基于新型彩码的信息生成、读取和加密系统设计

盛健等

摘 要：文章基于Visual C++的开发平台，使用MFC基本框架、SQL Server数据库以及Arnold置乱等开发环境及技术，构建了新型彩码的信息生成、读取和加密系统，实现了信息读入、彩码生成、彩码识别、彩码加密等功能。

关键词：彩码；MFC；彩码应用系统

引言

彩码是以在RGB中四种相关性较大的单一颜色：红、绿、蓝和黑来表述信息的，彩码图形是由一个n×n的矩阵图构成，n×n个矩阵单位各自由上述四色中的单一颜色填充，矩阵的外框通过黑色线条封闭，并在外框黑边外留白。彩码色块是由定位模块、信息模块以及计数模块构成，它们分别起到定位、信息储存以及记录有效信息长度的作用。

文章基于Visual C++的开发平台构建的新型彩码应用系统，可以实现对字符串信息的读取，生成相应的彩码，以及对生成的彩码实现加密的功能。同时，该系统还可以实现对由该系统生成的彩码图形进行解密还原，得到该彩码图形所包含的字符串信息。该新型彩码应用系统，可为基于彩码的商品溯源防伪等应用，提供安全可靠的保障，降低商品溯源防伪应用成本[1]，推动彩码的进一步发展和应用。

1 彩码应用系统设计

该彩码系统由信息读入系统、彩码信息处理系统以及数据库服务器等部分构成。其中，彩码信息处理系统由彩码信息生成系统、彩码信息读取系统以及彩码信息加密系统构成。系统基本框架的构建、应用系统与数据库服务器的连接，通过基于面向对象思想的Visual C++语言中的MFC框架来实现，以提高系统的开发效率。选用作为底层的数据库，通过已确立的表结构，以及执行相关SQL来创建相关表。通过创建用户名、创建表空间以及创建相关表，来达到数据存储的目的[2]。该系统生成彩码时，通过IDC_EDIT编辑框控件输入需要生成彩码的文字，并在程序中更新和读取控件的内容。即通过设置相关变量储存IDC_EDIT编辑框中的内容。该系统运用MFC的Ado控件与数据库服务器建立连接，并将前面的相关变量的字符串置于数据库中查询并返回相关字符ID，即字符在数据库中的存储序号，将序号转换成四进制，并根据四进制数与彩码颜色的对应关系得到相关彩码色块，显示到程序界面的picture控件中。读取时，则是将彩码信息提取并置于数据库中查询并返回相关字符串，通过消息对话框（MessageBox）显示。彩码信息的加密则是通过Arnold置乱技术实现的，该技术可将原先的生成的彩码信息模块色块根据Arnold变换公式进行变换重组，而后在彩码读取过程中可通过Arnold置乱技术自身具有的周期性进行还原，如图1所示。

2 彩码在信息生成、读取和加密系统中的算法设计

我们根据该系统面向对象语言的特点，以及Visual C++的MFC开发平台的相关特性，设计了较为高效的彩码生成、读取和加密的相关算法。

生成彩码，首先在彩码图形的定位模块中生成彩码图形的定位色块，其次将读入的字符串信息在数据库服务器中通过sql语句查找，得到字符存储的ID值，即查找字符在数据库中十进制的存储序号。得到ID值后将其转换成对应的四进制，根据颜色与色块之间的对应关系，将四进制数转换成对应颜色，并填入对应的信息模块色块中。同时对读入字符串的有效长度进行计数，转换成四进制数，并将四进制数转换成对应的颜色填入计数模块色块中，用于读取彩码信息时对信息模块中有效长度的提取。

读取彩码的过程是通过定位模块对彩码图形进行定位后，提取计数模块中的彩码色块包含的信息模块色块中的字符串的有效长度；从而提取出信息模块色块中的相应长度的信息。根据颜色与色块之间的对应关系，将相关颜色转换成对应的四进制数，进而转换成十进制数，通过sql语句在数据库中进行查找，返回对应字符，从而得到彩码信息模块中储存的字符串。

彩码信息的加密是通过Arnold置乱技术实现的。本系统以彩码信息模块中的单个色块作为Arnold置乱的基本单元进行置乱，可产生原彩码图形置乱后的彩码图形，实现对有效信息的置乱存储，从而达到对有效信息的加密的效果。另一方面，Arnold置乱技术具有周期性，当一幅图像进行Arnold变换多次后便可得到原图像[3]。因此，在对彩码读取的过程中即可通过变换的周期性对生成的彩码图形进行还原，得到之前有效的彩码图形进行处理。

3 结束语

我们基于Visual C++的MFC开发平台，采用MFC基础框架和sql server数据库等开发技术，完成了新型彩码对信息的读取，生成和加密系统的构建。该系统是解决众多彩码应用的基础系统，解决了彩码应用系统中的读取和生成难题。尤为突出的是，该系统利用Arnold置乱技术提高了新型彩码的安全性，为新型彩码在商品防伪与溯源等应用方面提供了基础性处理方法。

参考文献

[1]孙卫琴.精通struts[M].北京：电子工业出版社，2004：50-70.

[2]张毅群，刘琦，张鹏，等.基于新型彩码的商品溯源及防伪应用研究[J].科技传播，2014（22）：188-188，229.

[3]刘丽丽.三维彩码图像水印算法的设计与实现[D].苏州大学，2012.

作者简介：盛健，杭州电子科技大学计算机学院本科在读，专业：计算机科学与技术。