在云环境下基于MD5加密验证技术图片上传方法研究

梁绍宇，李拥军

（1.广州华商职业学院，广州 510300；2.华南理工大学，广州 510006）

0　引言

目前，随着连锁品牌经营产业链不断深入发展，门店在全国各地不断地涌现。门店自主经营的规范性、合理性越来越难管理。连锁品牌发展扩张受到了一定的制约。虽然有很多门店巡查人员去各地门店巡查，但是企业管理人员也很难了解到真实的情况。为此我们提出了一个在云环境下基于MD5加密[1]技术预上传照片，等具备网络条件后再上传的系统。系统预先通过GPS定位[2]，确认需要拍照的门店。把门店的相关信息提取出来。在拍照的时候，添加为图片的水印。同时，也计算出该照片的MD5值，并预上传到云服务器。等待具备网络上传的条件时，再上传照片。如上传照片的MD5值与预上传的不符，则终止该照片非法上传。以此真实地记录了拍照的时间、地点、图片的真实性。为企业管理人员了解各门店真实情况起到了很好帮助作用。

1　云系统总体技术架构设计

云系统[3]按照“平台+应用”的架构设计思想，整个系统分为三个层：视图层、业务处理层、数据缓存层、数据处理持久层（数据缓存层、数据持久层）。系统图如图1所示。

图1　系统总体架构设计图

1.1　视图层

主要用户的操作界面，基于HBuilder+HTML5技术来实现。

1.2　业务处理层

负责各种具体业务的逻辑处理，基于Java编程语句，Restful风格的中间件提供服务。

负责所有业务的服务，包括统一用户管理、数据交换构件等公共服务。业务处理层针对规范化各类应用，通过Restful架构设计，提高应用系统建设的效率，提高系统的健壮、开放、扩展的基础架构，快速构建上层应用。

1.3　数据处理层

数据处理层分为数据缓存层层和数据持久层。

数据缓存层主要是缓存业务处理层的数据，使用Ehcache、Redis[4]等缓存技术，主要是服务于查询频率高且修改少和临时存储的数据，提高业务处理能力、降低响应时间。

数据持久层[5]主要是存储业务数据，使用目前最流行的MySQL或Oracle对数据的存储。

2　系统部署架构设计

部署在互联网上的系统，使用的Web服务器、应用服务器使用云平台进行部署，所使用的数据库服务器，统一使用数据库集群服务器[6]。

图2　系统部署架构

3　图片上传系统实施方法

图片上传设计方法是通过打开手机GPS定位系统，提出xi、yi、zi三个参数值，调用地图公共信息接口，根据地图查找定位，然后根据查找到的定位信息查询数据库中附近门店，进行拍照。提取系统中的时间与地点信息值。生成特有的图片水印信息，提取图片的MD5值，预先上传至云服务器。如网络条件具备的情况下，再上传图片，比较两者的MD5值，如果相同，则上传成功，否则上传失败，终止上传。流程图如图3所示。

图3　系统流程图

在该系统中巧妙的运用了MD5值的唯一性识别图片。检查图片是否存在修改伪造的情况。同时系统也采用了目录的数据结构算法，在大量的MD5值中，能快速地查找出来准确的数据，查询时间复杂度大大地降低。

3.1　GPS定位调用地图接口信息

地图定位SDK是为移动端应用提供的一套简单易用的定位服务接口，专注于为广大开发者提供最好的综合定位服务。通过使用定位SDK，开发者可以轻松为应用程序实现智能、精准、高效的定位功能。

3.2　搜索附近门店及生成水印

云服务器后台数据库存储着全国各地门店的相关信息。（门店名称、门店地址、店长、联系人电话等）。手机通过GPS定位，模糊查找出附近门店的定位信息，提取特征关键词模糊查询系统后台数据库，提取附近门店相关信息。同时提取手机当前系统时间。在拍照的时候形成相关信息记录在照片中。也利用照片中的这些特殊的信息生成MD5值，预上传至服务器存储。

3.3　MD 5值的比较

由于数据访问量比较大，本系统采用了一种匹配算法[7]。在系统中设计了一套计算与比较快速查询MD5匹配值遍历算法。当需要上传照片的时候，首先计算当前图片的MD5值，再进行上传至云服务器。在云服务器中以4位为一个储存单元，存储着MD5值。MD5值链表头形成单链表（目录）。在遍历过程中查找到匹配数据后，再逐位比对MD5值。如完全相同，则允许图片上传至云服务器系统中。如图4所示。

图4　数值存储与查找算法

4　运行数据分析

4.1　根据特征信息生成水印

系统根据数据库提取出特征信息，包括：门店名称、地址、巡查人电话、拍照时间等相关信息。形成图片水印。记录在图片上，防止图片修改。如图5所示。

图5　特征信息提取水印效果图

4.2　拍照提取特征信息形成MD 5

抽取系统中某图片，使用工具测试计算其MD5值。通过对特征信息计算，形成128位MD5值。通过系统上传存储在云服务器中，等待图片上传时候再计算MD5值进行校验。如图6所示。

图6　MD5值计算提取

4.3　拒绝非法照片上传

从系统后台导出最近这一周系统图片上传数据进行分析，MD5非法修改图片导致无法上传。红色为上传失败数据，蓝色为上传成功数据。如图7所示。

图7　上传数据后台运行统计分析

上传图片因各种原因拦截，期中蓝色为MD5值不符而遭到数据系统拦截。如图8所示。

数据上传总量，与拒绝比值图例，如图9所示。

图8　上传数据后台系统拦截分析　

图9　上传总量与拒绝比值

参考文献：

[1]Chao Wang，Ai-Ling Li，Yu Pang，Ying-Qing Lei，Ling Yu.Changes in Intraocular Pressure and Central Corneal Thickness During Pregnancy:a Systematic Review and Meta-Analysis[J].International Journal of Ophthalmology.Vol.10,No.10,Oct.18,2017.

[2]田英国，郝金明，陈明剑，于合理，衡培深.GPS卫星钟差及观测数据采样间隔对LEO卫星定轨精度影响[J].武汉大学学报(信息科学版).Vol.42,NO.12,Dev.2017.

[3]沈尧，秦小麟，鲍芝峰.一种云环境中数据流的高效多目标调度方法[J].软件学报，2017,28(3):579-597.

[4]刘俊龙，刘光明，张黛，喻杰.基于Redis的海量互联网小文件实时存储与索引策略研究[J].计算机研究与发展，2015,S2(52),148-154.

[5]梁弼.一种简捷的数据持久层解决方案.现代电子技术[J]，Vol.39，No.14.Jul，2016.

[6]徐小龙，龚培培.面向云端融合计算的防御性数据销毁机制[J].北京理工大学学报.Vol 73 NO.3,Mar 2017

[7]邹志文，李桥，王政辉，费洪哲.基于订阅划分的多维索引并行匹配算法[J].华中科技大学学报（自然科学版），VOL.41,SUPII,Dec 2013.