CN115695988A - 一种智能设备真随机密钥生成方法、装置、终端及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种智能设备真随机密钥生成方法、装置、终端及介质，本申请的方案通过智能设备拍摄到的图像画面作为生成随机密钥的基础，拍摄的画面受到拍摄环境、拍摄方位角度以及参照物变化等因素影响，拍摄出的画面具有一定的不确定性，然后利用拍摄的画面进行处理得到一个不确定的真随机数，以便根据得到的真随机数生成随机密钥，从而防止破解，加强安全性。适用于各种自带摄像头的智能设备，如监控摄像头、智能门禁等，智能设备自带的摄像头拍摄画面进而解析出数值，不需要额外增加任何硬件芯片成本，解决了现有的真随机密钥生成方式需要加装特定的硬件芯片，生产成本大的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种智能设备真随机密钥生成方法。
背景技术
随着信息化的高速发展，人们对信息安全的需求越来越多，尤其当下正处于万物互联的信息化时代，互联网技术虽然为人们带来了许多便利，但同时也带来了更严峻的信息安全隐患，因此在这样的大环境下，信息安全技术的研究与发展显得尤为重要。
目前在加密应用中，经常用到随机数作为密钥。因此，随机密钥也被广泛应用于密码学中，而当前技术所使用产生密钥的随机数有两种方式，第一种方法使用编程语言函数生成的伪随机数，由于伪随机数的生成受算法限，被破解的概率很大。第二种方法使用测量环境噪声可以得到真随机数，相较于第一种方式，安全性有了显著的提升，但这种方式的实施需要在每台智能设备上加装特定的硬件芯片，大幅增加了成本，难以大量普及使用。
发明内容
本申请提供了一种智能设备真随机密钥生成方法、装置、终端及介质，用于解决现有的真随机密钥生成方式需要加装特定的硬件芯片，生产成本大的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种智能设备真随机密钥生成方法，包括：
通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像；
通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵；
根据预设的数值与字符的转换关系，将所述第一数字矩阵转换成对应的字符串序列；
从所述字符串序列中截取出字符串片段；
通过预设的随机密钥编码方式，对所述字符串片段进行编码，得到密钥数据。
优选地，所述通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到与所述第一图像对应的第一数字矩阵具体包括：
根据所述第一图像，提取所述第一图像的图像特征；
根据所述图像特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
优选地，所述图像特征包括：亮度特征、色度特征或像素值特征。
优选地，所述根据所述图像特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵具体包括：
根据所述亮度特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
优选地，所述通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像具体包括：
当监测到智能设备启动时，通过所述智能设备内置的摄像模组，采集所述智能设备启动完成后的第一张图像，以得到第一图像。
优选地，从所述字符串序列中截取出字符串片段具体包括：
根据预设的密钥长度信息，从所述字符串序列中截取出字符串片段。
优选地，所述随机密钥编码方式具体为对称随机密钥编码方式。
同时，本申请第二方面提供了一种智能设备真随机密钥生成装置，包括：
第一图像采集单元，用于通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像；
图像编码单元，用于通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵；
数字字符转换单元，用于根据预设的数值与字符的转换关系，将所述第一数字矩阵转换成对应的字符串序列；
截取单元，用于从所述字符串序列中截取出字符串片段；
密钥数据编码单元，用于通过预设的随机密钥编码方式，对所述字符串片段进行编码，得到密钥数据。
本申请第三方面提供了一种智能设备真随机密钥生成终端，包括：存储器与处理器；
所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码与如本申请第一方面提供的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应；
所述处理器用于执行所述程序代码。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中保存有程序代码，所述程序代码与如本申请第一方面提供的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请的方案通过智能设备拍摄到的图像画面作为生成随机密钥的基础，拍摄的画面受到拍摄环境、拍摄方位角度以及参照物变化等因素影响，拍摄出的画面具有一定的不确定性，然后利用拍摄的画面进行处理得到一个不确定的真随机数，以便根据得到的真随机数生成随机密钥，从而防止破解，加强安全性。适用于各种自带摄像头的智能设备，如监控摄像头、智能门禁等，智能设备自带的摄像头拍摄画面进而解析出数值，不需要额外增加任何硬件芯片成本，解决了现有的真随机密钥生成方式需要加装特定的硬件芯片，生产成本大的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成方法的一个实施例的流程示意图。
图2为本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成方法的另一个实施例的流程示意图。
图3为本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种智能设备真随机密钥生成方法、装置、终端及介质，此技术方案能够适用于如监控摄像头、智能门禁等各种自带摄像头的智能设备，从而解决现有的真随机密钥生成方式需要加装特定的硬件芯片，生产成本大的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请第一个实施例提供的一种智能设备真随机密钥生成方法，包括：
步骤101、通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像。
需要说明的是，首先通过智能设备自带的摄像模组采集图像，采集到的第一图像用于根据后续步骤用于生成随机密钥。
步骤102、通过预设的图像编码处理方式，对第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
需要说明的是，基于步骤101采集到的第一图像，通过预设的图像编码处理方式，将该第一图像的图像数据通过编码成数值序列数据，得到第一数字矩阵。
步骤103、根据预设的数值与字符的转换关系，将第一数字矩阵转换成对应的字符串序列。
需要说明的是，基于步骤102得到的第一数字矩阵，按照预设的数值与字符的转换关系，将第一数字矩阵中的数值数据转换为相应的字符串数据，从而得到与该第一数字矩阵对应的字符串序列。
步骤104、从字符串序列中截取出字符串片段。
步骤105、通过预设的随机密钥编码方式，对字符串片段进行编码，得到密钥数据。
最后，基于步骤103得到的字符串序列，从字符串序列中截取出部分字符串片段，然后将该字符串片段作为用于密钥编码的随机数据，通过预设的随机密钥编码方式，对该字符串片段进行编码，从而得到密钥数据。
根据上述实施例的说明可知，本申请的方案通过智能设备拍摄到的图像画面作为生成随机密钥的基础，拍摄的画面受到拍摄环境、拍摄方位角度以及参照物变化等因素影响，拍摄出的画面具有一定的不确定性，然后利用拍摄的画面进行处理得到一个不确定的真随机数，以便根据得到的真随机数生成随机密钥，从而防止破解，加强安全性。适用于各种自带摄像头的智能设备，如监控摄像头、智能门禁等，智能设备自带的摄像头拍摄画面进而解析出数值，不需要额外增加任何硬件芯片成本，从而解决了现有的真随机密钥生成方式需要加装特定的硬件芯片，而导致的生产成本大的技术问题。
以上内容便是本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成方法的基础实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成方法的另一个实施例的详细说明。
请参阅图2，本申请第二个实施例在上述第一个实施例的内容基础上，提供了一种智能设备真随机密钥生成方法，包括：
进一步地，上一个实施例中提及的步骤101，其步骤过程具体包括：
当监测到智能设备启动时，通过智能设备内置的摄像模组，采集智能设备启动完成后的第一张图像，以得到第一图像。
需要说明的是，通常情况下，本实施例会优先采用智能设备启动完成后自动拍摄的第一张图像作为第一图像，以用于生成随机密钥。
但在一些特殊场景下，也可以采用其他图像作为第一图像，例如，当用户发出重置随机密钥等相关指令时，采用设备收到重置随机密钥指令后实时拍摄的图像作为第一图像，又或者采用用户自行选定的图像作为第一图像。
进一步地，上一个实施例中提及的步骤102，其步骤过程具体包括：
步骤1021、根据第一图像，提取第一图像的图像特征；
步骤1022、根据图像特征，通过离散余弦变换处理方式，对第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
需要说明的是，由于本实施例的第一图像在编码处理后没有再转回图片的需求，可以使用更快捷的编码方式，提取第一图像的图像特征，基于该图像特征，对该第一图像进行离散余弦变换(Discrete cosine transform)处理，得到一个数值矩阵，即第一数字矩阵，该矩阵包含了由第一图像的图像特征经编码处理后生成的数值数据。
更具体地，图像特征包括：亮度特征、色度特征或像素值特征。一般优选采用亮度特征作为图像特征进行编码处理，从而得到相应的第一数字矩阵。
基于通过亮度特征得到的第一数字矩阵，其在执行步骤103的字符串转换步骤时，其转换过程可以参照以下示例：
定义一个将浮点数对应到数字、大小写字母、符号的对应表，即数值与字符的转换关系。根据亮度数值特征，即在0附近的分布密集的特点，在越靠近0处定义的转换幅度越小，从而最大限度得到不同的转换结果。说明：该转换关系表中具体数值可根据在实际应用中根据开发测试情况调整，例如下述示例：以亮度特征得到的第一数字矩阵为例，从亮度数值400起始，每100或每10或每1或每0.1进行的分段仅为一种示例转换方式，在实际应用中具体数值可以调整，核心方法是将复杂的浮点数通过计算机简单的大小范围判断转为由0-9整数和A-Z和a-z字母构成的字符，便于后续方法中转为秘钥格式。
示例转换关系如下所示：Round(r)＝
a(when r>＝400)
b(when 400>r>＝300)
c(when 300>r>＝200)
d(when 200>r>＝100)
e(when 100>r>＝90)
f(when 90>r>＝80)
g(when 80>r>＝70)
h(when 70>r>＝60)
i(when 60>r>＝50)
j(when 50>r>＝40)
k(when 40>r>＝30)
l(when 30>r>＝20)
m(when 20>r>＝10)
n(when 10>r>＝9)
o(when 8>r>＝7)
p(when 7>r>＝6)
q(when 6>r>＝5)
r(when 5>r>＝4)
s(when 4>r>＝3)
t(when 3>r>＝2)
u(when 2>r>＝1)
v(when 1>r>＝0.9)
w(when 0.9>r>＝0.8)
x(when 0.8>r>＝0.7)
y(when 0.8>r>＝0.7)
z(when 0.7>r>＝0.6)
+(when 0.6>r>＝0.5)
/(when 0.5>r>＝0.4)
0(when 0.4>r>＝0.3)
1(when 0.3>r>＝0.2)
2(when 0.2>r>＝0.1)
3(when 0.1>r>＝0)
4(when 0>r>＝-0.1)
5(when-0.1>r>＝-0.2)
6(when-0.2>r>＝-0.3)
7(when-0.3>r>＝-0.4)
8(when-0.4>r>＝-0.5)
9(when-0.5>r>＝-0.6)
A(when-0.6>r>＝-0.7)
B(when-0.7>r>＝-0.8)
C(when-0.8>r>＝-0.9)
D(when-0.9>r>＝-1)
E(when-1>r>＝-2)
F(when-2>r>＝-3)
G(when-3>r>＝-4)
H(when-4>r>＝-5)
I(when-5>r>＝-6)
J(when-6>r>＝-7)
K(when-7>r>＝-8)
L(when-8>r>＝-9)
M(when-9>r>＝-10)
N(when-10>r>＝-20)
O(when-20>r>＝-30)
P(when-30>r>＝-40)
Q(when-40>r>＝-50)
R(when-50>r>＝-60)
S(when-60>r>＝-70)
T(when-70>r>＝-80)
U(when-80>r>＝-90)
V(when-90>r>＝-100)
W(when-100>r>＝-200)
X(when-200>r>＝-300)
Y(when-300>r>＝-400)
Z(when-400>r)
通过上述示例列举的转换关系，即可得到一个矩阵(由0-9整数和A-Z和a-z字母构成)。在前述的例子中的矩阵可以被转为类似如下字符串序列G，此处仅为举例，仅列出一部分转换结果：
G＝(YPSiOF/rORmKLr52EHuE+u)；
以上便是本实施例基于亮度特征得到的第一数字矩阵转换成字符串序列的过程示例，若第一数字矩阵是基于其它图像特征得到的，如像素值特征，即RGB值时，则可以像素数值255起始，每100或每10或每1进行的分段，当然与上面的示例相同，在实际应用中具体数值是可以调整的，在此不再赘述。
在一些实施例中，在Java等编程语言中，也可以直接使用Arrays.toString()等方法将第一数字矩阵转为字符串序列，直接得到例如:[YPSiOF/rORmKLr52EHuE+u]的字符串。
进一步地，所述步骤104，其步骤过程具体包括：
根据预设的密钥长度信息，从字符串序列中截取出字符串片段。
需要说明的是，根据所需秘钥长度定义的不同，从该字符串序列截取所需长度的字符串片段。
例如，若是128-bit的AES秘钥示例为：kZbVfsXZSndmxcTb，则截取前16位，也可以是后16位。
若是更加安全的256-bit的AES秘钥的格式如：DAB5rmNiXoh9+BOATN02I0kzYxblOIN3，则截取前33位或后33位。
进一步地，随机密钥编码方式具体为对称随机密钥编码方式，如AES格式的密钥。
以上内容便是本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成方法的进一步实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种智能设备真随机密钥生成装置的一个实施例的详细说明。
请参阅图3，本申请第三个实施例提供了一种智能设备真随机密钥生成装置，包括：
第一图像采集单元201，用于通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像；
图像编码单元202，用于通过预设的图像编码处理方式，对第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵；
数字字符转换单元203，用于根据预设的数值与字符的转换关系，将第一数字矩阵转换成对应的字符串序列；
截取单元204，用于从字符串序列中截取出字符串片段；
密钥数据编码单元205，用于通过预设的随机密钥编码方式，对字符串片段进行编码，得到密钥数据。
此外，本申请还提供了一种智能设备真随机密钥生成终端实施例与一种计算机可读存储介质实施例的说明，具体如下：
本申请第四个实施例提供了一种智能设备真随机密钥生成终端，包括：存储器与处理器；
存储器用于存储程序代码，程序代码与如本申请第一个实施例或第二个实施例提供的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应；
处理器用于通过获取存储器中的程序代码并执行该程序代码，从而实现如本申请第一个实施例或第二个实施例提供的一种智能设备真随机密钥生成方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中保存有程序代码，程序代码与如本申请第一个实施例或第二个实施例提供的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的终端，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，包括：
通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像；
通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵；
根据预设的数值与字符的转换关系，将所述第一数字矩阵转换成对应的字符串序列；
从所述字符串序列中截取出字符串片段；
通过预设的随机密钥编码方式，对所述字符串片段进行编码，得到密钥数据。
2.根据权利要求1所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，所述通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到与所述第一图像对应的第一数字矩阵具体包括：
根据所述第一图像，提取所述第一图像的图像特征；
根据所述图像特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，所述图像特征包括：亮度特征、色度特征或像素值特征。
4.根据权利要求3所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，所述根据所述图像特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵具体包括：
根据所述亮度特征，通过离散余弦变换处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵。
5.根据权利要求1所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，所述通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像具体包括：
当监测到智能设备启动时，通过所述智能设备内置的摄像模组，采集所述智能设备启动完成后的第一张图像，以得到第一图像。
6.根据权利要求1所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，从所述字符串序列中截取出字符串片段具体包括：
根据预设的密钥长度信息，从所述字符串序列中截取出字符串片段。
7.根据权利要求1所述的一种智能设备真随机密钥生成方法，其特征在于，所述随机密钥编码方式具体为对称随机密钥编码方式。
8.一种智能设备真随机密钥生成装置，其特征在于，包括：
第一图像采集单元，用于通过智能设备内置的摄像模组，采集第一图像；
图像编码单元，用于通过预设的图像编码处理方式，对所述第一图像进行编码处理，得到第一数字矩阵；
数字字符转换单元，用于根据预设的数值与字符的转换关系，将所述第一数字矩阵转换成对应的字符串序列；
截取单元，用于从所述字符串序列中截取出字符串片段；
密钥数据编码单元，用于通过预设的随机密钥编码方式，对所述字符串片段进行编码，得到密钥数据。
9.一种智能设备真随机密钥生成终端，其特征在于，包括：存储器与处理器；
所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码与如权利要求1至7任意一项所述的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应；
所述处理器用于执行所述程序代码。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中保存有程序代码，所述程序代码与如权利要求1至7任意一项所述的一种智能设备真随机密钥生成方法相对应。
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