CN108960387A - 一种防伪造二维码及其生成和识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防伪造二维码及其生成和识别方法，涉及二维码防伪技术领域。防伪造二维码包括用于生成二维码图形数据码信息，通过混沌加密，在生成的二维码图形中包括用于实现二维码防伪的置乱图形；防伪造二维码的生成方法包括设置数据码信息以及置乱纠错码图形等步骤；防伪造二维码的识别方法包括扫描二维码图形，获得加密数据码信息，通过加密数据码信息得到置乱复原的纠错码图形，该置乱复原的纠错码图形便用于鉴别被扫描二维码的真伪。本发明可以在不改变二维码原始信息的前提下，通过混沌加密的方式置乱二维码中某区域的图形，以达到提高二维码防伪造的安全性，对码时不需高的印制和扫描质量。
Description
技术领域
本发明属于二维码防伪技术领域，具体涉及一种防伪造二维码及其生成和识别方法。
背景技术
二维码按照编码规律将数字、符号、甚至文字等信息以特定的规律图形化，并可通过图像输入设备或光电扫描设备自动读取这些信息。二维码编码密度高，信息容量大，可容纳多达1850个字母或者2710个数字或者1108个字节或者500多个汉字，甚至还可以编码图像、音频以及生物信息(例如指纹)。此外，二维码容错能力强，可正确读取污染、破损、局部遮挡的二维码信息。最重要的是，二维码的容易制作、成本低、持久耐用。因此，当前二维码被广泛的应用于商品防伪、溯源、产品跟踪、防窜货等领域。
但是，从技术角度说，二维码本身并无防伪造的功能，它只是将一些信息图形化，而任何人都可以通过现有扫描软件获取这些信息，并生成相同的二维码。近年来，有些文献和专利(如公开号为CN102546174A的发明专利申请)中采用对二维码信息进行加密，以增强二维码的防伪功能，但遗憾的是，非法伪造者在未解密加密二维码信息时，仍旧可以产生与原始完成相同的二维码图像，使得无法判断哪个是合法二维码。因此，二维码只是一个展示和获取信息的便捷途径，防伪造并不能依靠二维码本身。
公开号为CN107481020A的中国发明专利申请公开了一种二维码的防伪方法、防伪二维码和商品防伪方法，利用计算机程序随即生成二维码中的导电区域，采用导电油墨印刷导电区域，用普通油墨印制普通区域形成二维码，通过导电区域的电阻信息和在二维码中的位置信息与数据库ID唯一对应关系判断二维码真伪，此方法防伪可靠性高，但导电油墨会增加成本。
公告号为CN103279731B的中国发明专利公告了一种二维码防伪方法，其利用印刷二维码时产生的随机图像细节作为防伪特征部分，由于防伪特征难以被仿制，从而使得二维码具有防伪造的能力。此专利中防伪特征是通过改变二维码中某个区块的形状、颜色或灰度值实现，然而印制过程中由于印刷设备精度、操作工艺、环境，以及扫描手机质量等不可控因素，使得防伪特征部分的形状、颜色或灰度产生误差，竟而影响其防伪特征部的特征值的提取。由此，此专利技术的实现对印刷和扫描的摄像头要求相对较高，难以普及到绝大多数手机的应用。
公告号为CN103955658B的中国发明专利公告了另外一种二维码防伪方法，它利用同一批印制产生的尺寸、亮度、形状、颜色等方面产生的误差具有相同统计特征作为防伪，此技术解决了印制所产生的问题，但不同质量手机扫描的尺寸、亮度、形状、颜色等方面同样存在误差。
公开号为CN107944526A的中国发明专利申请公开了一种防篡改防复制的二维码防伪方法，通过加密的方式将密文图像置乱产生二维码的副码，一方面无密钥则无法解密此副码的密文实现防仿制，另一方面复制副码产生失真会超过设定失真阈值实现防复制，但此种防伪二维码为了保证副码的失真度对印制质量高，同时为避免扫描时的失真还对手机质量存在较高要求。此外，利用高精度扫描仪和印刷机复制副码可导致其防伪功能失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种防伪造二维码，具有通过混沌加密获得的置乱图形，使用时对码无需较高的印制和扫描质量；本发明还提供了其生成方法和识别方法，在生成方法中，可以将混沌加密的密钥作为防伪信息隐藏于数据码信息中，安全性高；在识别方法中，扫描和分析置乱复原的纠错码图形从而判别二维码的真伪，降低对设备精度的依赖且操作方便。
本发明提供了如下的技术方案：一种防伪造二维码，包括由数据码信息生成的二维码图形；
二维码图形，包括具有置乱图形的纠错码图形，置乱图形通过混沌加密得到；
数据码信息，包括加密数据码信息，加密数据码信息通过将混沌加密的密钥进行加密获得。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述数据码信息还包括未加密数据码信息，未加密数据码信息和加密数据码信息通过连接符号链接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述混沌加密的密钥的加密算法为AES加密算法，加密算法的密钥是通过系统向服务器发出请求获得的。
本发明还提供一种防伪造二维码的生成方法，包括以下步骤：
步骤(1)、
设置生成二维码图形的数据码信息，数据码信息包括加密数据码信息和未加密数据码信息；
设置混沌加密的密钥作为防伪信息，加密数据码信息通过加密算法对混沌加密的密钥进行加密得到；
步骤(2)、
根据数据码信息生成二维码图形；
步骤(3)、
从二维码图形的纠错码区域取出部分纠错码图形，得到置乱图形；
步骤(4)、
将置乱图形替换入二维码图形中纠错码区域的对应位置，此时的二维码图形即为所述防伪造二维码。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤(2)中，生成二维码图形的系统为智能手机上运行的app、电脑上运行的单机版软件和Web网络终端中的任一种。
本发明还提供一种防伪造二维码的识别方法，包括以下步骤：
步骤(1)、
依据二维码编码规则建立二维码扫码系统，扫描防伪造二维码，得到数据码信息、版本信息以及纠错等级；解析数据码信息，分别获得加密数据码信息和未加密数据码信息；
步骤(2)、
向服务器发送请求，获得解密的密钥；
步骤(3)、
利用密钥解密加密数据码信息，获得混沌加密的密钥；
步骤(4)、
提取步骤(1)被扫描的二维码中的纠错码区域，取出置乱图形，利用步骤(3)得到的混沌加密的密钥将置乱图形复原，得到置乱复原的纠错码图形；
步骤(5)、
根据步骤(1)得到的数据码信息、版本信息以及纠错等级，生成另一个二维码图形；
步骤(6)、
提取步骤(5)中所述另一个二维码图形中相同区域的纠错码图形，与步骤(4)中置乱复原的纠错码图形相比较，计算两者的相关性，设置阈值，当相关性大于等于所述阈值时，则步骤(1)的防伪造二维码为合法二维码，混沌加密的密钥即为防伪信息；当相关性小于所述阈值时，则步骤(1)的防伪造二维码为非法二维码，防伪信息不存在。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤(6)中，阈值的范围为0.85～0.95。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤(6)中，阈值为0.95。
本发明的有益效果：在不改变二维码原始信息的前提下，通过混沌加密的方式置乱二维码中部分区域的图形，实现防伪的目的，以达到提高二维码防伪造的安全性，同时对码不需有高的印制和扫描质量，具体在于：
(1)、防伪造二维码图形中具有置乱图形，该置乱图形用于实现防伪目的，降低成本且具有较高的防伪可靠性；
(2)、在防伪造二维码的生成过程中，先设置生成二维码图形的数据码信息，该数据码信息包括加密数据码信息和未加密数据码信息两部分，加密数据码信息采用ASE 加密算法对信息进行加密得到；然后生成二维码图形，得到纠错码图形，对该纠错码图形中的部分区域进行混沌加密，其中，混沌加密的密匙即为前述加密数据码信息进行 ASE加密前的信息，将混沌加密的密匙隐藏于加密数据码信息中；
(3)、在防伪造二维码的识别过程中，通过配备有摄像头的手机扫描二维码图形，获得未加密数据码信息和加密数据码信息，通过加密数据码信息获得防伪信息，将防伪信息作为混沌加密的密匙复原二维码图形中置乱图形，得到置乱复原的纠错码图形，该置乱复原的纠错码图形用于鉴别被扫描二维码的真伪。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明防伪造二维码的生成方法的流程图示意图；
图2为本发明防伪造二维码的识别方法的流程图示意图；
图3为本发明的防伪造二维码在智能手机上运行界面示意图；
图4为本发明防伪造二维码的识别系统在智能手机上识别普通二维码的界面示意图；
图5为本发明防伪造二维码的识别系统在智能手机上识别防伪造二维码的界面示意图。
具体实施方式
本实施例中提供一种防伪造二维码，包括由数据码信息生成的二维码图形，二维码图形中包括纠错码区域。
数据码信息包括加密数据码信息和未加密数据码信息，本实施例中，未加密数据码信息为“南京林业大学”，加密数据码信息为采用AES加密算法对防伪信息“123456”进行加密，得到加密数据码信息为““1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”，加密数据码信息和未加密数据码信息通过连接符号链接“？？:”，完整的数据码信息为“南京林业大学？？:1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”。
纠错码区域还包括置乱图形，置乱图形通过混沌加密得到，用于实现二维码的防伪；混沌加密的密匙即为防伪信息“123456”。防伪信息可以是任意字符、数字以及两者的组合。
其中，加密算法为AES加密算法，AES加密算法的密钥是通过系统向服务器发出请求获得的。
本实施例的防伪造二维码图形中具有置乱图形，该置乱图形采用混沌加密得到，将混沌加密的密匙隐藏于加密数据码信息中，
参见图1，本实施例中提供一种防伪造二维码的生成方法，包括以下步骤：
步骤(1)、
输入未加密数据码信息，本实施例中为“南京林业大学”；
然后输入防伪信息“123456”作为Logistic混沌加密的密钥；向服务器发出请求，获得一个ASE加密的密钥，本实施例中为“ddddd”；利用ASE加密的密钥对输入的混沌加密的密钥“123456”进行ASE加密，获得加密部分的数据码信息，本实施例中为“1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”；
将未加密数据码信息和加密数据码信息通过连接符号链接，连接符号为“？？:”，获得完整的二维码数据码信息，即为“南京林业大学？？:1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”；
步骤(2)、
利用二维码数据码信息生成二维码图形；
步骤(3)、
二维码图形中包括纠错码区域，在纠错码区域中选定区域提取出部分纠错码图形；
利用Logistic混沌加密的密钥“123456”对提取出的纠错码图形进行加密，实现纠错码图形的置乱，得到置乱纠错码图形；
步骤(4)、
将置乱纠错码图形替换二维码图形中对应的置乱前的纠错码图形，此时的二维码图形即为防伪造二维码。
前述步骤(5)中生成的二维码图形，所包含的信息为“南京林业大学？？:1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”，其中“1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”是“123456”通过ASE加密所得，而“123456”是混沌加密算法的密钥，利用该密钥对纠错码区域的图形进行混沌加密实现防伪的目的。最后，生成的防伪造二维码，其数据码信息仍旧为“南京林业大学？？:1tq864840iixrKCzPLYtnA＝＝”。
在防伪造二维码的生成过程中，先设置生成二维码图形的数据码信息，该数据码信息包括加密数据码信息和未加密数据码信息两部分，加密数据码信息采用ASE加密算法对信息进行加密得到；然后生成二维码图形，得到纠错码图形，对该纠错码图形中的部分区域进行混沌加密，其中，混沌加密的密匙即为前述加密数据码信息进行ASE加密前的信息，将混沌加密的密匙隐藏于加密数据码信息中。
参见图2～5，本实施例中还提供一种防伪造二维码的识别方法，包括以下步骤：
步骤(1)、
利用智能手机上摄像头扫描二维码图形，获得该二维码图形的数据码信息、版本信息以及纠错等级等信息；解析数据码信息，获得未加密数据码信息和加密数据码信息；
步骤(2)、
向服务器发送请求，获得AES解密密钥，本实施例中为“ddddd”；
步骤(3)、
利用AES解密密钥获得Logistic混沌解密的密钥“123456”；
步骤(4)、
在二维码图形中的选定区域提取出纠错码图形，通过步骤(3)得到的Logistic混沌解密的密钥“123456”进行解密，将置乱纠错码图形复原，得到置乱复原的纠错码图形；
步骤(5)、
利用步骤(1)扫码获得的数据码信息、版本信息以及纠错等级等信息产生另一个二维码图形；
步骤(6)、
提取步骤(5)中所述另一个二维码图形中相同区域的纠错码图形，与步骤(4)中置乱复原的纠错码图形相比较，计算两个纠错码图形的相关性(使用通过“归一化相关系数”计算)，相关性的阈值为0.85～0.95时为最优区间。如当相关性大于0.95时，则步骤(1)的防伪造二维码为合法二维码，混沌加密的密钥“123456”为防伪信息；当相关性小于0.95时，则步骤(1)的防伪造二维码为非法二维码，防伪信息不存在。
Claims (8)
1.一种防伪造二维码，包括由数据码信息生成的二维码图形，其特征在于，
二维码图形，包括具有置乱图形的纠错码图形，置乱图形通过混沌加密得到；
数据码信息，包括加密数据码信息，加密数据码信息通过将混沌加密的密钥进行加密获得。
2.根据权利要求1所述的防伪造二维码，其特征在于：所述数据码信息还包括未加密数据码信息，未加密数据码信息和加密数据码信息通过连接符号链接。
3.根据权利要求1所述的防伪造二维码，其特征在于：所述混沌加密的密钥的加密算法为AES加密算法，加密算法的密钥是通过系统向服务器发出请求获得的。
4.一种根据权利要求1～3任一项所述的防伪造二维码的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、
设置生成二维码图形的数据码信息，数据码信息包括加密数据码信息和未加密数据码信息；
设置混沌加密的密钥作为防伪信息，加密数据码信息通过加密算法对混沌加密的密钥进行加密得到；
步骤(2)、
根据数据码信息生成二维码图形；
步骤(3)、
从二维码图形的纠错码区域取出部分纠错码图形，得到置乱图形；
步骤(4)、
将置乱图形替换入二维码图形中纠错码区域的对应位置，此时的二维码图形即为所述防伪造二维码。
5.根据权利要求4所述的防伪造二维码的生成方法，其特征在于：所述步骤(2)中，生成二维码图形的系统为智能手机上运行的app、电脑上运行的单机版软件和Web网络终端中的任一种。
6.一种根据权利要求1～3任一项所述的防伪造二维码的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、
依据二维码编码规则建立二维码扫码系统，扫描防伪造二维码，得到数据码信息、版本信息以及纠错等级；解析数据码信息，分别获得加密数据码信息和未加密数据码信息；
步骤(2)、
向服务器发送请求，获得解密的密钥；
步骤(3)、
利用密钥解密加密数据码信息，获得混沌加密的密钥；
步骤(4)、
提取步骤(1)被扫描的二维码中的纠错码区域，取出置乱图形，利用步骤(3)得到的混沌加密的密钥将置乱图形复原，得到置乱复原的纠错码图形；
步骤(5)、
根据步骤(1)得到的数据码信息、版本信息以及纠错等级，生成另一个二维码图形；
步骤(6)、
提取步骤(5)中所述另一个二维码图形中相同区域的纠错码图形，与步骤(4)中置乱复原的纠错码图形相比较，计算两者的相关性，设置阈值，当相关性大于等于所述阈值时，则步骤(1)的防伪造二维码为合法二维码，混沌加密的密钥即为防伪信息；当相关性小于所述阈值时，则步骤(1)的防伪造二维码为非法二维码，防伪信息不存在。
7.根据权利要求6所述的防伪造二维码的识别方法，其特征在于：所述步骤(6)中，阈值的范围为0.85～0.95。
8.根据权利要求6所述的防伪造二维码的识别方法，其特征在于：所述步骤(6)中，阈值为0.95。
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| CN108960387B (zh) | 2021-10-12 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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