专利名称：数字防伪方法
技术领域：
本发明属于一种防止对商品、货币、有价证券、证件进行非法复制或假冒伪造行为的方法。
人们经常接触到各种商品、货币、有价证券、证件，不时会受到非法复制和假冒伪造的危害和困扰。在日常生活中，我们常常能看到各种防伪的方法，但归纳起来，可分为两类一类是提高商品(或其包装及标牌等)、货币、有价证券、证件的制作难度，如采用复杂的印刷技术、特殊的材料、独特的造型、难以发现的暗记等措施，使复制或伪造变得比较困难。这种方法的缺点不只是必须提高商品、货币、有价证券、证件的制作成本；而且，由于现代工业技术的普及速度很快，任何复杂的技术或方式也无法保证不被他人所掌握，因而是不可靠的；此外，对于使用者来说，识别真伪也往往不是容易的事。
另一类是在商品、货币、有价证券、证件上附以数字，最常见的是顺序编号，使每一件商品、每一张货币、每一张有价证券、每一分证件上具有不同的数字，如发现有数字相同或数字超出范围的情形，即可认定有假冒行为。这类方法只有当防伪对象数量不大或在某种可以对证的场合下才能分别真伪，而当需要防伪的对象数量很大时，制假者即使随意采用一些数字，公众也无法加以辨识，所以难以起到防伪的作用。
本发明的目的是提供一和防伪方法，它易于实现，易于辨识，可靠性强，制假者很难或无法加以破坏。
本发明的要点是在商品、货币、有价证券、证件或与之有联系的部分上印制有可供公众鉴别真伪、却很难或无法加以模仿的数字序列，此数字序列之间存在一种特殊的函数关系，即从一个数字序列转换成另一个数字序列的方法是公开的而且是很简单的，而由此数字序列反过来转换成原数字序列的方法却是能够保密的或者是很困难的。为此，可采用陷门函数(trapdoor one-wayfunction)和由陷门函数制定的可公开的密码。
所谓陷门函数具有如下的性质1.它可以把一个正整数X变成唯一的正整数Y；2.它又具有把Y重新变成X的反函数；3.存在着计算函数与它的反函数的有效算法(即正算法和逆算法)；4.如果不知道函数及其正算法，则无法推出它的逆算法。
利用陷门函数可以编制一种公开的密码。这种公开的密码，由明码(相当于正整数序列X)加密成密码(相当于正整数序列Y)的方法很简单而且可以公开，但是，只知道加密的方法，却很难或无法反过来将密码译成明码。密码译成明码的方法是预先设定好的，是可以保密的。
可以用下面的方法来构造一个陷门函数取两个足够大的素数p和q，二数相乘，p·q＝m。设X的位数不大于m的位数，并设O＜X＜m。如果X≥m，则可以将X进行分段处理，这样仍不失一般性。
然后，对给定的正整数s((s，p-1)＝(s，q-1)＝1)，计算Xs对m的余数Y(Xs＝Y(mod m)，10＜Y≤m)，这就是正函数和正算法，即为将X加密成Y的过程。
逆算法是对于O＜Y＜m，由st＝1(mod(p-1)(q-1))可决定唯一的正函数t，并设O＜t＜(p-1)(q-1)。对于这样的t，当(X，m)＝1时，有X(p-1)(q-1)＝1(mod m)，Yt＝Xst(mod m)；当(X，m)＝p或q时，仍有Xst＝X(mod m)。
这样就可以将Y译成X。
只要给出了m和s就给出了函数的正算法；再给出p，q(或t)就给出了逆算法。当不知道p和q时，要将m分解成p和q的乘积，是非常困难甚至不可能的。因此，只给出s和m，不给出p和q(或t)，就很难或无法知道逆算法。
以上过程都可以用计算机来实现。
以上只是一种方法。还有种种其它算法，也具有上述的性质，可以根据需要制定不同的公开密码。
在商品、货币、有价证券、证件或其有联系的部分(如封签、包装、标牌)上印制上述的X数(即明码)和Y数(即密码)，并给出由明码变为密码的方法，公众可以用这个方法检查明码与密码是否对应，对应即为真，不对应即为假。
为了防止制假者采用同样的方法编制相应的明码与密码，还必须对密码作出规定，使其成为含有一定规则的数字，即不是随意的。这种规则也是公开的，而且应当在每一个密码数字上体现出来，公众同时也需要根据数字是否符合所公开的规则签别真伪。可供选择的规则是很多很多的，如数字中的某一位必须是几、数字中必须有两位相同、数字中某几位之和或积必须是几等等。
所采用的密码是有大小顺序和互不重复的数字序列，因此，对于一批商品、一批货币、一批有价证券、一批证件还可以通过检查密码的大小顺序和是否重复来鉴别真伪。
顺序数也是一个有规则的不随意的数，但是对于某一个人来说，只有同时看到许多数值，才能判断是不是一个顺序数。如果只能见到一个数值，仍无法判别此数是否为顺序数中的某一个。保存顺序数字，其连贯性以及与密码之间的关系也可作为判别真假的一种辅助性依据。但是，商品、货币等在销售和使用过程中，会使顺序受到扰乱，因此可靠的办法是要使每一个密码上都能呈现出一和公开的规则。
明码变为密码的方法和密码所含有的规则可以通过各种媒介、广告、公告等在社会上公开，使公众都能知道，而制假者无法加以改变。因为由密码译成明码的方法是保密的，又由于密码不是任意的，制假者很难或无法编制出既能符合密码本身规则又符合密码与明码关系的数字序列。
本方法采用的数字序列个数可以增加，译码过程也可以是多重的，从而提高其可靠性。
采用本方法，每一件真品上的数字是不会重复的，只按一个不变的数字进行大量的复制，很容易被发现，无法大量流通使用。制假者如欲进行假冒伪造必须先购进真品，一件一件地完全像真品一样地印制数字才行，这样不但得不偿失，而且很难实现。
有些商品消耗后其容器或包装仍是完整的，可能被用来重新装入假商品。对这种情形，则需要将防伪数字印制在该商品开始使用时便会被破坏的封签或包装上。
数字防伪方法本身具有趣味性，须要用计算机进行计算，有利于提高公众的文化素质。数字防伪适用面很广，因为可以用“软件”来进行更新，不需要更新“硬件”，成本很低，可靠性高，易于变化，可以有效地对地对付假冒伪造行为。
以下通过一个例子对本发明作进一步的说明。
首先，确定一个含有公开规则的数字序列1199，1289，1298，1379，1388，1397，1469，1478，1487……。此数列的规则是四位数相加值都是20，按大小顺序排列且互不重复。
以这个数列作为密码，将其译成明码。为此，先要暗设两个素数，即p和q，令p＝29，q＝379，这样就可以求出m＝p·q＝10991。再设s＝73，便能推算出t＝145。这样一来，即可以求出相应的明码为8215，8967，5900，10985，3326，2458，9997，8525，6987……。
于是，可以得到成对的数字序列8215→1199，8967→1289，5900→1298，10985→1379，3326→1388，2458→1397，9997→1469，8525→1478，6987→1487……。
可以公开的密钥是m＝10991，s＝73，公众只要用下面一个简短的程序DEFDBL RM＝10991S＝73INPUT″请输入明码″；ER＝EFORI＝1TOSR＝R*ER＝R-INT(R/M)*MNEXTIPRINT″相应密码为″；REND即可校验商品、货币、有价证券、证件或与其有联系的部分上的数字对是否相对应以判别真伪。然而，由于企图制假者很难或无法反推出p和q值，也就很难或不可能编制出这样的数字对。
以上只是一个简单的例子，所设的素数都很小，仍有被破译的可能。如果采用的素数足够大，就很难甚至无法破译。这种方法是完全公开的，人人都可以采用，实施起来很容易，但是，由于有保密的成分，而且可以采用种种更为复杂的数学技巧，并有可能经常变化密钥，使得假冒伪造变得非常困难甚至完全不可能。
权利要求
1.一种防止对商品、货币、有价证券、证件进行非法复制或假冒伪造行为的方法，其特征在于在商品、货币、有价证券、证件或与之有联系的部分上印制有可供公众鉴别真伪、却很难或无法加以模仿的数字序列；在数字序列之间存在一种特殊的函数关系，即从一个数字序列转换成另一个数字序列的方法是公开的而且是很简单的，而由此数字序列反过来转换成原数字序列的方法却是能够保密的或者是很困难的；在所用的数字序列中，至少有一个含有预先确定的和公开的规则，即不能是随意编造的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征于对所用的数字序列个数没有限制。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所用的数字序列印制在消耗性商品使用后便会被破坏的封签、标牌或包装上。
全文摘要
本发明公开了一种数字防伪方法。它利用一类正运算与逆运算存在很大差别的函数，编制出一种可供公众鉴别、却很难或无法加以模仿的数字序列。将这种数字序列印制在商品、货币、有价证券、证件或与之有联系的部分上，可以防止非法复制和假冒伪造行为。本方法易于实现、易于辨识、可靠性强。
文档编号G06F17/00GK1166656SQ9710155
公开日1997年12月3日 申请日期1997年2月18日 优先权日1997年2月18日
发明者周克前 申请人:周克前