盛健等

摘 要：文章基于Visual C++的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用MFC基本框架、SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)以及Arnold置亂等開(kāi)發(fā)環(huán)境及技術(shù)，構(gòu)建了新型彩碼的信息生成、讀取和加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了信息讀入、彩碼生成、彩碼識(shí)別、彩碼加密等功能。

關(guān)鍵詞：彩碼；MFC；彩碼應(yīng)用系統(tǒng)

引言

彩碼是以在RGB中四種相關(guān)性較大的單一顏色：紅、綠、藍(lán)和黑來(lái)表述信息的，彩碼圖形是由一個(gè)n×n的矩陣圖構(gòu)成，n×n個(gè)矩陣單位各自由上述四色中的單一顏色填充，矩陣的外框通過(guò)黑色線條封閉，并在外框黑邊外留白。彩碼色塊是由定位模塊、信息模塊以及計(jì)數(shù)模塊構(gòu)成，它們分別起到定位、信息儲(chǔ)存以及記錄有效信息長(zhǎng)度的作用。

文章基于Visual C++的開(kāi)發(fā)平臺(tái)構(gòu)建的新型彩碼應(yīng)用系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)字符串信息的讀取，生成相應(yīng)的彩碼，以及對(duì)生成的彩碼實(shí)現(xiàn)加密的功能。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)由該系統(tǒng)生成的彩碼圖形進(jìn)行解密還原，得到該彩碼圖形所包含的字符串信息。該新型彩碼應(yīng)用系統(tǒng)，可為基于彩碼的商品溯源防偽等應(yīng)用，提供安全可靠的保障，降低商品溯源防偽應(yīng)用成本[1]，推動(dòng)彩碼的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

1 彩碼應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該彩碼系統(tǒng)由信息讀入系統(tǒng)、彩碼信息處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等部分構(gòu)成。其中，彩碼信息處理系統(tǒng)由彩碼信息生成系統(tǒng)、彩碼信息讀取系統(tǒng)以及彩碼信息加密系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)基本框架的構(gòu)建、應(yīng)用系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的連接，通過(guò)基于面向?qū)ο笏枷氲腣isual C++語(yǔ)言中的MFC框架來(lái)實(shí)現(xiàn)，以提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率。選用作為底層的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)已確立的表結(jié)構(gòu)，以及執(zhí)行相關(guān)SQL來(lái)創(chuàng)建相關(guān)表。通過(guò)創(chuàng)建用戶名、創(chuàng)建表空間以及創(chuàng)建相關(guān)表，來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的[2]。該系統(tǒng)生成彩碼時(shí)，通過(guò)IDC_EDIT編輯框控件輸入需要生成彩碼的文字，并在程序中更新和讀取控件的內(nèi)容。即通過(guò)設(shè)置相關(guān)變量?jī)?chǔ)存IDC_EDIT編輯框中的內(nèi)容。該系統(tǒng)運(yùn)用MFC的Ado控件與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器建立連接，并將前面的相關(guān)變量的字符串置于數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)并返回相關(guān)字符ID，即字符在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)序號(hào)，將序號(hào)轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制，并根據(jù)四進(jìn)制數(shù)與彩碼顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相關(guān)彩碼色塊，顯示到程序界面的picture控件中。讀取時(shí)，則是將彩碼信息提取并置于數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)并返回相關(guān)字符串，通過(guò)消息對(duì)話框（MessageBox）顯示。彩碼信息的加密則是通過(guò)Arnold置亂技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)可將原先的生成的彩碼信息模塊色塊根據(jù)Arnold變換公式進(jìn)行變換重組，而后在彩碼讀取過(guò)程中可通過(guò)Arnold置亂技術(shù)自身具有的周期性進(jìn)行還原，如圖1所示。

2 彩碼在信息生成、讀取和加密系統(tǒng)中的算法設(shè)計(jì)

我們根據(jù)該系統(tǒng)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的特點(diǎn)，以及Visual C++的MFC開(kāi)發(fā)平臺(tái)的相關(guān)特性，設(shè)計(jì)了較為高效的彩碼生成、讀取和加密的相關(guān)算法。

生成彩碼，首先在彩碼圖形的定位模塊中生成彩碼圖形的定位色塊，其次將讀入的字符串信息在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中通過(guò)sql語(yǔ)句查找，得到字符存儲(chǔ)的ID值，即查找字符在數(shù)據(jù)庫(kù)中十進(jìn)制的存儲(chǔ)序號(hào)。得到ID值后將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的四進(jìn)制，根據(jù)顏色與色塊之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將四進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)顏色，并填入對(duì)應(yīng)的信息模塊色塊中。同時(shí)對(duì)讀入字符串的有效長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換成四進(jìn)制數(shù)，并將四進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的顏色填入計(jì)數(shù)模塊色塊中，用于讀取彩碼信息時(shí)對(duì)信息模塊中有效長(zhǎng)度的提取。

讀取彩碼的過(guò)程是通過(guò)定位模塊對(duì)彩碼圖形進(jìn)行定位后，提取計(jì)數(shù)模塊中的彩碼色塊包含的信息模塊色塊中的字符串的有效長(zhǎng)度；從而提取出信息模塊色塊中的相應(yīng)長(zhǎng)度的信息。根據(jù)顏色與色塊之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將相關(guān)顏色轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的四進(jìn)制數(shù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，通過(guò)sql語(yǔ)句在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查找，返回對(duì)應(yīng)字符，從而得到彩碼信息模塊中儲(chǔ)存的字符串。

彩碼信息的加密是通過(guò)Arnold置亂技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)以彩碼信息模塊中的單個(gè)色塊作為Arnold置亂的基本單元進(jìn)行置亂，可產(chǎn)生原彩碼圖形置亂后的彩碼圖形，實(shí)現(xiàn)對(duì)有效信息的置亂存儲(chǔ)，從而達(dá)到對(duì)有效信息的加密的效果。另一方面，Arnold置亂技術(shù)具有周期性，當(dāng)一幅圖像進(jìn)行Arnold變換多次后便可得到原圖像[3]。因此，在對(duì)彩碼讀取的過(guò)程中即可通過(guò)變換的周期性對(duì)生成的彩碼圖形進(jìn)行還原，得到之前有效的彩碼圖形進(jìn)行處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

我們基于Visual C++的MFC開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用MFC基礎(chǔ)框架和sql server數(shù)據(jù)庫(kù)等開(kāi)發(fā)技術(shù)，完成了新型彩碼對(duì)信息的讀取，生成和加密系統(tǒng)的構(gòu)建。該系統(tǒng)是解決眾多彩碼應(yīng)用的基礎(chǔ)系統(tǒng)，解決了彩碼應(yīng)用系統(tǒng)中的讀取和生成難題。尤為突出的是，該系統(tǒng)利用Arnold置亂技術(shù)提高了新型彩碼的安全性，為新型彩碼在商品防偽與溯源等應(yīng)用方面提供了基礎(chǔ)性處理方法。

參考文獻(xiàn)

[1]孫衛(wèi)琴.精通struts[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：50-70.

[2]張毅群，劉琦，張鵬，等.基于新型彩碼的商品溯源及防偽應(yīng)用研究[J].科技傳播，2014（22）：188-188，229.

[3]劉麗麗.三維彩碼圖像水印算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].蘇州大學(xué)，2012.

作者簡(jiǎn)介：盛健，杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院本科在讀，專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。