基于移动ADC平台的二维码产品防伪认证系统

2010-05-25郑敏姜

海峡科学 2010年3期

郑敏姜

郑敏姜

福建省知识产权信息公共服务中心

由于消费者不易识别高科技印刷工艺的真伪，且一维条码易于被抄码、盗码，使得目前防伪技术实施效果不佳。该文对二维码应用研究的基础上，提出基于移动ADC平台的二维条码防伪系统，通过构成长序列的二维条码和WAP、短信查询详细产品信息的方式结合，实现防伪信息认证。文章详细介绍了系统的功能以及各关键技术的实现方法。

二维码防伪移动ADC

1 国内防伪技术现状与本系统的提出

国内商品采用的防伪技术可分为两大类：包装物防伪技术和防伪标签防伪技术。包装物防伪技术是通过在包装材料生产过程中加入防伪素材，如以纸张为基础的防伪技术是在造纸过程中加入由色纤维形成的纤维纸盒全息镭射纸，以油墨为基础的包装物防伪技术是在油墨连结料中加入具有特种性能的防伪材料，经特殊工艺加工制成的特种油墨，如温变防伪油墨、光变防伪油墨及水变防伪油墨技术。而应用最广泛的防伪标签，分为以高工艺技术壁垒为防复制手段的技术型防伪标签和以查询验证为鉴别真伪手段的数码防伪标签。目前国内流行的工艺壁垒型防伪技术，主要以激光全息成像技术防伪标签、激光微孔技术（又称核径迹技术）防伪标签、特种油墨印刷防伪标签为主；数码防伪标签以电话电码防伪标签、手机短信查询验证防伪标签为主。

对于包装物防伪和工艺技术壁垒型防伪技术，消费者凭视觉无法区分100%的真标签、真包装材料和模仿程度达 70% 的仿制品之间的真正区别，因此，这类技术虽然有高科技概念，但实际应用效果不佳。而以电话电码查询防伪标签为代表的数码防伪技术，是以印在标签上一组数字（不论是否遮盖、隐藏），通过电话与短信查询，与存在数据库中的纪录比对来验证真伪，是个理论上能较好实现防伪的方案，但由于印在标签上的数字，是查询码的全部，造假者只要通过抄码、盗码即可轻易地批量复制，造假成本比技术壁垒型的防伪标签还低。

商品防伪技术的本质，一是使造假者不易仿制，二是使消费者容易鉴别真伪。笔者利用中国移动面向企业应用提供的移动ADC平台，使用包含企业、产品、地区等信息的较长的防伪序列，进行DM编码生成二维图形，不但增加抄码、盗码、转卖码的困难，同时由于较长的防伪序列能表示更多信息，WAP防伪认证返回用户关于产品生产企业、产品类别名称、销售地区等详细信息，因此消费者能够更好判断产品真伪，而不是像传统查询模式那样只得到“是”、“不是”的信息。

2 总体设计

2.1 移动ADC平台

应用数据中心（Application Data Center，ADC）是由中国移动推出的移动信息化行业应用平台，目前业务主要包括移动OA、手机邮箱、无线网站以及移动进销存等行业应用托管解决方案。作为集团客户的中小企业将自己的信息数据托管于移动ADC平台,移动公司提供移动行业网关等接入设备及计费管理、数据应用系统（如移动OA应用系统），面向企业、公众提供基于手机、互联网的企业数据访问服务。

移动ADC平台的业务流程模式如下图所示：

图1 ADC业务流程示例

2.2 二维码技术与WAP技术

二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，二维码不同于一维码之处在于，一维码容量很小，只能用来表示一些数字和字母，它只起一种标识的作用，容易被抄码；而二维条码是一种二维黑白相间的矩形方阵图形，不易被抄码。二维码除具有一维码的上述功能外，它还具有以下特点：

（1）信息容量大；

（2）编码范围广（二维码可将图片、指纹、声音、签字、文字等凡能数字化的信息进行编码）；

（3）保密、防伪性好；

（4）译码可靠性高（二维码的误码率不超过千万分之一）；

（5）纠错能力强（二维码采用目前世界上最先进的数学纠错理论，如污损面积不超过50%，能正确识读）；

（6）制作容易且成本低（二维码能打印在任何可打印的介质上）；

（7）形状的多样化（同样的信息，二维码的形状可根据载体面积及美工设计等进行自我调整）；

（8）不可改写（二维码一经制成就不可更改其内容，除非重新制码）。

WAP（无线应用通讯协议，Wireless Application Protocol)是移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。这项技术让使用者可以用手机直接上网，通过手机浏览器浏览网站，而这些网站必须以WML (无线标记语言)编写，称为WAP网站。手机及其它嵌入式设备可通过GPRS及3G网络接入WAP网站，由于二维码信息容量大，能能容纳更长的防伪序列，能够包含更多防伪信息，而且WAP网页信息内容相对手机短信查询来说更丰富，并具有较强的交互能力，因此消费者能得到关于产品的更多资讯，从而辨明真伪。

2.3 基于ADC平台的二维码产品防伪认证系统

基于ADC平台的二维码产品防伪认证系统框架见图2。该系统由认证模块、后台数据管理和防伪数据管理以及手机客户端（可选模块）的二维码识别和链接控制模块组成。消费者使用手机，扫描二维码或发送防伪序列短信到服务号码，则可获得防伪序列表达的防伪信息，若是与购买产品不符，则可进行举报操作。由于二维码采用图形方式，使用长序列编码，增加了抄码的困难；WAP查询内容显示丰富，消费者能通过更多信息判别真伪。

图2 基于移动ADC平台的二维码产品防伪认证系统

2.3.1防伪认证

基于WAP的防伪认证模块接收手机发送的防伪序列，在防伪序列数据库中查找，若找到，则显示相应的生产企业、产品种类、名称、销售地区、产品编码等信息，而不是像传统防伪认证短信仅仅提供是真是假的信息。这样即使有抄码、盗码或转卖码发生，系统找到该序列并返回上述详细信息后，消费者也能通过企业和产品信息判别是否为假冒产品，同时该模块还提供了一键举报功能。

2.3.2防伪数据管理

防伪数据管理子系统首先由企业输入产品种类、品名、销售地区，由系统自动生成相应的企业、产品、地区编码；再经防伪序列模块加上随机生成的产品序列号，组合成防伪序列号，交由二维码生成模块产生二维码图形，继而印刷到产品包装上。

2.3.3后台系统数据管理模块

后台系统数据管理模块对编码参数进行设置、对企业、产品编码、防伪序列等数据进行维护和管理、用户管理等。

3 关键技术实现方法

3.1 防伪序列编码

本系统根据厂家编码、产品编码、地区编码、产品随机码，组建产品防伪序列。由于防伪序列包含了产品生产厂家、产品品种、生产或销售地区，可由数字和字母等字符构成，数据位数较长，因而具有较强的防伪性，不易通过盗码、买卖码、造码来造假。编码表格式如图3所示。

图3 二维码报刊多媒体交互系统资讯编码管理

3.2 二维图形编码

由于Data Matrix (简称DM码)采用了复杂的纠错码技术，具有超强的抗污染能力，且对识读终端摄像头要求低，大小从14平方英寸到0.0002平方英寸不等，适合不同大小产品包装上印刷使用，所以本系统采取DM码。同时，ECC200类型的DM编码尺寸可以依需求印成不同大小，尺寸较有弹性，因此本系统采用DM ECC200编码，通过Reed-Solomon演算法产生多项式计算出错误纠正码，只需要读取资料的20%即可精确辨读。

本系统需对该防伪序列进行二维编码，防伪序列包含数字和字母构成，采用缺省的ASCII编码方案，按ASCII码表转换成相应的码字，然后根据Reed-Solomon算法计算纠错码，即信息码多项式除以校验码生成多项式后的余数。校验码生成多项式一般形式为：

g(x)=(x+a2)(x+a3)…(x+a8) （1）

采用查表、数学归纳法、迭代等算法可简化计算，得到各次迭代xi项的系数即为生成多项式的系数。

对于信息长度为k的码块M=(m0,m1,…,mk-1)的多项式为M(x)，则纠错码多项式为M(x)xn-k除以g(x)的余数：

B(x)= M(x)xn-k/g(x) （2）

完整的编码多项式为：

C(x)=xn-kM(x)+B(x) （3）

多项式（3）中各项系数则为Data Matrix码字序列。采取“S”型路线对码字进行嵌套，并在生成的Data Matrix边界区域增加“定位边”和“黑白交替模块边”，最终完成Data Matrix编码图形。

3.3 手机识读二维码

手机端识读二维码软件采取J2ME编程实现，使用扩展包MMAPI中的VideoControl加上Player实现从手机摄像头捕获影像数据，通过方法setDisplaySize(int width, int height)来设置显示画面的大小，完成取景；使用方法getSnapshot(String imageType)可以按照指定文件格式返回图片的数据，其中ImageType是图片格式：

byte[] data;

Image img=null;

data = vc.getSnapshot(null);

得到非标准的Data Matrix图像（data）后，对图形进行预处理、定位，去除干扰，进行图像到数据矩阵的转换。计算数据矩阵的伴随式、找出错误图样、计算最可能的发送码字多项式，完成译码，得到防伪序列，将防伪序列、用户信息、防伪信息链接地址合成一个URL，采用Connecter.open()方法打开该WAP链接，即完成手机通过二维码识读访问相应的防伪认证结果页面。

3.4 手机短信查询防伪序列真伪

访问链接管理模块负责提取手机发来的编码短信中的防伪序列，并返回相应的相对URL（WAP链接地址）给读者。使用嘉迅MAS2.0服务器编程实现方法如下：

首先新增DB插件，设置通信接口方式为Database，打开该插件开关，命名该插件（Application_id），使用Select messagecontent, sourceaddr from sms_inbox where applicationid='Application_id'提取读者发送的短信内容（messagecontent）和手机号（sourceaddr），根据短信中的资讯编号（messagecontent），查找资讯编码表中该编号对应的typeId和URL(access_url)，若资讯类别为WAP多媒体资讯(typeId=0)，则将该URL (messageacount=access_url)以短信方式发送给读者手机（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')