基于RFID和云计算的商品包装动态密钥防伪系统设计分析

刘强　聂志刚　王钧

【摘 要】商品包装动态密钥防伪系统克服了普通静态防伪方式的种种缺陷，有着无可比拟的优势。本文首先从包装防伪的承载对象、信息表现形式和鉴别方式这三个要素对目前流行的主要包装防伪技术进行了比较分析，然后对基于RFID和云计算的商品包装动态密钥防伪系统从系统架构和系统组成两方面进行了设计分析，最后总结得出动态密钥防伪的高安全性。

【关键词】RFID 云计算 动态密钥 防伪系统

引言

近年来广大消费者及许多企业饱受假冒坑害之苦，有关调查资料表明，90%以上的消费者和几乎所有名牌产品的生产企业均曾受到过假冒的侵扰。

如何“防伪防假”、“识伪识假”是企业和消费者都很关心的课题。企业花了很大力气，采用各种技术手段防伪，可是造假者想方设法突破防伪。一般的防伪手段一直难以区分复制品，且验伪方法复杂，不易于掌握和推广，已经不能适应现代市场环境的需求[1]。

因此，需要一种创新的有效的防伪技术手段让造假者无法造假。本文主要探讨了在商品包装中如何利用RFID、云计算和动态密钥技术对商品进行有效防伪。

1 主要包装防伪技术

下面将从防伪的承载对象、防伪信息的表现形式和防伪的鉴别方式三个方面对主要包装防伪技术做一介绍。

1.1 防伪载体

目前，市面上通常使用的防伪载体有防伪标、防伪卡、防伪包装、RFID标等。

防伪标又名防伪商标，是能粘贴、印刷、转移在标的物表面、包装或附属物上具有防伪作用的标识。比如普通商品上的铭牌或者挂牌等。

防伪卡就是企业设计出的防止伪造的卡片，防伪卡一般使用众多的防伪技术以防伪造，常见的信用卡就是一种防伪卡。

防伪包装目前有二种方式，一种是直接把标贴在包装上，一种是与包装融合为一体，也就是防伪包装一体化，常见的防伪包装有在包装盒上加贴防伪标签，在包装盒封口上加贴防伪防揭封条，在包装盒外使用激光全息薄膜封装等。

RFID標一般都附着在标的物体上，以标识目标对象，它能存储关于此物体的详细信息，现已被广泛地应用于供应链管理、物流跟踪等各个行业[2]。

1.2 表现形式

防伪信息的表现形式主要有镭射图、二维码、反光水印、RFID芯片标签等。

镭射图，又叫激光全息图，目前激光全息图主要包括彩色全息图、合成全息图、密码全息图。全息图像由于综合了激光、精密机械和物理化学等学科的最新成果，技术含量高，而且，对多数小批量伪造者而言，全套制造技术的掌握和制造设备的购置难以做到，因此此种技术的防伪效果是显著的。

二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）分布的图形上记录数据符号信息，能够以隐含方式存放被防伪对象的信息进行防伪[3]。

反光水印是指在反光材料上制作的水印，在某个特定的观察角度时可以显现预设的图案和文字，具有简单识别的优势能力，使用时只需转动角度，通过裸眼直视，即可准确地鉴别，是很有效的防伪手段之一。

RFID芯片标签内嵌有芯片，芯片内存储有全球唯一的不可改写的ID号码，还可以存储商品属性数据，我们利用这些存储资源，一方面可以实现防伪认证，另一方面还能实现数据的存储和传递[4]。

1.3 鉴别方式

鉴别方式主要包括消费者的直接观察、触摸、号码查询、阅读器读取等。

显然，镭射图、反光水印等技术的鉴别方式是观察和触摸，二维码可以使用号码查询，而RFID芯片标签则需要专门的阅读器读写。

2 基于RFID和云计算技术的商品包装动态密钥防伪系统设计分析

镭射图形、二维码、反光水印、动感密文和变色荧光等防伪方式的识别信息都是静态的，只要商品一出厂，造假者就可以仿造这些防伪载体，无论标识多复杂，很快就能“山寨”出来，摆脱不了被仿冒的命运。例如刮开序号查询的方式，冒仿者通过在销售点刮开一些产品序号， 抄录后再按这些序号及其规律大量仿制，结果上网查询的结果都是正品。因此，必须设计一种动态的基于密钥体制的防伪系统，下面要介绍的基于RFID和云计算的商品包装防伪系统就是这样一种动态密钥防伪系统。

2.1 动态密钥防伪系统架构

基于RFID和云计算的商品包装动态密钥防伪系统原理机制如图所示[5]。

首先，初始化RFID芯片向防伪芯片写入初始密钥，再由鉴定防伪终端读取芯片，然后，将芯片的序列号、鉴定次数、日期时间等相关商品属性信息写入芯片和后台数据库，芯片和数据库内容保持一致。每一次鉴定的时候，通过终端读取的芯片信息和从网络数据库获取的信息如果一致，则鉴定通过，同时，把芯片的序列号、鉴定次数、日期时间等相关商品属性信息由控制中心生成新的密钥，写入芯片，写入后台数据库；如果不一致，则说明此防伪芯片非法。因为每一次鉴定操作时，芯片和后台中的密钥等信息都成了全新的信息，所以说，即使有人复制了相同的防伪芯片出来，所有的复制品也都将无法通过系统的验证，成为一堆废品。

2.2 动态密钥防伪系统组成

动态密钥的实现，需要以一个物联网验证体系作为基础。该验证体系主要由控制（含数据）中心、通讯网络、终端设备（含芯片）3部分组成。

（1）控制中心（含数据）是本防伪系统的核心，主要通过云计算、云存储技术实现。它的任务就是完成所有防伪的各项控制机制与流程、数据交换、数据存储、安全机制、实时信息发布与监控等，属于信息处理环节。

（2）通讯网络。进行商品鉴定，必须能够实现多终端接入，包括互联网、移动互联网和电话的接入，以保证每一个只要能上网和打电话的地方都能链接到验证鉴定中心。

（3）终端设备（含芯片）。多种终端设备指的是立柜机、壁挂机、NFC手机、便携式RFID终端等，以广泛适应于各种区域和场所，为广大用户提供便利。RFID 芯片是动态密钥的基本载体，用来存储商品相关信息。

结语

基于RFID和云计算技术的商品包装动态密钥防伪系统和传统的静态防伪技术相比，防伪鉴定由芯片数据和数据库数据共同决定，因此使得即使芯片被伪造，也无法正确匹配查询数据库里数据，所以可以达到高强度的防伪。

参考文献

[1]何飞，李开盛.浅析动态密钥对茅台酒防伪的作用[J].酿酒科技，2013，02：122-124.

[2]刘冬生，邹雪城，刘政林，金海. RFID标签芯片的最新研究进展[J].微电子学，2007，06：779-784.

[3]肖朝晖，纪钢.条码技术及其在包装防伪中的应用[J].包装工程，2005，03：68-70.

[4]唐毅.基于RFID技术的贵重商品防伪系统的研究[J].计算机应用与软件，2014，09：86-89.

[5]何飞，李开盛.浅析动态密钥对茅台酒防伪的作用[J].酿酒科技，2013，02：122-124.