Загрузка…

Шифрование данных с помощью QR-кодов в Android | Программа инженерного образования (EngEd)

Коды быстрого ответа (QR) представляют собой тип штрих-кода или сканируемой серии, которые могут хранить ряд данных, включая веб-ссылки, информацию о кредитной карте, контактную информацию и даже бесплатные услуги. QR-коды используются для кодирования информации в формате, понятном только машинам.

В этом руководстве мы узнаем, как создавать QR-коды для хранения данных в простом текстовом формате в приложении для Android.

Зачем использовать коды быстрого ответа?

QR-коды имеют следующие преимущества:

1. Они не подвержены таким же рискам безопасности, как традиционные штрих-коды.
2. QR-коды содержат большие объемы данных; более 2500 символов.
3. Они сводят к минимуму ошибки обработки, поскольку их трудно изменить.
4. В отличие от традиционного штрих-кода, QR-коды хранят данные в 2D (как по вертикали, так и по горизонтали).

Предварительные условия

• Создание приложений для Android с помощью языка программирования Kotlin.
• Императивная парадигма в Android (XML).
• ViewBinding в Android.
• Разрешения Android.

Создание проекта Android

Запустите Android Studio и создайте новый проект Empty Activity с именем QR Code .

Настройка проекта

Прежде чем мы приступим к кодированию, давайте сначала обогатим наш проект следующими способами.

Добавить разрешение камеры

ОС Android запрещает использование камеры без разрешения. Так как он нам понадобится при сканировании QR-кода, добавьте следующее разрешение в файл манифеста.

 <манифест xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    пакет = "com.demo.qrcode">
    

 

Добавление необходимых зависимостей и репозиториев

Библиотека ZXing

ZXing (аббревиатура от «Zebra Crossing») — это многоформатный инструмент для обработки 1D/2D штрих-кодов с открытым исходным кодом, созданный на Java и совместимый с другими языками программирования.

 реализация 'com.google.zxing:core:3.4.0'
реализация «com.journeyapps: zxing-android-embedded: 4. 1.0»
 

Budiyev Code Scanner

Эта библиотека предлагает простой в использовании API, который имеет готовый сканер кода с дополнительными кнопками управления.

 реализация 'com.github.yuriy-budiyev:code-scanner:2.1.0'
 

Репозиторий JitPack

Из-за устаревания jcenter() разработчики сканера кода Budiyev рекомендуют использовать репозиторий jitpack.io , поскольку они планируют перейти на mavenCentral() .

 // в файле build.gradle верхнего уровня
репозитории {
    ...
    maven { URL 'https://jitpack.io' }
}
 

ViewBinding

Простой и безопасный доступ к представлениям в пользовательском интерфейсе.

 андроид {
    ...
     особенности сборки{
        viewBinding true
    }
}
 

Системные требования

Создатели ZXing рекомендуют использовать Android API-24 в качестве минимальной версии SDK. В противном случае приложение не скомпилируется.

 андроид {
    ...
    defaultConfig {
        ...
        минСдк 24
    }
}
 

Кодирование/шифрование данных

Чтобы проиллюстрировать, как работает декодирование QR-кода, мы собираемся создать одно действие с именем GenerateQR и соответствующий файл макета XML с именем activity_generate_qr . Вы также можете переименовать файл MainActivity.kt по умолчанию и его XML-файл.

activity_generate_qr.xml

 

    
         google.android.material.textfield.TextInputEditText
            android:id="@+id/inputText"
            Android: layout_width = "match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:hint="Введите что-нибудь"
            инструменты: текст = "Привет, Android" />
    
    <Кнопка
        android:id="@+id/btnGenerateQRCode"
        Android: layout_width = "0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginVertical="16dp"
        андроид: текст = "Создать"
        приложение:layout_constraintEnd_toEndOf="@+id/textInputLayout"
        приложение:layout_constraintStart_toStartOf="@+id/textInputLayout"
        приложение:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/textInputLayout" />
    <Просмотр изображения
        android:id="@+id/ivOutput"
        Android: layout_width = "match_parent"
        андроид: layout_height = "0dp"
        android:layout_marginVertical="16dp"
        Android: настроить ViewBounds = "истина"
        приложение: layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/btnScan"
        приложение: layout_constraintEnd_toEndOf = "родительский"
        приложение: layout_constraintStart_toStartOf="родительский"
        приложение: layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/btnGenerateQRCode"
        инструменты:src="@tools:sample/аватары" />
    <Кнопка
        android:id="@+id/btnScan"
        Android: layout_width = "match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        андроид:текст="Сканировать"
        приложение: layout_constraintBottom_toBottomOf = "родительский"
        приложение: layout_constraintEnd_toEndOf = "родительский"
        приложение: layout_constraintStart_toStartOf="родительский" />
 constraintlayout.widget.ConstraintLayout>
 

В приведенном выше коде мы создали поле ввода текста, две кнопки и ImageView, который будет отображать QR-код после его создания.

Предварительный просмотр:

GenerateQR.kt

Здесь применяется логика для создания QR-кода. Этот класс предназначен для кодирования ввода (текста) в BitMap и отображения его в ImageView.

Установить прослушиватель кликов с помощью ViewBinding

 private var _genQRBinding: ActivityGenerateQrBinding? = ноль
private val genQRBinding get() = _genQRBinding!!
переопределить удовольствие onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(сохраненныйInstanceState)
    _genQRBinding = ActivityGenerateQrBinding.inflate(layoutInflater)
    setContentView (genQRBinding.root)
    // Обработка кликов по кнопкам
    genQRBinding.btnGenerateQRCode.setOnClickListener {
        val input = genQRBinding.inputText.text!!.toString(). trim()
        genQRBinding.ivOutput.setImageBitmap (генерировать QRCode (ввод))
    }
    genQRBinding.btnScan.setOnClickListener {
        // Эта активность будет создана позже
        startActivity(Намерение(это, ScanQR::class.java))
    }
}
 

Сгенерировать QR-код

 приватное развлечение generateQRCode(inputText: String?): Bitmap? {
    val писатель = MultiFormatWriter()
    var растровое изображение: растровое изображение? = ноль
    если (!inputText.isNullOrEmpty()) {
        пытаться {
            // инициализируем битовую матрицу
            val matrix = write.encode(inputText, BarcodeFormat.QR_CODE, 350, 350)
            // инициализируем кодировщик штрих-кода
            кодировщик val = BarcodeEncoder()
            // генерируем растровое изображение
            растровое изображение = encoder.createBitmap (матрица)
        } поймать (e: WriterException) {
            // регистрируем здесь ошибку
            Log.e("СОЗДАТЬ АКТИВНОСТЬ QR-КОДА", e. toString())
        }
    } еще {
        genQRBinding.textInputLayout.error = "* требуется"
    }
    вернуть растровое изображение
}
 

Объяснение:

В приведенном выше коде мы захватили текст, введенный пользователем, и закодировали его в квадратный BitMap.

Если входные данные не пусты, функция возвращает BitMap, в противном случае возвращается null и в текстовом поле отображается сообщение об ошибке.

В случае возникновения ошибки в процессе кодирования исключение отображается в логарифме для облегчения отладки.

Матрица данных. Матрица представляет собой двумерный код, состоящий из черных и белых ячеек, расположенных в виде квадрата (существуют и прямоугольные). Количество столбцов и строк растет пропорционально количеству данных, хранящихся в коде.

Матрица преобразуется в BitMap с помощью кодировщика, предоставляемого ZXing.

После запуска приложения вы должны увидеть что-то похожее на это:

Это все о создании QR-кодов из текстов (строк).

Декодирование/дешифрование данных

Давайте посмотрим, как мы можем сканировать уже существующий QR-код. Это обратная кодировка.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вы можете сканировать любой QR-код, в том числе сгенерированный другими системами. Алгоритм декодирования всегда будет давать один и тот же результат.

Создайте еще одно действие с именем ScanQR и соответствующий файл макета XML с именем activity_scan_qr .

activity_scan_qr.xml

 

    
 constraintlayout.widget.ConstraintLayout>
 

Приведенный выше код генерирует сканер кода, используемый для захвата изображения при правильном выравнивании с рамкой. Этот сканер кода имеет две кнопки действий; кнопка фокусировки и кнопка фонарика.

Эти два параметра можно включить, изменив соответствующие значения в атрибутах или используя свойства сканера.

предварительный просмотр:

Файл ScanQR.kt

В отличие от генерации QR-кода, сканирование включает несколько этапов, описанных ниже.

i) Настройте ViewBinding и CodeScanner

Раздуйте пользовательский интерфейс и определите переменную сканера кода.

 приватный lateinit var scanBinding: ActivityScanQrBinding
частная переменная codeScanner: CodeScanner? = ноль
переопределить удовольствие onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(сохраненныйInstanceState)
    scanBinding = ActivityScanQrBinding.inflate(layoutInflater)
    setContentView (scanBinding. root)
    проверить разрешения()
}
 

ii) Проверить разрешения

Как упоминалось ранее, нам нужно запросить разрешение у системы на использование камеры.

 приватное развлечение checkPermissions() {
    if (ContextCompat.checkSelfPermission(это, android.Manifest.permission.CAMERA) ==
        PackageManager.PERMISSION_GRANTED
    ) {
        инициировать сканирование ()
    } еще {
        // запрос разрешения камеры
        ActivityCompat.requestPermissions(это, arrayOf(android.Manifest.permission.CAMERA), 1)
    }
}
 

iii) Обработка обратного вызова разрешения

Это вызывается сразу же после закрытия диалогового окна разрешения. Если пользователь предоставляет запрошенное разрешение, сканер активируется, в противном случае он остается неактивным.

 переопределить удовольствие onRequestPermissionsResult(
    Код запроса: Int,
    разрешения: Array,
    грантрезультат: IntArray
) {
    super. onRequestPermissionsResult (код запроса, разрешения, грантрезультаты)
    если (код запроса == 1) {
        если (grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            Toast.makeText(это, "Разрешение предоставлено", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            инициировать сканирование ()
        } еще {
            Toast.makeText(это, "Отказано в доступе", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }
}
 

iv) Инициализировать процесс сканирования

Назначить сканер

Это включает создание экземпляра класса CodeScanner путем передачи контекста и представления сканера кода. Этот объект используется на протяжении всего процесса сканирования, и каждый процесс имеет новый объект, за исключением случаев, когда приложение не полностью уничтожено.

 val ScannerView = scanBinding.codeScannerView
codeScanner = CodeScanner(это, scanView)
 

Значения сканера по умолчанию

Ниже приведены значения по умолчанию, которые принимает сканер кода. Вы можете использовать нотацию с точкой (.), чтобы увидеть доступные параметры/значения.

 codeScanner?.camera = CodeScanner.CAMERA_BACK
codeScanner?.formats = CodeScanner.ALL_FORMATS
codeScanner?.apply {
    isAutoFocusEnabled = истина
    isFlashEnabled = ложь
    autoFocusMode = AutoFocusMode.SAFE
    режим сканирования = режим сканирования.SINGLE
}
 

Обратный вызов декодирования (результаты)

Следующий код вызывается после захвата кода. Обратите внимание, что для успешного захвата QR-кода он должен быть выровнен в пламени сканера.

💡 СОВЕТ: Ориентация не имеет значения 😎

 codeScanner!!.decodeCallback = DecodeCallback {
    запуститьOnUiThread {
        Snackbar.make(scannerView, "Результат сканирования: ${it.text}", 5000).show()
    }
}
 

Результат отображается в Snackbar, который длится пять секунд. Точно так же вы можете обрабатывать результат желаемым способом.

Обработка ошибок расшифровки

 codeScanner?.errorCallback = ErrorCallback {
    запуститьOnUiThread {
        Тост.makeText(
            это, "Ошибка инициализации камеры: ${it.message}",
            Тост.LENGTH_LONG
        ).показывать()
    }
}
 

Запускается всякий раз, когда возникает ошибка при декодировании. В большинстве случаев, если QR-код не поддается декодированию, сканер склонен его игнорировать. Таким образом, вы редко будете получать исключения.

Перезапуск сканирования при касании сканера

 scanView.setOnClickListener {
    codeScanner!!.startPreview()
}
 

Объединить вышеперечисленные разделы в одну функцию val scannerView = scanBinding.codeScannerView codeScanner = CodeScanner(это, scanView) // Значения по умолчанию codeScanner?.camera = CodeScanner.CAMERA_BACK codeScanner?.formats = CodeScanner.ALL_FORMATS codeScanner?.

apply { isAutoFocusEnabled = истина isFlashEnabled = ложь autoFocusMode = AutoFocusMode.SAFE режим сканирования = режим сканирования.SINGLE } // Обратный вызов декодирования (результаты) codeScanner!!.decodeCallback = DecodeCallback { запуститьOnUiThread { Snackbar.make(scannerView, "Результат сканирования: ${it.text}", 5000).show() } } // Обратный вызов ошибки codeScanner?.errorCallback = ErrorCallback { запуститьOnUiThread { Тост.makeText( это, "Ошибка инициализации камеры: ${it.message}", Тост.LENGTH_LONG ).показывать() } } scanView.setOnClickListener { codeScanner!!.startPreview() } }

Обработка обратных вызовов жизненного цикла Android

 // Когда приложение возобновляет работу
переопределить удовольствие onResume() {
    супер.onResume()
    codeScanner?.startPreview()
}
 

 // непосредственно перед приостановкой работы приложения
переопределить удовольствие onPause () {
 codeScanner?.