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上海交通大学
硕士学位论文
移动二维条码电子票证安全数字水印方案研究
姓名:欧阳麒
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:李建华
20070101
上海交通大学工学硕士学位论文
移动二维条码电子票证安全数字水印方案研究
摘要
移动电子票证是传统票证和移动网络相互碰撞的新生事物。本文着
眼于移动二维条码电子票证系统的安全,对移动二维条码电子票证系统
的安全框架进行了有益的研究,在分析传统系统安全框架的基础上,提
出了一个基于数字水印的新安全框架;本文也对基于二维条码的空域脆
弱数字水印算法进行了研究,并提出了一个基于 PDF417 条码的新水印
算法。
首先,本文提出了一个移动二维条码电子票证系统的基于数字水印
的新安全框架。新的安全框架将数字水印技术和密码学技术应用到移动
二维条码电子票证系统,成功解决了传统电子票证系统遇到的安全问
题。
第一,新框架利用数字水印作为电子票证本身的身份标识,克服了
传统票证无法验证二维条码电子票证本身身份的缺陷,从根本上杜绝了
电子票证的伪造。第二,新框架采用电子票证“间接转发”,解决了电
子票证的非法转发问题。第三,新框架采用加密电子票证,保证了电子
票证不会被非法拷贝或非法打印。
新安全框架首次将数字水印与移动二维条码电子票证结合起来,使
得移动电子票证系统的安全性能得到了很大的提升。
其次,本文提出了一个基于 PDF417 二维条码的空域脆弱数字水印
-I-
上海交通大学工学硕士学位论文
算法,包括水印的生成、嵌入和检测。
新算法的水印是由密文信息序列与 m 序列伪随机码异或得到的,
因此,水印信号具有伪随机性,水印本身的隐蔽性很好。新算法的水印
嵌入利用人眼的视觉特点,选择在 PDF417 条码图像的合适边缘嵌入水
印信息,使得水印嵌入有较好的隐蔽性。新算法可以通过调整区域宽度
参数 W 来控制和平衡水印的嵌入容量和图像失真之间的矛盾,取得水
印嵌入的最佳效果。新算法中水印的检测采用盲检测,找到嵌入水印的
边缘后,利用检测算法很容易就能得到原始水印信息。
新算法是基于 PDF417 二维条码的,也是脆弱数字水印算法,适合
应用于新的安全框架。最后的 matlab 仿真实验证明了新算法的有效性。
关键词:二维条码,电子票证,PDF417 码,数字水印,加密
-II-
上海交通大学工学硕士学位论文
A NEW SECURITY FRAMEWORK OF MOBILE TWO-
DIMENSIONAL BAR CODE ELECTRONIC TICKET
SYSTEM——BASED ON DIGITAL WATERMARK
Abstract
Mobile two-dimensional bar code electronic ticket system is a new thing
burst from traditional ticket and work. The paper has done much
profitable research about the security framework of the mobile two-
dimensional bar code electronic ticket system and proposed a new security
framework of the mobile two-dimensional bar code electronic ticket system,
which is based on digital watermark. The paper has also done research about
the two-dimensional bar code digital watermark arithmetic, which is suitable
for the new security framework; and a novel spatial domain fragile digital
watermark scheme has been proposed.
The new security framework applies the digital watermark and
encryption techniques into the mobile two-dimensional bar code electronic
ticket system, adds three new security mechanisms: