CN104851007B - 基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统及其方法，涉及一种商品信息管理方法技术领域。该发明包括商品信息的初始化；商品信息的读取；商品信息的溶解；自溶解商品信息的解封。本发明提供一个可查询的商品凭证，通过该凭证经销商和消费者可以获知商品的详细信息以鉴别真伪，而该凭证不可被伪造或被重复利用，杜绝假冒伪劣产品套用真实包装的情况。

Description

基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种商品信息管理方法技术领域，特别是涉及基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统及其方法。

背景技术

在当前的商品交易与流通市场，为保证商品的真实性，厂家通常采取多种手段为消费者提供商品真伪性的鉴别，如防伪标识、电码电话防伪、微电子芯片防伪，条形码防伪等。近期，不少商品开始实行“一物一码”制，即一件商品唯一对应一个二维码。消费者可以通过扫描印制在商品外包装上的二维码查询商品的具体信息以鉴别商品的真伪。二维码人眼无法识别，只能通过扫描器扫描识别。扫描结果可以通过联网在数据库中查询商品对应的具体信息，如产品名称、牌号、批号、厂名、代码、编码等。“一物一码”这种防伪方式使用方便，可实现“防伪查询”和“过程追溯”的全程质量安全保证。但对于高档消费品而言，仍然存在外包装被回收用以包装假冒伪劣产品，再重新流入市场的可能。例如一些高档酒类，在当前的造假技术条件下，造假者完全具备能力将假酒装入回收的旧瓶中，再重新卖给下级经销商或消费者。在这种情况下，商品所附带的二维码并不能为下级经销商或消费者提供正确的商品信息，从而无法鉴别出商品的真伪。

因此，为保障经销商和消费者的合法权益，杜绝假冒伪劣产品，人们急需设计一种安全高效的商品信息管理方法。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统及其方法，使其提供一个可查询的商品凭证，通过该凭证经销商和消费者可以获知商品的详细信息以鉴别真伪，而该凭证不可被伪造或被重复利用，杜绝假冒伪劣产品套用真实包装的情况。

为了解决上述问题，本发明提供一种基于二维码和自溶解系统的商品信息管理方法，其中，包括以下步骤：

S10、商品信息的初始化：商品在出厂时被贴上与之唯一对应的已加密的二维码标签，该二维码标签所带的加密信息中对应一个随机生成的秘钥K，商品信息被秘钥K加密后和密钥K一起保存在中心服务器；

S20、商品信息的读取：移动客户端将识别得到的二维码信息发送给中心服务器，中心服务器在数据库中查询该信息对应的密钥K和被加密后的商品信息，并回送给移动客户端，移动客户端使用密钥K对商品信息密文进行解密；

S30、商品信息的溶解：当商品交易或流通满足一定条件时，中心服务器将加密密钥分块存储到DHT网络中的某些节点中，之后移动客户端请求查询时只回复被加密后的商品信息；

S40、自溶解商品信息的解封：由于DHT网络的动态特性，存储到DHT网络中的密钥将会有一个生命周期，在该生命周期内，移动客户端可以通过在DHT网络中搜索密钥对商品信息进行解密，当该生命周期结束后，将无法从DHT网络中取回密钥，已被加密的商品信息由于无法解密而失效。

优选的，在所述步骤S10中，还包括以下步骤：

S101、每件商品出厂时都被分配一个唯一编号并对其加密，加密后的编号以二维码标签的形式附带到商品上，其中，加密使用的密钥与中心服务器共享，以后可用于解密二维码标签信息；

S102、每件商品都随机分配一个密钥K对商品信息进行加密，再将该商品的唯一编码、密钥K、加密后的商品信息一起发送到中心服务器保存。

优选的，在所述步骤S20中，还包括以下步骤：

S201、在使用移动客户端扫描商品上的二维码时，移动客户端将把扫描所得信息发送到中心服务器；

S202、中心服务器使用共享密钥解密该信息获得该商品的唯一编号，根据此编号在数据库中查找对应的密钥K和加密后的商品信息，并回送给移动客户端；

S203、移动客户端使用密钥K解密商品信息密文，得到商品信息明文。

优选的，在所述步骤S30中，还包括以下步骤：

S301、商品出厂时设置有一定的流通次数，当用户以消费者身份读取商品信息后自动触发溶解功能；

S302、一旦商品信息决定被溶解，中心服务器把该商品的加密密钥K分解成n份子密钥，即k1，k2，…，kn，当拥有k(k<n)份子密钥才可以重组还原出加密密钥K；

S303、中心服务器使用一个以L为种子的密码学安全的伪随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I1，I2，…，In，系统将(I1，k1,)，(I2，k2)，…，(In，kn)存储到DHT网络中的对应节点中；

S304、中心服务器将原来的加密密钥替换成随机数种子L，此时服务器不再提供商品信息的解密密钥。

优选的，在所述步骤S40中，还包括以下步骤：

S401、消费者通过移动客户端扫描商品二维码信息，并从中心服务器获取随机数种子L和加密后的商品信息；

S402、移动客户端用以L为种子的随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I₁，I₂，…，I_n，并使用这些索引从DHT网络中取回子密钥；

S403、当取回的子密钥数大于或等于k时，就可以重组出加密密钥K，否则无法解密商品信息密文；

S404、用密钥K解密商品信息的密文，从而得到明文信息。

一种基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统，其中，包括商品信息初始化装置、中心服务器和移动客户端；

商品信息初始化装置：按要求生成商品信息，对商品信息进行加密，将商品信息发送到中心服务器并生成该商品的二维码标签；

中心服务器：接收来自商品信息初始化装置发送的商品信息并保存到商品信息数据库中，负责接收来自移动客户端的加密信息，使用解密模块解密得到商品唯一编码，并根据此唯一编码在商品信息数据库中查找对应的商品记录，并将商品信息记录发送给客户端；

移动客户端：扫描商品外包装上的二维码，将其转换为加密后的商品唯一编号发送到中心服务器以激活查询操作；接收来自中心服务器回传的商品的加密信息。

优选的，所述商品信息初始化装置包括第一随机数生成模块、加密模块和二维码生成模块；

第一随机数生成模块：负责按要求生成随机数，如加密密钥、商品唯一编号等；

加密模块：负责接收未加密的商品信息，并使用加密密钥对商品信息进行加密得到密文，再将商品唯一编号、加密密钥、商品信息密文发送给中心服务器；

二维码生成模块：负责使用共享密钥将商品唯一编号加密并生成二维码标签。

优选的，所述中心服务器包括商品记录接收模块、商品信息数据库模块、第一解密模块、商品记录查询模块、第二随机数生成模块和密钥分解模块；

商品记录接收模块：负责接收来自商品信息初始化装置发送的商品唯一编号、加密密钥和商品信息密文，并保存到商品信息数据库模块；

商品信息数据库模块：负责保存商品唯一编号、加密密钥或用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，以唯一编号为主键，每一条记录对于一件商品；

第一解密模块：负责使用共享密钥对加密唯一编号进行解密；

商品记录查询模块：负责接收来自移动客户端的加密唯一编号，使用第一解密模块解密得到商品唯一编号，并根据此唯一编号在商品信息数据库模块中查找对应的商品记录，包括加密密钥或用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，并将商品信息记录发送给移动客户端；

第二随机数生成模块：负责按要求生成随机数，如用于生成DHT网络索引的随机数种子；

密钥分解模块：负责对加密密钥进行分解，该模块接收来自移动客户端的加密唯一编号，使用解密模块进行解密后得到唯一编号，并从商品信息数据库模块中查询得到原始加密密钥。

优选的，所述移动客户端包括二维码识别模块、第二解密模块、密钥重组模块和商品信息自溶解模块；

二维码识别模块：负责扫描商品外包装上的二维码，将其转换为加密唯一编号，该模块将此加密唯一编号发送到中心服务器以激活查询操作；

第二解密模块：负责接收加密密钥和商品信息密文；

密钥重组模块：负责接收来自中心服务器的用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，用第二随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I₁，I₂，…，I_n，并使用这些索引从DHT网络中取回子密钥；

商品信息自溶解模块：负责接收来自消费者的触发信号，激活对当前正在处理的商品信息实行自溶解。

优选的，所述密钥重组模块中，当取回的子密钥数大于或等于k(k<n)时，就可以重组出加密密钥，供解密模块解密使用；如果取回子密钥小于k，则无法解密商品信息密文。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、加密二维码的使用可以有效降低商品唯一凭证被猜测和伪造的可能性；

2、在商品的交易和流通过程中灵活地触发商品信息自溶解行为，触发的条件由厂商设定以实现自动触发，也可以是消费者主动触发；

3、触发商品信息自溶解后，在生命周期内消费者仍然可以获得商品信息；

4、在生命周期结束后，商品信息将自动溶解，不需要厂家、经销商或者消费者任何一方执行任何特定操作；

5、商品信息自溶解后，即使造假者重复利用商品二维码标签，虽然能够获得加密后的商品信息，但也无法将其解密，从而暴露造假行为；

6、攻击者获得商品对应的加密密钥也没有任何意义，商品信息的解密行为只发生在移动客户端，攻击者通过操控解密行为欺骗消费者的可行性较低；

7、商品信息的获取过程对消费者是透明的，相比于现有的电话或短信验证技术更加方便且高效；

8、技术实现仅依赖现有成熟的二维码生成和识别技术、密码学技术以及P2P中的DHT网络，不依赖于任何附加的专门设备，不需要使用安全性硬件。

附图说明

图1为本实施例中商品信息管理方法流程示意图；

图2为本实施例中商品信息初始化装置与中心服务器的交互示意图；

图3为本实施例中移动客户端与中心服务器的交互示意图；

图4为本实施例中商品信息管理系统的交互示意图。

主要元件符号说明：

1-商品信息初始化装置 2-移动客户端

3-中心服务器 4-商品信息数据库模块

5-商品记录接收模块 6-二维码生成模块

7-第一随机数生成模块 8-加密模块

9-第一解密模块 10-密钥分解模块

11-商品记录查询模块 12-第二随机数生成模块

13-密钥重组模块 14-第二解密模块

15-二维码识别模块 16-商品信息自溶解模块

附图中英文注释含义如下：

UID：商品唯一编号

K：商品信息加密密钥

L：随机数生成种子，用于生成DHT网络索引

C：用K加密后的商品信息密文

加密UID：从二维码读取的信息，在出厂过程中使用SharedKey对UID加密所得

SharedKey：用于加密UID的共享密钥

Subkeys：分解后K的子密钥

Index：DHT网络节点的索引

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明的实施例包括以下步骤：

S10、商品信息的初始化：

S101、对于每件商品，厂家在出厂时给其分配一个唯一编号并对其加密，加密后的编号以二维码标签的形式附带到商品上，加密使用的密钥与中心服务器共享，以后可用于解密二维码标签信息，对唯一编号进行加密可有效降低其被推测的可能性。

S102、对于每件商品，厂家为其随机分配一个密钥K对商品信息进行加密，再将该商品的唯一编码、密钥K、加密后的商品信息一起发送到中心服务器保存。

S20、商品信息的读取：

S201、消费者(或经销商)使用移动客户端扫描商品上的二维码，移动客户端将扫描所得信息发送到中心服务器。

S202、中心服务器使用共享密钥解密该信息获得该商品的唯一编号，根据此编号在数据库中查找对应的密钥K和加密后的商品信息，并回送给移动客户端。

S203、移动客户端使用密钥K解密商品信息密文，得到商品信息明文。

S30、商品信息的溶解：

S301、消费者在读取商品信息后，可以选择对该商品信息进行溶解，例如，消费者断定此商品已被使用，不可再进行流通。厂家也可以在商品出厂时为商品设置一定的流通次数，当用户以消费者身份读取商品信息后自动触发溶解功能。

S302、一旦商品信息决定被溶解，中心服务器把该商品的加密密钥K分解成n份子密钥，即k1，k2，…，kn，当拥有k(k<n)份子密钥才可以重组还原出加密密钥K。

S303、中心服务器使用一个以L为种子的密码学安全的伪随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I1，I2，…，In。系统将(I1，k1,)，(I2，k2)，…，(In，kn)存储到DHT网络中的对应节点中。

S304、中心服务器将原来的加密密钥替换成随机数种子L，此时服务器不再提供商品信息的解密密钥。

S40、自溶解商品信息的解封：

S401、消费者通过移动客户端扫描商品二维码信息，并从中心服务器获取随机数种子L和加密后的商品信息。

S402、移动客户端用以L为种子的随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I₁，I₂，…，I_n，并使用这些索引从DHT网络中取回子密钥。

S403、当取回的子密钥数大于或等于k时，就可以重组出加密密钥K，否则无法解密商品信息密文，无法解密的情况意味着商品信息完成了自溶解。

S404、用密钥K解密商品信息的密文，从而得到明文信息。

如图2至图4所示，本发明的实施例通过将二维码生成与识别技术、密码学技术与P2P(点对点)中的DHT(Distributed Hash Table，分布式哈希表)网络三者结合，形成了适用于鉴别商品真伪性的商品信息管理系统。

该系统包括中心服务器3、商品信息初始化装置1和移动客户端2三部分。商品在出厂时被贴上与之唯一对应的二维码标签，该二维码所带信息已被加密，使用普通二维码识别设备读出该信息是没有意义的。每一件商品对应一个随机生成的秘钥K，商品信息被秘钥K加密后和密钥K一起保存在中心服务器3。经销商或消费者使用本系统的移动客户端2扫描被加密的二维码，移动客户端2将识别得到的二维码信息发送给中心服务器3，中心服务器3在数据库中查询该信息对应的密钥K和被加密后的商品信息，并回送给移动客户端2。移动客户端2使用密钥K对商品信息密文进行解密。至此，消费者可以在移动客户端2上读取该商品的具体信息以鉴定真伪。当商品交易或流通满足一定条件时，中心服务器3将加密密钥分块存储到DHT网络中的某些节点中，该DHT网络具有数以百万计的节点。至此，中心服务器3不再保留加密密钥，每当移动客户端2请求查询时只回复被加密后的商品信息。由于DHT网络的动态特性，存储到DHT网络中的密钥将会有一个生命周期，在该周期内，移动客户端2可以通过在DHT网络中搜索密钥对商品信息进行解密；当密钥的生命周期结束后，任何人也无法从DHT网络中取回密钥，已被加密的商品信息由于无法解密而失去任何意义，从而实现商品信息的自溶解和杜绝任何篡改、重复利用防伪标签的造假行为。

本实施例中的商品信息初始化装置1，包括以下模块：

第一随机数生成模块7：负责按要求生成随机数，如加密密钥、商品唯一编号等。

加密模块8：负责接收未加密的商品信息，并使用加密密钥K(由第一随机数生成模块7生成)对商品信息进行加密得到密文C，再将商品唯一编号UID(由第一随机数生成模块7生成)、加密密钥K、商品信息密文C发送给中心服务器3。

二维码生成模块5：负责使用共享密钥SharedKey将商品唯一编号UID加密并生成二维码标签，供厂家贴到商品的外包装上。

本实施例中的中心服务器3，包括以下模块：

商品记录接收模块5：负责接收来自商品初始化装置1发送的商品唯一编号UID、加密密钥K和商品信息密文C，并保存到商品信息数据库模块4。

商品信息数据库模块4：负责保存商品唯一编号UID、加密密钥K(或用于生成DHT网络索引的随机数种子L)和商品信息密文C，以UID为主键，每一条记录对于一件商品。在触发商品信息自溶解之前，K/L字段保存的是商品信息加密密钥K。在触发商品信息自溶解之后，K/L字段保存的是用于生成DHT网络索引的随机数种子L。

第一解密模块9：负责使用共享密钥SharedKey对加密UID进行解密。

商品记录查询模块11：负责接收来自移动客户端2的加密UID，使用第一解密模块9解密得到商品唯一编码UID，并根据此UID在商品信息数据库中查找对应的商品记录，包括加密密钥K(或用于生成DHT网络索引的随机数种子L)和商品信息密文C，并将商品信息记录发送给移动客户端2。需要注意的是，在触发商品信息自溶解之前，该模块对商品记录查询的应答是加密密钥K和商品信息密文C。在触发商品信息自溶解之后的应答则是用于生成DHT网络索引的随机数种子L和商品信息密文C。

第二随机数生成模块12：负责按要求生成随机数，如用于生成DHT网络索引的随机数种子。

密钥分解模块10：负责对加密密钥K进行分解。该模块接收来自移动客户端2的加密UID，使用第一解密模块9进行解密后得到UID，并从商品信息数据库模块4中查询得到原始加密密钥K。该模块把加密密钥K分解成容量为n的子密钥集合Subkeys：k1，k2，…，kn，当拥有k(k<n)份子密钥才可以重组还原出加密密钥K。该模块再以L为种子生成n个DHT网络的索引index：I1，I2，…，In，再将(I1，k1,)，(I2，k2)，…，(In，kn)存储到DHT网络(本实施例中使用电驴子eMul kad网络)中的对应节点中。该模块最后将原来的加密密钥K替换成随机数种子L，此时服务器不再提供商品信息的解密密钥。

本实施例中的移动客户端2，包括以下模块：

二维码识别模块15：负责扫描商品外包装上的二维码，将其转换为文本信息，即加密后的商品唯一编号，简称加密UID，该模块将此加密UID发送到中心服务器3以激活查询操作。

第二解密模块14：负责接收加密密钥K和商品信息密文C。在触发商品信息自溶解之前，解密密钥K和商品信息密文C均来自中心服务器3，在触发商品信息自溶解之后则是来自密钥重组模块13。

密钥重组模块13：负责接收来自中心服务器3的用于生成DHT网络索引的随机数种子L和商品信息密文C，用以L为种子的第二随机数生成模块12生成n个DHT网络的index：I₁，I₂，…，I_n，并使用这些index从DHT网络(本发明使用电驴子eMul kad网络)中取回子密钥Subkeys。当取回的子密钥数大于或等于k时，就可以重组出加密密钥K，供解密模块解密使用；如果取回子密钥Subkeys小于k，则无法解密商品信息密文C，此时报告出错信息给用户以提醒该商品存在假冒伪造的嫌疑。

商品信息自溶解模块16：负责接收来自消费者的触发信号，激活对当前正在处理的商品信息实行自溶解。

密钥重组模块13在取回单个子密钥的过程中同时向多个节点发送请求，如果一个节点已返回结果，即立刻停止等待其它节点的响应，从而加快取回子密钥的过程。

本实施例中英文注释含义如下：

UID：商品唯一编号；

K：商品信息加密密钥；

L：随机数生成种子，用于生成DHT网络索引；

C：用K加密后的商品信息密文；

加密UID：从二维码读取的信息，在出厂过程中使用SharedKey对UID加密所得；

SharedKey：用于加密UID的共享密钥；

Subkeys：分解后K的子密钥；

Index：DHT网络节点的索引。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统，其特征在于，包括商品信息初始化装置、中心服务器和移动客户端；商品信息初始化装置：按要求生成商品信息，对商品信息进行加密，将商品信息发送到中心服务器并生成该商品的二维码标签；

中心服务器：接收来自商品信息初始化装置发送的商品信息并保存到商品信息数据库中，负责接收来自移动客户端的加密信息，使用解密模块解密得到商品唯一编码，并根据此唯一编码在商品信息数据库中查找对应的商品记录，并将商品信息记录发送给客户端；所述中心服务器包括商品记录接收模块、商品信息数据库模块、第一解密模块、商品记录查询模块、第二随机数生成模块和密钥分解模块；商品记录接收模块：负责接收来自商品信息初始化装置发送的商品唯一编号、加密密钥和商品信息密文，并保存到商品信息数据库模块；商品信息数据库模块：负责保存商品唯一编号、加密密钥或用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，以唯一编号为主键，每一条记录对于一件商品；第一解密模块：负责使用共享密钥对加密唯一编号进行解密；商品记录查询模块：负责接收来自移动客户端的加密唯一编号，使用第一解密模块解密得到商品唯一编号，并根据此唯一编号在商品信息数据库模块中查找对应的商品记录，包括加密密钥或用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，并将商品信息记录发送给移动客户端；第二随机数生成模块：负责按要求生成随机数，如用于生成DHT网络索引的随机数种子；密钥分解模块：负责对加密密钥进行分解，该模块接收来自移动客户端的加密唯一编号，使用解密模块进行解密后得到唯一编号，并从商品信息数据库模块中查询得到原始加密密钥；

移动客户端：扫描商品外包装上的二维码，将其转换为加密后的商品唯一编号发送到中心服务器以激活查询操作；接收来自中心服务器回传的商品的加密信息。

2.如权利要求1所述的基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统，其特征在于，所述商品信息初始化装置包括第一随机数生成模块、加密模块和二维码生成模块；

第一随机数生成模块：负责按要求生成随机数，如加密密钥、商品唯一编号等；

加密模块：负责接收未加密的商品信息，并使用加密密钥对商品信息进行加密得到密文，再将商品唯一编号、加密密钥、商品信息密文发送给中心服务器；

二维码生成模块：负责使用共享密钥将商品唯一编号加密并生成二维码标签。

3.如权利要求1所述的基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统，其特征在于，所述移动客户端包括二维码识别模块、第二解密模块、密钥重组模块和商品信息自溶解模块：

二维码识别模块：负责扫描商品外包装上的二维码，将其转换为加密唯一编号，该模块将此加密唯一编号发送到中心服务器以激活查询操作；

第二解密模块：负责接收加密密钥和商品信息密文；

密钥重组模块：负责接收来自中心服务器的用于生成DHT网络索引的随机数种子和商品信息密文，用第二随机数生成器生成n个DHT网络的索引：I₁，I₂，…，In，并使用这些索引从DHT网络中取回子密钥；

商品信息自溶解模块：负责接收来自消费者的触发信号，激活对当前正在处理的商品信息实行自溶解。

4.如权利要求3所述的基于二维码和自溶解系统的商品信息管理系统，其特征在于，所述密钥重组模块中，当取回的子密钥数大于或等于k(k<n)时，就可以重组出加密密钥，供解密模块解密使用；如果取回子密钥小于k，则无法解密商品信息密文。