CN109754037A - 一种基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，包括基于数字水印二维码和溯源查验微信小程序、基于数字水印二维码和溯源查验微信公众号、基于数字水印二维码和手机端溯源查验应用程序的一物一码商品防伪与溯源系统。针对通用二维码技术不能分辨信息真伪防伪的难题，在服务端计算机生成标准二维码基础上，将一物一码的产品编码作为数字水印信息隐蔽到二维码中生成防伪标签；消费者购买商品后，使用溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序对防伪标签上二维码进行数字水印识读，根据有无数字水印信息(产品编码)进行溯源查验，提高二维码的防伪溯源能力，实现了有效防伪造防篡改和精确跟踪的双重效果。

Description

一种基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统

技术领域

本发明属于数字水印、商品防伪与溯源领域。具体涉及在计算机系统生成的二维码中嵌入数字水印，通过溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序，检测二维码中数字水印的存在和内容，实现商品的可靠防伪与溯源。

背景技术

二维码是将特定的几个图形，按一定规律布置在二维平面上而生成的一种记录有数据符号信息的黑白相间的几何图形。在其代码设计的编写是利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流原理，使用多个与二进制相对应的几何形体来表示文字的数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动化处理。常见的二维码包括QRCode、PDF417、Data Matrix等。

现有防伪溯源二维码，通常是将产品的基本信息编码在二维码中，供用户扫描识别使用。造假者只要使用通用的二维码编码器，就可以伪造出让用户无法分辨真假的二维码。因此，单纯的二维码技术是不能防伪的。

数字水印技术是一种信息隐藏技术，是将一些数字水印信息嵌入到数字载体中，不影响原载体的使用价值，不容易被探知和再次修改，可以被生产方识别和辨认的技术。通过这些隐藏在载体中的水印信息，可以达到确认内容的创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。

微信小程序或微信公众号是一种基于微信获取服务的方式，不需要用户下载即可使用，用完即走，不用关心是否安装太多应用的问题。根据《2018年微信数据报告》，微信已实现了对国内移动互联网用户的大面积覆盖，截至2018年9月，微信月活跃账户数达10.82亿，可推断具有商品查验需求的用户群体基本都已安装微信。

发明内容

本发明针对通用二维码技术不能分辨信息真伪、无法可靠防伪溯源的难题，为用户提供一种在二维码中嵌入一物一码数字水印，通过该数字水印难以被破解识别的隐蔽性来提高二维码防伪能力，再通过溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序来实现商品的可靠防伪与溯源目的。

实现本发明目的采用下述技术方案：

一种基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，包括：基于数字水印二维码和微信小程序、基于数字水印二维码和微信公众号、基于数字水印二维码和手机端应用程序的一物一码商品防伪与溯源系统，其特征在于：该一物一码商品防伪与溯源系统，由数字水印二维码生成模块、数字水印二维码识读模块、服务端编码数据库管理模块组成，其中数字水印二维码生成模块和服务端编码数据库管理模块部署在服务端，而数字水印二维码识读模块部署在手机端，各模块的功能如下：

数字水印二维码生成模块，具有下述功能内容：

1)接收明文内容和数字水印内容的输入；

2)使用通用二维码生成算法，根据明文内容生成一个普通二维码；然后使用数字水印嵌入算法，将数字水印内容嵌入到二维码中，得到一个数字水印二维码；接着使用散列算法，生成一个验证码；

3)再将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；

数字水印二维码识读模块，具有下述功能内容：

1)接收数字水印二维码图像的输入；

2)分别使用通用二维码解码算法和数字水印提取算法，得到二维码中的明文内容和数字水印内容；再使用这两个内容，通过服务端编码数据库管理模块查询相应的验证码、查询信息、商品信息和溯源信息；

3)向用户反馈有无水印、数字水印内容、验证码、商品信息、经销商信息、查询次数等信息，供用户查验二维码真伪；

服务端编码数据库管理模块，具有下述功能内容：

1)保存已生成数字水印二维码的明文内容、数字水印内容、验证码和查询时间、地点、次数等信息；

2)根据明文内容和数字水印内容来查询验证码

3)通过数字水印内容查询商品信息数据库和溯源数据库，得到关联商品的相关信息；

上述基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，依托计算机网络，配合现有一物一码全流程管理系统、商品信息数据库和溯源数据库实施运行。

本发明的有益效果是：

(一)解决了传统的二维码易于被仿造的难题。造假者对数字水印二维码的明文内容进行修改，重新生成的二维码丢失了数字水印内容。

(二)不改变用户的使用习惯。数字水印具有隐蔽性，外观上仍是普通二维码；普通用户使用手机扫一扫的通用读取手段，可以正常读取到数字水印二维码中的明文内容，但无法读取数字水印内容。

(三)不改变二维码防伪标签的印刷流程。不使用特殊的油墨、纸张和工艺等传统防伪手段，不增加防伪成本。

(四)具有较强的鲁棒性。与传统空域和频域数字水印技术不同，本发明不依赖对二维码图像进行像素级修改，不依赖彩色打印，不依赖图像对比，只修改了二维码编码的“0”、“1”比特流，可以适应质量较差的打印设备、配置较低的查验手机和光线较差的查验环境，数字水印内容的提取成功率与二维码识别成功率相同。

(五)将商品的一物一码作为数字水印内容嵌入到数字水印二维码中，实现了防伪造防篡改和精确跟踪的双重效果。对于同一类商品的不同个体，造假者只能读取到相同的二维码明文内容，无法读取到隐藏的一物一码信息，也无法修改和编造一物一码信息；通过溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序返回的时间、地点、用户等信息，可以实现商品销售去向的精确跟踪。

(六)同时使用明文内容和数字水印内容来生成验证码，起到了检验明文内容是否被修改的效果。造假者如果修改了二维码明文内容，即伪造了溯源查验微信小程序地址或溯源查验微信公众号地址或手机端溯源查验应用程序下载地址，因其不能嵌入和提取一物一码数字水印信息，便无法区分同一类商品的不同个体，无法模拟出不同的验证码。

(七)实现了购买者和消费者的分级查询，互不干扰。购买者可使用溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序，查验二维码是否包含水印，来初步验证真伪，并不需要刮开验证码，也不会增加查询次数；最终消费者可进行全面的真伪查验。

(八)使用方便，用户查验积极性更高。依靠溯源查验微信小程序或溯源查验微信公众号，实现了防伪溯源即扫即用，不需下载和安装手机端应用程序，降低了用户的使用负担，提高了用户查验的积极性；与传统一物一码溯源查验系统相比，不需要用户手动输入产品编码(或查询编码)，使用更便捷。

附图说明

图1为数字水印二维码防伪标签示意图

图2为溯源查验微信小程序查验界面

图3为未检测到数字水印的返回界面

图4为检测到数字水印后，商品的详细防伪溯源信息展示界面

图5为本发明基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统组成图

图6为本发明使用溯源查验微信小程序的商品防伪与溯源系统流程图

其中：图1为数字水印二维码防伪标签示意图。标签由底图、数字水印二维码和验证码刮开区域构成；数字水印二维码和验证码由产品编码(数字水印内容)和查验真伪微信小程序地址(明文内容)生成；

图2为溯源查验微信小程序查验界面。用户使用微信扫一扫对标签进行扫描，自动进入溯源查验微信小程序；

图3为未检测到数字水印的返回界面。用户使用溯源查验微信小程序查验不含数字水印的普通二维码，得到未检测到数字水印的反馈；

图4为检测到数字水印后，商品的详细防伪溯源信息展示界面。用户使用溯源查验微信小程序查验数字水印二维码，解码得到水印内容，通过查询编码数据库、商品信息数据和溯源数据库，得到商品详细的防伪溯源信息；

图5为本发明基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统组成图。本发明商品防伪与溯源系统，由数字水印二维码生成模块、数字水印二维码识读模块、服务端编码数据库管理模块3个模块组成，其中数字水印二维码生成模块和服务端编码数据库管理模块部署在服务端，数字水印二维码识读模块部署在手机端；

图6为本发明使用溯源查验微信小程序的商品防伪与溯源系统流程图。现有一物一码系统在生成防伪溯源二维码时，调用数字水印二维码生成模块来生成防伪标签上的数字水印二维码和验证码；用户使用微信扫一扫对防伪标签进行扫描，进入溯源查验微信小程序；用户使用溯源查验微信小程序，调用数字水印二维码识读模块，对数字水印二维码进行查验；溯源查验微信小程序使用数字水印内容自动查询服务端编码数据库管理模块，得到商品的验证码等详细信息，用户刮开防伪标签上的验证码来核对是否一致。

具体实施方式

下面结合附图6，对本发明使用微信小程序作为技术手段，检测商品真伪的追踪溯源过程描述如下：

一种基于数字水印二维码和微信小程序的一物一码商品防伪与溯源系统，对商品进行防伪和追踪溯源的方法，按下述步骤操作：

第一步：商品生产过程中，服务端一物一码系统生成一物一码的产品编码。使用产品编码为索引，在商品信息数据库中记录该商品的相关资料信息，在溯源数据库中记录该商品的生产流通全流程信息；

第二步：对当前商品大类，使用相应的溯源查验微信小程序地址作为明文内容，将商品的产品编码作为数字水印内容，服务端一物一码系统调用数字水印二维码生成模块生成数字水印二维码和验证码，从而确保每件商品的数字水印二维码和验证码均不相同；将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；将数字水印二维码和验证码印刷在对应商品的包装上，并对验证码进行遮挡；

第三步：用户在购买商品后，使用手机端微信扫一扫对商品包装上的数字水印二维码进行扫描，可以得到明文内容即溯源查验微信小程序地址，微信将自动跳转到查询界面；在查询界面中，用户再次扫描数字水印二维码，得到数字水印内容即产品编码，微信小程序自动使用产品编码查询服务端编码数据库，得到验证码和当前商品的相关信息；

第四步：若第三步未检测到水印信息，则向用户显示当前二维码无水印，提示谨防假货；

第五步：若第三步检测到了水印信息，且解码出数字水印内容，则向用户展示验证码、关联商品相关信息、查询次数、经销商信息、第一次溯源查验信息和上一次溯源查验信息，并提示用户刮开验证码区域查验是否一致。

第六步：溯源查验微信小程序自动将当前查询时间、地点、用户名等信息发送到编码数据库，写入对应商品的关联信息中，供下一次查询时进行计数和比较，也可供商家进行商品销售情况跟踪。

使用溯源查验微信公众号或手机端溯源查验应用程序来替代微信小程序，作为检测商品真伪的技术手段，其各自具体检测操作步骤如下：

实施例1：基于数字水印二维码和微信小程序的一物一码某酒类商品防伪与溯源系统

为某酒类厂家现有服务端一物一码系统的二维码生成系统中安装数字水印二维码生成模块，部署服务端编码数据库管控模块，开发手机端溯源查验微信小程序，依托现有商品信息数据库和溯源数据库运行，其防伪与溯源操作步骤如下：

第一步、每瓶酒生产完成后，服务端一物一码系统生成其产品编码；以溯源查验微信小程序地址作为明文内容，产品编码作为数字水印内容，将二者输入数字水印二维码生成模块，生成数字水印二维码和验证码，完成防伪标签制作(图1)，粘贴于酒的外包装上；

第二步、消费者购买到这瓶酒后，使用手机端微信扫一扫对防伪标签进行扫描，进入溯源查验微信小程序(图2)；溯源查验微信小程序调用数字水印二维码识读模块，对数字水印二维码进行识读，得到明文内容和数字水印内容；再通过查询编码数据库、商品信息数据库和溯源数据库得到商品真伪反馈、验证码、经销商、查询时间地点等信息(图4)；刮开防伪标签上的验证码区域，将显露出的验证码与查验结果中的验证码进行比对，一致则表明验证通过；

第三步、造假者生产假酒，使用明文信息(溯源查验微信小程序地址)相同的二维码印制假的防伪标签，冒充正品商家，在市场上出售；消费者购买到假酒后，使用手机端微信扫一扫对防伪标签进行扫描，进入溯源查验微信小程序，在识读数字水印二维码后，返回无水印(图3)，认定为假酒；

第四步、造假者生产假酒，使用真品原包装的数字水印二维码和验证码印制假的防伪标签，冒充正品商家，在市场上出售；消费者购买到假酒后，使用手机端微信扫一扫对防伪标签进行扫描，进入溯源查验微信小程序，在识读数字水印二维码后，返回信息中包含查询次数、第一次查询时间地点、上一次查询时间地点，若已被查询过，则可认定为假酒；

实施例2：基于数字水印二维码和溯源查验微信公众号的一物一码某酒类商品防伪与溯源系统

在本实施例中，与实施例1的区别仅在于：使用手机端溯源查验微信公众号作为查验真伪的工具来实施查验操作；数字水印二维码的明文内容为溯源查验微信公众号地址。其他实施流程与实施例1相同。

实施例3：基于数字水印二维码和手机端溯源查验应用程序的一物一码某酒类商品防伪与溯源系统

在本实施例中，与实施例1的区别主要在于：使用手机端溯源查验应用程序作为查验真伪的工具来实施查验操作；数字水印二维码的明文内容为手机端溯源查验应用程序下载地址。其他实施流程与实施例1相同。

微信小程序和微信公众号审核较为严格，基本不存在完全仿造情况；对于手机端溯源查验应用程序假冒，可通过下面的附加流程进行鉴别：

附加流程：造假者生产假酒，使用假冒的手机端溯源查验应用程序下载地址作为明文内容，编码二维码来印制假的防伪标签，冒充正品商家，在市场上出售；消费者购买到假酒后，使用手机端微信扫一扫对防伪标签进行扫描，进入下载地址，下载并安装了假冒的手机端溯源查验应用程序，使用其对防伪标签进行再次扫描后，返回信息中包含验证码，因每一瓶假酒的二维码明文内容都相同，则每一瓶假酒的验证码都相同，可认定为假酒；若返回信息中包含随机变化的验证码，则无法与假酒防伪标签上的验证码一致，可认定为假酒。

Claims (4)

1.一种基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，包括：基于数字水印二维码和微信小程序、基于数字水印二维码和微信公众号、基于数字水印二维码和手机端应用程序的一物一码商品防伪与溯源系统，其特征在于：该一物一码商品防伪与溯源系统，由数字水印二维码生成模块、数字水印二维码识读模块、服务端编码数据库管理模块组成，其中数字水印二维码生成模块和服务端编码数据库管理模块部署在服务端，而数字水印二维码识读模块部署在手机端，各模块的功能如下：

数字水印二维码生成模块，具有下述功能内容：

1)接收明文内容和数字水印内容的输入；

2)使用通用二维码生成算法，根据明文内容生成一个普通二维码；然后使用数字水印嵌入算法，将数字水印内容嵌入到二维码中，得到一个数字水印二维码；接着使用散列算法，生成一个验证码；

3)再将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；

数字水印二维码识读模块，具有下述功能内容：

1)接收数字水印二维码图像的输入；

2)分别使用通用二维码解码算法和数字水印提取算法，得到二维码中的明文内容和数字水印内容；再使用这两个内容，通过服务端编码数据库管理模块查询相应的验证码、查询信息、商品信息和溯源信息；

3)向用户反馈有无水印、数字水印内容、验证码、商品信息、经销商信息、查询次数等信息，供用户查验二维码真伪；

服务端编码数据库管理模块，具有下述功能内容：

1)保存已生成数字水印二维码的明文内容、数字水印内容、验证码和查询时间、地点、次数等信息；

2)根据明文内容和数字水印内容来查询验证码；

3)通过数字水印内容查询商品信息数据库和溯源数据库，得到关联商品的相关信息；

上述基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，依托计算机网络，配合现有一物一码全流程管理系统、商品信息数据库和溯源数据库实施运行。

2.按照权利要求1所述的基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，其特征在于：其中基于数字水印二维码和微信小程序的一物一码商品防伪与溯源系统，对商品进行防伪和追踪溯源的方法，按下述步骤操作：

第一步：商品生产过程中，服务端一物一码系统生成一物一码的产品编码，使用产品编码为索引，在商品信息数据库中记录该商品的相关资料信息，在溯源数据库中记录该商品的生产流通全流程信息；

第二步：对当前商品大类，使用相应的溯源查验微信小程序地址作为明文内容，将商品的产品编码作为数字水印内容，服务端一物一码系统调用数字水印二维码生成模块生成数字水印二维码和验证码，从而确保每件商品的数字水印二维码和验证码均不相同；将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；将数字水印二维码和验证码印刷在对应商品的包装上，并对验证码进行遮挡；

第三步：用户在购买商品后，使用手机端微信扫一扫对商品包装上的数字水印二维码进行扫描，可以得到明文内容即溯源查验微信小程序地址，微信将自动跳转到查询界面；在查询界面中，用户再次扫描数字水印二维码，得到数字水印内容即产品编码，溯源查验微信小程序自动使用产品编码查询服务端编码数据库，得到验证码和当前商品的相关信息；

第四步：若第三步未检测到水印信息，则向用户显示当前二维码无水印，提示谨防假货；

第五步：若第三步检测到了水印信息，且解码出数字水印内容，则向用户展示验证码、关联商品相关信息、查询次数、经销商信息、第一次溯源查验信息和上一次溯源查验信息，并提示用户刮开验证码区域查验是否一致；

第六步：溯源查验微信小程序自动将当前查询时间、地点、用户名等信息发送到编码数据库，写入对应商品的关联信息中，供下一次查询时进行计数和比较，也可供商家进行商品销售情况跟踪。

3.按照权利要求1所述的基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，其特征在于：其中基于数字水印二维码和溯源查验微信公众号的一物一码商品防伪与溯源系统，对商品进行防伪和追踪溯源的方法，按下述步骤操作：

第一步：商品生产过程中，服务端一物一码系统生成一物一码的产品编码，使用产品编码为索引，在商品信息数据库中记录该商品的相关资料信息，在溯源数据库中记录该商品的生产流通全流程信息；

第二步：对当前商品大类，使用相应的溯源查验微信公众号地址作为明文内容，将商品的产品编码作为数字水印内容，服务端一物一码系统调用数字水印二维码生成模块生成数字水印二维码和验证码，从而确保每件商品的数字水印二维码和验证码均不相同；将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；将数字水印二维码和验证码印刷在对应商品的包装上，并对验证码进行遮挡；

第三步：用户在购买商品后，使用手机端微信扫一扫对商品包装上的数字水印二维码进行扫描，可以得到明文内容即溯源查验微信公众号地址，微信将自动跳转到溯源查验微信公众号；用户进入查询界面，再次扫描数字水印二维码，得到数字水印内容即产品编码，溯源查验微信公众号自动使用产品编码查询服务端编码数据库，得到验证码和当前商品的相关信息；

第四步：若第三步未检测到水印信息，则向用户显示当前二维码无水印，提示谨防假货；

第五步：若第三步检测到了水印信息，且解码出数字水印内容，则向用户展示验证码、关联商品相关信息、查询次数、经销商信息、第一次溯源查验信息和上一次溯源查验信息，并提示用户刮开验证码区域查验是否一致；

第六步：溯源查验微信公众号自动将当前查询时间、地点、用户名等信息发送到编码数据库，写入对应商品的关联信息中，供下一次查询时进行计数和比较，也可供商家进行商品销售情况跟踪。

4.按照权利要求1所述的基于数字水印二维码的一物一码商品防伪与溯源系统，其特征在于：其中基于数字水印二维码和手机端溯源查验应用程序的一物一码商品防伪与溯源系统，对商品进行防伪和追踪溯源的方法，按下述步骤操作：

第一步：商品生产过程中，服务端一物一码系统生成一物一码的产品编码，使用产品编码为索引，在商品信息数据库中记录该商品的相关资料信息，在溯源数据库中记录该商品的生产流通全流程信息；

第二步：对当前商品大类，使用相应的手机端溯源查验应用程序下载地址作为明文内容，将商品的产品编码作为数字水印内容，服务端一物一码系统调用数字水印二维码生成模块生成数字水印二维码和验证码，从而确保每件商品的数字水印二维码和验证码均不相同；将明文内容、数字水印内容和验证码输入服务端编码数据库；将数字水印二维码和验证码印刷在对应商品的包装上，并对验证码进行遮挡；

第三步：用户在购买商品后，使用手机端微信扫一扫对商品包装上的数字水印二维码进行扫描，可以得到明文内容即手机端溯源查验应用程序下载地址，微信将自动跳转到应用下载界面，用户需要下载并安装手机端溯源查验应用程序；运行手机端溯源查验应用程序后，用户再次扫描数字水印二维码，得到数字水印内容即产品编码，手机端溯源查验应用程序自动使用产品编码查询服务端编码数据库，得到验证码和当前商品的相关信息；

第四步：若第三步未检测到水印信息，则向用户显示当前二维码无水印，提示谨防假货；

第五步：若第三步检测到了水印信息，且解码出数字水印内容，则向用户展示验证码、关联商品相关信息、查询次数、经销商信息、第一次溯源查验信息和上一次溯源查验信息，并提示用户刮开验证码区域查验是否一致；

第六步：手机端溯源查验应用程序自动将当前查询时间、地点、用户名等信息发送到编码数据库，写入对应商品的关联信息中，供下一次查询时进行计数和比较，也可供商家进行商品销售情况跟踪。