淺談二維碼技術在防偽領域的應用

張永鶴

摘要：隨著"互聯網+"時代的到來，人們對二維碼不再陌生，二維碼技術也活躍在各個行業中。二維碼具有信息存儲量大、可存儲信息種類多樣、譯碼可靠性高、糾錯能力強、制作流程簡單等特點，其在新型防偽領域中，已發揮著至關重要的作用。本文將從二維碼互動防偽系統設計、二維碼防偽印刷方法、隱形二維碼防偽技術、二維碼結合物理防偽技術、二維碼結合RFID防偽技術、二維碼結合數字水印防偽技術、SealVector新型二維碼七個方面，綜述二維碼技術在防偽領域的應用情況。

關鍵詞：二維碼；防偽技術；二重防偽

中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）09-0010-02

隨著現代信息技術的發展，二維碼技術已廣泛應用在包裝印刷、圖書情報、證件管理、醫療衛生、海關安檢、商品流通、生產自動化等領域。二維碼技術是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向）分布的圖形上記錄數據符號信息[1]，它不僅具有信息存儲量大、可存儲信息種類多樣、譯碼可靠性高、糾錯能力強、制作流程簡單等特點，還具有保密性強、與其他防偽技術結合緊密等特點[2-5]。目前，二維碼技術備受防偽行業青睞，已廣泛應用于各防偽領域中。

1.二維碼互動防偽系統

二維碼互動防偽系統是指利用二維碼查詢的方法來判斷產品真偽。它的工作原理是：將防偽信息存儲于二維碼中，然后將二維碼以可變數據形式印制在產品上或以標簽的形式貼附在產品上，消費者用手機將二維條碼拍攝下來，將所得信息以圖片形式上傳至指定服務器，服務器解譯接收到的圖片信息，并將解碼后的信息發送給消費者。消費者依據接收到的信息來判斷產品真假。此種互動防偽系統不僅需要一個網絡服務器作為防偽中心設備，還需利用互聯網絡連接線路（主要由DDN專線、中斷線、Cisco25511、HDB組成）與企業計算機終端實現數據傳遞；此外，該防偽系統還包含一個高速掃描儀來識讀用戶信息和一臺二維條碼打印機。

2.二維碼防偽印刷方法

傳統的二維碼印刷，一般以黑色或單色為主，不僅表現形式呆板而且防偽效果也有待提高。二維碼防偽印刷方法，是指將二維碼版面分次印刷，選定編碼中的特定碼，將特定編碼印制成變形、變色或進行其他改變后的特殊形態。不僅可以提高二維碼的美觀性，又可提高其防偽性。目前可以采用柔印工藝模擬二維碼光變效果。它的實施過程為：利用二維碼圖案制作兩塊柔印版材，一塊為印刷版材，用柔性的方式印刷同色系電化鋁或（印刷光油），另一塊版材采用點狀過渡（或其他模擬光的折射圖案）的效果，然后印上所需要的色彩，形成明暗對比效果的光變二維碼。

3.隱形二維碼防偽技術

3.1二維碼與無色隱形材料結合。此種隱形二維碼技術是指將二維碼與無色隱形材料（如熒光色帶、熒光碳粉、熒光油墨以及紅外油墨等）相結合，使得信息載體為隱形的技術。二維碼常態下肉眼不可見，只有運用專門的識讀器才能識別此種二維碼里面加密的信息。隱形二維碼不僅具有二維碼技術原有特點，還具有肉眼不可直接觀察、識讀系統專用以及保密性更好等特點。

目前，這種基于光學原理的隱形二維碼已可制得，其中一種制作方法為：①先用CAD軟件繪制出二維碼或其他方式生成二維碼，②將含有鑭系納米顆粒與熒光油墨或熒光碳粉混合；③用特殊打印機將混合后的油墨噴在紙上，制成肉眼不可見的隱形二維碼。只有借助近紅外激光照射，然后掃描，才能識別隱藏在紙張上的二維碼。含有鑭系納米的顆粒穩定性特別強，將隱形二維碼打印在紙上，對該區域進行常規磨損試驗，發現仍然能夠成功掃描磨損后的隱形二維碼[7]。此種方法制得的隱形二維碼從設計到生產需要90分鐘，若要仿冒十分困難。

3.2二維碼與超聲相控技術結合。此種隱形二維碼技術是將超聲檢測技術與二維碼技術相結合的技術。其工作原理是：利用超聲波在不同介質中的傳播速度不同以及介質本身密度不同，可以獲得介質聲抗阻值不同，選用兩種聲抗阻值相差較大的物質來表示二維碼中的"0"和"1"，只有利用超聲波檢測技術才能檢測出信息值，最終實現隱形防偽的功能。超聲在聲阻不同的陣元上會發生不同程度的反射和折射，從而使得超聲回波的幅度、相位等數值不同。設置對應閥值，對介質中每個陣元的回波數據進行比對，還原原二維碼信息（相當于掃描二維碼），再利用解碼器解碼，即可得到隱藏在介質中的信息[8]。

目前常用的利用超聲相控技術制得的二維碼，就是利用空氣的聲阻抗與大部分固體介質的聲阻抗相差較大的原理，用固體介質代表"0"，用空氣代表"1"來制作隱形二維碼。可以通過在固體中打孔或雕刻的工藝來制作隱形二維碼。

4.二維碼結合物理防偽技術

物理防偽技術主要是指激光全息、微縮文字、團花底紋、熒光油墨、溫/光變油墨、隨機彩色纖維紙、掲開留字、易碎紙、安全線等防偽技術。這些防偽技術多借助印刷實現，但又不局限于印刷。可以將二維碼技術與這些物理防偽技術結合起來，形成一個更加完備的防偽解決方案，實現整個互聯網的查詢、物流管理以及促銷管理的整體解決方案。目前，已有公司可根據包裝色彩、圖案、品牌等信息設計出與品牌包裝相融合，集裝飾與數據信息于一體的動態二維碼標簽[9-10]。不僅如此，還可采用全息數碼標簽+膜內自動貼標簽技術，將二維碼與物理防偽技術完美結合。其工作流程是：利用高速自動貼標機將附有動態二維碼的標簽定位貼附在包裝袋印刷內膜內，然后與熱封膜復合，將標簽安全地放置于包裝膜與復合膜中間。標簽材料與印刷膜相同，復合后無氣泡、無變形，從而達到"一物一碼"的目的。

5.二維碼結合RFID防偽技術

射頻識別（RFID）技術又可稱為無線射頻識別通信技術，它是采用微波的方式進行非接觸雙向通信，自動識別目標并讀寫相關數據的技術。RFID技術具有非接觸識別、惡劣環境識讀性強、讀寫速度快等諸多優點[11-14]。結合二維碼技術及RFID技術的優點，可形成組合式防偽技術。其工作原理為：將RFID唯一編碼，錄入至二維碼系統中，消費者通過掃碼，即可將編碼信息傳送至系統，系統再將獲得的信息與RFID系統中已錄入信息進行比對，將防偽驗證信息以軟件界面的形式傳送給消費者。將二維碼技術與RFID技術相結合的防偽系統，不僅提高驗證防偽效率，還可保證防偽質量。其工作流程如下：①使用專業的RFID標簽打印機將商品的二維碼信息打印在標簽上，該標簽已錄入產品相關溯源信息；②每一張RFID標簽都有唯一的ID號，利用后臺數據庫將RFID標簽信息與相應商品信息對應，結合二維碼技術實現二次防偽驗證，確保每件產品都有唯一的數據與之對應，達到防偽的目的：③用戶可采用NFC（NearFieldCommunication）智能手機配套軟件讀取標簽信息，該軟件將讀取的信息傳輸給后臺防偽驗證模塊，經防偽驗證模塊驗證后，再通過網絡將驗證結果反饋到手機軟件上，在界面上給用戶顯示[15-16]。

6.二維碼結合數字水印防偽技術

6.1數字水印防偽技術。數字水印技術是近年來使用較多的版權保護和數據安全維護技術。變換域數字水印技術常用離散余弦（DCT）變換技術，將數字水印按一定規則修改后嵌入到變換域中的某個頻段上，再采用逆DCT變換，提取嵌入的數字水印圖像。數字水印防偽技術的水印制作方案采用公開密鑰或私有密鑰體系加強數字水印的安全性，在提取數字水印時，可采用采用一種密鑰，或者幾種密鑰的聯合使用的方法，提高仿制的難度。

6.2二維碼結合數字水印防偽技術。二維碼結合數字水印防偽技術，不僅可以保留數字水印原有防偽功能，還可以實現添加數字水印圖像區域具有唯一編碼，從而達到雙重防偽目的[17-20]。它工作流程如下：①將待打印或印刷二維碼電子文件發送給服務器，服務器在其中添加水印信息后，將處理好的含有水印的電子文件返還給管理服務器，將接收到的二維碼代替原二維碼，再進行打印，可實現每產品一圖一碼。②用戶使用安裝在智能手機上的特定軟件，對二維碼進行拍照，手機自動將拍照的圖片上傳到指定的服務器，服務器對圖片進行水印檢測，檢測完畢后，將結果返還到用戶手機界面。

7.SealVector新型二維碼

二維碼可以分為堆疊式二維碼和矩陣式二維碼兩大類[21]，上述防偽技術采用二維碼編碼算法以PDF417碼和QRCode為主。SealVector新型二維碼是利用特殊算法進行編碼而形成的一個安全信息矩陣，并將產品的相關信息及用于防偽驗證和假冒威懾的安全功能信息嵌入其中[22]。從外觀上看，SealVector比普通二維碼分辨率高；從信息容量來看，SealVector約是普通二維碼的200倍；從防偽防復制功能來看，SealVector完全不可復制。SealVector生成時包括干擾步驟，需要一個密鑰才能進行解碼；SealVector從數據源到印刷過程中不斷發生不可逆的"數據衰減"，也就是說，造假者復制的是已經衰減的矩陣，若再復制該矩陣將遭受進一步地破壞。當使用密鑰進行解碼時，密鑰可讀取矩陣中的內部信息并生成一個分數；若該分數低于解碼閾值，則無法解碼。SealVector新型二維碼具有適用范圍廣、防偽效果佳、經濟便宜、便于加入生產線以及可實現全程追溯等特點。

目前，二維碼技術已廣泛運用于各行各業中，尤其是物流行業、生產制造業、安防行業以及交通運輸行業。隨著"互聯網+"時代的到來，二維碼技術的防偽功能將會在更多行業發揮重要作用。未來，二維碼防偽技術不僅可以改進自身算法，提高防偽能力；也可以與現有防偽技術有機結合，形成更具優勢的二重防偽技術。

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