鄭敏姜

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基于移動ADC平臺的二維碼產品防偽認證系統(tǒng)

鄭敏姜

福建省知識產權信息公共服務中心

由于消費者不易識別高科技印刷工藝的真?zhèn)?，且一維條碼易于被抄碼、盜碼，使得目前防偽技術實施效果不佳。該文對二維碼應用研究的基礎上，提出基于移動ADC平臺的二維條碼防偽系統(tǒng)，通過構成長序列的二維條碼和WAP、短信查詢詳細產品信息的方式結合，實現(xiàn)防偽信息認證。文章詳細介紹了系統(tǒng)的功能以及各關鍵技術的實現(xiàn)方法。

二維碼 防偽 移動ADC

1 國內防偽技術現(xiàn)狀與本系統(tǒng)的提出

國內商品采用的防偽技術可分為兩大類：包裝物防偽技術和防偽標簽防偽技術。包裝物防偽技術是通過在包裝材料生產過程中加入防偽素材，如以紙張為基礎的防偽技術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，以油墨為基礎的包裝物防偽技術是在油墨連結料中加入具有特種性能的防偽材料，經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。而應用最廣泛的防偽標簽，分為以高工藝技術壁壘為防復制手段的技術型防偽標簽和以查詢驗證為鑒別真?zhèn)问侄蔚臄?shù)碼防偽標簽。目前國內流行的工藝壁壘型防偽技術，主要以激光全息成像技術防偽標簽、激光微孔技術（又稱核徑跡技術）防偽標簽、特種油墨印刷防偽標簽為主；數(shù)碼防偽標簽以電話電碼防偽標簽、手機短信查詢驗證防偽標簽為主。

對于包裝物防偽和工藝技術壁壘型防偽技術，消費者憑視覺無法區(qū)分100%的真標簽、真包裝材料和模仿程度達 70% 的仿制品之間的真正區(qū)別，因此，這類技術雖然有高科技概念，但實際應用效果不佳。而以電話電碼查詢防偽標簽為代表的數(shù)碼防偽技術，是以印在標簽上一組數(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)庫中的紀錄比對來驗證真?zhèn)危莻€理論上能較好實現(xiàn)防偽的方案，但由于印在標簽上的數(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制，造假成本比技術壁壘型的防偽標簽還低。

商品防偽技術的本質，一是使造假者不易仿制，二是使消費者容易鑒別真?zhèn)巍９P者利用中國移動面向企業(yè)應用提供的移動ADC平臺，使用包含企業(yè)、產品、地區(qū)等信息的較長的防偽序列，進行DM編碼生成二維圖形，不但增加抄碼、盜碼、轉賣碼的困難，同時由于較長的防偽序列能表示更多信息，WAP防偽認證返回用戶關于產品生產企業(yè)、產品類別名稱、銷售地區(qū)等詳細信息，因此消費者能夠更好判斷產品真?zhèn)?，而不是像傳統(tǒng)查詢模式那樣只得到“是”、“不是”的信息。

2 總體設計

2.1 移動ADC平臺

應用數(shù)據(jù)中心（Application Data Center，ADC）是由中國移動推出的移動信息化行業(yè)應用平臺，目前業(yè)務主要包括移動OA、手機郵箱、無線網站以及移動進銷存等行業(yè)應用托管解決方案。作為集團客戶的中小企業(yè)將自己的信息數(shù)據(jù)托管于移動ADC平臺,移動公司提供移動行業(yè)網關等接入設備及計費管理、數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)（如移動OA應用系統(tǒng)），面向企業(yè)、公眾提供基于手機、互聯(lián)網的企業(yè)數(shù)據(jù)訪問服務。

移動ADC平臺的業(yè)務流程模式如下圖所示：

圖1 ADC業(yè)務流程示例

2.2 二維碼技術與WAP技術

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)符號信息的新一代條碼技術，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，它只起一種標識的作用，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：

（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）糾錯能力強（二維碼采用目前世界上最先進的數(shù)學糾錯理論，如污損面積不超過50%，能正確識讀）；

（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)載體面積及美工設計等進行自我調整）；

（8）不可改寫（二維碼一經制成就不可更改其內容，除非重新制碼）。

WAP（無線應用通訊協(xié)議，Wireless Application Protocol)是移動通信與互聯(lián)網結合的第一階段性產物。這項技術讓使用者可以用手機直接上網，通過手機瀏覽器瀏覽網站，而這些網站必須以WML (無線標記語言)編寫，稱為WAP網站。手機及其它嵌入式設備可通過GPRS及3G網絡接入WAP網站，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網頁信息內容相對手機短信查詢來說更豐富，并具有較強的交互能力，因此消費者能得到關于產品的更多資訊，從而辨明真?zhèn)巍?/p>

2.3 基于ADC平臺的二維碼產品防偽認證系統(tǒng)

基于ADC平臺的二維碼產品防偽認證系統(tǒng)框架見圖2。該系統(tǒng)由認證模塊、后臺數(shù)據(jù)管理和防偽數(shù)據(jù)管理以及手機客戶端（可選模塊）的二維碼識別和鏈接控制模塊組成。消費者使用手機，掃描二維碼或發(fā)送防偽序列短信到服務號碼，則可獲得防偽序列表達的防偽信息，若是與購買產品不符，則可進行舉報操作。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查詢內容顯示豐富，消費者能通過更多信息判別真?zhèn)巍?/p>

圖2 基于移動ADC平臺的二維碼產品防偽認證系統(tǒng)

2.3.1防偽認證

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

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)輸入產品種類、品名、銷售地區(qū)，由系統(tǒng)自動生成相應的企業(yè)、產品、地區(qū)編碼；再經防偽序列模塊加上隨機生成的產品序列號，組合成防偽序列號，交由二維碼生成模塊產生二維碼圖形，繼而印刷到產品包裝上。

2.3.3后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊

后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊對編碼參數(shù)進行設置、對企業(yè)、產品編碼、防偽序列等數(shù)據(jù)進行維護和管理、用戶管理等。

3 關鍵技術實現(xiàn)方法

3.1 防偽序列編碼

本系統(tǒng)根據(jù)廠家編碼、產品編碼、地區(qū)編碼、產品隨機碼，組建產品防偽序列。由于防偽序列包含了產品生產廠家、產品品種、生產或銷售地區(qū)，可由數(shù)字和字母等字符構成，數(shù)據(jù)位數(shù)較長，因而具有較強的防偽性，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)采用了復雜的糾錯碼技術，具有超強的抗污染能力，且對識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，適合不同大小產品包裝上印刷使用，所以本系統(tǒng)采取DM碼。同時，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演算法產生多項式計算出錯誤糾正碼，只需要讀取資料的20%即可精確辨讀。

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

g(x)=(x+a2)(x+a3)…(x+a8) （1）

采用查表、數(shù)學歸納法、迭代等算法可簡化計算，得到各次迭代xi項的系數(shù)即為生成多項式的系數(shù)。

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

B(x)= M(x)xn-k/g(x) （2）

完整的編碼多項式為：

C(x)=xn-kM(x)+B(x) （3）

多項式（3）中各項系數(shù)則為Data Matrix碼字序列。采取“S”型路線對碼字進行嵌套，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 手機識讀二維碼

手機端識讀二維碼軟件采取J2ME編程實現(xiàn)，使用擴展包MMAPI中的VideoControl加上Player實現(xiàn)從手機攝像頭捕獲影像數(shù)據(jù)，通過方法setDisplaySize(int width, int height)來設置顯示畫面的大小，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);

得到非標準的Data Matrix圖像（data）后，對圖形進行預處理、定位，去除干擾，進行圖像到數(shù)據(jù)矩陣的轉換。計算數(shù)據(jù)矩陣的伴隨式、找出錯誤圖樣、計算最可能的發(fā)送碼字多項式，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URL，采用Connecter.open()方法打開該WAP鏈接，即完成手機通過二維碼識讀訪問相應的防偽認證結果頁面。

3.4 手機短信查詢防偽序列真?zhèn)?/h3>

訪問鏈接管理模塊負責提取手機發(fā)來的編碼短信中的防偽序列，并返回相應的相對URL（WAP鏈接地址）給讀者。使用嘉迅MAS2.0服務器編程實現(xiàn)方法如下：

首先新增DB插件，設置通信接口方式為Database，打開該插件開關，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)送的短信內容（messagecontent）和手機號（sourceaddr），根據(jù)短信中的資訊編號（messagecontent），查找資訊編碼表中該編號對應的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（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 結論

本系統(tǒng)利用二維碼技術圖形編碼和支持長序列的優(yōu)勢，結合WAP技術和移動ADC平臺，提出了基于移動ADC平臺的二維碼產品防偽認證系統(tǒng)，使消費者得到的防偽認證不僅僅是“是”或“不是”，同時加大了防止抄碼、盜碼和轉賣碼的發(fā)生。

[1] 中國出版科學研究所國家數(shù)字出版實驗室.多媒體數(shù)字報紙使用功能測試報告[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條碼糾錯碼的研究[J]，現(xiàn)代電子技術，2006，（5）：57-61.

[4] 席衛(wèi)東，何衛(wèi)平，蕾蕾，張維.刀具標識中Data Matrix的編碼和解碼技術研究[J].計算機工程與設計，2008,(8):4013-4016.

[5] MAS2.0+DB接口手冊，嘉訊公司.