基于DES改进算法的QR码防伪算法研究与实现

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1、１０７０８论文分类号：丨学校代码：１学号：１５０６０４０Ｍ＾ｔＡＡＡＡｌＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ基于ＤＥＳ改进算法的ＱＲ码防伪算法研宄与实现朱婧指导教师姓名：刘海峰学科名称：计算机应用技术论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：基于DES改进算法的QR码防伪算法研究与实

2、现学科门类：工学一级学科：计算机科学与技术培养单位：电气与信息工程学院硕士生：朱婧导师：刘海峰2018年5月ResearchandImplementationofQRCodeAnti-counterfeitingAlgorithmbasedonImprovedDESAlgorithmAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofE

3、ngineeringScienceByJingZhuSupervisor:Prof.HaifengLiuMay2018基于DES改进算法的QR码防伪算法研究与实现摘要QR码，又称为快速响应码，凭借其容错能力强、可靠性高、易于识别等特点，广泛应用于社会各行各业，成为目前最受欢迎的二维码。随着QR码的广泛应用，其安全性问题越来越凸显。由于QR码编码规则公开，标准统一，使其在安全性方面略显不足，严重影响它的应用范围。因此，本文主要对QR码的防伪进行研究。本文根据QR码防伪技术研究现状，选取合适的算法对信息进行加密，其主

4、要工作如下：1)针对DES算法易受穷举搜索攻击的特点，本文提出一种改进的DES算法。将DES算法与哈希函数相结合，从而改变DES算法的子密钥使用顺序，使得在某种程度上实现一次一密，达到提高DES算法安全性的目的。从理论分析方面和实验验证方面均可以证明改进后的DES算法的安全性有所提高。2)在利用改进的DES算法对信息进行加密时，为了进一步提高信息的安全性，在进行改进DES算法加密前后，分别利用仿射变换对信息进行加密与解密，增加密钥空间，从而使信息更加安全。3)考虑到利用改进后的DES算法进行加密的信息不具有认证功

5、能，对加密后的信息采用基于RSA算法的数字签名进行签名。为了节省空间以及加快进行RSA签名、鉴别时的速度，本文将进行加密后得到的信息先生成消息摘要，得到固定长度的信息，然后对生成的消息摘要进行基于RSA算法的数字签名，生成经过数字签名的信息。数字签名后得到的信息连同加密后的信息用于下一步的QR码编码。4)对经过改进DES算法加密、基于RSA算法的数字签名等一系列操作后的信息，根据QR码的编码规则进行编码，生成具有保密与认证功能的QR码图形。针对DES算法易受穷举搜索等方法攻击的问题，提出基于哈希函数的改进方案，首

6、先将明文与密钥进行异或，然后根据哈希表地址计算次数，结合仿射变换决定子密钥的使用顺序，从而使得DESI算法子密钥的使用顺序与明文有关，弥补DES算法存在的密钥长度过短等问题，提高DES算法的安全性，并将改进后的DES算法应用于对编码信息的加密，增强了QR码的保密性，防止信息被无关人员非法获得。在保留QR码所具有的符号特性的前提下，对加密后的信息增加基于RSA数字签名的算法进行签名，使编码得到的QR码具有认证、鉴别功能，并且在进行RSA数字签名时形成的消息摘要从某种意义上来说也增加了信息的安全性，从而进一步增加QR

7、码的安全性。关键词：QR码，防伪，DES算法，哈希算法，数字签名，仿射变换IIResearchandImplementationofQRCodeAnti-counterfeitingAlgorithmbasedonImprovedDESAlgorithmABSTRACTQRcode,alsoknownasquickresponsecode,iswidelyusedinallwalksoflifeduetoitsstrongfaulttolerance,highreliability,andeasyrecognit

8、ion.Ithasbecomethemostpopulartwo-dimensionalcodeatpresent.WiththewidespreaduseofQRcodes,thesecurityissuesarebecomingmoreandmoreprominent.DuetotheopennessoftheQRcodeencodingrulesandtheunif