способ маркировки продукции или изделий для их идентификации и защиты от подделки

Формула изобретения

Способ маркировки продукции или изделий для их идентификации и защиты от подделки, заключающийся в том, что присваивают индивидуальные номера каждой единице изделия в алфавитно-цифровой форме, после чего присвоенный индивидуальный номер преобразуют в двумерный штриховой код символики Data Matrix, содержащий этот индивидуальный номер, на поверхность изделия наносят по меньшей мере два таких штриховых кода в непосредственной близости друг от друга, при этом расстояние между ними носит произвольный случайный характер, и полученная таким образом маркировка состоит из цифровой части, идентифицирующей изделие, и аналоговой части, определяемой взаимным расположением штриховых кодов и определяющей подлинность изделия, далее при осуществлении одновременного считывания этих штриховых кодов вычисляют координаты их углов в одной системе координат, причем присвоенные индивидуальные номера, как и вычисленные координаты углов штриховых кодов, заносят в информационную базу данных, а подлинность изделия определяется одновременным считыванием штриховых кодов и сравнением с содержащимися в базе данных занесенными сведениями.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области разработки оптических и оптико-электронных средств маркировки, аналогово-цифрового кодирования и декодирования различных объектов и изделий. Более конкретно оно относится к методам и системам выявления подлинности и идентификации изделия, основанным на использовании несущих цифровую и аналоговую информацию маркировках.

В настоящее время одной из основных мировых проблем является проблема распространения фальсифицированной и контрафактной продукции. Особое значение это принимает в тех сферах экономики, где применение контрафактной продукции может причинить вред здоровью и повлечь за собой гибель людей. Это вынуждает мировое сообщество разрабатывать разнообразные меры по противодействию выпуску и распространению фальсифицированной и контрафактной продукции. Одной из таких мер является идентификация продукции и защита ее от подделок.

Решение этой проблемы в настоящее время реализуется с использованием, в частности, специальных марок в виде одно- и двумерных штриховых кодов, рельефных голограмм или дифракционных картин, радиочастотных идентификаторов и их разнообразных комбинаций. Они наносятся на поверхность или в объем защищаемого объекта или его упаковки.

Как правило, (за исключением радиочастотных идентификаторов) эффект защиты основан на придании этим маркам специфических свойств, которые могут быть отнесены к защитным по причине трудности их имитации. Эти трудности возникают из-за использования в составе марок разнообразных меток, выполненных из материалов, обладающих свойствами, которые чаще всего не могут быть обнаружены визуально или органолептическими средствами. Марки (этикетки) могут быть выполнены по специальным, не доступным широкой публике технологиям, придающим им неповторимый внешний вид или уникальные оптические или другие физико-химические характеристики.

В настоящее время наиболее распространенными технологиями, использующимися в средствах защиты, являются топографические марки и штриховое кодирование.

Штриховое кодирование является технологией автоматической идентификации (так называемые, машиносчитываемые коды) и может быть использовано как для построения информационно независимых моделей, когда вся информация об изделии хранится в штриховом коде, так и для построения информационных систем, хранящих информацию об изделии, ключ к доступу которой закодирован в штриховом коде. Существуют два основных способа штрихового кодирования информации: линейные (одномерные) и двумерные символики штриховых кодов.

Использование штриховых кодов хорошо известно. Такие коды, как правило, одномерные, обычно используются, например, на товарах широкого потребления и на продукции народно-хозяйственного назначения, когда считывание может предоставить информацию относительно цены, серии образца и происхождения продукта. Коды такого типа могут быть использованы в автоматизированной выдаче чеков в супермаркетах, в целях контроля состояния товарных запасов, или для проверки соответствия продукта и его упаковки. Более сложные двумерные штриховые коды могут быть использованы для предохранения от подделки, подмены и обмана как признаки защиты на определенных потребительских товарах, таких как лекарственные препараты, алкоголь, табачные изделия и им подобные или на документах важного значения, таких как денежные знаки, облигации, отметки об уплате налога, проездные документы и идентификационные карточки. Существует много широко используемых различных символик штриховых кодов; они включают в себя буквенно-цифровые, линейные штриховые коды и двумерные штриховые коды. Среди известных штриховых кодов - символики: Data Matrix, PDF-417, Micro-PDF-417, QR Code, MaxiCode, Codabar, RSS, EAN 13, EAN 128, UPC, Pharmacode. Применение символик Data Matrix и PDF 417 как дешевых средств отслеживания и контроля прохождения начинает испытываться в некоторых секторах потребительских товаров. Они имеют достаточно большую емкость, чтобы нести первичную информацию о предыстории выпуска отдельного экземпляра, так же как и его место назначения и подробные данные покупателя.

Большим недостатком кодов этого типа является легкость, с которой они могут быть скопированы. Следующим недостатком является то, что действующий код может быть декодирован и сконструирован вновь, так как коды основаны на алгоритмах, которые доступны каждому. Информация, которая закодирована внутри кода, может быть прочтена без обращения к какой-либо базе данных, даже если информация зашифрована. Данные могут быть использованы или подделаны для запрещенных целей; это сильно снижает их эффективность как устройства защиты или устройства отслеживания и контроля прохождения.

Один вид машиносчитываемого кода современного уровня описан в патенте Великобритании № 2383878 и доступен для приобретения под торговой маркой «FractureCode» (RTM). Преимущества способа кодирования этого типа над другими серийными машиносчитываемыми кодовыми системами заключаются в возможности создания очень большого ряда псевдослучайных индивидуальных кодов, делающего невозможным разгадку следующего кода в последовательности. Другое главное преимущество состоит в том, что код сам по себе не несет никакой информации и никакая информация не требуется для создания кода, в то время когда код печатается. Эти изображения кода бессмысленны или неявны до момента его использования.

Этими кодами маркируются такие изделия, как потребительские товары или их упаковка. Для получения информации об изделии код должен быть считан устройством, которое, во-первых, выполняет операцию сканирования, сканируя изображение кода в цифровой форме. Изображение затем обрабатывается в электронном виде для выделения путем применения алгоритма, буквенно-цифрового дескриптора, который может быть использован для отыскивания информации, предварительно связанной с ним, в базе данных.

Код обычно расположен на поверхности изделия и содержит в себе индивидуальный графический узор, такой как линии, точки или эллипсы, с областью такого узора, ограниченной прямоугольным блоком или любым другим ограничивающим контуром, для образования кодового окна.

Известен "Способ идентификации подлинности контролируемого объекта" (RU 2132569, 13.11.1998, G06K 9/00), который заключается в том, что информацию об объекте формируют в цифровом виде, включая информацию о типе объекта, производителе, дате производства, индивидуальном номере объекта, текстовую информацию в виде сопроводительных документов к объекту, подписывают эту информацию электронной цифровой подписью (ЭЦП) маркировщика, преобразуют в штриховой код и наносят его на объект или на этикетку, закрепленную на объекте. При считывании информации производят обратное преобразование штрихового кода в цифровую форму, выделяют из него электронную цифровую подпись, после чего производят проверку подлинности ЭЦП. Если ЭЦП идентифицирована как подлинная, то проводят проверку подлинности объекта путем сравнения считанной информации об объекте с базой данных о подлинных объектах. Если эта информация совпадает, то объект идентифицируют как подлинный.

Однако использование данного способа на практике вызывает определенные сложности. Дело в том, что в каждом регионе существуют свои маркировщики, которые уполномочены маркировать товары, произведенные в данном регионе. Если товары поставляются в другие регионы, то государственным контролирующим органам крайне сложно проверить подлинность таких товаров. Для того чтобы проверить подлинность товаров, промаркированных в других регионах, необходимо иметь сведения об открытых ключах всех маркировщиков для проверки подлинности их ЭЦП, а также иметь все базы данных о подлинных объектах изо всех регионов. Если контролирующий орган не располагает всей информацией обо всех маркировщиках, то ему необходимо письменно запрашивать необходимые сведения у конкретного маркировщика, находящегося в другом регионе, что в значительной степени затрудняет и удлиняет сроки идентификации подлинности объекта.

Кроме того, этот способ позволяет определить подлинность носителя информации, на котором нанесен штриховой код, и не позволяет однозначно идентифицировать объект, на котором закреплен этот носитель. В связи с этим возможна подмена объекта, при этом на неподлинный объект может быть нанесена подлинная этикетка со штриховым кодом и в результате проверки будет ошибочно установлена подлинность неподлинного объекта.

Известен "Способ подтверждения подлинности информации" (RU 2165643, 19.04.2000, G06K 9/00), в котором в качестве защищаемого объекта используют текстовую информацию или часть текстовой информации, нанесенную на бумажный носитель. Текстовую информацию преобразуют в цифровую форму, подписывают ее ЭЦП маркировщика и добавляют открытый ключ маркировщика для проверки ЭЦП, после чего производят их преобразование в штриховой код, который наносят на бумажный носитель с текстовой информацией. Для проверки подлинности текстовой информации производят обратное преобразование штрихового кода, проверяют подлинность ЭЦП маркировщика с помощью открытого ключа, находящегося в этом же штриховом коде. Если ЭЦП подлинная, то делают вывод о подлинности информации.

Авторы изобретения утверждают, что помещение открытого ключа маркировщика в штриховой код упрощает процесс верификации, поскольку позволяет исключить необходимость наличия баз данных об открытых ключах маркировщиков, расположенных в разных регионах. Кроме того, авторы полагают, что повышается надежность подтверждения подлинности текстовой информации.

Однако помещение открытого ключа маркировщика в штриховой код приводит к тому, что злоумышленник может одновременно подменить ЭЦП и открытый ключ маркировщика, а также модифицировать текстовую информацию. В результате проверки такая подмена не может быть обнаружена и текстовая информация будет идентифицирована как подлинная, поскольку ЭЦП маркировщика будет ошибочно идентифицирована как подлинная. Таким образом, помещение открытого ключа маркировщика и ЭЦП маркировщика в штриховой код приведет к тому, что результат проверки подлинности ЭЦП будет всегда положительным и соответственно любой объект, даже модифицированный злоумышленником, будет всегда идентифицирован как подлинный.

Известен "Способ идентификации подлинности контролируемого объекта" (RU 2172015, 01.03.2000, G06K 9/00). Способ заключается в том, что в качестве защищаемых объектов используются подакцизные товары. При этом в качестве информации о защищаемом объекте используют информацию о потребительских свойствах товара, параметрах производителя и производственных характеристиках. В качестве параметров производителя используют код региона, код производителя, номер заявки на изготовление серийной партии товара. В качестве потребительских свойств объекта используют параметры, контролируемые визуально, осязанием, на вес, по цвету и запаху. В качестве производственных характеристик используют код маркирующей организации, код поставщика, код производителя, тип объекта, дату изготовления товара.

Вышеперечисленные виды информации об объекте преобразуют в цифровую форму, подписывают ее ЭЦП маркировщика, добавляют открытый ключ маркировщика для проверки подлинности ЭЦП, после чего производят их преобразование в штриховой код, который наносят на бумажный носитель, который наносят на объект или на этикетку, закрепляемую на объекте.

Для проверки подлинности объекта производят обратное преобразование штрихкода, проверяя подлинность ЭЦП маркировщика с помощью открытого ключа, находящегося в штриховом коде. Если ЭЦП подлинная, то делают вывод о подлинности информации, по подлинности информации судят о подлинности защищаемого объекта, при этом производят сравнение органолептических (вкус, цвет, аромат, внешний вид) показателей объекта со считанной информацией из штрихового кода. А информацию о маркировщике, производителе и производственных характеристиках объекта, считанных из штрихового кода, сравнивают с информацией, находящейся в базе данных, о подлинных объектах.

Данному способу присущи все недостатки, которые были описаны выше при анализе способа RU 2165643.

Известен «Способ определения подлинности изделия» (RU 2213371, 08.10.2002, G06K 9/00, G07D 7/00), заключающийся в том, что формируют информацию о защищаемом объекте в цифровой форме, подписывают эту информацию электронной цифровой подписью маркировщика, формируют в цифровой форме средство для последующей проверки подлинности электронной цифровой подписи маркировщика, формируют индивидуальный номер объекта в цифровой форме и адрес обращения за ключевой информацией в цифровой форме, после чего осуществляют кодирование с помощью индивидуальной ключевой информации о защищаемом объекте, электронной цифровой подписи маркировщика и средства для последующей проверки подлинности цифровой подписи маркировщика, после чего индивидуальный номер объекта, адрес обращения за ключевой информацией и всю закодированную информацию преобразуют из цифровой формы в штриховой код, наносят штриховой код непосредственно на сам объект или на любой материальный носитель, закрепляемый на объекте или прилагаемый к нему, а по указанному адресу обращения за ключевой информацией запоминают индивидуальный номер объекта и индивидуальную ключевую информацию, а для проверки подлинности объекта считывают штриховой код преобразуют его в цифровую форму, выделяют информацию об адресе обращения за ключевой информацией и индивидуальный номер объекта, осуществляют обращение по указанному адресу и передают индивидуальный номер объекта, получая в ответ индивидуальную ключевую информацию, с помощью которой декодируют информацию о защищаемом объекте, электронную цифровую подпись маркировщика и средство для проверки электронной цифровой подписи маркировщика, проверяют подлинность электронной цифровой подписи маркировщика, по полученному результату судят о подлинности информации о защищаемом объекте, после чего по подлинности информации судят о подлинности защищаемого объекта, при этом число передач индивидуальной ключевой информации по данному индивидуальному номеру объекта ограничивают. При этом число обращений за индивидуальной ключевой информацией по данному индивидуальному номеру объекта считывают для получения информации о возможном количестве контрафактных объектов.

Однако для способа характерны следующие недостатки, не позволяющие его широко использовать и гарантировать подлинность маркировки: маркировку можно скопировать; вместо адреса хранения индивидуальной ключевой информации может быть закодирован адрес, подтверждающий подлинность поддельной маркировки.

Известен «Способ определения подлинности объекта по информации об этом объекте» (RU 2207624, 27.12.2001, G06F 17/60), заключающийся в том, что формируют информацию о защищаемом объекте в цифровой форме, подписывают эту информацию электронной цифровой подписью маркировщика, формируют в цифровой форме средство для последующей проверки подлинности электронной цифровой подписи маркировщика, после чего осуществляют их преобразование из цифровой формы в штриховой код, наносят штриховой код непосредственно на сам объект или на любой материальный носитель, закрепляемый на объекте или прилагаемый к нему, а для проверки подлинности объекта считывают штриховой код, преобразуют его в цифровую форму, выделяют из нее информацию о защищаемом объекте, электронную цифровую подпись маркировщика и средство для проверки электронной цифровой подписи маркировщика, проверяют подлинность электронной цифровой подписи маркировщика, по полученному результату судят о подлинности информации о защищаемом объекте, после чего по подлинности информации судят о подлинности защищаемого объекта, отличающийся тем, что в качестве средства для проверки электронной цифровой подписи маркировщика используют сертификат открытого ключа электронной цифровой подписи маркировщика, включающий, по крайней мере, информацию об открытом ключе маркировщика, принадлежности открытого ключа данному маркировщику, подписанную электронной цифровой подписью организации, выдавшей сертификат, а в качестве информации о защищаемом объекте используют информацию, позволяющую однозначно определять подлинность объекта. Основным недостатком этого способа является необходимость проверки подлинности изделия экспертом со всеми связанными с этим затратами.

Общим недостатком вышеупомянутых способов определения подлинности является хранение вместе с защищаемым объектом в его маркировке информации об этом объекте, используемой для проверки его подлинности. Это дает возможность злоумышленникам вместе с объектом подменять информацию об объекте (маркировку), что ведет к ошибочной идентификации поддельного объекта как подлинного. Другой недостаток в том, что штриховой код наносится на материальный носитель, закрепляемый на объекте. В этом случае можно говорить только о подлинности маркировки, но не подлинности изделия. Если же подобный штриховой код наносить непосредственно на объект, нужно принять во внимание, что увеличение объема информации, кодируемой в штриховом коде, ведет к увеличению размера штрихового кода, что может быть нежелательно при маркировке изделий промышленного производства.

Известен «Способ нанесения графического кода и устройство для его осуществления» (RU 2447501, 01.02.2008, G06K 19/06). Разработано устройство для соединения информации с изделием, содержащее в себе: аппликационный блок для нанесения на изделие графического признака, образованного случайным расположением пятен; камеру для электронного сканирования изображения, по меньшей мере, участка графического признака; процессор для обработки отсканированного изображения для выделения дескриптора; устройство присвоения для присвоения информации дескриптору; запоминающее устройство для хранения связи. Однако для работы необходимо дополнительное оборудование и расходные материалы для нанесения маркировки и дополнительное оборудование для считывания маркировки, кроме того для каждой части кода необходимо свое считывающее устройство. Все это является недостатками способа и ограничивает его широкое применение.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение степени защиты продукции или изделий для их идентификации и защиты от подделки, является упрощение идентификации продукции (изделий) за счет вовлечения самого производителя в процедуру проверки подлинности продукции или изделий, использования открытых информационных каналов для передачи данных, касающихся проверки подлинности продукции или изделий. Поставленная техническая задача и достигнутый технический результат обеспечиваются заявленным в качестве изобретения способом маркировки продукции или их идентификации и защиты от подделки, заключающимся в том, что присваивают индивидуальные номера каждой единице изделия в алфавитно-цифровой форме, после чего присвоенный индивидуальный номер преобразуют в двумерный штриховой код символики Data Matrix, содержащий этот индивидуальный номер, далее на поверхность изделия наносят по меньшей мере два таких штриховых кода в непосредственной близости друг от друга, при этом расстояние между ними носит произвольный случайный характер, и полученная таким образом маркировка состоит из цифровой части, идентифицирующей изделие, и аналоговой части, определяемой взаимным расположением штриховых кодов и определяющей подлинность изделия, далее при одновременном считывании этих штриховых кодов вычисляют координаты их углов в одной системе координат, причем присвоенные индивидуальные номера, как и вычисленные координаты углов штриховых кодов, заносят в информационную базу данных, а подлинность изделия определяется одновременным считыванием штриховых кодов и сравнением с содержащимися в базе данных занесенными сведениями. Итак, технический результат достигается тем, что в способе маркировки с идентификацией подлинности продукции каждому изделию присваивается индивидуальный номер и формируется двумерный штриховой код символики Data Matrix, содержащий этот номер. На поверхность изделия наносят два таких штриховых кода в непосредственной близости друг от друга. Подлинность изделия определяется по содержимому штриховых кодов и их взаимному расположению. Маркировка состоит из уникальной цифровой части, идентифицирующей изделие, и уникальной аналоговой части, защищающей от подделки, при этом аналоговая часть определяется взаимным расположением штриховых кодов, а координаты углов штрихового кода вычисляются при декодировании. Существенные отличия предлагаемого способа заключаются в одновременном считывании и декодировании обоих штриховых кодов, что позволяет вычислить координаты их углов в одной системе координат (см. фиг.2), в отличие от последовательного считывания (см. фиг.3, 4).

Взаимное расположение (координаты углов) близко расположенных друг от друга двумерных штриховых кодов (по меньшей мере двух штриховых кодов) на поверхности продукции (изделий) является существенным признаком заявленного способа, т.е. наносимой маркировки. Взаимное расположение (координаты углов) составляет аналоговую часть маркировки. Цифровая часть маркировки - номер (индивидуальный) продукции (или изделия), содержащийся в штриховых кодах. Совокупность аналоговой и цифровой частей маркировки используется при проверке подлинности и идентификации продукции (или изделий).

Для нанесения двумерного штрихового кода на изделие используется, в частности, ударно-точечная маркировка, лазерная маркировка.

В качестве декодирующего и считывающего устройства используют DPM-сканер icReader, описанный, например, в патенте РФ на полезную модель № 120 798 от 27.09.2012.

Уникальная цифровая часть маркировки - индивидуальный (серийный) номер изделия.

Уникальная аналоговая часть маркировки - взаимное расположение штриховых кодов.

Границы штрихового кода определяются в соответствии с пунктом 9 «рекомендуемый алгоритм декодирования для символики Data Matrix» ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008. Координаты углов вычисляются как координаты точек пересечения границ штрихового кода.

Количество наносимых штриховых кодов определяется многими факторами, например размерами штриховых кодов, размерами маркируемой поверхности, качеством маркируемой поверхности и др.

Расстояние между штриховыми кодами определяется характеристиками камеры сканера и системы освещения.

Для эффективной работы рекомендуется, чтобы расстояние между центрами штриховых кодов L составляло от полутора до двух длин стороны штрихового кода (см. фиг.1).

Ниже приводится описание применения изобретения в виде примеров, иллюстрирующих его, но не ограничивающих, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

На фиг.1 приведен пример взаимного расположения двух штриховых кодов, где L - расстояние между наносимыми штриховыми кодами.

На фиг.2 приведен пример одновременного сканирования всех штриховых кодов.

На фиг.3, 4 приведен пример последовательного сканирования штриховых кодов.

Здесь X, Y - оси координат.

, , , , , , , - координаты углов первого декодированного штрихового кода в системе координат X0Y.

Х₀, Y ₀, X₁, Y₁, X₂, Y₂ , Х₃, Y₃ - координаты углов второго декодированного штрихового кода в системе координат X0Y.

На фиг.5 приведен пример маркировки прямого нанесения, состоящей из двух одинаковых двумерных штриховых кодов, расположенных в непосредственной близости друг от друга.

Пример 1 (нанесения маркировки)

На металлическую пластину с помощью устройства нанесения ударно-точечной маркировки наносится маркировка (см. фиг.5), состоящая из двух одинаковых штриховых кодов. Штриховой код содержит серийный номер. Размеры штрихового кода 12×12 мм, расстояние между центрами штриховых кодов 23 мм.

Маркировку сканируют (одновременно все штриховые коды (см. фиг.2)) сканером icReader. По значениям координат углов штриховых кодов рассчитывают значение параметра, характеризующего взаимное расположение штриховых кодов. В базу данных заносят серийный номер и соответственное значение параметра, характеризующего взаимное расположение штриховых кодов.

Пример 2 (проверки подлинности изделия)

Сканером icReader считывают всю маркировку детали (одновременно все штриховые коды (см. фиг.2)). Проверяют наличие детали с таким же серийным номером, как декодированный, в базе данных. По значениям координат углов штриховых кодов рассчитывают значение параметра, характеризующего взаимное расположение штриховых кодов и сравнивают с соответствующим значением из базы данных. На основании полученных данных делают вывод о совпадении/несовпадении и вычисляют вероятность ошибки.

На прилагаемых чертежах (фиг.1-5) показана получаемая заявленным способом маркировка, расположение штриховых кодов, содержащих индивидуальные номера изделия.