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票据分会第十二届年会-技术信息演讲稿(天津阿波罗)

 

税票防伪——网屏编码数码技术的开创
 
 
天津阿波罗信息技术有限公司/工学博士 顾泽苍
 
 
  1.纸介质媒体的存续性
  中国经济的快速发展带来了网络信息技术的广泛应用。体现在税票防伪以及税务管理上发生了质的变革。税务信息承载的形式,已由目前单纯纸介质发展成为以网络为核心的电子介质。
  网络应用大势所趋,纸介质税票是否还会被延用?它的生命周期是否终结?笔者认为回答是肯定的!早在70年代,磁介质的记录媒体出现就有人断言,纸介质的文件将一去不复返,然而恰恰相反,纸介质文件不但没有被消失反而一直在迅猛增长。40多年来,随着信息技术的不断发展,用于信息领域的纸张一直以每年10-20%的速度在递增。因此,针对税票的防伪,防篡改的技术也必然会在这个主战场上发挥作用。作为防伪技术的突破,首先就是由传统的模拟防伪发展为数字化防伪,其特点就是提高了造假者的造假门槛,数字化防伪具备两个特点:一是利用不同频谱特性的油墨印刷成的随机组合点阵,防止高精度扫描及人工抠像。二是通过10微米以下的微模式图像实现不可复制的目的。在识别器上也由专用识读器向手机化发展,以解决大众识读与专家识读的融合问题。 这些过去不可想像的技术如今成为现实,其主要因素就是具备核心竞争力的“网屏编码”技术的出现,下面仅就自己的知识所限介绍一下代码领域的技术发展过程。
 
  2.纵观国际代码的发展
  如图1所示:早在80年前由美国哈佛大学经营工学提出的为解决商品结算自动化所需的一维条码的提案。令发明者始料不及的是,40年后在世界的商品流通领域中被广泛应用,一维条码成为当时信息产业的核心技术。到了80年代末期,随着半导体以及企业生产管理等领域上需要纪录更多的信息的需求,90年代初期作为要成为计算机外围设备世界第一生产国的日本政府,特别看好作为计算机入口的二维条码的技术开发,曾投入巨大资金,致使目前家喻户晓的QR二维条码成为世界手机拍照的通用代码。世界第一个推出二维条码的美国英特梅克公司成为世界60%市场占有率的条码识别器的最大生产企业。
  由于印刷平面只有二维,那么二维条码技术是否已经达到顶点?
  进入2000年以来,可在印刷图像中埋入信息并以隐形的形式纪录大量信息成为代码领域中关注的焦点。在这种潮流中网屏编码应运而生。何谓网屏编码,简而言之就是利用印刷图像的网点记录信息的代码。具体而言,为了不破坏印刷图像,在不改变印刷图像的网点的灰度的情况下,仅通过改变网点的几何学的或物理学的分布实现多比特的信息隐藏。
 
 
(图1)
 
  举例说明,如图2(a)所示:由相同点阵大小,相同间隔排列构成的印刷底纹图像,如果通过图2(b)所示的每一个点在4个方向上进行不同的移位,就可纪录不同的信息。这里,可令处在左上角的信息点(101)为信息“0”,令处在右上角的信息点(102)为信息“1”,令处在右下角的信息点(103)为信息“2”,令处在左下角的信息点(104)为信息“3”,这样仅使用一个信息点就可纪录2个比特的信息,同普通二维条码一个信息点只能纪录1比特信息相比,无疑是一个突破。图2(b)的底纹与税票图像叠加,就可构成网屏编码,由于各个点阵的尺寸只有40微米,符合瑞丽判据不可视的条件,再加上整体的密度与白纸很接近,加之点阵的构成可以形成网屏效果,因此,即使使用普通的黑色油墨,也可实现隐形的效果。
 
 
(图2)
 
  3.解读网屏编码税票应用的三步曲
  第一步:专用纸的涂布过程中如何导入网屏编码?
  之前提到数字化防伪的一个途径,就是采取10微米以下微模式图像进行防伪。众所周知税票纸是由纸浆压制成的,在透射光下用放大镜可以看到如图3(a)所示的纸纹,这种纸纹是一种自然的微模式图像,如同人的指纹一样可以作为认证每一张纸的一个身份ID。
  那么如何将纸纹变成可以用数字化方法纪录到服务器中的代码?如图3(b)所示: 在税票专用纸的涂布加工过程中,在需要代码化的税票水印的部位,仿照图2(b)的方法,给出若干个假想区域,以这些假想区域为基准,印刷上基准点阵,就可将纸纹图像变成代码图像。同图2(b)的方法类似,识别纸纹的主要纹路所占的不同假想区域,就可得出不同的代码值。由于纸纹所提供的微模式是不可复制的,又是唯一性的,因此,决定了本提案的防伪效果是显著的。人们一定关心纸纹是否稳定?纸纹经过大量老化,潮湿等的力行试验证明是非常稳定的。
 
 
(图3)
 
  
  第二步: 在税票印刷过程中如何导入网屏编码?
  图4是在印刷过程中可以在税票中加入3个防伪手段的示意图。如图4的(a)所示:在税票的某一位置或整体可以加入一个静态的网屏编码,这种静态的网屏编码点阵是由两种不同频率特性的油墨印制而成,两种点阵颜色相同,形状相同,相互结合关系是通过加密形成的随机组合关系。即使用普通的油墨也可以有效的防止高精度扫瞄,以及防止人为介入抠像复制税票。图4的(b)是在税票的监制章中使用柯达S10最新喷头印制的达到隐形效果的可变信息网屏编码。这里使用的网屏编码具有36个群,每一个群具有300兆个代码,可以说是取之不尽的代码数量。可以每使用一组代码就将这组代码消掉,保证代码值永远不重复。同时,可变信息也可按照图4的(a)的方法实现两种不同频率特性的点阵匹配,可防止不法者对可变信息的批量复制。图4的(c)是为普通手机使用摄像头拍照识别而设计的网屏编码,主要用于网络连接,代替刮号以及票据追溯等应用。
 
 
 
(图4)
 
  第三步: 在税票打印过程中如何导入网屏编码?
  实现网络报税,一个重要的指标就是应使每开据的一张税票的内容能够直接自动的传送到网络服务器中。由于票据内容不能泄露,因此应该使用专用的代码,以防止信息流失。   
  图5是通过“依法纳税”四个文字,将机打税票的内容全部埋入的示意图。同传统的二维条码相比,在单位面积上所能表示的符号数近似,但是,由于是专用代码具有高度的安全性,同时还可支持9针打印机,解决小票不能用二维条码表示的难题。在装饰性方面也优于普通二维条码。
 
 
(图5)
 
  4.大众手机识别众望所归
  二线识别借助的是工具,一线大众识别靠的是视觉,历来二者不可兼顾。但是,多年来我们致力于手机识读的技术方向,并成功开发了“网屏编码手机识读软件”,目前可在阿波罗的官网上下载该软件,并实现拍照识读(图6)。接下来我们还会锁定特殊的激光全息标识以及彩色图像上埋入可被手机拍照的网屏编码,使其适用的领域及介质更宽泛,最终解决一线识读与大众识读的统一。
  具有我国自主知识产权的网屏编码技术,进入市场几年来,得到了印刷界和防伪专家的一致认可,并在业界取得不俗的业绩。在票据、证卡、标识等行业得到的应用快速递增。在今年2月上海召开的第二届产品验证和安全峰会上(pass),国际专家们一致认为:今后的防伪技术一定是朝着具有“代码,手机,网络”的方向上发展的。我们的最终目标是使网屏编码技术在产品追溯工业化应用成为现实,在中国推行物联网应用的市场中抓住商机。积极创新做代码识别行业的领跑者;与中国知名专业团队合作;提供国际最先进的技术与设备;让具有自主知识产权的代码专利技术服务社会。
 
 
 
 
(图6)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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