浅谈二维码技术在防伪领域的应用

张永鹤

摘要：随着"互联网+"时代的到来，人们对二维码不再陌生，二维码技术也活跃在各个行业中。二维码具有信息存储量大、可存储信息种类多样、译码可靠性高、纠错能力强、制作流程简单等特点，其在新型防伪领域中，已发挥着至关重要的作用。本文将从二维码互动防伪系统设计、二维码防伪印刷方法、隐形二维码防伪技术、二维码结合物理防伪技术、二维码结合RFID防伪技术、二维码结合数字水印防伪技术、SealVector新型二维码七个方面，综述二维码技术在防伪领域的应用情况。

关键词：二维码；防伪技术；二重防伪

中图分类号：G718 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）09-0010-02

随着现代信息技术的发展，二维码技术已广泛应用在包装印刷、图书情报、证件管理、医疗卫生、海关安检、商品流通、生产自动化等领域。二维码技术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[1]，它不仅具有信息存储量大、可存储信息种类多样、译码可靠性高、纠错能力强、制作流程简单等特点，还具有保密性强、与其他防伪技术结合紧密等特点[2-5]。目前，二维码技术备受防伪行业青睐，已广泛应用于各防伪领域中。

1.二维码互动防伪系统

二维码互动防伪系统是指利用二维码查询的方法来判断产品真伪。它的工作原理是：将防伪信息存储于二维码中，然后将二维码以可变数据形式印制在产品上或以标签的形式贴附在产品上，消费者用手机将二维条码拍摄下来，将所得信息以图片形式上传至指定服务器，服务器解译接收到的图片信息，并将解码后的信息发送给消费者。消费者依据接收到的信息来判断产品真假。此种互动防伪系统不仅需要一个网络服务器作为防伪中心设备，还需利用互联网络连接线路（主要由DDN专线、中断线、Cisco25511、HDB组成）与企业计算机终端实现数据传递；此外，该防伪系统还包含一个高速扫描仪来识读用户信息和一台二维条码打印机。

2.二维码防伪印刷方法

传统的二维码印刷，一般以黑色或单色为主，不仅表现形式呆板而且防伪效果也有待提高。二维码防伪印刷方法，是指将二维码版面分次印刷，选定编码中的特定码，将特定编码印制成变形、变色或进行其他改变后的特殊形态。不仅可以提高二维码的美观性，又可提高其防伪性。目前可以采用柔印工艺模拟二维码光变效果。它的实施过程为：利用二维码图案制作两块柔印版材，一块为印刷版材，用柔性的方式印刷同色系电化铝或（印刷光油），另一块版材采用点状过渡（或其他模拟光的折射图案）的效果，然后印上所需要的色彩，形成明暗对比效果的光变二维码。

3.隐形二维码防伪技术

3.1二维码与无色隐形材料结合。此种隐形二维码技术是指将二维码与无色隐形材料（如荧光色带、荧光碳粉、荧光油墨以及红外油墨等）相结合，使得信息载体为隐形的技术。二维码常态下肉眼不可见，只有运用专门的识读器才能识别此种二维码里面加密的信息。隐形二维码不仅具有二维码技术原有特点，还具有肉眼不可直接观察、识读系统专用以及保密性更好等特点。

目前，这种基于光学原理的隐形二维码已可制得，其中一种制作方法为：①先用CAD软件绘制出二维码或其他方式生成二维码，②将含有镧系纳米颗粒与荧光油墨或荧光碳粉混合；③用特殊打印机将混合后的油墨喷在纸上，制成肉眼不可见的隐形二维码。只有借助近红外激光照射，然后扫描，才能识别隐藏在纸张上的二维码。含有镧系纳米的颗粒稳定性特别强，将隐形二维码打印在纸上，对该区域进行常规磨损试验，发现仍然能够成功扫描磨损后的隐形二维码[7]。此种方法制得的隐形二维码从设计到生产需要90分钟，若要仿冒十分困难。

3.2二维码与超声相控技术结合。此种隐形二维码技术是将超声检测技术与二维码技术相结合的技术。其工作原理是：利用超声波在不同介质中的传播速度不同以及介质本身密度不同，可以获得介质声抗阻值不同，选用两种声抗阻值相差较大的物质来表示二维码中的"0"和"1"，只有利用超声波检测技术才能检测出信息值，最终实现隐形防伪的功能。超声在声阻不同的阵元上会发生不同程度的反射和折射，从而使得超声回波的幅度、相位等数值不同。设置对应阀值，对介质中每个阵元的回波数据进行比对，还原原二维码信息（相当于扫描二维码），再利用解码器解码，即可得到隐藏在介质中的信息[8]。

目前常用的利用超声相控技术制得的二维码，就是利用空气的声阻抗与大部分固体介质的声阻抗相差较大的原理，用固体介质代表"0"，用空气代表"1"来制作隐形二维码。可以通过在固体中打孔或雕刻的工艺来制作隐形二维码。

4.二维码结合物理防伪技术

物理防伪技术主要是指激光全息、微缩文字、团花底纹、荧光油墨、温/光变油墨、随机彩色纤维纸、掲开留字、易碎纸、安全线等防伪技术。这些防伪技术多借助印刷实现，但又不局限于印刷。可以将二维码技术与这些物理防伪技术结合起来，形成一个更加完备的防伪解决方案，实现整个互联网的查询、物流管理以及促销管理的整体解决方案。目前，已有公司可根据包装色彩、图案、品牌等信息设计出与品牌包装相融合，集装饰与数据信息于一体的动态二维码标签[9-10]。不仅如此，还可采用全息数码标签+膜内自动贴标签技术，将二维码与物理防伪技术完美结合。其工作流程是：利用高速自动贴标机将附有动态二维码的标签定位贴附在包装袋印刷内膜内，然后与热封膜复合，将标签安全地放置于包装膜与复合膜中间。标签材料与印刷膜相同，复合后无气泡、无变形，从而达到"一物一码"的目的。

5.二维码结合RFID防伪技术

射频识别（RFID）技术又可称为无线射频识别通信技术，它是采用微波的方式进行非接触双向通信，自动识别目标并读写相关数据的技术。RFID技术具有非接触识别、恶劣环境识读性强、读写速度快等诸多优点[11-14]。结合二维码技术及RFID技术的优点，可形成组合式防伪技术。其工作原理为：将RFID唯一编码，录入至二维码系统中，消费者通过扫码，即可将编码信息传送至系统，系统再将获得的信息与RFID系统中已录入信息进行比对，将防伪验证信息以软件界面的形式传送给消费者。将二维码技术与RFID技术相结合的防伪系统，不仅提高验证防伪效率，还可保证防伪质量。其工作流程如下：①使用专业的RFID标签打印机将商品的二维码信息打印在标签上，该标签已录入产品相关溯源信息；②每一张RFID标签都有唯一的ID号，利用后台数据库将RFID标签信息与相应商品信息对应，结合二维码技术实现二次防伪验证，确保每件产品都有唯一的数据与之对应，达到防伪的目的：③用户可采用NFC（NearFieldCommunication）智能手机配套软件读取标签信息，该软件将读取的信息传输给后台防伪验证模块，经防伪验证模块验证后，再通过网络将验证结果反馈到手机软件上，在界面上给用户显示[15-16]。

6.二维码结合数字水印防伪技术

6.1数字水印防伪技术。数字水印技术是近年来使用较多的版权保护和数据安全维护技术。变换域数字水印技术常用离散余弦（DCT）变换技术，将数字水印按一定规则修改后嵌入到变换域中的某个频段上，再采用逆DCT变换，提取嵌入的数字水印图像。数字水印防伪技术的水印制作方案采用公开密钥或私有密钥体系加强数字水印的安全性，在提取数字水印时，可采用采用一种密钥，或者几种密钥的联合使用的方法，提高仿制的难度。

6.2二维码结合数字水印防伪技术。二维码结合数字水印防伪技术，不仅可以保留数字水印原有防伪功能，还可以实现添加数字水印图像区域具有唯一编码，从而达到双重防伪目的[17-20]。它工作流程如下：①将待打印或印刷二维码电子文件发送给服务器，服务器在其中添加水印信息后，将处理好的含有水印的电子文件返还给管理服务器，将接收到的二维码代替原二维码，再进行打印，可实现每产品一图一码。②用户使用安装在智能手机上的特定软件，对二维码进行拍照，手机自动将拍照的图片上传到指定的服务器，服务器对图片进行水印检测，检测完毕后，将结果返还到用户手机界面。

7.SealVector新型二维码

二维码可以分为堆叠式二维码和矩阵式二维码两大类[21]，上述防伪技术采用二维码编码算法以PDF417码和QRCode为主。SealVector新型二维码是利用特殊算法进行编码而形成的一个安全信息矩阵，并将产品的相关信息及用于防伪验证和假冒威慑的安全功能信息嵌入其中[22]。从外观上看，SealVector比普通二维码分辨率高；从信息容量来看，SealVector约是普通二维码的200倍；从防伪防复制功能来看，SealVector完全不可复制。SealVector生成时包括干扰步骤，需要一个密钥才能进行解码；SealVector从数据源到印刷过程中不断发生不可逆的"数据衰减"，也就是说，造假者复制的是已经衰减的矩阵，若再复制该矩阵将遭受进一步地破坏。当使用密钥进行解码时，密钥可读取矩阵中的内部信息并生成一个分数；若该分数低于解码阈值，则无法解码。SealVector新型二维码具有适用范围广、防伪效果佳、经济便宜、便于加入生产线以及可实现全程追溯等特点。

目前，二维码技术已广泛运用于各行各业中，尤其是物流行业、生产制造业、安防行业以及交通运输行业。随着"互联网+"时代的到来，二维码技术的防伪功能将会在更多行业发挥重要作用。未来，二维码防伪技术不仅可以改进自身算法，提高防伪能力；也可以与现有防伪技术有机结合，形成更具优势的二重防伪技术。

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