CN109190736B - 防伪二维码及其生成方法和生成应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防伪二维码及其生成方法和生产应用系统，所述生成方法包括：步骤S1：采用激光全息方法制作二维码的标签基底；步骤S2：利用光学油墨在标签基底上印刷二维码图形，并使二维码图形的四周形成均被标签基底包覆的激光防伪区，所述二维码图形包括根据随机序列重新生成二进制数据的防伪编码区；其中，光学油墨里添加有光学渐变材料；步骤S3：采集激光防伪区的关键特征并编码建模，同时，采集每个矩阵点处生成的特有的随机颜色信息并编码，用于后续产品的真伪鉴别。本发明从根本上杜绝了仿造者批量复制产品二维码的现象，从而使得产品在出售前，不必覆盖二维码，在产品从出厂、运输及销售的整个环节中，均可被随时检阅查看。

Description

防伪二维码及其生成方法和生成应用系统

技术领域

本发明涉及数据采集及信息处理安全技术领域，具体涉及一种防伪二维码及其生成方法和生成应用系统。

背景技术

二维码作为一种信息存储、传递和识别技术，自诞生之日起就得到了许多国家的关注。据了解，美国、德国、日本、墨西哥、埃及、哥伦比亚、巴林、新加坡、菲律宾、南非、加拿大等国，不仅将二维码技术应用于公安、外交、军事等部门对各类证件的管理，而且也将二维码应用于海关、税务等部门对各类报表和票据的管理，商业、交通运输等部门对商品及货物运输的管理，邮政部门对邮政包裹的管理，工业生产领域对工业生产线的自动化管理。二维码的应用极大地提高了数据采集和信息处理的速度，改善了人们的工作和生活环境，为管理的科学化和现代化做出了重要贡献。

矩阵式二维条形码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点(4070t)的出现表示二进制的"1"，不出现表示二进制的 "0"，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，通过手机拍照功能对二维码进行扫描，快速获取到二维条码中存储的信息，进行上网、发送短信、拨号、资料交换、自动文字输入、商品溯源防伪等。但现有二维码在防伪标签的应用过程中仍存在一些缺陷和技术上的几个问题：

一、普通二维码不具有防伪功能：因为二维码标准是开放的，所以只需要了解二维码编码方法，任何人都可以根据指定字串生成二维码标签，所以二维码标签印制或贴在商品上仅仅只是产品编号、企业网址等信息，可简单的进行批量仿制。

二、当前防伪二维码方案：现在的二维码防伪标签大多数采用刮开墨覆盖一部分或全部二维码，以防止信息泄露。该技术存在以下问题：

1）、查询复杂：由于标签二维码被覆盖，消费者经过几步才可以获取结果；（1）先刮开油墨、（2）扫描二维码、（3）登陆商家防伪查询平台或拨打电话、（4）输入10位以上的校验密码、（5）接收查验结果。

2）、商品在未售出前检查人员无法查验；因为被覆盖的二维码标签一经刮开，该件商品就无法上市流通了。所以标签无法用于商品检查与监管。

3）、由于二维码标签被覆盖，物流与追溯等商品过程管理需要另外的独立二维码；重复印刷造成了时间与成本浪费的同时还导致了在物流与追溯管理过程中无法进行商品真伪判别。

4）、消费者只有在商品购买以后，才能刮开油墨，所以，无法在商品购买前对产品的真伪进行检测。

5）、大部分查询平台都搭建在网页端，给造假者留下了非常好的仿制网页的机会，简单拷贝一个网页，建一个钓鱼网站就可以使消费者登陆查询全都是真的商品。

因此，急需一种新的生成二维码的方法，解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种防伪二维码的生成方法，包括如下步骤：

步骤S1：采用激光全息方法制作二维码的标签基底；

步骤S2：利用光学油墨在标签基底上印刷二维码图形，并使二维码图形的四周形成均被标签基底包覆的激光防伪区；其中，光学油墨里添加有光学渐变材料，光学渐变材料占光学油墨总体积的10%以下；

步骤S3：采集激光防伪区的关键特征并编码建模，同时，采集每个矩阵点处生成的特有的随机颜色信息并编码，用于后续产品的真伪鉴别，

其中，所述步骤S2中，所印刷的二维码图形中包括防伪编码区，防伪编码区内的数据由随机生成的随机序列重新编码获得。

其中，所述步骤S2中，所印刷的二维码图形通过下述步骤生成：

步骤S21：采用QR Code编码方法编码出基础二维码数据，以得到基础二维码图形；

步骤S22：随机生成一串随机序列；

步骤S23：根据随机序列，从基础二维码图形中选择n×n大小的防伪编码区；

步骤S24：将防伪编码区分为n×m大小的加密信息生成区以及n×k大小的加密信息校验区，其中，m+k=n；

步骤S25：根据随机序列，重新生成加密信息生成区内的二进制数据，从而得到调制加密后的二维码图形。

其中，所述加密信息校验区内的数据，与步骤S21中在此区域所生成的基础二维码数据保持一致；

所述加密信息校验区的校验方法为：在扫描二维码的过程中，如果扫描出的加密信息生成区内的某个二维码数据与调制加密阶段生成的二维码数据不一致，则对比与该不一致的二维码数据在加密信息校验区所对应的校验二维码数据，在加密信息校验区所对应的校验二维码数据一致的情况下，认为加密信息生成区的二维码数据正确。

其中，所述步骤S3中，激光防伪区的关键特征的编码建模方法包括如下步骤：

步骤S31：获取占a个字节的整个激光防伪区的整体特征码；

步骤S32：获取子防伪区的分区特征码，每个子防伪区的分区特征码占b个字节；

步骤S33：获取激光防伪区内m个个性特征码，每个个性特征码包括如下的描述码：占c个字节的特征码数量、占d个字节的特征码相对坐标、以及占e个字节的特征码与二维码空白区的颜色差值；

步骤S34：通过整体特征码和分区特征码对o个个性特征码进行计算分析，找到共同点，用于基本防伪特征识别。

其中，所述步骤S3中，激光防伪区的关键特征的编码建模方法还包括：

步骤S35：从共同点中找出有限不同点；

步骤S36：从步骤S33中的o个个性特征码中随机挑选p个个性特征码，将每个个性特征码中的描述码与整体特征码及分区特征码组成最终的激光全息图防伪特征码，并上传至服务器。

其中，所述步骤S31中，所获取的整体特征码为整个激光防伪区的整体颜色；

所述步骤S32中，所获取的分区特征码为每个子防伪区的整体颜色；

所述步骤S33中，所获取的个性特征码为二维码图形中对应的具体二进制点。

其中，所述步骤S3中，矩阵点的随机颜色信息的编码方法包括：

步骤S3a：获取矩阵点的行变及列变标志；

步骤S3b： 获取矩阵点标记颜色变化的起始点；

步骤S3c： 获取矩阵点标记颜色变化的结束点；

步骤S3d：获取矩阵点标记颜色变化的类型标记；

步骤S3e： 根据步骤S3a-步骤S3d所获取的数据信息计算矩阵点的色差点阵数据。

本发明另外提供了一种防伪二维码，由上述任一项所述的防伪二维码的生成方法生成。

本发明还提供一种二维码的生产应用系统，包括生产系统、服务系统以及应用系统，其中，

生产系统用于依次完成二维码的数据生成、数据采集以及数据管理，其中，二维码由上述任一项所述的防伪二维码的生成方法生成；

服务系统与生产系统及应用系统连接，用于接收生产系统生成的二维码数据，并提供给应用系统作为判断产品真伪的依据；

应用系统用于扫描产品的二维码，并结合服务系统所提供的二维码数据，以判断产品的真伪。

其中，所述生产系统包括依次连接的数据生成模块、数据采集模块以及数据管理模块，其中，

所述数据采集模块用于采集数据生成模块所生成的二维码数据，所述数据管理模块用于将数据采集模块所采集到的二维码数据存储到生产数据库内，并对其进行管理；

所述服务系统包括：

数据接收模块，与生产系统的数据采集模块连接，用于接收生产系统生成的二维码数据，并将二维码数据存储到防伪数据库中；

数据管理模块，与防伪数据库连接，用于对生产系统生成的二维码数据进行管理；

数据支持模块，与防伪数据库及应用系统连接，用于获取防伪数据库内的二维码数据，供应用系统鉴别真伪；

所述应用系统包括依次连接的真伪鉴别模块、数据管理模块以及产品数据获取模块，其中，

产品数据获取模块用于扫描获取产品的二维码数据，经数据管理模块处理后，与真伪鉴别模块从服务系统的数据支持模块获取的对应产品在生产时生成的二维码数据做对比，以鉴别产品的真伪。

本发明提供的防伪二维码及其生成方法和生产应用系统，通过随机序列对二维码图形对应的二进制数据进行重新编码，同时，结合激光全息图标签基底生成过程的独一无二性及不可逆性，以及印刷过程中光学渐变材料带来的矩阵点随机颜色信息的不可逆性及不可复制性，从根本上杜绝了仿造者批量复制产品二维码的现象，从而使得产品在出售前，不必覆盖二维码，在产品从出厂、运输及销售的整个环节中，均可被随时检阅查看。

附图说明

图1：根据本发明的防伪二维码生成方法一较佳实施例所生成的二维码图；

图2：防伪编码区覆盖位置探测图形区的情况；

图3：防伪编码区未全部落入二维码图形内的情况；

图4：防伪编码区竖向切割的情况；

图5：防伪编码区横向切割的情况；

图6：防伪编码区内的加密点与校验点的对应情况；

图7：本发明提供的二维码的生产应用系统的系统架构图。

附图标记说明

10-防伪编码区、20-加密信息生成区、21-加密点、30-加密信息校验区、31-校验点、40-位置探测分隔符、50-校正图形区域、60-生产系统、61-数据生成模块、62-数据采集模块、63-数据管理模块、64-生产数据库、70-服务系统、71-数据接收模块、72-数据支持模块、73-数据管理模块、74-防伪数据库、80-应用系统、81-真伪鉴别模块、82-产品数据获取模块、83-数据管理模块。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面结合附图详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。

本发明提供的防伪二维码的生成方法，主要针对现有的二维码容易被批量复制的问题，引入混合随机信息的因素，使最终形成的二维码具有不可复制性和不可逆性，由此，发明人引进了如下三个关键方法。

首先，激光全息图为由激光模压技术生成的全息图，全息图受生成时周围环境、机器设备的状态等因素的影响，因此导致了生成的每一张全息图都是独一无二的，即使全息图上的图案一致，但图案背后隐藏的每个像素点对应的颜色，以及该颜色随人们视角改变所发生的变化等均不相同。现有的利用激光全息图的此特性进行防伪识别的技术中，都是利用人眼识别，很显然，这种识别的准确性是无法保证的。

其次，光学渐变材料也存在其特殊性：在白光下正看或侧视，随着人眼视角的改变，会呈现出两种不同的颜色，且颜色连续渐变，光变特性强、色差变化大、特征明显，且颜色随视角的改变存在一定的变化规律，因此，如果能够以混合有光学渐变材料的油墨对二维码图形进行印刷，由于印刷过程的不可控制性，二维码图形的矩阵点中，哪些位置的矩阵点会存在光学渐变材料，哪些位置的矩阵点不存在光学渐变材料，并且，存在光学渐变材料的矩阵点中，在某个预定角度下呈现什么颜色，均是随机且不可逆的；其颜色角度效应无法用高清晰度扫描仪、色彩复印机及其他设备复制，印刷特征用任何其它油墨和印刷方式都无法效仿。

最后，通过随机生成的数字序列对已有的可被批量复制的二维码图形中的部分数据进行重新编辑，由于数字序列是随机生成的，那么即使在掌握二维码图形的情况下，也不可能反推出背后的计算过程，从而使得在假冒者即使想仿制二维码，也只能将某批次的所有产品上对应的二维码图形一一获取、一一仿制，而无法在仅破译其中一个产品上的二维码图形数据后，就可以批量复制这批产品的二维码数据。

举个例子，以现有的二维码编制方法为例，某批次产品的二维码图形对应的数据信息为：

XXXDDD……001；

XXXDDD……002；

XXXDDD……003；

……

XXXDDD……100。

由于所有产品的二维码图形均由现有的QR Code方法编码，且信息相似，只有最后一个序列数字不一致，仿造者只要针对第一个产品的二维码图形进行解码，得到其背后的信息XXXDDD……001，即可批量得到其余产品的信息，进而批量仿造了整批产品的信息对应的二维码。

而如果采用随机序列对根据QR Code方法编码获得的二维码进行重新编码，那么，即使仿造者利用现有的编码方法，对第一个产品最终的二维码图形进行解码，得到的信息也不是产品真实的信息；退一步讲，即使仿造者得到了第一个产品背后真实的信息，由于整批次的产品二维码图形均通过各自的随机序列进行了重新编码，仿造者也就不可能根据第一个产品的信息仿造出整批产品对应的二维码。

本发明的防伪二维码的生成方法，具体实现方法如下：

步骤S1：采用激光全息方法制作二维码的标签基底；如图1所示，为本发明提供的防伪二维码的一较佳实施例的示意图，如图1所示，在本实施例中，防伪编码区由两个正方形之间的区域所构成，内侧的正方形为二维码图形所在区域，外侧的正方形与二维码图形的中心点重合，边长为二维码图形边长的两倍，这样便将激光防伪区划分为12个正方形的子防伪区，图中编号为1-12，每个子防伪区的边长为二维码图形边长的一半。

步骤S2：利用光学油墨在标签基底上印刷二维码图形，并使二维码图形的四周形成均被标签基底包覆的激光防伪区；其中，光学油墨里添加有光学渐变材料，光学渐变材料占光学油墨总体积的10%以下，以使所印刷的二维码图形中，只有部分矩阵点存在光学渐变特性，且存在光学渐变特性的矩阵点位置随机；具体实现时，可在使用普通油墨印刷完二维码图形后未完全干燥之前，将光学渐变材料随机洒在普通油墨上。

步骤S3：利用机器视觉系统（手机相机、摄像头等），在180度范围内选择多组不同角度配对的反射光，并保证利用机器视觉系统在任意角度采集时都有反射光存在，将每个角度对应的每个反射光点的信息进行关联编码建模，用于后续产品的真伪鉴别。

步骤S4：采集二维码图形上的每个矩阵点处生成的特有的随机颜色信息，并对其编码，在后期终端系统扫描阶段，在后期移动终端扫描阶段，以同样的方式进行编码，并与前期编码信息对比，判断真伪。

本发明的某个较佳实施例中，具体的编码建模实现方法如下：

步骤S31：获取占3个字节的整个激光防伪区的整体特征码，也即，获取图1中，编号为1-12的整个区域内的整体的颜色特征。

步骤S32：获取子防伪区的分区特征码，每个子防伪区的分区特征码占3个字节，共36个字节，也即，获取图1中，编号为1-12的每个子区域内的整体的颜色特征。

步骤S33：从激光防伪区内获取例如29个个性特征码，也即，从激光防伪区中找出29个二进制点，并获取每个点的如下描述码：

特征码数量、占2个字节；

特征码相对坐标，即二进制点的位置，占4个字节；

特征码与二维码空白区的颜色差值、占3个字节；

共29×9=261个字节。

至此，共选择出大小为300个字节的关键特征信息。

步骤S34：通过整体特征码和分区特征码对29个个性特征码进行计算分析，找到共同点，用于基本防伪特征识别。

步骤S35：从共同点中找出有限不同点，需要注意的是，这里的有限不同并不是指每个二进制点均不同，而是指从整体来判断，存在批量不同。

步骤S36：从29个个性特征码中随机挑选例如3个个性特征码，将这3个个性特征码中，每个个性特征码中的描述码与整体特征码及分区特征码组成最终的激光全息图防伪特征码，并上传至服务器，从而完成了整个编码建模过程。

本发明的某个较佳实施例中，针对二维码图形上的某个矩阵点时，对其具体的随机颜色信息的编码方法如下：

步骤41：获取矩阵点的行变及列变标志，即，随机获取的每个光学渐变点在二维码图形上的位置；

步骤42： 获取矩阵点标记颜色变化的起始点，即，整个二维码图形上，首次出现的光学渐变点；

步骤43： 获取矩阵点标记颜色变化的结束点，即，整个二维码图形上，最后一个光学渐变点；

步骤44：获取矩阵点标记颜色变化的类型标记，即，随机获取的每个光学渐变点的整体颜色类型；

步骤45： 根据步骤S41-步骤S44所获取的数据信息计算矩阵点的色差点阵数据，此步骤的意义在于，由于扫描过程中，角度和环境的差异，会导致步骤S41-步骤S44，尤其是步骤S44对应的数据不同，而本步骤计算的结果是一个相对值，而不是绝对值；也就是说，随着外界环境的变化，尽管光学渐变点上对应的整体颜色会改变，但无论外界环境与扫描角度如何变化，每个点相对于外界环境的色差点阵数据是一致的，因此，通过计算最终的色差点阵数据，可排除因为角度或环境问题产生的数据误差，方便信息的对比识别。

本发明在对随机颜色信息编码时，从具有光学渐变材料的矩阵点中随机获取若干个进行编码，而不是对所有具有光学渐变材料的矩阵点都编码。

本发明的一较佳实施例中，所述步骤S2中，所印刷的二维码图形，通过随机序列对某一区域内的二进制数据进行重新生成，其具体的实现方法如下：

步骤S21：采用QR Code编码方法编码出基础二维码数据，以得到基础二维码图形；

步骤S22：随机生成一串随机序列；

步骤S23：根据随机序列，从基础二维码图形中选择n×n大小的防伪编码区；

步骤S24：将防伪编码区分为n×m大小的加密信息生成区以及n×k大小的加密信息校验区，其中，m+k=n；

步骤S25：通过XOR算法，根据随机序列，重新生成加密信息生成区内的二进制数据，加密信息校验区内的二维码数据不变，仍以步骤S1生成的为准。

并且，请参见图2及图3所示，二维码的防伪编码区10应当位于位置探测分隔符40所在直线在基础二维码图形中所划分的方形区域内，位于校正图形区域50之外的任意位置，即图3中字母A所指向的位置；同时，整个正方形的防伪编码区10都应当落于二维码图形内，因此，如果根据随机序列选择出的防伪编码区10违背了这点，则需要重新选择，（图2及图3所示为两种防伪编码区位置不正确的情形，图2对应所在区域有误，图3部分位于此区域之外），例如以随机序列的第2位或第3位数字选择，再以第3位及第4位数字选择，穷尽之后仍未选出合适的防伪编码区10，则重新生成随机序列，直至选择出合适位置的防伪编码区10。

当然，在实际作业中，随机序列的生成并不局限于上文所举的为局限于八个数字的情形，在根据随机序列选择防伪编码区的位置时，所采用的方法可能会涉及到更复杂的算法，本发明仅列举较简单的例子帮助本领域技术人员理解，在具体实施时，所有利用随机序列对二维码图形中的一处方形区域进行重新编码的技术方案，均属于本发明的保护范围。

由于二维码在扫描过程中，存在扫描角度、扫描光线、扫描终端灵敏度等多种随机因素的影响，经常会出现扫描数据不准确导致的信息识别缓慢或信息识别出错的情形，出现这种情况的原因是二维码图形中存在很多二进制点，在扫描时，有可能对其中的某个二进制点的识别存在偏差，将“1”识别为“0”，或将“0”识别为“1”，从而导致了整个二维码无法识别的情况；因此，针对现有的二维码存在的上述问题，本发明将防伪编码区10划分为加密信息生成区20及加密信息校验区30，且加密信息校验区30的区域面积大于加密信息生成区20的区域面积，使加密信息生成区20内每个新生成的二进制点，在加密信息校验区30，至少对应有一个校验点，以增加校验准确度。

仍以16×16大小的防伪编码区为例，假设加密信息生成区20及加密信息校验区30的大小分别为16×4及16×12，则在将防伪编码区10切割为这两个区域时，可以横向切割（如图5所示）也可以竖向切割（如图4所示），横向切割或竖向切割的选择仍由随机序列决定，例如，选择防伪编码区10所需要的是第3位及第4位数字，则以第5位数字的奇偶确定防伪编码区10的切割方法，例如第5位数字为奇数的话，则进行竖向切割，第5位数字为偶数的话，则进行横向切割。

同样，在根据随机序列选择防伪编码区的切割方法时，选择过程可能会涉及到更复杂的算法，本发明仅列举较简单的例子帮助本领域技术人员理解，在具体实施时，所有利用随机序列对二维码图形中的防伪编码区进行切割的技术方案，均属于本发明的保护范围。

请参阅图6所示，为切割好加密信息生成区20及加密信息校验区30的防伪编码区10图形，加密信息生成区20内每个加密点21（二进制点），在加密信息校验区30内对应有三个校验点31，具体实施过程中，每个加密点21的校验点31的选择方法，仍由随机序列确定，其确定方法本发明不加以限制。如图所示，加密信息生成区内，左上角生成的加密点21为“1”，其在加密信息校验区，有三个校验点31：1、0、1，本发明的校验方法如下：

在移动终端对二维码进行扫描时，假如扫描到的上述加密点21为1，且校验点31为1、0、1，将扫描到的四个二进制数据与云端存储的数据相比，均一致，在其他二进制点也一致的情况或经校验一致的情况下，则判断二维码对应的产品为真品。

假如扫描到的上述加密点21为0，校验点31为1、0、1，加密点21对应的二进制数据与云端存储的数据不一致，此时，将扫描到的校验点31的三个二进制数据与云端存储的数据校验，结果一致，在其他二进制点也一致的情况或经校验一致的情况下，则此时认为加密点21的扫描出现错误，仍认为产品为真品。

当然，如果校验点31只有两个点一致的话，仍可认为产品为真品。

本发明提供的校验方法，主要考虑到在实际扫描过程中，可能会存在某个点出现扫描错误的情况，但多个点都出现扫描错误的情况比较稀少，故通过多个校验点校验一个加密点的技术方案，可以很好地解决现有的二维码扫描缓慢或扫描不准确的情况出现。

至此，通过随机序列、激光图标签基底以及光学油墨三个关键技术引入三个随机变量，不仅彻底杜绝了仿造者批量仿制二维码的情况，甚至是精心地仿制单个二维码也完全无可能。

本发明另外提供了一种防伪二维码，由上文所述的二维码的调制加密方法生成。

图7为本发明另外提供的一种针对上文所述的二维码及其生成方法的二维码的生产应用系统的系统架构图，该生产应用系统显示了本发明的二维码从生成到数据采集再到最后的扫码识别的整个工艺流程及其所对应的设备支持。如图7所示，本发明提供的二维码的生产及应用系统，包括生产系统60、服务系统70以及应用系统80，其中，

生产系统60包括依次连接的数据生成模块61、数据采集模块62、以及数据管理模块63，其中，所述数据采集模块62用于采集数据生成模块61所生成的二维码数据，所述数据管理模块63用于将数据采集模块62所采集到的二维码数据存储到生产数据库64内，并对其进行管理，如根据实际的生产需要，对数据进行发布、修改、删除或标记等；数据生成模块61通过上文所述的任一光学调制加密方法生成二维码数据，数据采集模块62，例如可以是在光学油墨印刷完毕后，用于采集二维码上每个矩阵点位置处特有的随机颜色信息的摄像头等，或是用于采集激光防伪区内关键特征的视觉系统。

服务系统70包括数据接收模块71、数据支持模块72以及数据管理模块73：数据接收模块71接收生产系统60中的数据采集模块62所采集的二维码数据，并将二维码数据存储到防伪数据库74中；数据管理模块73对防伪数据库74中的二维码数据进行管理，比如，将每个矩阵点位置处特有的随机颜色信息编码为编码数据，或者，将获取的激光防伪区的关键特征进行编码建模；数据支持模块72再从防伪数据库74中获取经过处理/编码后的数据，供应给应用系统80，作为鉴别产品真伪的依据。

应用系统80内的真伪鉴别模块81从服务系统70的数据支持模块72内获取编码后的二维码数据，产品数据获取模块82扫描获取产品的二维码数据，数据管理模块83处理真伪鉴别模块81及产品数据获取模块82所获取的数据，例如：将产品数据获取模块82所获取的随机颜色信息编码为编码数据，以及，将获取的激光防伪区的关键特征进行，编码建模以将真伪鉴别模块81及产品数据获取模块82所获取的数据格式保持一致，方便鉴别产品真伪。

本发明中，所谓的“QR Code”，是由Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵符号，QR Code编码方法基于该矩阵符号进行编码，是现有的二维码编码方法所采用的方法。

本发明中，所谓的“XOR算法”，又称异或算法，在校验过程中，数据一致则计算结果为“1”，数据不一致则计算结果为“0”。

本发明中，所谓的“光学渐变材料”，是指任何其颜色能够随视角产生规律渐变变化的材料。

本发明中，所谓的“二维码数据”，包括所有在二维码生成阶段形成的直接或间接数据，比如：二维码上的每个矩阵点的二进制数据、光学渐变特征信息（也称随机颜色信息）数据、对光学渐变特征信息进行编码后得到的编码数据、激光防伪区的关键特征以及对激光防伪区的关键特征进行编码建模所获得的数据等。

本发明的有益效果如下：

1、通过在二维码图形的底部增加激光全息图标签基底，利用激光全息图生成过程的独一无二性及不可逆性，从根本上杜绝了仿造者仿制二维码的现象，从而使得产品在出售前，不必覆盖二维码，在产品从出厂、运输及销售的整个环节中，均可被随时检阅查看。

2、通过在印刷油墨中混合光学渐变材料，利用光学渐变材料在矩阵点上分布位置的随机性以及颜色角度效应的不可逆性和不可复制性，同样也从根本上杜绝了仿造者仿制二维码的现象，从而使得产品在出售前，不必覆盖二维码，在产品从出厂、运输及销售的整个环节中，均可被随时检阅查看。

3、通过利用随机生成的随机序列对二维码的图形数据进行重新编码，根本上杜绝了仿造者批量复制产品二维码的现象，从而使得产品在出售前，不必覆盖二维码，在产品从出厂、运输及销售的整个环节中，均可被随时检阅查看。

4、通过加密信息校验区对加密信息生成区的校验功能，解决了现有的二维码在扫描过程中容易出现的扫描缓慢或扫描出现错误的情形。

虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种防伪二维码的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：采用激光全息方法制作二维码的标签基底；

步骤S2：利用光学油墨在标签基底上印刷二维码图形，并使二维码图形的四周形成均被标签基底包覆的激光防伪区；其中，光学油墨里添加有光学渐变材料，光学渐变材料占光学油墨总体积的10%以下；

步骤S3：采集激光防伪区的关键特征并编码建模，同时，采集每个矩阵点处生成的特有的随机颜色信息并编码，用于后续产品的真伪鉴别，

其中，所述步骤S2中，所印刷的二维码图形中包括防伪编码区，防伪编码区内的数据由随机生成的随机序列重新编码获得。

2.如权利要求1所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：

所述步骤S2中，所印刷的二维码图形通过下述步骤生成：

步骤S21：采用QR Code编码方法编码出基础二维码数据，以得到基础二维码图形；

步骤S22：随机生成一串随机序列；

步骤S23：根据随机序列，从基础二维码图形中选择n×n大小的防伪编码区；

步骤S24：将防伪编码区分为n×m大小的加密信息生成区以及n×k大小的加密信息校验区，其中，m+k=n；

步骤S25：根据随机序列，重新生成加密信息生成区内的二进制数据，从而得到调制加密后的二维码图形。

3.如权利要求2所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：

所述加密信息校验区内的数据，与步骤S21中在此区域所生成的基础二维码数据保持一致；

所述加密信息校验区的校验方法为：在扫描二维码的过程中，如果扫描出的加密信息生成区内的某个二维码数据与调制加密阶段生成的二维码数据不一致，则对比与该加密信息生成区的不一致的二维码数据在加密信息校验区所对应的校验二维码数据，与该加密信息校验区所对应的校验二维码数据在调制加密阶段所对应生成的二维码数据，在加密信息校验区所对应的校验二维码数据及该加密信息校验区所对应校验二维码数据在调制加密阶段所对应生成的二维码数据一致的情况下，认为加密信息生成区的二维码数据正确。

4.如权利要求1所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：

所述步骤S3中，激光防伪区的关键特征的编码建模方法包括如下步骤：

步骤S31：获取占a个字节的整个激光防伪区的整体特征码；

步骤S32：获取子防伪区的分区特征码，每个子防伪区的分区特征码占b个字节；

步骤S33：获取激光防伪区内m个个性特征码，每个个性特征码包括如下的描述码：占c个字节的特征码数量、占d个字节的特征码相对坐标、以及占e个字节的特征码与二维码空白区的颜色差值；

步骤S34：通过整体特征码和分区特征码对o个个性特征码进行计算分析，找到共同点，用于基本防伪特征识别。

5.如权利要求4所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：所述步骤S3中，激光防伪区的关键特征的编码建模方法还包括：

步骤S35：从共同点中找出有限不同点；

步骤S36：从步骤S33中的o个个性特征码中随机挑选p个个性特征码，将每个个性特征码中的描述码与整体特征码及分区特征码组成最终的激光全息图防伪特征码，并上传至服务器。

6.如权利要求4或5所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：所述步骤S31中，所获取的整体特征码为整个激光防伪区的整体颜色；

所述步骤S32中，所获取的分区特征码为每个子防伪区的整体颜色；

所述步骤S33中，所获取的个性特征码为二维码图形中对应的具体二进制点。

7.如权利要求1-5中任一项所述的防伪二维码的生成方法，其特征在于：所述步骤S3中，矩阵点的随机颜色信息的编码方法包括：

步骤S3a：获取矩阵点的行变及列变标志；

步骤S3b： 获取矩阵点标记颜色变化的起始点；

步骤S3c： 获取矩阵点标记颜色变化的结束点；

步骤S3d：获取矩阵点标记颜色变化的类型标记；

步骤S3e： 根据步骤S3a-步骤S3d所获取的数据信息计算矩阵点的色差点阵数据。

8.一种防伪二维码，其特征在于：由权利要求1-7中任一项所述的防伪二维码的生成方法生成。

9.一种二维码的生产应用系统，其特征在于：包括生产系统、服务系统以及应用系统，其中，

生产系统用于依次完成二维码的数据生成、数据采集以及数据管理，其中，二维码由权利要求1-7中任一项所述的防伪二维码的生成方法生成；

服务系统与生产系统及应用系统连接，用于接收生产系统生成的二维码数据，并提供给应用系统作为判断产品真伪的依据；

应用系统用于扫描产品的二维码，并结合服务系统所提供的二维码数据，以判断产品的真伪。

10.如权利要求9所述的二维码的生产应用系统，其特征在于：

所述生产系统包括依次连接的数据生成模块、数据采集模块以及数据管理模块，其中，

所述数据采集模块用于采集数据生成模块所生成的二维码数据，所述数据管理模块用于将数据采集模块所采集到的二维码数据存储到生产数据库内，并对其进行管理； 所述服务系统包括：

数据接收模块，与生产系统的数据采集模块连接，用于接收生产系统生成的二维码数据，并将二维码数据存储到防伪数据库中；

数据管理模块，与防伪数据库连接，用于对生产系统生成的二维码数据进行管理；

数据支持模块，与防伪数据库及应用系统连接，用于获取防伪数据库内的二维码数据，供应用系统鉴别真伪；

所述应用系统包括依次连接的真伪鉴别模块、数据管理模块以及产品数据获取模块，其中，

产品数据获取模块用于扫描获取产品的二维码数据，经数据管理模块处理后，与真伪鉴别模块从服务系统的数据支持模块获取的对应产品在生产时生成的二维码数据做对比，以鉴别产品的真伪。

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