□ 朱 琰 河南省標(biāo)準(zhǔn)化研究院

芻議食品安全追溯系統(tǒng)中二維條碼生成和防偽技術(shù)

□ 朱 琰 河南省標(biāo)準(zhǔn)化研究院

二維碼技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完善，進(jìn)一步推動(dòng)了食品可追溯技術(shù)的發(fā)展。本文將分析二維條碼編碼、解密以及二維碼防偽技術(shù)，對(duì)食品安全追溯系統(tǒng)中二維碼的生成和防偽技術(shù)進(jìn)行探討。

食品安全直接關(guān)系到人們的生命安全和社會(huì)發(fā)展的穩(wěn)定，食品安全保障中一項(xiàng)重要的基本原則就是可追溯性，能夠通過獲取食品安全信息，監(jiān)管食品質(zhì)量指標(biāo)，防范食品質(zhì)量問題。以二維碼技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建食品溯源系統(tǒng)，在食品安全出現(xiàn)問題時(shí)，可以通過掃描二維碼迅速追溯產(chǎn)品源頭，降低影響和損失。

二維條碼編碼與解密

二維條碼分類及特點(diǎn)

二維碼技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，通過對(duì)漢字、指紋、聲音等信息進(jìn)行編碼，能夠在沒有數(shù)據(jù)和不聯(lián)網(wǎng)的情況下，傳遞數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用廣泛。常見的二維條碼包括堆疊式二維條碼和以及矩陣式二維條碼，堆疊式需要堆積成兩行或多行，兼容一維條碼技術(shù)，但在算法上有了很大的改進(jìn)。矩陣式是通過不同的黑白像素進(jìn)行編碼，信息密度更高，但在識(shí)別上，只能依靠CCD圖像式識(shí)別器，進(jìn)行掃描識(shí)讀。以QR二維碼為例，作為一種高密度、高信息量的數(shù)據(jù)圖像文件，其優(yōu)勢還在于超高速、全方位識(shí)別、有效表示漢字以及超大數(shù)據(jù)容量和較強(qiáng)的糾錯(cuò)功能。隨著二維條碼編碼標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，編碼流程也更加規(guī)范。編碼的準(zhǔn)確性與譯碼正確性直接相關(guān)。同時(shí)，為避免信息泄露和信息涂改，二維條碼信息安全的設(shè)計(jì)也格外重要，根據(jù)國際研究的最新進(jìn)展，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了加密處理。例如，對(duì)源信息先加密再編碼，或采取雙重加密技術(shù)，都能實(shí)現(xiàn)良好的標(biāo)志和防偽效果。

二維條碼解密及實(shí)現(xiàn)

二維條碼加密設(shè)計(jì)主要分為前端加密算法、后端加密算法，后端加密主要是對(duì)已生成的二維條碼進(jìn)行加密，采用密碼防偽技術(shù)確保數(shù)據(jù)安全。但同時(shí)，該加密方法也會(huì)使二維碼的糾錯(cuò)能力下降，改變二維碼圖像結(jié)構(gòu)。前端加密算法主要是通過先加密再編碼的方案，通過對(duì)稱加密算法，將重要信息加密生成二維條碼。消費(fèi)者在取得商品后，可以通過掃碼查詢商品信息。前端加密的優(yōu)勢在于不會(huì)改變二維碼的結(jié)構(gòu)，且安全性較高，但仍然存在一定的被復(fù)制、篡改等風(fēng)險(xiǎn)，因此，在二維碼圖像中可采用數(shù)字水印技術(shù)，加強(qiáng)維碼的防偽認(rèn)證。

二維碼防偽技術(shù)

數(shù)字水印技術(shù)

由于二維碼是可以復(fù)制的，為確保信息安全，應(yīng)強(qiáng)化二維碼防偽設(shè)計(jì)。數(shù)字水印是一種新型的信息安全保護(hù)技術(shù)，在信息級(jí)別上做加密防偽，防止低成本復(fù)制和未經(jīng)授權(quán)的傳播。目前，常見的數(shù)字水印技術(shù)按照其特性劃分，包括脆弱型水印、魯棒型水??；按照其外觀劃分，包括可見水印和不可見水印。數(shù)字水印系統(tǒng)主要包括信息的嵌入和提取。在面臨各種攻擊時(shí)，例如去除攻擊、幾何攻擊、協(xié)議攻擊等，數(shù)字水印能夠起到良好的保護(hù)版權(quán)作用。

可見水印及不可見水印

可見水印算法設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮可見水印的以下特點(diǎn)，第一，可見水印清晰可見，很容易區(qū)分；第二，很難去除或被破壞，在遭到攻擊或破壞后，數(shù)字產(chǎn)品將失去商業(yè)價(jià)值；第三，對(duì)原始作品的質(zhì)量影響較小。在可見水印的實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)可見水印的嵌入具有抵抗并去除攻擊的作用。隨著不可見水印技術(shù)的進(jìn)步，不可見水印算法也有了廣泛的應(yīng)用，例如空間域和頻域算法等。在抗攻擊試驗(yàn)中，顯示其具有一定的抵御去除攻擊和幾何攻擊的能力。

食品安全追溯系統(tǒng)中二維碼的生成和防偽技術(shù)

食品安全追溯系統(tǒng)中二維碼生成技術(shù)

目前，在很多發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)建立了比較完善的食品安全追溯制度。從整體上看，我國的信息化發(fā)展與歐美地區(qū)相比還存在較大差距，食品溯源系統(tǒng)發(fā)展比較滯后。隨著《出境水產(chǎn)品追溯規(guī)程(試行)》《牛肉制品溯源指南》《水果、蔬菜跟蹤與追溯指南》等文件的頒布，逐漸完善了食品追溯的相關(guān)制度，加強(qiáng)了質(zhì)量保證。

建立二維碼食品安全責(zé)任保險(xiǎn)系統(tǒng)，應(yīng)以二維碼為載體，記錄生產(chǎn)信息、企業(yè)信息、食品安全認(rèn)證信息等，確保在發(fā)生事故時(shí)能夠快速溯源，完成全程追溯和電子理賠。在食品安全追溯中，涉及生產(chǎn)商、供應(yīng)商、監(jiān)管部門、消費(fèi)者等眾多部門。在生產(chǎn)過程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，錄入源頭信息，匯總信息后生成二維碼。監(jiān)管部門應(yīng)對(duì)生產(chǎn)公司的生產(chǎn)執(zhí)照、經(jīng)營許可、衛(wèi)生執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行定期檢查，同時(shí)還應(yīng)檢查其錄入系統(tǒng)信息的正確性和及時(shí)性。消費(fèi)者可以使用智能終端，掃描二維碼并查詢生產(chǎn)全程信息。保險(xiǎn)公司應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管控，監(jiān)督各項(xiàng)生產(chǎn)流程，快速進(jìn)行二維碼理賠。

防偽技術(shù)

二維碼是一項(xiàng)比較成熟的追溯及防偽技術(shù)，通過引入各種加密機(jī)制，保護(hù)二維碼信息，實(shí)現(xiàn)防偽目的。食品安全追溯系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，在開發(fā)中還應(yīng)考慮其后續(xù)便利性以及代碼的可移植性，實(shí)現(xiàn)二維碼編碼生成系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的連接和信息交互。在生成信息時(shí)，首先導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)信息，然后自動(dòng)生成隨機(jī)密鑰，生成二維碼，并添加可見或不可見水印，將密鑰和原始水印信息寫入數(shù)據(jù)庫，保存已嵌入的二維碼。

結(jié)語

隨著二維碼技術(shù)的發(fā)展，其保密性強(qiáng)、信息儲(chǔ)量大、可追蹤等優(yōu)勢逐漸得到人們的認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用于食品安全追溯系統(tǒng)。通過對(duì)二維碼信息進(jìn)行加密處理，例如：利用數(shù)字水印技術(shù)和加密算法等，使二維碼具有較強(qiáng)的信息安全性能，防止信息被隨意識(shí)讀和修改。