基于计算机视觉的非接触式数据传输方法研究

摘要

《中国人民共和国保守国家秘密法》中明确指出：涉及国家秘密的计算机内部局域网（内网），不得直接或间接地与国际互联网（外网）或其它未验证安全的网络相连接，必须实行物理隔离。传统的物理隔离方法虽然降低了泄密风险，但也使得一些必要的信息交换过程变得繁琐。因此为了保证数据的实时性与安全性，本文针对数据在内外网之间安全传输，给出两种解决方案： 方案一：利用当前技术成熟、市场应用广泛的QR（Quick Response）二维码作为数据传输的载体，设计了一种基于QR二维码的非接触式数据传输系统，外网端首先将要传输的数据编码成二维码，并在图像显示设备上显示，然后内网信息接收端对显示的QR二维码图形进行获取并解码得到信息，使内外网在严格物理隔离的状态下完成数据传输。 方案二：借助计算机视觉原理，对方案一做出改进，提出一种基于计算机视觉的新型数据编码方法，首先通过设置标准图像，根据单应矩阵、模板匹配、仿射变换等对标准图像进行纠正与标定；然后依据文本数据在计算机内部的编码，将数据转化为二进制格式，并加入检校机制，生成编码图像；再通过标准图像的标定结果，实现编码图像的信息提取；最后利用SSE(Streaming SIMD Extensions)指令集和多线程技术，对解码算法进行优化，完成数据在内、外网间的非接触式单向安全传输。通过实验得出以下结论： （1）方案一能够对给定数据进行单向保密传输，具有一定的应用价值，但由于QR二维码的容量有限，解码方式公开，难以满足日常数据的更新要求，因此不适合作为保密信息传输的载体。 （2）与方案一相比，方案二在传输过程中无信息损失，每张图像承载的数据量是原来的6倍，传输速度是原来的9倍，具有更高的保密性，能够有效的满足涉密部门日常更新数据的需求，解决了涉密网络与公共网络间计算机信息交互的问题，具有鲜明的创新性、实用性与研究价值。

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