CN113935344A - 一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法 - Google Patents

一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法 Download PDF

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CN113935344A CN202111185518.3A CN202111185518A CN113935344A CN 113935344 A CN113935344 A CN 113935344A CN 202111185518 A CN202111185518 A CN 202111185518A CN 113935344 A CN113935344 A CN 113935344A
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吴新华
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Abstract

本发明公开了一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，包括如下步骤：将商品彩色商标图片三基色分解、二进制转换和拼接，得到组合三维二进制矩阵，同时将商品标识码进行数值和二进制转换，并根据该批商品的数量设置商品生产序号；利用产生混沌信号的置乱规则以及矩阵移位的参数，进行商标图片矩阵的移位置乱加密，以生成统一密文图片；根据该批商品中各件商品生产序号的不同产生不同的混沌信号，依次与统一密文图片像素进行取模操作，从而批量生成单件商品的防伪图片，进而组合生成商品防伪二维码。本发明所提的商品防伪码批量生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，批量生成的商品防伪二维码具有“唯一性和不可伪造性”。

Description

一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法
技术领域
本发明属于数码防伪技术领域，特别涉及一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法。
背景技术
目前市场上常用的防伪技术主要有纸纹防伪技术、激光全息防伪技术、化学油墨防伪技术、核径迹防伪技术、电码防伪技术，以及数码防伪技术等等。传统的防伪技术由于其制作工艺复杂、防伪标签鉴别不便等局限性，难以广泛应用于所有商品的真伪识别，仅局限于高端产品的真伪鉴别。由于传统防伪技术的种种缺点，数码防伪技术应运而生，根据制码方式的不同，其发展过程分为：随机条码防伪模型、加密有序流水号防伪模型，以及综合防伪模型三个阶段。目前，数码防伪技术已经成为了防伪行业中运用最为广泛的技术之一，在防伪领域起着举足轻重的作用。
数码防伪技术的前提是制码，而制码技术中常见并广泛应用的是二维码。二维码涉及社会生活的方方面面，从聊天软件中的个人名片到移动支付的交易介质，二维码成为制码技术中的热门。同时混沌信号作为一种天然的密码，引入到商品防伪码生成过程中，具有更高的安全性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，利用混沌序列的置乱规则以及矩阵移位的参数，进行商品商标图片矩阵的移位置乱加密，以生成统一密文图片，并根据该批商品中各件商品生产序号的不同产生不同的混沌信号，依次与统一密文图片像素进行取模操作，从而批量生成单件商品的防伪图片，进而组合生成商品防伪二维码，以此保证所提防伪码批量生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，批量生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
本发明提供了一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，包括如下几个步骤：
(1)转码
某件商品唯一身份信息由商品彩色商标图片、商品基本信息和商品生产序号三者组合进行表征，
首先将所述商品彩色商标图片分解出红、绿、蓝三基色，分别表示为矩阵R、G和B，并将矩阵R、G和B中元素分别逐个转换成8位二进制，得到三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000011
和
Figure BDA0003299043830000012
并将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000013
和
Figure BDA0003299043830000014
依次上下拼接，得到组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000015
然后将表征某批商品唯一身份信息的批量商品标识码，即字符串A1A2,...,AL-1AL，逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure BDA0003299043830000016
再将数值序列P中元素逐个转换成8位二进制，得到二进制序列
Figure BDA0003299043830000017
最后根据该批商品的数量K，设置一定长度的商品生产序号，即字符串
Figure BDA0003299043830000021
逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure BDA0003299043830000022
其中商品彩色商标图片的大小为M×N，矩阵R、G、B的大小均为M×N，三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000023
Figure BDA0003299043830000024
的行数为M、列数为N、层数为8，组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000025
的行数为3M、列数为N、层数为8，批量商品标识码来自于GBK编码的字符，商品标识码的长度为L，数值序列P的长度为
Figure BDA0003299043830000026
二进制序列PB的长度为
Figure BDA0003299043830000027
且
Figure BDA0003299043830000028
商品生产序号的长度为
Figure BDA0003299043830000029
商品生产序号可表示的范围为
Figure BDA00032990438300000210
数值序列
Figure BDA00032990438300000211
的长度为
Figure BDA00032990438300000212
且
Figure BDA00032990438300000213
(2)某批商品的统一商标加密——生成统一彩色密文图片
首先，生成用于该批商品统一商标加密的混沌信号
①利用外部加密密钥(α,β)，按照如下(1)-(3)公式分别计算得到混沌系统的初值x1、参数λ、抽取开始位置δ，令
Figure BDA00032990438300000214
则可得，
x1＝mod(Key_inner-α,0.9999)+0.0001， (1)
λ＝2+mod(-Key_inner+β,79)， (2)
Figure BDA00032990438300000215
其中，α∈(0,1)，β∈(0,100)，[{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}]0表示统计二进制序列{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}中存在二进制‘0’的个数，
Figure BDA00032990438300000216
和
Figure BDA00032990438300000217
分别表示统计三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000218
的第i行、第j列、第1～8层中存在二进制‘1’的个数，
②由初值x1、参数λ，对如下公式(4)所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,...，从而得到混沌序列X，
xk+1＝cos(λ·arccos(xk)) (4)
③从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下公式(5)分别计算得到矩阵行移位的行数H_number以及重置抽取开始位置δ，
Figure BDA0003299043830000031
从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下公式(6)分别计算得到矩阵行移位的方向H_direction、重置抽取开始位置δ，以及行移位矩阵的层面参数H_CM，
Figure BDA0003299043830000032
从混沌序列X中第δ+2个元素开始连续抽取8个，得到长度为8的混沌序列X1＝{X11,X12,...,X17,X18}＝{xδ+2,xδ+3,...,xδ+8,xδ+9}，
然后，进行商标图片矩阵的移位置乱加密
①将混沌序列X1按升序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000033
元素按层进行置乱，得到置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000034
并根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下拼接操作，
如果H_CM＝1，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000035
逐层上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure BDA0003299043830000036
如果H_CM＝0，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000039
逐行上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure BDA0003299043830000037
其中待行移位矩阵HRGB的大小为24M×N，
②根据矩阵行移位的行数H_number以及方向H_direction，进行如下整行移位操作，
如果H_direction＝0，则将待行移位矩阵HRGB整行循环上移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure BDA0003299043830000038
如果H_direction＝1，则将待行移位矩阵HRGB整行循环下移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure BDA0003299043830000041
③将行移位后的矩阵
Figure BDA0003299043830000042
中元素逐列由上往下抽取，得到二进制序列
Figure BDA0003299043830000043
Figure BDA0003299043830000044
再根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下回填操作，
如果H_CM＝0，则将二进制序列SH逐层按行回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(:,:,1)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；...；SH((3M-2)N+1:(3M-1)N)；SH((3M-1)N+1:3MN)]，
BHL(:,:,2)＝[SH(3MN+1:(3M+1)N)；SH((3M+1)N+1:(3M+2)N)；...；SH((6M-1)N+1:6MN)]，
BHL(:,:,3)＝[SH(6MN+1:(6M+1)N)；SH((6M+1)N+1:(6M+2)N)；...；SH((9M-1)N+1:9MN)]，
BHL(:,:,4)＝[SH(9MN+1:(9M+1)N)；SH((9M+1)N+1:(9M+2)N)；...；SH((12M-1)N+1:12MN)]，
BHL(:,:,5)＝[SH(12MN+1:(12M+1)N)；SH((12M+1)N+1:(12M+2)N)；...；SH((15M-1)N+1:15MN)]，
BHL(:,:,6)＝[SH(15MN+1:(15M+1)N)；SH((15M+1)N+1:(15M+2)N)；...；SH((18M-1)N+1:18MN)]，
BHL(:,:,7)＝[SH(18MN+1:(18M+1)N)；SH((18M+1)N+1:(18M+2)N)；...；SH((21M-1)N+1:21MN)]，
BHL(:,:,8)＝[SH(21MN+1:(21M+1)N)；SH((21M+1)N+1:(21M+2)N)；...；SH((24M-1)N+1:24MN)]，
如果H_CM＝1，则将二进制序列SH逐行按层回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(1,:,:)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；SH(2N+1:3N)；SH(3N+1:4N)；SH(4N+1:5N)；SH(5N+1:6N)；SH(6N+1:7N)；SH(7N+1:8N)],
BHL(2,:,:)＝[SH(8N+1:9N)；SH(9N+1:10N)；SH(10N+1:11N)；SH(11N+1:12N)；SH(12N+1:13N)；SH(13N+1:14N)；SH(14N+1:15N)；SH(15N+1:16N)],
……
BHL(k+1,:,:)＝[SH(8kN+1:(8k+1)N)；SH((8k+1)N+1:(8k+2)N)；SH((8k+2)N+1:(8k+3)N)；SH((8k+3)N+1:(8k+4)N)；SH((8k+4)N+1:(8k+5)N)；SH((8k+5)N+1:(8k+6)N)；SH((8k+6)N+1:(8k+7)N)；SH((8k+7)N+1:8(k+1)N)],
……
BHL(3M,:,:)＝[SH(8(3M-1)N+1:(24M-7)N)；SH((24M-7)N+1:(24M-6)N)；SH((24M-6)N+1:(24M-5)N)；SH((24M-5)N+1:(24M-4)N)；SH((24M-4)N+1:(24M-3)N)；SH((24M-3)N+1:(24M-2)N)；SH((24M-2)N+1:(24M-1)N)；SH((24M-1)N+1:24MN)],
将混沌序列X1按降序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对移位三维二进制矩阵BHL元素按层进行反置乱，得到反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000051
最后，由反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000052
分别得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000053
从而生成统一彩色密文图片C，其中矩阵
Figure BDA0003299043830000054
的大小均为M×N，统一彩色密文图片C的大小为M×N；
(3)某批商品的批量加密——批量生成单件商品的防伪图片
根据该批商品中各件商品生产序号的不同，分别执行单件商品的防伪图片生成步骤，即可实现该批商品的防伪图片批量生成，其中单件商品的防伪图片生成步骤描述如下，
首先，生成该批单件商品加密的混沌信号
利用该批商品统一加密时混沌系统的初值x1，根据该批商品中该件商品的商品生产序号，以及其转换的数值序列
Figure BDA0003299043830000055
按照如下公式(7)计算得到该批商品中该件商品加密时混沌系统的初值z1，
Figure BDA0003299043830000056
由初值z1、参数λ，对如下公式(8)所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，zk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,…，
zk+1＝cos(λ·arccos(zk)) (8)
得到混沌序列Z＝{z1,z2,...,z3456,z3457,...,z3456+M×N,...}，分别从第1234个、第2345个、第3456个元素开始连续取M·N个，从而分别形成长度为M·N的混沌序列Z1、Z2和Z3，表示为Z1＝{Z11,Z12,...,Z1MN}＝{z1234,z1235,...,z1234+MN}，Z2＝{Z21,Z22,...,Z2MN}＝{z2345,z2346,...,z2345+MN}，Z3＝{Z31,Z32,...,Z3MN}＝{z3456,z3457,...,z3456+MN}，
然后，将混沌序列Z1、Z2和Z3中元素逐一进行如下公式(9)所示的运算处理，得到处理后的混沌序列
Figure BDA0003299043830000057
和
Figure BDA0003299043830000058
Figure BDA0003299043830000061
最后，将数值矩阵
Figure BDA0003299043830000062
和
Figure BDA0003299043830000063
中元素与混沌序列
Figure BDA0003299043830000064
和
Figure BDA0003299043830000065
中相应元素分别进行mod(·,256)操作，得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000066
和
Figure BDA0003299043830000067
具体表示如下，
Figure BDA0003299043830000068
Figure BDA0003299043830000069
Figure BDA00032990438300000610
将数值矩阵
Figure BDA00032990438300000611
和
Figure BDA00032990438300000612
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，将矩阵
Figure BDA00032990438300000613
和
Figure BDA00032990438300000614
转换为彩色图片，从而生成该批商品中该件商品的防伪图片CC，其中防伪图片CC的大小为M×N；
(4)商品防伪二维码的生成
将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，并利用二维码生成器，生成该批商品中单件商品的防伪二维码，按此规则可批量组合生成该批商品的防伪二维码。
进一步地，一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法里步骤(1)中所述的将矩阵R、G和B中元素分别逐个转换成8位二进制，是指将矩阵R中元素逐个采用
Figure BDA00032990438300000615
运算得到三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000616
将矩阵G中元素逐个采用
Figure BDA00032990438300000617
运算得到三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000618
将矩阵B中元素逐个采用
Figure BDA00032990438300000619
运算得到三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000620
进一步地，一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法里步骤(1)中所述的将表征某件商品基本信息的商品标识码，即字符串A1A2,...,AL-1AL，逐个字符转换为数值型数据，是指将商品标识码中字符逐个采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即对于双字节字符的转换表示为
Figure BDA0003299043830000071
对于单字节字符的转换表示为
Figure BDA0003299043830000072
从而得到数值序列
Figure BDA0003299043830000073
进一步地，一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法里步骤(1)中所述的将数值序列P中元素逐个转换成8位二进制，是指将数值序列P中元素逐个采用PB(8i-7:8i)＝dec2bin(Pi,8)运算，得到二进制序列
Figure BDA0003299043830000074
Figure BDA0003299043830000075
进一步地，一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法里步骤(2)中所述的由反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000076
分别得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000077
从而生成统一彩色密文图片C，表示如下步骤：
步骤①将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000078
中第1～M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA0003299043830000079
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA00032990438300000710
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA00032990438300000711
表示如下，
Figure BDA00032990438300000712
步骤②将三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000713
中第M+1～2M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA00032990438300000714
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA00032990438300000715
中，其中i＝1,2,…,M，j＝1,2,…,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA00032990438300000716
表示如下，
Figure BDA00032990438300000717
步骤③将三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000718
中第2M+1～3M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA00032990438300000719
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA00032990438300000720
中，其中i＝1,2,…,M，j＝1,2,…,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA00032990438300000721
表示如下，
Figure BDA0003299043830000081
步骤④将数值矩阵
Figure BDA0003299043830000082
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，利用
Figure BDA0003299043830000083
函数将矩阵
Figure BDA0003299043830000084
转换为彩色图片，从而生成统一彩色密文图片C，其中统一彩色密文图片C的大小为M×N。
进一步地，一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法里步骤(4)中所述的将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，是指先将某批商品的批量商品标识码A1A2,...,AL和单件商品的商品生产序号
Figure BDA0003299043830000085
合并为一个字符串，表示为‘A1A2,...,AL生产序号
Figure BDA0003299043830000086
随后将商品彩色商标图片放在最上方、合并的字符串放在中间、该件商品的防伪图片CC放在最下方。
有益效果：本发明中某件商品唯一身份信息由商品彩色商标图片、商品基本信息和商品生产序号三者组合进行表征，利用混沌序列的置乱规则以及矩阵移位的参数，进行商品商标图片矩阵的移位置乱加密，以生成统一密文图片，并根据该批商品中各件商品生产序号的不同产生不同的混沌信号，依次与统一密文图片像素进行取模操作，从而批量生成单件商品的防伪图片，进而组合生成商品防伪二维码，以此保证所提商品防伪码批量生成方法简单可行，具有很强的安全性、不易破解，同时批量生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
附图说明
图1为本发明的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成流程示意图；
图2本发明实施例1中的商品彩色商标图片的红、绿、蓝三基色图片；
图3本发明提供的基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法在实施例1中得到的统一彩色密文图片C的红、绿、蓝三基色图片。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，包括如下几个步骤：
(1)转码
某件商品唯一身份信息由商品彩色商标图片、商品基本信息和商品生产序号三者组合进行表征，
首先将所述商品彩色商标图片分解出红、绿、蓝三基色，分别表示为矩阵R、G和B，并将矩阵R、G和B中元素分别逐个采用
Figure BDA0003299043830000091
和
Figure BDA0003299043830000092
转换成8位二进制，得到三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000093
和
Figure BDA0003299043830000094
并将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000095
Figure BDA0003299043830000096
和
Figure BDA0003299043830000097
依次上下拼接，得到组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000098
然后将表征某批商品唯一身份信息的批量商品标识码，即字符串A1A2,...,AL-1AL，逐个字符采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即对于双字节字符的转换表示为
Figure BDA0003299043830000099
对于单字节字符的转换表示为
Figure BDA00032990438300000910
得到数值序列
Figure BDA00032990438300000911
再将数值序列P中元素逐个采用PB(8i-7:8i)＝dec2bin(Pi,8)运算转换成8位二进制，得到二进制序列
Figure BDA00032990438300000912
最后根据该批商品的数量K，设置一定长度的商品生产序号，即字符串
Figure BDA00032990438300000913
逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure BDA00032990438300000914
其中商品彩色商标图片的大小为M×N，矩阵R、G、B的大小均为M×N，三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000915
Figure BDA00032990438300000916
的行数为M、列数为N、层数为8，组合三维二进制矩阵
Figure BDA00032990438300000917
的行数为3M、列数为N、层数为8，批量商品标识码来自于GBK编码的字符，商品标识码的长度为L，数值序列P的长度为
Figure BDA00032990438300000918
二进制序列PB的长度为
Figure BDA00032990438300000919
且
Figure BDA00032990438300000920
商品生产序号的长度为
Figure BDA00032990438300000921
商品生产序号可表示的范围为
Figure BDA00032990438300000922
数值序列
Figure BDA00032990438300000923
的长度为
Figure BDA00032990438300000924
且
Figure BDA00032990438300000925
(2)某批商品的统一商标加密——生成统一彩色密文图片
首先，生成用于该批商品统一商标加密的混沌信号
①利用外部加密密钥(α,β)，按照如下所示公式分别计算得到混沌系统的初值x1、参数λ、抽取间隔δ，令
Figure BDA00032990438300000926
则可得，
x1＝mod(Key_inner-α,0.9999)+0.0001，
λ＝2+mod(-Key_inner+β,79)，
Figure BDA0003299043830000101
其中，α∈(0,1)，β∈(0,100)，[{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}]0表示统计二进制序列{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}中存在二进制‘0’的个数，
Figure BDA0003299043830000102
和
Figure BDA0003299043830000103
分别表示统计三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000104
的第i行、第j列、第1～8层中存在二进制‘1’的个数，
②由初值x1、参数λ，对如下公式所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,…，从而得到混沌序列X，
xk+1＝cos(λ·arccos(xk))
③从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下所示公式分别计算得到矩阵行移位的行数H_number以及重置抽取开始位置δ，
Figure BDA0003299043830000105
从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下所示公式分别计算得到矩阵行移位的方向H_direction、重置抽取开始位置δ，以及行移位矩阵的层面参数H_CM，
Figure BDA0003299043830000106
从混沌序列X中第δ+2个元素开始连续抽取8个，得到长度为8的混沌序列X1＝{X11,X12,…,X17,X18}＝{xδ+2,xδ+3,…,xδ+8,xδ+9}，
然后，进行商标图片矩阵的移位置乱加密：
①将混沌序列X1按升序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000107
元素按层进行置乱，得到置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000108
并根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下拼接操作，
如果H_CM＝1，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000111
逐层上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure BDA0003299043830000112
如果H_CM＝0，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000113
逐行上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure BDA0003299043830000114
其中待行移位矩阵HRGB的大小为24M×N，
②根据矩阵行移位的行数H_number以及方向H_direction，进行如下整行移位操作，
如果H_direction＝0，则将待行移位矩阵HRGB整行循环上移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure BDA0003299043830000115
如果H_direction＝1，则将待行移位矩阵HRGB整行循环下移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure BDA0003299043830000116
③将行移位后的矩阵
Figure BDA0003299043830000117
中元素逐列由上往下抽取，得到二进制序列
Figure BDA0003299043830000118
Figure BDA0003299043830000119
再根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下回填操作，
如果H_CM＝0，则将二进制序列SH逐层按行回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(:,:,1)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；...；SH((3M-2)N+1:(3M-1)N)；SH((3M-1)N+1:3MN)]，
BHL(:,:,2)＝[SH(3MN+1:(3M+1)N)；SH((3M+1)N+1:(3M+2)N)；...；SH((6M-1)N+1:6MN)]，
BHL(:,:,3)＝[SH(6MN+1:(6M+1)N)；SH((6M+1)N+1:(6M+2)N)；...；SH((9M-1)N+1:9MN)]，
BHL(:,:,4)＝[SH(9MN+1:(9M+1)N)；SH((9M+1)N+1:(9M+2)N)；...；SH((12M-1)N+1:12MN)]，
BHL(:,:,5)＝[SH(12MN+1:(12M+1)N)；SH((12M+1)N+1:(12M+2)N)；...；SH((15M-1)N+1:15MN)]，
BHL(:,:,6)＝[SH(15MN+1:(15M+1)N)；SH((15M+1)N+1:(15M+2)N)；...；SH((18M-1)N+1:18MN)]，
BHL(:,:,7)＝[SH(18MN+1:(18M+1)N)；SH((18M+1)N+1:(18M+2)N)；...；SH((21M-1)N+1:21MN)]，
BHL(:,:,8)＝[SH(21MN+1:(21M+1)N)；SH((21M+1)N+1:(21M+2)N)；...；SH((24M-1)N+1:24MN)]，
如果H_CM＝1，则将二进制序列SH逐行按层回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(1,:,:)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；SH(2N+1:3N)；SH(3N+1:4N)；SH(4N+1:5N)；SH(5N+1:6N)；SH(6N+1:7N)；SH(7N+1:8N)],
BHL(2,:,:)＝[SH(8N+1:9N)；SH(9N+1:10N)；SH(10N+1:11N)；SH(11N+1:12N)；SH(12N+1:13N)；SH(13N+1:14N)；SH(14N+1:15N)；SH(15N+1:16N)],
……
BHL(k+1,:,:)＝[SH(8kN+1:(8k+1)N)；SH((8k+1)N+1:(8k+2)N)；SH((8k+2)N+1:(8k+3)N)；SH((8k+3)N+1:(8k+4)N)；SH((8k+4)N+1:(8k+5)N)；SH((8k+5)N+1:(8k+6)N)；SH((8k+6)N+1:(8k+7)N)；SH((8k+7)N+1:8(k+1)N)],
……
BHL(3M,:,:)＝[SH(8(3M-1)N+1:(24M-7)N)；SH((24M-7)N+1:(24M-6)N)；SH((24M-6)N+1:(24M-5)N)；SH((24M-5)N+1:(24M-4)N)；SH((24M-4)N+1:(24M-3)N)；SH((24M-3)N+1:(24M-2)N)；SH((24M-2)N+1:(24M-1)N)；SH((24M-1)N+1:24MN)],
将混沌序列X1按降序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对移位三维二进制矩阵BHL元素按层进行反置乱，得到反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000121
最后，由反置乱后的行列移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000122
分别得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000123
从而生成统一彩色密文图片C，表示如下步骤：
①将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000124
中第1～M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA0003299043830000125
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA0003299043830000126
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,…,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA0003299043830000127
表示如下，
Figure BDA0003299043830000128
②将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000129
中第M+1～2M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA0003299043830000131
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA0003299043830000132
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA0003299043830000133
表示如下，
Figure BDA0003299043830000134
③将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000135
中第2M+1～3M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure BDA0003299043830000136
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure BDA0003299043830000137
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure BDA0003299043830000138
表示如下，
Figure BDA0003299043830000139
④将数值矩阵
Figure BDA00032990438300001310
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，利用
Figure BDA00032990438300001311
函数将矩阵
Figure BDA00032990438300001312
Figure BDA00032990438300001313
转换为彩色图片，从而生成统一彩色密文图片C，其中统一彩色密文图片C的大小为M×N；
(3)某批商品的批量加密——批量生成单件商品的防伪图片
根据该批商品中各件商品生产序号的不同，分别执行单件商品的防伪图片生成步骤，即可实现该批商品的防伪图片批量生成，其中单件商品的防伪图片生成步骤描述如下，
首先，生成该批单件商品加密的混沌信号
利用该批商品统一加密时混沌系统的初值x1，根据该批商品中该件商品的商品生产序号，以及其转换的数值序列S，按照如下所示公式计算得到该批商品中该件商品加密时混沌系统的初值z1，
Figure BDA00032990438300001314
由初值z1、参数λ，对如下公式所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，zk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,…，
zk+1＝cos(λ·arccos(zk))
得到混沌序列Z＝{z1,z2,...,z3456,z3457,...,z3456+M×N,...}，分别从第1234个、第2345个、第3456个元素开始连续取M·N个，从而分别形成长度为M·N的混沌序列Z1、Z2和Z3，表示为Z1＝{Z11,Z12,...,Z1MN}＝{z1234,z1235,...,z1234+MN}，Z2＝{Z21,Z22,...,Z2MN}＝{z2345,z2346,...,z2345+MN}，Z3＝{Z31,Z32,...,Z3MN}＝{z3456,z3457,...,z3456+MN}，
然后，将混沌序列Z1、Z2和Z3中元素逐一进行如下公式(9)所示的运算处理，得到处理后的混沌序列
Figure BDA0003299043830000141
和
Figure BDA0003299043830000142
Figure BDA0003299043830000143
最后，将数值矩阵
Figure BDA0003299043830000144
和
Figure BDA0003299043830000145
中元素与混沌序列
Figure BDA0003299043830000146
和
Figure BDA0003299043830000147
中相应元素分别进行mod(·,256)操作，得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000148
和
Figure BDA0003299043830000149
具体表示如下，
Figure BDA00032990438300001410
Figure BDA00032990438300001411
Figure BDA00032990438300001412
将数值矩阵
Figure BDA00032990438300001413
和
Figure BDA00032990438300001414
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，将矩阵
Figure BDA00032990438300001415
和
Figure BDA00032990438300001416
转换为彩色图片，从而生成该批商品中该件商品的防伪图片CC，其中防伪图片CC的大小为M×N；
(4)商品防伪二维码的生成
将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，即先将某批商品的批量商品标识码A1A2,...,AL和单件商品的商品生产序号
Figure BDA00032990438300001417
合并为一个字符串，表示为‘A1A2,...,AL生产序号
Figure BDA00032990438300001418
随后将商品彩色商标图片放在最上方、合并的字符串放在中间、该件商品的防伪图片CC放在最下方，最后利用二维码生成器，生成该批商品中单件商品的防伪二维码，按此规则可批量组合生成该批商品的防伪二维码。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
按照上述一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，步骤如下：
(1)某件商品唯一身份信息由商品彩色商标图片、商品基本信息和商品生产序号三者组合进行表征，
首先将所述商品彩色商标图片(其R、G、B三基色图片如图2所示)分解出红、绿、蓝三基色，分别表示为矩阵R、G和B，并将矩阵R、G和B中元素分别逐个转换成8位二进制，得到三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000151
Figure BDA0003299043830000152
和
Figure BDA0003299043830000153
并将三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000154
和
Figure BDA0003299043830000155
依次上下拼接，得到组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000156
然后将表征某件商品基本信息的商品标识码，即字符串‘123-123456-2021年08月11日’，逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列P＝{49,50,51,45,49,50,51,52,53,54,45,50,48,50,49,196,234,48,56,212,194,49,49,200,213}，再将数值序列P中元素逐个依次转换成8位二进制，得到二进制序列PB＝{0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,0,0,1,1,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1}，其中商品标识码字符串的长度表示为L＝22，数值序列P的长度为
Figure BDA0003299043830000157
二进制序列PB的长度为
Figure BDA0003299043830000158
最后根据该批商品的数量99999999，设置一定长度为8的商品生产序号，范围为‘00000001’～‘99999999’，当商品生产序号为‘12345678’时逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure BDA0003299043830000159
Figure BDA00032990438300001510
(2)首先，生成用于该批商品统一商标加密的混沌信号
①利用外部加密密钥(α＝0.12345,β＝6.54321)，按照如下公式分别计算得到混沌系统的初值x1、参数λ、抽取开始位置δ，令
Figure BDA00032990438300001511
则可得，
x1＝mod(0.049926841726676-0.12345,0.9999)+0.0001＝0.926476841726676，
λ＝2+mod(-0.060894100521666+6.54321,79)＝8.493283158273325，
δ＝mod(8684172667,119)+1＝108，
②由初值x1、参数λ，对Chebyshev混沌系统进行迭代，得到混沌序列X,
③从混沌序列X中抽取第108个元素，计算得到矩阵行移位的行数H_number＝mod(96776664902792,24×76)＝1669并且重置抽取开始位置δ＝108+mod(1669,123)＝178，
从混沌序列X中抽取第178个元素，计算得到矩阵行移位的方向H_direction＝1、重置抽取开始位置δ＝178+29＝207，以及行移位矩阵的层面参数H_CM＝1，
从混沌序列X中第209个元素开始连续抽取8个，得到长度为8的混沌序列X1＝{-0.894741169620106,-0.725273944474398,0.186315516546730,0.684495862574731,0.793142296963219,0.750881377605362,0.987837273280461,0.242347709091407}；
然后，进行商标图片矩阵的移位置乱加密
①将混沌序列X1按升序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000161
元素按层进行置乱，得到置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000162
并将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000163
逐层上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，
②将待行移位矩阵HRGB整行循环下移1669行，得到行移位后矩阵
Figure BDA0003299043830000164
③将行移位后的矩阵
Figure BDA0003299043830000165
中元素逐列由上往下抽取，得到二进制序列SH，再将二进制序列SH逐行按层回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，
将混沌序列X1按降序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对移位三维二进制矩阵BHL元素按层进行反置乱，得到反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000166
最后，由反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure BDA0003299043830000167
分别得到数值矩阵
Figure BDA0003299043830000168
从而生成统一彩色密文图片C(其R、G、B三基色图片如图3所示)；
(3)根据该批商品中各件商品生产序号的不同，分别执行单件商品的防伪图片生成步骤，即可实现该批商品的防伪图片批量生成，取该批商品中生产序号分别为00000001、00000011、00000111、00001111、00011111、00111111、01111111、11111111的8件商品，各件商品生成的防伪图片如表1所示；
(4)将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码‘123-123456-2021年08月11日’、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，并利用二维码生成器，同样取该批商品中生产序号分别为00000001、00000011、00000111、00001111、00011111、00111111、01111111、11111111的八件商品，各件商品生成的防伪二维码如表1所示；
表1同批商品中各件商品防伪二维码的生成结果
Figure BDA0003299043830000171
Figure BDA0003299043830000181
由此可见，此方法生成的各件商品防伪图片均是杂乱无章的、没有原始数据的任何痕迹，且同批商品的防伪图片之间也无规律可循，相应的商品二维码同样具有“唯一性和不可伪造性”，因此该方法对于商品防伪二维码的批量生成具有可行性和安全性。
实施例2
按照上述商品防伪二维码批量生成方法，商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码和防伪二维码批量生成步骤与具体实施例1相似，仅某个外部加密密钥发生细微变化：α＝0.12345000000001，或β＝6.54321000000001，商品防伪图片、防伪二维码的生成结果如表2所示。由下表可见：一旦外部加密密钥发生即使细微的变化，即“失之毫厘”，生成的商品防伪图片及其相应的防伪二维码会“差之千里”，由此可见本专利所提一种基于商标图片置乱加密的商品防伪二维码批量生成方法具有密钥敏感性。
表2加密密钥发生微变时，商品防伪二维码的生成结果
Figure BDA0003299043830000182
Figure BDA0003299043830000191
Figure BDA0003299043830000201
实施例3
按照上述基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，某批商品的批量商品标识码、外部加密密钥及其商品防伪码生成步骤与具体实施例1相似，仅商品彩色商标图片发生微变：商品彩色商标图片中红基色某点像素发生微变，如R(M,N)＝mod(R(M,N)+1,256)；或者商品彩色商标图片中绿基色某点像素发生微变，如G(1,1)＝mod(G(1,1)+1,256)；或者商品彩色商标图片中蓝基色某点像素发生微变，如B(M,1)＝mod(B(M,1)+1,256)，商品防伪二维码的生成结果如表3所示。由下表可见：一旦商品彩色商标图片即使发生细微变化，生成的商品防伪二维码会发生极大的变化，由此可见本专利所提一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法对商品彩色商标图片具有敏感性。
表3商品彩色商标图片发生微变时，商品防伪二维码的生成结果
Figure BDA0003299043830000211
Figure BDA0003299043830000221
Figure BDA0003299043830000231
Figure BDA0003299043830000241
实施例4
按照上述基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，商品彩色商标图片、外部加密密钥、商品生产序号及其商品防伪码生成步骤与具体实施例3相似，另外某批商品的批量商品标识码发生微变：“124-123456-2021年08月19日”；或者“123-123456-2021年08月19日”，商品防伪二维码的生成结果如表4所示。由下表可见：一旦批量商品标识码即使发生细微变化，生成的商品防伪二维码会发生极大的变化，由此可见本专利所提一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法对批量商品标识码具有敏感性。
表4商品标识码发生微变时，商品防伪二维码的生成结果
Figure BDA0003299043830000242
Figure BDA0003299043830000251
Figure BDA0003299043830000261
Figure BDA0003299043830000271
由上述具体实施例2、例3和例4分析可知，本专利所提一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法所生成商品防伪二维码不仅与商品生产序号、外部加密密钥、商品基本信息(即批量商品标识码)密切相关，而且依赖于商品彩色商标图片，因此本专利所提的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法具有很强的安全性，可以较好地抵抗已知/选择明文攻击，不易破解，以保证批量生成的商品防伪码具有“唯一性和不可伪造性”。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(1)转码
某件商品唯一身份信息由商品彩色商标图片、商品基本信息和商品生产序号三者组合进行表征，
首先将所述商品彩色商标图片分解出红、绿、蓝三基色，分别表示为矩阵R、G和B，并将矩阵R、G和B中元素分别逐个转换成8位二进制，得到三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000011
和
Figure FDA0003299043820000012
并将三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000013
和
Figure FDA0003299043820000014
依次上下拼接，得到组合三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000015
然后将表征某批商品唯一身份信息的批量商品标识码，即字符串A1A2,...,AL-1AL，逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure FDA0003299043820000016
再将数值序列P中元素逐个转换成8位二进制，得到二进制序列
Figure FDA0003299043820000017
最后根据该批商品的数量K，设置一定长度的商品生产序号，即字符串
Figure FDA0003299043820000018
逐个字符转换为数值型数据，得到数值序列
Figure FDA0003299043820000019
其中商品彩色商标图片的大小为M×N，矩阵R、G、B的大小均为M×N，三维二进制矩阵
Figure FDA00032990438200000110
Figure FDA00032990438200000111
的行数为M、列数为N、层数为8，组合三维二进制矩阵
Figure FDA00032990438200000112
的行数为3M、列数为N、层数为8，批量商品标识码来自于GBK编码的字符，商品标识码的长度为L，数值序列P的长度为
Figure FDA00032990438200000113
二进制序列PB的长度为
Figure FDA00032990438200000114
且
Figure FDA00032990438200000115
商品生产序号的长度为
Figure FDA00032990438200000116
商品生产序号可表示的范围为
Figure FDA00032990438200000117
数值序列
Figure FDA00032990438200000118
的长度为
Figure FDA00032990438200000119
且
Figure FDA00032990438200000120
(2)某批商品的统一商标加密——生成统一彩色密文图片
首先，生成用于该批商品统一商标加密的混沌信号
①利用外部加密密钥(α,β)，按照如下(1)-(3)公式分别计算得到混沌系统的初值x1、参数λ、抽取开始位置δ，令
Figure FDA00032990438200000121
则可得，
x1＝mod(Key_inner-α,0.9999)+0.0001， (1)
λ＝2+mod(-Key_inner+β,79)， (2)
Figure FDA0003299043820000021
其中，α∈(0,1)，β∈(0,100)，[{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}]0表示统计二进制序列{PB8i-7,PB8i-6,...,PB8i-1,PB8i}中存在二进制‘0’的个数，
Figure FDA0003299043820000022
和
Figure FDA0003299043820000023
分别表示统计三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000024
的第i行、第j列、第1～8层中存在二进制‘1’的个数，
②由初值x1、参数λ，对如下公式(4)所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，xk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,…，从而得到混沌序列X，
xk+1＝cos(λ·arccos(xk)) (4)
③从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下公式(5)分别计算得到矩阵行移位的行数H_number以及重置抽取开始位置δ，
Figure FDA0003299043820000025
从混沌序列X中抽取第δ个元素，按照如下公式(6)分别计算得到矩阵行移位的方向H_direction、重置抽取开始位置δ，以及行移位矩阵的层面参数H_CM，
Figure FDA0003299043820000026
从混沌序列X中第δ+2个元素开始连续抽取8个，得到长度为8的混沌序列X1＝{X11,X12,…,X17,X18}＝{xδ+2,xδ+3,...,xδ+8,xδ+9}，
然后，进行商标图片矩阵的移位置乱加密
①将混沌序列X1按升序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对组合三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000027
元素按层进行置乱，得到置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000028
并根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下拼接操作，
如果H_CM＝1，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000029
逐层上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure FDA00032990438200000210
如果H_CM＝0，则将置乱后的组合三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000031
逐行上下拼接，得到待行移位矩阵HRGB，表示为
Figure FDA0003299043820000032
其中待行移位矩阵HRGB的大小为24M×N，
②根据矩阵行移位的行数H_number以及方向H_direction，进行如下整行移位操作，
如果H_direction＝0，则将待行移位矩阵HRGB整行循环上移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure FDA0003299043820000033
如果H_direction＝1，则将待行移位矩阵HRGB整行循环下移H_number行，得到行移位后矩阵
Figure FDA0003299043820000034
③将行移位后的矩阵
Figure FDA0003299043820000035
中元素逐列由上往下抽取，得到二进制序列
Figure FDA0003299043820000036
Figure FDA0003299043820000037
再根据行移位矩阵的层面参数H_CM，进行如下回填操作，
如果H_CM＝0，则将二进制序列SH逐层按行回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(:,:,1)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；...；SH((3M-2)N+1:(3M-1)N)；SH((3M-1)N+1:3MN)]，
BHL(:,:,2)＝[SH(3MN+1:(3M+1)N)；SH((3M+1)N+1:(3M+2)N)；...；SH((6M-1)N+1:6MN)]，
BHL(:,:,3)＝[SH(6MN+1:(6M+1)N)；SH((6M+1)N+1:(6M+2)N)；...；SH((9M-1)N+1:9MN)]，
BHL(:,:,4)＝[SH(9MN+1:(9M+1)N)；SH((9M+1)N+1:(9M+2)N)；...；SH((12M-1)N+1:12MN)]，
BHL(:,:,5)＝[SH(12MN+1:(12M+1)N)；SH((12M+1)N+1:(12M+2)N)；...；SH((15M-1)N+1:15MN)]，
BHL(:,:,6)＝[SH(15MN+1:(15M+1)N)；SH((15M+1)N+1:(15M+2)N)；...；SH((18M-1)N+1:18MN)]，
BHL(:,:,7)＝[SH(18MN+1:(18M+1)N)；SH((18M+1)N+1:(18M+2)N)；...；SH((21M-1)N+1:21MN)]，
BHL(:,:,8)＝[SH(21MN+1:(21M+1)N)；SH((21M+1)N+1:(21M+2)N)；...；SH((24M-1)N+1:24MN)]，
如果H_CM＝1，则将二进制序列SH逐行按层回填至一个行数为3M、列数为N、层数为8的三维二进制矩阵中，得到移位三维二进制矩阵BHL，表示为
BHL(1,:,:)＝[SH(1:N)；SH(N+1:2N)；SH(2N+1:3N)；SH(3N+1:4N)；SH(4N+1:5N)；SH(5N+1:6N)；SH(6N+1:7N)；SH(7N+1:8N)],
BHL(2,:,:)＝[SH(8N+1:9N)；SH(9N+1:10N)；SH(10N+1:11N)；SH(11N+1:12N)；SH(12N+1:13N)；SH(13N+1:14N)；SH(14N+1:15N)；SH(15N+1:16N)],
……
BHL(k+1,:,:)＝[SH(8kN+1:(8k+1)N)；SH((8k+1)N+1:(8k+2)N)；SH((8k+2)N+1:(8k+3)N)；SH((8k+3)N+1:(8k+4)N)；SH((8k+4)N+1:(8k+5)N)；SH((8k+5)N+1:(8k+6)N)；SH((8k+6)N+1:(8k+7)N)；SH((8k+7)N+1:8(k+1)N)],
……
BHL(3M,:,:)＝[SH(8(3M-1)N+1:(24M-7)N)；SH((24M-7)N+1:(24M-6)N)；SH((24M-6)N+1:(24M-5)N)；SH((24M-5)N+1:(24M-4)N)；SH((24M-4)N+1:(24M-3)N)；SH((24M-3)N+1:(24M-2)N)；SH((24M-2)N+1:(24M-1)N)；SH((24M-1)N+1:24MN)],
将混沌序列X1按降序排序，根据序列X1排序前、后的位置变化置乱规则，对移位三维二进制矩阵BHL元素按层进行反置乱，得到反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000041
最后，由反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000042
分别得到数值矩阵
Figure FDA0003299043820000043
从而生成统一彩色密文图片C，其中矩阵
Figure FDA0003299043820000044
的大小均为M×N，统一彩色密文图片C的大小为M×N；
(3)某批商品的批量加密——批量生成单件商品的防伪图片
根据该批商品中各件商品生产序号的不同，分别执行单件商品的防伪图片生成步骤，即可实现该批商品的防伪图片批量生成，其中单件商品的防伪图片生成步骤描述如下，
首先，生成该批单件商品加密的混沌信号
利用该批商品统一加密时混沌系统的初值x1，根据该批商品中该件商品的商品生产序号，以及其转换的数值序列
Figure FDA0003299043820000045
按照如下公式(7)计算得到该批商品中该件商品加密时混沌系统的初值z1，
Figure FDA0003299043820000046
由初值z1、参数λ，对如下公式(8)所示的Chebyshev混沌系统进行迭代，k表示迭代次数，zk+1表示第k次迭代得到的混沌信号，其中k＝1,2,…，
zk+1＝cos(λ·arccos(zk)) (8)
得到混沌序列Z＝{z1,z2,...,z3456,z3457,...,z3456+M×N,…}，分别从第1234个、第2345个、第3456个元素开始连续取M·N个，从而分别形成长度为M·N的混沌序列Z1、Z2和Z3，表示为Z1＝{Z11,Z12,…,Z1MN}＝{z1234,z1235,...,z1234+MN}，Z2＝{Z21,Z22,...,Z2MN}＝{z2345,z2346,...,z2345+MN}，Z3＝{Z31,Z32,...,Z3MN}＝{z3456,z3457,...,z3456+MN}，
然后，将混沌序列Z1、Z2和Z3中元素逐一进行如下公式(9)所示的运算处理，得到处理后的混沌序列
Figure FDA0003299043820000051
和
Figure FDA0003299043820000052
Figure FDA0003299043820000053
最后，将数值矩阵
Figure FDA0003299043820000054
和
Figure FDA0003299043820000055
中元素与混沌序列
Figure FDA0003299043820000056
和
Figure FDA0003299043820000057
中相应元素分别进行mod(·,256)操作，得到数值矩阵
Figure FDA0003299043820000058
和
Figure FDA0003299043820000059
具体表示如下，
Figure FDA00032990438200000510
Figure FDA00032990438200000511
Figure FDA00032990438200000512
将数值矩阵
Figure FDA00032990438200000513
和
Figure FDA00032990438200000514
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，将矩阵
Figure FDA00032990438200000515
和
Figure FDA00032990438200000516
转换为彩色图片，从而生成该批商品中该件商品的防伪图片CC，其中防伪图片CC的大小为M×N；
(4)商品防伪二维码的生成
将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，并利用二维码生成器，生成该批商品中单件商品的防伪二维码，按此规则可批量组合生成该批商品的防伪二维码。
2.根据权利要求1所述的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，步骤(1)中所述的将矩阵R、G和B中元素分别逐个转换成8位二进制，是指将矩阵R中元素逐个采用
Figure FDA0003299043820000061
运算得到三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000062
将矩阵G中元素逐个采用
Figure FDA0003299043820000063
运算得到三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000064
将矩阵B中元素逐个采用
Figure FDA0003299043820000065
运算得到三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000066
3.根据权利要求1所述的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，步骤(1)中所述的将表征某件商品基本信息的商品标识码，即字符串A1A2,...,AL-1AL，逐个字符转换为数值型数据，是指将商品标识码中字符逐个采用unicode2native(·)函数转换为数值型数据，即对于双字节字符的转换表示为
Figure FDA0003299043820000067
对于单字节字符的转换表示为
Figure FDA0003299043820000068
从而得到数值序列
Figure FDA0003299043820000069
Figure FDA00032990438200000610
4.根据权利要求1所述的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，步骤(1)中所述的将数值序列P中元素逐个转换成8位二进制，是指将数值序列P中元素逐个采用PB(8i-7:8i)＝dec2bin(Pi,8)运算，得到二进制序列
Figure FDA00032990438200000611
Figure FDA00032990438200000612
5.根据权利要求1所述的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，步骤(2)中所述的由反置乱后的移位三维二进制矩阵
Figure FDA00032990438200000613
分别得到数值矩阵
Figure FDA00032990438200000614
从而生成统一彩色密文图片C，表示如下步骤：
步骤①将三维二进制矩阵
Figure FDA00032990438200000615
中第1～M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure FDA00032990438200000616
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure FDA00032990438200000617
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure FDA00032990438200000618
表示如下，
Figure FDA00032990438200000619
步骤②将三维二进制矩阵
Figure FDA00032990438200000620
中第M+1～2M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure FDA0003299043820000071
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure FDA0003299043820000072
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure FDA0003299043820000073
表示如下，
Figure FDA0003299043820000074
步骤③将三维二进制矩阵
Figure FDA0003299043820000075
中第2M+1～3M行、第1～N列、第1～8层二进制元素，以某行某列1～8层的二进制元素为单位分别采用运算
Figure FDA0003299043820000076
转换为某个数值型数据并填入矩阵
Figure FDA0003299043820000077
中，其中i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，继而可得数值矩阵
Figure FDA0003299043820000078
表示如下，
Figure FDA0003299043820000079
步骤④将数值矩阵
Figure FDA00032990438200000710
分别表征彩色图片的红、绿、蓝三基色，利用
Figure FDA00032990438200000711
函数将矩阵
Figure FDA00032990438200000712
转换为彩色图片，从而生成统一彩色密文图片C，其中统一彩色密文图片C的大小为M×N。
6.根据权利要求1所述的一种基于商标图片置乱加密的商品防伪码批量生成方法，其特征在于，步骤(4)中所述的将商品彩色商标图片、某批商品的批量商品标识码、单件商品的商品生产序号和该件商品的防伪图片CC组合，是指先将某批商品的批量商品标识码A1A2,...,AL和单件商品的商品生产序号
Figure FDA00032990438200000713
合并为一个字符串，表示为‘A1A2,...,AL生产序号
Figure FDA00032990438200000714
随后将商品彩色商标图片放在最上方、合并的字符串放在中间、该件商品的防伪图片CC放在最下方。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104537600A (zh) * 2014-12-16 2015-04-22 陕西科技大学 一种对图像进行二次加密、解密方法以及水印信息篡改区域定位方法
CN109472338A (zh) * 2018-11-19 2019-03-15 南通大学 一种商品防伪二维码的批量生成方法
CN110033066A (zh) * 2019-03-21 2019-07-19 江苏工程职业技术学院 一种彩色垃圾分类二维码的生成方法
CN111353166A (zh) * 2020-02-25 2020-06-30 南通大学 一种图片转汉字的加密方法
CN111382452A (zh) * 2020-02-25 2020-07-07 南通大学 一种汉字转图片的加密方法
CN112001467A (zh) * 2020-07-24 2020-11-27 南通大学 一种基于图片加解密的商品防伪码生成与识别方法
CN112199690A (zh) * 2020-09-14 2021-01-08 郑州轻工业大学 基于混合时滞的分数阶复杂系统同步实现的图像加密方法
CN112884105A (zh) * 2021-03-25 2021-06-01 南通大学 一种基于移位加密的商品防伪二维码生成方法
CN113052286A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 南通大学 一种基于置乱加密的商品防伪二维码生成方法
CN113159252A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 南通大学 一种基于不同置乱规则的商品防伪二维码生成方法
CN113255860A (zh) * 2021-03-26 2021-08-13 南通大学 一种基于分层加密的商品防伪二维码生成方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104537600A (zh) * 2014-12-16 2015-04-22 陕西科技大学 一种对图像进行二次加密、解密方法以及水印信息篡改区域定位方法
CN109472338A (zh) * 2018-11-19 2019-03-15 南通大学 一种商品防伪二维码的批量生成方法
CN110033066A (zh) * 2019-03-21 2019-07-19 江苏工程职业技术学院 一种彩色垃圾分类二维码的生成方法
CN111353166A (zh) * 2020-02-25 2020-06-30 南通大学 一种图片转汉字的加密方法
CN111382452A (zh) * 2020-02-25 2020-07-07 南通大学 一种汉字转图片的加密方法
CN112001467A (zh) * 2020-07-24 2020-11-27 南通大学 一种基于图片加解密的商品防伪码生成与识别方法
CN112199690A (zh) * 2020-09-14 2021-01-08 郑州轻工业大学 基于混合时滞的分数阶复杂系统同步实现的图像加密方法
CN112884105A (zh) * 2021-03-25 2021-06-01 南通大学 一种基于移位加密的商品防伪二维码生成方法
CN113255860A (zh) * 2021-03-26 2021-08-13 南通大学 一种基于分层加密的商品防伪二维码生成方法
CN113052286A (zh) * 2021-04-02 2021-06-29 南通大学 一种基于置乱加密的商品防伪二维码生成方法
CN113159252A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 南通大学 一种基于不同置乱规则的商品防伪二维码生成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林纯 等: "真彩图像和视频加密新方案的研究与实现", 《微电子学与计算机》 *

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