基于NFC技术的防伪溯源系统设计

基于NFC技术的防伪溯源系统设计

李水平

杰创智能科技股份有限公司武汉分公司 武汉市430000

摘要：假冒伪劣产品不仅严重影响国家的经济发展，而且威胁到品牌企业和消费者的重要利益。包装防伪技术已经发展了几十年，防伪技术主要用于烟酒包装等高端产品，但实际应用效果并不十分理想，防伪产品仍然很普遍。传统的防伪技术分为两大类:防伪材料技术、电话搜索技术或短信搜索技术。基于计算机的防伪信息技术和通信技术，以QR码或电子标签为媒介，综合应用信息收集、网络通信、信息编码、信息管理和可变数据打印等技术，不仅提供包装感知、通信和产品交互等功能。

关键词：NFC技术；防伪溯源；系统设计

引言

随着经济的不断发展，商品变得多样化、丰富、人性化。越来越多的新产品出现在大众眼前，但与此同时，伪造业继续随着这一浪潮而复兴。假冒产品，从原材料到质量到安全，都充满不确定性，对消费者构成巨大风险。为了防止这类事件，防止伪造的技术也有所发展。比较数据库中的信息更接近生命，如数字防伪、QR码等，但这些方法经常被第三方使用，过程复杂且耗时。目前，随着NFC技术的普及，NFC通过将非常小的NFC芯片粘在货物上，在防伪部队中占有越来越重要的地位，这很难复制，但仅仅比较数据库中的信息，安全性将难以满足。为了实现安全实用的防伪效果，需要将NFC技术与国内密码算法相结合实现防伪，同时能够让消费者直接清晰地看到产品信息。NFC芯片中SN码和产品信息的官方数字签名是由国家密码算法实现的，防止了伪造者破解密码算法和伪造SN码，从而保证了产品的真实性和可靠性，实现了防止伪造的目标。这种方法既安全可靠，又简单快捷，生产成本低，符合目前防伪技术的总体趋势。

1NFC技术

NFC是一种短距离无线通信技术，它通过集成非接触射频识别(RFID)技术和互连通信技术而得到发展，后者可向下兼容RFID，RFID的工作频率主要为13.56MHz，有效传输距离通常小于20厘米。NFC设备支持两种通信模式:主动和被动。主动模式通常是点对点模式，设备需要电源电路支持，传输距离可达20厘米，笔记本电脑、手机和其他数字产品之间的数据交换是常见的。被动模式的工作方式与RFID类似，因为带电源的NFC设备用作启动设备，无线电频率信号被发出，被动NFC设备(标签)被激活，信息被传输和读取。在本系统中，NFC通信模式为被动传输模式，具有集成NFC功能的手机或便携式终端用作启动设备，生成无线射频电场，激活产品上的NFC标签，激活标签后，即可与设备通信。

2系统架构

基于NFC技术的防篡改跟踪系统可分为标签物理层、标签逻辑层、防篡改密码算法模块、可跟踪信息框、通信接口API、防篡改源数据库、防篡改源系统等。标签的物理层是一种真正的可重复且不可侵犯的信息载体。此标签比标准RF id标签大得多(通常只有8个字节的id和12个字节的EPC数据区域)。因此，跟踪信息可以直接写入标签，从而提供不依赖互联网的不可侵犯的跟踪功能。为了充分利用标签功能，我们将逻辑级别的电子标签分为五个分区:ID存储、加密消息存储、数据存储、定位信息存储和备用存储，从而构成了标签的逻辑级别。每个NFC标签在出厂时都使用唯一的国际标识号固定，这对于防止伪造和确保标签不重复具有特殊意义。本系统在此基础上更进一步，采用RSA等加密算法对识别号进行加密，将加密后的消息存储在标签的加密消息区域，手机验证应用程序可以使用加密算法进行离线真实性验证。标签通过接口API与软件平台、移动电话识别应用程序和其他应用程序系统进行交换，以实现诸如读取和写入可跟踪性信息以及确定真实性等功能。

3商品防伪溯源系统

商品追踪系统诞生于1980年代，英国政府建立了牛肉追踪系统，以追踪疾病的来源。随后，欧洲、日本和美国等国相继制定了有关可追踪性制度的相关法律法规，并设立了相关监督机构；内部跟踪系统的研究起步较晚，2004年，中国农业部在北京市蔬菜质量跟踪试点项目框架内启动了食品跟踪系统第一个试验点。2015年12月，国务院办公厅发布了关于加快实施重要产品跟踪制度的通知。各级有关政府作出反应，促进建立可追溯性制度，逐步建立相关标准和政策制度，建立企业主管行政当局的质量可追溯性制度，逐步增加对追溯性产品的接受和批准尽管使用二维码技术进行产品跟踪的成本较低，但其缺点是容易复制和模仿，无法动态更改信息。使用NFC电子标签技术可以同时读取和写入信息，其数据加密技术可确保有效防止伪造。随着电子印刷技术的发展，电子标签制作成本逐步降低，配备NFC芯片(手机、平板电脑等)的智能终端广受欢迎。) NFC技术终端识别设备问题得到解决，在可追溯性领域具有良好的应用发展空间。

4系统功能设计

(1)初级商品监测和管理中心，是企业用户和消费者的安全平台。控制中心有三种类型的管理员用户:帐户管理员、审计管理员和安全管理员。安全管理员负责管理企业市场信息，包括企业法人的审计授权、证书、相关信息的输入和删除操作的修改；审计管理员可以查看、保存、导出和清除系统日志：帐户管理员具有最高的后台系统管理权限，可以管理系统中的其他用户(如cru)，并可以使用前两个用户的所有功能。由于商品监督管理中心是国家密码算法中需要数字签名技术的认证机构，监管中心还必须确保密钥的妥善保管和私钥的安全分发。此外，当消费者使用防伪查询应用程序验证产品的真实性时系统日志对于软件的操作维度非常有用。因此，日志信息由监控中心生成和维护，用于管理员登录、业务信息更改和商品的消费者认证请求。(2)商品厂管理系统，商家必须先购买NFC标签，然后使用SM3算法计算工厂的商品信息和NFC标签序列号，并使用SM2算法签名。将锁定NFC标签上获取的数字签名，以便该标签可用作防篡改标签，该标签可粘贴到防篡改标签的常规产品上，并且该标签可用作相应产品的防篡改源，以供将来搜索时使用(3)产品防伪查询应用程序由消费者用具有NFC功能的手机下载防伪查询应用程序，成功下载应用程序后，用手机扫描NFC防伪标签，实现目标d防伪查询软件将防伪标签SN代码和商家信息发送到后台应用程序(即商品监控中心)进行查询，后台应用服务器上注册的商品公钥和SM2算法进行检查，以确定值是否如果存在一致性，将显示真实的产品信息页面。相反，APP显示为错误的信息页面。防伪查询软件和防伪标签相互认证，只有本系统和本防伪系统的防伪标签才能通过认证。如果验证失败，软件客户端将显示错误和质量差的产品提示页。如果你路过，表明货物是真的，你可以放心购买。

5系统总体架构

通过将系统需求分析与可跟踪业务流程分析相结合，确定系统采用了C/S和B/S双重体系结构模型，该模型可以在Android终端上使用客户验证和管理NFC标签，以确保消费者身份识别功能和某些活动的便利性B/S架构可让您存取浏览器，以进行复杂的系统管理作业，并且不方便使用行动装置。整体体系结构基于三层体系结构:表示、企业和数据。(1)表示层用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供交互操作界面。系统中有两种交互模式:通过Web浏览器连接的管理系统网站和位于智能终端上的APP客户端。(2)业务层业务层位于数据层和表示层之间，起到数据交换的启动和启动作用。它负责接收用户通过表示层提出的请求，将语句传递到数据层，对收到的数据信息进行逻辑处理，执行数据查询、读取、写入等功能。业务层通常由Web服务器实现。双体系结构系统需要两台Web服务器，一台用于应答管理系统网站，另一台用于应答移动电话APP客户端。(3)数据层数据层主要是在系统中存储所有数据信息，负责接收业务层数据访问请求，访问数据库，从数据库中添加、删除、修改和查询数据，并将数据传输到数据层选择MySQL数据库以完成系统数据库开发并通过JavaEE平台实现对数据库的调用。

6区块链商品上链系统

一个完整的产品跟踪链，从产品的生产到销售，可以通过集团链产品跟踪系统来实现，从而便于对消费者进行跟踪。企业可以利用云技术部署应用国密码算法的组块节点，构建完整的组块链网络，验证组块链应用中国内密码算法的准确性，确保加密正确。在生产、运输、销售等各个方面将连锁系统客户部署到连锁产品上，确保在块中正确写入相关产品信息，并完成顶部字符串。为了提高上链的准确性和可靠性，建议您使用计算机积极读取产品NFC标签中的信息，并自动添加信息以补充上链，从而避免手动错误和伪造上链信息。

结束语

NFC标签具有读写、高安全性和低成本等优点。随着NFC智能手机越来越受欢迎，终端设备的自动识别问题可以得到解决，并且在伪造跟踪领域具有更好的优势。系统总需求分析是根据分析系统五类用户的需求得出的。以商品供应链为基础，总结了商品追溯过程。跟踪系统的整体体系结构是使用C/S和B/S双重体系结构模型设计的。该系统旨在有效满足企业跟踪管理和消费者跟踪搜索功能的要求。

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