CN106570355B - 一种加密的信息印章及其加密方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种加密的信息印章及其加密方法，真正解决了防伪盖印的问题。该信息印章，包括在印章本体工作面的外框设置的环形编码区和环形加密区，环形加密区根据设定的密钥分布有多个加密特征点，加密特征点均为凹坑或者凸起，加密特征点的特征信息包括坐标、形状、尺寸和方向，密钥与加密特征点的特征信息存在确定的函数关系；所述数据库还包含密钥项，通过所述ID号能够在数据库相应地址获取到该信息印章的密钥，进而明确该信息印章加密特征点的特征信息。本发明从根本上解决了因为传统印章轻易被盗刻的问题，为科学管理印章提供了技术保证；且无需附加其他实体配件，实现成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种盖印防伪的装置和方法。
背景技术
中国专利ZL 20112008576.7(带有编码信息的印章)公开了一种最新物理实物印章，我们称之为信息印章，即在印章面上的印文图案包括传统标识文字和设定的体现图形编码信息的图案(在印章本体工作面的外框设置有环形编码区)。在印章使用印泥在承载体上盖戳显示出传统标识文字和体现图形编码信息的图案。扫描获取这些图形编码信息可与权益人通过网络建立联系，以表达权益人的真实意愿。中国专利申请(基于网络通讯和图像识别的印章认证信息处理系统)给出了该信息印章的应用方案，中国专利申请(一种信息印章及其印文图像信息处理方法)给出了优化的信息提取和识别方法。
印文：不特别说明时特指物理印章使用印泥盖戳形成在信息承载体(例如纸张)上的印章文字和图形信息“痕迹”。
原始印章：根据正版的刻制底版图片刻制的物理印章。
二次印章：用原始印章盖戳得到印文，将印文图像通过图像处理软件处理后，生成刻制底版图片，再重新刻制的物理印章。
随着计算机技术的发展，上述信息印章也可以根据印文轻易地翻刻印章，真伪难辨。
目前常用的印章防伪方案可以分为两大类：
1)物理壳防伪。典型如：芯片印章与物电印章。在印章柄上与计算机相连，在盖印时，确保印章柄是正确的。
2)可人工比对的工作面。典型如：工作面随机花纹印章和五彩印泥。识别方法就是将刻制时保留的标准印模和现场印文进行人工比对，分析两个图案的一致性。
第一类防伪有“伪防伪”之说，因为只有印章手柄防伪，印章面是可以更换的，印章面被仿制只能通过事后甄别。第二类防伪是依赖人员对印章认识而定的识别结果，在仿制技术如此先进条件下，这样的结果是不能相信的。
纵观上述防伪技术，还是沿用老的印章管理思路，即印章的防伪就是管理印章，而并没有认识到：印章的使用，实际是在使用印文，而不是印章本身。印文的对错，直接关系的文件的可靠性。所以，印文的及时快速识别，才是问题的关键。
印章防伪是不实用的，只有从印文上解决防伪问题，方可体现印章应有的价值。
发明内容
为了真正解决防伪盖印的问题，本发明提出一种加密的信息印章及其加密、解密方法。
本发明是根据印文的基本特点，设计的一种印文防伪技术。即利用印文在形成过程中，“印痕”易变形、易丢失，用“痕迹”复原原件，不可能完全一样的原理(痕迹学原理)制定的印文防伪基础。
本发明的解决方案如下：
该信息印章，包括在印章本体工作面的外框设置的环形编码区，所述环形编码区包括沿环形连续排列的多个基本单元组成的信息串，每个基本单元表达一个字符；所述信息串中包含该信息印章唯一的ID号，通过识别获取所述ID号能够关联至相应的数据库，有别于常规信息印章的是：在印章本体工作面的外框还设置有环形加密区，该环形加密区根据设定的密钥分布有多个加密特征点，加密特征点均为凹坑或者凸起，加密特征点的特征信息包括坐标、形状、尺寸和方向，密钥与加密特征点的特征信息存在确定的函数关系；所述数据库还包含密钥项，通过所述ID号能够在数据库相应地址获取到该信息印章的密钥，进而明确该信息印章加密特征点的特征信息。
在以上方案的基础上，本发明还进一步作了如下具体优化：
环形加密区与所述环形编码区共用同一极坐标系，环形加密区的每一个极坐标对应于一个虚拟的单元格；所述加密特征点仅占用一个单元格。
加密特征点的属性还包括真点/假点，假点即计算出的特征信息表征的加密特征点坐标落在环形编码区。
加密特征点的特征信息中的形状包括正方、长方、圆和三角形；尺寸为凹坑或者凸起的长高比；方向包括相对圆心是水平、垂直、左45度和右45度。
印章管理系统的数据库中存储有特征点列表，利用所述密钥按照确定的函数关系能够从该特征点列表中明确加密特征点的特征信息。
印章本体工作面的外框的主体为环形加密区；在外框幅面上，环形编码区占据环形加密区靠内侧的一段区域。
上述信息印章的加密方法，包括以下环节：
(1)采用加密算法(确定的函数关系)生成所述信息印章的密钥，将密钥存入对应的数据库中；
(2)根据密钥生成加密后的印章外框数字图像，即该数字图像包含有环形编码区和环形加密区；输出印章外框图样参数，包括加密特征点的坐标、形状、尺寸和方向；
(3)通过设计侧排版软件自动生成信息印章的刻制底版，刻制得到加密的信息印章。
生成密钥的具体方法可以是：根据环形编码区的编码信息，印章管理系统自动为该信息印章生成唯一表达的一串数字，加密算法利用这串数字生成所述密钥。
在数据库中建立有对应于所述密钥的特征点列表；该特征点列表中，序号记录加密特征点的个数，采用不同数字分别代表不同的形状，采用不同的数字分别代表不同的方向；所述形状包括正方、长方、圆和三角形；所述尺寸为凹坑或者凸起的长高比；所述方向包括相对圆心是水平、垂直、左45度和右45度。
本发明具有以下有益效果：
本发明从根本上解决了因为传统印章轻易被盗刻的问题，为科学管理印章提供了技术保证。
本发明无需附加其他实体配件，实现成本较低。
本发明的加密/解密算法为“印文服务”提供了一个可实际应用的系统工具。
附图说明
图1为信息印章实际样例。
图2为传统物理印章的示意图。
图3为信息印章外框的示意图。
图4为信息印章外框的加密特征点示意图。
图5为加密特征点的位置坐标系(极坐标系)。
图6中对位置坐标系中的环形编码区作了标识。
图7为加密特征点的识别与提取的流程示意图。
图8为加密特征点合理性计算(解密)的流程示意图。
图9为加密特征点列表。
图10为加密的信息印章的一个示例；图中，环形编码区(G码区域)的坐标范围为X1,X2,X3:Y26-Y424(图中有省略)，环形加密区共有6个加密点，坐标分别为图中列表所示数值的印章加密部分示意图案。
具体实施方式
一、加密算法的承载和密钥的获取
便于计算机图像识别，采用信息印章(如图1所示)。在印章中承载了印章唯一ID号。
1.1、承载密钥
用印章排版软件，设计正常印章版面(如图2)，设计后，通过网站服务器向信息印章管理系统索取信息印章外框(如图3)，排版软件自动把标准印章的外框用信息印章外框替换，自动拼接成图1形式，用该图样供雕刻机雕刻，生产出信息印章。
当设计者向系统索取信息印章外框时，系统自动为这枚印章生成唯一表达的一串数字，加密函数c＝EK(p)算法利用这串数字生成这枚印章唯一密钥K，将密钥K存入对应的数据库中，系统根据c＝EK(p)加密算法对信息印章外框进行处理，系统生成加密后的编码图像(数字的图像编码)外框(和图3外观基本一样，但增加了加密特征点如图4所示，具体描述见下面“特征点识别与解密算法”一节)，向索取方输出信息印章外框图样参数，最终通过设计侧排版软件自动生成信息印章底版(标准图像文件bmp、jpg等如图1)，供各种类型刻章机使用。
1.2、密钥的获取
用扫描设备将印文扫描成文件后，输入到系统中，系统首先对图像文件进行预处理，去背景，确定印章在文件中的具体位置等，在利用已公开的专利文献(申请号：201410809207.3)提供的具体方法，提取出该信息印章环形编码区的信息串(例如G码)中的印章唯一ID号，计算机系统按照ID号提供的地址，在数据库相应地址获取到该枚印章的密钥K，进而通过解密函数p＝DK(c)获取加密特征点的特征信息。
二、特征点识别与解密算法
识别是依赖图像特征点的隐藏方式，结合加密函数c＝EK(p)结果，在印文外框形成若干特点。
加密系统将印章外框在同一体系下，分成环形编码区(G码区域)和加密区域两个区域：G码区域可按照中国专利ZL 20112008576.7(带有编码信息的印章)的方式定义区域范围和编码方式。加密区域按照如图5所示的方法，形成加密隐藏特征点的坐标，将印章外框划分为1800个单元，按照加密函数结果，在各单元中散落放置不同大小、形状和方向的凹凸图形。
凹凸图形的大小尺寸(约0.1mm到0.2mm左右)、形状、位置坐标和方向随密钥变换的方式设置，容易于加盖过程中丢失。图5中的坐标号处，即为凹凸图形位置坐标。
加密系统是按照加密函数的设定，在隐藏特征点坐标体系中记录秘密特征的。如果加密特征点坐标落到环形编码区域，这样的点即为“假点”，加密系统自动舍去此点。如图6所示。
2.1、特征点识别
作为一个完整的印文特征点识别系统，应包含预处理部分、特征点提取识别两部分组成，其提取识别总体框架如图7所示。
印章盖戳是有特点的，印泥多少、用力大小、纸张渗印等诸多因素影响印文质量，在印文上承载的特征点已经丢失了很多(用原始印章加盖的印文，出现的一次误差和变形是有规律的)，但还保留了原始印章图像加密的基本属性，例如：加密特征点的位置坐标、图像方向、大小和形状比例等是不会改变太大。
而通过印文翻刻的二次印章，在印文一次失真的情况下，通过雕刻机的刻制，造成二次误差，再用二次印章形成印文，产生第三次误差。提取二次印章的印文，加密特征点的位置坐标、图像方向、大小和形状比例等都会发生剧烈的变化，已将原有的加密属性变的无规律可寻。这就为解密的合理性算法提供了可靠的基础(痕迹的同一性基本规律)，也使得他人难以仿刻该信息印章。
2.2、解密算法
此解密算法，实际是根据密钥对上述特征点提取识别结果的合理性分析。解密即特征点合理性计算总体框架如图8所示。
解密算法在G码(根据识别出的印章唯一ID号)指定的数据库中，取得密钥和解密函数，计算出该图像所有的隐藏特征点列表，如图9。
图9中的序号记录隐藏特征点总数。坐标记录隐藏特征点的位置信息。形状分别用1，2，3，4代表不同的图案(如正方、长方、圆和三角形)。尺寸为图像的长高比。方向分别用1，2，3，4代表为相对圆心是水平、垂直、左45度和右45度。是否有效用1和0代表为真点或假点。
解密算法利用上述特征点列表和特征点识别过程得到的“图像特征列
表”，两表运算，得出图像合理性结果。
由于本发明主要涉及印章承载密钥的印文加、解密过程，因此关于编码本身的解码、识别等处理过程不再赘述(已属于常规技术)，具体可参照中国专利申请201410809207.3中的“具体实施方式”一节。
Claims (8)
1.一种加密的信息印章，包括在印章本体工作面的外框设置的环形编码区，所述环形编码区包括沿环形连续排列的多个基本单元组成的信息串，每个基本单元表达一个字符；所述信息串中包含该信息印章唯一的ID号，通过识别获取所述ID号能够关联至相应的数据库，其特征在于：在印章本体工作面的外框还设置有环形加密区，该环形加密区根据设定的密钥分布有多个加密特征点，加密特征点均为凹坑或者凸起，加密特征点的特征信息包括坐标、形状、尺寸和方向，密钥与加密特征点的特征信息存在确定的函数关系；所述数据库还包含密钥项，通过所述ID号能够在数据库相应地址获取到该信息印章的密钥，进而明确该信息印章加密特征点的特征信息；
所述环形加密区与所述环形编码区共用同一极坐标系，环形加密区的每一个极坐标对应于一个虚拟的单元格；所述加密特征点仅占用一个单元格。
2.根据权利要求1所述的加密的信息印章，其特征在于：加密特征点的属性还包括真点/假点，假点即计算出的特征信息表征的加密特征点坐标落在环形编码区。
3.根据权利要求1所述的加密的信息印章，其特征在于：所述形状包括正方、长方、圆和三角形；所述尺寸为凹坑或者凸起的长高比；所述方向包括相对圆心是水平、垂直、左45度和右45度。
4.根据权利要求3所述的加密的信息印章，其特征在于：所述数据库中存储有特征点列表，利用所述密钥按照确定的函数关系能够从该特征点列表中明确加密特征点的特征信息。
5.根据权利要求4所述的加密的信息印章，其特征在于：所述外框的主体为环形加密区；在外框幅面上，环形编码区占据环形加密区靠内侧的一段区域。
6.权利要求1所述信息印章的加密方法，包括以下环节：
(1)采用加密算法生成所述信息印章的密钥，将密钥存入对应的数据库中；
(2)根据密钥生成加密后的印章外框数字图像，即该数字图像包含有环形编码区和环形加密区，所述环形加密区与所述环形编码区共用同一极坐标系，环形加密区的每一个极坐标对应于一个虚拟的单元格；输出印章外框图样参数，包括加密特征点的坐标、形状、尺寸和方向，所述加密特征点仅占用一个单元格；
(3)通过设计侧排版软件自动生成信息印章的刻制底版，刻制得到加密的信息印章。
7.根据权利要求6所述的加密方法，其特征在于：根据环形编码区的编码信息，印章管理系统自动为该信息印章生成唯一表达的一串数字，加密算法利用这串数字生成所述密钥。
8.根据权利要求6所述的加密方法，其特征在于：在数据库中建立有对应于所述密钥的特征点列表；该特征点列表中，序号记录加密特征点的个数，采用不同数字分别代表不同的形状，采用不同的数字分别代表不同的方向；所述形状包括正方、长方、圆和三角形；所述尺寸为凹坑或者凸起的长高比；所述方向包括相对圆心是水平、垂直、左45度和右45度。
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