新型防伪材料在商品防伪及货币防伪、银行卡等上的应用

文档序号:896133 发布日期:2021-02-26 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 新型防伪材料在商品防伪及货币防伪、银行卡等上的应用 (Application of novel anti-counterfeiting material in commodity anti-counterfeiting, currency anti-counterfeiting, bank card and the like ) 是由 不公告发明人 于 2017-11-27 设计创作,主要内容包括:以往的防伪材料有一个致命缺陷:难以防止复制。无论我们采用什么材质的标志,无论我们对信息进行多么复杂的加密,复制总是可以实现。仅仅从材料科学本身,以及密码学本身,都不能根本解决防止复制的难题。对此可采用1类新的防伪材料(不规则材料),它包含的信息量非常巨大,故难以完全复制。而验证时,只需对特定的位置进行查验,涉及的信息量较小,故易于操作。因为数据量较大,若不知道查验位置,即使敌手偷到了不规则材料,也无法得出正确的查验结果,并通过验证。它不仅可用于商品的防伪,还可用于制造货币、银行卡、身份证件等。这种货币,数据不易灭失,远比目前的电子货币安全。这种身份证件,是线下验证身份的技术中最先进的。(The prior anti-counterfeiting material has a fatal defect: it is difficult to prevent copying. Regardless of the material of the mark we use, no matter how complex we encrypt the information, replication can always be achieved. The problem of copy prevention cannot be fundamentally solved from the material science itself, as well as from the cryptography itself. For this purpose, class 1 new security materials (irregular materials) can be used, which contain a very large amount of information and are therefore difficult to reproduce completely. And when in verification, only the specific position needs to be checked, and the related information amount is small, so the operation is easy. Because the data volume is large, if the inspection position is unknown, even if an adversary steals irregular materials, a correct inspection result cannot be obtained and the inspection result passes the verification. It can be used for anti-fake of commodity and for making currency, bank card and identity card. The currency has the advantages that data is not easy to lose, and the currency is far safer than the current electronic currency. The identity document is the most advanced of the technologies for off-line identity verification.)

新型防伪材料在商品防伪及货币防伪、银行卡等上的应用

本申请为分案申请,原申请号为201711254446.7,名称是“新型防伪材料在防伪支付及货币防伪、银行卡等上的应用”,申请日:2017年11月27日。

原申请的第一次审查意见通知书(2020年04月26日发出)指出,原申请的权利要求,不符合单一性原则,故将其一部分(权利4、5)另行申请,同时将一些与新主题无关的内容删除。

技术领域

本发明,涉及商品的防伪技术,与电子支付技术,以及货币防伪、银行卡防伪、身份的鉴别技术。更具体地说,是使用新型防伪材料的货币防伪、银行卡防伪、身份鉴别的技术。

背景技术

现在市场上有很多假货,这损害了消费者、生产商的利益,防伪工作对提高真实商家的效益是非常重要的。要鉴别商品的真伪,最可靠的方法,是对商品本身的物理特性、化学特性等进行考察,但这往往不仅麻烦、方法复杂,要耗费很长时间还成本较高,故并不常用。此外我们还可通过商品的包装等实体、防伪码(俗称为“电码”)等来间接地鉴别商品的真伪。使用包装防伪成本较高,但包装也还是容易仿冒的。而以往的防伪码技术虽成本较低,但更容易仿冒。

而以往很多情况下防伪码是根据商品的序列号等数据通过特定的加密算法算出的,这就不需有较大的数据库,成本较低,但敌手若花费较长的时间,经过多次的运算,是可能破解的。而以往也有很多防伪码公司的内部人员,泄露加密算法、密钥的事情发生。

而即使商品有真实的防伪标签也未必是正品,防伪标签可以被冒用,商品可以被调包。

此外以往的货币、银行卡、身份证,也有很多不足,这也可用1种新的防伪材料来解决。

发明内容

发明内容分为对不规则材料的介绍、货币、银行卡等多个部分,以下分别叙述。

1.不规则材料

现在的防伪码应用有很多不足,而有防伪标签的物品也未必是正品。现在1次性使用(验证后即失效)的防伪码,已经使用很广泛,这可很好地防范复制,但这还是给敌手留下了1次仿冒的机会,对于珠宝等价值较高的商品,1次仿冒还是很有利可图的。敌手还是可对商品进行调包,并通过实体的商店销售真品以获利。

防伪技术领域中,最令人头疼的,不是1次性验证的可靠性,而是难以防止复制。无论我们采用什么材质的标志,无论我们对信息进行多么复杂的加密,复制总是可以实现。仅仅从材料科学本身,以及密码学本身,都不能根本解决防止复制的难题。

针对这种难题,我提出了一种全新的思路,其理念与以往完全不同,我是用数据的“量”来解决问题,而不是用数据的“质”来解决问题。我们可以使用一些难以完全复制的防伪材料(以下简称“不规则材料”),这些防伪材料的特性,理论上讲是无限的,这样敌手就难以完全复制。通俗地说,我的理念,是不可“完全”复制。不规则材料,是防范1次性的仿冒的唯一的可靠方法。

不规则材料分为光学不规则材料(它以光学特征作为主要的查验的依据)、电学不规则材料(它以电学特性作为查验的依据)等,它使用显微镜等工具,记录和检验材料,故数据量是极为巨大的。

不规则材料的特性,理论上讲是无限的,这样敌手就难以完全复制,而这就会带来这样的技术问题:这么多的数据,既难以储存,也难以传输、验证。而记录和检验,也较困难。

对于1个名片大小的防伪材料,用以往的600dpi的扫描仪,扫描出来的文件约为60MB。而我们采用显微镜来记录数据,若采用放大倍率为800倍的显微镜,1个标签的数据量约36.8GB,约是30部电影的空间。精度较高的扫描仪,扫描速度较慢,扫描一幅图花费几十分钟甚至几个小时是很正常的事情,而这种速度显然不能满足对普通商品的真伪鉴别的需要。即使其速度提高到了足够的水平,其信息存储成本、信息传输的成本等,也远远超过了普通人所能承受的水平。

针对上述的数据量较大的技术问题,我提出了抽检的技术手段,即先由服务器随机确定1个或1组查验位置,并以此记录查验数据。用户要辨别商品的真伪时,先验证用户的身份,确认用户的身份后,服务器再向查验设备返回查验位置,查验设备由此得出查验结果(通常是根据一定的算法得出1个校验值,而不是全部的图像数据,这既能减少数据量,也可提高安全性)并返回服务器,服务器由此判断防伪材料的真伪。这样,采集、存储、传输、验证防伪信息的速度,及采集、存储、传输、验证防伪信息的成本,都能满足需要。

而抽检,不改变整体数据量较大的状况,故依然能够防止完全复制。

而按照指定位置来查验,又使传输的数据量较小,这样就容易查询。若不知道查验位置,即使敌手偷到了不规则材料也无法得出正确的查验结果。

而为了提高安全性,不能随便透露查验位置,可采取如下的技术手段:用户网购时,系统记录订单号(订单信息包括用户名等),并将订单号与相应的商品的防伪码绑定。用户收到商品时,用服务站的服务器发出防伪码等,系统根据防伪码及订单号,确认用户的身份,再返回查验位置。而以往的防伪码,通常不会与订单号绑定,使用时,也没有这么复杂的验证步骤。

这种材料容易制作,却难以复制,复制的成本远超过制作的成本。当然在一定的技术条件下,查验不规则材料的精度是有限的,按照这种精度复制不规则材料也是可能的,但其成本通常是非常高昂的,因此是难以实现的。而不同的不规则材料复制的难度不同,就目前的技术而言,有的按一定的精度是无法复制的。

通常应由服务器确定检验的区域,不应由用户(检验装置)发出检验位置、区域。若由用户(检验装置)发出检验位置,服务器无法再得出查验结果,因为防伪材料已不在服务器可检测的地域,而原来服务器并没有对防伪材料的所有数据进行记录(因为记录的成本过高、耗费的时间过长),故只能由服务器确定、发出查验位置。

以下对一些不规则材料进行介绍,光学不规则材料分为1维、2维、3维3类。例如,将1根表面平直的塑料棒用1个表面不规则的锉刀以不规则的线路来锉,这就能形成1个不规则的表面。若这1不规则的表面凹凸不大,就可按照1条直线来查验各个部位,这种1维的不规则材料以下简称1维材料。若凹凸较大就不能按照1条直线来查验各个部位,若查验部位分布在1个平面上,这种不规则材料以下简称2维材料。若查验部位不是分布在1个平面上,而是立体的,这种不规则材料以下简称3维材料,它的仿制成本极高,但制造成本也较高。

而查验光学不规则材料,是采用放大镜、显微镜等,按指定的位置(以下简称查验位置)进行的。可根据在指定位置查验到的图形,按照一定的规则(例如有转换为1、无转换为0,也可将灰尘等的坐标直接转换成数据,或将各个方格内的灰尘等的数量转化为数据,其方法是很多的,本发明不对此进行严格限定)进行处理,可得出特定的数据,可根据这种数据来验证商品的真伪。这种数据及查验到的图形等,以下都统称为“查验结果”。而查验位置,是随机的、不规则的,可在发出不规则材料前,对其随机确定1或多组查验位置,并记录查验位置和查验结果。买家收取该商品时,在初步的验证(对防伪码、买家身份的验证)通过后,再向特定的人或设备(例如服务网点的服务器)发出查验位置,再根据这些位置来查验,这样传输的数据量就较小。

若由服务网点发出查验结果、直接由卖家的服务器完成不规则材料的验证,这对确定买家的身份较有利,但于确定卖家的身份不利。若在卖家的服务器发出查验位置前,先由卖家的服务器向中央服务器(以下简称“联控中心”)发出1个(以查验结果为源数据,用随机抽取几位数字等不可逆的算法生成的)校验值,再向联控中心发出查验位置,再让服务网点向联控中心发出查验结果,联控中心也根据查验结果来生成1个校验值,并检查校验值是否相符,就可判断卖家的身份是否正确。而依据不规则材料来生成校验值,由于查验位置是不确定的,故敌手难以获得准确的查验结果,并生成校验值。用不可逆的算法生成校验值,可防止敌手推知查验结果。而以查验结果为源数据,比以往的生成动态口令的方法更可靠,因为其源数据是真随机的。若由服务网点发出查验位置(可从特定的1组位置中随机采用1个),由卖家的服务器发出查验结果(事先已经对多个特定的位置进行查验),这对确定卖家的身份有利,但总体的安全性较差。

制备不规则材料的方法很多,可以说是无限的。不仅是上述的用锉刀来锉的方法,还可将纸等材料撕开、折断,断裂处的形状,往往是不规则的。我们还可制这样做,先用1个表面不规则的锉刀,以不规则的路线、速度,去锉1块表面平直的塑料;再以这样的塑料作为印版(以下简称锉纹印版),在纸或塑料等材料上印刷;对印好的纸或塑料,可再印上1条直线或曲线,以便于针对这条直线或曲线上的图形进行查验。当然也可不印上线条,而是告知查验者进行查验所使用的线条的位置,这样敌手难以进行查验。也可按不规则的方向、位置,裁剪出材料,裁剪出的材料的1个侧边,是直的,而且位于印刷出的点、线较多的位置。这些不规则材料,以下简称锉纹材料。若这种材料的查验的部位,处于1条直线上,实际上它是1维材料。而我们不会对同1个锉纹印版,印刷出较多的锉纹材料,由同1个锉纹印版印出的锉纹材料,占总的锉纹材料的比例,都控制在一定的标准之下,这样我们通常遇到的锉纹材料,往往就是不同的。

此外我们还可将不透明的灰尘(细小的固体颗粒)撒下,对承载灰尘的筛子,施以不规则的振动,以增加灰尘掉落位置的随机性,灰尘落在基材上之后,再予以固定。而对这种不规则材料(以下简称固粒材料)进行观察时,不易确定位置,对此可在其上印刷线条等来辅助定位,但常用的印刷技术所能印刷的线条最细只能达到0.06毫米,这对较小的区域较难以标记。还可印上相隔一定距离的、特定尺寸的色块(以下简称定位色块,它可类似于斑马线的样式),用色块的边界作为确定位置的依据。我们还可在不规则材料上设置纤维(以下简称定位纤维)来辅助定位,这可更好地帮助定位,而在要求不高的情况下,我们也可不设纤维,以降低成本。还可使用粗细、或颜色不同的纤维,用来标记位置,粗纤维表示1,细纤维表示0,4根纤维为1组,就能表示15个位置。即使纤维的位置不太准确,也没关系,它本身就可成为1种位置不规则的标记。材料表面可标出正方向,以便于确定灰尘的坐标、确定查验的区域的位置。这样,固定、查验不规则材料时,首先要做的事,就是确定正方向。印刷的线条,可标出刻度等,以便于计算变形的比例等。还可在不规则材料上印出用于定位的点或其他形状的标志。

具体地说这种材料可以是这样的:用透明的强度较高的塑料、或玻璃等作为基材,这样材料不容易变形,也可在基材中加入或在基材下(外)粘上钢丝、塑料等材料以提高强度,这样材料又能适当地弯曲;先在基材的1面涂上透明的胶黏剂(通常是采用有机溶剂来稀释的),待溶剂挥发干,在其上按一定距离间隔地放置定位纤维,将此面朝上,对承载灰尘的筛子施以不规则的振动,使灰尘从上方撒下,并用不规则的气流扰动,气流在较小的空间内的运动是很不规律的,这可使灰尘的运动也变得不规律。灰尘落下后,再在其上覆盖1层透明的保护膜。灰尘最好是形状不规则的,以加大复制的难度。基材的强度较高,可防止材料变形,但易被揭取。而基材的强度较低,可防止材料被揭取。若将用于加固的塑料等材料,粘在不规则材料的保护膜上,且宽度较大,坏人就可在这些地方下手,将不规则材料划开,实施盗窃,又不会破坏不规则材料,故应注意避免之。

不规则材料的基材透明,便于用显微镜来直接观察,但若不规则材料贴在商品上,且商品是透明或半透明的,用放大镜、显微镜来直接观察,背景就可能对查验结果产生影响。对此可采用不透明的基材,而且基材的颜色,需与灰尘的颜色不同,例如分别是白色、黑色,否则就会难以区分基材与灰尘。为便于观察,还可在胶黏剂下贴上金属膜,以反射光线。

而随机确定查验位置,这些位置可能正好在定位纤维上;也可能在某些位置上,灰尘过多,灰尘间没有明显的间隙;或是灰尘过少,一片空白,这些情况都会使转换出的数据缺乏随机性。可放弃这些位置,重新寻找其他的位置进行查验,直至找到合适的位置。

此外还可用喷油漆、涂料、油墨等的方法来制备,即先将油漆、涂料、油墨等液体加压喷出,再用不规则的气流来扰动液滴,再使一部分液滴附着在塑料等基材上,待油漆、涂料等液滴干了,再覆盖上保护膜,这种不规则材料以下简称液滴材料。液滴材料与固粒材料,查验的方法是相同的,以下统称颗粒材料。干的液滴、灰尘等,都是不透明的细小的颗粒。

此外我们还可制作这样的1种不规则材料:在基材的表面覆盖1层不透明的材料(例如油漆、涂料),待其中的溶剂挥发掉,再用1或多个(钢)针(它们之间的距离是不相等的、不规律的),以不规则的路径在材料的表面上移动(例如基材的运动由1个电动机控制,钢针的运动由另2个电动机控制,1个实现左右方向的运动,1个实现对安装钢针的部件的旋转,它们的运动速度都是不规则的)。这样,钢针划过的地方,就会没有油漆、涂料等(油漆、涂料等就会被刮掉),这样就会在不规则材料的表面,形成不规则的图案。而钢针的尖端,是很小的,故它划出的痕迹就会很细,这样敌手就很难复制出同样的不规则材料。这种不规则材料以下简称“划痕材料”。为保护这层涂料,可在涂料的表面再粘上1层保护膜。为防止复制,可用粘度较大的不能用于印刷的涂料、油漆等涂在基材上,以往人们通常只能采用油墨等来复制图形。

通常我们不需对所有的划痕都进行查验,只需对其中的1条进行查验就行了。而且我们不需对这1条划痕全部都记录数据,只需对一些部分进行查验就行了。我们只需对较小的部分,进行较精细的查验,这样数据量较小。而采用哪1条(划痕),以下也简称为查验位置。通常我们可使用较粗的针,针的数量也不用太多,这样划痕较粗、较少,容易查验,标签的制作成本也较低,这适合于价值较低的商品。对于价值较高的商品,可使用较细、较多的针,以提高复制标签的难度、成本。它比颗粒材料查验容易,但较易复制。

我们可采用这样的查验装置:1个凸透镜、1块用于确定不规则材料位置的玻璃板、1个照亮查验部位的光源、1块用于感光的CCD。CCD位于成像处,凸透镜、玻璃板、CCD的位置都固定,图像的放大倍率也固定。使用时,只要将不规则材料置于玻璃板处,就能生成放大的图像。玻璃板上可印上线条,以便于确定位置。而不规则材料可根据查验位置,进行移动。

以往价值较高的商品的包装,大多都是1次性使用的,因为人们要通过这些包装来防伪。但采用了不规则材料后,防伪就不再依赖于包装了,这样包装就可较简单,也可回收了,这可大幅地降低包装成本,这是防伪技术的另1个间接的益处。

光学不规则材料也有很多种,例如我们可用颜色的深浅作为考察的物理量,先在1张白纸上喷上用易挥发的有机溶剂溶解的染料的液滴,再喷上无色的易挥发的有机溶剂的液滴,再通过加热、风吹等手段使溶剂迅速挥发,再覆盖上1层保护膜。这时染料还没有完全扩散,染料在各处的浓度差异较大。而纸是由纤维组成的,染料很容易通过毛细作用而迁移(俗称洇),故纸上各处的颜色有很好的随机性,这种材料以下简称“洇染材料”。为防止染料的移动可在溶剂挥发后,再加入一些防止染料扩散的材料,例如喷上融化的蜡,待蜡冷却后,就会变成固体,阻止染料的扩散。但开发确定各处的颜色深度的技术较难,其成本也较高。

我们还可用折光率作为考察的特性。例如我们可在透明的塑料中掺入一些可改变光线的折射方向的物质(如其他种类的塑料或玻璃的碎屑,将玻璃进行粉碎得到的碎屑是很不规则的)。可先将盛放各种物质的碎屑的筛子(这种筛子可分成多个部分)以不规则的速度转动、振动,再用不规则的气流来扰动碎屑的运动;达到一定的厚度后,再加热压制,使这些原材料形成1体。不应将这些材料完全混合均匀,否则对材料的各处进行考察得出的结果的随机性就会较差。虽其相关成本较高,但仿冒很难,用在国防、国家安全等领域,是很有前途的。

检测、检验光学不规则材料的设备,成本较高,而有的电学不规则材料的检测、检验设备的成本可较低,例如我们可将铅、锡、铜、铁、石墨等电阻率不同的粉末状的材料(应尽量采用电阻率相差较大的材料,以增加随机性)混合起来(方法同上),再加热压制成1体,其中可包含细微的气泡以增加随机性,这种材料以下简称电阻材料。而空气的气泡中含有氧气会使金属氧化,对此可在充满氮气等惰性气体的环境中来制造。电阻材料的查验方法很多,本发明对此不做出限定。若将1个电极置于固定的位置,再将探针置于不同的位置,就会形成不同的电阻。也可用2个探针,测量2者间的电阻,并通过一定的规则转换为查验结果,这2个探针间的距离应当较大,以提高攻击的难度。与2组位置的查验结果相关的电阻分布情况,比1组位置的查验结果相关的电阻分布情况复杂,4组就更复杂,16组就复杂很多,即使这些位置是很规律的(例如相邻各点间的距离相同)。2点间的电阻与多个位置的材料有关,这种关系是非常复杂的,很难通过计算来推导,若要复制电阻材料,1处的错误,就可能导致查验结果的不同。这种材料是非常难以复制的,且容易保存(不易损坏),查验的成本也较低,故很有前途。还可设2个电极,再测多处的电压、电阻等(这些探针、电极的位置,以下统称为查验位置,查验位置可以是1组位置,而不一定是单独的1个位置),这就更难仿制。而2个电极间的电流不同时,各处的电压等状况的变化是非线性的,故我们可在电流不同的情况下进行查验,还可在2个电极间的电压不同时进行查验,这些查验的条件以下简称查验条件。以现有的技术,要精确地控制电流,成本较高,而测量电阻较为容易,故以下暂不讨论改变查验条件的查验方法。而这种不规则材料的检测设备的成本,远低于上述的使用显微镜的检测设备的成本。

我们还可用磁介质来制作不规则材料,尽量使磁迹不规则,查验时使用较灵敏的磁头。

对于价值较低的商品,只需在包装的封口处贴上用不规则材料制成的较小的标签(以下简称不规则标签),就足以防止坏人对商品进行调包,而对于价值较高的商品(例如钻石),坏人仍然可能从不规则标签之外的地方下手进行调包,并通过不正规的渠道将真品销售出去,故仅有防伪支付、不规则标签就不够了。对此也可使用较大的不规则材料,覆盖住商品的整个包装,以下简称不规则包装,它可有效地防止价值较高的商品被调包。不规则包装,通常可分为包装、封口2部分,当商品被装入包装后,再将用于封口的不规则材料,贴在封口处。包装部分可使用基材较坚固者,以便于重复利用;而封口处可使用基材强度较低者,以防揭取。在基材较坚固的不规则材料被大量生产后,由于其数量较多,故回收后就很难再将它与其他的不规则材料区分开,故可多次回收利用,这样每次使用的成本就很低。每次用过,将商品及买家的编号等的字迹洗掉或撕掉,再用时再打印上新的编号,或贴上新的编号等的标签就行了。不规则包装的查验位置,必须覆盖封口处,以及其他的足够多的位置(查验位置之间的间隔不能大于货物的最小线度),否则敌手就可能从中割开不规则包装,进行调包。而对不规则标签,则只需对经过封口处的位置,进行查验即可,故查验位置只需通过封口处即可。

而查验不规则材料需使用专门的设备,故往往要在服务网点完成其查验。若买家要求送货上门,可先将货物留在服务网点,并通知买家商品已送到服务网点,并告知商品的种类等信息,买家对商品信息进行核对后,若其的确订购了该商品则予以确认,系统核实过买家的身份后,由服务网点向联控中心发出防伪码,防伪码的验证通过后,代理模块(目前很多单位没有自己的服务器,无法自行完成防伪码的验证,我们可为它们提供代理服务,即在联控中心外再增加1个,用于代卖家完成防伪码、不规则材料的验证等工作的模块,以下简称“代理模块”)通过联控中心向服务网点发出不规则材料的查验位置,服务网点由此对不规则材料得出查验结果后,返回联控中心、代理模块,验证通过后,系统完成支付,服务网点再向买家递交商品,这样买家对验证活动的启动有决定权,故易取得买家的信任,且不用送货员跑2趟;也可先将货物留在服务网点,并将防伪码标签等递交给买家,由买家通过手机提交防伪码信息,防伪信息验证通过后,再由服务网点对不规则材料进行查验,若验证通过再将货物递交给买家,这样送货员要跑2趟,且买家等待处理结果的时间较长。

在货物的运输中,各个交接的环节是最容易出现问题的,而要保证最后买家收到的商品不被调包,就要使每1个环节都不出现问题,否则一旦发现货物被调包,之前的所有经手人,都可能是嫌疑人,难以准确地确定犯罪者。较简单的方法是,当货物足以用保险箱盛放时,货物用保险箱盛放,每到1个新的部门,将保险箱内的货物转移,或更改密码。这样转交货物之外的环节,都是较安全的,但转交的环节本身可能有问题。保险箱可能没问题,但货物可能被调换。

更可靠的方法是,当保险箱被锁上时,就在箱门的门缝上,贴上1个不规则标签(以下简称交接标签),并对特定的部位进行查验,记录查验位置、查验结果;货物到达下1个部门或单位时,上1个部门或单位告知其查验位置,得出查验结果后,再返回上1个部门或单位,上1个部门或单位根据记录进行验证,并将验证结果告知下1个部门或单位。若验证通过,则在上1个部门或单位贴的交接标签之外,再贴1个新的交接标签,再重复上述操作(对交接标签的特定的部位进行查验,记录查验位置、查验结果,货物到达下1个部门或单位时,上1个部门或单位告知其查验位置,得出查验结果后,再返回上1个部门或单位,上1个部门或单位根据记录进行验证,并将验证结果告知下1个部门或单位)。若验证未通过,则马上通知有关方面,停止货物的转移,这样犯罪可能发生的范围就较小,容易确定嫌疑人,这会对犯罪分子产生很大的震慑作用。交接标签,不像以往的防伪标签那样,容易仿制,故可大幅提高安全性。

若商品较大、较多,不能用1个保险箱盛放,可制造1种较大的用于保管商品的箱子,以下简称“保管箱”,它可用以往的集装箱进行改造而成。保管箱被锁上时在箱门的门缝上,贴上1个交接标签,并在到达下1个部门或单位时再贴1个新的交接标签,并采用上述的验证方法。若条件允许,还可在保管箱的棱角等处,设置交接标签,以防商品被取出、调包。若某种商品(如手机等)的数量较多,发货单位也可用这种保管箱1次盛放多件商品,以降低防伪成本。

而若告知不规则材料的查验位置,是通过不安全的方法进行的(即较单纯地使用不规则材料),就会给敌手以很多机会,使不规则材料的作用大打折扣。若敌手窃得了1个不规则材料,也知道相关的密钥等,就可伪造出验证请求,并获得查验位置,从而得出查验结果,故必须辅以其他的措施才能运用。我们应当使准确的人、设备,以可靠的方式获得查验的位置,才能够使不规则材料的作用得到真正的发挥,而通过防伪码来确认买家、服务网点的身份,是较可靠的。

不规则材料,需与较可靠的身份验证、商品的防伪技术,紧密结合,才有运用价值,要将实体的防伪与数字的防伪相结合。若不能核实发出验证请求的人、实体的身份,随意地将查验位置透露出去,就没有什么安全可言了。故将不规则材料的使用,与防伪码的验证相结合是非常重要的。

而1个人的特征,也是无限的,不仅包括姓名、电话号码、密码、指纹、人像,还可包括很多内容,敌手是不可能完全复制它们的。我们完全还可这样做,设立线下的服务网点,让买家亲自到服务网点提货,提货前提供会员卡、U盾等介质,或输入密码,有条件的地方还可查验指纹等,来验明身份,这些线下的特征都是敌手难以复制的。这可放在开始(服务网点向联控中心发出验证请求前)就进行,而仅是打了电话通知来提货,并不能保证来提货的人是真正的买家。

当然使用不规则材料,较麻烦、成本较高,在要求不高的场合下,我们只需使用防伪码即可。而随着经济的发展,人们对商品品质的要求会越来越高,不规则材料的使用也会越来越多。

2.货币、票据

不规则材料不仅可用于商品的防伪,不久我又发现了不规则材料的很多重要的用途,现在实体货币的仿冒屡禁不绝,假币不仅对百姓造成了很大的危害,也对政府、国家财政造成了巨大的危害,防范仿冒使实体货币的制造成本非常高,而且为了防范仿冒,国家必须每隔一定的时间,就重新发行新的样式的货币,废止旧的样式的货币,这造成了巨大的浪费,但不规则材料的使用,完全改变了这些状况。

现在对1元的货币的伪造日益多见,而国家对面额如此低的货币使用较高级的防伪技术,成本是难以接受的,故有的地方已开始拒绝使用1元的硬币,而不规则材料可改变这种尴尬。

而很多银行,为避免用户将获得假币的罪责归咎于它,只能采用打印冠字号的方法。这不但麻烦,还不可靠。

纸币的出现,就是为了降低制造货币的成本。中国人也往往以世界上第1个创造出纸币的国家为荣。但长期以来,中国的造币技术一直落后于西方国家,虽然我们的技术也在不断提高,但还是没有超过西方国家。若我们能创造出比纸币的成本更低、安全性更高的货币,以及新的查验货币的真伪的技术,将开启货币历史的新篇章,也给中国人再1次带来荣誉。

我们可用不规则材料(电阻材料尤为合适)来制造实体货币,其制造成本很低,但仿制成本很高,远超过制造成本。这种货币以下简称“真密币”,意即使用真随机的密码(口令)的货币。

现在,联网核查已在验钞机上使用,但使用范围较小,它对货币的防伪其实很重要。对于每1个实体货币都使用唯一的编号,并在每1次查验时,都上传货币编号、查验装置的编号,则只要同1个编号在多地同时出现,就足以判定有伪币存在。但伪币与原货币同时进行查验的可能性较小,只有同1编号在一定的时间内跨越的距离超过一定的标准,我们才能够较可靠地判定有伪币存在。时间超出标准、距离低于标准,我们就难以做出准确的判断。而且这对服务器的要求较高,要同时计算大量的编号出现的地点的空间跨度,及转移的速度,其实施成本很高。

联网的记录,使货币的流向可追溯,这可一定程度上防范伪造货币、洗钱等行为,但还很不够,而且还有1个重要缺陷:当出现同1个编号在多地同时出现时,难以区分真伪。故联网核查必须与不规则材料的使用相结合。

当有同1个货币编号在多地同时出现时,可这样分辨真伪:真密币可在正规的(得到认可的、可靠的)服务网点(其服务器以下简称查验服务器,通常设在银行内,也可在银行外)查验真伪,每1次查验时,用户将其插入专用的装置,该装置读取其编号,并向中央服务器发出验证请求(包括服务网点号、货币编号等);中央服务器根据该货币编号,调出之前的对该货币进行验证的服务网点(其服务器以下简称上1服务器)的编号,并向上1服务器发出验证请求(若是出厂后第1次验证,则直接将验证请求发往生产厂);该服务网点返回与该货币编号相应的查验位置(可以是1个位置,也可是1组位置);中央服务器向查验服务器转发该查验位置;查验服务器根据该查验位置得出查验结果,并返回;上1服务器对查验结果进行验证,并将查验结果返回;若验证结果是通过,查验服务器重新随机生成1个或1组新的查验位置,并记录查验结果。下1次查验真伪时,由新的查验服务网点向中央服务器发出验证请求(包括服务网点号、货币编号等)……为提高安全性,中央服务器还可验证服务网点的身份,以防范假冒的服务网点盗取防伪信息。在条件允许的情况下,还可同时验证并记录持币者、付款者、收款者的身份(例如用户名、身份证号等)。这种方法中,系统不用存储大量的防伪信息,成本较低。而且,系统不需频繁地计算同1编号的移动速度,运算负担较小。以往,传递真随机的口令的成本较高,但上述的使用真密币的方法中,口令是由用户自己传递的,其成本是很低的。

为提高安全性,可在每1次验证中,都先由中央服务器调出上1次验证时验证的查验位置,并发往查验服务器,并由查验服务器得出查验结果,若验证通过,再由中央服务器向上1服务器发出验证请求。由于该查验位置、查验结果已经在网络上泄露,故其价值已经降低。这样可提高对查验服务器的验证的可靠性,但会增加成本。由中央服务器记录查验位置、查验结果,会增加中央服务器的负担,但可降低服务网点的负担、提高支付速度。

在可能的情况下,可将货币编号与其所有者的用户名、账号等关联,若有同一货币同时属于1个以上的人的情况出现,则必有假币,只有与信息化、电子商务结合,这才可能实现。

有时真密币上会有污物,对查验产生影响,若在此时就发出查验位置,可能泄露敏感信息。可先由查验装置对真密币进行检查,若发现较严重的污染,可发出警告,要求操作者对真密币进行清洗,只有符合标准时,才继续操作。

上述的接力完成的验证方法非常安全,但服务网点的数量毕竟是有限的,服务网点外的小店使用的查验设备(以下简称简易终端)则不够可靠,也不能保证24小时在线,上述的接力完成的验证方法就不能使用。若简易终端重新随机生成1个或1组新的查验位置,并记录查验结果,下1次查验真伪时,数据可能被盗用。但小店通常只是收款,较少付出资金,收款是不存在使用假币的动机的,收款只会担心收到假币,故他们有很强的防范假币的意愿。而小店用的简易终端可很简单,通信功能可使用电脑、手机实现,故远比现在的验钞机便宜,易于推广。

而小店卖东西通常要找零,为防止其付出假币,可在查验货币时,向中央服务器上传货币编号及终端编号、向买家的邮箱(可由系统免费提供)发出邮件,还可在货币上盖章等,这样假币被检出时,就可查出来源。此外还可在生产厂记录多个位置的信息用于验证。

此外,消费者可能认为小店找出的用简易终端检验的货币不可靠,为提高安全性,可不由小店发出查验结果等,仅通过消费者的手机发出查验结果、向消费者返回验证结果。

对于价值较低的货币,可这样来降低成本:省去向服务器索取查验位置的环节,直接由终端发出查验位置、查验结果,服务器只记录一些特定位置的查验结果,终端也只对这些位置进行查验。为提高安全性,终端采用的查验位置是从这些位置中随机选取的。为提高处理速度,可每天或每批货币调整1次查验位置。为降低存储防伪信息的成本,可只存储小数点后特定位数(例如第3位)的数值。每1次验证时,可不验证多个位置的查验结果,可只验证较少位置的查验结果,这样成本较低。为增加攻击(敌手监听信息并进行复制)的难度,可使相邻的2次验证的查验位置不同。而且记录多个位置的查验结果会使复制成本很高,不值得复制。而若同时记录非常相近的多个位置的查验结果,会大幅提高复制难度,以现有的技术很难对这样的材料进行精细的复制。其实只要使复制成本高于币值就行了,故币值较小的真密币,只需记录、查验较少的位置的信息就够了,而币值较大的真密币只需记录、查验较多的位置的信息就够了。

真密币的伪造,与传统货币的伪造,有很大的不同。同1个货币编号,只允许在1处出现。即使敌手复制出与原货币完全相同的货币,伪币也很难正式流通,记录查验设备的编号的做法电使伪币的流通很容易追查,这样伪造货币就是无意义的了。伪币很难转手,就不会有很多人愿意购买、接受伪币了。即使伪造者能够将伪币使用1、2次,成本也非常高,收益也很少。而以往的硬币的伪造成本,与政府的制造成本,是相近的,政府并不具有较大的优势,而真密币的仿制成本与生产成本的比值非常大。

为阻止伪币的流通,我们还可制定这样的制度,真密币通常只能在同1个国家的1个省流通(可在编号的开头加上所属地区的编号),出省、出国都需转换为其他省、国家流通的货币,即到外省、国前,将真密币存入银行(成为电子货币),到外省、国后再兑换为实体货币;或将实体货币带至外省、国后,在正规的银行兑换为外省、国流通的实体货币,银行再将其集中转运至原先的省、国;相邻的省的货币,可直接由银行集中转运,不用兑换。这样,就可在不同的国家设立中央服务器,也在每个省设立服务器,这不但可减轻服务器的负担,还可避免因各省间有网络故障等原因造成的无法验证的情况发生。携带大量实体货币远行,以往也都是人们想尽量避免的,故上述措施并不会给人们带来太大的麻烦。而发行货币,可由省1级的机构完成,这就不用远距离运送实体货币,降低了运输成本。

据纽约联储局报告称,全世界美钞约2/3在外国流通,因此其伪造的威胁,主要是在国外。而在境外使用的人民币,也越来越多。用传统的方法,很难对距离遥远的国家中使用的实体货币进行可靠的防伪。若直接在外国设立发行机构,并通过发行机构的服务器,联网验证真密币,鉴别成本可很低,效果也好得多。

真密币的口令可分3类,1类是简易终端、手工终端等用的口令,1类是服务网点用的口令,1类是核实用的口令。核实用的口令通常不使用,若出现口令与位置不匹配或其他的可疑情况再使用核实用的口令。确认其为真币后,可重新确定查验位置,记录查验结果,并改变货币编号。

此外,我们还可对真密币定期(可按时间或使用次数来计量)改变编号,并重新确定查验位置、记录查验结果等,以下简称货币更新,这样可防范敌手伪装成合法的终端的攻击。其不规则材料可沿用,由于其信息是真随机的,新的查验位置也是真随机的,故改变了编号后,敌手很难确定新的编号的真密币的信息,这种改造的成本很低,但很可靠。在货币更新中,不仅可变更编号,还可改变不规则材料的位置,以增加攻击的难度(提高攻击的成本)。不能只是向左右方向移动,还应进行旋转。为便于移动,不规则材料的外缘,可增加一些用于固定的部件。查验的区域,也应小于整个的不规则材料的表面。固定不规则材料的边框可用硬质的塑料,取出、安装不规则材料,可通过加热塑料来实现。为便于操作、降低成本,还可这样做:不规则材料不改变位置,而在真密币上增加1个部分,以下简称变换数据区,上面打印随机生成的查验位置的变换参数,每次查验时,根据参数对查验位置进行调整。其运算量很小,因此实施容易,这使得货币变更的频率可很高,不用成百上千次使用过后再变更,这对防范仿冒非常有效,而以往的货币是难以变更编号的。而变换参数来货币更新,不规则材料不用移动,这于制造有利。

以往的实体货币的防伪特征、信息,往往是静态的,要防范仿冒只能不断地采用新的防伪技术,而这些新技术很快就会被敌手掌握。为防范可能出现的仿冒,政府往往只能按照一定的期限,提前开发新技术、淘汰旧技术,这种开发的费用是非常高的,而旧技术的淘汰也会造成巨大浪费。而以往也有多次印刷技术泄露的事件发生,其带来的损失是极为巨大的。而很多新的造币技术非常复杂,实施也较困难。例如新版美元自从2011年5月宣布当年10月发行,至2013年10月8日,经历了2年多时间,其间曾两度公布印制生产过程发生了重大质量问题,损失惨重。而上述技术完全改变了这种状况,同1个真密币,只要未损坏,就可一直使用下去(编号可变,不规则材料不用变)。而其使用的技术很简单,实施难度较小,成本很低,根本原因就在于,防伪信息是变化的、真随机的、而且是难以完全复制的。

此外,与信息化的结合,也是非常重要的。以往的纸币的制造要求非常高,纸质、油墨等只要有细微的变化,就会导致不合格,故制造困难,成本高。尤其是变色印刷、光变油墨,其成本是非常高的。而真密币的制造成本,低很多。而各国常有新版纸币发行,以往的验钞机、ATM机很难适应这些变化,若只是图案等有变化,智能机可通过更新数据的方法来解决,但对新的类型的防伪特征就无能为力了,更换升级验钞机、ATM机的费用也是巨大的。而智能验钞机虽性能较强但较贵,而真密币的检验装置价格较低,但性能远超过之。

真密币可以是这样的:为保护查验区域,可在电阻材料外设1护套,而包含电阻材料的部分,以下简称内芯,参见图1。为便于查验,护套的形状可为长方形等,圆形不便于确定货币的方向。若长度与宽度相同不便于确定货币的正方向,长度可为宽度的1.5倍等。还可设1个孔,用于固定货币,以下简称固定孔。为降低查验成本,币值不同的货币,可采用相同的大小。币种不同的真密币,最好大小也相同。大小不同容易造成夹钞、漏钞等情况,给点钞机的设计带来了困难,也增加了金额统计错误的几率。而由于大小相同,将不同币值的真密币分开存放较容易。而以往的货币常常大小不同,故分拣较难。

纸币的厚度很小,只能通过捻钞等方法将各张纸币分开,故常出现计数不准的情况,而真密币的厚度较大,容易分开,计数不准的情况将大幅减少。为减少存储空间,可使尺寸较小。

纸币的使用寿命较短,1张纸币平均流通300次,仅是硬币寿命的1/100,很容易出现残、旧、烂、安全线脱落等情况。虽然硬币的使用寿命较长,但因为其硬度较大,在上面制作花纹、图案等很困难,故以往硬币的防伪较难,故仿冒行为也相对较多,硬币通常也只用在币值较小的货币。而对于政府,制造硬币的成本也较高,财政负担也较大。据英格兰银行披露,目前旧版的1英镑硬币,竟然超过2%是假币,现在英国在推出新版的1英镑硬币,回收旧版的硬币,其成本是非常高的,真密币可解决这些问题。

为便于查验装置区分正反面、左右,可在护套的正反面的中间各设1个表示位置信息的条码或磁条、金属条等(例如正面从左到右是0123,反面是4567),此外还需标注编号、币值、币种等,承载这些信息的部分以下统称信息区。正反面都标有货币编号、变换参数(数值相同)等,可降低查验装置的成本,正反面各设1个感应装置成本较高。而信息区也可位于上下2个侧面及左右2个侧面,而币值的标记(正方形、星形等)的位置可随币值不同,颜色也可不同,这样币值更容易分辨,对快速统计总金额、区分币种及币值有利。自然情况下,货币存放时可能左右、上下颠倒,故币值标记应当2侧皆有。对于1摞真密币,可对其侧面拍照,对照片使用电脑、手机等中的软件就可自动统计,又快,又准。交账时,现金与账目可迅速地进行核对,即使不马上核对,只要将账目与这种照片一起交出,也足以证明操作者没有做伪。我们也可不使用传统的机械式的点钞机,借用电脑、手机的摄像头就够了,这些对以往的纸币都是不可想象的。这确切地说,也是一种条码技术,而以往的条码,还不能很好地适应这种情况,需要开发一种新的类型的条码。以往中国还没有主导开发过一种新的类型的条码,而这会改变历史。

若货币较小,为便于人眼识别币值,可不使用条码(或用磁条、金属条等)来承载这些信息,而将显示币值的颜料涂在表面;也可在查验装置中增设1个放大镜,以便于读取条码,这样文字可较大,条码可较小。为防泄密,可对变换参数加密。信息区的空间非常有限,尤其是侧面的信息区,要在如此小的空间内表示这么多信息,并不容易,而货币的种类是较多的,因此必须制定1个标准,才能使各种货币都能被较容易地分辨。例如,表示币种的二维码,应该有多少个元素。而最早制定这种标准的国家,就可使用较易辨别、简单的编码。以往,不同的国家的货币的检验,要采用不同的验钞机,客户还经常对这些验钞机的性能存在疑虑,因其防伪特征有很大差异,而采用了上述技术,同一种验钞机就可检验不同的国家的货币,这可大大增加验钞机的功能,也降低银行、政府的成本,还对不同国家间的商贸有利。

护套中间设1用于放置内芯的槽,护套上可设1个铁片(可不设在表面,以增加印刷币值的空间),内芯上的相应位置设1磁铁,不查验时可将护套与内芯固定以保护内芯,查验时将内芯拉出。为便于拉出内芯,槽的开口处可留1缺口,电阻材料外设1个用于传动的部分,用胶轮与之接触,拉出、推入内芯。也可在内芯的末端设1凸起,用机械手拉出、推入内芯。为防内芯滑脱,可在内芯上设1凸起,在护套上设1阻挡物及1个相应的槽,以下简称防滑脱槽,参见图2、6。内芯上也应当标上编号、币种等,这样护套上的编号等被损坏或护套被混淆时,可恢复数据,该部分以下也简称信息区。

内芯的边,可用于确定查验位置,长边以下简称校准边,短边以下简称起始边。为提高强度,边缘可用钢片等材料,塑料容易磨损、变形。仅用普通的尺子不能准确确定探针的位置,其精度要求较高。我们可用游标卡尺来手工确定探针的位置,现在普通的游标卡尺只需几十元就能买到,故容易实现(可用于精密终端,参见下文)。而我们还需采用2个长方形的钢片,以下简称辅助片,其长边是直线(其精度要求较高),与邻边垂直(其精度要求不高)。探针的位置可用x、y坐标来表示。先使游标卡尺的尺身与校准边平齐,量爪的左刃口与起始边贴合,用右刃口确定x坐标。当使读数与目标值相符时,将辅助片与右刃口贴合,并用紧固螺钉将该辅助片固定。由于游标卡尺的尺身和量爪的刃口是垂直的,故可用它使该辅助片的长边与校准边垂直。再在辅助片上量取与y坐标目标值相符的位置,再用另1个辅助片,与右刃口贴合,并用紧固螺钉将该辅助片固定。2个辅助片的边的交叉处,便是探针应在的位置。

还可在内芯的2个边缘设2个V形的缺口,用2个缺口顶端的点来定位。可将查验位置限定于缺口顶端的点的连线,这可提高定位精度、速度。每隔一定时间,可刻新的缺口,以增加攻击的难度。还可用不导电的涂料印上网格线等标记来定位,或在电阻材料外的不导电的材料表面印上金属线,用探针通过导电特性来定位。还可用氧化铁印上图案,并对其进行磁化,这就可用磁头来定位。若电阻材料的表面覆盖有钢铁,可直接对其进行磁化。以往的利用磁头来定位的技术,非常成熟,定位精度非常高,还价格低廉,故容易实现。而磁头可不与电阻材料接触,故不易磨损。

对于币值较低的货币,可在内芯上设1定位用的衬有塑料的钢片(不衬塑料会改变电阻材料的导电特性等),以下简称定位片,仅在其边缘上选择查验位置,这样虽会使查验位置的随机性下降,但定位精度较高,且定位速度较快,在要求不高的场合较适用。若用塑料制作定位片,它可能因温度变化而有较大的变形。可通过焊接、胶粘等方法,将定位片与内芯固定。每隔一定时间,可改变定位片的位置,以增加攻击的难度。定位片的位置,可不由计算机使用随机函数等随机生成,这样制造成本较低。

当制造电阻材料的原料颗粒较小时,查验位置的细微变化,就会导致查验结果的较大变化,故需使定位精度较高。为降低定位精度、降低查验装置的成本、提高查验速度,可制作这样的双面电路板(以下简称靶板):其1面有多个面积较大的扁平的(例如1平方毫米)的金属片(以下简称测靶),参见图3,下端也有多个金属片(以下简称触靶),有导线或过孔、金属箔等连接测靶与触靶,各测靶间是绝缘的,各触靶间也是绝缘的,参见图4(这只是示意图,铜箔的厚度画得很大,若按实际尺寸画将很难辨别)。在电阻材料的2面,分别装上1块靶板(上下方向相反),参见图5,这样探针只要接触到测靶即可进行查验,这可大幅降低定位精度要求。而电阻材料装上靶板后的整体,也可统称为电阻材料。

我们可这样制造靶板:制造多个横截面为长方形的塑料条,将其3面,用混合有铜(或其他金属,下同)粉的液体印刷上相隔特定距离的线条(为防氧化,铜粉可现做,可用铁轮磨粉,磨下的铁粉混进去也没关系),再通过电镀的方法镀上较多的金属(形成较厚且强度较高的铜箔),这样可快速、大规模地完成生产,这样形成的整体以下简称c板。这样每1条铜箔成c形,末端的2段,成为测靶、触靶,而测靶、触靶间有铜箔(以下简称导箔)连接,而各测靶、触靶间有足够的空间来绝缘。再将多个c板叠放在一起(可先涂胶),再经加热、压制,形成一体,这就是一个有测靶、触靶、导箔的靶板,而各测靶的位置、大小是特定的。

我们还可这样做:制造多个横截面为长方形的塑料条,将其3面裹上铜箔,为使结合紧密可在塑料块上涂胶,再在其上压上网格状的橡胶,再浸入液体,将测靶等之外的部分腐蚀掉,再清洗干净,这就形成了c板。再将多个c板叠放在一起,再经加热、压制,形成靶板。

我们还可这样做:截取多个长方形的铜箔,再经过2次折压,形成c形,再切割下c形部分,中间放入塑料块(为使结合紧密可在塑料块上涂胶),再切成(厚约1mm的)小块,再将多个这样的小块中塞上未裹上铜箔的小塑料块,组成1条,一起放至一定大小的塑料片上,这样也可形成c板,再将这些c板叠放在一起,经加热、压制形成一体。这种方法要多次切割,效率较低,我们还可使用多个刀片,1次切出多个小块。制造靶板的方法很多,我们还可用化学镀的方法在塑料条上镀上金属箔,其成本较高。当然也可在基板上钻孔,再在过孔上镀铜,成本较高,但过孔的位置可以是随机的,安全性较高。

之后还可将测靶、触靶(露出表面的金属)再电镀上较多的铜、镍等金属以提高强度,可在这种基板上放置橡胶板,其上面有多个孔,被遮挡处不会镀上金属。镀过后,将该橡胶板移除,橡胶板还可重复利用。触靶电镀用的橡胶板上的孔,可稍大于触靶,且形状各不相同,这可增加攻击的难度。之后还可对测靶镀锡等以防氧化。还可在表面粘上有多个孔的塑料膜来保护测靶,其孔的位置处于测靶之上,稍小于测靶。导箔的位置、形状固定虽对数据的随机性有害,但若测靶较多,查验位置的组合的数量也会非常庞大,就目前的复制技术而言,可近似地认为其接近于无限。

为实现电阻材料与靶板的良好接触,可先在触靶上镀锡,加热、压制出电阻材料后,再将一定温度的电阻材料与靶板压在一起,这可使触靶上的锡(部分)融化,再冷却。也可在电阻材料被压制出后,待温度降低后,对其表面进行短暂的加热,再与靶板压在一起。这种融化的不确定性,也会对攻击带来很大的困难。触靶与电阻材料的接触处,是1个面,会使查验结果的随机性大幅提高,也使攻击的难度大幅提高。

对币值较低的货币,可减少测靶的数量、增加各测靶的面积,以降低查验装置的成本、制造真密币(可采用丝网印刷的方法来印刷保护层,不用曝光)的成本等。测靶周围的绝缘部分较小,可使测靶的面积较大,探针碰到所要找的测靶的可能性会较大,但误碰到所要找的测靶周围的测靶的可能性也会较大,而且这会对印刷带来困难,使制造成本提高,故绝缘部分并不是越小越好,若其较大,可采用丝网印刷护膜,不用曝光,也不用清洗未曝光处,这对于币值较低的货币是较适用的。使用了测靶,我们就可不使用探针来进行查验,而探针的末梢较尖,容易损坏测靶,我们可用小的滚轮与靶板接触。此外,也可制作不采用靶板的不规则材料,其定位精度要求较高,故查验成本高,不易广泛采用,但对于银行卡、身份证等要求较高的场合适用。

用电阻材料做货币,其硬度应较高,这才能寿命较长、不易变形,故厚度需较大。要用电阻材料做防伪标签,应能进行弯折,因其粘贴处可能是不平的,这需将其厚度减少,且应减少石墨等不易弯折的材料、增加锡等易弯折的材料。而靶板的基材可选用易弯折的材料。

查验真密币的装置以下简称查验机,通常它分4类,1类用于处理货币较多处,结构较复杂,以下简称网点终端;1类用于处理货币较少的小店等,只能对设有测靶的内芯进行查验,其结构较简单,即简易终端,其查验速度也很快;1类可由用户手工操作来进行定位,只能对设有测靶的内芯进行查验,以下简称手工终端,其成本很低,查验速度也较快;1类可自动或手工操作来进行定位,能对不设有测靶的内芯进行查验,以下简称精密终端,其成本稍高,查验速度慢,但精度高,可用于币值较高的货币及支票、银行卡等(见下文)。通常仅需使用设有测靶的内芯,只有对于币值较大等情况,才要使用没有测靶的内芯。个人收到货币,可能会怀疑其真假,即使是别人用查验机检验过也未必可靠,自己随身带1个手工终端就能放心了。

网点终端分为分拣部分、查验部分等部分。分拣部分,分漏斗、传送带、机械手等,它可用单片机控制。通常可不用调整货币的方向。而网点终端的销量也较大,银行、大型商店等也很关心货币的真伪,其每天收到的货币数额巨大,即使假币的比例很低也会有很大的损失。货币从漏斗倒入,其横截面是三角形,1边垂直,下方有垂直、倾斜2条传送带,参见图7,若使用水平的传送带(齿状带),货币容易卡在下方。漏斗下留有1个用于运出货币的V形的孔,高度可为1.4个货币的宽度,这样竖起的货币可被放倒,之后是1段水平的传送带,以下简称水平传送带,参见图8;其上有高约0.8货币厚度的齿,其前面有1个挡板,其空隙约为1.5个货币厚度,这可使重叠的货币分开;2个齿的距离略长于货币的长度,故2个齿之间只有1个货币;其上方有1个可向后方旋转的刷子,使货币位于后面的齿前,这样可初步地确定货币的位置,便于处理。为便于机械手伸入抓住货币,可在牙上设空隙,传送带上也可设孔。

实际中,客户投入货币时,投入的货币往往很多,不能马上查验完,需要先存储货币。此外查验货币常是先发出货币编号,再接收查验位置,之后才能得出查验结果,若对每1个货币都在发出编号后等待查验位置,会使处理速度较低,对此可先发出编号,再将货币存储,待收到查验位置再对相应货币进行查验。可这样存储货币:用类似子弹带的部件来存取货币,它是有多个孔隙的带状物,以下简称存取带,孔隙的大小、距离固定,参见图9,这样可随时在任何位置存取货币。存取货币的装置的结构类似于磁带,2端固定在2个卷轴上,再设置2个导辊,2个旋转方向分别用于存、取,参见图10。为便于确定存取位置,可在各孔隙旁设标记。为便于向孔隙中插入货币,可在存取带上设凸出部分。读取位置信息、货币编号、变换参数等的装置,可设在水平传送带上,若设在存取带等位置,会降低处理速度。

查验货币时,先将内芯拉出,再利用内芯的边缘进行定位。之后根据货币的正反、左右,单片机对查验位置进行相应变换,再对探针调整位置,再进行查验。若货币是单面查验的则需调整货币的方向(双面查验不用,且探针位置的组合更多),可用机械手分拣。为便于确定货币的方向,可在1角(如正面的左上角)设1孔,以下简称定向孔。水平传送带前面,是1个受币台,系统感受到有货币落入受币台,且基本到位后,4个推杆将货币准确地推至预定位置。根据定向孔决定旋转的方向。旋转部件分2部分,先是(对反面朝上者)垂直方向旋转的部分,之后是(对左右错误者)水平方向旋转部分,后者可向后方旋转,这样2者不会发生干扰。为使之不致相互妨碍,各只有2个夹子(如左与上、右与下),工作完成后还需各自复位。正反左右皆错者,需进行2次旋转。仅需垂直方向旋转的货币,旋转后,可直接用机械手将货币送至上货口。通过机械手使货币处于特定的方向,成本高、处理速度较慢,故采用不调整方向的查验方法最好。

对于手工终端、简易终端,可仅进行单面查验,先手工调整探针的位置,再将货币的内芯拉出,查验的1面朝下放入投币口,并调整位置。

现在,电子货币(银行卡、虚拟支付账号所对应的电子形式的货币)的使用越来越多,因为其使用极为方便,而实体货币依然有一些优势,如价值可信(同1张银行卡所对应的资金的数额是不确定的,卖家不能确信其资金足以偿付货款)、不怕因中病毒或遭遇黑客攻击等原因使资金受损等,故依然有很强的生命力。尤其是在保护财产方面,其优势无可匹敌。银行看似强大,但其实非常脆弱,911事件中,很多银行都失去了客户数据。而建立灾难备份中心不仅费用高昂,还很难保证所有数据都准确无误。电子货币由于其自身形式的限制,很容易灭失、被篡改,而这些缺陷恰好可由实体货币来弥补。以往,实体货币很少有较大面值的,原因之1就是,这会激起极大的仿冒的欲望,而一旦仿冒成功,会造成巨大的危害,但现在情况变了,真密币的面值越大,保护财产的作用越大,完全可以面值1万、1百万,甚至根据客户的要求来确定面值(如235万),这可弥补实体货币金额固定的缺陷。当然面值过大会不便使用,而随意确定面值会使安全性较低,需注意避免。真密币的使用(可与现在的实体的大额存单类似),必须是联网的(而面值较大的真密币人们常会主动到可靠的服务网点操作,而不会在路边的小店操作,故上述的接力的验证方法正好适用),敌手不能直接使用它,若其使用与操作者的身份验证相结合,则即使它被盗,小偷也不能使用它,这会暴露其身份,这是真密币的最重要的用处之1。

为使用方便,可这样操作:各银行或央行,在每1个城市,设立1个专用的仓库(以下简称真密币库),用户需存钱或付款,可向银行提出申请,真密币库将相应的金额的真密币的所有者改为当前的用户,再将这些真密币的新的查验位置、查验结果加密(为数字或二维码等)后,打印为纸质材料(以下简称证明材料,其作用类似于存单),通过线下的途径递交给用户,用户可据此证明其为这些货币的所有者。为方便用户,纸质单据,可只存放于银行网点,用户可根据索引号来调取单据,也可使用U盾等进行远程操作。以纸质单据,作为根本的操作依据,大大减少了数据灭失的可能性。当然也可通过线上途径加密传输,由于加密对象是真随机的,即使简单加密也难以破解。证明材料可传递至相应的服务网点,让用户自提。用户付款,需将原来的证明材料交付银行,就像兑付存单1样。证明材料是对真密币的1种凭据,通过它进行电子化的操作,较方便,若让用户亲自将真密币交付收款人,不仅麻烦,还不安全。让真密币位置不变,但权属改变,不仅方便还安全。而使用真密币的操作者,都需表明身份,并进行可靠的核查(例如使用银行卡、身份证等),以提高安全性。以真密币作为代表价值的介质,比磁带、硬盘等(以往银行)用来存储数据的介质,可靠得多。以往的电子货币,数据很容易灭失。而真密币则不同,若真密币存于仓库里,真密币是不易损坏的,而用户保存的纸质凭证也不易灭失。若用户自己保存真密币,银行会保存纸质的凭据,或实时将数据刻录在光盘上,故不易灭失。实体货币、电子货币各有利弊,只有将实体介质与信息化合理地融合,才能够真正获得成功。

很多人会不愿使资金闲置,要将资金存入银行,对此可将大额的真密币,作为存款的本金。若银行要对存款进行放贷,可用真密币为抵押来获得资金,并登记使用这些货币的人的信息。

以往人们经常用支票、汇票等票据汇划资金,其实真密币也可起同样的作用,具体方法是:我们可生产查验真密币的精密终端等(其计算、联网等功能可借用客户的电脑、手机来完成),由客户自行完成操作,这种终端的价格较低,故易于推广。客户先到服务网点(以下简称出币点)领取若干真密币,出币点(可事先)随机确定并记录多组(用做口令、加密密钥、核对金额的密钥的)查验位置、查验结果,这些查验位置以下简称口令位置、加密密钥位置、核对密钥位置,并将真密币交给客户。客户要汇出资金时,取出1个真密币,并将其编号发给出币点,出币点返回口令位置,客户用精密终端据此得出口令,并返回出币点,口令验证通过后,出币点返回加密密钥位置、核对密钥位置,精密终端据此得出加密密钥,客户将收款人的账号、金额等信息输入电脑,将收款账号等加密发往出币点,出币点经过解密得出收款账号等,并用核对密钥将收款账号等加密返回,精密终端根据核对密钥位置得出核对密钥,将账号等解密后,与记录对比,若与之相符,向出币点返回验证通过的应答,出币点再完成资金的支付(例如向现代化支付系统发出支付指令等),支付成功后返回支付成功的应答。此外真密币还可起以往的发票等的作用:税务局或银行向企业交付真密币,报税时企业用真密币完成操作。

使用真密币传递口令、密钥,比用纸质单据、电子证书、U盾等安全得多,它集电子操作的便利,与实体介质的安全性于一身,因此价值很大,其作用可以说是很神奇的。

3.会员卡、银行卡、身份证等

不规则材料用于会员卡等,非常合适。会员卡通常只在同1个地点使用,这样每次验证后,可直接由同1个服务器随机生成新的查验位置,并记录查验结果,这样新的查验位置、查验结果就可不在网络上泄露,这就不需存储较多的防伪信息,故存储成本较低。

不规则材料,也可用于制作银行卡,以下简称真密卡。以往的磁介质的银行卡,容易仿制,已被逐渐淘汰,人们开始用芯片卡来取代之,但芯片卡的生产成本较高、验证成本也较高,而且理论上只要破解了相关的密钥等(尤其是在量子计算的技术获得成功后),芯片卡也是能仿制的,但真密卡的制造成本很低,仿制非常困难,验证成本也较低,因此优势很大。若真密卡仅在同1个地点使用,其使用方法可与上述的会员卡的使用方法相同。若在网上进行操作,为防不规则材料多次使用而使验证数据泄露,可再使用真密币发出口令来验证身份。

若真密卡在不同的地点(银行网点或终端机)使用,可这样做:发行时在真密卡的发行单位(工厂或银行)对1张卡随机确定1个查验位置,并得出查验结果,再将该其与卡号存储于发行单位;第1个使用该卡的网点,向发行单位发出验证请求,发行单位收到该请求后,返回查验位置,该网点根据该查验位置得出查验结果,并返回发行单位,发行单位据此得出验证结果,并返回中央服务器,中央服务器再向该网点转发该消息,该网点收到该消息后,随机确定1个新的查验位置,并得出查验结果,再将其与卡号存储于该网点的服务器;之后,每次验证,都是向上1个网点发出验证请求,上1个网点返回查验位置,得出查验结果后,再由上1个网点完成验证,并返回验证结果;验证通过后,再生成新的查验位置,并记录查验结果。在每1次验证前,查验位置、查验结果是没有公开于网络上的,故即使真密卡被盗,敌手也无法得出有用数据,使用真密卡传递信息是高度安全的。而发出验证请求,必须标出网点的编号,真实的网点也会收到相关信息,并作出反应,故假的网点服务器很难实施欺骗(骗得查验位置、使用伪卡等)。

真密卡也可用来传递密钥、口令等。当1张真密卡在1个可靠的网点验证通过后,该网点的服务器随机生成2个(组)新的查验位置(以下简称密钥位置、口令位置),得出的查验结果经过一定的处理后(例如使数据的位数固定等),分别作为密钥、口令。下1次用户使用真密卡时,用该密钥对转账的金额、账号等进行加密。该口令可用于服务器返回确认信息时,表明身份,防范敌手的伪装。

若用户不想到银行操作,想在家完成操作,还可这样做:用户将其真密卡交给银行,银行的设备随机确定多个查验位置,并记录查验结果,用户回家,使用精密终端、手工终端完成操作。若同1个真密卡被多次使用,同1个查验位置被再次使用的几率就会较高,这会增加安全风险。对此,我们还可这样做:用户事先到出币点领取多个真密币,出币点将这些真密币的信息与该用户的账号绑定,用户回家操作时,先用真密卡来表明身份,再用真密卡进行加密等。这样可将电子支付的便利与实体介质的安全结合在一起,将可能使银行卡迎来1个新的时代。

若用户没有手工终端等,可到服务点借用,为提高安全性,可不由服务点发出查验结果等,仅通过用户的手机发出查验结果等,这可防止敌手盗用查验结果(主要是加密密钥)等。

相对于真密币(实体货币),真密卡的优势,在于支付数额可变。以往,现金往往用于小额支付,大额的支付很多采用电子途径(尤其是通过银行完成)。而也许,未来真密卡主要用在小额的(电子)支付,(实体的)真密币用在大额支付,正好与现在完全相反。

现在,电子支付的使用越来越广泛,而很多电子支付是预储值支付(从预储值账户中划拨资金),每1次预储值支付可能是很安全的(例如上述的防伪支付的技术),但预储值账户内的资金通常要从银行卡中转入,这个环节是风险较大的环节,而一旦敌手能够得手,盗取的资金就可能非常多。以往还没有较完善的支付平台与银行系统之间进行转账的技术,而在这个环节使用不规则材料可大幅提高安全性。各银行可发行用不规则材料制作的充值卡,发出充值卡前随机确定多组查验位置并记录查验结果,将查验结果分别作为口令、加密充值金额的密钥、加密返回接收结果的密钥等(相应的查验位置以下简称为口令位置、充值密钥位置、返回密钥位置等),之后充值卡通过安全的途径传递给各服务网点;用户充值时,先在服务网点验明身份(可采用以往的技术,也可使用真密卡),再发出充值请求(包括卡号);银行根据卡号,调出口令位置、充值密钥位置、返回密钥位置,并发往该服务网点;服务网点根据这些位置,得出查验结果,并根据查验结果,对充值金额、相关账号进行加密,并发往银行;银行完成充值后,对充值金额用返回密钥加密并返回服务网点;服务网点根据返回密钥得出解密密钥,并对返回的密文进行解密,若金额与记录相符,向用户发出充值成功的通知。若有多个用户从同1个银行进行充值,可1次使用多个加密密钥。当然,也可直接使用真密卡来操作(不采用专门的充值卡),而以往所谓的银行卡,通常只用于银行间的转账,这种真密卡确切地说已不是银行卡。

此外不规则材料,也可作为证明身份的证件。现在,在很多重要的场合,人们使用指纹作为判断个人身份的依据。但指纹是1种静态的事物,故敌手可使用橡胶等材料来复制指纹,进行欺骗。在更重要的场合,人们也使用智能卡来证明身份,它生成的口令是变化的,但其口令往往用固定的算法生成,是有规律可循的,故也可能被破解。若用不规则材料制作身份证明(以下简称真密证),则可使用直随机的口令、密钥,这样敌手就无法破解之。而它与智能卡的本质区别之1是,其数据是用特别的介质生成的,而这种介质是难以复制的,尤其在线下的验证场合中,敌手是根本无法通过以往的电子设备实施欺骗的,以往的黑客通过破解密钥等方法实施攻击的情况就不会发生了,这是目前在线下的环境中验证个人身份的最安全的技术,它将在国家安全、国防等领域有广泛而重要的应用。而以往的护照等成本高,真密证成本低很多。

4.签名

不规则材料,是在寻求商品防伪的方法的过程中被提出的,但很快我发现,不规则材料不只可用于商品的防伪,它还有很多用处。它也可作为1种安全性极高的签名。签名,是证明甲方、乙方对合同的认可的事物。手写的签名,可能被模仿。电子的签名,也不能保证绝对的安全,只要密钥被窃,或是被破解,谁都可能伪造出电子的签名。而使用不规则材料,则可靠得多。

1个人对某1合同的条款认可后,可获取1个不规则材料,对其随机确定查验位置、记录查验结果;再将合同的文本、该不规则材料,一起交给可靠的机构(例如公证处)进行保存,这样普通人就难以再接触到该不规则材料;当需证明该合同的这个签署者,的确签署了该合同时,可让该签署者,告知其原先的对该不规则材料进行查验的查验位置及查验结果;该保存不规则材料的机构,根据这些查验位置,得出查验结果,并将查验结果进行比对,若2者相符,则可证明该合同的该签署者,的确签署了该合同,因为这1不规则材料是难以复制的,而普通人又难以知道查验的位置。若要多次证明该合同的该签署者,的确签署了该合同,可事先确定多组查验位置,并记录查验结果。

5.信息的安全传输

不规则材料还可用于信息的安全传输。信息的安全传输,是非常重要的。最安全的加密方法是一次一密,但密钥的传递往往很困难。而不规则材料可作为1种密钥的载体,而其包含的信息的数量,几乎可以说是无限的,故若不能知道查验位置,1个不规则材料所承载的密钥就无法解读出来,由此生成的密文也就无法破译。通常我们可将不规则材料,与查验位置的信息,分开传递,以防范敌手的攻击。具体的方法可以是:针对1个所述的不规则材料,随机地确定1组查验位置、得出查验结果,并根据查验结果,按照一定的规则转化为加密密钥;用这些加密密钥对明文进行加密,生成密文;将所述的不规则材料与查验位置、密文,分开传递;信息的接收者获得所述的不规则材料与查验位置、密文后,根据所述的不规则材料与查验位置,得出查验结果,按照一定的规则转化为解密密钥;用这些解密密钥对密文进行解密,生成明文。

此外不规则材料还可用于承载密文,若对某1明文,将其与1个不规则材料对应起来,就可得出对不规则材料上的每1个位置的特征,应该采用何种密钥来解密。再将密钥,及查验位置,与该不规则材料,分别传递给信息的接收者。即使密钥、不规则材料中的1个,被敌手获得,也无法破解出明文。具体的方法可以是:针对1个所述的不规则材料,随机地确定1组查验位置、得出查验结果,并根据查验结果,按照一定的规则得出数据;根据这些数据,与明文,按照一定的规则,得出解密密钥;将所述的不规则材料与查验位置、解密密钥,分开传递;信息的接收者获得所述的不规则材料与查验位置、解密密钥后,根据所述的不规则材料与查验位置,得出查验结果,再使用这些解密密钥,按照一定的规则转化为明文。

不规则材料,是1种新生事物,它的很多特性及用处,现在人们还很不了解。

附图说明

图1内芯拉出时的真密币的正视图

图2内芯的放大图

图3测靶的示意图

图4c板的结构示意图

图5装上2块靶板的电阻材料的结构示意图

图6护套的横剖面图

图7网点终端的漏斗的立体图

图8水平传送带的示意图

图9存取带的示意图

图10存取货币的装置的结构的示意图

其中:缺角1 固定孔2 护套3 信息区4 铁片5 靶板6 缺口7 校准边8 起始边9 磁铁10 传动部分11 测靶12 金属箔13 触靶14 塑料条15 电阻材料16 防滑脱槽17 放置内芯的槽18 漏斗19 V形的孔20 水平传送带21 挡板22 齿23 空隙24 刷子25 凸出部分26孔隙27 标志28 卷轴29 导辊30 存取带31

具体实施方式

电阻材料的制造方法可以是:

将电阻率不同的粉末状的材料混合起来;

通过加热、压制的方法,将这些粉末状的材料制成1体;

之后再在其上下表面加上1或2块靶板。

靶板,包含多个测靶、触靶,而测靶与触靶之间有金属箔相连。

靶板的制造方法,可以是:

制造多个横截面为长方形的塑料条,

将其3面,用混合有金属粉的液体印刷上相隔特定距离的线条,

再通过电镀的方法镀上一定数量的金属;

再将多个这样的塑料条叠放在一起,再经加热、压制,形成一体;

之后再将露出表面的金属,电镀上一定数量的金属。

使用电阻材料制作的不规则标签的,验证防伪材料的过程,可以是:

用户网购时,平台记录订单号(订单信息包括用户名等),并将订单号与相应的商品的防伪码绑定。用户收到商品时,用服务站的服务器发出防伪码等,平台根据防伪码及订单号,确认用户的身份后,平台向服务站返回查验位置;服务站根据该查验位置,针对该不规则标签,得出查验结果,服务站再向平台返回查验结果,平台根据查验结果得出验证结果。

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