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基于二維條碼號(hào)牌防偽的實(shí)現(xiàn)

　　

1、二維條碼防偽實(shí)現(xiàn)流程

　　

基于二維條碼的號(hào)牌防偽實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示，流程描述如下：號(hào)牌生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)號(hào)牌時(shí)，將機(jī)動(dòng)號(hào)牌的號(hào)牌號(hào)碼、唯一序列號(hào)、生產(chǎn)廠家、批號(hào)、生產(chǎn)日期等關(guān)鍵信息組合，形成號(hào)牌的唯一標(biāo)識(shí)信息，然后使用公安交通管理機(jī)關(guān)核發(fā)的USBKey數(shù)字證書(shū)，對(duì)標(biāo)識(shí)信息進(jìn)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(biāo)記設(shè)備將二維條碼、生產(chǎn)廠家名稱、批號(hào)標(biāo)記在號(hào)牌背面，同時(shí)將該號(hào)牌的識(shí)別信息及其他附加信息提交至號(hào)牌生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，并通過(guò)公安部邊界接入平臺(tái)，定時(shí)將上述標(biāo)識(shí)信息和附加信息批量上傳至全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)資源庫(kù)。公安交通管理機(jī)關(guān)在處罰涉牌違法行為時(shí)，如需要對(duì)號(hào)牌進(jìn)行鑒定，則使用二維條碼掃描儀，掃描號(hào)牌背面的二維條碼，并使用授權(quán)密鑰對(duì)二維條碼信息進(jìn)行解密，獲取該號(hào)牌的唯一標(biāo)識(shí)信息，通過(guò)比對(duì)唯一標(biāo)識(shí)信息與號(hào)牌真實(shí)信息，確定號(hào)牌的真?zhèn)?。此外，公安交通管理機(jī)關(guān)還可通過(guò)號(hào)牌的唯一序列號(hào)查詢?nèi)珖?guó)機(jī)動(dòng)車(chē)資源庫(kù)中號(hào)牌標(biāo)識(shí)信息和機(jī)動(dòng)車(chē)登記信息，進(jìn)一步確定號(hào)牌來(lái)源，識(shí)別套用其他車(chē)輛號(hào)牌、通過(guò)途徑辦理補(bǔ)牌業(yè)務(wù)獲取號(hào)牌等號(hào)牌本身是合法的違法行為。

　　

2、防偽二維條碼設(shè)計(jì)

　　

（1）存儲(chǔ)信息

　　

可用于號(hào)牌防偽的關(guān)鍵信息主要有：技術(shù)參數(shù)信息、機(jī)動(dòng)車(chē)所有人信息和號(hào)牌生產(chǎn)相關(guān)的信息。由于全國(guó)各地號(hào)牌生產(chǎn)模式不一致，甚至在同一個(gè)地方，不同號(hào)牌種類(lèi)其生產(chǎn)模式也不一致。比如一般情況下，大型汽車(chē)號(hào)牌一般是按號(hào)段發(fā)放順序，預(yù)先在號(hào)牌廠生產(chǎn)，號(hào)牌生產(chǎn)時(shí)，還沒(méi)有確定該號(hào)牌具體安裝車(chē)輛，因此，也無(wú)法獲取機(jī)動(dòng)車(chē)技術(shù)參數(shù)或所有人信息。綜合考慮上面因素，號(hào)牌唯一標(biāo)識(shí)信息包含發(fā)證機(jī)關(guān)、唯一序列號(hào)、號(hào)牌號(hào)碼、生產(chǎn)廠家、批號(hào)、生產(chǎn)日期信息。

　　

（2）碼制選擇

　　

目前圖1基于二維條碼的號(hào)牌防偽實(shí)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(biāo)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(qiáng)的特點(diǎn)之外，相比DataMatrix碼，QR碼還具有超高速識(shí)讀、全方位識(shí)讀等優(yōu)勢(shì)，最重要的是QR碼是一種開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)壁壘，QR碼已在我國(guó)廣泛應(yīng)用，如火車(chē)票、發(fā)牌、網(wǎng)址識(shí)別等均使用了QR碼。因此，本系統(tǒng)采用QR碼。

　　

（3）標(biāo)記工藝

　　

機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌是準(zhǔn)予機(jī)動(dòng)車(chē)在中華人民共和國(guó)境內(nèi)道路上行駛的法定標(biāo)志。《中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌》（GA36）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)號(hào)牌正面外觀樣式有強(qiáng)制規(guī)定，因此，基于目前標(biāo)準(zhǔn)，可將二維條碼標(biāo)記在號(hào)牌背面。號(hào)牌背面是金屬鋁，在金屬表面直接標(biāo)記二維條碼的工藝主要有：墨水噴印、氣動(dòng)浮針、激光刻蝕三類(lèi)。墨水噴印式是通過(guò)專(zhuān)業(yè)的條形碼噴碼機(jī)將墨點(diǎn)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(hào)牌標(biāo)記二維條碼；氣動(dòng)浮針式標(biāo)碼設(shè)備通過(guò)氣動(dòng)式針頭單點(diǎn)沖擊形成的點(diǎn)痕，在產(chǎn)品表面形成條形碼，氣動(dòng)浮針工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要壓縮氣源，對(duì)識(shí)讀設(shè)備要求較高，適合工廠使用；激光刻蝕標(biāo)碼設(shè)備是通過(guò)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(diǎn)。綜合考慮三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，特別是要求同時(shí)在號(hào)牌背面標(biāo)記制造廠商名稱和批號(hào)，因此，號(hào)牌防偽條碼標(biāo)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(duì)稱加密技術(shù)、非對(duì)稱加密技術(shù)。

　　

對(duì)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(jiǎn)便高效、密鑰簡(jiǎn)短、計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)時(shí)間少、安全性能好、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)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(duì)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(duì)稱技術(shù)的加密和解密時(shí)花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、速度慢，只適用于少量數(shù)據(jù)的加密，相比對(duì)稱加密技術(shù)，其安全性更好。常用的算法有RSA、ECC等。

由于車(chē)輛具有流動(dòng)性，鑒定號(hào)牌真?zhèn)蔚墓矙C(jī)關(guān)不一定是核發(fā)號(hào)牌的機(jī)關(guān)，如果使用對(duì)稱加密技術(shù)，則存在密鑰分發(fā)的問(wèn)題，另外，本地的密鑰被異地公安交通管理機(jī)關(guān)掌握，不安全，也不利于明確權(quán)限和責(zé)任。另外，號(hào)牌防偽應(yīng)用中，需要加密的信息僅有發(fā)證機(jī)關(guān)、唯一序列號(hào)、號(hào)牌號(hào)碼等號(hào)牌標(biāo)識(shí)信息，數(shù)據(jù)量較少，對(duì)實(shí)時(shí)性要求也不高。因此，防偽二維條碼加密采用非對(duì)稱加密技術(shù)。

　　

4、二維條碼在號(hào)牌防偽中的優(yōu)越性

　　

與RFID、防光膜材料防偽技術(shù)相比，二維條碼防偽具有如下優(yōu)越性：①防偽性能高，號(hào)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(biāo)記工藝，形成號(hào)牌的完整防偽體系，偽造者無(wú)法通過(guò)克隆或仿制破解整個(gè)防偽體系；②成本低廉是條碼技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，使用激光刻蝕工藝標(biāo)記二維條碼，除了設(shè)備和人工費(fèi)用外不需要其他任何費(fèi)用。目前，全國(guó)已有部分號(hào)牌生產(chǎn)企業(yè)使用激光刻蝕工藝在號(hào)牌背面刻蝕生產(chǎn)單位和批號(hào)信息，對(duì)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(hào)牌防偽性能。③可靠性高，二維條碼標(biāo)記可以彎折、涂損、穿孔、切割，由于可以采用糾錯(cuò)編碼，即使出現(xiàn)較大面積污損，也能正常讀出數(shù)據(jù)。

　　

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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(hào)信息，在代碼編制上巧妙地利用了構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的"0"、"1"比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖像輸入設(shè)備或光電掃描自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)處理。

　　

二維條碼主要具有如下特點(diǎn)：①高密度編碼信息容量大，可容納多達(dá)l850個(gè)大寫(xiě)字母或2710個(gè)數(shù)字或1108個(gè)字節(jié)，或500多個(gè)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(qiáng)的容錯(cuò)和糾錯(cuò)能力，二維條碼局部損壞時(shí)，照樣可以正確得到識(shí)讀，損毀面積達(dá)50％仍可恢復(fù)信息；④譯碼可靠性高，它比普通條碼譯碼錯(cuò)誤率百萬(wàn)分之二要低得多，誤碼率不超過(guò)千萬(wàn)分之一。目前，二維條碼技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、商業(yè)、國(guó)防、交通運(yùn)輸、金融、醫(yī)療衛(wèi)生、郵電及辦公室自動(dòng)化等領(lǐng)域。