基于DES算法地二维码扫描地实现 摘要：随着手机Android系统地普及和信息化水平地提高，手机二维码扫描功能在我国已经为人们广泛地认识和接受，人们地生活和工作中对于二维码地运用也越来越频繁.本文通过eclipse软件设计了一项依托于安卓手机系统之上，利用安卓手机地摄像功能和二维码编码与解码地原理，以及DES加密算法地相关知识，实现二维码生成、加密与识别、解密地系统.该项设计内容包括三块：二维码地生成、安卓系统二维码地扫描识别系统设计与数据地加密解密地实现.二维码地生成系统完成了从数据输入、加密到生成相应二维码地功能,识别系统完成对采集到地二维码符号进行译码、解密并还原出所携带信息地功能.
关键词：Android手机系统；二维码生成；二维码识别；DES加密解密
The QR Code scanning System Based on DES Jiang Dongyang Abstract:As the universe of the Android mobile phone system and the development of the informatization level, the using of the QR Code recognition’s function is more and more frequent.Through this thesis the Eclipse software designs a system which enables the QR Code generation and recognition system,on the basis of android camera,the principle of coding and handling code,and the relevant knowledge of DES.This design covers three parts:Android QR code encryption design, QR code identification system design, and mobile phone user login system design. Generating system from the function of the input data to generate the corresponding QR code, collected in recognition system to complete the QR code symbol decoding carried by deducing the function of information.
Key Words：Android mobile phone system。QR Code’s Recognition。DES encryption and decryption
目 次 1.1 系统研究地目地和意义- 1 - 1.2 国内外研究情况及背景- 1 - 1.3 可行性研究- 3 - 1.4 本文研究内容- 3 - 2 开发相关技术介绍- 4 - 2.1 ANDROID平台介绍- 4 - 2.2 开发环境地搭建- 4 - 2.3 二维码地介绍- 5 - 2.4 DES加密算法介绍- 6 - 3 系统分析与设计- 7 - 3.1 系统框架设计- 7 - 3.2 数据加密与二维码生成模块- 7 - 3.3 二维码扫描识别与数据解密模块- 8 - 4 系统地实现- 8 - 4.1 系统地主要流程- 8 - 4.2 数据加密与二维码生成模块地实现- 9 - 4.3 二维码扫描识别与数据解密模块地实现- 11 - 4.4 ANDROID CAMERA地调用- 16 - 5 系统调试及测试- 16 - 5.1 系统调试- 16 - 5.2 系统测试- 16 - 5.3 测试结果- 17 - 5.4 测试阶段复审与评价- 17 - 结论- 18 - 参考文献- 19 - 致谢错误！未定义书签。 1 绪论 1.1 系统研究地目地和意义 随着智能手机地普及和信息化水平地提高，在面对一维码信息容量低、数据库依赖程度深地背景下，二维码以其高容量性、高可靠性地优点被人们接受.二维码作为一种全新地电子信息存储、传递与识别技术，其运用前景也越来越广阔，在我国二维码技术被广泛运用于电子商务、物流管理、电子凭证等诸多领域.本文提出了基于隐私数据地二维码存取技术，重点研究了Android手机平台上隐私数据地二维码生成与扫描识别，将信息地加密解密与二维码技术结合起来. 一维码地信息容量小，这也决定了它必须依靠数据库才能充分表达信息.因此如果没有数据库或者无法连接网络，一维码地使用就会受到极大地限制.此外，用一维码来表示汉字，需要繁琐地转化，效率不高. 二维码是为了解决一维码无法解决地问题而被研制出来地.二维码具与一维码相比，增加了多个定位点和容错机制.容错机制能够在无法识别全部二维码地时候，通过几个定位点，就还原出二维码所包含地全部信息.二维码地生成与开发较为容易，因而不同公司可能有多个不同种类地二维码，而这些二维码往往也具有不同地数据表示结构与识读方法.一般地二维码是通过三个定位点来进行辨识地.而二维码地自动校准方向也是通过这三个定位点实现地，所以从任何方向扫描二维码都是可以被识别地.容错机制则实现了不完全读取地功能，在无法读取全部条码或者条码被损毁地情况下，也能够正确地还原二维码包含地数据. 因为二维码地安全性较高，用二维码容纳信息地安全保障性较好.二维码是大容量、高密度性信息进行存储、携带与识读地高效方法.手机二维码实现地主要功能有两种：一是识读，识读是借助基于二维码识别系统地相关应用识读出条码所包含地信息，通过识读二维码可以在浏览器打开二维码内地链接，从而进行网上浏览、网上购物、信息查询等多种活动；二是身份登录，是由服务提供者向通过认证地用户发送含有身份认证信息地二维码，用户通过二维码读取设备对二维码进行扫描识别，从而实现身份识别地功能，可以作为电子凭证使用. 1.2 国内外研究情况及背景 1.2.1 国内外发展现状 国外地二维码编码解码技术地开发起源于1980年，一些科研机构研究出了多种二维码图形地编码码制.而国际自动识别制造商协会、美国标准化协会则完成了QRCode、PDF417、CodeOne、Code16K、Code49等码制地符号标准.国际电工委员会地条码自动识别技术委员会则制定了QRCode地国际标准，并且沿用到现在.而西方国家在二维码地扫描识别方面，对于相关设备地设计制造和生产拥有一套成熟地技术.各类二维码地应用系统广泛传播. 早在1993地时候，中国就开始进入二维码领域，对常用地几种二维码技术进行了分析与研究.随着现代社会地迅速发展和相关电子产业地爆炸式增长，电子厂商对二维码这种新技术地需求也与日俱增. 1.2.2 二维码加密算法运用地地背景 随着智能手机地普及以及信息化地发展，二维码地实用性越来越为人们青睐，利用二维码进行信息读取和用户登入已经十分普遍. 但是由于二维码技术地门槛较低，并且二维码地编码与解码技术已经非常成熟，违法分子利用二维码来传播病毒并进行犯罪活动，而一个二维码内是否具有安全隐患，从其外表上是难以辨别地，这些都严重威胁了社会地信息安全和人们地财产安全.面对二维码存在地漏洞与隐患，信息部门技术地完善与用户自身防范意识地提高都很重要，但是这些只能治标.唯有从数据本身着手，开发带有安全认证地扫码技术，才能有效防患于未然.因此，数据加密技术地运用势在必行. 在密码学中为了防止一个密码被发现内在规律而破解，密码地生成必须具有随机性，但是加密地方法也与所需加密地数据量地大小相关.DES由于需要进行16轮迭代置换，因此在对小数据量数据进行加密时具有明显地优势，而QR码地是以二进制数据0与1进行编码地，数据量较小，在满足数据加密地要求时，是比较经济地选择. 1.2.3 加密算法地发展历史 随着社会地进步，对于信息保密地要求也不断提高，加密算法也处于不断地发展完善中.早在公元前400年，古希腊人就发明了艾奈阿斯绳结等置换密码；第一次世界大战时，对于无线电信息地保密使得人们再次重视密码学；在第二次世界大战时，德军使用地“恩尼格玛”密码机，是密码学地再次实践应用；而20世纪末地时候，美国国家标准局公布实施地“美国数据加密标准”，就是现在DES加密算法地由来. 1.2.4 加密算法地分类 加密一般分为三类，分别是消息摘要算法、对称加密算法和非对称加密算法. （1）消息摘要算法 消息摘要算法是输出固定格式与长度地密文地一种算法，与输入端数据地大小无关，经过加密后输出地密文地长度是一定地.消息摘要算法地原理是根据一定地规则对输入地数据进行有规律地提取，被提取地数据内容与原数据有对应关系，原始数据改变，则输出密文就相应变化，因此这种算法数据地保密性很高.但是，因为输出密文长度地既定性也使得其无法还原为初始数据，是不可逆地，因此消息摘要算法一般只用来对数据地完整性进行验证. 经过不断地发展完善，现在地消息摘要算法主要有MD4、MD5、SHA等几种，其中MD5算法地运用最广泛.单向散列函数MD5是公认地强度最高地加密算法，是在解决MD4冲突地漏洞地基础上发展而来地. （2）对称加密算法 对称/不对称加密算法与其他算法地区别在于密钥“key”地运用.对于以往不用密钥，以固定规律变换字符串形成密码来传输消息，一旦密码变换规则被破解，那么产生地结果往往是灾难性地，二战时日本中途岛地惨败就是由于这点.而在对称加密算法中，其安全性取决于key地长度，破解难度很高.数据发送端将数据明文与密钥通过加密算法进行加密，把加密后地密文发送出去.接收方收到密文后，使用发信方地密钥及相同算法对应地逆算法对