CN112465093A - 一种双层二维码防伪生成方法以及验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层二维码防伪生成方法以及验证方法，双层二维码防伪生成方法首先明文转换的二进制序列经过杰林码编码过程得到的数字指纹，分别将明文和数字指纹生成对应的二维码，双层二维码用于相互校验实现对产品的防伪。采用双层二维码的方式进行防伪，提升了安全性。而且其中一层二维码由经过杰林码编码过程得到的数字指纹生成，整个校验加密安全性高，数字指纹的长度可以根据需求而设定，提高了破解难度。双层二维码防伪验证方法采用双层二维码的方式进行防伪，扫描第二层二维码得到待验证产品的明文要重新进行杰林码编码得到第二哈希值，只有第二哈希值与第一哈希值完全等同，验证才成功。极大的提升了安全性。

Description

一种双层二维码防伪生成方法以及验证方法

技术领域

本发明涉及二维码防伪技术领域，特别涉及一种双层二维码防伪生成方法以及验证方法。

背景技术

目前，市场上的二维码防伪措施主要有两种：物理防伪和数码防伪，物理防伪包括激光防伪，光变油墨防伪，核径迹防伪，纹理防伪等，是利用一些难以复制，具有某些特别的物理外形或者能表现出独特的物理现象，从而使其无法被伪造或极大提高其伪造成本。物理防伪依靠难以复制的物理标识来防止造假，其功能主要体现在打假方面，但是因为消费者大多数没有相应的专业知识，而且没有一个真假的比较参照物，导致难以识别真假。此外由于不同企业使用不同的物理防伪模式，导致市面上的产品的防伪标识种类泛滥而混乱，消费者往往力不从心，让造假分子有机可乘。数码防伪是给每一件产品设置一组唯一的编码，并在数据库中记录，可以通过电话或者网页进行查询。数码防伪的好处是消费者能参与，这就可以借助消费者的力量来抵制假货，但是传统数码防伪有致命弱点，让很多企业望而却步：造假者直接从源头上，伪造一个假的查询平台、一个官网或者电话，造假成本低，消费者也无从判断。

在物理防伪技术上，伪造者只需要做的相似，以达到消费者肉眼难辨的程度，即可骗过消费者的眼睛，而没有参照物，没有专业知识的消费者根本无力分辨到底哪个是真，哪个是假。而数码防伪技术很容易从源头上被造假，虽然实现了一物一码，但是造假者直接伪造了查询途径，使用的全是自己创造的编码，消费者即使去查询，也无法从这种源头上的伪造中发现端倪。现有多数企业的产品使用的都是物理防伪+数码防伪，由于两种防伪方法并没有很好数据校验方式和加密功能，使的安全性较差，容易批量造假，造假成本低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双层二维码防伪生成方法以及验证方法，采用双层二维码的方式进行防伪，提升了安全性，而且其中一层二维码由经过杰林码编码过程得到的数字指纹生成，整个校验加密安全性高，数字指纹的长度可以根据需求而设定，提高了破解难度。

本发明的第一方面，提供了一种双层二维码防伪生成方法，包括以下步骤：

S101、将产品的明文转换为二进制序列；

S102、设定正实数r＝2^H(X)-Len/n，其中H(X)表示所述二进制序列的归一化信息熵，Len表示设定的数字指纹长度，n表示所述二进制序列的序列长度；

S103、对所述二进制序列中的第i位符号x，按照编码公式R_i＝R_i-1rp(x)和L_i＝L_i-1+R_i-1F(x-1,r)进行编码，将编码完成后的L_i作为数字指纹；其中R₀＝1，L₀＝0，p(x)表示符号x的归一化概率，F(x-1,r)表示符号x-1的非归一化分布函数；

S104、将所述数字指纹生成第一层二维码，将所述产品的明文生成第二层二维码，所述第一层二维码和所述第二层二维码用于相互校验实现对产品的防伪。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

本方法采用双层二维码的方式进行防伪，相较于单层二维码，提升了安全性。而且第一层二维码由经过杰林码编码过程得到的数字指纹生成，整个校验加密安全性高。而且编码输出的数字指纹的长度不固定，数字指纹的长度可以根据需求而设定，这样提高了破解难度。

根据本发明的一些实施例，所述产品的明文由能被计算机识别的任意一种以上的符号组成。

本发明的第二方面，提供了应用本发明第一方面所述双层二维码防伪生成方法的双层二维码防伪验证方法，包括以下步骤：

S201、根据用户终端扫描第一层二维码，得到第一哈希值；根据用户终端扫描第二层二维码，得到待验证产品的明文；

S202、将待验证产品的明文编码成第二哈希值，其中编码方式和参数均与所述第一哈希值被生成时所使用的编码方式和参数相同；

S203、根据所述第一哈希值和所述第二哈希值是否相等来对待验证产品进行防伪验证。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

本方法采用双层二维码的方式进行防伪，扫描第二层二维码得到待验证产品的明文要重新进行杰林码编码得到第二哈希值，只有第二哈希值与第一哈希值完全等同，验证才成功。极大的提升了安全性。

根据本发明的一些实施例，所述步骤S201之后，还包括步骤：

从存储有若干明文的数据库中搜索，若所述数据库中未匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若所述数据库中匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则进入步骤S202。

根据本发明的一些实施例，步骤S203包括：

S2031、若所述第一哈希值和所述第二哈希值不相等，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若所述第一哈希值和所述第二哈希值相等，则进入步骤S2032；

S2032、搜索历史验证记录，若待验证产品存在历史验证记录，则向用户终端反馈历史验证记录；若待验证产品不存在历史验证记录，则向用户终端反馈待验证产品验证成功。

本发明的第三方面，提供了一种双层二维码防伪生成设备，包括：至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如本发明第一方面所述的双层二维码防伪生成方法。

本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一方面所述的双层二维码防伪生成方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例提供的一种双层二维码防伪生成方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种双层二维码防伪验证方法的流程示意图；

图3为图2中步骤S203的一种实施流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种双层二维码防伪验证方法的流程框图；

图5为本发明实施例提供的一种双层二维码防伪生成设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

第一实施例；

参照图1，提供一种双层二维码防伪生成方法，包括以下步骤：

S101、将产品的明文转换为二进制序列。

作为一种可选的实施方式，企业可根据产品信息(产品名称、生产日期、产品编号、特殊号等)设定对应产品的明文，例如：产品名称：G、生产日期：2020.01.01、产品编号：06、特殊号：M，则根据以上信息进行组合，该产品的明文为：G2020010106M。

作为一种可选的实施方式，产品的明文由能被计算机识别的任意一种以上的符号组成。例如，可由数字、字母、特殊符号、汉字乃至任何计算机能识别的符号生成。以汉字转换为二进制为例：在国标码(中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码，代号为"GB2312-80")的字符集中，收集了一级汉字3755个，二级汉字3008个，图形符号682个，共7445个。一个汉字对应一个区位码，由四位数字组成，前两位数字为区码(0～94)，后两位数字为位码(0～94)。同时，在字汇一级支持ISO/IEC10646--1和GB13000--1的全部中、日、韩(CJK)汉字，共计20902字。把文字、图形、声音、动画等信息，变成按一定规则编码的二进制数。机内码是指汉字等在计算机中的编码汉字的机内码占两个字节，分别称为机内码的高位与低位。它们与区位码的关系如下：机内码高位＝区码+A0H，机内码低位＝位码+A0H。

S102、设定正实数r＝2^H(X)-Len/n，其中H(X)表示二进制序列的归一化信息熵，Len表示设定的数字指纹长度，n表示二进制序列的序列长度；

S103、对二进制序列中的第i位符号x，按照编码公式R_i＝R_i-1rp(x)和L_i＝L_i-1+R_i-1F(x-1,r)进行编码，将编码完成后的L_i作为数字指纹；其中R₀＝1，L₀＝0，p(x)表示符号x的归一化概率，F(x-1,r)表示符号x-1的非归一化分布函数。

二进制序列的编码过程具体如下：

初始设置：i＝0。

第一步、编码第i位符号，若第i位符号为符号0，则进入第二步；若第i位符号为符号1，则进入第三步；

第二步、将符号0代入编码公式得R_i＝R_i-1rp(0)，因F(-1，r)＝0，所以L_i＝L_i-1，并进入第四步；

第三步、将符号1代入编码公式得R_i＝R_i-1rp(1)，因F(0，r)＝rp(0)，所以L_i＝L_i-1+R_i-1rp(0)，并进入第四步；

第四步、循环变量i＝i+1，判断若i≤n，则进入第一步；若i＞n，则编码结束，输出V，其中V为二进制序列编码后L_i的值。

其中，编码公式为

L_i＝L_i-1+R_i-1F(x-1,r)，R₀＝1，L₀＝0。

以下对该编码过程和原理进行证明：

设离散随机变量x有固定的归一化概率p(x)，并在任意时刻上均有正实数r作用在归一化概率p(x)，将离散随机变量x的非归一化概率记为

满足以下公式：

于是，任意时刻所有变量的概率之和为：

k为变量的个数，当r＝1时，

且

设非归一化概率模型的分布函数为F(x,r)，F(x)为归一化概率模型的分布函数，设s∈{0,1,…,k}，则：

设R₀＝1，L₀＝0，第i位符号熵编码的计算公式为：

L_i＝L_i-1+R_i-1F(x-1,r) (5)

根据信息熵理论，符号的概率大小决定了其自信息量的大小，即具有概率为p(x)的符号x的自信息量I(x)为：

I(x)＝logp(x) (6)

自信息量I(x)的单位与所用的对数底数有关，在信息论中常用的对数底数为2，自信息量对应的单位为比特(bit)，因此信息熵为：

由上可知，独立离散的随机序列的归一化概率模型的信息熵公式为：

H(X)＝-p(0)log₂p(0)-p(1)log₂p(1) (9)

其中H(x)的单位为比特。该随机序列的非归一化概率模型的信息熵公式为：

其中H(X,r)的单位为比特，令数字指纹的长度为Len，则可得：

其中，p(0)+p(1)＝1，n为该随机序列的比特长度，并化简公式可得：

Len/n＝-log₂r+H(X) (12)

r＝2^H(X)-Len/n (13)

显然，H(x)是通过该独立离散随机序列符号0或者符号1的归一化概率求出，Len为设定的数字指纹长度，根据信息熵理论，通过将已知的r、p(0)以及p(1)代入式(3)、(4)以及(5)中可得编码之后的随机序列长度也为Len。类似于MD5摘要算法的数字指纹提取过程，本编码过程对二进制序列进行数字指纹提取的过程，是首先根据随机序列设定数字指纹长度Len，然后换算出正实数r，即设定一个正实数r，使得该正实数满足式(13)，然后进行编码处理，编码完成后的L_i作为数字指纹，它的长度也为Len。

下表1提供部分明文通过上述编码方法生成的数字指纹：

表1

以下提供，明文同为G2020010106M设置不同的数字指纹长度(bit)输出的数字指纹：

32bit:6d3f61f0；

64bit:2d9fef7877f6dd85；

128bit:d9e5a02ce5c6c970072ca0bfdb095739；

256bit:7031ff8e3e4a470f849ddc099b6d9bf38aa978b39dec12402c9596045b86ff90；

512bit:4c58ec611e35eba29899b369f4a4fc078f826e7e19dda95af31998db5be495e30750a9cf1f65e5a03d8e485629a0d33c8cfc5f2875281e7c8fbe5a8c630a726e；

S104、将数字指纹生成第一层二维码，将产品的明文生成第二层二维码，第一层二维码和第二层二维码用于相互校验实现对产品的防伪。

本步骤S104生成的双层二维码用于产品的防伪。例如在一件产品上放置对应生成的第一层二维码和第二层二维码，用户可通过手机扫描两个二维码，分别得到各自信息，通过扫描出的两个信息进行防伪。需要注意的是，将数字指纹(哈希值)、产品的明文生成二维码为本领域技术人员的公知常识，此处不再细述。

本实施例的有益效果：

本方法采用双层二维码的方式进行防伪，相较于单层二维码，提升了安全性。而且第一层二维码由经过杰林码编码过程得到的数字指纹生成，整个校验加密安全性高。而且编码输出的数字指纹的长度不固定，数字指纹的长度可以根据需求而设定，这样提高了破解难度。产品的明文可为任意格式，丰富了输入格式类型，提升安全性。

第二实施例；

参照图2至图4，基于第一实施例已构建待验证产品的第一层二维码和第二层二维码，提供一种双层二维码防伪验证方法，包括以下步骤：

S201、根据用户终端扫描第一层二维码，得到第一哈希值；根据用户终端扫描第二层二维码，得到待验证产品的明文。

用户终端可通过APP或微信公众号对第一层二维码进行扫描，得到第一哈希值，暂时保证在缓存区，待与后续步骤求出的第二哈希值进行校验。需要注意的是，用户终端扫描相应二维码后得到对应信息为本领域技术人员的公知常识，此处不再细述。

S202、将待验证产品的明文编码成第二哈希值，其中编码方式和参数均与第一哈希值被生成时所使用的编码方式和参数相同。

这里编码的过程同第一实施例的编码过程一致，编码的参数也一致。

S203、根据第一哈希值和第二哈希值是否相等来对待验证产品进行防伪验证。

作为一种可选的实施方式，步骤S201之后，还包括步骤：

S2011、从存储有若干明文的数据库中搜索，若数据库中未匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若数据库中匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则进入步骤S202。

生成该产品的企业(例如名烟，名酒等企业)会对每件产品分别生成相应的双层二维码，每件产品在生成双层二维码过程中，将每件产品的明文存储于数据库。这样的优势在于，当用户扫码两个二维码之后，得到待验证产品的明文，直接在数据库中找寻是否有匹配的明文，若没有，则说明该待验证产品可能为伪造或者其二维码可能被伪造，于是直接向用户终端反馈待验证产品为验证无效。能够提升验证的速度和效率。

作为一种可选的实施方式，步骤S203包括：

S2031、若第一哈希值和第二哈希值不相等，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若第一哈希值和第二哈希值相等，则进入步骤S2032；

在本步骤中，当第一哈希值和第二哈希值不同，则说明该待验证产品可能为伪造或者其二维码可能被伪造，于是直接向用户终端反馈待验证产品为验证无效。

S2032、搜索历史验证记录，若待验证产品存在历史验证记录，则向用户终端反馈历史验证记录；若待验证产品不存在历史验证记录，则向用户终端反馈待验证产品验证成功。

在本步骤中，用户利用双层二维码对产品进行验证之后，会留下历史验证记录，历史验证记录内记录有时间戳，当搜索到该产品存在有历史验证记录时，就向用户终端反馈历史验证记录，以提示用户该双层二维码已被验证过，如在用户终端上提示：二维码检测有效，但该产品已于某时间已被检测，如果不是本人操作，则不能保证产品的真实性。这样的优势在于，确保双层二维码只能校验一次，能够提高造假成本。

本实施例的有益效果：

(1)本方法采用双层二维码的方式进行防伪，扫描第二层二维码得到待验证产品的明文要重新进行杰林码编码得到第二哈希值，只有第二哈希值与第一哈希值完全等同，才是验证成功。极大的提升了安全性。

(2)本方法在用户扫码第二层二维码得到待验证产品的明文后，在数据库中找寻是否有匹配的明文，能够直接验证待验证产品是否伪造，提升了验证的速度和效率。

(3)本方法采用双层二维码的方式进行防伪，双层二维码仅能校验一次，就算用户不校验的情况下，也只能一码复制一瓶，提高了造假成本。

第三实施例；

以高端酒企业防伪为例：

酒企业提供酒的相关信息，设定明文通过客户端软件或硬件生成数字指纹(哈希值长度可以根据酒企业的需求设定，由于哈希值长度不确定，增大了暴力破解的难度从而提高安全性)并转换成第一层二维码图片。

第二层直接以设定好的明文转换成第二层二维码图片。如果直接扫第二层只能得到一个第二哈希值是无法校验通过。

扫完第一层二维码图片中的第一哈希值暂时保证在缓存区，待用户扫完第二层二维码所得的第二哈希值与第一哈希值哈希进行校验，完全一致为正品，不一致为假品。

第四实施例；

参照图5，提供了一种双层二维码防伪生成设备，该设备可以是任意类型的智能终端，例如手机、平板电脑、个人计算机等。具体地，该设备包括：一个或多个控制处理器和存储器，这里以一个控制处理器为例。控制处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，这里以通过总线连接为例。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的双层二维码防伪生成设备对应的程序指令/模块。控制处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而实现上述方法实施例的双层二维码防伪生成方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于控制处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该双层二维码防伪生成设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个控制处理器执行时，执行上述方法实施例中的双层二维码防伪生成方法。如图1中的方法步骤S101至S104。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一实施例的一种双层二维码防伪生成方法。如图1中的方法步骤S101至S104。

通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种双层二维码防伪生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、将产品的明文转换为二进制序列；

S102、设定正实数r＝2^H(X)-Len/n，其中H(X)表示所述二进制序列的归一化信息熵，Len表示设定的数字指纹长度，n表示所述二进制序列的序列长度；

S103、对所述二进制序列中的第i位符号x，按照编码公式R_i＝R_i-1rp(x)和L_i＝L_i-1+R_i-1F(x-1,r)进行编码，将编码完成后的L_i作为数字指纹；其中R₀＝1，L₀＝0，p(x)表示符号x的归一化概率，F(x-1,r)表示符号x-1的非归一化分布函数；

S104、将所述数字指纹生成第一层二维码，将所述产品的明文生成第二层二维码，所述第一层二维码和所述第二层二维码用于相互校验实现对产品的防伪。

2.根据权利要求1所述的双层二维码防伪生成方法，其特征在于，所述产品的明文由能被计算机识别的任意一种以上的符号组成。

3.一种应用权利要求1所述双层二维码防伪生成方法的双层二维码防伪验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

S201、根据用户终端扫描第一层二维码，得到第一哈希值；根据用户终端扫描第二层二维码，得到待验证产品的明文；

S202、将待验证产品的明文编码成第二哈希值，其中编码方式和参数均与所述第一哈希值被生成时所使用的编码方式和参数相同；

S203、根据所述第一哈希值和所述第二哈希值是否相等来对待验证产品进行防伪验证。

4.根据权利要求3所述的双层二维码防伪验证方法，其特征在于，所述步骤S201之后，还包括步骤：

从存储有若干明文的数据库中搜索，若所述数据库中未匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若所述数据库中匹配有与待验证产品的明文相同的明文，则进入步骤S202。

5.根据权利要求4所述的双层二维码防伪验证方法，其特征在于，步骤S203包括：

S2031、若所述第一哈希值和所述第二哈希值不相等，则向用户终端反馈待验证产品为验证无效；若所述第一哈希值和所述第二哈希值相等，则进入步骤S2032；

S2032、搜索历史验证记录，若待验证产品存在历史验证记录，则向用户终端反馈历史验证记录；若待验证产品不存在历史验证记录，则向用户终端反馈待验证产品验证成功。

6.一种双层二维码防伪生成设备，其特征在于，包括：至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如权利要求1至2任一项所述的双层二维码防伪生成方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至2任一项所述的双层二维码防伪生成方法。

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