CN104346731A - 基于cpk的防伪电子标签生成和验证方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CPK的防伪电子标签生成和验证方法及装置，该生成方法是将RFID的UID与RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；根据预先配置的私钥对防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；将防伪信息签名与参数信息写入至RFID中，生成防伪电子标签；验证方法是在NFC设备中运行CPK防伪标签验证软件，采用NFC通信协议读取标签中的防伪信息和签名信息，通过CPK签名验证协议判定防伪信息的真实性与完整性，从而实现对载体的真伪鉴别。本发明将RFID的不可复制的物理特性与逻辑信息的完整性有机融合，实现了新型的防伪技术，而且使用NFC技术实现了验证的便捷性，将对防伪技术的普及产生深远的影响。

Description

基于CPK的防伪电子标签生成和验证方法及装置

技术领域

本发明涉防伪标签的生成及验证技术，具体来说，涉及一种基于CPK（Combined Public Key，组合公钥）的防伪电子标签生成和验证方法及装置。

背景技术

长期以来，假冒伪劣商品不仅严重影响着国家的经济发展，还危及着企业和消费者的切身利益，为保护企业和消费者的利益和市场经济健康发展，国家和企业每年都要花费大量的人力和财力用于防伪打假。

目前，防伪领域兴起了利用电子技术防伪的潮流，尤其是RFID（RadioFrequency Identification，无线射频识别，又称电子标签）技术的运用，生产生活中随处可见的公交一卡通、门禁卡、第二代身份证等都采用了RFID技术。RFID技术的核心是一枚具有高安全性的集成电路芯片，RFID芯片出厂时，由于厂家固化在芯片中的UID（unique identifier，唯一标识符）具有唯一性，无法修改，更无法仿造，从而解决了防伪标签防复制的难题，并满足溯源管理的需求。

然而，RFID技术虽然解决了标签的物理防伪造问题，但是其并未从实质上解决标签内数据的防伪问题。为此，有部分公司引入了数字签名技术，即使用厂商的数字证书对RFID芯片内的数据进行数字签名，以保证防伪信息不被非法篡改，但却又带来了新的问题：1）验证防伪信息时，需要联网获取厂商的数字证书，背离随时随地鉴别真伪的便捷性要求；2）如果使用专用的验证软件，则不能达到通用性的要求，增加了鉴别真伪的难度；3）RFID芯片内有限的存储空间无法存储较长的签名信息。

针对相关技术中不能随时随地、简单易行的验证防伪信息的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中不能随时随地、简单易行的验证防伪信息的问题，本发明提出一种基于CPK的防伪电子标签生成和验证方法及装置，能够简化防伪信息的验证过程，降低验证防伪信息的难度，借助于内置有NFC（Near FieldCommunication，近距离无线通讯技术）的移动设备（例如，手机等）即可对防伪信息进行本地验证，解决了现有相关技术中不能随时随地、简单易行的验证防伪信息的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于CPK的防伪电子标签生成方法。

该生成方法包括：

对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定RFID的唯一标识UID；

将确定出的UID与RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

根据预先配置的私钥对防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

将防伪信息签名与参数信息写入至RFID中，生成防伪电子标签。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生产日期、载体的有效期。

此外，该生成方法还包括：预先配置私钥，其中，私钥为载体的对应机构的私钥，并且，在预先配置私钥时，可根据密钥管理系统依据私钥矩阵和组合公钥算法，将载体的对应机构的名称作为标识生成与载体的对应机构对应的私钥。

另外，该生成方法还包括：将防伪电子标签与载体进行绑定，促使防伪电子标签与载体不可分离。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于CPK防伪电子标签的验证方法。

该验证方法包括：

根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

对读取出的防伪信息签名进行分析，得到公钥；

根据公钥、UID、RFID的载体的参数信息对防伪信息签名进行验证。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生产日期、载体的有效期。

其中，在对读取出的防伪信息签名进行分析，得到公钥时，可对读取出的防伪信息签名进行分析，确定出防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称；并根据载体的对应机构的名称、以及与密钥管理系统中对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到公钥。

根据本发明的又一方面，提供了一种基于CPK防伪电子标签的生成装置。

该生成装置包括：

第一分析模块，用于对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定RFID的唯一标识UID；

组合模块，用于将确定出的UID与RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

签名模块，用于根据预先配置的私钥对防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

生成模块，用于将防伪信息签名与参数信息写入至RFID中，生成防伪电子标签。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生成日期、载体的有效期。

此外，该生成装置还包括：配置模块，用于预先配置私钥；其中，私钥为载体的对应机构的私钥，并且，在预先配置私钥时，该配置模块用于根据密钥管理系统依据私钥矩阵和组合公钥算法，将载体的对应机构的名称作为标识生成与载体的对应结构对应的私钥。

另外，该生成装置还包括：绑定模块，用于将防伪电子标签与载体进行绑定，促使防伪电子标签与载体不可分离。

根据本发明的再一方面，提供了一种基于CPK防伪电子标签的验证装置。

该验证装置包括：

通信模块，用于根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

第二分析模块，用于对读取出的防伪信息签名进行分析，得到公钥；

验证模块，用于根据公钥、UID、RFID的载体的参数信息对防伪信息签名进行验证。

其中，第二分析模块进一步包括分析子模块和计算子模块，其中，分析子模块，用于对读取出的防伪信息签名进行分析，确定出防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称；计算子模块，用于根据载体的对应机构的名称、以及与密钥管理系统中的对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到公钥。

本发明在防伪电子标签的生成过程中，通过逻辑手段将电子标签的唯一标识和电子标签的载体的参数信息有机结合起来，得到防伪信息，从而保证了防伪电子标签的防伪信息不会被物理复制，而且，在生成过程中，本发明还通过私钥对防伪信息进行签名，从而保证了防伪电子标签中的数据的真实性，为后期的验证提供了有力的依据。

另外，本发明在防伪电子标签的验证过程中，是直接提取防伪电子标签中的数据，根据提取的数据生成新的防伪信息，将新的防伪信息与从防伪电子标签中提取的防伪信息进行比较来确定防伪信息是否为真实的；整个验证过程中，无需连接互联网，例如，借助有内置有NFC功能的手持装备即可进行验证，实现了本地验证的功能，做到了随时随地、简单易行的验证，进而使得验证手段更为便捷和通用化，实现了简化防伪信息的验证过程、降低验证防伪信息的难度的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的载体为商品时的防伪电子标签的生成流程示意图；

图3是根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的验证方法的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的载体为商品时的防伪电子标签的验证过程示意图；

图5是根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成装置的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的结余CPK防伪电子标签的验证装置的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的防伪电子标签在酒类商品防伪系统中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种基于CPK防伪电子标签的生成方法。

如图1所示，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成方法包括：

步骤S101，对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定RFID的唯一标识UID；

步骤S103，将确定出的UID与RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

步骤S105，根据预先配置的私钥对防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

步骤S107，将防伪信息签名与参数信息写入至RFID中，生成防伪电子标签。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生产日期、载体的有效期。

在上述过程中，所谓的载体是指电子标签所依附的物品，例如，商品，当载体为商品时，电子标签的载体的参数信息可以为商品的名称、商品的规则型号、商品的生产流水号、商品的生产日期或者商品的有效期等等，此时的参数信息也可以叫做商品信息。防伪电子标签的生成过程如图2所示，从图2中可以看出，当要生成载体（例如，商品）的防伪标签时，首选需要将RFID芯片中的UID与载体信息进行组合，得到载体防伪信息；然后，根据载体所对应机构（例如，发行商品的厂商、或者与载体关联的其他形式的机构）提供的私钥对载体防伪信息进行签名，得到载体防伪信息签名SIG_INFO；再将防伪信息签名SIG_INFO与商品信息同时写入到RFID中，得到载体的防伪标签。

当然，上述过程中的载体可以是商品，也可以是非商业性物品，例如，二代身份证，当载体为二代身份证时，参数信息即为二代身份证的对应参数信息。

在实际生成时，电子标签的载体的参数信息可以根据实际的载体情况，自行定义。

此外，为了实现上述步骤，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成方法还包括：预先配置私钥，其中，私钥为载体的对应机构的私钥，可根据载体的对应机构的名称得到。具体实践时，私钥根据载体的对应机构的名称得到的具体方法可以是通过密钥管理系统使用私钥矩阵和组合公钥算法，将载体的对应机构的名称作为标识生成与载体的对应机构对应的私钥，而且，在具体实践时，所有的机构可以共同的使用同一私钥矩阵和组合公钥算法，以使验证者能够对所有的机构的产品进行统一验证。

另外，为了防止防伪电子标签在使用后，被再次利用，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成方法还可以包括：将防伪电子标签与载体进行绑定，促使防伪电子标签与载体不可分离，而在分离时，将导致防伪电子标签的被破坏，防止防伪电子标签被回收再利用。

根据本发明的实施例，还提供了一种基于CPK防伪电子标签的验证方法。

如图3所示，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的验证方法包括：

步骤S301，根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

步骤S303，对读取出的防伪信息签名进行分析，得到公钥；

步骤S305，根据公钥、UID、RFID的载体的参数信息对防伪信息签名进行验证。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生产日期、载体的有效期。

在上述过程中，所谓的载体是指电子标签所依附的物品，例如，商品，当载体为商品时，电子标签的载体的参数信息可以为商品的名称、商品的规则型号、商品的生产流水号、商品的生产日期或者商品的有效期等等，此时的参数信息也可以叫做商品信息。当载体为商品时，防伪电子标签的生成过程如图4所示，从图4中可以看出，当需要验证载体（例如，商品）上的防伪标签时，首选需要提取防伪标签中的RFID芯片的UID、载体信息以及载体防伪信息签名SIG_INFO，然后，将提取的RFID芯片的UID与载体信息组合生成新的商品防伪信息，同时，根据载体防伪信息签名SIG_INFO，确定出机构的公钥，通过公钥访问载体防伪信息签名SIG_INFO，提取出载体防伪信息签名SIG_INFO中的载体防伪信息，然后将生成的载体防伪信息与提取的载体防伪信息进行比较，验证载体防伪信息签名SIG_INFO中的载体防伪信息是否是真的。

同样的，上述过程中的载体可以是商品，也可以是非商业性物品，例如，二代身份证，当载体为二代身份证时，参数信息即为二代身份证的对应参数信息。

同样的，在实际生成时，电子标签的载体的参数信息可以根据实际的载体情况，自行定义。

上述步骤中，在对读取出的防伪信息签名进行分析，确定公钥时，可对读取出的防伪信息签名进行分析，确定出防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称，并根据载体的对应机构的名称、公钥矩阵和组合公钥算法，得到公钥。

具体实践时，根据载体的对应机构的名称、以及与密钥管理系统中对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到公钥的具体方法可以是根据载体的对应机构的名称，通过与密钥管理系统对应的公钥矩阵和组合公钥算法，计算出公钥。

而在具体实践时，根据公钥、UID、RFID的载体的参数信息对防伪信息签名进行验证可以是将上述步骤确定出的UID和RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息，并且，根据上述步骤确定出的公钥和防伪信息，对前述防伪信息签名进行验证，在验证签名通过的情况下，判定防伪电子标签中的防伪信息为真。

根据本发明的实施例，还提供了一种基于CPK防伪电子标签的生成装置。

如图5所示，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成装置包括：

第一分析模块51，用于对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定RFID的唯一标识UID；

组合模块52，用于将确定出的UID与RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

签名模块53，用于根据预先配置的私钥对防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

生成模块54，用于将防伪信息签名与参数信息写入至RFID中，生成防伪电子标签。

其中，参数信息包括以下至少之一：载体的名称、载体的规则型号、载体的对应的编号、载体的生产日期、载体的有效期。

在上述过程中，所谓的载体是指电子标签所依附的物品，例如，商品，当载体为商品时，电子标签的载体的参数信息可以为商品的名称、商品的规则型号、商品的生产流水号、商品的生产日期或者商品的有效期等等，此时的参数信息也可以叫做商品信息。当然，上述过程中的载体也可以是非商业性物品，例如，二代身份证，当载体为二代身份证时，参数信息即为二代身份证的对应参数信息。在实际生成时，电子标签的载体的参数信息还可以根据实际的载体情况，自行定义。

此外，为了实现上述结构中的功能，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成装置还包括：配置模块（未示出），用于预先配置私钥；其中，私钥为载体的对应机构的私钥，并且，在预先配置私钥时，该配置模块用于根据密钥管理系统依据私钥矩阵和组合公钥算法，将载体的对应机构的名称作为标识生成与载体的对应结构对应的私钥。

另外，为了防止防伪电子标签在使用后，被再次利用，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的生成装置还可以包括：绑定模块（未示出），用于将防伪电子标签与载体进行绑定，促使防伪电子标签与载体不可分离。

根据本发明的实施例，还提供了一种基于CPK防伪电子标签的验证装置。

如图6所示，根据本发明实施例的基于CPK防伪电子标签的验证装置包括：

通信模块61，用于根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

第二分析模块62，用于对读取出的防伪信息签名进行分析，得到公钥；

验证模块63，根据公钥、UID、RFID的载体的参数信息对防伪信息签名进行验证。

上述结构中，第二分析模块进一步包括分析子模块（未示出）和计算子模块（未示出），其中，分析子模块，用于对读取出的防伪信息签名进行分析，确定出防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称；计算子模块，用于根据载体的对应机构的名称、以及与密钥管理系统中对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到公钥。

在实际生产时，根据本实施例的基于CPK防伪电子标签的验证装置可以设计成手持式的，方便用户在验证防伪电子标签时，携带方便。也可以将该验证装置或验证程序设计在常用装置中，使得验证手段可以普及化。例如，设计成内置有NFC功能的手持装备，因为，内置有NFC功能的手持设备都可以安装有CPK公钥矩阵和组合公钥算法，因此，在实际使用时，用户可以直接利用内置有NFC功能的手持设备来进行验证，而由于目前市面上包括三星、摩托罗拉、诺基亚、索尼等各大知名手机生产商均推出了NFC功能的手机，从而在实际使用时，用户可以选择这种具备NFC功能的手机来验证，从而使得用户可以随时随地都能使用。

当然，在实际使用时，用户不一定非得选择具备NFC功能的手机，也可以根据实际情况选择其他的具备NFC功能的装备来进行验证，只要选择的NFC功能的装置可以安装CPK公钥矩阵和组合公钥算法即可。

以下结合防伪电子标签在酒类商品防伪系统中的实例对本发明的上述方案进行详细说明。

图7是防伪电子标签在酒类商品防伪系统中的结构图，采用RFID破坏式电子标签实现对酒类商品的防伪。在酒类商品中，采用带有RFID电子标签的酒瓶盖，当拧开酒瓶盖时，瓶盖上标签芯片与天线断裂，RFID电子标签随即破坏，无法读取，防止再次回收利用。此外可以基于RFID电子标签建立物流及供应链管理系统，通过该系统记录每瓶酒的生产、仓储、销售出厂的全过程，并可以自动统计产量、销量等信息，在达到防伪效果的同时，实现管理的信息化。

如图7所示，防伪系统包括标签发行设备、CPK电子标签瓶盖、手持验证设备（即上述的基于CPK防伪电子标签的验证装置）。其中，标签发行设备包括标签写卡终端、生产厂商的私钥。

对于防伪信息的产生过程。由生产厂商指定酒的商品信息，以及发行端软件，将商品信息以及对防伪信息的签名等写入瓶盖内的RFID电子标签中，写卡终端读出瓶盖中的RFID电子标签芯片的UID，将商品信息与UID组织在一起，生成唯一的商品防伪信息；使用生产厂商的私钥对商品防伪信息进行签名，产生签名信息。

对于防伪信息的验证过程。手持验证设备可以方便的实现脱机验证，脱机验证的过程为：手持验证设备读出酒瓶盖中的RFID电子标签芯片的UID、芯片内存储的商品信息、签名信息，将商品信息与UID组织在一起，生成商品的防伪信息，从签名中取出生产厂商的标识，使用组合公钥算法计算出生产厂商的公钥，用生产厂商的公钥验证签名，如果签名验证通过后，将商品信息显示在手持设备的屏幕上，一并显示本瓶酒是正品的提示信息；如果签名验证失败后，在手持设备的屏幕上醒目地标注本瓶酒非正品的警告信息，同时以声音、震动的方式告警。

消费者或经销商在验证酒（或其他多种商品）的真伪时，只需持有手持验证设备在酒瓶盖前扫描一下，即可在瞬间鉴别该酒的真伪。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，在防伪电子标签的生成过程中，通过逻辑手段将电子标签的唯一标识和电子标签的载体的参数信息有机结合起来，得到防伪信息，从而保证了防伪电子标签的防伪信息不会被物理复制，而且，在生成过程中，本发明还通过私钥对防伪信息进行签名，从而保证了防伪电子标签中的数据的真实性，为后期的验证提供了有力的依据。在防伪电子标签的验证过程中，是直接提取防伪电子标签中的数据，根据提取的数据计算出防伪信息、防伪信息签名、厂商名称，根据厂商名称计算厂商的公钥，验证防伪信息签名，进而确定防伪信息是否为真实的；整个验证过程中，无需连接互联网，实现了本地验证的功能，做到了随时随地、简单易行的验证，进而使得验证手段更为便捷和通用化，实现了简化防伪信息的验证过程、降低验证防伪信息的难度的效果。本发明可应用于商品防伪和证件防伪等领域。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于组合公钥CPK防伪电子标签的生成方法，其特征在于，包括：

对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定所述RFID的唯一标识UID；

将确定出的所述UID与所述RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

根据预先配置的私钥对所述防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

将所述防伪信息签名与所述参数信息写入至所述RFID中，生成防伪电子标签。

2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述参数信息包括以下至少之一：

载体的名称、载体的规则型号、载体的对应编号、载体的生产日期、载体的有效期。

3.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，进一步包括：

预先配置私钥，其中，所述私钥为载体的对应机构的私钥，并且，预先配置私钥包括：密钥管理系统依据私钥矩阵和组合公钥算法，将所述载体的对应机构的名称作为标识生成与所述载体的对应机构对应的私钥。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的生成方法，其特征在于，进一步包括：

将所述防伪电子标签与所述载体进行绑定，促使所述防伪电子标签与所述载体不可分离。

5.一种基于CPK防伪电子标签的验证方法，其特征在于，包括：

根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

对读取出的所述防伪信息签名进行分析，得到公钥；

根据所述公钥、所述UID、所述RFID的载体的参数信息对所述防伪信息签名进行验证。

6.根据权利要求5所述的验证方法，其特征在于，对读取出的所述防伪信息签名进行分析，得到公钥包括：

对读取出的所述防伪信息签名进行分析，确定出所述防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称；

根据所述载体的对应机构的名称、以及对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到所述公钥。

7.一种基于CPK防伪电子标签的生成装置，其特征在于，包括：

第一分析模块，用于对预先配置的电子标签RFID进行分析，确定所述RFID的唯一标识UID；

组合模块，用于将确定出的所述UID与所述RFID的载体的参数信息进行组合，生成防伪信息；

签名模块，用于根据预先配置的私钥对所述防伪信息进行签名，生成防伪信息签名；

生成模块，用于将所述防伪信息签名与所述参数信息写入至所述RFID中，生成防伪电子标签。

8.根据权利要求7所述的生成装置，其特征在于，进一步包括：

绑定模块，用于将所述防伪电子标签与所述载体进行绑定，促使所述防伪电子标签与所述载体不可分离。

9.一种基于CPK防伪电子标签的验证装置，其特征在于，包括：

通信模块，用于根据近距离无线通讯技术NFC，读取防伪电子标签中存储的唯一标识UID、防伪信息签名以及电子标签RFID的载体的参数信息；

第二分析模块，用于对读取出的所述防伪信息签名进行分析，得到公钥；

验证模块，用于根据所述公钥、所述UID、所述RFID的载体的参数信息对所述防伪信息签名进行验证。

10.根据权利要求9所述的验证装置，其特征在于，所述第二分析模块进一步包括分析子模块和计算子模块，其中，

分析子模块，用于对读取出的所述防伪信息签名进行分析，确定出所述防伪信息签名中包含的载体的对应机构的名称；

计算子模块，用于根据所述载体的对应机构的名称、以及与密钥管理系统中的对应的公钥矩阵和组合公钥算法，得到所述公钥。