防偽新思路

 ——基于二維碼的新型防偽系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    梁超董青/文

   隨著二維碼的快速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已滲透到人們生活的各個(gè)角落。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品防偽應(yīng)用的行業(yè)中，二維碼也提供了一種新的實(shí)現(xiàn)途徑。通過對二維碼在防偽行業(yè)的應(yīng)用案例分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的二維碼防偽技術(shù)主要是通過對寫入的防偽信息加密和圖像覆蓋等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，一旦數(shù)據(jù)庫和加密技術(shù)被破解，所有的防偽標(biāo)簽將容易被復(fù)制，很難被發(fā)現(xiàn)。

    防偽二維碼軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

   新型防偽二維碼軟件實(shí)現(xiàn)防偽碼的生成、加密、3D驗(yàn)證碼圖像的生成、二維碼圖像的生成、美化，驗(yàn)證碼圖像與二維碼圖像合成處理等功能，如圖1。

圖1 新型二維碼防偽系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)原理

    防偽碼的設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)中防偽碼為20位的字符串?dāng)?shù)據(jù)，防偽碼所用到的字符的集合為{ '0', '1','2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E','F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S','T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z'}，在本文中該集合定義為“S”。其中前4位為企業(yè)代碼，中間的10位為隨機(jī)碼，由計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生10位集合S中的字符，后6位為流水號。防偽碼產(chǎn)生后通過加密算法產(chǎn)生密文，作為二維碼內(nèi)容，明文將寫入防偽數(shù)據(jù)庫中。

    驗(yàn)證碼的設(shè)計(jì)與圖像處理

    本系統(tǒng)中驗(yàn)證碼共計(jì)4位，所用到的字符的集合為{ '0', '1', '2', '3','4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G','H', 'I', 'J', 'K', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U','V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', '@', '!', '#','$', '%', '^', '&', '*'}，在本文中該集合定義為“P”，驗(yàn)證碼將通過隨機(jī)算法從集合P中選出4位，與防偽碼一并寫入防偽數(shù)據(jù)庫中，并通過3D處理技術(shù)將文字合成3D圖像，再利用圖像處理技術(shù)將二維碼和驗(yàn)證碼合成，如圖2。

圖2 驗(yàn)證碼的圖像處理

    二維碼圖像的處理與檢測

   因二維碼有一定的容錯(cuò)性，所以生成圖像的過程中可以通過對圖像數(shù)據(jù)的操作完成圖像美化功能。處理后的二維碼圖像與原來的圖像發(fā)生了變化，比如前景色和背景色的改變，或者在二維碼中間添加了logo標(biāo)志、驗(yàn)證碼等，這些都可能會(huì)影響二維碼的正常識別，為此，系統(tǒng)中加入了實(shí)時(shí)的二維碼檢測功能，以便及時(shí)檢測所得到的二維碼圖像是否能被正常識別，如圖3。

圖3 防偽軟件檢測二維碼

    驗(yàn)證碼圖像與二維碼圖像的合成處理

   圖像數(shù)據(jù)在內(nèi)存中可抽象成二維數(shù)組，可以讀寫，因此這里的驗(yàn)證碼與二維碼圖像的合成技術(shù)，是將經(jīng)過縮放處理的兩張二維數(shù)組，通過一定的規(guī)范（驗(yàn)證碼圖像應(yīng)放置在二維碼圖像中間位置、驗(yàn)證碼圖像面積不應(yīng)超過一定比例的二維碼圖像面積）合成一張二維數(shù)組。驗(yàn)證碼圖像數(shù)據(jù)將覆蓋原來二維碼圖像中心部分的數(shù)據(jù)。為了保持驗(yàn)證碼在二維碼中的清晰度與可識讀性，操作者需要經(jīng)常調(diào)節(jié)兩個(gè)圖像的大小比例，并通過檢測程序判定可識讀性，最終找到兩張圖像合理的大小比例，為后期的快速批量生成，提供最優(yōu)的數(shù)值。

    防偽信息內(nèi)容處理

   防偽信息內(nèi)容處理主要是對20位的明文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理（本系統(tǒng)中使用了DES加密技術(shù)），并將密文作為二維碼內(nèi)容。用戶查詢時(shí)，向服務(wù)器發(fā)送密文，服務(wù)器根據(jù)密鑰和密文解出明文，然后通過防偽碼的明文查詢防偽數(shù)據(jù)庫，獲得驗(yàn)證碼內(nèi)容，并返回給查詢用戶，供用戶與標(biāo)簽中的3D驗(yàn)證碼比較，判斷真?zhèn)巍?/p>

    數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

   系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，此部分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有兩種方案，一種是將產(chǎn)品信息以及防偽信息一并寫入數(shù)據(jù)庫，另一種是將產(chǎn)品信息放置在二維碼中，防偽信息放置在數(shù)據(jù)庫中。兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。第一種方法優(yōu)點(diǎn)是二維碼中所要攜帶的信息量比較少，便于二維碼圖像的識別，可展示更多產(chǎn)品特性；缺點(diǎn)是過分依賴于服務(wù)器，產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量較大。第二種方案恰好與之相反。在使用的時(shí)候可根據(jù)情況選擇其中一種方案。

    防偽查詢業(yè)務(wù)處理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

   防偽查詢業(yè)務(wù)處理平臺主要是利用HTTP協(xié)議，接收查詢密文后，對被加密的防偽碼密文進(jìn)行解密和數(shù)據(jù)庫查詢操作，并通過HTTP協(xié)議向客戶終端返回產(chǎn)品的防偽碼以及驗(yàn)證碼等信息內(nèi)容。

    防偽查詢終端

   查詢支持HTTP服務(wù)協(xié)議，因此該系統(tǒng)支持多種查詢終端，如微信、我查查等多種客戶終端，如圖4。

圖4 微信/我查查等終端查詢結(jié)果

   本系統(tǒng)主要結(jié)合了加密解密技術(shù)、二維碼生成識讀技術(shù)、3D圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種現(xiàn)代技術(shù)，并引入了3D驗(yàn)證碼方法，為防偽行業(yè)提供一種新的防偽手段。該防偽系統(tǒng)通過提高技術(shù)難度來增加仿造難度，其使用成本較低，適合于各類行業(yè)使用。

    （作者單位：安徽省標(biāo)準(zhǔn)化研究院）《中國自動(dòng)識別技術(shù)》2014第2期