打印文件原件的保護(hù)和驗(yàn)證的方法和裝置的制造方法
【專利說明】打印文件原件的保護(hù)和驗(yàn)證的方法和裝置發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及打印文件原件的保護(hù)和驗(yàn)證，更具體地說，涉及一種用于打印文件原件的合法性、唯一性以及其內(nèi)容完整性的保護(hù)和驗(yàn)證的方法及裝置。這里，“打印文件”指使用一切物理手段，如各種類型的打印機(jī)打印、印刷機(jī)印刷、蓋章、簽字、篆刻等，在各種介質(zhì)(如紙張、物體表明等)上所產(chǎn)生的物理文件。
【背景技術(shù)】
[0002]打印文件在行政、商務(wù)等領(lǐng)域中起著極為重要的作用。非法復(fù)制、制作及使用此類打印文件給正常業(yè)務(wù)帶來極大安全問題。要做到有效地保護(hù)打印文件原件的唯一性和合法性，必須做到:
1.防偽造。由于計(jì)算機(jī)及打印設(shè)備的日益普及，不法分子可以篡改打印文件內(nèi)容，或任意杜撰文件內(nèi)容。一個(gè)有效的保護(hù)方法和裝置必須能夠鑒別出偽造的打印件，以保護(hù)文件內(nèi)容的完整性。
[0003]2.防復(fù)制。不法分子如獲得原始打印件，可以采用復(fù)印或掃描+打印的方法制作復(fù)制文件。在對(duì)文件原始性有高要求的場合，如高價(jià)值提貨單和票據(jù)，使用復(fù)制來偽造文件會(huì)造成非常大的損失。一個(gè)有效的打印文件保護(hù)方法和裝置必須能夠分辨原始件和復(fù)制件以徹底杜絕復(fù)制型攻擊。
[0004]使用傳統(tǒng)的蓋章或簽名是一種簡單的防偽造和防復(fù)制的方法。但是傳統(tǒng)簽章易被偽造，而且效率低下，不利于自動(dòng)鑒別和查詢，也不易嵌入自動(dòng)辦公系統(tǒng)。以下是一些目前旨在替代傳統(tǒng)簽章以保護(hù)此類文件的方法和系統(tǒng)。
[0005]美國專利，專利號(hào)號(hào)為5，193,854 (1993年3月16日)，專利號(hào)為6，068，895(2000年5月30日)，專利號(hào)為6，155,604 (2000年12月5日)，專利號(hào)為6,089,610 (2000年7月18日)，專利號(hào)為6，107,244 (2000年8月22日)，專利號(hào)為4, 820, 006 (1989年4月11日)等專利中描述了一系列采用特殊紙張，特殊油墨、特種材料和特種設(shè)備印刷防偽文件的方法。這種方法的安全性建立在嚴(yán)格控制此類特種紙張、油墨、材料及設(shè)備的基礎(chǔ)上，同時(shí)認(rèn)為此類紙張、油墨、材料及設(shè)備的生產(chǎn)、銷售等控制較嚴(yán)，或價(jià)格很貴，造成仿造成本遠(yuǎn)高于受保護(hù)文件的價(jià)值。這些方法安全性較高，價(jià)格昂貴，僅在少數(shù)場合，如貨幣、支票的印刷方面使用。另一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，這類方法的安全性也受到挑戰(zhàn)。
[0006]使用一維或二維條形碼(見Pavlidis, Swartz 和 Wang 分別在 “Fundamentalsof bar code informat1n theory，，，Computer 第 23 卷，1990 年 4 月和 “ Informat1nencoding with two-dimens1nal bar codes”，Computer 第 24 卷,1992 年 6 月)是另一種普遍采用的打印文件內(nèi)容完整性保護(hù)方法。此方法提取文件內(nèi)容的摘要，然后進(jìn)行特殊編碼處理后打印到同一文件上。鑒定文件是否合法需使用條形碼閱讀器讀出編碼信息，然后和文件內(nèi)容比對(duì)。如結(jié)合散列(hash)函數(shù)，非對(duì)稱(asymmetric)密碼算法及數(shù)字簽名(digital signature)，條形碼技術(shù)可以十分安全地保護(hù)打印文件內(nèi)容不被非法偽造和篡改。然而，條形碼易于復(fù)制，任何普通復(fù)印機(jī)都可以復(fù)制出完全可被閱讀器接受的條形碼。因此條形碼不能保證打印文件的原始性，即不滿足防復(fù)制要求。
[0007]如上所述，現(xiàn)有技術(shù)在同時(shí)保護(hù)打印文件的完整性和原始性方面存在嚴(yán)重不足，本發(fā)明即以此為出發(fā)點(diǎn)，提供一種切實(shí)有效且全面的打印文件保護(hù)方法與裝置。
[0008]
【附圖說明】
[0009]以下描述中，本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖而加以描述，附圖中:
圖1是打印印跡的實(shí)例，由于打印過程中的隨機(jī)現(xiàn)象，由不同打印機(jī)、同一打印機(jī)兩次、復(fù)印所產(chǎn)生的印跡完全不同；
圖2是四個(gè)點(diǎn)的印跡標(biāo)識(shí)，印跡的微觀特征，以及特征提取的實(shí)例；
圖3是打印文件的完整性和原件保護(hù)的系統(tǒng)方框圖；
圖4是打印文件的完整性和合法性驗(yàn)證的系統(tǒng)方框圖。
[0010]實(shí)施方式
本發(fā)明描述了用于保護(hù)打印文件和票據(jù)原件的唯一性和合法性的方法和裝置。在以下描述中的許多細(xì)節(jié)，包括，比如，特定的加密技術(shù)、內(nèi)容摘要方法、圖形匹配算法及類似細(xì)節(jié)等。然而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是本發(fā)明可無需這些特定細(xì)節(jié)而實(shí)施。在其它例子中，對(duì)人所熟知的特點(diǎn)未詳加描述，以免使本發(fā)明模糊不清。
[0011]為便于描述，本發(fā)明的各實(shí)施例均描述為或稱之為“系統(tǒng)”。系統(tǒng)的各組件均描述為模塊。模塊的功能可以硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。在軟件意義上，一個(gè)模塊為一個(gè)程序或其一部分，通常完成某特定功能或相關(guān)功能。在硬件意義上，一個(gè)模塊為一個(gè)功能性硬件單元，設(shè)計(jì)來與其它組件和模塊一起使用。例如，一個(gè)模塊可用分立的電子元件來實(shí)現(xiàn)，或者它可構(gòu)成一個(gè)完整電子電路，如專用集成電路(ASIC)的一部分。還有許多其它可能的組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，這個(gè)系統(tǒng)還可作為硬件與軟件模塊的組合而得以實(shí)現(xiàn)。
[0012]一、打印文件的印跡
本發(fā)明描述了一種保護(hù)打印文件的完整性和原始性的系統(tǒng)和裝置。文件的完整性要求文件內(nèi)容準(zhǔn)確無誤，未被非法篡改。文件的原始性要求文件為原件，而不是原件的拷貝。值得注意的是，一份滿足完整性要求的文件的拷貝仍具有完整性，而一份被非法篡改的原件仍然可以稱作原件。本發(fā)明可以同時(shí)保護(hù)打印文件的完整性和原始性，當(dāng)然也可以只用來保護(hù)打印文件的完整性，或原始性。
[0013]本發(fā)明打印文件和票據(jù)原件唯一性的保護(hù)和認(rèn)證的基本原理是利用打印過程中普遍存在的隨機(jī)現(xiàn)象。以下我們以激光打印機(jī)為例，對(duì)此種隨機(jī)現(xiàn)象進(jìn)行說明。但這種隨機(jī)現(xiàn)象同樣存在于其它打印機(jī)(包括但不局限于激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、靜電打印機(jī)等)、蓋章機(jī)、印刷機(jī)，甚至手寫簽字中。因此，本發(fā)明同樣適合于這些場合所產(chǎn)生的文件和票據(jù)。
[0014]激光打印機(jī)打印原理可大致敘述如下(當(dāng)然，各激光打印機(jī)由于型號(hào)、生產(chǎn)廠家的不同而有所不同):在打印過程中，打印機(jī)控制激光器發(fā)射激光束，照射到感光鼓上。感光鼓表面鍍有特殊物質(zhì)，在激光照射下產(chǎn)生靜電。隨著感光鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)和激光束的掃描，感光鼓表面就形成了由靜電繪制出的打印頁圖像。當(dāng)感光鼓轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過顯影輪時(shí)，顯影輪上附著的墨粉便被吸附在感光鼓上帶有靜電的部分。這些墨粉繼而在電極的作用下轉(zhuǎn)移到打印紙上，經(jīng)熔合器熔合后形成打印紙上可見的文字圖像。放電及清潔裝置對(duì)感光鼓剩余的靜電進(jìn)行放電和清潔余墨，使感光鼓投入下一周期的工作。
[0015]以上過程實(shí)際上相當(dāng)復(fù)雜，包括了一系列機(jī)電及物理過程。過程中任何客觀因素，例如墨粉顆粒大小，感光鼓上余墨數(shù)量，靜電場分布狀況，打印紙表面狀況，紙面和送紙機(jī)構(gòu)摩擦等，都會(huì)對(duì)最終打印結(jié)果造成影響。這些影響往往是不可重復(fù)的隨機(jī)情況，無法作質(zhì)量跟蹤去除，而對(duì)打印結(jié)果產(chǎn)生隨機(jī)效應(yīng)。對(duì)于高精度打印機(jī)，這些隨機(jī)效應(yīng)通常肉眼無法察覺，但是在顯微鏡下，我們可以清楚的觀測到這些隨機(jī)效應(yīng)。在此，我們稱這些因打印機(jī)、蓋章機(jī)、印刷機(jī)和手寫過程中的隨機(jī)效應(yīng)在紙張和其它打印介質(zhì)上所產(chǎn)生的字符、線條等的實(shí)際形狀為“印跡”。由于打印過程的隨機(jī)因素，對(duì)于同一點(diǎn)、線、筆畫、字符、圖等，不同的打印機(jī)、蓋章機(jī)、印刷機(jī)、人所產(chǎn)生的“印跡”不相同。而