CN1741042B - 基于数字签名的物品防伪保真信息及签名验证装置 - Google Patents
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Abstract
一种属于密码学、信息编码与信息验证等领域的基于数字签名的物品防伪保真信息及其签名验证装置提供了物品信息编码与物品防伪保真标识映射和逆映射、物品信息编码数字签名及其物品防伪保真标识数字签名验证。当签名者使用私钥对物品信息编码进行数字签名后，验证者使用公钥能够证明嵌入物品信息编码的数字签名是否签名者所签；该特征应用于物品属地认证或物品真伪验证时，签名者或编码者不再需要传送密钥或比对数据给验证者，从而使得应用者降低物品属地认证或物品真伪验证成本。当使用者采用物品防伪保真条码标识时，有利于自动验证物品防伪保真条码标识和适合于自动物流识别。
Description
技术领域
本发明属于密码学、信息编码与信息验证等领域，具体来说，是涉及作用于信息编码和信息摘要的基于公开密钥数字签名的物品防伪保真信息及其数字签名验证装置。
背景技术
商品作为交换和交易对象，假冒商品和伪劣商品的市场行为就从来没有间断过。
为了商晶流通自动化和出于商品本身标识之目的，1977年欧洲12国签署欧洲物品编码协议备忘录和物品标识通用规范，并成立了国际物品编码协会EAN(European Article Numbering association)。EAN为世界各国提供了一个唯一、清晰、简便、无特殊含义的编码体系和标识方法，为世界各国的贸易交流建立了一个独特的联系网络和信息交换的统一形式，从而大大地促进了各国之间的贸易往来。
但是，EAN条码仅分配厂商代码和商品项目代码，其标识未进行任何加密措施，因此，EAN条码对于有意仿造者来说，不具备任何保护自身唯一性特征能力，从而破坏和威胁EAN条码的物品交换的可信赖基础。换句话说，就是当真实物品和假冒物品都标注EAN条码后，对于条码识别器来说其价值是相等的。
1999年，成都天鹰网络科技有限公司向技术监督局申请并备案“防伪加密一维条码”企业标准。“防伪加密一维条码”通过在EAN条码的编码中增加了商品序列编码，并使用密码算法对条码编码加密后进行标识，对于不知道密钥者要想破解被加密条码并将其还原成明文在现实条件下是很困难的。“防伪加密一维条码”解决了同类商品中商品个体的唯一性问题，即通过向同类商品标注“防伪加密一维条码”后使得商晶个体具备唯一的身份特证。在不知道密钥的情况下，伪造者很难仿造能通过验证的“防伪加密一维条码”，另一方面，“防伪加密一维条码”极大地增加了伪造者的造假成本，因此，在一定程度上有效阻截了假冒商品的流通，保护了合法厂商的权益。虽然任何EAN标准的条码识别器能够识读“防伪加密一维条码”，但在不知道密钥和密码算法的情况下，同样不能对其解密和还原成编码明文。但是，由于“防伪加密一维条码”需要事先传递“加密密钥”给任何需要解密验证并使用的对像，如何安全地将加密密钥告知验证者并要求验证者保密成为“防伪加密一维条码”实施过程中的瓶颈。
2002年，一种名为“充值卡”的话费充值方法得到广泛应用，通过在“充值卡”上标识一组表述卡序列编码和一组对应的密文并加以覆盖，使用时刮开覆盖并分别输入两组编码后完成充值过程。虽然各地累见报道“充值卡”内无值可充，但并不能证明“充值卡”不具安全性。通过一组表述物品序列编码和一组对应的密文并加以覆盖的防伪方法有很苛刻的应用局限性，例如，对于高速的流程型生产企业如卷烟厂的卷烟包装生产线，饮料厂罐装生产线很难应用该方法。另一方面，之所以需要对一组表述物品序列编码和一组对应的密文进行覆盖，是因为这两组编码一旦泄露将不必通过“充值卡”完成充值，从而导致“充值卡”内无值可充的现象。如果需要在“充值卡”的编码、标识、覆盖、发行等各个环节严格保密，对于市场覆盖面广、流通环节复杂和生产工序多的商品来说，其实施成本和保密费支出很大，甚至于会高于低成本的商品本身。另一方面，现代物流需要商品在流通交易过程中能自动识别商品编码，因此，遮盖后的商品防伪标识就很难应用于商品自动流通过程中。特别是，随着城市化进程和文明化进程，分布面广的物流网络和集中式大型超市将逐步取代沿街为市的小商店，而无论是物流网络还是大型超市，商品标识的自动识别是加快物流、降低成本、提高效率的可靠保障。更重要的在于，一旦刮去商品防伪标识遮盖物即意味该商品的防伪状态灭失，因此，对于低成本、大流通量、多层次流通商品来说，意味着在商品生产、商品流通和商品销售环节中无法利用商品防伪标识对商品本身进行真假验证；或者说，即使假冒该商品并同样标识防伪码和加以覆盖后，在商品整个流通和销售环节中很难对商品进行真伪验证。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于物品防伪保真信息的编码及其签名验证装置，它与现有的物品防伪保真信息系统相比，是不仅能够实现物品信息的加密、同类物品个体信息唯一性，更重要的在于能够对物品防伪保真信息进行数字签名，以及在不需要传递加密密钥和对物品防伪保真信息覆盖的情况下，验证者同样能完成物品防伪保真信息的验证和证明该数字签名确实是由信息编码者或数字签名者所签署。
附图说明
为了达到上述本发明的目的，本发明的基于数字签名的物品防伪保真信息的编码及其签名验证装置包含物品信息编码①和物品防伪保真标识⑩、用于数字签名的信息摘要装置②、将私钥⑤分发给签名者④和将公钥⑦分发给验证者⑥的公钥私钥分发器(11)、签名者④基于私钥⑤的数字签名装置③、验证者⑥基于公钥⑦的数字签名验证装置⑨、用于数字签名验证的信息摘要装置⑧。图1表述了本发明的一个通用的基于数字签名的物品防伪保真信息及其编码验证装置。包含厂商代码、商品代码、生产日期、商品有效期、商品组成成份和商品序列码等物品信息编码①，输入信息摘要装置②后映射成信息摘要，签名者④使用私钥控制数字签名装置③对信息摘要进行数字签名，并生成物品防伪保真标识⑩。验证者⑥使用公钥⑦控制数字签名验证装置⑨对物品防伪保真标识⑩进行数字签名验证，如果物品防伪保真标识⑩所嵌入的数字签名③确实为签名者④所签，则物品防伪保真标识⑩为真实的。
本发明通过物品信息编码与信息摘要装置为物品信息编码者提供物品信息编码并映射成物品信息摘要的过程。图2表述了本发明的一个通用的基于单向散列函数的物品信息编码与信息摘要装置⑩。包含了一个物品信息输入缓冲器①用以接收输入的物品信息、一个物品信息初始化器③和序列码计数器②、一个物品信息分组器Mi④、一个单向散列函数装置⑤、一个压缩装置⑦和一个物品信息摘要输出缓冲器⑧。物品信息初始化器③根据商品分类和商品性质避一步编码，比如食品饮料类商品存在保质期，因此，编码时应根据生产或出厂日期计算有效日期；同类商品每个单体商晶应具备唯一编码，无论国际物品编码还是国标物品编码都没有此类编码，因此，本装置设置一个序列码计数器②用于为单个商品附加生产或出厂序列码。对于包含生产流程信息、质量检验信息、厂家信息、原料供应信息等用途的物品信息编码，需要使用物品信息分组器Mi④将物品信息分成i个信息组。单向散列函数装置⑤包含一个不可逆的输入为任意长度且输出为固定长度的单向散列函数⑥，用于将物品信息分组Mi映射成信息摘要h。压缩装置⑦允许选择不同长度的信息摘要h，以适合于不同的应用需要。
本发明的一个重要方面是提供了基于公开密钥数字签名的私钥和公钥，其中，私钥分发给签名者，公钥提供给验证者。图3表述了本发明的一个通用的基于公开密钥的数字签名与验证装置。签名者③通过私钥④控制数字签名签名装置②将信息摘要①映射成数字签名⑨，签名验证者⑥通过公钥⑦控制数字签名验证装置⑧并根据信息摘要①完成数字签名⑨的验证。公钥私钥分发器⑤将私钥④分发给签名者③和将公钥⑦分发给验证者⑥。由于私钥④属于一次分发终身使用，因此，当采用硬件装置保护私钥④或将其固化在基于公开密钥数字签名的签名装置②内时，私钥④是安全的。公钥⑦即使公开也不会影响安全性，这一个特性使得任何愿意提供验证服务者或终端服务商能够得到公钥⑦与基于公开密钥数字签名的验证装置⑧。
本发明提供的基于数字签名的物品防伪保真信息及其编码验证装置具体功能逻辑框图，如图4所示。表述了从物品信息编码⑩、信息摘要和数字签名(20)、物品防伪保真信息(30)、到物品物流追踪和物品真伪验证(40)过程。物品信息编码⑩包含了厂商代码(14)和商品代码(15)等标识类代码，还包含了生产信息(11)和质量信息(12)等品质类代码。在信息摘要和数字签名(20)过程中，签名者(25)通过选择压缩装置(21)不同的压缩率以缩短信息摘要装置(22)和数字签名装置(23)输出的码长，适当的压缩率不会导致信息摘要或数字签名信息碰撞，也不会导致私钥(24)控制数字签名装置(23)异常。物品防伪保真信息(30)即可以表述为物品防伪保真数码标识(31)，也可以表述为物品防伪保真条码标识(32)。解压缩装置(41)将压缩后的物品防伪保真信息子集逆映射成物品防伪保真信息。对于物品物流追踪(42)管理，选择物品防伪保真条码标识(32)适合于追踪者(45)在批发过程和零售过程的自动识别。对于物品真伪验证(43)管理，选择物品防伪保真数码标识(31)适合于查询者(46)在批发过程或零售过程的网络查询或短信查询。公钥(44)允许公开表述，使得任何的追踪者(45)和查询者(46)都可以根据应用需要选择追踪方式和查询方式。
具体实施方式
本发明将通过实施例进一步说明，但本发明不限于实施例。
使用者为了向签名者和验证者更好地提供服务，建立了一个手机短信服务平台并分别申请了一个电信和联通的短信接入号码；针对签名者需要的服务，使用者建立了物品物流管理数据库；针对验证者或消费者需要的服务，使用者建立了物品查询验证数据库。
使用者向签名者提供了嵌入私钥的USB-KEY和数字签名装置，并公开了公钥。
实施例.某烟草商通过本发明实现卷烟流通过程中的属地管理和防伪保真管理。
卷烟件包装为50条/标箱，条包装为10盒/条，盒包装为20支/盒，所有卷烟均通过属地烟草公司批发给批发商或零售商，再由批发商批发给零售商。
步骤1.某烟草公司(1028)根据当批次(026)卷烟品种(05508)、生产数量(0001~1000)和生产日期(2005/03/15)设置卷烟信息编码。
国别码(国标)：690
厂商代码(国标)：1028
商品代码(国标)：05508
批次码：026
生产数量(件)：0001-1000
生产日期：20050315
件序列码：0001-1000
条序列码：00001-50000
盒序列码：000001-500000
备注：国标为国家标准物品编码：其他为企业标准物品编码。
步骤2.根据卷烟信息编码分别产生件、条、盒包装形态的32位、16位和8位信息摘要。
件信息摘要： 卷烟信息编码 信息摘要
32位 6901028055080261000200503150001 f17cf23e618a1268e4ceedb61c8411b0
16位 618a1268e4ccedb6
8位 1268e4cc
32位 6901028055080261000200503150002 c036f1c62a2fb4542b6832acbfc720be
16位 2a2fb4542b6832ac
8位 b4542b68
… …
32位 6901028055080261000200503151000 86424b624e64c9f94b66e22b342fa100
16位 4e64c9f94b66e22b
8位 c9f94b66
条信息摘要： 卷烟信息编码 信息摘要
32位 69010280550802610002005031500001 6f27baa43196929ad70bc052fdd9847e
16位 3196929ad70bc052
8位 929ad70b
32位 69010280550802610002005031500002 9ec479915bc5c4caf5eb1486a6d4f12a
16位 5bc5c4caf5eb1486
8位 c4caf5eb
… …
32位 69010280550802610002005031550000 8829380429d6ef44715f31c09af735ef
16位 29d6ef44715f31c0
8位 ef44715f
盒信息摘要： 卷烟信息编码 信息摘要
32位 690102805508026100020050315000001 96c6e30e40a16c45862e30c7a2ee1963
16位 40a16c45862e30c7
8位 6c45862e
32位 690102805508026100020050315000002 766db6884b369325f768bd564f1883ec
16位 4b369325f768bd56
8位 9325f768
… …
32位 690102805508026100020050315500000 14f4b17a958a192f380d272bb0685d5d
16位 958a192f380d272b
8位 192f380d
步骤3.签名者使用私钥控制数字签名装置分别将件信息摘要、条信息摘要和盒信息摘要映射成32位、16位和8位数字签名。
件数字签名： 信息摘要 数字签名
32位 f17cf23e618a1268e4ccedb61c8411b0 3114e7541e308e35ea97a62cf380e6c4
16位 1e308e35ea97a62c
8位 8e35ea97
32位 c036f1c62a2fb4542b6832acbfc720bc 5978ca5100ac51bf7bbd5c4397e5650a
16位 00ac51bf7bbd5c43
8位 51bf7bbd
… …
32位 86424b624e64c9f94b66e22b342fa100 149ef7ed283e07886b2545a115e36793
16位 283e07886b2545a1
8位 07886b25
条数字签名： 信息摘要 数字签名
32位 6f27baa43196929ad70bc052fdd9847e 5285f93acce055cf7a955dda7cc266ab
16位 cce055cf7a955dda
8位 55cf7a95
32位 9ec479915bc5c4caf5eb1486a6d4f12a aa6561bd0caa130d4a19a12202435437
16位 0caa130d4a19a122
8位 130d4a19
… …
32位 8829380429d6ef44715f31c09af735ef c8a3ff3478853695b6f1d928a3ab7f4d
16位 78853695b6f1d928
8位 3695b6f1
盒数字签名： 信息摘要 数字签名
32位 96c6e30e40a16c45862e30c7a2ee1963 10d344bdaa9c738c2e4616cf3c4c221f
16位 aa9c738c2e4616cf
8位 738c2e46
32位 766db6884b369325f768bd564f1883ec 326a42de78aa42914edf0b9e1c87183e
16位 78aa42914edf0b9e
8位 42914edf
… …
32位 14f4b17a958a192f380d272bb0685d5d c3dee785178685d41f15507a730174fb
16位 178685d41f15507a
8位 85d41f15
步骤4.考虑到卷烟物流管理和卷烟真伪验证时输入码长，该烟草商采用16位信息摘要和8位数字签名产生卷烟防伪保真数码标识。
件卷烟防伪保真标识：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 02610000503150001 8e35ea97
6901028055086 02610000503150002 51bf7bbd
… …
6901028055086 02610000503151000 07886h25
条卷烟防伪保真标识：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 55cf7a95
6901028055086 130d4a19
… …
6901028055086 3695b6f1
盒卷烟防伪保真标识：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 738c2e46
6901028055086 42914edf
… …
6901028055086 85d41f15
步骤5.标注卷烟防伪保真数码标识的卷烟出厂后，烟草商将该批次卷烟属地信息和编码发送至短信平台，由短信平台分别建立物流追踪数据库和物品验证数据库，并进行登记。
批次卷烟属地：成都500件
重庆500件
批次编码：国别 厂商 商品 批次 生产日期 有效日期 数量 件序列
成都 690 1028 05508 026 20050315 20060115 1000 001~500
重庆 690 1028 05508 026 20050315 20060115 1000 501~1000
步骤6.属地烟草专卖局接收到该批次烟草后，将件卷烟防伪保真数码标识发送到短信平台进行属地确认和数字签名验证，当且仅当卷烟防伪保真数码标识确为某烟草公司生产并已登记和数字签名是真实的，则该批次卷烟允许登记并允许在属地内流通。
验证码：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 026100005031500018e35ea97
结果码：物流追踪数据库 当前迁移状态 属地 数字签名 数量
登记 烟草商→成都专卖 成都 真实 500
步骤7.通过属地确认和数字签名验证的卷烟进入零售领域后，被允许通过短信进行真伪查询。
件(卷烟)查询：
查询码：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 026100005031500018e35ea97
结果码：物流追踪数据库 物品验证数据库
首次 成都专卖→批发 真实&批发
二次 零售→售出 真实&售出
条(卷烟)查询：
查询码：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 55cf7a95
结果码：物流追踪数据库 物品验证数据库
首次 成都专卖→零售 真实&零售
二次 零售→售出 真实&售出
盒(卷烟)查询：
查询码：EAN-13码 卷烟防伪保真数码标识
6901028055086 738c2e46
结果码：物流追踪数据库 物品验证数据库
首次 成都专卖→零售 真实&零售
二次 零售→售出 真实&售出
Claims (3)
1.一种基于数字签名的物品防伪保真信息及签名验证装置，使用者对物品信息数字签名后生
成物品防伪保真标识和对物品防伪保真标识进行数字签名验证，该装置包含：
一个基于公开密钥数字签名的公钥私钥分发器，提供了可用于分发的公开密钥算法及公钥私钥对；
一个物品信息编码装置，用于对物品的标识类及品质类信息进行编码；
一个物品信息摘要装置，该装置包含单向散列函数装置将物品信息映射成信息摘要；
一个受控于私钥的对物品信息摘要进行数字签名的签名装置；
一个物品防伪保真信息映射装置，用于将经过数字签名的物品信息摘要映射成物品防伪保真标识，物品防伪保真标识可以是数码标识，也可以是条码标识；
一个物品防伪保真信息逆映射装置，用于将物品防伪保真数码或条码标识逆映射成物品防伪保真信息；
一个受控于公钥的对物品防伪保真标识进行数字签名验证的验证装置，该装置还包括一个物品物流追踪装置和一个物品真伪验证装置，物品物流追踪装置用于根据物品迁移过程导出物品属地信息，物品真伪验证装置用于根据物品迁移过程导出物品真伪信息。
2.如上述专利范围第1项所述之装置，其中：
一个物品物流追踪装置，通过物品防伪保真条码标识的验证实现物品在流通过程中的自动物流识别，根据物品迁移过程导出物品属地信息。
3.如上述专利范围第1项所述之装置，其中：
一个物品真伪验证装置，通过物品防伪保真数码标识的验证实现物品在流通过程中的真伪验证，根据物品迁移过程导出物品真伪信息。
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| CN1741042A (zh) | 2006-03-01 |
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Legal Events
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Effective date of registration: 20071109 Address after: Shanghai Luwan District Xietu Road No. 780 60537 room Applicant after: Shanghai peak Digital Technology Co., Ltd. Address before: Sichuan Province, Chengdu City People's Road four No. 21 Bangkok garden 4-1-301 Applicant before: Yang Zhenning |
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Addressee: Zhou Jianbo Document name: Special business review memo |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20081205 Address after: Beijing city Haidian District Tiger Bridge Jianxiang Park E block No. 1604 post encoding: 100083 Applicant after: Beijing Menjili Magnetoelectric Engineering Institute Address before: Shanghai City, Pudong New Area South Road No. 1035 building 6 Room 302 Zijin palace post encoding: 200122 Applicant before: Shanghai peak Digital Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20111228 Termination date: 20150920 |
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