CN103065244A - 二维条码防伪、查验和服务方法 - Google Patents

Abstract

二维条码防伪、查验和服务方法，涉及商贸、电子、通信、软件和编码防伪技术领域。将目标物属性信息及其数字签名编成二维条码标签，识读条码验证签名以鉴真伪，特别引入规范递增条码编号确保标签单一性，格式统一独立于属性且纳入数字签名覆盖范围。查验自动比对证书持有人与签名者，按查验者角色分类记录，重复查验同类相斥异类相容。在商场设服务处，用查验终端为顾客查验商品真伪，条码扫描识读标签信息；提交服务***鉴别，客户手机发消息才得查验结果，服务***保存标签编号与手机号码关联查验记录；自助服务经蓝牙发到手机由顾客提交鉴别，协助服务由查验终端连网鉴别。预订信息约定查验结果内容范围和/或接收目的地，可直接发到客户手机。

Description

二维条码防伪、查验和服务方法

技术领域

本发明涉及商贸、电子、通信、软件和编码防伪技术领域。

背景技术

制假售假猖獗，假冒伪劣泛滥，严重扰乱市场经济秩序，既侵害守法厂商利益，也损害大众消费者权益。假冒的香烟、酒类、茶叶、药品、种子、化肥等之所以屡禁不止，除了监管缺位原因之外，关键还是缺乏切实有效的防伪技术手段。目前常用的防伪技术主要有：材料防伪、包装防伪、印刷防伪、激光防伪、电子防伪、纹理防伪、安全线防伪、电话短信防伪等。它们由于技术或成本的限制而作用有限，假冒现象依然层出不穷。事实上，电话短信防伪数码标签在市场上就很容易廉价买到。条形码技术，已经从简单的一维码发展到二维码，并且形成了多种二维条码标准，如QR码(Quick Response Code)、DM码(Data Matrix)等码制。近来二维条码逐渐用作***、车票等票证和物品的防伪标识，但其生成与鉴别机制存在缺陷，还依赖于封闭算法，条码容量小而不足以包容必要的鉴别信息。“数字条码水印及防伪方法”(中国发明专利申请号02110959.1，已公布撤回)，提出将大量信息作为水印嵌入二维条码，通过公开密钥算法在条码中纪录其对应信息的数字签名或加密数据，加密或签名用私钥，解密或验证用公钥，以实现条码数字防伪。“基于通用办公设备的二维条码自动识读方法”(中国发明专利号03114568.X，已终止权利)，通过维纳滤波、分块校正和阈值分割解决条码图像自动识别问题，并提出对照片等大信息量数据压缩在二维条码中，通过数字签名进行防伪和加密。“一种防伪票据、票据防伪方法及***”(中国发明专利号03137393.3)，提出对原始票据图像提取唯一标识图像特征进行数字签名，将数字签名信息编码为二维条码，和原始票据图像一起构成防伪票据。“基于数字签名的物品防伪保真信息及签名验证装置”(中国发明专利申请号200510021702.9)，也提出签名者用私钥对物品信息编码进行数字签名，验证者使用公钥证明嵌入物品信息编码的数字签名是否签名者所签。现有技术方法还需解决的问题包括，一是目标物(产品、商品、证件、票据等)同类大量个体的区分鉴别；二是通用鉴别时预防冒名顶替签名；三是鉴别服务的便捷实用化。

发明内容

本发明提出一种二维条码防伪方法，用于制作防伪二维条码标签，附加到目标物或包装材料上，以达到防伪目的。一般目标物都有特定的属性信息，例如，产品都有其名称、品牌、商标、产地、生产日期、有效期、制造商等信息。将目标物的属性信息顺序排列成文本字符串，用签名者的私钥对该文本字符串作数字签名，获得数字签名的字节序列数据，再将此字节序列数据作可视化编码(例如采用BASE64算法)，即得到数字签名的文本字符串数据。这里的数字签名算法实际包括两个步骤，先将目标物属性信息文本字符串，通过标准的散列算法(Hash算法，如MD5，SHA-1等)，计算出散列值(摘要)；然后用签名者的私钥，通过标准的非对称密码算法(如RSA，DSA等)加密散列值，所得密文数据即为数字签名；验证也采用同样算法，但是用签名者的公钥来验证数字签名。将目标物的属性信息文本字符串，连同对该属性信息的数字签名文本字符串一块，编码成为图形化的二维条码，打印或印刷出来即制成二维条码防伪标签。对数字签名文本字符串加以格式化，例如在首尾加上特殊定界符号，以便与目标物属性信息文本字符串区分隔离。为了使验证数字签名的过程通用化，把数字证书(公钥证书)编号作为关键字也放在二维条码中，具体可以放置于目标物属性信息中特定位置，但放在数字签名格式化信息文本字符串中更为方便自然。提取此关键字即能检索数字证书用于验证数字签名。由于目标物的属性信息通常对于同种类目标物的所有个体都是共同的，因此生成的数字签名都相同，制成的标签也一模一样。为了区分各个个体，做到一物一码，特别引入一规范递增的条码编号作为标签编号，以确保二维条码标签具有单一性即不重复。这样的标签编号之所以规范，就在于制订有统一编码格式，完全独立于目标物的属性信息，并自动递增编号。即使某些种类的目标物本身也有自己的某种编号，也要附加统一条码编号。这意味着，要让不同种类的目标物二维码标签，都使用统一规范的标签编号。鉴于仅仅增加标签编号还不能避免二维条码标签被伪造，就将规范递增的条码编号也纳入二维条码内数字签名所覆盖的信息内容范围，也就是将条码编号连同目标物属性信息一块，计算数字签名。这样，条码编号的真伪也成为可鉴别的。正因为条码编号被纳入数字签名范围，只要签名者的私钥***露，别人要凭空捏造一个属于签名者的新编号二维条码标签是完全不可行的。于是，二维条码标签信息即由三部分组成：一规范递增的条码编号(即标签编号)、目标物的属性信息，以及覆盖前两部分信息的数字签名。

为了便于二维条码标签的编码管理和查验服务，在规范递增的条码编号格式中，使其包含用于区分目标物种类的数码成分。例如，生产厂家可能生产多种产品，条码编号格式中就可以分出一段来标识产品种类，另一段则作为该种类之下的顺序编号。在二维条码标签信息中，条码编号设定位于首行比较恰当，方便解析识别。制作二维条码标签时，可将条码编号印制于二维条码图形的边沿外侧附近，以便于视觉区分和引用二维条码标签。

本发明还提出一种二维条码标签查验方法。将数字证书编号放在二维条码中，在带来查验二维条码标签通用化好处的同时，也留下出现仿冒数字签名的风险。例如，甲的产品标签有甲的数字签名，乙能够去除甲的数字签名而改由自己签名代替。这种情况下，只是提取其中数字证书编号检索公钥来验证，结果就会通过，而不能发现数字签名已被偷梁换柱。解决的办法，是在验证过程中，将检索所得的数字证书的持有人名称，与目标物属性信息中的签名者名称作比对，才能得出正确的判断。为此，对目标物属性信息作出这样编排：前接规范递增条码编号，后接数字签名；而在目标物属性信息中，将签名者名称设定位于最后一行，视觉上也代表对之前的属性信息负责，同时又在数字签名的格式化信息之前一行。所述名称的比对即依据此定位自动执行。另一方面，虽然新的二维条码标签无法伪造，但现成的标签却可能被复制冒用。这需要***化的制约解决办法，就是在验证正确(即数字签名有效且签名者名称一致)之后，保存对所查编号二维条码标签的查验记录，而且每次查验都要检查同编号二维条码标签此前是否曾经被查验过，从而排斥重复查验。若验证错误，即标签无效，则无须保留查验记录。出现重复查验意味着发现有假，除非是同一查验者重查知情。考虑到现实中，对二维条码标签可能需要多次合理查验。例如，商品在流通销售环节可能需要经过总经销商、分销商、零售商、消费者，每一级都可能要通过查验标签来鉴别商品真伪。解决的办法，是将查验者按角色分类(比如分级)，查验记录则对照查验者的角色相应分类记录；对于同类查验者(比如同为消费者)，重复的查验相互排斥，而对于非同类查验者(比如零售商与消费者)，重复的查验相互容许。

本发明还提出一种二维条码标签查验的服务方法，以使二维条码标签的鉴别服务便捷实用化。在商场设立服务处，使用查验终端来为顾客提供查验商品真伪的服务，以条码扫描器识别读出二维条码标签信息，提交至一可信赖服务***进行鉴别并获取查验结果。所说的商场不拘规模与形式，小到商铺，中到门店，大到超市、物流仓储、批发集散地等。每一次查验，都需要由顾客用手机向服务***发出消息才能获得查验结果，而服务***则由接收手机消息获取顾客手机号码，用此手机号码来标识查验者，并保存一条所查二维条码标签编号与此手机号码关联的查验记录。

要求顾客用手机向服务***发出消息的基本目的，是为了让服务***获取顾客手机号码来标识查验者，以保存所查二维条码标签编号与手机号码关联的查验记录。此外，也为服务收费奠定了基础，例如收取短信信息服务费。顾客用手机向服务***发出消息，又分以下几种情形：

第一种情形，条码扫描器识别读出二维条码标签信息，由查验终端通过蓝牙通信方式发送到顾客手机上，顾客用手机先建立与查验终端的蓝牙连接接收，然后才将标签信息作为消息发出提交服务***鉴别。这表现为一种自助式服务，为避免多人操作时可能造成发送混淆，一种办法，是先在手机与查验终端之间建立蓝牙连接之后再扫描二维条码标签；另一种办法，是由顾客预先在手机上输入二维条码标签编号并发送给查验终端，然后查验终端根据接收到二维条码标签编号确定对应的源地址手机，再作为的目的地址向该手机发送二维条码标签信息。

第二种情形，是顾客用手机发送二维条码标签编号和查验终端代码二者之一或同时发送二者。若发送的是二维条码标签编号，则服务***在收到查验终端提交的二维条码标签信息之后，即直接建立所查标签编号与手机号码之间的关联；若发送的是查验终端代码，则服务***通过接收二维条码标签信息所连接的查验终端代码，而间接建立所查标签编号与手机号码之间的关联。由此建立的关联，服务***反馈的消息，既可以直接就是查验结果(即发送查验结果到对应手机上)，也可以是查验结果送达查验终端的通知。

第三种情形，是客户用手机发出一预约消息，服务***反馈一验证码(或者叫别的名称)，通过将此验证码输入查验终端，由查验终端连同二维条码标签信息一并提交服务***鉴别。服务***又以此验证码作为关键字，检索出之前索取此验证码的手机号码，从而建立所查二维条码标签编号与此手机号码之间的关联。手机发出的预约消息中还可以包括预订信息，以约定从服务***获取查验结果的内容范围和/或接收目的地。例如，预订内容范围的选项，只索取验证码、要验证码也要查验结果、查验结果中包不包括目标物属性信息等。又如预订查验结果接收目的地，是手机还是查验终端。

后两种情形，都需要由查验终端将二维条码标签信息提交服务***鉴别，故视为协助式服务。

在各种情形下，服务***都能够获知顾客手机号码，将其作为目的地址而发送查验结果到对应手机上。于是，二维条码标签信息经服务***鉴别后，所得查验结果可有三种获取方式：一是送达查验终端显示，二是直接送达顾客手机，三是既送达查验终端也送达顾客手机。

本发明的积极效果，一是提出规范递增条码编号，既广泛适用于为各种各样目标物制作二维条码防伪标签，也有效解决了同类目标物大量个体的区分鉴别；二是提出签名者名称自动比对机制，能有效防止通用鉴别条件下的冒名顶替签名，还满足按查验者不同角色分类合理查验的需要；三是提出便捷实用的二维条码标签查验的服务方法，立足商场为顾客随时提供查验商品真伪的服务。本发明提供了行之有效的防伪方法和服务模式，其付诸实施，可望能有效遏止制假售假不法行为，维护众多厂商和广大消费者权益。

附图说明

图1是本发明的二维条码防伪标签构成示意图，反映了二维条码防伪标签的信息层次和构成要素。条码编号(1)和条码编号(21)是完全一致的，都是规范递增的条码编号。不同的是，前者印制于防伪标签(2)之外，后者属于标签内信息。防伪标签(2)由三部分信息组成：条码编号(21)、属性信息(22)和数字签名(23)。属性信息(22)即目标物的属性信息，包括描述信息(221)和签名者名称(222)。数字签名(23)是关于条码编号(21)和属性信息(22)的数字签名数据，又包括证书编号(231)和签名数据(232)。证书是指数字证书即公钥证书，用于验证数字签名；签名数据即数字签名数据，是覆盖条码编号(21)和属性信息(22)计算所得。虚线框标出了数字签名覆盖的信息内容范围，即条码编号(21)和属性信息(22)。

图2是本发明的二维条码标签查验的服务方法示意图。查验终端(1)设置在商场，顾客手机(2)由顾客持有操作，服务***(3)部署在互联网上并与移动通信网络连通。图中的有向直线，指明信息通道和流向。其中，查验终端(1)与顾客手机(2)之间的通道(11)和(21)是蓝牙通信通道，查验终端(1)与服务***(3)之间是互联网通道，顾客手机(2)与服务***(3)之间是移动通信通道。每一次查验，都由查验终端(1)用条码扫描器识别读出二维条码标签信息，自助式服务时由通道(12)发给顾客手机(2)，协助式服务时由通道(13)发往服务***(3)。每一次查验，顾客手机(2)都必须由通道(23)向服务***(3)发出消息，自助式服务时发的是二维条码标签信息，协助式服务时发的是条码编号和/或查验终端编号，或者是发出预约消息取得验证码，结果都在服务***(3)留下手机号码。顾客手机(2)还可由通道(21)发送条码标签编号。服务***(3)根据查验需要和预约，将查验结果由通道(31)发给查验终端(1)，或由通道(32)发给顾客手机(2)，或者两个方向都发送。服务***(3)在收到顾客手机(2)发来预约消息之后，还由通道(32)发回验证码。

图3是本发明一个实施例的***用户视图。左侧是用户类别，服务商负责运营管理***防伪平台(中间圆形表示)，生产商制作二维条码标签用于其产品防伪，经销商和消费者都是防伪标签的查验者；右侧是所需集成的设备，密铠终端是一款信息安全产品，用来执行身份认证和数字签名与验证，条码打印机用于打印制作二维条码防伪标签，条码扫描器用于识读标签信息，手机用于收发消息。图中的有向线段，指明操作方向和信息流向。

图4是本发明一个实施例的***分解视图，是对图3的细化。左侧用户类别中，经销商被分类(分级)为总销商、分销商和零售商。中间***平台划分为三个子***：防伪服务管理子***，由服务商使用；企业防伪管理子***，由生产商使用；防伪鉴别终端子***，由各类经销商和消费者使用，典型用法是放置在商场作为防伪查验终端。右侧设备按用户功能需要进行了配置，其中，只有生产商才需要使用条码打印机印制二维条码防伪标签。

具体实施方式

本发明的实施例，二维条码防伪标签的制作，参看图1。条码编号(1)和条码编号(21)的格式规定为两段数字，中间以连字符号“-”分隔，均无前置0，不定长；前段是类别号，顺序编号，作为产品种类代码，后段是同类产品序号，初值任意设定，自动递增编号。防伪标签(2)内部信息，条码编号(21)固定在第一行，接着是属性信息(22)，后跟数字签名(23)。属性信息(22)中，描述信息(221)的内容由生产商自主定制，但签名者名称(222)固定在最后一行也在数字签名(23)之前一行，且由管理***自动设定。数字签名(23)加以格式化，其前后用一对尖括号界定，用密铠终端硬件的序列号作为证书编号(231)，放置在首部，后加一冒号“：”分隔，之后即是签名数据(232)。条码编号(1)打印在二维条码图形上边沿外侧。

本发明的实施例，二维条码标签查验方法和服务方法的建立，参看图2。在商场配备一台普通PC机，带蓝牙通信口，运行一个Windows客户端程序，USB接入密铠终端硬件并安装密铠终端驱动软件，串口接入条码扫描器，宽带上网，即构成了一台查验终端(1)。在互联网上部署一个服务网站，安装***服务程序，还使用一个固定的移动通信特服号，即建立了服务***(3)。启用手机蓝牙功能，即可建立蓝牙通信通道(11)和(21)。客户手机与服务***(3)之间的发送通道(23)和接收通道(32)，采用手机短信传输方式。查验终端(1)与服务***(3)之间的发送通道(13)和接收通道(31)，使用互联网，由配套软件运行支持。

本发明的实施例，二维条码标签查验方法和服务方法的***软件设计，参看图3和图4。图3是概念设计，图4反映概要设计。建设一个网站，需要开发三个软件。防伪服务管理软件，用于建设服务的门户网站，集中实现众多企业产品防伪二维条码的通用鉴别服务和防伪管理。该软件由服务商内部使用，主要功能模块包括：用户管理、产品管理、标签查验管理、财务管理、网站***管理，以及一个查验服务。企业防伪管理软件，用于集成密铠终端、条码打印机和条码扫描器，实现产品防伪二维条码的编码生成、标签打印、扫描输入，以及鉴别真伪。该软件由生产商使用，主要功能模块包括：用户注册、产品登记、经销商认证、标签制作、费用审计、企业***管理。防伪鉴别终端软件，用于为商品销售流通各环节，为各级经销商和消费者，提供查验商品真伪的工具。前两个软件部署运行于网站服务器，在网站上分别有登录入口。后一个软件安装运行于普通PC，一般作为商场查验终端。

Claims (10)

1.一种二维条码防伪方法，是将目标物的属性信息连同对该属性信息的数字签名，编码成为图形化的二维条码标签，用于附加到目标物或包装材料上，通过识读条码并验证数字签名来鉴别目标物的真伪，所述属性信息或数字签名的格式化信息中，包含一关键字用来检索数字证书以验证数字签名，特别引入一规范递增的条码编号即标签编号，以确保二维条码标签具有单一性即不重复，其特征在于，所述规范递增的条码编号，对不同种类的目标物均采用统一编号格式，不但独立于目标物属性信息，而且被纳入条码内数字签名所覆盖的信息内容范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述规范递增的条码编号的格式中，包含用于区分目标物种类的数码成分，所述条码编号还被印制于二维条码图形的边沿外侧附近，以便于视觉区分和引用二维条码标签。

3.一种二维条码标签查验方法，是通过解码识读二维条码，从中获得关键字来检索数字证书用于验证数字签名，验证正确则保存对所查编号二维条码标签的查验记录，每次查验都要检查同编号二维条码标签此前是否曾经被查验过，从而排斥重复查验，其特征在于，由检索所得的数字证书，还将证书持有人的名称与目标物属性信息中的签名者名称比对，而所述查验记录要对照查验者的角色分类记录，重复查验则同类相斥、异类相容。

4.一种二维条码标签查验的服务方法，是在商场设立服务处，使用查验终端来为顾客提供查验商品真伪的服务，以条码扫描器识别读出二维条码标签信息，提交至一可信赖服务***进行鉴别并获取查验结果，其特征在于，所述获取查验结果，需由顾客用手机向服务***发出消息才能获得，而服务***则获取手机号码来标识查验者，并保存一条所查二维条码标签编号与此手机号码关联的查验记录。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述服务***获取的手机号码，还被服务***作为目的地址而发送查验结果到对应手机上。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述顾客手机向服务***发出消息，即为二维条码标签信息，系由查验终端通过蓝牙通信方式发送到顾客手机，由顾客用手机先建立与查验终端的蓝牙连接接收，然后才提交服务***。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述顾客手机向服务***发出消息，是二维条码标签编号和/或查验终端代码，由此建立顾客手机与所查二维条码标签信息的关联。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述顾客手机向服务***发出消息，是一预约消息并因此获得服务***反馈一验证码，通过将此验证码输入查验终端提交服务***而建立顾客手机与所查二维条码标签信息的关联。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述建立顾客手机与所查二维条码标签信息的关联，还由此导致服务***发送查验结果到对应手机上。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述预约消息还包括预订信息，约定从服务***获取查验结果的内容范围和/或接收目的地。

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