解析二維碼防偽標簽識別原理及優(yōu)點__晶源防偽

隨著我國機動車量的增加，全國有30多個省市自治區(qū)，可以發(fā)牌發(fā)證的地級市282個，而各地都有自己的特點和規(guī)律，省市代碼的字體、牌照顏色，防偽都不相同。而近年車輛套牌、假牌等現(xiàn)象卻越來越嚴重，所以交警在嚴厲打擊這種現(xiàn)象的時候，車牌上的防偽標識成為最重要部分。

二維條碼防偽技術(shù)原理

    隨著我國機動車量的增加，全國有30多個省市自治區(qū)，可以發(fā)牌發(fā)證的地級市282個，而各地都有自己的特點和規(guī)律，省市代碼的字體、牌照顏色，防偽都不相同。而近年車輛套牌、假牌等現(xiàn)象卻越來越嚴重，所以交警在嚴厲打擊這種現(xiàn)象的時候，車牌上的防偽標識成為最重要部分?，F(xiàn)有車牌防偽一般采用防光膜材料或者RFID技術(shù)，發(fā)證單位按照特定的規(guī)則是使用專業(yè)技術(shù)制作，使人難以模仿造假。但是這樣一來對交警的識別能力也提出了很高要求，且犯罪分子造假手段越來越高。隨著二維碼應(yīng)用的推廣，二維碼防偽標簽也被應(yīng)用到車牌的防偽中。

二維碼防偽技術(shù)原理

    二維碼技術(shù)并不是嚴格意義上的防偽技術(shù)。二維條碼編碼過程是通過既定的公開方式進行，雖然提供自定義掩模機制，但其掩模僅僅簡單地對信息進行異或，不能實現(xiàn)真正防偽的目的。因此，對于有較高防偽要求的應(yīng)用領(lǐng)域，需要和其他防偽技術(shù)相結(jié)合，如密碼技術(shù)、數(shù)字水印、生物識別、防偽印刷技術(shù)等。其中密碼技術(shù)由于具有實現(xiàn)簡單、成本低、防偽特性好等優(yōu)點，是最常用的技術(shù)，其基本流程是：將物品的唯一標識以及其他有價值的描述信息一起作為原始數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進行加密運算，生成一組密文，然后根據(jù)密文生成二維條碼，并將加密二維條碼標記在物品上方。需要驗證物品真?zhèn)螘r，使用密鑰對二維條碼信息進行解密，恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)形式，和物品時間的標識和有價值的描述信息進行比對，即可鑒別物品的真?zhèn)巍?/p>

基于二維條碼號牌防偽的實現(xiàn)

    1、二維碼防偽實現(xiàn)流程

    基于二維條碼的號牌防偽實現(xiàn)流程如圖1所示，流程描述如下：號牌生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)號牌時，將機動號牌的號牌號碼、唯一序列號、生產(chǎn)廠家、批號、生產(chǎn)日期等關(guān)鍵信息組合，形成號牌的唯一標識信息，然后使用公安交通管理機關(guān)核發(fā)的USBKey數(shù)字證書，對標識信息進行加密，生產(chǎn)密文，并根據(jù)密文信息生成二維條碼圖片，使用標記設(shè)備將二維條碼、生產(chǎn)廠家名稱、批號標記在號牌背面，同時將該號牌的識別信息及其他附加信息提交至號牌生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫中，并通過公安部邊界接入平臺，定時將上述標識信息和附加信息批量上傳至全國機動車資源庫。公安交通管理機關(guān)在處罰涉牌違法行為時，如需要對號牌進行鑒定，則使用二維條碼掃描儀，掃描號牌背面的二維條碼，并使用授權(quán)密鑰對二維條碼信息進行解密，獲取該號牌的唯一標識信息，通過比對唯一標識信息與號牌真實信息，確定號牌的真?zhèn)?。此外，公安交通管理機關(guān)還可通過號牌的唯一序列號查詢?nèi)珖鴻C動車資源庫中號牌標識信息和機動車登記信息，進一步確定號牌來源，識別套用其他車輛號牌、通過途徑辦理補牌業(yè)務(wù)獲取號牌等號牌本身是合法的違法行為。

2防偽二維條碼設(shè)計

    2、防偽二維條碼設(shè)計

    （1）存儲信息

    可用于號牌防偽的關(guān)鍵信息主要有：技術(shù)參數(shù)信息、機動車所有人信息和號牌生產(chǎn)相關(guān)的信息。由于全國各地號牌生產(chǎn)模式不一致，甚至在同一個地方，不同號牌種類其生產(chǎn)模式也不一致。比如一般情況下，大型汽車號牌一般是按號段發(fā)放順序，預(yù)先在號牌廠生產(chǎn)，號牌生產(chǎn)時，還沒有確定該號牌具體安裝車輛，因此，也無法獲取機動車技術(shù)參數(shù)或所有人信息。綜合考慮上面因素，號牌唯一標識信息包含發(fā)證機關(guān)、唯一序列號、號牌號碼、生產(chǎn)廠家、批號、生產(chǎn)日期信息。

    （2）碼制選擇

    目前圖1基于二維條碼的號牌防偽實現(xiàn)流程圖，常用二維碼主要有：PDF417碼、QR碼、DataMatrix碼、Maxi碼、Aztec碼等。其中QR碼和DataMatrix碼為矩陣碼，比較適合在金屬表面直接標記。QR碼全稱為QuickResponseCode（快速響應(yīng)矩陣碼），它除具有信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖像多種信息、保密防偽性強的特點之外，相比DataMatrix碼，QR碼還具有超高速識讀、全方位識讀等優(yōu)勢，最重要的是QR碼是一種開放標準，沒有專業(yè)壁壘，QR碼已在我國廣泛應(yīng)用，如火車票、發(fā)牌、網(wǎng)址識別等均使用了QR碼。因此，本系統(tǒng)采用QR碼。

    （3）標記工藝

    機動車號牌是準予機動車在中華人民共和國境內(nèi)道路上行駛的法定標志。《中華人民共和國機動車號牌》（GA36）標準對號牌正面外觀樣式有強制規(guī)定，因此，基于目前標準，可將二維條碼標記在號牌背面。號牌背面是金屬鋁，在金屬表面直接標記二維條碼的工藝主要有：墨水噴印、氣動浮針、激光刻蝕三類。墨水噴印式是通過專業(yè)的條形碼噴碼機將墨點形成的條形碼噴印在產(chǎn)品表面，但墨水很容易擦拭掉，不適合號牌標記二維條碼；氣動浮針式標碼設(shè)備通過氣動式針頭單點沖擊形成的點痕，在產(chǎn)品表面形成條形碼，氣動浮針工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，但需要壓縮氣源，對識讀設(shè)備要求較高，適合工廠使用；激光刻蝕標碼設(shè)備是通過將激光聚能在金屬表面刻蝕形成條碼，激光刻蝕具有速度快，環(huán)境要求低等優(yōu)點。綜合考慮三種方式的優(yōu)缺點，特別是要求同時在號牌背面標記制造廠商名稱和批號，因此，號牌防偽條碼標記宜采用激光刻蝕工藝。

    3、加密算法選擇

    目前常用的加密技術(shù)有對稱加密技術(shù)、非對稱加密技術(shù)。

    對稱加密技術(shù)也稱共享密鑰加密，加密解密使用相同的密鑰，具有簡便高效、密鑰簡短、計算開銷時間少、安全性能好、處理速度快等優(yōu)點，對稱加密技術(shù)是最常用的加密技術(shù)。常用的算法有DES、AES、IDEA等。非對稱加密技術(shù)也稱公鑰加密，加密和解密雙方使用不同的密鑰。非對稱技術(shù)的加密和解密時花費時間長、速度慢，只適用于少量數(shù)據(jù)的加密，相比對稱加密技術(shù)，其安全性更好。常用的算法有RSA、ECC等。

3加密算法選擇

    由于車輛具有流動性，鑒定號牌真?zhèn)蔚墓矙C關(guān)不一定是核發(fā)號牌的機關(guān)，如果使用對稱加密技術(shù)，則存在密鑰分發(fā)的問題，另外，本地的密鑰被異地公安交通管理機關(guān)掌握，不安全，也不利于明確權(quán)限和責任。另外，號牌防偽應(yīng)用中，需要加密的信息僅有發(fā)證機關(guān)、唯一序列號、號牌號碼等號牌標識信息，數(shù)據(jù)量較少，對實時性要求也不高。因此，防偽二維條碼加密采用非對稱加密技術(shù)。

    4、二維條碼在號牌防偽中的優(yōu)越性

    與RFID、防光膜材料防偽技術(shù)相比，二維碼防偽標簽具有如下優(yōu)越性：①防偽性能高，號牌防偽二維條碼使用了條碼技術(shù)、密碼技術(shù)、信息系統(tǒng)技術(shù)、直接標記工藝，形成號牌的完整防偽體系，偽造者無法通過克隆或仿制破解整個防偽體系；②成本低廉是條碼技術(shù)的最大優(yōu)勢，使用激光刻蝕工藝標記二維條碼，除了設(shè)備和人工費用外不需要其他任何費用。目前，全國已有部分號牌生產(chǎn)企業(yè)使用激光刻蝕工藝在號牌背面刻蝕生產(chǎn)單位和批號信息，對于這些企業(yè)，不需要任何成本、不需要改變生產(chǎn)流程就能大大提高號牌防偽性能。③可靠性高，二維條碼標記可以彎折、涂損、穿孔、切割，由于可以采用糾錯編碼，即使出現(xiàn)較大面積污損，也能正常讀出數(shù)據(jù)。

關(guān)于二維碼

    二維條碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息，在代碼編制上巧妙地利用了構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的"0"、"1"比特流的概念，使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描自動識讀以實現(xiàn)信息的自動處理。

    二維碼主要具有如下特點：①高密度編碼信息容量大，可容納多達l850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍；②編碼范圍廣，可以編碼圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息；③具有超強的容錯和糾錯能力，二維碼局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50％仍可恢復(fù)信息；④譯碼可靠性高，它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。目前，二維碼防偽技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、商業(yè)、國防、交通運輸、金融、醫(yī)療衛(wèi)生、郵電及辦公室自動化等領(lǐng)域。