KR101148278B1 - 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법 및 장치 - Google Patents

워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이차원 바코드의 위조를 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 입력 받은 데이터를 코드워드로 변환한다. 또한, 상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성한다. 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정하며, 상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 상기 결정된 패턴에 따라 재배치하여 데이터 매트릭스를 생성한다. 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여 이차원 바코드를 생성한다.

Description

워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR 2D BARCODE ANTI-COUNTERFEITING BASED ON WATERMARK}
본 발명은 이차원 바코드의 위조를 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 공문서 위조 및 변조 건수는 빠른 속도로 증가하고 있다. 위조 및 변조의 형태는 여권에 인쇄된 사진 위의 형광 잉크나 공문서 인감까지 거의 동일하게 위조 할 정도로 정밀해졌다. 이러한 위조 및 변조를 방지하기 위해 이차원 바코드 및 디지털 워터마크가 이용되고 있다.
워터 마킹 기술은 1990년부터 디지털 컨텐츠 분야에 적용되었다. 인터넷 및 기술의 발달로 쉽게 디지털 컨텐츠가 복제 또는 수정, 배포 되면서 저작권 침해, 불법 복제 및 위조와 같은 문제가 발생하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 컨텐츠 자체에 공급자나 사용자 혹은 구매자에 대한 정보를 은닉해 저작권을 보호하는 디지털 워터 마킹이 개발되었다. 디지털 워터마킹 기술은 문서 위조 방지를 위해 종이전체 또는 바코드 옆과 같이 특정 위치에 잘 보이지 않는 패턴을 생성해 칼라 또는 흑백으로 복제를 하게되면 원본에 없던 글자가 사본에 나타나게 한다. 디지털 워터 마크 이외에도 특수 잉크를 사용하기도 한다. 하지만 워터마크 처리된 종이나 프린터로 출력을 위한 공간이 필요하고, 바코드의 직접적인 위조 및 변조는 막지 못한다.
본 발명은 바코드를 임의로 복제하거나 스캔할 경우 바코드에 위조 패턴이 나타나 별도의 장비 없이 위조 여부를 확인할 수 있도록 워터마크가 삽입된 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 바코드의 패턴 코드를 변경함으로써 보안 사건에 신속하게 대응할 수 있는 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 바코드의 패턴 코드에 저장된 패턴의 시작 위치, 데이터의 영역분할 및 패턴 추출 순서를 이용하여 데이터를 암호화하는 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공한다.
일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 입력받은 데이터를 코드워드로 변환하는 코드워드 변환부, 상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성하는 오류 검증 코드 생성부, 패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정하는 저장패턴 결정부, 상기 저장패턴 결정부에서 결정된 패턴에 따라, 상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 배치하여 데이터 매트릭스를 생성하는 데이터 매트릭스 생성부 및 상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여, 위조 및 변조 시 별도의 장비 없이 육안으로 식별되는 이차원 바코드를 생성하는 이차원 바코드 생성부를 포함한다.
상기 저장패턴 결정부는 상기 패턴코드 표에서 랜덤하게 패턴 코드를 선택하는 패턴 코드 선택부를 포함하고, 상기 패턴 코드에 기초하여 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정할 수 있다.
상기 데이터 매트릭스는 상기 코드워드가 저장되는 패턴의 저장 순서 및 데이터 영역에 할당된 코드워드에 대한 패턴 코드를 포함하는 패턴 코드 위치부 및 상기 오류 검증 코드에 대한 정보를 포함하는 패턴 에러부를 포함할 수 있다.
상기 패턴 에러부는 상기 데이터 매트릭스의 상기 데이터 영역에 위치할 수 있다.
상기 데이터 매트릭스는 데이터 영역에 위조 여부를 제한적으로 확인하도록 하는 제한 정보를 포함할 수 있다.
상기 이차원 바코드 생성부는 상기 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크 패턴을 삽입할 수 있다.
상기 이차원 바코드 생성부는 상기 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 상기 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크 패턴을 삽입할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 상기 패턴코드 표를 저장하는 패턴 코드 저장부를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 상기 이차원 바코드에 삽입되는 상기 워터마크 패턴을 저장하는 워터마크 패턴 저장부를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 판독하는 판독부, 상기 판독이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 식별하는 1차 식별부, 상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화하는 데이터 복호화부 및 상기 데이트 복호화부에서 복호화된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 식별하는 2차 식별부를 포함한다.
다른 일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치는 상기 데이터 매트릭스의 상기 패턴 코드에 대응하는 패턴 정보를 패턴코드 표로부터 불러오는 로딩부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 방법은 입력받은 데이터를 코드워드로 변환하는 단계, 상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성하는 단계, 패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 랜덤 하게 결정하는 단계, 상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 상기 랜덤 하게 결정된 패턴에 따라 재배치하여 데이터 매트릭스를 생성하는 단계 및 상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여 위조 및 변조 시 별도의 장비 없이 육안으로 식별되는 이차원 바코드를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 이차원 바코드를 생성하는 단계는 상기 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크 패턴을 삽입할 수 있다.
상기 이차원 바코드를 생성하는 단계는 상기 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 상기 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크 패턴을 삽입할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 방법은 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 스캐닝(판독)하는 단계, 상기 스캐닝(판독)이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 1차 식별하는 단계, 상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화하는 단계 및 상기 복호화 된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 2차 식별하는 단계를 포함한다.
본 발명은 바코드를 임의로 복제하거나 스캔할 경우 바코드에 위조 패턴이 나타나 별도의 장비 없이 위조 여부를 확인할 수 있도록 워터마크가 삽입된 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 바코드의 패턴 코드를 변경함으로써 보안 사건에 신속하게 대응할 수 있는 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 바코드의 패턴 코드에 저장된 패턴의 시작 위치, 데이터의 영역분할 및 패턴 추출 순서를 이용하여 데이터를 암호화하는 워터마크 기반 이차원 바코드를 이용한 위조 방지 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 매트릭스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 최소 식별 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 워터 마크의 망실 패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 망실 패턴을 이용한 이차원 바코드를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 이차원 바코드를 스캐닝한 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 코드워드 변환부(110), 오류 검증 코드 생성부(120), 저장패턴 결정부(130), 패턴 코드 저장부(140), 데이터 매트릭스 생성부(150), 이차원 바코드 생성부(160), 워터마크 패턴 저장부(170)를 포함한다.
코드워드 변환부(110)는 입력 받은 데이터를 코드워드로 변환한다. 코드워드 변환부(110)는 문자 또는 숫자 데이터를 입력 받아 코드워드로 변환한다. 코드워드란 입력된 데이터를 공통된 룰에 따라 부호화한 것을 의미한다.
오류 검증 코드 생성부(120)는 코드워드 변환부(110)에서 변환된 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성한다. 이차원 바코드에서 변환된 코드워드에 오물이 묻거나 인식불가의 경우를 대비하여 오류 검증 코드 생성부(120)는 오류 검증 코드를 생성한다. 오류 검증 코드에는 리드-솔로몬 코드 또는 컨볼루션 코드가 사용될 수 있다. 오류 검증 코드는 코드워드의 오류 검출 및 복원과정에서 사용될 수 있다.
저장패턴 결정부(130)는 패턴코드 표에서 코드워드 변환부(110)에서 변환된 코드워드 및 오류 검증 코드 생성부(120)에서 생성된 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정한다. 패턴코드 표에는 코드워드와 오류 검증 코드가 저장될 수 있는 패턴이 패턴 코드에 의하여 구별되어 있다. 패턴 코드가 2비트인 경우에는 00,01,10,11의 4가지 경우에 대해 4가지의 저장 패턴이 패턴코드 표에 저장될 수 있다. 여기서 저장될 수 있는 패턴이란 데이터 매트릭스의 데이터 영역에서 코드워드와 오류 검증 코드가 저장되는 위치를 의미한다.
저장패턴 결정부(130)는 패턴 코드 선택부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 패턴 코드 선택부(도시되지 않음)는 패턴코드 표에서 랜덤하게 패턴 코드를 선택할 수 있다. 패턴코드 표에는 패턴에 대한 정보가 저장되어 있다. 패턴코드 표는 일종의 패턴 코드에 의해 분류되는 패턴에 대한 데이터베이스를 의미할 수 있다. 패턴 코드는 패턴코드 표에서 패턴을 구별하는 식별 코드를 의미한다. 패턴코드 표에 8개의 패턴이 있다면, 패턴 코드는 3비트로 표현될 수 있다. 패턴 코드 선택부(도시되지 않음)에서 패턴 코드는 사용자에 의해 임의로 선택될 수도 있고, 랜덤하게 선택될 수도 있다. 저장패턴 결정부(130)는 패턴 코드 선택부(도시되지 않음)에서 선택된 패턴 코드에 기초하여 코드워드 및 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정할 수 있다. 저장패턴 결정부(130)는 패턴코드 표에서 패턴 코드와 매칭되는 패턴을 결정할 수 있다.
패턴 코드 저장부(140)는 패턴코드 표를 저장한다. 패턴 코드 저장부(140)는 다양한 패턴이 저장된 패턴코드 표를 저장할 수 있다. 패턴코드 표에는 패턴 코드와 패턴 코드에 대응하는 패턴이 저장되어 있다. 여기서 다양한 패턴이란 코드워드와 오류 검증 코드가 데이터 매트릭스에 배치될 수 있는 다양한 위치를 의미한다.
데이터 매트릭스 생성부(150)는 오류 검증 코드와 코드워드를 저장패턴 결정부(130)에서 결정된 패턴에 따라 재배치하여 데이터 매트릭스를 생성한다. 데이터 매트릭스 생성부(150)는 오류 검증 코드와 코드워드를 랜덤하게 선택된 패턴에 따라 재배치하여 암호화된 데이터 매트릭스를 생성할 수 있다.
데이터 매트릭스는 패턴 코드 위치부(210) 및 패턴 에러부(220)를 포함할 수 있다. 데이터 매트릭스는 데이터 영역 및 콰이어트 존(quiet zone)을 포함할 수 있다. 패턴 코드 위치부(210)는 코드워드가 저장되는 패턴의 저장 순서 및 데이터 영역에 할당된 코드워드에 대한 패턴 코드를 포함할 수 있다. 패턴 코드 위치부(210)는 코드워드가 저장되는 패턴에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 패턴 코드 위치부(210)는 코드워드가 데이터 영역에 할당되는 패턴과 관련된 패턴 코드 정보를 포함할 수 있다. 저장패턴 결정부(130)에서 결정된 패턴에 대응하는 패턴 코드는 패턴 코드 위치부(210)에 삽입될 수 있다. 패턴 에러부(220)는 오류 검증 코드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 패턴 에러부(220)는 어떠한 오류 검증 코드에 의해 코드워드가 암호화 되었는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 패턴 코드 위치부(210) 및 패턴 에러부(220)는 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 위치할 수 있다.
또한, 데이터 매트릭스는 데이터 영역에 위조 여부를 제한적으로 확인하도록 하는 제한 정보를 포함할 수 있다. 여기서 제한 정보란 패턴코드 표가 일회용인지 여부, 암호화된 데이터의 복호화 가능한 횟수, 복호화가 가능한 기간 및 접근권한 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
이차원 바코드 생성부(160)는 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여 이차원 바코드를 생성한다. 최소 식별 차이란 인간이 두 물체를 구별하여 인식할 수 있는 최소 차이를 의미한다. 최소 식별 차이는 발광(luminance)값에 대한 변화량을 가지고 측정하여 백분율로 표시된다. 일반적으로 인간의 시각 시스템은 2프로(%) 이상의 변화를 감지한다고 알려져 있다. 따라서, 이차원 바코드 생성부(160)는 2프로 이상의 변화를 가지는 화소 값의 워터마크를 삽입하여 이차원 바코드를 생성할 수 있다. 이차원 바코드 생성부(160)는 최소 식별 차이의 화소 값을 가지는 워터마크를 데이터 매트릭스에 삽입하여 이차원 바코드를 생성할 수 있다. 이 때 이차원 바코드가 스캐닝 되는 경우, 스캐닝 된 이차원 바코드는 스캐너의 라인 CCD 센서의 동작으로 인하여 선명도가 낮아진다. 따라서, 최소 식별 차이의 화소 값을 가지는 워터마크는 스캐닝 되는 과정에서 변형된다. 즉, 최소 식별 차이의 화소 값을 가지는 워터마크가 삽입된 원본 이차원 바코드가 스캐닝, 복사 등을 통해 위조 되는 경우, 위조되는 과정에서 상기 워터마크에 변형이 발생하여, 위조 여부를 쉽게 파악할 수 있다.
이차원 바코드 생성부(160)는 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크를 삽입할 수 있다. 여기서 망실 패턴은 이차원 바코드의 심볼 안에서 최소 식별 차이를 이용하여 무늬의 간격과 색상이 조절된 패턴을 의미한다. 망실 패턴은 무늬의 간격 및 색상의 종류에 따라서 다양해질 수 있다. 이차원 바코드 생성부(160)는 망실 패턴을 데이터 매트릭스의 소정 영역에 삽입할 수 있다. 망실 패턴이 삽입되는 소정 영역은 설정에 따라 변경이 가능하다. 또한, 이차원 바코드 생성부(160)는 망실 패턴을 데이터 매트릭스에 무작위로 삽입할 수 있다. 이차원 바코드가 스캐닝 된 결과, 설정 되어 있는 소정 영역에 망실 패턴이 존재하면 원본으로 인증된 자료임이 표시될 수 있다. 무작위로 삽입되는 망실 패턴은 소정 영역에 삽입된 망실 패턴과 혼동을 일으키게 하기 위함이다.
이차원 바코드 생성부(160)는 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크를 삽입할 수 있다. 이차원 바코드가 스캐닝 된 결과, 일정 비율 또는 일정 개수의 망실 패턴 워터마크가 확인되면 원본으로 인증될 수 있다.
워터마크 패턴 저장부(170)는 이차원 바코드에 삽입되는 상기 워터마크 패턴을 저장한다. 워터마크는 다양한 망실 패턴으로 구성될 수 있다. 다양한 망실 패턴이 반영된 워터마크 패턴은 워터마크 패턴 저장부(170)에 저장될 수 있다. 이차원 바코드 생성부(160)는 워터마크 패턴 저장부(170)에 저장되어 있는 워터마크 패턴을 데이터 매트릭스에 삽입하여 이차원 바코드를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 매트릭스를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 데이터 매트릭스의 구조는 패턴 코드 위치부(210), 패턴 에러부(220) 및 데이터 영역(230)을 포함할 수 있다. 패턴 코드 위치부(210)는 기본적으로 이차원 바코드의 방향을 잡는 기준이 되도록 식별표시를 포함할 수 있다. 식별표시는 특정 문양, 무늬, 색상을 포함할 수 있다. 패턴 코드 위치부(210)는 입력된 데이터가 변환된 코드워드 및 오류 검증 코드를 배치하는 패턴과 관련된 패턴 코드를 포함한다. 저장패턴 결정부(130)에서 결정된 패턴에 대응하는 패턴 코드는 패턴 코드 위치부(210)에 삽입될 수 있다. 또한, 패턴 코드 위치부(210)는 코드워드 및 오류 검증 코드의 배치 패턴에 대한 정보를 포함할 수 있다. 패턴 에러부(210)는 오류 검증 코드에 대한 정보를 저장하고 있다. 패턴 에러부(210)는 코드워드의 오류를 검출하고 복원하기 위해 사용된 오류 검증 코드에 대한 정보를 저장할 수 있다. 데이터 영역(230)에는 코드워드 및 패턴 에러부(210)가 위치할 수 있다. 또한, 패턴 코드는 데이터 영역(230)에 위치할 수 있다. 패턴 코드에 따라 코드워드 및 오류 검증 코드가 데이터 영역에서 다양하게 배치된 결과들(240,250,260,270)이 나타나 있다. 패턴 코드 위치부(210)에서 마름모 꼴의 도형의 유무에 따라 패턴 코드가 구별되고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 패턴코드 표에 저장될 수 있는 패턴의 일 예(310)를 나타낸다. 패턴은 데이터 매트릭스에서 해당하는 위치에 코드워드 및 오류 검증 코드를 배치하기 위해 2차원으로 표시될 수 있다. 행(330)과 열(320)의 번호에 따라 해당 코드워드 및 해당 오류 검증 코드는 데이터 매트릭스에 배치될 수 있다. 예를 들면, 데이터 매트릭스에서 3번 행의 5번 열에 해당하는 위치에는 코드워드 51이 배치될 수 있다. 패턴은 랜덤하게 설정될 수 있으므로 코드워드를 암호화하는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 보안과 관련하여 패턴 정보가 유출된 경우에는 패턴을 변경함으로써 보안사고에 신속하게 대응할 수 있다.
도 4는 최소 식별 차이를 설명하기 위한 도면이다.
복사기나 스캐너는 원본 데이터의 패턴과 동일한 패턴의 조정이 어렵다. 복사기나 스캐너는 라인 CCD(line CCD) 센서를 이용하여 2차원 스캐닝을 하므로 대상체를 배열과 일치시키기 힘들다. 원본 데이터의 패턴은 라인 CCD 센서를 통과하는 과정에서 흐릿해지고, 불연속 패턴으로 스캔 된다. 결과적으로 원본 데이터의 패턴보다 선명도가 낮아진다.
인간의 시각 시스템은 두 물체 사이에 어느 이상의 차이가 있어야 인식할 수 있다. 이때, 어느 이상의 차이를 최소 식별 차이(just noticeable difference, JND)라고 한다. 최소 식별 차이는 발광(luminance)값에 대한 변화량을 가지고 측정해 백분율로 표시한다. 식으로 표현하면 다음과 같다. 최소 식별 차이 = ΔI/I * 100, 여기서, I는 영상의 강도인 발광성분의 세기이고, ΔI는 강도의 변화를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 사각형 안의 내부 원을 두 부분으로 나누고, 최소 식별 차이를 1프로(%)부터 4프로(%)까지 변화시킨 경우이다. 위의 사각형 배열(410)은 사각형의 내부의 화소 값이 원의 화소 값과 전혀 다른 값을 갖는 경우이고, 아래의 사각형 배열(420)은 사각형 내부의 화소 값이 반으로 나누워진 원 중에서 오른쪽 반원의 화소 값과 동일한 경우이다. 위의 사각형 배열(410)을 살펴보면, 최소 식별 차이가 4프로 되는 사각형에서 내부 원의 구별이 가능하다. 아래의 사각형 배열(420)을 살펴보면, 최소 식별 차이가 2프로 되는 사각형에서부터 내부 원의 구별이 가능하다. 이러한 시각적 특징을 반영하여 망실 패턴의 워터마크를 생성할 수 있다. 예를 들면, 배경과 동일한 내부 무늬에서 최소 식별 차이가 2프로가 되도록 화소 값을 설정하여 워터마크를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 워터 마크의 망실 패턴을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 바코드 심볼에서 무늬의 간격(510,520)과 색상(530)을 조절하여 다양한 망실 패턴을 만들 수 있다. 다양한 망실 패턴을 데이터 매트릭스의 데이터 영역 중에서 특정 영역에 배치함으로써 워터마크를 삽입할 수 있다. 바코드 심볼에서 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 구성 가능한 다양한 망실 패턴의 예들(540,550,560,570)이 도시되어 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 망실 패턴을 이용한 이차원 바코드를 나타낸 도면이다.
다양한 망실 패턴을 특정 위치에 배치하고 나머지 위치에는 망실 패턴을 무작위로 배치함으로써 워터마크를 삽입할 수 있다. 도 6을 참조하면, 특정 영역(610,620)은 망실 패턴이 의도적으로 삽입되는 위치이고, 나머지 영역(630)은 다양한 망실 패턴이 무작위로 삽입되는 위치이다. 특정 영역(610,620)에 삽입된 망실 패턴은 원본에서 그대로 드러나고, 스캔 또는 복사된 사본에서는 망실 패턴에 변형이 생겨서 위조된 자료임을 나타낼 수 있다. 특정 영역(610,620)에 삽입된 망실 패턴을 워터마크로써 삽입할 수 있다.
또한, 데이터 매트릭스 전체 영역에 일정 비율 또는 일정 개수의 망실 패턴을 배치하여 워터마크를 삽입할 수 있다. 패턴 인식 알고리즘을 통하여 워터마크 패턴을 인식할 수 있다. 일정 비율 또는 일정 개수의 망실 패턴이 인식되는 경우, 인증된 자료임을 나타낼 수 있다. 따라서, 예상된 비율 또는 예상된 개수의 망실 패턴이 인식되지 않는 경우에는 위조된 자료임을 나타낼 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 판독부(710), 1차 식별부(720), 데이터 복호화부(730), 로딩부(740), 2차 식별부(750)를 포함한다.
판독부(710)는 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 판독한다. 판독부(710)는 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 스캐닝할 수 있다.
1차 식별부(720)는 판독이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 식별한다. 1차 식별부(720)는 패턴 인식 알고리즘을 통한 워터마크 패턴의 인식여부로 위조된 바코드인지, 즉 위조된 자료 인지를 1차 식별할 수 있다. 이때, 1차 식별부(720)는 최소 식별 차이를 이용하여 생성된 망실 패턴의 워터 마크가 인식되는지 여부에 따라 위조 여부를 식별할 수 있다. 이때 망실 패턴으로 구성된 워터마크는 특정 영역에만 위치할 수도 있고, 일정 비율 또는 일정 개수의 망실 패턴으로 구성된 워터마크일 수도 있다.
데이터 복호화부(730)는 상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화한다. 데이터 복호화부(730)는 패턴 코드 위치부(210)에 있는 패턴 코드에 기초하여 코드워드 및 오류 검증 코드가 배치된 패턴을 알 수 있다. 데이터 복호화부(730)는 코드워드 및 오류 검증 코드가 배치된 패턴에 따라 암호화된 데이터를 복호화 할 수 있다. 패턴 코드는 패턴코드 표에 저장된 패턴을 식별하는 식별 코드를 의미한다.
로딩부(740)는 상기 데이터 매트릭스의 상기 패턴 코드에 대응하는 패턴 정보를 패턴코드 표로부터 불러온다. 로딩부(740)는 데이터 복호화부(730)에서 패턴 코드가 인식되면, 상기 패턴 코드에 대응하는 패턴을 패턴코드 표로부터 불러올 수 있다.
2차 식별부(750)는 상기 복호화 된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 식별한다. 데이터 복호화부(730)에서 복호화 된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 데이터의 형식 및 내용이 일치하는 경우에는 인증된 자료로 판별하고, 일치하지 않는 경우에는 위조된 자료로 판별할 수 있다. 이때, 원본 데이터는 데이터를 코드워드로 변환하기 전에 특정 메모리에 저장될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 워터마크가 삽입된 이차원 바코드의 위조 여부를 판별하는 장치이다. 먼저, 최소 식별 차이를 이용한 워터마크 패턴이 삽입되었는지 여부를 판별하고, 워터마크 패턴이 삽입된 경우에는 특정 패턴에 의해 암호화된 데이터를 복호화하여 원본 데이터와 일치하는 지를 판별하여, 위조된 자료인지를 식별한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 이차원 바코드를 스캐닝한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, (a)(b)(c)는 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드의 원본, 1차 스캔본, 2차 스캔본을 나타낸다. (d)(e)(f)는 기존 바코드의 원본, 1차 스캔본, 2차 스캔본을 나타낸다. 스캔을 진행함에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 및 기존 바코드는 라인 CCD 센서를 통과하면서 선명도가 떨어진다. 그러나, 기존 바코드는 바코드 심볼이 흐려지는 특징 밖에 발생하지 않아 복사 유무를 확인하기 힘들고, 직사각형 형태의 단색이므로 이미지 편집 툴을 이용하여 쉽게 복원 가능하다.
일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드는 스캔을 진행함에 다라 심볼 내의 패턴이 사라지거나 변형이 되어 육안으로 쉽게 확인이 가능하다. 또한, 이러한 현상을 이용하여 스캐너와 같은 기기로 정확하게 위조여부를 검사할 수 있다. 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드가 스캔된 결과를 이미지 툴로 위조하는 경우, 정확한 심볼 위치, 심볼 내 간격, 색상 등을 고려하야 하므로 쉽지 않다. 또한, 저장해야 할 데이터의 양이 증가하면 바코드 내의 심볼 수도 같이 증가하므로 위조하기 어렵다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
910단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 입력받은 데이터를 코드워드로 변환한다.
920단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성한다. 이차원 바코드에서 변환된 코드워드에 오물이 묻거나 인식불가의 경우를 대비하여 오류 검증 코드를 생성한다.
930단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정한다. 패턴코드 표에는 코드워드와 오류 검증 코드가 저장될 수 있는 패턴이 패턴 코드에 의하여 구별되어 있다. 패턴 코드는 패턴코드 표에서 패턴을 구별하는 식별 코드를 의미한다. 패턴 코드는 사용자에 의해 임의로 선택될 수도 있고, 랜덤하게 선택될 수도 있다.
940단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 상기 결정된 패턴에 따라 재배치하여 데이터 매트릭스를 생성한다. 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 오류 검증 코드와 코드워드를 랜덤하게 선택된 패턴에 따라 재배치하여 암호화된 데이터 매트릭스를 생성할 수 있다.
950단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여 이차원 바코드를 생성한다. 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크를 삽입할 수 있다. 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 상기 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크를 삽입할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1010단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 판독한다. 최소 식별 차이란 인간이 두 물체를 구별하여 인식할 수 있는 최소 차이를 의미한다.
1020단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 판독이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 1차로 식별한다. 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 패턴 인식 알고리즘을 통한 워터마크 패턴의 인식여부로 위조된 바코드인지, 즉 위조된 자료 인지를 1차 식별할 수 있다.
1030단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화한다.
1040단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 상기 복호화 된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 2차로 식별한다.
1050단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 복호화 된 데이터와 원본 데이터가 일치하면 인증된 자료임을 판별한다.
1060단계에서, 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치는 스캐닝된 이차원 바코드에서 워터 마크가 인식되지 않거나, 복호화 된 데이터와 원본 데이터가 일치하지 않으면 위조된 자료임을 판별한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 입력받은 데이터를 코드워드로 변환하는 코드워드 변환부;
    상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성하는 오류 검증 코드 생성부;
    패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정하는 저장패턴 결정부;
    상기 저장패턴 결정부에서 결정된 패턴에 따라, 상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 배치하여 데이터 매트릭스를 생성하는 데이터 매트릭스 생성부; 및
    상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여, 위조 및 변조 시 별도의 장비 없이 육안으로 식별되는 이차원 바코드를 생성하는 이차원 바코드 생성부
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장패턴 결정부는
    상기 패턴코드 표에서 랜덤하게 패턴 코드를 선택하는 패턴 코드 선택부를 포함하고,
    상기 패턴 코드에 기초하여 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 결정하는
    워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 매트릭스는
    상기 코드워드가 저장되는 패턴의 저장 순서 및 데이터 영역에 할당된 코드워드에 대한 패턴 코드를 포함하는 패턴 코드 위치부; 및
    상기 오류 검증 코드에 대한 정보를 포함하는 패턴 에러부
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패턴 에러부는
    상기 데이터 매트릭스의 상기 데이터 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 매트릭스는
    데이터 영역에 위조 여부를 제한적으로 확인하도록 하는 제한 정보
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이차원 바코드 생성부는
    상기 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크 패턴을 삽입하는
    워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이차원 바코드 생성부는
    상기 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 상기 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크 패턴을 삽입하는
    워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패턴코드 표를 저장하는 패턴 코드 저장부
    를 더 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이차원 바코드에 삽입되는 상기 워터마크 패턴을 저장하는 워터마크 패턴 저장부
    를 더 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  10. 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 판독하는 판독부;
    상기 판독이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 식별하는 1차 식별부;
    상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화하는 데이터 복호화부; 및
    상기 데이트 복호화부에서 복호화된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 식별하는 2차 식별부
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 데이터 매트릭스의 상기 패턴 코드에 대응하는 패턴 정보를 패턴코드 표로부터 불러오는 로딩부
    를 더 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 장치.
  12. 입력받은 데이터를 코드워드로 변환하는 단계;
    상기 코드워드의 오류 검증을 위하여 오류 검증 코드를 생성하는 단계;
    패턴코드 표에서 상기 코드워드 및 상기 오류 검증 코드가 저장되는 패턴을 랜덤 하게 결정하는 단계;
    상기 오류 검증 코드와 상기 코드워드를 상기 랜덤 하게 결정된 패턴에 따라 재배치하여 데이터 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    상기 데이터 매트릭스에 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크 패턴을 삽입하여 위조 및 변조 시 별도의 장비 없이 육안으로 식별되는 이차원 바코드를 생성하는 단계
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이차원 바코드를 생성하는 단계는
    상기 데이터 매트릭스의 소정 영역에 무늬의 간격 및 색상을 조절하여 망실 패턴으로 구성된 상기 워터마크 패턴을 삽입하는
    워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이차원 바코드를 생성하는 단계는
    상기 데이터 매트릭스의 데이터 영역에 상기 망실 패턴이 일정 비율 또는 일정 개수를 갖도록 상기 워터마크 패턴을 삽입하는
    워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법.
  15. 최소 식별 차이(Just Noticeable Difference, JND)를 이용한 워터마크가 합성된 이차원 바코드를 스캐닝(판독)하는 단계;
    상기 스캐닝(판독)이후, 상기 워터마크의 인식 여부로 위조된 바코드인지를 1차 식별하는 단계;
    상기 워터마크가 인식되면, 데이터 매트릭스의 패턴 코드에 기초하여 데이터 영역의 데이터를 저장 패턴에 따라 복호화하는 단계; 및
    상기 복호화 된 데이터와 원본 데이터를 비교하여 위조된 바코드인지를 2차 식별하는 단계;
    를 포함하는 워터마크 기반 이차원 바코드 위조 방지 방법.
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