CN112217627B - 一种分层加密的商品防伪码生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分层加密的商品防伪码生成方法，包括如下步骤：将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，进行数值型数据和8bits二进制转换，以及高低位排列分层，得到高位、低位二进制分层序列，进而得到二进制矩阵PB；将混沌***进行迭代得到混沌序列X1和X2，利用序列X1和X2的降序排序前、后的位置变化规则，依次对二进制矩阵PB进行列、行置乱，得到置乱后二进制矩阵
按行分层，并将二进制分层序列正向依次并行抽取1个元素进行分组，再将分组后的二进制序列进行重组，从而生成商品防伪号，进而组合生成商品防伪码。本发明所提分层加密的商品防伪码生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
Description
技术领域
本发明涉及数码防伪技术领域，特别涉及一种分层加密的商品防伪码生成方法。
背景技术
假冒伪劣产品屡见不鲜，需要我们切实地采取行动去维护厂家及消费者的权益。假冒产品对各行各业构成严重威胁，尤其是药品、农产品、汽车零部件、计算机软件以及昂贵的香水、化妆品、珠宝、手表和名牌服装等奢侈品。日内瓦国际商会估计，全球每年假冒产品的销售额达6,500亿美元。假冒药品和酒类产品尤其成问题，这不单单是造假，造假者做出的行为，严重危害了消费者的权益：药品的假冒使得病情延误甚至加重病情；假酒害人的事情更是屡见不鲜，这也沉重打击了商家的信誉，消费者的信心，对于经济社会秩序的良好建立危害极大。因而诞生了众多的防伪手段，例如：特别的包装，设计复杂的图标，提供小样等等。但这些手段常常因为缺乏技术，导致防伪性能不够，容易让造假者钻了空子。随着时代的进步，防伪技术有了很大的突破。例如芯片技术，生物技术等等，但由于其高成本，查询端限制颇多等特点，应用于众多领域的实际可操作性不大。数码防伪技术自上世纪90年代中期推向市场以来，其自身得到了空前的发展。
数码防伪由于其结合了防伪印刷和数字加密技术、使用权限的一次性、生成密码的随机性以及不可揣测性等特点，使商品防伪得到了空前的保障，同时可以多种方式查询产品的真假性，能有效抑制假冒伪劣产品的猖獗。同时混沌信号作为一种天然的密码，被引入到商品防伪码生成过程中，具有更高的安全性。在此情况下，利用混沌密码技术，提出一种分层加密的商品防伪码生成方法，以生成具有“唯一性和不可伪造性”的商品防伪码，具有很好的实际应用推广价值。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种分层加密的商品防伪码生成方法，利用混沌映射产生混沌信号序列，对商品标识码转换并高低位排列分层组合而成的二进制矩阵依次进行列、行置乱，并将置乱后的二进制矩阵中元素进行分层、分组和重组操作，从而生成商品防伪号，进而组合生成商品防伪码，以此保证所提分层加密的商品防伪码生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
技术方案：一种分层加密的商品防伪码生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(1)转码
首先，将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，逐个符号转换为数值型数据[Pi1,Pi2]，得到高位数值序列P1＝{P11,P21,...,Pi1,....,PL1}和低位数值序列P2＝{P12,P22,...,Pi2,....,PL2}，
然后，将高位数值序列P1逐个元素Pi1转换成8bits的二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个高位二进制分层序列，表示为{PB111,PB121,...,PB1i1,...,PB1(L-1)1,PB1L1}、{PB112,PB122,...,PB1i2,...,PB1(L-1)2,PB1L2}、{PB113,PB123,...,PB1i3,...,PB1(L-1)3,PB1L3}、{PB114,PB124,...,PB1i4,...,PB1(L-1)4,PB1L4}、{PB115,PB125,...,PB1i5,...,PB1(L-1)5,PB1L5}、{PB116,PB126,...,PB1i6,...,PB1(L-1)6,PB1L6}、{PB117,PB127,...,PB1i7,...,PB1(L-1)7,PB1L7}、{PB118,PB128,...,PB1i8,...,PB1(L-1)8,PB1L8}，
同时，将低位数值序列P2逐个元素Pi2转换成8bits的二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个低位二进制分层序列，表示为{PB211,PB221,...,PB2i1,...,PB2(L-1)1,PB2L1}、{PB212,PB222,...,PB2i2,...,PB2(L-1)2,PB2L2}、{PB213,PB223,...,PB2i3,...,PB2(L-1)3,PB2L3}、{PB214,PB224,...,PB2i4,...,PB2(L-1)4,PB2L4}、{PB215,PB225,...,PB2i5,...,PB2(L-1)5,PB2L5}、{PB216,PB226,...,PB2i6,...,PB2(L-1)6,PB2L6}、{PB217,PB227,...,PB2i7,...,PB2(L-1)7,PB2L7}、{PB218,PB228,...,PB1i8,...,PB2(L-1)8,PB2L8}，
最后，取第6-8个高位二进制分层序列和第4-8个低位二进制分层序列，组合形成二进制矩阵PB，表示如下，
其中，商品标识码A包括GB2312字符集中的中文标点符号、GB2312字符集中双字节编码的汉字，商品标识码A的长度表示为L，数值序列P1和P2的长度均为L，8个高位二进制分层序列以及8个低位二进制分层序列的长度均为L，二进制矩阵PB的大小为8×L；
(2)二进制矩阵PB的置乱
首先，利用高位数值序列P1、低位数值序列P2及其逐个元素转换而得的二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i8}、{PB2i1,PB2i2,…,PB2i8}，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(5)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，
令
x1＝0.000001+mod(α-kp1,0.999999)， (1)
μ＝β+mod(kp1,4-β)， (2)
其中，<PB1i1,...,PB1i5>＝bin2dec([PB1i1,...,PB1i5])，<PB1i6,PB1i7,PB1i8>＝bin2dec([PB1i6,PB1i7,PB1i8])，<PB2i1,PB2i2,PB2i3>＝bin2dec([PB2i1,PB2i2,PB2i3])，<PB2i4,...,PB2i8>＝bin2dec([PB2i4,...,PB2i8])，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)，
然后，由混沌映射的初值x1和外部密钥μ，对如下公式(6)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk) (6)
得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n1个元素取1个元素以形成长度为L的混沌信号序列X1＝{X11,X12,...,X1L}，同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n2个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列X2＝{X21,X22,...,X28}，
最后，将混沌信号序列X1按降序排序，根据混沌信号序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵PB按列进行置乱，得到列置乱后的二进制矩阵
再将混沌信号序列X2按降序排序，根据混沌信号序列X2排序前、后的位置变化置乱规则，对列置乱后的二进制矩阵
按行进行置乱，得到置乱后的二进制矩阵
表示如下，
(3)置乱后二进制矩阵
的分层、分组、重组
首先，对置乱后二进制矩阵
按行进行分层，得到相应8个二进制分层序列，表示为
然后，将上述8个二进制分层序列正向依次并行抽取1个元素进行分组，得到分组后的二进制分层序列，表示为BF1{1},BF1{2},...,BF1{i},...BF1{L}，以及BF2{1},BF2{2},...,BF2{i},...BF2{L}，其中，
接着，将每一个分组后的二进制分层序列BF1{i}和BF2{i}，其中i＝1,2,3,...,L，依次进行如下重组操作：
令tmp1{i}＝dec2bin(bin2dec([PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5])+2，5)，将分组后的二进制分层序列BF1{i}的最前面添上二进制序列tmp1{i}，表示为
其中bin2dec(·)函数表示将二进制序列转换为数值型数据，而dec2bin(·)函数表示将数值型数据转换为二进制序列，
同时令tmp2{i}＝{PB2i1,PB2i2,PB2i3}，将分组后的二进制分层序列BF2{i}的最前面添上二进制序列tmp2{i}，表示为
从而得到二进制重组序列，表示为
以及
最后，利用bin2dec(·)函数，依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
同时依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
其中i＝1,2,3,...,L，从而得到数值序列
和
(4)转码
将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，得到汉字序列C，即为商品防伪号，其中汉字序列C的长度为L，并将商品标识码A和商品防伪号进行组合，生成商品防伪码。
进一步地，一种分层加密的商品防伪码生成方法里，步骤(1)中所述的将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，逐个符号转换为数值型数据[Pi1,Pi2]，是指将商品标识码A中逐个符号采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即[Pi1,Pi2]＝unicode2native(Ai)，从而得到高位数值序列P1＝{P11,P21,...,Pi1,....,PL1}和低位数值序列P2＝{P12,P22,...,Pi2,....,PL2}。
进一步地，一种分层加密的商品防伪码生成方法里，步骤(4)中所述的将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，是指将数值序列
和
中每个对应元素进行组合，即
并依次进行如下操作，且设汉字序列C＝[]，
如果
则将汉字序列C中添加1个中文空格符号，即C＝[C,native2unidoce([161,161])]，其中中文空格符号可用native2unidoce([161,161])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘·’，即C＝[C,native2unidoce([161,164])]，其中中文符号‘·’可用native2unidoce([161,164])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘，’，即C＝[C,native2unidoce([163,172])]，其中中文符号‘，’可用native2unidoce([163,172])表示，同时令
如果
且
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘、’，即C＝[C,native2unidoce([161,162])]，其中中文符号‘、’可用native2unidoce([161,162])表示，同时令
接着采用native2unicode(·)函数将数值型数据
转换成汉字，并将其添加至汉字序列C，即
循环以上步骤，直至数值序列
和
中最后1个对应元素，即
从而得到汉字序列C，即为商品防伪号。
进一步地，一种分层加密的商品防伪码生成方法里，步骤(4)中所述的将商品标识码A和商品防伪号进行组合，生成商品防伪码，是指采用商品标识码A和商品防伪号直接顺序连接，或者直接逆序连接，或者间隔插序连接的组合方式。
有益效果：本发明利用混沌映射产生混沌信号序列，对商品标识码转换并高低位排列分层组合而成的二进制矩阵依次进行列、行置乱，并将置乱后的二进制矩阵中元素进行分层、分组和重组操作，从而生成商品防伪号，进而组合生成商品防伪码，以此保证所提分层加密的商品防伪码生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
附图说明
图1为本发明的一种分层加密的商品防伪码生成流程示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种分层加密的商品防伪码生成方法，包括如下几个步骤：
(1)转码
首先，将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，逐个符号采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即[Pi1,Pi2]＝unicode2native(Ai)，得到高位数值序列P1＝{P11,P21,...,Pi1,....,PL1}和低位数值序列P2＝{P12,P22,...,Pi2,....,PL2}，
然后，将高位数值序列P1逐个元素Pi1转换成8bits的二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个高位二进制分层序列，表示为{PB111,PB121,...,PB1i1,...,PB1(L-1)1,PB1L1}、{PB112,PB122,...,PB1i2,...,PB1(L-1)2,PB1L2}、{PB113,PB123,...,PB1i3,...,PB1(L-1)3,PB1L3}、{PB114,PB124,...,PB1i4,...,PB1(L-1)4,PB1L4}、{PB115,PB125,...,PB1i5,...,PB1(L-1)5,PB1L5}、{PB116,PB126,...,PB1i6,...,PB1(L-1)6,PB1L6}、{PB117,PB127,...,PB1i7,...,PB1(L-1)7,PB1L7}、{PB118,PB128,...,PB1i8,...,PB1(L-1)8,PB1L8}，
同时，将低位数值序列P2逐个元素Pi2转换成8bits的二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个低位二进制分层序列，表示为{PB211,PB221,...,PB2i1,...,PB2(L-1)1,PB2L1}、{PB212,PB222,...,PB2i2,...,PB2(L-1)2,PB2L2}、{PB213,PB223,...,PB2i3,...,PB2(L-1)3,PB2L3}、{PB214,PB224,...,PB2i4,...,PB2(L-1)4,PB2L4}、{PB215,PB225,...,PB2i5,...,PB2(L-1)5,PB2L5}、{PB216,PB226,...,PB2i6,...,PB2(L-1)6,PB2L6}、{PB217,PB227,...,PB2i7,...,PB2(L-1)7,PB2L7}、{PB218,PB228,...,PB1i8,...,PB2(L-1)8,PB2L8}，
最后，取第6-8个高位二进制分层序列和第4-8个低位二进制分层序列，组合形成二进制矩阵PB，表示如下，
其中商品标识码A包括GB2312字符集中的中文标点符号、GB2312字符集中双字节编码的汉字，商品标识码A的长度表示为L，数值序列P1和P2的长度均为L，8个高位二进制分层序列以及8个低位二进制分层序列的长度均为L，二进制矩阵PB的大小为8×L；
(2)二进制矩阵PB的置乱
首先，利用高位数值序列P1、低位数值序列P2及其逐个元素转换而得的二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i8}、{PB2i1,PB2i2,…,PB2i8}，以及外部密钥α和β，按照如下所示公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，
令
x1＝0.000001+mod(α-kp1,0.999999)，
μ＝β+mod(kp1,4-β)，
其中，<PB1i1,...,PB1i5>＝bin2dec([PB1i1,...,PB1i5])，<PB1i6,PB1i7,PB1i8>＝bin2dec([PB1i6,PB1i7,PB1i8])，<PB2i1,PB2i2,PB2i3>＝bin2dec([PB2i1,PB2i2,PB2i3])，<PB2i4,...,PB2i8>＝bin2dec([PB2i4,...,PB2i8])，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)，
然后，由混沌映射的初值x1和外部密钥μ，对如下公式所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，
xk+1＝μ×xk×(1-xk)
得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n1个元素取1个元素以形成长度为L的混沌信号序列X1＝{X11,X12,...,X1L}，同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n2个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列X2＝{X21,X22,...,X28}，
最后，将混沌信号序列X1按降序排序，根据混沌信号序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵PB按列进行置乱，得到列置乱后的二进制矩阵
再将混沌信号序列X2按降序排序，根据混沌信号序列X2排序前、后的位置变化置乱规则，对列置乱后的二进制矩阵
按行进行置乱，得到置乱后的二进制矩阵
表示如下，
(3)置乱后二进制矩阵
的分层、分组、重组
首先，对置乱后二进制矩阵
按行进行分层，得到相应8个二进制分层序列，表示为
然后，将上述8个二进制分层序列正向依次并行抽取1个元素进行分组，得到分组后的二进制分层序列，表示为BF1{1},BF1{2},...,BF1{i},...BF1{L}，以及BF2{1},BF2{2},...,BF2{i},...BF2{L}，其中
接着，将每一个分组后的二进制分层序列BF1{i}和BF2{i}，其中i＝1,2,3,...,L，依次进行如下重组操作：
令tmp1{i}＝dec2bin(bin2dec([PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5])+2，5)，将分组后的二进制分层序列BF1{i}的最前面添上二进制序列tmp1{i}，表示为
其中bin2dec(·)函数表示将二进制序列转换为数值型数据，而dec2bin(·)函数表示将数值型数据转换为二进制序列，
同时令tmp2{i}＝{PB2i1,PB2i2,PB2i3}，将分组后的二进制分层序列BF2{i}的最前面添上二进制序列tmp2{i}，表示为
从而得到二进制重组序列，表示为
以及
最后，利用bin2dec(·)函数，依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
同时依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
其中i＝1,2,3,...,L，从而得到数值序列
和
(4)转码
将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，即将数值序列
和
中每个对应元素进行组合，表示为
并依次进行如下操作，且设汉字序列C＝[]，
如果
则将汉字序列C中添加1个中文空格符号，即C＝[C,native2unidoce([161,161])]，其中中文空格符号可用native2unidoce([161,161])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘·’，即C＝[C,native2unidoce([161,164])]，其中中文符号‘·’可用native2unidoce([161,164])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘，’，即C＝[C,native2unidoce([163,172])]，其中中文符号‘，’可用native2unidoce([163,172])表示，同时令
如果
且
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘、’，即C＝[C,native2unidoce([161,162])]，其中中文符号‘、’可用native2unidoce([161,162])表示，同时令
接着采用native2unicode(·)函数将数值型数据
转换成汉字，并将其添加至汉字序列C，即
循环以上步骤，直至数值序列
和
中最后1个对应元素，即
从而得到汉字序列C，即为商品防伪号，然后采用商品标识码A和商品防伪号直接顺序连接，或者直接逆序连接，或者间隔插序连接的组合方式将商品标识码A和商品防伪号进行组合，从而生成商品防伪码。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
按照上述一种分层加密的商品防伪码生成方法，步骤如下：
(1)首先，将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A＝“江苏省##集团××子公司＠＠商品生产日期2020－02－01生产线12序列号123456”，逐个符号转换为数值型数据，得到高位数值序列P1＝{189,203,202,163,163,188,205,161,161,215,185,203,161,163,163,201,198,161,201,178,200,198,163,163,163,163,163,163,163,163,163,163,161,201,178,207,163,163,208,193,186,163,163,163,163,163,163}和低位数值序列P2＝{173,213,161,163,163,175,197,193,193,211,171,190,161,192,192,204,183,161,250,250,213,218,178,176,178,176,173,176,178,173,176,177,161,250,250,223,177,178,242,208,197,177,178,179,180,181,182}。
然后，将高位数值序列P1逐个元素转换成8bits的二进制序列，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个高位二进制分层序列，分别为{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}、{0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0}、{1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,1,1,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1}、{1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0}、{1,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0}、{1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}、{0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1}、{1,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1}，
同时，将低位数值序列P2逐个元素转换成8bits的二进制序列，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个低位二进制分层序列，分别为{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}、{0,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0}、{1,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1}、{0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1}、{1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}、{1,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1}、{0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,1}、{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,1,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0}，
最后，取第6-8个高位二进制分层序列和第4-8个低位二进制分层序列，组合形成二进制矩阵PB，表示如下，
其中汉字商品标识码A的长度为L＝47，数值序列P1和P2的长度均为L＝47，8个高位二进制分层序列以及8个低位二进制分层序列的长度均为L＝47，二进制矩阵PB的大小为8×L＝8×47；
(2)二进制矩阵PB的置乱
首先，利用高位数值序列P1、低位数值序列P2及其逐个元素转换而得的二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i8}、{PB2i1,PB2i2,…,PB2i8}，以及外部密钥α＝0.12345和β＝3.75，按照如下公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，
令
则
x1＝0.000001+mod(0.12345-0.007699460349288,0.999999)＝0.115751539650712，
μ＝3.75+mod(0.007699460349288,4-3.75)＝3.757699460349288，
然后，由混沌映射的初值x1＝0.115751539650712和外部密钥μ＝3.757699460349288，对Logistic混沌映射进行迭代，得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第557个元素开始依次间隔28个元素取1个元素以形成长度为47的混沌信号序列X1＝{X11,X12,...,X147}，同时从序列X中第557个元素开始依次间隔31个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列X2＝{X21,X22,...,X28}，
最后，将混沌信号序列X1按降序排序，根据混沌信号序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵PB按列进行置乱，得到列置乱后的二进制矩阵
再将混沌信号序列X2按降序排序，根据混沌信号序列X2排序前、后的位置变化置乱规则，对列置乱后的二进制矩阵
按行进行置乱，得到置乱后的二进制矩阵
表示如下，
(3)置乱后二进制矩
的分层、分组、重组
首先，对置乱后二进制矩阵
按行进行分层，得到相应8个二进制分层序列，表示为
然后，将上述8个二进制分层序列正向依次并行抽取1个元素进行分组，得到分组后的二进制分层序列，表示为BF1{1}＝{1,1,0}，BF1{2}＝{0,0,0}，…,BF1{23}＝{0,1,0}，…,BF1{46}＝{1,0,0}，BF1{47}＝{1,0,1}，以及BF2{1}＝{1,0,1,0,0}，BF2{2}＝{0,0,1,1,1}，…,BF2{23}＝{0,0,1,0,0}，…,BF2{46}＝{0,0,1,0,0}，BF2{47}＝{1,0,0,0,1}，
接着，将每一个分组后的二进制分层序列BF1{i}和BF2{i}，其中i＝1,2,3,...,47，依次进行如下重组操作：
令tmp1{i}＝dec2bin(bin2dec([PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5])+2，5)，将分组后的二进制分层序列BF1{i}的最前面添上二进制序列tmp1{i}，表示为
同时令tmp2{i}＝{PB2i1,PB2i2,PB2i3}，将分组后的二进制分层序列BF2{i}的最前面添上二进制序列tmp2{i}，表示为
从而得到二进制重组序列，表示为
以及
最后，利用bin2dec(·)函数，依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
同时依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
从而得到数值序列
和
(4)将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，得到商品防伪号为“未厍芸顶伯未扪肚材徂铣冥菠蒂逞谀斜督蓠契蘖峙菠钞病炒侗顶尝乏房侗稜垴漆芷稜叮驷盅斡丁乏侗锭搐当”，并将商品标识码A和商品防伪号采用直接顺序连接，或者直接逆序连接，或者间隔插序连接的组合方式进行组合，生成商品防伪码分别如下，
直接顺序连接：“江苏省##集团××子公司＠＠商品生产日期2020－02－01生产线12序列号123456未厍芸顶伯未扪肚材徂铣冥菠蒂逞谀斜督蓠契蘖峙菠钞病炒侗顶尝乏房侗稜垴漆芷稜叮驷盅斡丁乏侗锭搐当”，
直接逆序连接：“当搐锭侗乏丁斡盅驷叮稜芷漆垴稜侗房乏尝顶侗炒病钞菠峙蘖契蓠督斜谀逞蒂菠冥铣徂材肚扪未伯顶芸厍未654321号列序21线产生10－20－0202期日产生品商＠＠司公子××团集##省苏江”，
间隔插序连接：“江未苏厍省芸#顶#伯集未团扪×肚×材子徂公铣司冥菠＠蒂＠逞商谀品斜督生蓠产契日蘖期峙2菠0钞2病0炒－侗0顶2尝－乏0房1侗稜生垴产漆线芷1稜2叮序驷列盅号斡1丁2乏3侗4锭5搐6当”。
实施例2
按照上述一种分层加密的商品防伪码生成方法，某件商品的商品标识码字符串A及其商品防伪码生成步骤与具体实施例1相似，仅某个外部密钥发生细微变化：α＝0.12345000000001；或β＝3.74999999999999，商品防伪码的生成结果如表1所示。由下表可见：一旦外部密钥即使发生细微变化，生成的商品防伪号以及商品防伪码会发生极大的变化，由此可见本专利所提一种分层加密的商品防伪码生成方法具有密钥敏感性。
表1外部密钥发生微变时，商品防伪码的生成结果
实施例3
按照上述一种分层加密的商品防伪码生成方法，外部密钥及其商品防伪码生成步骤与具体实施例1相似，仅某件商品的商品标识码字符串A发生细微变化“冮苏省##集团××子公司＠＠商品生产日期2020－02－01生产线12序列号123456”；或者“江苏省##集团××子公司＠＠商品生产日期2020－12－01生产线12序列号123456”；或者“江苏省##集团××子公司＠＠商品生产日期2020－02－01生产线12序列号123459”，商品防伪码的生成结果如表2所示。由下表可见：一旦表征某件商品唯一身份信息的商品标识码字符串即使发生细微变化，生成的商品防伪号以及商品防伪码会发生极大的变化，由此可见本专利所提一种分层加密的商品防伪码生成方法对商品身份信息(即商品标识码字符串)具有敏感性。
表2商品标识码发生微变时，商品防伪码的生成结果
由上述具体实施例2和例3分析可知，本专利所提一种分层加密的商品防伪码生成方法所生成商品防伪码不仅与外部密钥密切相关，而且依赖于表征某件商品唯一身份信息的商品标识码字符串，因此本专利所提的一种分层加密的商品防伪码生成方法具有很强的安全性，可以较好地抵抗已知/选择明文攻击，不易破解，以保证生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种分层加密的商品防伪码生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(1)转码：
首先，将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，逐个符号转换为数值型数据[Pi1,Pi2]，得到高位数值序列P1＝{P11,P21,...,Pi1,....,PL1}和低位数值序列P2＝{P12,P22,...,Pi2,....,PL2}，
然后，将高位数值序列P1逐个元素Pi1转换成8bits的二进制序列{PB1i1,PB1i2,PB1i3,PB1i4,PB1i5,PB1i6,PB1i7,PB1i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个高位二进制分层序列，表示为{PB111,PB121,...,PB1i1,...,PB1(L-1)1,PB1L1}、{PB112,PB122,...,PB1i2,...,PB1(L-1)2,PB1L2}、{PB113,PB123,...,PB1i3,...,PB1(L-1)3,PB1L3}、{PB114,PB124,...,PB1i4,...,PB1(L-1)4,PB1L4}、{PB115,PB125,...,PB1i5,...,PB1(L-1)5,PB1L5}、{PB116,PB126,...,PB1i6,...,PB1(L-1)6,PB1L6}、{PB117,PB127,...,PB1i7,...,PB1(L-1)7,PB1L7}、{PB118,PB128,...,PB1i8,...,PB1(L-1)8,PB1L8}，
同时，将低位数值序列P2逐个元素Pi2转换成8bits的二进制序列{PB2i1,PB2i2,PB2i3,PB2i4,PB2i5,PB2i6,PB2i7,PB2i8}，并按二进制数据的高低位排列分为8层，得到相应8个低位二进制分层序列，表示为{PB211,PB221,...,PB2i1,...,PB2(L-1)1,PB2L1}、{PB212,PB222,...,PB2i2,...,PB2(L-1)2,PB2L2}、{PB213,PB223,...,PB2i3,...,PB2(L-1)3,PB2L3}、{PB214,PB224,...,PB2i4,...,PB2(L-1)4,PB2L4}、{PB215,PB225,...,PB2i5,...,PB2(L-1)5,PB2L5}、{PB216,PB226,...,PB2i6,...,PB2(L-1)6,PB2L6}、{PB217,PB227,...,PB2i7,...,PB2(L-1)7,PB2L7}、{PB218,PB228,...,PB1i8,...,PB2(L-1)8,PB2L8}，
最后，取第6-8个高位二进制分层序列和第4-8个低位二进制分层序列，组合形成二进制矩阵PB，表示如下，
其中，商品标识码A包括GB2312字符集中的中文标点符号、GB2312字符集中双字节编码的汉字，商品标识码A的长度表示为L，数值序列P1和P2的长度均为L，8个高位二进制分层序列以及8个低位二进制分层序列的长度均为L，二进制矩阵PB的大小为8×L；
(2)二进制矩阵PB的置乱：
首先，利用高位数值序列P1、低位数值序列P2及其逐个元素转换而得的二进制序列{PB1i1,PB1i2,...,PB1i8}、{PB2i1,PB2i2,…,PB2i8}，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(5)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x1和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n1、n2，
令
x1＝0.000001+mod(α-kp1,0.999999)， (1)
μ＝β+mod(kp1,4-β)， (2)
其中，<PB1i1,...,PB1i5>＝bin2dec([PB1i1,...,PB1i5])，<PB1i6,PB1i7,PB1i8>＝bin2dec([PB1i6,PB1i7,PB1i8])，<PB2i1,PB2i2,PB2i3>＝bin2dec([PB2i1,PB2i2,PB2i3])，<PB2i4,...,PB2i8>＝bin2dec([PB2i4,...,PB2i8])，外部密钥满足α∈(0,1)，β∈(3.57,4)，
然后，由混沌映射的初值x1和外部密钥μ，对如下公式(6)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数、xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，k＝1,2,...
xk+1＝μ×xk×(1-xk) (6)
得到混沌信号序列X＝{x1,x2,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n1个元素取1个元素以形成长度为L的混沌信号序列X1＝{X11,X12,...,X1L}，同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n2个元素取1个元素以形成长度为8的混沌信号序列X2＝{X21,X22,...,X28}，
最后，将混沌信号序列X1按降序排序，根据混沌信号序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对二进制矩阵PB按列进行置乱，得到列置乱后的二进制矩阵
再将混沌信号序列X2按降序排序，根据混沌信号序列X2排序前、后的位置变化置乱规则，对列置乱后的二进制矩阵
按行进行置乱，得到置乱后的二进制矩阵
表示如下，
(3)置乱后二进制矩阵
的分层、分组、重组：
首先，对置乱后二进制矩阵
按行进行分层，得到相应8个二进制分层序列，表示为
然后，将上述8个二进制分层序列正向依次并行抽取1个元素进行分组，得到分组后的二进制分层序列，表示为BF1{1},BF1{2},...,BF1{i},...BF1{L}，以及BF2{1},BF2{2},...,BF2{i},...BF2{L}，其中，
接着，将每一个分组后的二进制分层序列BF1{i}和BF2{i}，其中i＝1,2,3,...,L，依次进行如下重组操作：
令
将分组后的二进制分层序列BF1{i}的最前面添上二进制序列tmp1{i}，表示为
其中bin2dec(·)函数表示将二进制序列转换为数值型数据，而dec2bin(·)函数表示将数值型数据转换为二进制序列，
同时令tmp2{i}＝{PB2i1,PB2i2,PB2i3}，将分组后的二进制分层序列BF2{i}的最前面添上二进制序列tmp2{i}，表示为
从而得到二进制重组序列，表示为
以及
最后，利用bin2dec(·)函数，依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
同时依次将每一个二进制重组序列
转换成数值型数据
其中i＝1,2,3,...,L，从而得到数值序列
和
(4)转码：
将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，得到汉字序列C，即为商品防伪号，其中汉字序列C的长度为L，并将商品标识码A和商品防伪号进行组合，生成商品防伪码。
2.根据权利要求1所述的一种分层加密的商品防伪码生成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的将表征某件商品唯一身份信息的商品标识码A，逐个符号转换为数值型数据[Pi1,Pi2]，是指将商品标识码A中逐个符号采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即[Pi1,Pi2]＝unicode2native(Ai)，从而得到高位数值序列P1＝{P11,P21,...,Pi1,....,PL1}和低位数值序列P2＝{P12,P22,...,Pi2,....,PL2}。
3.根据权利要求1所述的一种分层加密的商品防伪码生成方法，其特征在于：步骤(4)中所述的将数值序列
和
对应元素依次组合并进行数值与汉字的转换，是指将数值序列
和
中每个对应元素进行组合，即
并依次进行如下操作，且设汉字序列C＝[]，
如果
则将汉字序列C中添加1个中文空格符号，即C＝[C,native2unicode([161,161])]，其中中文空格符号可用native2unicode([161,161])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘·’，即C＝[C,native2unicode([161,164])]，其中中文符号‘·’可用native2unicode([161,164])表示，同时令
如果
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘，’，即C＝[C,native2unicode([163,172])]，其中中文符号‘，’可用native2unicode([163,172])表示，同时令
如果
且
则将汉字序列C中添加1个中文符号‘、’，即C＝[C,native2unicode([161,162])]，其中中文符号‘、’可用native2unicode([161,162])表示，同时令
接着采用native2unicode(·)函数将数值型数据
转换成汉字，并将其添加至汉字序列C，即
循环以上步骤，直至数值序列
和
中最后1个对应元素，即
从而得到汉字序列C，即为商品防伪号。
4.根据权利要求1所述的一种分层加密的商品防伪码生成方法，其特征在于：步骤(4)中所述的将商品标识码A和商品防伪号进行组合，生成商品防伪码，是指采用商品标识码A和商品防伪号直接顺序连接，或者直接逆序连接，或者间隔插序连接的组合方式。
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| CN109040041A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-18 | 深圳职业技术学院 | 数据分层加密装置及相关电子装置、存储介质 |
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| Title |
|---|
| 改进的基于身份的分层加密方案;贾王晶，郭丽峰，马添军;《山西大学学报自然科学版》;20190218;第42卷(第4期);838-847 * |
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