林 涌，盧江海，姚 軍

(福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，福建 福州 350013)

基于RSA數(shù)字簽名的二維碼檢驗(yàn)報(bào)告防偽平臺構(gòu)建

林 涌，盧江海，姚 軍

(福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，福建 福州 350013)

當(dāng)前，檢驗(yàn)報(bào)告造假呈日趨上升趨勢，防偽鑒別技術(shù)已引起越來越多民眾的重視。文中通過將RSA數(shù)字簽名和二維碼技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建一個基于RSA數(shù)字簽名的二維碼防偽系統(tǒng)平臺，方便公眾查驗(yàn)報(bào)告真?zhèn)危瑸閿?shù)據(jù)安全提供有效的保障。

RSA數(shù)字簽名；二維碼；防偽；檢驗(yàn)報(bào)告

1 背景

檢驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)報(bào)告因其具有公正性、準(zhǔn)確性和法律性逐漸成為了企業(yè)和消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)。由于目前法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)報(bào)告多數(shù)是以紙質(zhì)文件并加蓋公章的形式出具。一些不法分子利用篡改技術(shù)擅自更改檢驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容，這種情況不僅降低了檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的可信度，同時也給社會帶來極壞的負(fù)面影響。

為了加強(qiáng)檢驗(yàn)報(bào)告的防偽功能，致力于在檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和公眾之間搭建溝通的橋梁，文中擬構(gòu)建一個基于RSA數(shù)字簽名的二維碼防偽認(rèn)證平臺，為公眾提供動態(tài)驗(yàn)證服務(wù)，以提升檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在社會中的公信力。

2 構(gòu)建原則

2.1 RSA算法

RSA算 法[1]是 1978年 由R.L.Rivest,A. Shamir和L.Adleman提出的一種基于歐拉定理[2]構(gòu)造的非對稱密碼算法。是目前為止理論上最為成熟完善的公鑰密碼體制,也是第一個能同時用于加密和數(shù)字簽名的算法且易于理解和操作，其算法如下：

公鑰：N,e

私鑰：d

當(dāng)p和q是一對大素?cái)?shù)的時候，從它們的乘積pq去分解因子p和q，這是一個公認(rèn)的數(shù)學(xué)難題。比如當(dāng)pq大到1024位時，迄今為止還沒有人能夠利用任何計(jì)算工具去完成分解因子的任務(wù)。因此它成為了目前最流行的公開密鑰算法。

2.2 數(shù)字簽名

數(shù)字簽名[3]就是對電子形式的文件或信息進(jìn)行簽名的方法。要使簽名的消息能在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，信息的發(fā)送方用單向散列函數(shù)（如MD5函數(shù)、HASH函數(shù)等）對要發(fā)送的信息生成新的信息摘要并用自己的私密加密，接收方以發(fā)送方的公鑰進(jìn)行解密，使用同一散列函數(shù)算法生成信息摘要進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)信息的來源以及完整性和發(fā)送者不可抵賴性。

RSA算法即能于數(shù)據(jù)加密，也可用于數(shù)字簽名，且可以同時使用。如圖1所示發(fā)送方用接收方的公鑰對信息進(jìn)行加密，然后用自己的私鑰加密摘要生成簽名；接受方先用自己的私鑰解密信息，以同一散列算法生成摘要，然后用發(fā)送方的公鑰解密簽名，最后比較驗(yàn)證。數(shù)字簽名過程可分為數(shù)字簽名和驗(yàn)證數(shù)字簽名兩個子過程。

圖1 數(shù)字簽名的實(shí)現(xiàn)過程

2.3 防偽原理

二維碼加密防偽原理就是將二維碼編碼技術(shù)和RSA簽名原理結(jié)合起來，對檢驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字簽名，利用二維碼承載信息量大、保密性好、容錯能力強(qiáng)、易識讀等優(yōu)點(diǎn)，以二維碼圖形作為防偽載體，通過手機(jī)掃描和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互在后臺實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，從而得到查詢結(jié)果，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

3 平臺架構(gòu)

3.1 框架

在結(jié)構(gòu)上，該防偽系統(tǒng)主要包括法定檢測機(jī)構(gòu)、用戶兩大部分，框架圖如下：

圖2 二維碼防偽系統(tǒng)框架

檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)：儲存檢測報(bào)告原始信息資料，通過RSA數(shù)字簽名算法生成二維碼，驗(yàn)證用戶端發(fā)送信息的真實(shí)性。

用戶：手機(jī)掃描二維碼通過網(wǎng)頁驗(yàn)證，比對傳回的頁面是否和紙質(zhì)報(bào)告相同。

系統(tǒng)加密和解密過程都在檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)服務(wù)器端處理，安全性得到有效的保障。用戶端只需通過回傳的網(wǎng)頁信息對照紙質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行驗(yàn)證，而不必另外加裝第三方軟件，避免帶來不必要的麻煩。

3.2 流程

如圖2所示，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)首先從數(shù)據(jù)庫中將報(bào)告編碼作為唯一的標(biāo)識符，采用任意摘要算法，提取該檢測報(bào)告中的內(nèi)容（如規(guī)格、型號、鑒定結(jié)論等）形成信息摘要，并附上時間戳，然后通過RSA算法用私鑰加密信息摘要和時間戳生成數(shù)字簽名，附上加密的報(bào)告內(nèi)容通過二維碼生成軟件形成二維碼圖形。用戶通過手機(jī)掃描檢測報(bào)告上的二維碼，發(fā)送到檢測機(jī)構(gòu)服務(wù)器端。服務(wù)器端驗(yàn)證時先解密報(bào)告內(nèi)容，以相同摘要算法提取信息摘要，然后用公鑰解密數(shù)字簽名，對比計(jì)算的信息摘要與解密簽名后的信息摘要是否一致，并查看時間戳。如果一致就讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)報(bào)告編碼對應(yīng)的詳細(xì)信息返回到用戶的手機(jī)端，用戶將紙質(zhì)報(bào)告對照手機(jī)端的內(nèi)容，鑒別真?zhèn)巍?/p>

3.3 安全機(jī)制

系統(tǒng)綜合應(yīng)用了二維碼編碼技術(shù)和RSA數(shù)字簽名原理，對防偽系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新，用RSA算法對信息摘要和時間戳用私鑰加密生成數(shù)字簽名，在服務(wù)器端用公鑰進(jìn)行解密，加密解密都在服務(wù)器端運(yùn)行，保證了信息的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和安全性。另外在用戶與檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)服務(wù)器端之間應(yīng)用SSL協(xié)議[4]進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換，為信息安全和數(shù)據(jù)的完整性提供了更有力的保障。

4 結(jié)束語

此系統(tǒng)平臺是在二維碼的基礎(chǔ)上，運(yùn)用密碼學(xué)的原理，對檢測報(bào)告予以數(shù)字簽名加密，防止報(bào)告?zhèn)卧旎虮淮鄹?。用先進(jìn)的技術(shù)提供防偽認(rèn)證查詢的功能，同時在平臺的構(gòu)建上，提供實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)室檢測資質(zhì)的動態(tài)查詢系統(tǒng)，為公眾提供更為專業(yè)、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，同時對檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的監(jiān)管提供了新的技術(shù)手段。

[1]張淑芬，陳學(xué)斌，劉春風(fēng)．RSA公鑰密碼體制的安全性分析及其算法實(shí)現(xiàn)．計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件[J]，2005，22(7)：108．1-10.

[2] 賀令亞. RSA加密算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 長沙：中南大學(xué)計(jì)算機(jī)系，2009：7-10.

[3] 雷超陽基于RSA的數(shù)字簽名技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J].長沙：長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008，7（4）：22-23.

[4]史春光.淺析基于SSL協(xié)議的VPN技術(shù). 信息技術(shù)[J], 2009(3):121-123

Structure for Two-Dimensional Barcode in Test Reports of Anti-Fake Platform Based on RSA Digital Signature

LIN-Yong, LU Jinag-Hai, YAO Jun
(Fujian Standardization Institute, Fuzhou 350013, Fujian,China)

At present, the test report fraud shows a rising trending, so the security identification technology arouses more and more people's attention. In this paper, the RSA digital signature and the two-dimensional barcode technology are combined to build a security identification system platform based on two-dimensional barcode. This system can be used to identify test report authenticity and provide effective protection for data security.

RSA digital signature; Two-dimensional barcode; Anti-fake; Test report

2015-05-28

林 涌，男，福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，物品編碼部，技術(shù)負(fù)責(zé)人，工程師

盧江海，男，福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，副院長，高級工程師

姚 軍，男，福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，助理工程師