CN101364272B - 印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术 - Google Patents

Abstract

本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术通过物理连接方式将一张专用磁条与印刷品在物理上结合起来，并将该专用磁条作为读写专用电子媒体的载体，从而通过对嵌入在该专用电子媒体中的印刷品脆弱数字水印真伪的检测来达到识别待检测的印刷品真伪的目的；本发明还使用专用网络通信装置将印刷品真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器。该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测。本发明具有成本低廉、读写简便、识别率高、抗攻击能力强和网络及时反馈等优点，特别适用于商品外包装以及其它特殊印刷品的防伪。本发明属于数字防伪信息技术、网络通信技术和印刷技术的交叉领域。

Description

印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术

所属领域

本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术通过粘贴或喷涂等物理连接方式将一张专用磁条与以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品在物理上结合起来，并将该专用磁条作为读写专用电子媒体的载体，从而通过对嵌入在该专用电子媒体中的印刷品脆弱数字水印真伪的检测来达到识别待检测的印刷品8真伪的目的；本发明同时还使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器13。该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测。本发明具有成本低廉、读写简便、识别率高、抗攻击能力强和网络及时反馈等优点，特别适用于烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品等商品的外包装，以及书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等特殊印刷品的防伪。本发明属于数字防伪信息技术、网络通信技术和印刷技术的交叉领域。

背景技术

目前，诸如烟、酒、药品、古董收藏品和奢侈品等的假冒商品，光碟、磁卡、书籍等的盗版商品，以及假冒伪造的证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等在社会上层出不穷、屡见不鲜。这不仅损害了消费者的合法权益，甚至可能危及其生命，而且扰乱了市场秩序，损害了生产厂家的商业信誉和利益，更严重危害了国家的金融安全和金融秩序。随着经济发展的区域化和全球化，为了维护经济交流的基本国际规则，为了确保各国经济的持续、健康与和谐发展，打击假冒盗版商品、保护知识产权早已成为世界各国的共识。针对这一问题，社会迫切需要一种成本低廉、读写简便、识别率高、抗复制能力强的印刷品数字水印的嵌入和读取技术。

传统的印刷品防伪技术主要是在商品的外包装上帖激光防伪标签、防伪条码或防伪电话号码条等。这些传统的印刷品防伪技术是通过其它非数字水印技术制造出具有防伪功能的标签，再将该防伪标签通过物理连接的方式与印刷品结合起来，从而通过对附加防伪标签真伪的识别来达到检测印刷品真伪的目的。激光防伪标签的激光防伪信息具有光学可见性，这既是优点，又是弱点。一方面，激光防伪信息用肉眼就能方便易读，这是它的优点。另一方面，激光防伪信息可较容易地通过光学方法来仿制，这是它的弱点；激光防伪标签的激光防伪信息具有同一性，这是它的另一弱点。同一品牌、同一批次商品的激光防伪标签的激光防伪信息几乎相同，不具有与不同商品个体相对应的唯一身份信息，以便与同一品牌、同一批次的其它商品个体相区别。上述两项弱点为激光防伪标签的大批量复制大开方便之门，同时也给激光防伪标签的管理和监控带来了许多麻烦。防伪条码和防伪电话号码条的防伪信息分别是光学可读的条码信息和用户可电话查询的防伪序列号。与激光防伪标签的激光防伪信息一样，防伪条码和防伪电话号码条的防伪信息同样具有易光学复制和同一性这两个致命的弱点。

为了将业已成熟的数字水印技术应用于烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品等商品的外包装，以及书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等特殊印刷品的防伪，人们做出了不懈的努力，提出了许多印刷品数字水印技术。但是无论其读写印刷品数字水印的算法各异，目前绝大多数印刷品数字水印技术都是将数字水印直接离散地嵌入在以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品媒体上。其中最简单的方法是通过在印刷品媒体上印刷离散加密点的方式来离散嵌入数字水印防伪信息。被印刷的离散加密点虽然具有与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息，但它具有光学可见性，易于用光学扫描和复印等方法进行仿制，这是它的致命弱点。为了克服该弱点，人们在此基础上提出了许多改进的印刷品数字水印技术。目前绝大多数改进的印刷品数字水印技术均采用细微修改印刷品媒体上文字或图案的纹理细节特征的方式来直接离散嵌入数字水印防伪信息。被细微修改的纹理细节特征虽然具有与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息以及近似的光学不可见性，但这些改进的印刷品数字水印技术却对传统印刷技术提出了极高而苛刻的要求。为了保证被嵌入的数字水印具有唯一身份信息，且既能被正确读取又能不被光学复制，这些改进的印刷品数字水印技术均要求在批量排版和印刷过程中既能在同一印张的不同版面区域中可任意改变细微修改的具体位置，又能进行准确无误且适量地细微修改。这种极高的苛求不仅极大地提高了印刷品数字水印的制作成本，而且很难突破现有印刷技术水平的客观限制，因此其漏报和错报的虚警概率很高，实用性很差。

科学实践告诉我们，只有当数字水印技术和管理机制进行有机结合时才能更加有效地发挥数字水印技术的防伪功能。然而不幸的是，目前绝大多数印刷品数字水印技术都没有将数字水印技术和管理机制进行有机结合，都没有将待检测印刷品的真伪的检测结果及时地反馈给相关使用单位，从而实现情报共享以及提供宝贵的统计分析与预测数据，以有利于相关单位进行联合执法、联合打击假冒伪造等违法行为。

如何才能成本低廉、读写简便、识别率高、抗攻击能力强地在烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品等商品的外包装上，以及在书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等特殊印刷品上嵌入和提取数字水印防伪信息；如何才能将数字水印技术和管理机制进行有机结合，从而更加有效地发挥数字水印技术的防伪功能，始终是印刷品数字水印技术研究的热点和难点。

发明内容

本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术通过粘贴或喷涂等物理连接方式将一张专用磁条与以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品在物理上结合起来，并将该专用磁条作为读写专用电子媒体的载体，从而通过对嵌入在该专用电子媒体中的印刷品脆弱数字水印真伪的检测来达到识别待检测的印刷品8真伪的目的；本发明同时还使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器13。该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测。本发明具有成本低廉、读写简便、识别率高、抗攻击能力强和网络及时反馈等优点，特别适用于烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品等商品的外包装，以及书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等特殊印刷品的防伪。

深入研究不难发现，从本质上讲，无论数字水印技术的算法各异，它们最初都是针对计算机或数字信号处理器的离散数字运算提出来的，它们都将数字水印防伪信息嵌入到文档、语音和图像等数字化的电子媒体之中。数字水印一般分为时域嵌入和频域嵌入两种方式。可见，数字水印技术的天然优势在于对电子媒体的防伪。但目前绝大多数印刷品数字水印技术都是将数字水印直接离散地嵌入在以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品媒体上。由于以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品媒体和文档、语音和图像等数字化的电子媒体在物理特性上存在本质区别，所以数字水印技术特别适合对电子媒体防伪的天然优势很难直接在印刷品媒体上得到发挥，这其实就是目前绝大多数印刷品数字水印技术的实用性很差的根本内因。

为了使数字水印技术特别适合于对电子媒体防伪的天然优势能在印刷品媒体上得以充分发挥，本发明顺应自然、独辟蹊径地通过粘贴或喷涂等物理连接方式将一张专用磁条与以纸质、布料或塑料等为原材料的印刷品在物理上结合起来，并将该专用磁条作为读写专用电子媒体的载体，从而通过对嵌入在该专用电子媒体中的印刷品脆弱数字水印真伪的检测来达到识别印刷品真伪的目的。

为了将数字水印技术和管理机制进行有机结合，以便更加有效地发挥数字水印技术的防伪功能，本发明同时还使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器，该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测，从而给相关单位进行联合执法、联合打击假冒伪造等违法行为提供了宝贵的相关情报信息。

本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体实现步骤总共六步。其中，第一步、第二步和第三步是在商品外包装以及其它特殊印刷品的包装或印刷阶段完成的；第四步、第五步和第六步是在经市场流通或金融流通之后的商品外包装以及其它特殊印刷品的印刷品真伪检测和网络反馈及统计分析与预测阶段完成的。下面详细说明本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体实现步骤及其具体算法和仪器要求如下：

第一步，见图1，产生与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息1。本发明首先使用专用特征提取算法和专用数字编码算法将在烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品等商品外包装上的，以及在书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据等特殊印刷品上的某些特定原始个性特征分别进行特征提取和数字编码，从而得到一组与这些特定原始个性特征相对应的原始数字序列组，然后将该原始数字序列组进行排列组合从而得到一个与不同印刷品个体相对应的原始数字序列，最后使用专用加密算法将该原始数字序列转换为相应的加密数字序列，并将该加密数字序列作为与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息。

本发明所选用的特定原始个性特征包括单位编号、日期、批号、序列号、数量、重量、尺寸以及名称、产地、颜色、形状、品质、签名、指纹、图像纹理细节等。本发明所选用的具体特定原始个性特征及其个数是保密的，选用具体特定原始个性特征的过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

本发明所采用的专用特征提取算法和专用数字编码算法是信息处理技术中常用且高效的特征提取算法和数字编码算法。信息处理技术中常用且高效的特征提取算法如Gabor滤波、多尺度小波分析、主元分析(Principle ComponentAnalysis)等算法。信息处理技术中常用且高效的数字编码算法如ASCII编码、HS(The Harmonization Code System)商品编码、Huffman编码、算术编码、LZW(Lempel Ziv Welch)编码等算法。

本发明对原始数字序列组所采用的排列组合方式是保密的，排列组合的过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

本发明所采用的专用加密算法选自加密算法库，该加密算法库中包含若干个加密算法和加密函数及其在加密算法库中所对应的编号。该专用加密算法的加密函数及其版本和认证序列是加密端和解码端所共知的。本发明所采用的专用加密算法是目前在数字防伪信息技术领域内常用且顽健性强的加密算法，具有较强的抗逆运算能力。目前在数字防伪信息技术领域内常用且顽健性强的加密算法如作为世界标准加密形式之一的DES(Data Encryption Standard)加密算法和被普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一的RSA(Rivest、Shamir、Adleman)加密算法等。

第二步，见图1，将印刷品脆弱数字水印嵌入到专用电子媒体之中2。本发明将与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息作为待嵌入的印刷品脆弱数字水印，采用专用脆弱数字水印算法使用计算机将该印刷品脆弱数字水印嵌入到由使用单位指定的专用电子媒体之中。

本发明将在专用电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性作为检测该专用电子媒体是否遭到以电子拷贝的方式进行复制或以其它方式进行攻击的标识信息。从客观上讲，被嵌入了印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体在被写入和读出专用磁条的过程中都会受到外界电磁辐射干扰以及磁条和磁条读写器自身物理性能限制，使被写入和读出的专用电子媒体的信噪比在一定程度上减小。专用电子媒体的信噪比的减小程度与其在被写入和读出专用磁条的过程中所受到的外界电磁辐射干扰强度以及磁条和磁条读写器自身物理性能有关。基于上述原因，如果印刷品脆弱数字水印的制伪者用其伪造的磁条读写器将某一专用电子媒体从专用磁条读取并通过电子拷贝的方式将其复制到其它伪造的磁条上时，必然会使被读取和写入的专用电子媒体的信噪比相应下降，从而必然导致该专用电子媒体中被嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性遭到破坏。可见，本发明将在专用电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性作为检测该专用电子媒体是否遭到以电子拷贝的方式进行复制或以其它方式进行攻击的标识信息具有较强的抗复制和抗其它攻击的能力。

本发明将在专用电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建的正确性，即将与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的重建的正确性作为检测该印刷品真伪的标识信息。由于唯一身份信息是与不同印刷品个体相对应的，所以被嵌入的印刷品脆弱数字水印与特定印刷品本身的物理特征是休戚相关的，而非任意产生的，这就在一定程度上加大了本发明所嵌入的印刷品脆弱数字水印被破译和盗用的难度，增强了其顽健性。

本发明所使用的专用电子媒体是由使用单位指定的数字化的文档、语音或图像等，该专用电子媒体是保密的。本发明所采用的专用脆弱数字水印算法是数字防伪信息技术领域内常用的且顽健性强的脆弱数字水印算法。数字防伪信息技术领域内常用的且顽健性强的脆弱数字水印算法如脆弱性半数字水印和半脆弱性数字水印等。本发明的印刷品脆弱数字水印的嵌入过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

第三步，见图1和图2，将专用电子媒体写入到专用磁条之中3。本发明将专用磁条作为读写嵌入了印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体的载体，使用专用磁条读写器9将专用电子媒体写入到专用磁条之中。

本发明采用在专用磁条上覆盖防电磁辐射干扰保护膜的方式来对专用磁条进行防电磁辐射干扰。本发明在专用磁条表面上通过粘贴或喷涂等方式覆盖由使用单位指定的美观图案对其进行外观修饰。本发明所采用的专用磁条读写器9是信息处理技术中常用且高效的磁条读写器。本发明使用专用磁条读写器9将专用电子媒体写入到专用磁条之中的过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

第四步，见图1和图2，从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体4。本发明使用专用磁条读写器9从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体。

第五步，见图1，印刷品真伪的检测5。本发明首先检测在待检测的电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性，然后检测该印刷品脆弱数字水印的重建的正确性。

本发明检测印刷品真伪的算法是：如果在待检测的印刷品上的磁条中没有存储电子媒体，则待检测的印刷品既有可能为假冒，也有可能为真，但由于某种原因被消磁了。这种情况还需要进一步的人工检测进行确认；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了错误的电子媒体，则判定待检测的印刷品为假，且属于最低级的冒充。这种情况是最易被检测和识别的；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，但在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是不完整且重建错误的，则判定待检测的印刷品为假，且属于最低级的冒充。这种情况也是最易被检测和识别的；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是完好无损的，但该印刷品脆弱数字水印的重建是不正确的，则判定待检测的印刷品为假，且本发明所使用的专用脆弱数字水印算法已被盗用或破译，但本发明生成与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的算法仍未被盗用或破译。由于脆弱数字水印的易脆性，该情况出现的概率一般很小；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建是正确的，但该印刷品脆弱数字水印的完整性遭到破坏，则判定待检测的印刷品为假，且该印刷品的磁条上所存储的电子媒体是制伪者将本发明的真专用电子媒体通过电子拷贝的方式进行复制的结果；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是完好无损且重建正确的，则判定待检测的印刷品为真。

其中，本发明检测在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性的算法是本发明所使用的专用脆弱数字水印算法的逆运算。

由于本发明将与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息作为待嵌入的印刷品脆弱数字水印，所以本发明对该印刷品脆弱数字水印的重建的正确性的检测其实就是对与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的重建的正确性的检测。本发明检测印刷品脆弱数字水印的重建的正确性的算法是：将印刷品脆弱数字水印重建所得到的相应数字序列p(n)与在本发明的具体实现步骤的第一步中所生成的作为与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的加密数字序列p(n)使用归一化互相关函数NC(Normalized Cross-Correlation)来客观比较两者的相似性，从而检测在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建的正确性，其中n为数字序列的点数。p(n)与p(n)的归一化互相关函数 $\mathrm{NC}=\frac{\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{p\left(n\right)}\·\mathrm{\Σp}\left(n\right)}{\mathrm{\Σ}{\left(p\left(n\right)\right)}^2}.$ 本发明通过概率统计的方法来设定门限值NC_T，如果NC≥NC_T，则判定在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建是正确的，否则是不正确的。

第六步，见图1和图2，印刷品真伪的检测结果的网络反馈及统计分析与预测6。本发明同时还使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器13，该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测。

本发明所使用的专用网络通信装置由某售货柜台、金融柜台、自动柜员机或使用单位指定的检测代办点的联网计算机10或用户个人使用的联网检测仪器12及其相关网络连接所组成，采用经典的TCP/IP互联网通信协议，其数据传输在互联网11上进行。当在某售货柜台、金融柜台、自动柜员机或使用单位指定的检测代办点的联网计算机10上，或在用户个人使用的联网专用检测仪器12上检测到假冒的烟、酒和药品等商品的外包装或假冒盗版的书籍、证件、税务发票和银行票据等特殊印刷品时，该联网计算机10或联网专用检测仪器12上的报警器就会及时地报警提示，并同时通过互联网11将该假冒商品的外包装或假冒盗版的特殊印刷品的生产厂家或使用单位的名称、规格、生产日期、批次、序列号、真伪的检测结果、假冒盗版的方法、发现地点的联网计算机10或联网专用检测仪器12的IP地址、发现地点的联网计算机10或联网专用检测仪器12的IP地址所对应的物理地址和假冒盗版商品的数量等相关数据及时、自动地反馈给相关生产厂家以及工商、税务、银行和公安等使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器13。该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测，不仅可以统计分析出某地区制假贩假的规模和方式以及制假贩假窝点的大致地理位置，而且还可以预测出该假冒商品和假冒盗版的特殊印刷品的大致流向等信息，从而给相关单位进行联合执法、联合打击假冒伪造等违法行为提供了宝贵的相关情报信息。科学实践告诉我们，只有当数字水印技术和管理机制进行有机结合时才能更加有效地发挥数字水印技术的防伪功能。

其中，本发明所采用的用户个人所使用的联网专用检测仪器12是具有上述印刷品真伪检测功能和网络通信功能的硬件电路仪器。本发明的相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器13对接收到的数据所采用的统计分析和预测方法是常用且高效的概率统计和预测方法。常用且高效的概率统计和预测方法如线性概率统计和预测方法或非线性概率统计和预测方法。

附图说明

图1是本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体实现步骤的流程图。

图2是本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体硬件电路实现的示意图。

其中，1是产生与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息；2是将印刷品脆弱数字水印嵌入到专用电子媒体之中；3是将专用电子媒体写入到专用磁条之中；4是从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体；5是印刷品真伪的检测；6是印刷品真伪的检测结果的网络反馈及统计分析与预测；7是待检测的印刷品上的磁条；8是待检测的印刷品；9是专用磁条读写器；10是售货柜台、金融柜台、自动柜员机或使用单位指定的检测代办点的联网计算机；11是互联网；12是用户个人使用的联网专用检测仪器；13是相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器。

具体实施方式

按照本说明书的发明内容中所详细说明的本发明所提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体实现步骤及其具体算法和仪器要求就可以构造出该印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体硬件电路。现举例说明本发明提出的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈技术的具体实施方式如下：

为使说明简单明了，本例假设某真商品为“环球公司”在2007年7月生产的某精品系列中的第5批货中的序列号为W1234-5678-7788-9951的产品。本例仅对该真商品外包装上的生产厂家名称、生产日期和生产批号进行特征提取和数字编码。本例通过粘贴方式将一张专用磁条与以纸质为原材料的该真商品的外包装在物理上结合起来。本例对原始数字序列组采用最简单的排列组合方式，即直接将各编号顺序相连。本例假设“环球公司”指定该公司的商标图像作为待嵌入印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体。

见图1，在该真商品的外包装阶段，首先，本例将“环球公司”的英文名的首字母HQC作为其生产厂家名称的编号，于是将HQC-2007-7-5-W1234-5678-7788-9951作为与该公司在2007年7月生产的某精品系列中的第5批货中的序列号为W1234-5678-7788-9951的真商品的外包装相对应的原始数字序列；然后，运用标准DES加密算法对该原始数字序列进行加密，于是得到一个加密数字序列p(n)：20070809888888882859830993348028452799327761，并将该加密数字序列作为与该真商品的外包装相对应的唯一身份信息；然后，将该唯一身份信息作为待嵌入的印刷品脆弱数字水印，采用脆弱性半数字水印算法将该印刷品脆弱数字水印嵌入到由使用单位指定的专用电子媒体之中；然后，将专用磁条作为读写嵌入了印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体的载体，使用专用磁条读写器9将专用电子媒体写入到该专用磁条之中。本例假设在专用磁条中写入了印刷品脆弱数字水印的该真商品被售出，并在市场中进行流通。

本例假设某制假者通过正规市场流通渠道买到了该真商品，并精心地批量仿制了该真商品的外包装，在其假冒商品的外包装上很好地保留了该真商品的外包装上的相应特定原始个性特征。若该制假者进而用其仿造的磁条读写器从该真商品外包装的专用磁条中成功读取了嵌入了真印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体。对于制假者而言，对真印刷品脆弱数字水印最省事的攻击方法就是不去尝试破译该真印刷品脆弱数字水印的产生和嵌入算法，而是使用其仿造的磁条读写器将其盗读的真专用电子媒体通过电子拷贝的方式直接向其假冒商品的外包装上所粘贴的伪造磁条进行批量复制性写入。由前述可知，由于受到外界电磁辐射干扰和其仿造的磁条和磁条读写器自身物理性能的限制，被批量复制性写入的真专用电子媒体的信噪比必然下降，从而导致嵌入在其中的真印刷品脆弱数字水印的完整性遭到破坏。若该制假者通过非法手段成功地使其假冒商品进入了正规的市场流通渠道。

见图1和图2，在该假冒商品外包装的印刷品真伪检测阶段，若制假者的假冒商品经过市场流通后在某地某商场的某售货柜台上被出售或被某用户使用其联网专用检测仪器12进行真伪检测。本例将该假冒商品的外包装作为待检测的印刷品8，将其外包装表面所粘贴的伪造磁条作为待检测的印刷品上的磁条7。首先，该商场该售货柜台上的联网计算机10或该用户个人使用的联网专用检测仪器12通过与之相连的专用磁条读写器9将被制假者复制性写入的待检测的电子媒体从该假冒商品的外包装8表面所粘贴的伪造磁条7中读取。然后，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12按照本发明的说明书的发明内容中关于印刷品真伪的检测5的相关算法和步骤对该假冒商品的外包装进行印刷品真伪的检测。由前述可知，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12首先会检测出嵌入在待检测的电子媒体中的印刷品脆弱数字水印的完整性已经遭到破坏。另外，由于该假冒商品的外包装很好地保留了该真商品的外包装的相应特定原始个性特征，所以该假冒商品的外包装相对应的原始数字序列与该真商品的外包装相对应的原始数字序列同为HQC-2007-7-5-W1234-5678-7788-9951。进而，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12将该假冒商品的外包装相对应的原始数字序列HQC-2007-7-5-W1234-5678-7788-9951使用标准DES加密算法进行加  密，  于  是  可  得  到  一  个  加  密  数  字  序  列  p(n)：20070809888888882859830993348028452799327761。然后，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12使用归一化互相关函数NC来度量p(n)和p(n)两者的相似性。由于制假者使用其仿造的磁条读写器将其盗读的真专用电子媒体通过电子拷贝的方式直接向其假冒商品的外包装上所粘贴的伪造磁条进行批量复制性写入，所以没有破坏在待检测的电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的正确性，p(n)和p(n)两者基本上是相同的。根据大量的统计实验数据，若本例将归一化互相关函数的门限值NC_T设为0.896，若p(n)和p(n)的互相关性的模拟实验结果为NC＝0.99223，显然NC＝0.99223>NC_T＝0.896，故该联网计算机10或该联网专用检测仪器12判定该印刷品脆弱数字水印的重建是正确的。最后，根据印刷品真伪的检测5的相关算法和步骤，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12判定待检测的该商品外包装为假，且该假冒商品外包装的磁条上所存储的电子媒体是制伪者将真商品的真专用电子媒体通过电子拷贝的方式进行批量复制的结果，进而可以判定待检测的该商品为假冒商品。于是，该联网计算机10或该联网专用检测仪器12上的报警器就会及时地发出语音或灯光等报警信号以提示商场经营者和消费者。

见图1和图2，在印刷品真伪的检测结果的网络反馈及统计分析与预测阶段，本例假设某地某商场的某售货柜台上的联网计算机10或某用户个人使用的联网专用检测仪器12的网络IP地址是192.168.139.76。该联网计算机10或该联网专用检测仪器12通过相关网络连接将该假冒商品的生产厂家(本例为“环球公司”)、规格(本例为“某精品系列”)、生产日期(本例为“2007年7月”)、批次(本例为“第5批”)、序列号(本例为“W1234-5678-7788-9951”)、商品外包装真伪的检测结果(本例为“伪”)、假冒盗版的方法(本例为“批量复制性写入”)、该联网计算机10或该联网专用检测仪器12的IP地址(本例为“192.168.139.76”)、该联网计算机10或该联网专用检测仪器12的IP地址所对应的物理地址(本例为“某地某商场的某售货柜台或某用户所在的地理位置”)和假冒盗版商品的数量(本例为“1”)等相关数据及时、自动地反馈给相关生产厂家以及工商、税务、银行和公安等使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器。该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测，不仅可以统计分析出某地区制假贩假的规模和方式以及制假贩假窝点的大致地理位置，而且还可以预测出该假冒商品的大致流向等信息，从而给相关单位进行联合执法、联合打击假冒伪造等违法行为提供了宝贵的相关情报信息。科学实践告诉我们，只有当数字水印技术和管理机制进行有机结合时才能更加有效地发挥数字水印技术的防伪功能。

Claims (6)

1.一种印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其特征在于：该方法通过粘贴或喷涂物理连接方式将一张专用磁条与以纸质、布料或塑料为原材料的印刷品在物理上结合起来，并将该专用磁条作为读写专用电子媒体的载体，从而通过对嵌入在该专用电子媒体中的印刷品脆弱数字水印真伪的检测来达到识别待检测的印刷品真伪的目的；该方法使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器，该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测；该方法的实现步骤是：第一步，产生与印刷品个体相对应的唯一身份信息；第二步，将印刷品脆弱数字水印嵌入到专用电子媒体之中；第三步，将专用电子媒体写入到磁条之中；第四步，从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体；第五步，印刷品真伪的检测；第六步，印刷品真伪的检测结果的网络反馈及统计分析与预测；

其中，第五步是首先检测在待检测的电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性，然后检测该印刷品脆弱数字水印的重建的正确性，具体是：如果在待检测的印刷品上的磁条中没有存储电子媒体，则待检测的印刷品既有可能为假冒，也有可能为真，还需要进一步的人工检测进行确认；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了错误的电子媒体，则判定待检测的印刷品为假；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，但在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是不完整且重建错误的，则判定待检测的印刷品为假；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是完好无损的，但该印刷品脆弱数字水印的重建是不正确的，则判定待检测的印刷品为假；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建是正确的，但该印刷品脆弱数字水印的完整性遭到破坏，则判定待检测的印刷品为假，且该印刷品的磁条上所存储的电子媒体是制伪者将真专用电子媒体通过电子拷贝的方式进行复制的结果；如果在待检测的印刷品上的磁条中存储了正确的电子媒体，且在该电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印是完好无损且重建正确的，则判定待检测的印刷品为真；

其中，检测在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性的算法是所使用的专用脆弱数字水印算法的逆运算，检测印刷品脆弱数字水印的重建的正确性的算法是：将印刷品脆弱数字水印重建所得到的相应数字序列p(n)与在该方法中的第一步中所生成的作为与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的加密数字序列p(n)使用归一化互相关函数NC来比较两者的相似性，从而检测在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建的正确性，其中n为数字序列的点数，p(n)与p(n)的归一化互相关函数

通过概率统计的方法来设定门限值NC_T，如果NC≥NC_T，则判定在电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建是正确的，否则是不正确的。

2.根据权利要求1所述的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其第一步的具体实现步骤是：使用专用特征提取算法和专用数字编码算法将在烟、酒、药品、光碟、磁卡、古董收藏品和奢侈品这些商品外包装上的，以及在书籍、证件、车票、门票、文件、税务发票和银行票据这些特殊印刷品上的一些特定原始个性特征分别进行特征提取和数字编码，从而得到一组与该特定原始个性特征相对应的原始数字序列组，然后将该原始数字序列组进行排列组合从而得到一个与不同印刷品个体相对应的原始数字序列，最后使用专用加密算法将该原始数字序列转换为相应的加密数字序列，并将该加密数字序列作为与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息；该方法所选用的特定原始个性特征包括单位编号、日期、批号、序列号、数量、重量、尺寸以及名称、产地、颜色、形状、品质、签名、指纹、图像纹理细节，该方法所选用的具体特定原始个性特征及其个数是保密的，选用具体特定原始个性特征的过程是由使用单位指定的专门机构完成的，采用的专用特征提取算法是Gabor滤波、多尺度小波分析或主元分析算法，该方法采用的专用数字编码算法是ASCII编码、HS商品编码、Huffman编码、算术编码或LZW编码算法，对原始数字序列组所采用的排列组合方式是保密的，排列组合的过程是由使用单位指定的专门机构完成的，所采用的专用加密算法选自加密算法库，该加密算法库中包含若干个加密算法和加密函数及其在加密算法库中所对应的编号，该专用加密算法的加密函数及其版本和认证序列是加密端和解码端所共知的，所采用的专用加密算法是DES加密算法和RSA加密算法。

3.根据权利要求1所述的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其第二步的具体实现步骤是：将与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息作为待嵌入的印刷品脆弱数字水印，采用专用脆弱数字水印算法使用计算机将该印刷品脆弱数字水印嵌入到由使用单位指定的专用电子媒体之中，将在专用电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的完整性作为检测该专用电子媒体是否遭到以电子拷贝的方式进行复制的标识信息，该方法将在专用电子媒体中所嵌入的印刷品脆弱数字水印的重建的正确性，即把与不同印刷品个体相对应的唯一身份信息的重建的正确性作为检测该印刷品真伪的标识信息，所使用的专用电子媒体是由使用单位指定的数字化的文档、语音或图像，该专用电子媒体是保密的，该方法所采用的专用脆弱数字水印算法是脆弱性半数字水印和半脆弱性数字水印，该方法的印刷品脆弱数字水印的嵌入过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

4.根据权利要求1所述的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其第三步的具体实现步骤是：该方法将专用磁条作为读写嵌入印刷品脆弱数字水印的专用电子媒体的载体，使用专用磁条读写器将专用电子媒体写入到专用磁条之中；

该方法采用在专用磁条上覆盖防电磁辐射干扰保护膜的方式来对专用磁条进行防电磁辐射干扰，在专用磁条表面上通过粘贴或喷涂方式覆盖由使用单位指定的美观图案对其进行外观修饰，使用专用磁条读写器将专用电子媒体写入到专用磁条之中的过程是由使用单位指定的专门机构完成的。

5.根据权利要求1所述的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其第四步的具体实现步骤是：从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体，使用专用磁条读写器从待检测的印刷品上的磁条中读取待检测的电子媒体。

6.根据权利要求1所述的印刷品脆弱数字水印的磁读写和网络反馈方法，其第六步的具体实现步骤是：印刷品真伪的检测结果的网络反馈及统计分析与预测同时还使用专用网络通信装置将待检测印刷品的真伪的检测结果及时、自动地反馈给相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器，该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测；

该方法所使用的专用网络通信装置由售货柜台、金融柜台、自动柜员机或使用单位指定的检测代办点的联网计算机或用户个人使用的联网检测仪器及其相关网络连接所组成，采用TCP/IP互联网通信协议，其数据传输在互联网上进行，当在售货柜台、金融柜台、自动柜员机或使用单位指定的检测代办点的联网计算机上、或在用户个人使用的联网专用检测仪器上检测到假冒的烟、酒和药品这些商品的外包装或假冒盗版的书籍、证件、税务发票和银行票据这些特殊印刷品时，该联网计算机或联网专用检测仪器上的报警器就会及时地报警提示，并同时通过互联网将假冒商品的外包装或假冒盗版的特殊印刷品的生产厂家或使用单位的名称、规格、生产日期、批次、序列号、真伪的检测结果、假冒盗版的方法、发现地点的联网计算机或联网专用检测仪器的IP地址、发现地点的联网计算机或联网专用检测仪器的IP地址所对应的物理地址和假冒盗版商品的数量相关数据及时、自动地反馈给相关生产厂家以及工商、税务、银行和公安这些使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器，该服务器对接收到的数据进行统计分析和预测，不仅统计分析出该地区制假贩假的规模和方式以及制假贩假窝点的大致地理位置，而且预测出该假冒商品和假冒盗版的特殊印刷品的大致流向信息，该服务器对接收到的数据所采用的统计分析和预测方法是线性概率统计和预测方法或非线性概率统计和预测方法；

其中，该方法所采用的用户个人所使用的联网专用检测仪器是具有上述印刷品真伪检测功能和网络通信功能的硬件电路仪器，其相关使用单位所设置的互联互通、资源共享的服务器对接收到的数据所采用的统计分析和预测方法是概率统计和预测方法。

Images