CN104933580A - 一种艺术品防伪智能卡的制卡设备、服务器及制卡方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种艺术品防伪智能卡的制卡设备，包括处理器、存储单元、通讯单元、交互单元、艺术品信息采集单元和证卡打印机。存储单元中存储有设备id和设备公钥。艺术品信息采集单元包括一个腔室，该腔室内设有一个用于承载艺术品的转台。腔室的顶部、底部、侧面均设置至少一个摄像设备。艺术品信息采集单元还包括一个用来获取艺术品重量的称重设备。证卡打印机用来读写智能卡以完成艺术品防伪智能卡的制造。本申请还公开了艺术品防伪智能卡的服务器及制卡方法，可以在不破坏艺术品、不影响艺术品美观的前提下，为每件艺术品制作一张防伪智能卡，并在服务器存储艺术品的详细信息。防伪智能卡用于跟随艺术品一起展示交易，可用来判断艺术品真伪。

Description

一种艺术品防伪智能卡的制卡设备、服务器及制卡方法

技术领域

本申请涉及一种用于艺术品防伪认证的智能卡、以及制作所述艺术品防伪智能卡的设备及制卡方法、以及验证所述艺术品防伪智能卡的设备及验卡方法、以及存储艺术品详细信息的服务器及整套艺术品防伪系统。

背景技术

在艺术品业界，仿造艺术品、伪造知名艺术家的作品等不法现象时有发生。为了鉴别艺术品的真伪，有些艺术家为自己原创的艺术品编制序列号、印制证书，有些业内专家或机构为自己鉴定为真品的艺术品编制序列号、印制证书，在交流展示、交易流转等环节中通过证书来确保艺术品为真品。然而印制证书的技术门槛较低，比较容易被假冒，假冒的艺术品往往配合有假冒的证书。为了鉴别艺术品和/或证书的真伪，需要由艺术家、业内专家或机构进行人工辨识，耗时耗力。

申请公布号为CN104166919A、申请公布日为2014年11月26日的中国发明专利申请公开了一种艺术品的防伪鉴别系统，以下简称A方案。A方案在艺术品上设置隐形标记，艺术品信息及隐形标记信息保存在数据库中，激光识别终端读取艺术品上的隐形标记信息并与数据库中的预存信息相比较以判断艺术品的真伪。

A方案存在如下不足：

其一，适用对象受限。A方案记载对于纸绢类艺术品加盖隐形的防伪标记，即将雕刻好的二维码印章蘸上隐形印泥盖上去；对于杂项类艺术品采用相似方法制作的隐形标贴。显然，在杂项类艺术品上粘帖具有隐形标记的标贴会破坏艺术品的整体美观，所使用的粘帖剂还可能损坏艺术品。

其二，隐形标记易被破坏。例如，玉石类艺术品经常被所有者把玩、清洁，在此过程中隐形标记容易被破坏而导致无法识别。

其三，隐形标记易被仿造。A方案记载了隐形印泥为现有技术，因此如何识别及读取隐形标记也必然为现有技术。在艺术品交流展示的时候，违法者可以通过一定的技术手段了解到真正的艺术品上隐形标记的位置及图案，并在仿造艺术品的同时一并仿造隐形标记，此时A方案就无法实现辨别真伪之目的。

申请公布号为CN104392365A、申请公布日为2015年3月4日的中国发明专利申请公开了一种艺术品防伪管理系统，以下简称B方案。B方案采用RFID(射频识别)技术，在艺 术品上隐秘设置一个或多个电子标签，艺术品信息及电子标签信息保存在数据库和电子标签中，读写器读取艺术品上的电子标签信息并与数据库中的预存信息相比较以判断艺术品的真伪。

B方案存在如下不足：

其一，适用对象受限。B方案需要在艺术品上设置一个或多个电子标签，通常采用粘帖或嵌入设置。以玉石类艺术品为例，其无法嵌入设置电子标签，只能粘帖设置电子标签。显然，粘帖设置电子标签会破坏艺术品的整体美观，所使用的粘帖剂还可能损坏艺术品。

其二，电子标签易被伪造。虽然B方案记载电子标签无法修改或仿造，然而已有文献表明RFID技术的安全性堪忧。例如，2013年01期的《计算机安全》刊载的《RFID系统安全分析》、2013年50期的《城市建设理论研究》刊载的《RFID安全解决方案研究》均记载电子标签、读写器可被伪造。一旦伪造的艺术品配有伪造的电子标签，B方案就无法实现辨别真伪之目的。

申请公布号为CN103745365A、申请公布日为2014年4月23日的中国发明专利申请与申请公布号为CN103761655A、申请公布日为2014年4月30日的中国发明专利申请及申请公布号为CN103763007A、申请公布日为2014年4月23日的中国发明专利申请相互关联，公开了一种基于艺术品的注册、转让和鉴定方法，以下简称C方案。C方案将整个系统分为三层，第一层是防伪服务器，第二层是防伪手机中的智能卡，第三层是防伪标签。这三层的多个id、令牌等信息相互验证后分别保存，在转让、鉴定时均需要三层同时验证通过。

C方案存在如下不足：

其一，适用对象受限。C方案需要在防伪对象即艺术品中内置防伪标签。以玉石类艺术品为例，其无法内置电子标签，因而无法使用C方案。

其二，成本高。C方案所需的防伪手机需要内置智能卡，并且该智能卡需参与加密运算。现有的手机显然无法作为这种防伪手机使用，因此C方案需要采用经过特殊硬件设计的防伪手机，在艺术品注册、转让和鉴定时的各方参与者都必须配备这种经过特殊硬件设计的防伪手机。这使得整个方案的成本很高，难以推广。

其三，使用寿命有限。C方案记载的创建令牌、鉴定令牌均可选择为带时限的。如果对令牌不设时间限制，相当于允许使用者反复尝试，安全性较弱。因此为增强安全性，通常将令牌时间设置为带时间限制，此时就要求服务器、防伪手机中的智能卡、防伪标签三层的时间同步。对于手机和防伪标签而言，目前普遍采用晶体振荡器产生时钟信号，其缺点是经过若干年后时钟信号的累积误差可能会超出令牌的时间限制，因而导致整个方案失效。 艺术品的收藏往往会跨越数年乃至数百年，C方案难以支持跨越数年的使用需求。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种艺术品防伪智能卡的制卡设备及制卡方法，用于制作所述防伪智能卡。本申请还要提供一种所述艺术品防伪智能卡的防伪服务器。

为解决上述技术问题，本申请艺术品防伪智能卡的制卡设备包括处理器、存储单元、通讯单元、交互单元、艺术品信息采集单元和证卡打印机；

所述存储单元中存储有设备id和设备公钥； 

所述艺术品信息采集单元包括一个腔室，该腔室内设有一个用于承载艺术品的转台；所述腔室的顶部、底部、侧面均设置至少一个摄像设备；所述艺术品信息采集单元还包括一个用来获取艺术品重量的称重设备；

所述证卡打印机用来读写智能卡以完成艺术品防伪智能卡的制造。

本申请艺术品防伪智能卡的服务器包括应用服务器和加密机；所述应用服务器用于对外通讯，而加密机仅与应用服务器通讯；

所述应用服务器包括图像重建单元和存储单元；所述图像重建单元根据制卡设备采集的艺术品照片和/或视频，建立艺术品的三维模型；所述存储单元保存艺术品三维模型以及制卡设备采集的艺术品信息；

所述加密机用于解密应用服务器接收的数据，加密应用服务器准备发送的数据；加密机中存储有卡私钥及其与卡公钥的对应关系、设备私钥及其与设备公钥的对应关系、合法的设备id、合法的卡id、各张防伪智能卡的使用状态、各张防伪智能卡与各台制卡设备的对应关系；

所述卡私钥与卡公钥构成了非对称加密算法的一对密钥对；

所述设备私钥与设备公钥构成了非对称加密算法的另一对密钥对。

本申请艺术品防伪智能卡的制卡方法包括如下步骤：

步骤410：制卡设备一开机，就将设备id上传至服务器；

步骤420：服务器判断该设备id是否合法，如果是就进入下一步，如果否就中断开机过程；

步骤430：制卡设备一旦探测到已连接防伪智能卡，就读取该防伪智能卡1的卡id并上传至服务器；

步骤440：服务器判断该卡id是否合法，还判断该卡id是否未使用，还判断该卡id是否与该制卡设备相对应，如果全为是就将该卡id标识为已使用，否则就向制卡设备返回 错误信息；

步骤450：制卡设备接收交互单元的输入，还接收艺术品信息采集单元的采集信息，并将这些内容上传至服务器；所述采集信息包括为艺术品拍摄照片和/或视频、称重；

步骤460：服务器根据艺术品照片和/或视频为艺术品建立三维模型，保存艺术品三维模型和艺术品信息，绑定艺术品与防伪智能卡，将艺术品的展示网址和/或艺术品id返回给制卡设备；

步骤470：制卡设备向所连接的防伪智能卡内写入服务器上的与该防伪智能卡所绑定的艺术品的展示网址和/或艺术品id；

在步骤410至步骤470中，制卡设备与服务器之间采用非对称加密算法的加密通讯方式，设备公钥与设备私钥作为非对称加密算法的一对密钥对。

本申请取得的技术效果是在不破坏艺术品、不影响艺术品美观的前提下，为每件艺术品制作一张防伪智能卡，并在服务器存储艺术品的详细信息。该防伪智能卡用于跟随艺术品一起展示、交易，可用来判断艺术品真伪。首先，该防伪智能卡是内置卡id、卡公钥的CPU卡，与金融卡为同等安全级别，难以仿造。其次，该防伪智能卡指向服务器上存储的艺术品详细信息，包含艺术品的三维模型与艺术品信息，使用者可通过对比服务器上的艺术品详细信息与实际的艺术品，最终判断艺术品真伪。

附图说明

图1是本申请艺术品防伪系统的整体结构示意图；

图2是艺术品防伪智能卡的结构示意图；

图3是艺术品防伪智能卡的制卡设备的结构示意图；

图4是艺术品防伪智能卡的制卡方法的第一实施例的流程图；

图5a和图5b是艺术品防伪智能卡的制卡方法的第二实施例的流程图；

图6是艺术品防伪智能卡的服务器的结构示意图；

图7是艺术品防伪智能卡的验卡设备的第一实施例的结构示意图；

图8是艺术品防伪智能卡的验卡设备的第二实施例的结构示意图；

图9是艺术品防伪智能卡的验卡方法的第一实施例的流程图；

图10是艺术品防伪智能卡的验卡方法的第二实施例的流程图。

图中附图标记说明：1为防伪智能卡；11为防伪智能卡的CPU；12为防伪智能卡的存储单元；121为卡id；122为卡公钥；123为艺术品展示网址和/或艺术品id；2为制卡设备；21为制卡设备的处理器；22为制卡设备的存储单元；221为设备id；222为设备公钥； 23为通讯单元；24为交互单元；25为艺术品信息采集单元；251为腔室；252为转台；253为腔室上方摄像设备；254为腔室下方摄像设备；255为腔室侧面摄像设备；256为称重设备；257为照明设备；26为证卡打印机；3为服务器；31为应用服务器；311为图像重建单元；312为应用服务器的存储单元；32为加密机；321为加密机的存储单元；3211为卡私钥；3212为设备私钥；4为验卡设备；41为近场通信单元；42为摄像单元；43为处理器；44为显示单元。

具体实施方式

本申请提供了一种艺术品防伪验证的整体解决方案。请参阅图1，本申请艺术品防伪系统包括：

——防伪智能卡1，每张防伪智能卡1绑定且仅绑定一件艺术品。每张防伪智能卡的内部存储有卡id、卡公钥、所绑定的艺术品在服务器3上的展示网址和/或艺术品id。

——制卡设备2，用来采集艺术品照片、艺术品信息、空白的防伪智能卡信息并上传至服务器3，还用来制作防伪智能卡1。每台制卡设备2的内部存储有设备id、设备公钥。所述艺术品照片是指艺术品在多个不同角度拍摄的照片，以用来对艺术品进行三维建模。所述艺术品信息包括艺术品名称、艺术家、创作时间、创作地点、艺术品说明、材料、重量等。所述空白的防伪智能卡是指尚未绑定艺术品的防伪智能卡，其内部已具有卡id和卡公钥。所述制作防伪智能卡1只是在此基础上增加信息，至少包括在防伪智能卡1的内部写入所绑定的艺术品在服务器3上的展示网址和/或艺术品id。

——服务器3，用来接收制卡设备2上传的艺术品照片、艺术品信息、空白的防伪智能卡信息，并根据艺术品照片建立艺术品三维模型，保存艺术品的三维模型和艺术品信息，将艺术品与防伪智能卡1绑定，并将所绑定的艺术品的展示网址和/或艺术品id传输给制卡设备2。服务器3的内部存储有卡私钥、卡私钥与卡公钥的对应关系、设备私钥、设备私钥与设备公钥的对应关系。所述卡私钥与卡公钥构成了非对称加密算法的一对密钥对，用于防伪智能卡1与服务器3之间相互验证合法性。所述设备私钥与设备公钥构成了非对称加密算法的另一对密钥对，用于制卡设备2与服务器3之间相互验证合法性。除了这两对密钥对之外，卡id、设备id提供了服务器3验证防伪智能卡1、制卡设备2的合法性的额外手段。

——验卡设备4，用来读取防伪智能卡1的信息，根据该信息并从服务器3获取艺术品的三维模型和艺术品信息并予以展示。

本申请艺术品防伪系统在使用时包括制卡和验卡两部分。

制卡是指采集艺术品信息，在服务器3上存储艺术品的详细信息，制作与该艺术品绑定的防伪智能卡1。通常将制卡设备2发放给艺术家，当艺术家完成某一件艺术品，则通过制卡设备2采集该艺术品照片、艺术品信息、空白的防伪智能卡1信息并上传至服务器3。服务器3根据艺术品照片为该艺术品进行三维建模。服务器3还保存艺术品的三维模型和艺术品信息，将艺术品与空白的防伪智能卡1相绑定，为所绑定的艺术品形成展示网址和/或艺术品id并传输给制卡设备2。制卡设备2将该艺术品在服务器3上的网址和/或艺术品标识写入到空白的防伪智能卡1的内部，完成制卡。

验卡是指通过防伪智能卡来验证艺术品真伪。由于防伪智能卡1与艺术品一一对应，因此可通过验证防伪智能卡1的真伪来初步判断艺术品真伪，还可根据服务器3上的艺术品详细信息来最终判断艺术品真伪。验卡设备4首先验证防伪智能卡1的合法性，然后读取防伪智能卡1信息，根据该信息从服务器3获取与该防伪智能卡1绑定的艺术品的三维模型和艺术品信息，并展示给使用者。使用者根据艺术品三维模型和艺术品信息，与实际的艺术品相比较，最终判断艺术品真伪。

与现有的艺术品防伪方案相比，本申请具有如下优势：

其一，适用范围广。本申请不会以印记、粘帖、嵌入等方式破坏艺术品，不会影响艺术品的整体美观，适用于各类艺术品。

其二，安全性高。本申请的防伪智能卡1与服务器3之间采用卡id和卡密钥对(即卡公钥和卡私钥)进行双重验证与加密通讯，制卡设备2与服务器3之间采用设备id和设备密钥对(即设备公钥和设备私钥)进行双重验证与加密通讯，这使得信息难以破解且防伪智能卡1与制卡设备2难以伪造。

本申请的服务器3中保存了艺术品的三维模型。违法者如想仿造整个防伪系统，则必须花费为艺术品建立三维模型的高昂成本，这将迫使违法者望而却步。

其三，成本低。本申请验卡设备4优选为手机、平板电脑等智能终端搭配app的形式，任何人均可免费下载app后使用，易于推广。

其四，使用寿命长。本申请并不依赖于有时限的令牌，因而无需考虑晶体振荡器在长期使用后所产成的累积时钟误差问题，可以确保数年乃至数百年的正常使用。

下面将对本申请的艺术品防伪系统的各个组成部分及实现方法进行详细介绍。

请参阅图2，本申请艺术品防伪智能卡1为CPU卡，包括CPU 11和存储单元12。在存储单元12中存储有卡id 121、卡公钥122、与该卡绑定的艺术品在服务器上的网址或艺术品id 123。所述卡id 121具有独一无二性，即不同的防伪智能卡1的卡id 121各不相同。 卡id 121可以采用明文、或加密、或设权限方式存储在存储单元12中。所述卡公钥122是指非对称加密算法的一对密钥对中的一个密钥，采用加密、或设权限方式存储在存储单元12中，通常不允许读取至外界而只允许读取后参与非对称加密算法的加解密运算。一张防伪智能卡1只能绑定一件艺术品，该艺术品在服务器3上的详细信息可以通过展示网址和/或艺术品id 123进行查询和访问。与该卡所绑定的艺术品在服务器3上的展示网址或艺术品id 123可以采用明文、或加密、或设权限方式存储在存储单元12中。

CPU卡也称智能卡，是银行等金融机构采用的主流卡片，本身就具有极高的安全性，难以仿造。本申请在艺术品防伪智能卡1中内置卡id与卡公钥，均可用来验证智能卡1的合法性，提供了双重验证手段进一步加强了安全性。此外，本申请在艺术品防伪智能卡1仅保存艺术品展示网址和/或艺术品id，仅用来指向服务器3上的艺术品详细信息。即便违法者掌握了复制、破解智能卡的技术，所得的信息也不足以对服务器3上的实质性内容构成破坏。

可选地，所述艺术品防伪智能卡1中还具有加密单元，其以逻辑电路或IP核等形式实现一种或多种对称加密算法和/或非对称加密算法。常用的对称加密算法包括DES算法、3DES算法、AES算法、国密SM1算法、国密SM4算法等。常用的非对称加密算法包括RSA算法、ElGamal算法、ECC算法等。可替换地，也可由CPU 11实现各种加密算法的加解密运算。

可选地，所述艺术品防伪智能卡1的表面还印制有图片和/或图案。图片例如是与该卡绑定的艺术品的代表图。图案例如是条形码、二维码等，指向与该卡绑定的艺术品在服务器上的展示网址和/或艺术品id 123。

请参阅图3，本申请艺术品防伪智能卡的制卡设备2包括：

——处理器21，例如为CPU、MCU(微控制器)等。

——存储单元22，存储有设备id 221、设备公钥222。所述设备id 221具有独一无二性，即不同的制卡设备2的设备id 221各不相同。设备id 221可以采用明文、或加密、或设权限方式存储在存储单元22中。所述设备公钥222是指非对称加密算法的一对密钥对中的一个密钥，与卡公钥相互独立，采用加密、或设权限方式存储在存储单元22中，通常不允许读取至外界而只允许读取后参与非对称加密算法的加解密运算。

——通讯单元23，包括有线和/或无线的通讯方式，例如网卡、2G/3G/4G移动通讯单元、wifi通讯单元等。 

——交互单元24，用来获取用户的操作与输入并向用户显示信息。例如采用触摸屏、显示器、鼠标、键盘等设备中的一种或多种。

——艺术品信息采集单元25，具有一个用于放置艺术品的腔室251，该腔室内设有一个用于承载艺术品的转台252。所述腔室251的顶部设置至少一个摄像设备253，所述腔室251的底部设置至少一个摄像设备254，所述腔室251的侧面设置至少一个摄像设备255。所述艺术品信息采集单元25还包括一个用来获取艺术品重量的称重设备256，优选地该称重设备256集成在所述转台252内。为取得良好的拍摄效果，还可设置一个或多个照明设备257。所述转台252可以设置在腔室251底部的摄像设备254的下方。或者，所述转台252可以设置在腔室251底部的摄像设备254的上方，此时所述转台252优选为透明材质以便于腔室251底部的摄像设备254拍摄。

——证卡打印机26，用来对防伪智能卡1进行读写操作，以完成艺术品防伪智能卡1的制造。可选地，证卡打印机26还可在防伪智能卡1的表面印制图片和/或图案。

本申请的制卡设备2具有设备id和设备公钥，均可用来验证制卡设备2的合法性，提供了双重验证手段加强了安全性。此外，本申请的制卡设备2集成了艺术品信息采集功能，这是由交互单元24和艺术品信息采集单元25共同实现的。通常，交互单元24用于录入以文字内容为主的艺术品信息，艺术品信息采集单元25用于拍摄艺术品照片和/或视频、为艺术品称重等。进一步地，交互单元24也可录制艺术家、业内专家对于艺术品创作、鉴定的视频、音频信息。进一步地，交互单元24还可导入已拍摄的艺术品照片和/或视频，此时艺术品信息采集单元25可以不对艺术品拍摄也可继续拍摄。实际上，本申请的制卡设备2兼具艺术品信息采集和制卡的双重功能，这显著区别于现有的艺术品防伪方案。

可选地，所述艺术品防伪智能卡的制卡设备2还包括生物识别单元，用来获取使用者的生物特征，例如指纹、虹膜、视网膜、静脉、手掌、人脸、声音等特征中的一种或多种。

可选地，所述艺术品防伪智能卡的制卡设备2还包括定位单元，用来接收GPS、格洛纳斯(GLONASS)、北斗等卫星定位信号。

可选地，所述艺术品防伪智能卡的制卡设备2还具有加密单元，其以逻辑电路或IP核等形式实现一种或多种对称加密算法和/或非对称加密算法。可替换地，也可由处理器21实现各种加密算法的加解密运算。

请参阅图4，这是本申请艺术品防伪智能卡的制卡方法的第一实施例，对应于制卡设备不包含生物识别单元的情况。该第一实施例包括如下步骤：

步骤410：制卡设备2一开机，就将设备id 221上传至服务器3。

步骤420：服务器3判断该设备id 221是否属于合法制卡设备，如果是就进入下一步，如果否就中断开机过程。

步骤430：制卡设备2一旦探测到已连接防伪智能卡1(通常是探测到防伪智能卡1插入证卡打印机26中)，就读取该防伪智能卡1的卡id 121并上传至服务器3。

步骤440：服务器3判断该卡id 121是否属于合法的防伪智能卡，还判断该卡id 121是否未使用(即是否未绑定过艺术品)，还判断该卡id 121是否与该制卡设备2相对应(服务器记录有为每台制卡设备2对应发行的所有防伪智能卡1的信息)，如果全为是就表示该防伪智能卡1可用将该卡id 121标识为已使用，否则就表示该防伪智能卡1不可用向制卡设备2返回错误信息。

步骤450：制卡设备2接收交互单元24的输入，还接收艺术品信息采集单元25的采集信息，并将这些内容上传至服务器。优选地，上传完毕后制卡设备将本地存储的内容删除。所述输入包括通过触摸屏、键盘等输入的艺术品名称、艺术家、创作时间、创作地点、艺术品说明、材料等内容。所述采集信息包括为艺术品拍摄照片和/或视频、称重。通常，艺术品被放置在腔室251中的转台252上，该转台252可按固定或可变角度旋转步进。例如，转台252每次旋转1度、5度、10度、15度、或30度、或45度、或60度、或90度等。转台252每次旋转后，位于艺术品上方的摄像设备253、位于艺术品下方的摄像设备254、位于艺术品侧面的摄像设备255的部分或全部就对艺术品进行拍照。或者，所述摄像设备253、254、255也可拍摄艺术品旋转过程的视频。称重设备256获取艺术品的重量。可选的照明设备257在拍摄过程中提供合适的照明。

步骤460：服务器3根据艺术品照片和/或视频为艺术品建立三维模型，保存艺术品三维模型和其他信息，绑定艺术品与防伪智能卡1，将艺术品的展示网址和/或艺术品id返回给制卡设备2。所述建立三维模型包括从不同角度的艺术品照片中获取点云数据，从而在三维空间中重构出艺术品的轮廓；还包括艺术品照片中识别艺术品材质和色彩，从而为三维轮廓生成三维材质数据和贴图数据。

步骤470：制卡设备2向所连接的防伪智能卡1内写入服务器3上的与该防伪智能卡1所绑定的艺术品展示网址和/或艺术品id。可选地，制卡设备2还在所连接的防伪智能卡1表面打印图片和/或图案。图片例如是与该卡绑定的艺术品的代表图。图案例如是条形码、二维码等，指向与该卡绑定的艺术品在服务器上的展示网址和/或艺术品id 123。

在步骤410至步骤470中，制卡设备2与服务器3之间采用加密通讯方式。如果是制卡设备2向服务器3发送数据，则制卡设备2以自身存储的设备公钥222采用非对称加密算法对数据加密后上传，服务器3以该设备公钥222对应的设备私钥采用非对称加密算法对加密数据解密。如果是服务器3向制卡设备2发送数据，则服务器3以该制卡设备2的 设备公钥222对应的设备私钥采用非对称加密算法对数据加密后传输，制卡设备2以自身存储的设备公钥222采用非对称加密算法对数据解密。

本申请的制卡方法的第一实施例包括由服务器3验证制卡设备2的合法性、由服务器3验证防伪智能卡1的合法性、由制卡设备2采集艺术品信息并上传至服务器3、由服务器3为艺术品建立三维模型并保存艺术品的详细信息、由制卡设备2为艺术品制作防伪智能卡1的步骤。其中，合法性验证用于确保设备与卡片的真实性。艺术品信息采集与三维建模则能详细记录艺术品各角度各部分细节以便于日后的真伪鉴别，并极大地提高了伪造的技术门槛与经济成本。制卡则为艺术品绑定了一张防伪智能卡，该防伪智能卡可用于表明艺术品的真实性并可随时进行验证。

请参阅图5a和图5b，这是本申请艺术品防伪智能卡的制卡方法的第二实施例，对应于制卡设备包含生物识别单元的情况。该第二实施例在第一实施例的步骤420与步骤430之间增加了步骤425与步骤426，还在第一实施例的步骤460与步骤470之间增加了步骤465与步骤466。步骤465与步骤425相同，步骤466与步骤426相同。

步骤425：制卡设备2采集使用者的生物特征，并将该生物特征上传至服务器3。

步骤426：服务器3判断该生物特征是否属于合法使用者，还判断该合法使用者是否与该制卡设备2相对应，如果全为是就激活制卡设备并进入下一步，否则就不激活制卡设备。

在步骤425至步骤426以及步骤465至步骤466中，制卡设备2与服务器3之间采用非对称加密算法的加密通讯方式，设备公钥与设备私钥作为非对称加密算法的一对密钥对。

上述制卡方法的第二实施例在制卡设备2开机后、制卡前均通过生物特征验证使用者的合法性，从而确保了制卡设备2只能被预先设置的一个或多个人员所使用，这可以避免制卡设备2被无关人员使用而造成艺术品防伪智能卡1滥发。

在制卡方法的两个实施例中，均未考虑制卡设备2包括定位单元的情形。如果制卡设备2包括定位单元，则可根据卫星信号得到位置信息，该位置信息上传至服务器3。服务器3还可通过2G/3G/4G移动通讯单元、wifi通讯单元等获取制卡设备2的位置信息。由于制卡设备2通常发放给艺术家工作室、业务知名专家工作室或机构，其位置一般固定不动。如果制卡设备2的位置发生变动，则表明其可能失窃或处于非正常使用状态，此时服务器3禁用该制卡设备2，例如通过中断开机过程、不激活等手段。

请参阅图6，本申请艺术品防伪智能卡的服务器3包括应用服务器31和加密机32。所述应用服务器31用于对外进行信息交互，包括与制卡设备2、验卡设备4通讯。而加密机32不与外界进行信息交互而仅与应用服务器31进行信息交互。这种服务器设置方式将加密 机32隐藏在应用服务器31的后方，可以确保加密机32及其中信息的安全。

在应用服务器31中，包括图像重建单元311和存储单元312。所述图像重建单元311根据制卡设备2所采集的艺术品照片和/或视频，基于图像重建(structure from motion，SFM)算法从不同角度的艺术品照片和/或视频中获取点云数据，从而在三维空间中重构出艺术品的轮廓，得到艺术品的三维轮廓；还从艺术品照片和/或视频中识别艺术品材质和色彩，从而为三维轮廓生成三维材质数据和贴图数据，最终得到艺术品的三维模型。基于艺术品的三维模型，可以得到艺术品的形状、尺寸、色彩、材质等信息。所述存储单元312保存由图像重建单元311生成的艺术品三维模型，以及制卡设备2采集的艺术品信息例如艺术品名称、艺术家、创作时间、创作地点、艺术品说明、材料、重量等。存储单元312还保存艺术品与防伪智能卡1绑定信息。应用服务器31还将所绑定的艺术品的展示网址和/或艺术品id传输给制卡设备2。

加密机32主要用于对应用服务器31接收的数据进行解密处理，对应用服务器31准备发送的数据进行加密处理。典型地，加密机32对应用服务器31接收的数据采用非对称加密算法进行解密，解密密钥是与加密密钥相对应的一对密钥对。加密机对应用服务器31准备发送的数据采用非对称加密算法进行加密，加密密钥是与解密密钥相对应的一对密钥对。在加密机32中，包括存储单元321。所述存储单元321存储有卡私钥3211及其与卡公钥122的对应关系、设备私钥3212及其与设备公钥122的对应关系、合法的设备id、合法的卡id、各张防伪智能卡1的使用状态(即是否已绑定艺术品)、各张防伪智能卡1与各台制卡设备2的对应关系。所述卡私钥3211与艺术品防伪智能卡1中存储的卡公钥122构成了非对称加密算法的一对密钥对，所述设备私钥3212与制卡设备2中存储的设备公钥222构成了非对称加密算法的另一对密钥对。需要注意的是，非对称加密算法的一对密钥对总是由公钥与私钥组成，两者的名称可以随意互换。当制卡设备2包括生物识别单元时，所述存储单元321还存储有合法的使用者生物特征、各个使用者与各台制卡设备2的对应关系。

本申请的服务器3区分为应用服务器31与加密机32，两者的位置不同，应用服务器31对外而加密机32对内。两者所保存的信息也不同，应用服务器31主要保存艺术品相关信息，可用于对外展示，因此对保密性的要求较低。加密机32主要保存各类密钥，不对外公布而只用于进行加解密运算，因此对保密性的要求很高。这种分层次的服务器设置可以最大程度地保护服务器上的机密信息安全，难以被攻击或破解。

请参阅图7，本申请艺术品防伪智能卡的验卡设备4的第一实施例包括：

——近场通信(NFC)单元41，用来读取防伪智能卡1内部的信息。 

——处理器43，用来根据防伪智能卡1的信息从服务器3获取该防伪智能卡1所绑定的艺术品的三维模型以及艺术品信息。

——显示单元44，用来展示防伪智能卡1所绑定的艺术品的三维模型以及艺术品信息。

优选地，所述验卡设备为手机、平板电脑等智能终端搭配APP的形式。现有的部分智能终端已配备有近场通信单元，只需安装特定APP即可作为本申请的验卡设备4，无需硬件购置或改装成本，易于推广。

请参阅图8，本申请艺术品防伪智能卡的验卡设备4的第二实施例包括：

——摄像单元42，用来拍摄并读取防伪智能卡1表面的条形码和/或二维码图案。

——处理器43，用来根据防伪智能卡1的信息从服务器3获取该防伪智能卡1所绑定的艺术品的三维模型以及艺术品信息。

——显示单元44，用来展示防伪智能卡1所绑定的艺术品的三维模型以及艺术品信息。

优选地，所述验卡设备为手机、平板电脑等智能终端搭配APP的形式。现有的部分智能终端不具有近场通信功能，但普遍具有摄像功能。针对这类智能终端，只需安装特定APP即可作为本申请的验卡设备4，无需硬件购置或改装成本，易于推广。

请参阅图9，这是本申请艺术品防伪智能卡的验卡方法的第一实施例，适用于验卡设备4的第一实施例，包括如下步骤：

步骤910：验卡设备4向服务器3发出请求。 

步骤920：服务器3向验卡设备4发送随机数。 

步骤930：验卡设备4将该随机数发送给防伪智能卡1。

步骤940：防伪智能卡1利用内置的CPU以内置的卡公钥加密该随机数，并将加密结果返回给验卡设备4。

步骤950：验卡设备4将加密结果返回给服务器3。

步骤960：服务器3利用与该卡公钥相对应的卡私钥对加密数据进行解密，得到解密后的随机数。如果解密后的随机数与原发送的随机数一致，表明防伪智能卡1合法有效，进入下一步；否则服务器3向验卡设备4返回错误信息。

步骤970：验卡设备4读取防伪智能卡1内部的信息。 

步骤980：验卡设备4根据所读取的信息从服务器3获取与该防伪智能卡1相绑定的艺术品的三维模型和艺术品信息，并予以展示。

所述步骤910至步骤960是服务器3用来验证防伪智能卡1是否合法的步骤。

请参阅图10，这是本申请艺术品防伪智能卡的验卡方法的第二实施例，包括如下步骤：

步骤1010：验卡设备4拍摄并读取防伪智能卡1表面图案的信息。

步骤1020：验卡设备4根据所读取的信息从服务器3获取与该防伪智能卡1相绑定的艺术品的三维模型和艺术品信息，并予以展示。

由验卡方法的两个实施例可知，如采用近场通信技术从防伪智能卡1的内部读取信息，则可通过防伪智能卡1的卡私钥对其合法性进行验证，这可以避免伪造的防伪智能卡1。如采用拍照技术从防伪智能卡1的表面读取图案，则不能对防伪智能卡1的合法性进行验证。显然，如果验卡方法的第一实施例省略了步骤910至步骤960，那么两个实施例具有相同的安全性。不过，即便伪造了防伪智能卡1的表面图案，例如伪造了条形码和/或二维码图案，则仅通过拍照技术读取该图案也会指向真实的服务器3上的艺术品展示网址和/或艺术品id，因为APP必然会将网址锁定为真实的服务器，因此这种仅伪造防伪智能卡1是毫无意义的。如违法者自行建立服务器，则必须承担为艺术品三维建模的高昂成本，还需要同时伪造APP以将网址指定为伪造的服务器，还需同时伪造防伪智能卡1以印制伪造的图案，这种同时伪造三方的成本很高、可能性很低，因此本申请的验卡方法具有极高的安全性。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种艺术品防伪智能卡的制卡设备，其特征是，包括处理器、存储单元、通讯单元、交互单元、艺术品信息采集单元和证卡打印机；

所述存储单元中存储有设备id和设备公钥；

所述艺术品信息采集单元包括一个腔室，该腔室内设有一个用于承载艺术品的转台；所述腔室的顶部、底部、侧面均设置至少一个摄像设备；所述艺术品信息采集单元还包括一个用来获取艺术品重量的称重设备；

所述证卡打印机用来读写智能卡以完成艺术品防伪智能卡的制造。

2.根据权利要求1所述的艺术品防伪智能卡的制卡设备，其特征是，所述艺术品信息采集单元还包括照明单元。

3.根据权利要求1所述的艺术品防伪智能卡的制卡设备，其特征是，所述证卡打印机还用于在智能卡表面印制图案。

4.根据权利要求1所述的艺术品防伪智能卡的制卡设备，其特征是，还包括生物识别单元，用来获取使用者的生物特征，包括指纹、虹膜、视网膜、静脉、手掌、人脸、声音中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的艺术品防伪智能卡的制卡设备，其特征是，还包括定位单元，用来接收卫星定位信号。

6.一种艺术品防伪智能卡的服务器，其特征是，包括应用服务器和加密机；所述应用服务器用于对外通讯，而加密机仅与应用服务器通讯；

所述应用服务器包括图像重建单元和存储单元；所述图像重建单元根据制卡设备采集的艺术品照片和/或视频，建立艺术品的三维模型；所述存储单元保存艺术品三维模型以及制卡设备采集的艺术品信息；

所述加密机用于解密应用服务器接收的数据，加密应用服务器准备发送的数据；加密机中存储有卡私钥及其与卡公钥的对应关系、设备私钥及其与设备公钥的对应关系、合法的设备id、合法的卡id、各张防伪智能卡的使用状态、各张防伪智能卡与各台制卡设备的对应关系；

所述卡私钥与卡公钥构成了非对称加密算法的一对密钥对；

所述设备私钥与设备公钥构成了非对称加密算法的另一对密钥对。

7.根据权利要求6所述的艺术品防伪智能卡的服务器，其特征是，所述加密机中还存储有合法的使用者生物特征、各个使用者与各台制卡设备的对应关系。

8.一种艺术品防伪智能卡的制卡方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤410：制卡设备一开机，就将设备id上传至服务器；

步骤420：服务器判断该设备id是否合法，如果是就进入下一步，如果否就中断开机过程；

步骤430：制卡设备一旦探测到已连接防伪智能卡，就读取该防伪智能卡的卡id并上传至服务器；

步骤440：服务器判断该卡id是否合法，还判断该卡id是否未使用，还判断该卡id是否与该制卡设备相对应，如果全为是就将该卡id标识为已使用，否则就向制卡设备返回错误信息；

步骤450：制卡设备接收交互单元的输入，还接收艺术品信息采集单元的采集信息，并将这些内容上传至服务器；所述采集信息包括为艺术品拍摄照片和/或视频、称重；

步骤460：服务器根据艺术品照片和/或视频为艺术品建立三维模型，保存艺术品三维模型和艺术品信息，绑定艺术品与防伪智能卡，将艺术品的展示网址和/或艺术品id返回给制卡设备；

步骤470：制卡设备向所连接的防伪智能卡内写入服务器上的与该防伪智能卡所绑定的艺术品的展示网址和/或艺术品id；

在步骤410至步骤470中，制卡设备与服务器之间采用非对称加密算法的加密通讯方式，设备公钥与设备私钥作为非对称加密算法的一对密钥对。

9.根据权利要求8所述的艺术品防伪智能卡的制卡方法，其特征是，当制卡设备包括生物识别单元，则在步骤420与步骤430之间增加步骤425与步骤426，在步骤460与步骤470之间增加步骤465与步骤466；步骤465与步骤425相同，步骤466与步骤426相同；

步骤425：制卡设备采集使用者的生物特征，并将该生物特征上传至服务器；

步骤426：服务器判断该生物特征是否属于合法使用者，还判断该合法使用者是否与该制卡设备相对应，如果全为是就激活制卡设备并进入下一步，否则就不激活制卡设备；

在步骤425至步骤426以及步骤465至步骤466中，制卡设备与服务器之间采用非对称加密算法的加密通讯方式，设备公钥与设备私钥作为非对称加密算法的一对密钥对。

10.根据权利要求8所述的艺术品防伪智能卡的制卡方法，其特征是，当制卡设备包括定位单元，该定位单元根据卫星信号得到位置信息，该位置信息上传至服务器；服务器还通过移动通讯单元、无线网络通讯单元获取制卡设备的位置信息；当服务器发现制卡设备的位置发生变动，则禁用该制卡设备。