鄭敏姜

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基于移動(dòng)ADC平臺(tái)的二維碼產(chǎn)品防偽認(rèn)證系統(tǒng)

鄭敏姜

福建省知識(shí)產(chǎn)權(quán)信息公共服務(wù)中心

由于消費(fèi)者不易識(shí)別高科技印刷工藝的真?zhèn)?，且一維條碼易于被抄碼、盜碼，使得目前防偽技術(shù)實(shí)施效果不佳。該文對二維碼應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，提出基于移動(dòng)ADC平臺(tái)的二維條碼防偽系統(tǒng)，通過構(gòu)成長序列的二維條碼和WAP、短信查詢詳細(xì)產(chǎn)品信息的方式結(jié)合，實(shí)現(xiàn)防偽信息認(rèn)證。文章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的功能以及各關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。

二維碼 防偽 移動(dòng)ADC

1 國內(nèi)防偽技術(shù)現(xiàn)狀與本系統(tǒng)的提出

國內(nèi)商品采用的防偽技術(shù)可分為兩大類：包裝物防偽技術(shù)和防偽標(biāo)簽防偽技術(shù)。包裝物防偽技術(shù)是通過在包裝材料生產(chǎn)過程中加入防偽素材，如以紙張為基礎(chǔ)的防偽技術(shù)是在造紙過程中加入由色纖維形成的纖維紙盒全息鐳射紙，以油墨為基礎(chǔ)的包裝物防偽技術(shù)是在油墨連結(jié)料中加入具有特種性能的防偽材料，經(jīng)特殊工藝加工制成的特種油墨，如溫變防偽油墨、光變防偽油墨及水變防偽油墨技術(shù)。而應(yīng)用最廣泛的防偽標(biāo)簽，分為以高工藝技術(shù)壁壘為防復(fù)制手段的技術(shù)型防偽標(biāo)簽和以查詢驗(yàn)證為鑒別真?zhèn)问侄蔚臄?shù)碼防偽標(biāo)簽。目前國內(nèi)流行的工藝壁壘型防偽技術(shù)，主要以激光全息成像技術(shù)防偽標(biāo)簽、激光微孔技術(shù)（又稱核徑跡技術(shù)）防偽標(biāo)簽、特種油墨印刷防偽標(biāo)簽為主；數(shù)碼防偽標(biāo)簽以電話電碼防偽標(biāo)簽、手機(jī)短信查詢驗(yàn)證防偽標(biāo)簽為主。

對于包裝物防偽和工藝技術(shù)壁壘型防偽技術(shù)，消費(fèi)者憑視覺無法區(qū)分100%的真標(biāo)簽、真包裝材料和模仿程度達(dá) 70% 的仿制品之間的真正區(qū)別，因此，這類技術(shù)雖然有高科技概念，但實(shí)際應(yīng)用效果不佳。而以電話電碼查詢防偽標(biāo)簽為代表的數(shù)碼防偽技術(shù)，是以印在標(biāo)簽上一組數(shù)字（不論是否遮蓋、隱藏），通過電話與短信查詢，與存在數(shù)據(jù)庫中的紀(jì)錄比對來驗(yàn)證真?zhèn)危莻€(gè)理論上能較好實(shí)現(xiàn)防偽的方案，但由于印在標(biāo)簽上的數(shù)字，是查詢碼的全部，造假者只要通過抄碼、盜碼即可輕易地批量復(fù)制，造假成本比技術(shù)壁壘型的防偽標(biāo)簽還低。

商品防偽技術(shù)的本質(zhì)，一是使造假者不易仿制，二是使消費(fèi)者容易鑒別真?zhèn)?。筆者利用中國移動(dòng)面向企業(yè)應(yīng)用提供的移動(dòng)ADC平臺(tái)，使用包含企業(yè)、產(chǎn)品、地區(qū)等信息的較長的防偽序列，進(jìn)行DM編碼生成二維圖形，不但增加抄碼、盜碼、轉(zhuǎn)賣碼的困難，同時(shí)由于較長的防偽序列能表示更多信息，WAP防偽認(rèn)證返回用戶關(guān)于產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品類別名稱、銷售地區(qū)等詳細(xì)信息，因此消費(fèi)者能夠更好判斷產(chǎn)品真?zhèn)?，而不是像傳統(tǒng)查詢模式那樣只得到“是”、“不是”的信息。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 移動(dòng)ADC平臺(tái)

應(yīng)用數(shù)據(jù)中心（Application Data Center，ADC）是由中國移動(dòng)推出的移動(dòng)信息化行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)，目前業(yè)務(wù)主要包括移動(dòng)OA、手機(jī)郵箱、無線網(wǎng)站以及移動(dòng)進(jìn)銷存等行業(yè)應(yīng)用托管解決方案。作為集團(tuán)客戶的中小企業(yè)將自己的信息數(shù)據(jù)托管于移動(dòng)ADC平臺(tái),移動(dòng)公司提供移動(dòng)行業(yè)網(wǎng)關(guān)等接入設(shè)備及計(jì)費(fèi)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)（如移動(dòng)OA應(yīng)用系統(tǒng)），面向企業(yè)、公眾提供基于手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。

移動(dòng)ADC平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程模式如下圖所示：

圖1 ADC業(yè)務(wù)流程示例

2.2 二維碼技術(shù)與WAP技術(shù)

二維碼是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的矩形方陣記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的新一代條碼技術(shù)，二維碼不同于一維碼之處在于，一維碼容量很小，只能用來表示一些數(shù)字和字母，它只起一種標(biāo)識(shí)的作用，容易被抄碼；而二維條碼是一種二維黑白相間的矩形方陣圖形，不易被抄碼。二維碼除具有一維碼的上述功能外，它還具有以下特點(diǎn)：

（1）信息容量大；

（2）編碼范圍廣（二維碼可將圖片、指紋、聲音、簽字、文字等凡能數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼）；

（3）保密、防偽性好；

（4）譯碼可靠性高（二維碼的誤碼率不超過千萬分之一）；

（5）糾錯(cuò)能力強(qiáng)（二維碼采用目前世界上最先進(jìn)的數(shù)學(xué)糾錯(cuò)理論，如污損面積不超過50%，能正確識(shí)讀）；

（6）制作容易且成本低（二維碼能打印在任何可打印的介質(zhì)上）；

（7）形狀的多樣化（同樣的信息，二維碼的形狀可根據(jù)載體面積及美工設(shè)計(jì)等進(jìn)行自我調(diào)整）；

（8）不可改寫（二維碼一經(jīng)制成就不可更改其內(nèi)容，除非重新制碼）。

WAP（無線應(yīng)用通訊協(xié)議，Wireless Application Protocol)是移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的第一階段性產(chǎn)物。這項(xiàng)技術(shù)讓使用者可以用手機(jī)直接上網(wǎng)，通過手機(jī)瀏覽器瀏覽網(wǎng)站，而這些網(wǎng)站必須以WML (無線標(biāo)記語言)編寫，稱為WAP網(wǎng)站。手機(jī)及其它嵌入式設(shè)備可通過GPRS及3G網(wǎng)絡(luò)接入WAP網(wǎng)站，由于二維碼信息容量大，能能容納更長的防偽序列，能夠包含更多防偽信息，而且WAP網(wǎng)頁信息內(nèi)容相對手機(jī)短信查詢來說更豐富，并具有較強(qiáng)的交互能力，因此消費(fèi)者能得到關(guān)于產(chǎn)品的更多資訊，從而辨明真?zhèn)巍?/p>

2.3 基于ADC平臺(tái)的二維碼產(chǎn)品防偽認(rèn)證系統(tǒng)

基于ADC平臺(tái)的二維碼產(chǎn)品防偽認(rèn)證系統(tǒng)框架見圖2。該系統(tǒng)由認(rèn)證模塊、后臺(tái)數(shù)據(jù)管理和防偽數(shù)據(jù)管理以及手機(jī)客戶端（可選模塊）的二維碼識(shí)別和鏈接控制模塊組成。消費(fèi)者使用手機(jī)，掃描二維碼或發(fā)送防偽序列短信到服務(wù)號(hào)碼，則可獲得防偽序列表達(dá)的防偽信息，若是與購買產(chǎn)品不符，則可進(jìn)行舉報(bào)操作。由于二維碼采用圖形方式，使用長序列編碼，增加了抄碼的困難；WAP查詢內(nèi)容顯示豐富，消費(fèi)者能通過更多信息判別真?zhèn)巍?/p>

圖2 基于移動(dòng)ADC平臺(tái)的二維碼產(chǎn)品防偽認(rèn)證系統(tǒng)

2.3.1防偽認(rèn)證

基于WAP的防偽認(rèn)證模塊接收手機(jī)發(fā)送的防偽序列，在防偽序列數(shù)據(jù)庫中查找，若找到，則顯示相應(yīng)的生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品種類、名稱、銷售地區(qū)、產(chǎn)品編碼等信息，而不是像傳統(tǒng)防偽認(rèn)證短信僅僅提供是真是假的信息。這樣即使有抄碼、盜碼或轉(zhuǎn)賣碼發(fā)生，系統(tǒng)找到該序列并返回上述詳細(xì)信息后，消費(fèi)者也能通過企業(yè)和產(chǎn)品信息判別是否為假冒產(chǎn)品，同時(shí)該模塊還提供了一鍵舉報(bào)功能。

2.3.2防偽數(shù)據(jù)管理

防偽數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)首先由企業(yè)輸入產(chǎn)品種類、品名、銷售地區(qū)，由系統(tǒng)自動(dòng)生成相應(yīng)的企業(yè)、產(chǎn)品、地區(qū)編碼；再經(jīng)防偽序列模塊加上隨機(jī)生成的產(chǎn)品序列號(hào)，組合成防偽序列號(hào)，交由二維碼生成模塊產(chǎn)生二維碼圖形，繼而印刷到產(chǎn)品包裝上。

2.3.3后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊

后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊對編碼參數(shù)進(jìn)行設(shè)置、對企業(yè)、產(chǎn)品編碼、防偽序列等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和管理、用戶管理等。

3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法

3.1 防偽序列編碼

本系統(tǒng)根據(jù)廠家編碼、產(chǎn)品編碼、地區(qū)編碼、產(chǎn)品隨機(jī)碼，組建產(chǎn)品防偽序列。由于防偽序列包含了產(chǎn)品生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品品種、生產(chǎn)或銷售地區(qū)，可由數(shù)字和字母等字符構(gòu)成，數(shù)據(jù)位數(shù)較長，因而具有較強(qiáng)的防偽性，不易通過盜碼、買賣碼、造碼來造假。編碼表格式如圖3所示。

圖3 二維碼報(bào)刊多媒體交互系統(tǒng)資訊編碼管理

3.2 二維圖形編碼

由于Data Matrix (簡稱DM碼)采用了復(fù)雜的糾錯(cuò)碼技術(shù)，具有超強(qiáng)的抗污染能力，且對識(shí)讀終端攝像頭要求低，大小從14平方英寸到0.0002平方英寸不等，適合不同大小產(chǎn)品包裝上印刷使用，所以本系統(tǒng)采取DM碼。同時(shí)，ECC200類型的DM編碼尺寸可以依需求印成不同大小，尺寸較有彈性，因此本系統(tǒng)采用DM ECC200編碼，通過Reed-Solomon演算法產(chǎn)生多項(xiàng)式計(jì)算出錯(cuò)誤糾正碼，只需要讀取資料的20%即可精確辨讀。

本系統(tǒng)需對該防偽序列進(jìn)行二維編碼，防偽序列包含數(shù)字和字母構(gòu)成，采用缺省的ASCII編碼方案，按ASCII碼表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的碼字，然后根據(jù)Reed-Solomon算法計(jì)算糾錯(cuò)碼，即信息碼多項(xiàng)式除以校驗(yàn)碼生成多項(xiàng)式后的余數(shù)。校驗(yàn)碼生成多項(xiàng)式一般形式為：

g(x)=(x+a2)(x+a3)…(x+a8) （1）

采用查表、數(shù)學(xué)歸納法、迭代等算法可簡化計(jì)算，得到各次迭代xi項(xiàng)的系數(shù)即為生成多項(xiàng)式的系數(shù)。

對于信息長度為k的碼塊M=(m0,m1,…,mk-1)的多項(xiàng)式為M(x)，則糾錯(cuò)碼多項(xiàng)式為M(x)xn-k除以g(x)的余數(shù)：

B(x)= M(x)xn-k/g(x) （2）

完整的編碼多項(xiàng)式為：

C(x)=xn-kM(x)+B(x) （3）

多項(xiàng)式（3）中各項(xiàng)系數(shù)則為Data Matrix碼字序列。采取“S”型路線對碼字進(jìn)行嵌套，并在生成的Data Matrix邊界區(qū)域增加“定位邊”和“黑白交替模塊邊”，最終完成Data Matrix編碼圖形。

3.3 手機(jī)識(shí)讀二維碼

手機(jī)端識(shí)讀二維碼軟件采取J2ME編程實(shí)現(xiàn)，使用擴(kuò)展包MMAPI中的VideoControl加上Player實(shí)現(xiàn)從手機(jī)攝像頭捕獲影像數(shù)據(jù)，通過方法setDisplaySize(int width, int height)來設(shè)置顯示畫面的大小，完成取景；使用方法getSnapshot(String imageType)可以按照指定文件格式返回圖片的數(shù)據(jù)，其中ImageType是圖片格式：

byte[] data;

Image img=null;

data = vc.getSnapshot(null);

得到非標(biāo)準(zhǔn)的Data Matrix圖像（data）后，對圖形進(jìn)行預(yù)處理、定位，去除干擾，進(jìn)行圖像到數(shù)據(jù)矩陣的轉(zhuǎn)換。計(jì)算數(shù)據(jù)矩陣的伴隨式、找出錯(cuò)誤圖樣、計(jì)算最可能的發(fā)送碼字多項(xiàng)式，完成譯碼，得到防偽序列，將防偽序列、用戶信息、防偽信息鏈接地址合成一個(gè)URL，采用Connecter.open()方法打開該WAP鏈接，即完成手機(jī)通過二維碼識(shí)讀訪問相應(yīng)的防偽認(rèn)證結(jié)果頁面。

3.4 手機(jī)短信查詢防偽序列真?zhèn)?/h3>

訪問鏈接管理模塊負(fù)責(zé)提取手機(jī)發(fā)來的編碼短信中的防偽序列，并返回相應(yīng)的相對URL（WAP鏈接地址）給讀者。使用嘉迅MAS2.0服務(wù)器編程實(shí)現(xiàn)方法如下：

首先新增DB插件，設(shè)置通信接口方式為Database，打開該插件開關(guān)，命名該插件（Application_id），使用Select messagecontent, sourceaddr from sms_inbox where applicationid='Application_id'提取讀者發(fā)送的短信內(nèi)容（messagecontent）和手機(jī)號(hào)（sourceaddr），根據(jù)短信中的資訊編號(hào)（messagecontent），查找資訊編碼表中該編號(hào)對應(yīng)的typeId和URL(access_url)，若資訊類別為WAP多媒體資訊(typeId=0)，則將該URL (messageacount=access_url)以短信方式發(fā)送給讀者手機(jī)（destaddr=sourceaddr）：

Insert into sms_outbox (sismsid,extcode,destaddr, messagecontent,reqdeliveryreport,msgfmt,sendmethod, requesttime,applicationid)VALUES('64a24682-e267-4564-8e58-6450d74e631e', ' ', sourceaddr, access_url, 1, 15, 0, '2009-07-02 14:06:53', 'Application_id')

4 結(jié)論

本系統(tǒng)利用二維碼技術(shù)圖形編碼和支持長序列的優(yōu)勢，結(jié)合WAP技術(shù)和移動(dòng)ADC平臺(tái)，提出了基于移動(dòng)ADC平臺(tái)的二維碼產(chǎn)品防偽認(rèn)證系統(tǒng)，使消費(fèi)者得到的防偽認(rèn)證不僅僅是“是”或“不是”，同時(shí)加大了防止抄碼、盜碼和轉(zhuǎn)賣碼的發(fā)生。

[1] 中國出版科學(xué)研究所國家數(shù)字出版實(shí)驗(yàn)室.多媒體數(shù)字報(bào)紙使用功能測試報(bào)告[R],2008.

[2] 每月評論，中國傳媒科技， 2007，（2）：8.

[3] 陳剛，王典宏.基于Reed-Solomon算法的Data Matrix條碼糾錯(cuò)碼的研究[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，（5）：57-61.

[4] 席衛(wèi)東，何衛(wèi)平，蕾蕾，張維.刀具標(biāo)識(shí)中Data Matrix的編碼和解碼技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008,(8):4013-4016.

[5] MAS2.0+DB接口手冊，嘉訊公司.