1、ICS 13.310 A 90 道阮班中华人民共和国国家标准GB/T 31770-2015 D9ing矩阵图码防伪技术条件Tecbnical requirements for anti-counterfeiting of D9ing matrix code 2015国06-02发布2016国01国01实施3、飞J77俨/飞中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也堂中国国家标准化管理委员会l IJ GB/T 31770-2015 目次前言. . . . . . v 1 范围. . . 2 规范性引用文件. 3 术语和定义. 4 缩略语和符号5 分类. . . . . . . 4 5.1 按符号规
2、格. . . . . . 4 5.2 按码图形状. . . . . . . . . . 4 5.3 按应用类别. . . . . 4 5.4 按防伪功能组合. 6 要求.6.1 D9ing码系统. . . . 5 6.2 D9ing码图形 . . 5 6.3 D9ing码生成数据的准确性和完整性6.4 D9ing码的抗污损6.5 D9ing码的商用密码技术6.5.1 生成唯一的DUID信息6.5.2 扰抵赖和防篡政. . . . 5 民旧。据戳数间密时加的码码统唱唱系灿灿理DD管成成钥生生密qdaAZEu phUFHUF气uponOFO 6.6 隐形信息编码. . . . 6 6.6.1 隐形
3、信息编码分布与印制6.6.2 隐形信息编码与矩阵固形编码的相关性6.6.3 隐形信息编码的识读. . . 6 6.6.4 隐形信息编码信息比对防伪6.7 D9ing码防仿制6.7.1 网络空间D9ing码防仿制的要求6.7.2 非网络空间D9ing码防仿制的要求6.8 D9ing码的印制质量7 试验方法. . . . . . . . 7 7.1 D9ing码系统试验 . 7.2 D9ing码图形试验 . . . . 7 7.3 D9ing码生成数据的准确性和完整性试验 7.3.1 网络空间D9ing码信息完整性试验. . . . . . . 7 7.3.2 非网络空间D9ing码信息完整性试验
4、. . . 8 GB/T 31770-2015 7.4 D9ing码的抗污损试验 . . . 8 7.5 D9ing码的商用密码技术试验 . . . . . . . 8 7.5.1 生成唯的DUID信息试验. . 8 7.5.2 抗抵赖和防篡改试验 . . . . . . 8 7.5.3 生成D9ing码的加密数据试验. . . 8 7.5.4 生成D9ing码的时间戳试验. . . . 8 7.5.5 密钥管理系统试验7.6 隐形信息编码试验7.6.1 隐形信息编码分布与印制7.6.2 隐形信息编码与短阵圆形编码的相关性7.6.3 隐形信息编码的识读 . 9 7.6.4 隐形信息编码信息比对
5、防伪7.7 D9ing码防仿制的试验 . . . 9 7.7.1 网络空间D9ing码防仿制的试验7.7.2 非网络空间D9ing码防仿制的试验7.8 D9ing码印制质量的试验附录A(规范性附录)D9ing码系统要求. . 10 A. 1 D9ing码防伪实现过程. . . . . . . . 10 A.1.1 系统构成. . . . . . 10 A. 1.2 D9ing码的生成系统. . . . 11 A.1.3 D9ing码的识读系统. . . 19 A.2 D9ing码的码制构成. . . . . . 20 A.2.1 D9ing码结构. . . . . 20 A.2.2 D9ing
6、码的图形. . . . . . 21 A. 3 D9ing码的字符. . . . 23 附录B(规范性附录)D9ing码抗污损测试图. . . . . . .111 . 24 参考文献. . m 图1正方形D9ing码图示意图. . . . . . 4 图2矩形D9ing码圄示意图. . . . . 4 图3隐形信息编码在矩阵图形编码外围示意图. . . . 6 图4隐形信息编码与矩阵图形编码区域重合示意图. . 6 固A.1D9ing码系统构成流程. . . . . 10 图A.2D9ing码系统结构示意图. . . . 10 图A.3D9ing码生成系统示意图 . . . . . . 11
7、 图A.4纠错编码电路. 图A.5格式信息填充顺序. . . 18 图A.6左上角格式信息掩模. . . 19 图A.7右上角格式信息掩模. 图A.8左下角格式信息掩模图A.9右下角格式信息掩模. . . . . . . 19 图A.10D9ing码识读系统示意图. E GB/T 31770-2015 图A.11D9ing码标签的结构示意图. . . 20 圈A.12D9ing码标签的拆分结构示意图.20 图A.13D9ing码结构图. . . . 21 图A.14D9ing码校正图形. . . . . 21 表1D9ing码防伪技术分类. . . . . . 5 表2D9ing码的印制质量.
8、 . . . . . . . . 7 表A.1模式指示符表A.2数据编码结构. . . . . . 12 表A.3非数字字符的位置和模式指示符.表A.4数据位流表A.5数据位流表A.6数据位流汉字编码示例. 表A.7数据位流纠错码字容量. 表A.8D9ing码校正图形的位置 . . 22 表B.1D9ing码抗污损测试图. 24 E GB/T 31770-2015 前吉同本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草，本标准与GB/T31868二2015(D9ing矩阵图码生成器防伪技术条件和GB/T31869-201550.00 同批同色色差(CIELab)AE平版4.00凸版5.00柔版
9、6.00墨层耐磨性平版40%凸版70%7 试验方法7.1 D9ing码系统试验检验系统构成的密钥管理系统、加密设备、防伪图码生成器、防伪圈码识读专用设备和通用设备。7.2 D9ing码圈形试验根据D9ing码圄形的特殊性，目测判定D9ing码。7.3 D9ing码生成鼓据的准确性和完整性试验7.3.1 网络空间D9ing码信息完整性试验确定输入的信息，通过D9ing码生成器生成后，用识读设备读取D9ing码信息，与输人的信息比对，判断信息的一致性。7 GB/T 31770-2015 7.3.2 非网络空间D9恤g码信息完整性试验非网络空间D9ing码信息完整性试验内容包括za) D9ing码印
10、制质量z平板印刷品按GB/T7705、凸版印刷品按GB/T7706、凹版印刷品按GB/T 7707、柔性版印刷品按GB/T17497和票据印刷品按CY/T49检验进行;b) 确定输入的信息，通过D9i吨码生成器生戚，在D9i吨码印制质量合格条件下，用识读设备读取D9ing码信息，与输入的信息比对，判断信息的一致性。7.4 D9ing码的抗污损试验D9ing码的抗污损试验内容包括Ea) 分别制作多个污损的D9ing码测试试样，见附录B;b) 识读设备识读测试试样，记录识读结果，判定能否正确识读D9ing码信息。7.5 D9ing码的商用密码技术试瞌7.5.1 生成瞧一的DUID信息试验生成多个D
11、9ing码，用识读设备识读，检测其固有的DUID信息，每个D9ing码应有唯一的DUID.确定一物一码。7.5.2 抗抵赖和防篡政试验抗抵赖和防篡改试验内容包括za) 随机抽取D9ing码，使用专用检测识读设备检测zb) 使用该D9ing码签名私钥对应的公钥验证签名;c) 确认验证签名结果是否正确。7.5.3 生成D9ing码的加密数据试验生成D9ing码的加密数据试验内容包括2a) 随机抽取D9ing码，使用专用检测识读设备检测zb) 解密还原加密前的数据zc) 比较加密前的数据与解密还原数据是否一致，确认加密的正确性，确定一码一密。7.5.4 生成D9ing码的时间戳试验生成D9ing码的
12、时间戳试验内容包括za) 随机抽取D9ing码，使用专用检测识读设备检测zb) 使用时间戳的签发公钥验证时间戳zc) 确认时间戳验证结果，以及颁发者的国家、城市、组织、时间精度等要素。7.5.5 密铜管理系统试验根据参考文献lJ和参考文献2J进行试验。7.6 隐形信息编码试验7.6.1 隐形信息编码分布与印刷通过对D9ing码中矩阵图形编码和隐形信息编码的识读，确定两者的组合方式。8 GB/T 31770-2015 7.6.2 隐形信息编码与矩阵圄形编码的相关性通过识读隐形编码信息和矩阵图形编码的D9ing码校验码，确定两者的相关性。7.6.3 隐形信息编码的识读制作含隐形编码信息的矩阵图形编
13、码和不含隐形信息编码的矩阵图形编码各10000个，混合后，通过隐形信息编码专用设备正确识读10000个含隐形信息编码信息的矩阵图形编码.7.6.4 隐形信息编码信息比对防伪随机抽取D9ing码，通过识读隐形信息编码和D9ing码中D9ing码校验码信息，两值比对，判定隐形信息编码的正确性。7.7 D9ing码防仿制的试验7.7.1 网辖空间D9ing码瞄仿制的试验网络空间中通过专用硬件验证，判定原码和仿制码。正确识读D9ing码与网络空间D9ing码所在界面特定明文信息比对，判定原码和仿制码。7.7.2 非国籍空间D9ing码防仿制的试验随机抽取D9ing码进行复印，使用专用识读设备识读复印的
14、码，观察复印码中的隐形信息编码是否可以读出正确信息。7.8 D9ing码印制质量的试验D9ing码的印制质量按7.3.2a)进行检验。9 GB/T 31770-2015 A.l D9ing码防伪实现过程A.l.l 系统构成附录A(规范性附最)D9ing码系统要求D9ing码系统构成示意见图A.l和图A.2oD9ing码生成揭印刷设备编码生成D9ing码输出D9ing码圄A.lD9ing码系统构成流程D9ing码识到仪读码、判划真伪通过上述模型，码的生成、码的印制和码的识读是D9ing码系统构成的3个主要部分，实现、完成D9ing码防伪功能。( 密钥管理系统) ( 加密设备J(防伪图码生成器D9
15、ing码生1&器!通用识读设备专用识读设备|圄A.2D9ing码系统结构示意圈10 . GB/T 31770-2015 A.1.2 D9ing码的生成票毓A.1.2.1 D9ing码生成系统结构D9ing码生成系统见图A.3。其包括用于生成D9ing码的防伪图码生成器、加密设备、非对称密钥管理系统、对称密钥管理系统，D9ing码输出系统。A.1.2.2 D9ing码生成器(非对称棚管理系统)(对称密铜管理系统( 蛐设备)( 防伪圄码生捕)圄A.3D9ing码生成系统示意图D9ing码生咸菜统防伪机理D9ing码生成系统防伪技术路线是E非对称密钥管理系统(采用SM2算法、SM3算法用于对D9in
16、g码进行数字签名，实现一物一码防篡政、防抵赖、防假冒和防伪造z对称密钥管理系统采用SMl算法或SM4算法、SM3算法用于对D9ing码进行加密，实现一码一密，加密设备完成数字签名和加密操作F防伪图码生成器是商用密码产品，对D9ing码进行编码，生成D9ing码。A.l.2.3 D9ing码的圈形生成D9ing码图形生成包括7个步骤z数据分析、数据编码、确定编码参数、纠错编码、排列固有图形、排列格式信息、排列数据码字和纠错码字。A.1.2.3.1 生成过程D9ing码的生成过程包括以下7个步骤za) 数据分析z分析输入的数据，确定数据的数据编码模式。对不同的数据类型.D9ing码采用不同的数据编
17、码模式进行编码。每种模式有各自的编码规则。b) 数据编码t将输入数据按照其编码模式对应的编码规则转换为位流。将编码产生的位流按每GB/T 31770-2015 8位对应一个码字的方式转换为数据码字流，最后一个码字不足8位时用0填充。c) 确定编码参数:D9ing码的行数、列数和纠错等级一般由用户选定。若用户未选定，纠错等级应采用2级以上，行数、列数根据数据长度自动选择。d) 纠错编码z者数据码字和纠错码字总数大于255，应将数据码字进行分块，对每块码字分别生成纠错码字，并将纠错码字添加到该块数据码字的后面。e) 排列固有图形z根据D9ing码的行数、列数，将边框和校正图形排列到矩阵中。f) 排
18、列格式信息z根据编码参数生成格式信息并排列到矩阵中。g) 排列数据码字和纠错码字z若码字被分块，则对各块码字进行交错排列后得到一个单的码字流。将码字流按顺序排列到矩阵中，完成编码。A.l.2.3.2 数据编码模式D9ing码编码模式包括数字模式、数字字母混合模式、汉字模式和字节模式。每种模式由3位的模式指示符指示。表A.l列出了所有的模式指示符。囊A.l模式指示符模式名称模式指示符说明数字模式(OOl)s1N 每3个字符用10位二进制进行编码数字字母混合模式(010)酬每个字符用6位二进制进行编码汉字模式(011)酬每个字符用13位二进制进行编码字节模式(100 )s1N 每个字符用8位二进制
19、进行编码终止符(000)酬用于表示编码结束编码数据由3位的终止符(OOO)s1N结束，当数据位流后所剩余的容量不足3位时，终止符可被截短。将输人数据按类型分段，对各段数据分别进行编码，每段数据的位流由以下3部分组成za) 3位的模式指示符Fb) 8位的数据长度指示符，用于指示该段数据的长度$0 数据位流。当一段数据长度超过255时，数据长度指示符无法指示，需将该段数据拆分为2段或多段，每段长度不超过255.各模式中通过模式指示符进行编码的数据，不记人数据最度，详见各数据模式的编码规则。输入数据通常由多种数据类型组成，多段数据的编码结构见表A.2.A.l.2.3.3 鼓据编码规则数据编码规则分为
20、za) 数字模式表A.2数据编码结构数字模式编码规则细分为z1) 编码字符可编码数字。-9。夹杂在数字中的其他字符可通过模式指示符进行编码。2) 编码规则GB/T 31770-2015 以连续的3个数字为一组将数据分组，每3个数字采用10位二进制进行编码。遇到非数字字符则将该字符包含到分组中。编码只有数字字符的组时，按式(A.1)计算该组的10位编码。式中zN一一数字组的10位编码$D1一一数字组的第1个数字zDz一一数字组的第2个数字，D3一一数字组的第3个数字。N = 100D1 + 10Dz十D3当最后一组只有2个数字时，按式(A.2)计算该组的7位编码。式中zN-一一数字组的7位编码;
21、D1一一数字组的第1个数字:Dz一一数字组的第2个数字。N =lOD1 +D2 当最后一组只有1个数字时，直接输出该数字的4位编码。. ( A.1 ) .( A.2 ) 当分组中包含非数字字符时，非数字字符出现在分组中的位置有3种情况，每种情况用不同的模式指示符指示，见表A.3.表A.3非鼓字字符的位置和模式指示符非数字字符位置说明模式指示符(十进制第1位置在第1个数字之前1000 第2位置在第1个数字和第2个数字之间1001 第3位置在第2个数字和第3个数字之间1002 在第3个数字之后的非数字字符，应划分为下一分组的第1位置，在最后一组数字之后的非数字字符，也可按下一分组的第1位置编码，即
22、该分组没有数字字符，只有非数字字符。一个位置允许出现多个非数字字符。编码含有非数字字符的分组时，首先根据非数字字符的位置输出模式指示符，再输出非数字字符的8位GB/T1988码值。所有非数字字符编码完毕后，再计算输出数字组的二进制编码。所有非数字字符不记人数据长度。示例g输入数据，1+-2锋3.4A56789模式指示符，001数据长度指示符，00001001数据位流，见表A.413 GB/T 31770-2015 表A.4鼓据位流分组1+-2替3.4A56 789 a 非数字字符+ A 元a 非数字字符的GB/T 1988-1998 43 45 42 46 65 无97 码值非数字字符的编10
23、0143 1001 45 100242 100046 1001 65 无100097 码(十进制)非数字字符的编1111101001 1111101001 1111101010 1111101000 1111101001 1111101000 码二进制)00101011 00101101 00101010 00101110 01000001 无01100001 数字字符的编码123 十进制456 789 元数字字符的编码二进制0001111011 0111001000 1100010101 元数据位流1111101001 00101011 1111101001 00101101 1111101
24、010 00101010 0001111011 1111101000 0010111011111010010100000101110010001100010101 111110100001100001 001 00001001 1111101001 00101011 1111101001 00101101 1111101010 00101010 0001111011 编码结果111110100000101110 1111101001 01000001 0111001000 1100010101 111110100001100001 b) 数字字母混合模式数字字母混合模式编码规则细分为z1) 编
25、码字符可编码字符63个，包括自数字0，.9;小写英文字母az;大写英文字母A，.Z;空格。夹杂在数字字母中的其他字符可通过模式指示符进行编码。2) 编码规则数字字母混合模式采用6位二进制进行编码，按顺序从数字、小写英文字母、大写英文字母最后空格递增编码，数字0的编码为(000000)酬，空格的编码为(111110)剧。编码非数字字母模式字符时，首先输出模式指示符(111111)剧，再输出该字符的8位GB/T1988 码值。通过模式指示符进行编码的字符不记人数据长度。示倒z输入数据:OA拌b模式指示符:010数据长度指示符:00000011数据位流g见表A.5GB/T 31770-2015 襄A
26、.5数据位流输入数据。A 中丰b 编码十进制值。36 6335 11 转换为二进制000000 100100 111111 00100011 001011 编码结果0100000001100000010010011111100100011001011 c) 汉字模式汉字模式编码规则细分为z1) 编码字符可编码字符包括2 GB 18030的强制部分的全部汉字字符，并应与GB130的相应部分建立映射关系F 回车换行(GB/T1988中值13、10的组合); 数字00到99; 8位字节型数据。2) 编码规则汉字模式采用13位二进制进行编码。当一个GB18030双字节字符第1字节值在(Al)HEX至(
27、A9)HEX之间、旦第2字节值在(AO)H四至(FF)HEX之间时，按式(A.3)计算该字符的13位编码。N=C1一(A1)HX (60h口+Cz一(AO)HEX.( A.3 ) 式中zN一一字符的13位编码pC1一-GB18030编码的第1字节值FCz一-GB18030编码的第2字节值。当一个GB18030双字节字符第1字节值在(BO)H口至(F7)H口之间、且第2字节值在(AO)H口至(FF)HEX之间时，按式(A.4)计算该字符的13位编码。N=CJ一(BO)HEX+ 9J X (60)HEX + (Cz一(AOh阻. ( A.4 ) 式中zN一一字符的13位编码FC1一-GB18030
28、编码的第1字节值EC2一-GB18030编码的第2字节值。式(A.3)及式(A.4)定义了。-7775之间的编码值，以下方式用于定义77768 191的编码值2 7 7768 031赋给8位字节数据(O255).用于编码混在汉字信息中的非汉字数据z 8 0328 131贼给数字对00到99; 8 132,.8 191预留。两个编码示例见表A.6:囊A.6数据位流汉字编码示倒步骤说明例1例21 输入字符￥ 多2 GB 18030编码(A3A4)HEX (B6EO)HEX 代人式(1)或式(2)(A3)HEX一(Al)HEXJX (60)H皿(B6)HEX一(BO)HEX十9JX (60)HEX
29、3 + (A4)HEX一(AO)HEXJ+ (EO)HEX一(AO)HEXJ.(1 ) ( 2 ) 15 GB/T 31770-2015 表A.6(续)说明例1例2计算结果转化为13位二进制值(C4)HEX 0000011000100 (5EO)HEX 0010111100000 d) 字节模式字节模式采用8位二进制数编码。-255的字节数据。设输入数据的长度为L个字节，则先输出8位二进制元符号数L，用于记录字节数，随后直接输出字节数据本身。当输入数据的长度大于255字节时，将输人数据分割成多个数据段，每段长度不超过255字节，对每段数据分别编码。A.1.2.4 纠错编码纠错编码内容包括za)
30、 纠错等级D9ing码有4个用户可选纠错等级，对应的纠错码字容量见表A.7.表A.7数据位流纠错码字容量纠错等级纠错码字占总码字百分比(向下舍入)1 20% 2-M 3 40% 4 50% 纠错码字可以纠正两种类型的错误，拒读错误(错误码字的位置己知和替代错误(错误码字的位置未知。可纠正的替代错误数和拒读错误数与纠错码字数和错误检测码字数之间的关系由式(A.5)给出。e十2t=d - P ( A.5 ) 式中ze一一拒读错误数st一一替代错误数sd一-纠错码字数zp 错误检测码字数。在一般情况下，p=O。当大部分纠错容量用于纠正拒读错误时，则检不出替代错误的概率增加p当拒读错误的总数大于纠错码
31、字总数的一半时.p=3。b) 码字的分块与纠错码字的分配当数据码字的个数加上纠错码字的个数太于255时，需要将数据码字分割成多个纠错块，然后分别对每个纠错块运用纠错算法生成各自的纠错码字。设D9ing码的总码字容量为C。将C个码字分成B1个长度为N1的块，以及Bz个长度为Nz的块，满足式(A.的。C=B1 X N1 +Bz X N z ( A.6 ) 总分块数B见式(A.7)。B = (C + 254)DIV 255 . . . . . . ( A.7 ) 当C是B的整数倍时，码字分块参数为:Bj=B , Nj =C DIV B .Bz =O.Nz =0. 当C不是B的整数倍时，码字分块参数为
32、:N1二(CDIV B)+1.Nz=Nj-1.Bj=C-BXNz Bz=B-Bj. 设选定的纠错等级为R(1R运的，需要生成的纠错码字总数E见式(A.的。E = C X (R + 1) DIV 10 ( A.8 ) 16 GB/T 31770-2015 B个纠错块中，前Ba块中每块分配El个纠错码字，后B4块每块分配Ez个纠错码字，分配结果满足式(A.的。E=E1 XBa十EzX B4 B =B1 +Bz =Ba +B4 .( A.9 ) 当E是B的整数倍时，纠错码字分配参数为:Ba=B.E1=EDIV B.且=O，Ez=O。当E不是B的整数倍时，纠错码字分配参数为:E1=(EDIV B)+1
33、.Ez=E1 -1,B 3 =E-BX Ez,B4=B-B3o 。生成纠错码字构造数据码字多项式，多项式系数是数据码字，第一个数据码字为最高次项的系数，依次排列，最后一个数据码字是最低次项常数项的系数。设h是纠错码字的个数，则纠错码字多项式是数据码字多项式乘以t再除以纠错生成多项式得到的余式。其中余式的最高次项的系数为第一个纠错码字，最低次项的系数为最后一个纠错码字.D9ing码生成h个纠错码字的生成多项式G(x)见式(A.I0)。G(x) =(x一l)(X-a2) (x -ak) .( A.I0) 式中zG(x)一一纠错生成多项式Fa 一一一有限域GF(2勺的生成元sh 一一要生成的纠错码字个数。计算生成多项式系数的C语言源代码见附录c.纠错码字的生成可用图A.4的电路实现。寄存器ao到ak-1的初始值为O，go到gk-l为生成多项式由低次到高次的系数.编码分两个阶段完成z 第一阶段两个开关的位置都向下，n个时钟脉冲后结束，输入的数据码字被直接导向输出，同时寄存器ao到a.-l的值都被更新。这里n是数据码字的个数s 第二阶段两个开关的位置都向上，输入保持为
