GB/T 31770-2015 D9ing矩阵图码防伪技术条件

　　ICS 13.310 A 90

　　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

　　Technicalrequirementsforanti-counterfeiting of

　　D9ing matrix code

　　2015-06-02发布 2016-01-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31770—2015

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准与 GB/T 31868—2015《D9ing矩阵图码生成器防伪技术条件》和 GB/T 31869—2015《D9ing矩阵图码识别仪防伪技术条件》为配套使用标准 。

　　本标准由全国防伪标准化技术委员会(SAC/TC218)提出并归 口 。

　　本标准起草单位 :北京鼎九信息工程研究院有限公司 、吉林省通程科技有限公司 、吉林省密码管理局 、国家信息安全工程技术研究中心 、国家密码管理局商用密码检测中心 、公安部第一研究所 、国家防伪产品质量监督检验中心 、中钞钞券设计制版有限公司 、吉林大学计算机学院 。

　　本标准主要起草人 :王勇 、于 学 东 、林 斌 、金 宏 波 、李 增 欣 、李 智 虎 、罗 鹏 、蒋 庆 生 、林 江 恒 、杨 永 健 、刘永江 、程海燕 、蒋才平 、杨国明 、刘颖 。

　　D9ing矩阵图码防伪技术条件

　　1 范围

　　本标准规定了 D9ing矩阵图码(以下简称 D9ing码)防伪技术的分类 、要求和试验方法 。

　　本标准适用于在网络空间和非网络空间以及两者复合空间中 ,作为信息安全载体的 D9ing码的生成与识读 , 以及采用 D9ing码的防伪技术产品 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 1988 信息技术 信息交换用七位编码字符集

　　GB/T 7705 平板装潢印刷品

　　GB/T 7706 凸版装潢印刷品

　　GB/T 7707 凹版装潢印刷品

　　GB/T 12905—2000 条码术语

　　GB 13000 信息技术 通用多八位编码字符集(UCS)

　　GB/T 17497(所有部分) 柔性版装潢印刷品

　　GB 18030 信息技术 中文编码字符集

　　GB/T 27766—2011 二维条码 网格矩阵码

　　CY/T 49(所有部分) 商业票据印制

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　D9ing矩阵图码 D9ing matrix code

　　应用商用密码技术 、数字水印和隐形信息编码技术 ,按照矩阵图形编码机理生成的图形编码产品 。注 : D9ing矩阵图码简称 :D9ing码 ,又称 :鼎九码 。

　　3.2

　　D9ing码身份识别码 D9ing user identification;DUID

　　包含生成设备信息 、时间戳 、使用用户信息 、应用类别信息 、36进制数等 , 能唯一确定每一个 D9ing码身份信息的代码 。

　　3.3

　　时间戳 timestamp

　　基于标准时间源 ,对 一 组 数 据 的 时 间 属 性 进 行 数 字 签 名 得 到 的 数 据 , 用 于 表 明 这 组 数 据 的 时 间属性 。

　　[GM/T 0033—2014,定义 3. 5]

　　GB/T 31770—2015

　　3.4

　　商用密码 commercialcipher

　　对不涉及国家秘密内容的信息进行加密保护或者安全认证所使用的密码技术和密码产品 。 3.5

　　密码算法 cryptographicalgorithm

　　描述密码处理过程的运算规则 。

　　[GM/T 0022—2014,定义 3. 1. 1] 3.6

　　商用密码技术 commercialciphertechnology

　　能够实现商用密码算法的加密 、解密和认证等功能的技术 ,包括密码算法编程技术和密码算法芯片 、加密卡等的实现技术 。

　　3.7

　　商用密码产品 commercialcipherproducts

　　采用密码技术对不涉及国家秘密内容的信息进行加密保护或者安全认证的产品 。

　　3. 8

　　密钥 key

　　控制密码变换操作的关键信息或参数 。

　　3.9

　　密钥管理 key management

　　根据安全策略 ,对密钥的产生 、分发 、存储 、更新 、归档 、撤销 、备份 、恢复和销毁等密钥全生命周期的管理 。

　　[GM/T 0035. 1—2014,定义 3. 21]

　　3. 10

　　SM1算法 SM1algorithm

　　一种分组密码算法 ,密钥长度为 128 比特 ,该算法将输入划分成 128 比特长度的分组数据进行加密或解密 。

　　[GM/T 0024—2014,定义 3. 9]

　　3. 11

　　SM2 算法 SM2algorithm

　　一种椭圆曲线公钥密码算法 ,密钥长度为 256 比特 。该算法加密和解密使用不同的密钥 ,其中 一个密钥(公钥)可以公开 ,另一个相对应的密钥(私钥) 必须私密保护 ,且用公钥求解私钥是计算上不可行的 。

　　[GM/T 0024—2014,定义 3. 10]

　　3. 12

　　SM3算法 SM3algorithm

　　一种密码杂凑算法 ,分组长度为 512 比特 ,输出长度为 256 比特 。该算法将一个任意长比特串映射成为一个固定长比特串 ,且输出推导输入是计算上不可行的 ; 由不同输入推导出同一输出是计算上不可行的 。

　　[GM/T 0024—2014,定义 3. 11]

　　3. 13

　　SM4 算法 SM4algorithm

　　一种分组密码算法 ,分组长度为 128 比特 ,密钥长度为 128 比特 。

　　[GM/T 0024—2014,定义 3. 12]

　　3. 14

　　隐形信息编码 hideInformation code

　　一种运用不同的印刷方式实现人眼可见或不可见细微点阵的信息编码 ,可通过专用设备辨识原码与仿制码 。

　　3. 15

　　隐形信息编码边框 hideInformation code frame

　　D9ing码隐形信息编码区域 ,含有数字水印 、隐形信息编码等信息 。

　　3. 16

　　校正图形 alignmentpattern

　　D9ing码内用于确定模块位置的图形 ,用于畸变的校正 。

　　3. 17

　　格式信息 formatinformation

　　D9ing码符号相关参数的编码图形 ,包括行数 、列数和纠错等级的信息 。

　　3. 18

　　模块 module

　　模块组配编码法组成条码字符的基本单位 。

　　[GB/T 12905—2000,定义 2. 34]

　　3. 19

　　D9ing码基本单位 D9ing codebasic unit

　　D9ing码点阵的基本单元模块 。

　　3.20

　　D9ing码码字 D9ing code-word

　　D9ing码字符的值 , 由 D9ing码逻辑式向字符集转换的中间值 。

　　3.21

　　D9ing码标签 D9ing codelabel

　　含有 D9ing码和 D9ing码校验码的标签 。

　　3.22

　　D9ing码校验码 D9ing codeverification characterstring

　　在 D9ing码标签中的一组 12位字符串 ,该字符串与 D9ing码中隐形信息编码和矩阵图形编码中的特定数值一致 。

　　3.23

　　纠错块 errorcorrection code-word block

　　对码字分组后用于纠错的一组码字 。

　　[GB/T 27766—2011,定义 3. 1. 1]

　　3.24

　　纠错等级 errorcorrection level

　　指明 D9ing码中纠错码字所占比例的参数 。

　　4 缩略语和符号

　　下列缩略语和符号适用于本文件 。

　　ABS:绝对值(Absolute Value)

　　API:应用程序编程接口(Application programming interface)

　　DIV:整除运算(Division)

　　GF:伽罗瓦有限域(Galois Field)

　　MOD:模运算 ,求整除后的余数(Modulus)

　　(…) BIN :括号中的内容使用二进制表示

　　(…) HEX:括号中的内容使用十六进制表示

　　[x] :表示不超过 x 的最大整数

　　[x] :表示不小于 x 的最小整数

　　5 分类

　　5. 1 按符号规格

　　D9ing矩阵图码(以下简称 D9ing码)的符号规格从 24× 24 D9ing码基本单位到 180× 180 D9ing码基本单位 ,依照 D9ing码的编制规则 ,D9ing码共有 819种规格 。

　　5.2 按码图形状

　　D9ing码按码图尺寸(宽度方向和高度方向)可分为正方形码图(见图 1)和矩形码图(见图 2) 。

　　图 1 正方形 D9ing码图示意图

　　图 2 矩形 D9ing码图示意图

　　5.3 按应用类别

　　D9ing码按应用类别可分为标准码和定制码 。标准码包括正方形标准码和矩形标准码 ,在 300 dpi的生成和印制条件下 ,正方形标准码尺寸是 1. 9 cm×1. 9 cm ,矩形标准码尺寸是 2. 98cm×1. 76 cm。定制码可以根据应用需求调整 D9ing码的生成和印制尺寸 。

　　5.4 按防伪功能组合

　　D9ing码防伪技术可以按其生成时所含防伪功能组合的不同分为以下 4类 。见表 1。

　　表 1 D9ing码防伪技术分类

　　6 要求

　　6. 1 D9ing码系统

　　D9ing码的防伪原理通过系统构成 、D9ing码的生成系统 、D9ing码的识读系统 、D9ing码的码制构成和 D9ing码的字符进行说明 。见附录 A。

　　6.2 D9ing码图形

　　D9ing码图形要求见图 1、图 2 和 A. 2. 2。

　　6.3 D9ing码生成数据的准确性和完整性

　　D9ing码生成数据的准确性和完整性内容包括 :

　　a) D9ing码 生 成 系 统 , 应 能 生 成 符 合 设 计 要 求 的 D9ing码 , 保 证 生 成 的 D9ing码 信 息 准 确 和完整 ;

　　b) D9ing码识读设备应能准确 、完整识读 D9ing码信息 。

　　6.4 D9ing码的抗污损

　　D9ing码用于编码格式信息的区域位于 D9ing码 4 个角上的校正图形周围 ,每个角上都包含了 一份完整的格式信息 , 当有 3个角同时污损或图形污损三分之一 ,仍能正确识读 D9ing码内信息 。

　　6.5 D9ing码的商用密码技术

　　6.5. 1 生成唯一的 DUID信息

　　按 D9ing码的生成系统 ,生成 D9ing码的唯一身份识别码 DUID。简称“一物一码 ”。

　　6.5.2 抗抵赖和防篡改

　　按 D9ing码的生成系统 , 由 非 对 称 密 钥 管 理 系 统 分 发 签 名 密 钥 , 由 加 密 设 备 完 成 数 字 签 名 , 生 成D9ing码的数字签名数据 。见参考文献[4] 。

　　6.5.3 生成 D9ing码加密数据

　　按 D9ing码的生成系统 , 由对称密钥管理系统分发每一个 D9ing码的唯一加密密钥 , 由加密设备完成数据加密 ,生成 D9ing码加密数据 。简称 “一码一密 ”。

　　6.5.4 生成 D9ing码的时间戳

　　按 D9ing码的生成系统 ,生成时间戳 。

　　6.5.5 密钥管理系统

　　密钥生命周期的管理必须符合国家相关法规 ,确保安全 。

　　6.6 隐形信息编码

　　6.6. 1 隐形信息编码分布与印制

　　在 D9ing码中 , 隐形信息编码与矩阵图形编码有多种组合方式 ,见图 3 和图 4 的两种组合示意图 。隐形信息编码的打印和印刷需要专用设备 。

　　图 3 隐形信息编码在矩阵图形编码外围示意图

　　图 4 隐形信息编码与矩阵图形编码区域重合示意图

　　6.6.2 隐形信息编码与矩阵图形编码的相关性

　　D9ing码中 , 隐形信息编码信息和矩阵图形编码信息通过 D9ing校验码相关联 。

　　6.6.3 隐形信息编码的识读

　　通过专用识读设备识读隐形信息编码信息特定 12位字符串 ,不能读出数据为假(设备运转正常) 。

　　6.6.4 隐形信息编码信息比对防伪

　　通过识读隐形信息编码与矩阵图形编码中的 D9ing码校验码 ,两值比对 , 同值为真 ,相异为伪 。

　　6.7 D9ing码防仿制

　　6.7. 1 网络空间 D9ing码防仿制的要求

　　通过专用识读设备辨 识 D9ing码 的 原 码 与 仿 制 码 , 判 定 真 伪 。 仿 制 码 不 能 被 专 用 识 读 设 备 正 确识读 。

　　正确识读 D9ing码中的特定信息与网络空间中 D9ing码所在界面特定明文信息 ,两值比对 , 同值为真 ,相异为伪 。

　　6.7.2 非网络空间 D9ing码防仿制的要求

　　通过专用识读设备辨 识 D9ing码 的 原 码 与 仿 制 码 , 判 定 真 伪 。 仿 制 码 不 能 被 专 用 识 读 设 备 正 确识读 。

　　6. 8 D9ing码的印制质量

　　D9ing码独立形成产品时 ,其印制质量技术要求见表 2。

　　表 2 D9ing码的印制质量

　　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 、防伪图码识读专用设备和通用设备 。

　　7.2 D9ing码图形试验

　　根据 D9ing码图形的特殊性 , 目测判定 D9ing码 。

　　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

　　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 ,与输入的信息比对 ,判断信息的一致性 。

　　7.3.2 非网络空间 D9ing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 :

　　a) D9ing码 印 制 质 量 : 平 板 印 刷 品 按 GB/T 7705、凸 版 印 刷 品 按 GB/T 7706、凹 版 印 刷 品 按GB/T 7707、柔性版印刷品按 GB/T 17497和票据印刷品按 CY/T 49检验进行 ;

　　b) 确定输入的信息 ,通过 D9ing码生成器生成 ,在 D9ing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 :

　　a) 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验

　　7.5. 1 生成唯一的 DUID信息试验

　　生成多个 D9ing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 抗抵赖和防篡改试验

　　抗抵赖和防篡改试验内容包括 :

　　a) 随机抽取 D9ing码 ,使用专用检测识读设备检测 ;

　　b) 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 :

　　a) 随机抽取 D9ing码 ,使用专用检测识读设备检测 ;

　　b) 解密还原加密前的数据 ;

　　c) 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码的时间戳试验内容包括 :

　　a) 随机抽取 D9ing码 ,使用专用检测识读设备检测 ;

　　b) 使用时间戳的签发公钥验证时间戳 ;

　　c) 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 密钥管理系统试验

　　根据参考文献[1]和参考文献[2]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制

　　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 。

　　7.6.2 隐形信息编码与矩阵图形编码的相关性

　　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码和不含隐形信息编码的矩阵图形编码各 10 000个 ,混合后 ,通过隐形信息编码专用设备正确识读 10 000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 网络空间 D9ing码防仿制的试验

　　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 非网络空间 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 。

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　D9ing码系统要求

　　A. 1 D9ing码防伪实现过程

　　A. 1. 1 系统构成

　　D9ing码系统构成示意见图 A. 1 和图 A. 2。

　　图 A. 1 D9ing码系统构成流程

　　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 。

　　图 A.2 D9ing码系统结构示意图

　　A. 1.2 D9ing码的生成系统

　　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 。

　　图 A.3 D9ing码生成系统示意图

　　A. 1.2.2 D9ing码生成系统防伪机理

　　D9ing码生 成 系 统 防 伪 技 术 路 线 是 : 非 对 称 密 钥 管 理 系 统 (采 用 SM2算 法 、SM3算 法) 用 于 对D9ing码进行数字签名 ,实现 “一 物 一 码 ”防 篡 改 、防 抵 赖 、防 假 冒 和 防 伪 造 ; 对 称 密 钥 管 理 系 统(采 用SM1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 ; 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. 1.2.3 D9ing码的图形生成

　　D9ing码图形生成包括 7个步骤 :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 :

　　a) 数据分析 :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码模式进行编码 。每种模式有各自的编码规则 。

　　b) 数据编码 :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

　　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 :若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 :根据 D9ing码的行数 、列数 ,将边框和校正图形排列到矩阵中 。

　　f) 排列格式信息 :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 :若码字被分块 ,则对各块码字进行交错排列后得到一个单一的码字流 。将码字流按顺序排列到矩阵中 ,完成编码 。

　　A. 1.2.3.2 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. 1列出了所有的模式指示符 。

　　表 A. 1 模式指示符

　　编码数据由 3位的终止符(000) BIN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 。将输入数据按类型分段 ,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 :

　　a) 3位的模式指示符 ;

　　b) 8位的数据长度指示符 ,用于指示该段数据的长度 ;

　　c) 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 入 数 据 长 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。

　　表 A.2 数据编码结构

　　A. 1.2.3.3 数据编码规则

　　数据编码规则分为 :

　　a) 数字模式

　　数字模式编码规则细分为 :

　　1) 编码字符

　　可编码数字 0~ 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

　　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 。

　　N = 100D1 + 10D2 +D3 …………………………( A. 1 )

　　式中 :

　　N — 数字组的 10位编码 ;

　　D1 — 数字组的第 1个数字 ;

　　D2 — 数字组的第 2个数字 ;

　　D3 — 数字组的第 3个数字 。

　　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 。

　　N = 10D1 +D2 …………………………( A. 2 )

　　式中 :

　　N — 数字组的 7位编码 ;

　　D1 — 数字组的第 1个数字 ;

　　D2 — 数字组的第 2个数字 。

　　当最后一组只有 1个数字时 ,直接输出该数字的 4位编码 。

　　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 非数字字符的位置和模式指示符

　　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/T 1988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入数据长度 。

　　示例 :

　　输入数据 :“1+-2* 3. 4A56789a”

　　模式指示符 :001

　　数据长度指示符 :00001001

　　数据位流 :见表 A. 4

　　表 A.4 数据位流

　　b) 数字字母混合模式

　　数字字母混合模式编码规则细分为 :

　　1) 编码字符

　　可编码字符 63个 ,包括 :

　　数字 0~ 9;

　　小写英文字母 a~z;

　　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) BIN,“空格 ”的编码为(111110) BIN 。

　　编码非数字字母模式字符时 ,首先输出模式指示符(111111) BIN ,再输出该字符的 8 位 GB/T 1988码值 。

　　通过模式指示符进行编码的字符不记入数据长度 。

　　示例 :

　　输入数据 :0A#b

　　模式指示符 :010

　　数据长度指示符 :00000011

　　数据位流 :见表 A. 5

　　表 A.5 数据位流

　　c) 汉字模式

　　汉字模式编码规则细分为 :

　　1) 编码字符

　　可编码字符包括 :

　　● GB 18030的强制部分的全部汉字字符 ,并应与 GB 13000的相应部分建立映射关系 ;

　　● “回车换行 ”(GB/T 1988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 GB 18030双字节字符第 1 字节值在(A1) HEX 至(A9) HEX 之间 、且 第 2 字 节 值 在(A0) HEX 至(FF) HEX之间时 ,按式(A. 3)计算该字符的 13位编码 。

　　N =[C1 - (A1) HEX] × (60) HEX + [C2 - (A0) HEX] …………………( A. 3 )

　　式中 :

　　N — 字符的 13位编码 ;

　　C1 —GB 18030编码的第 1 字节值 ;

　　C2 —GB 18030编码的第 2 字节值 。

　　当一个 GB 18030双字节字符第 1 字节值在(B0) HEX 至(F7) HEX 之间 、且第 2 字 节 值 在(A0) HEX 至(FF) HEX之间时 ,按式(A. 4)计算该字符的 13位编码 。

　　N =[C1 - (B0) HEX +9] × (60) HEX + [(C2 - (A0) HEX] ………………( A. 4 )

　　式中 :

　　N — 字符的 13位编码 ;

　　C1 —GB 18030编码的第 1 字节值 ;

　　C2 —GB 18030编码的第 2 字节值 。

　　式(A. 3)及式(A. 4)定义了 0~ 7 775之间的编码值 , 以下方式用于定义 7 776~ 8 191的编码值 :

　　● 7 776~ 8031赋给 8位字节数据(0~ 255) ,用于编码混在汉字信息中的非汉字数据 ;

　　● 8 032~ 8 131赋给数字对“00”到“99”;

　　● 8 132~ 8 191预留 。

　　两个编码示例见表 A. 6:

　　表 A.6 数据位流汉字编码示例

　　表 A.6 (续)

　　d) 字节模式

　　字节模式采用 8位二进制数编码 0~ 255的字节数据 。设输入数据的长度为 L 个字节 ,则先输出 8位二进制无符号数 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 ,将输入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 :

　　a) 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

　　纠错码字可以纠正两种类型的错误 ,拒读错误(错误码字的位置已知)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+ 2t=d- p …………………………( A. 5 )

　　式中 :

　　e— 拒读错误数 ;

　　t— 替代错误数 ;

　　d— 纠错码字数 ;

　　p— 错误检测码字数 。

　　拒读于,p。码纠一量,纠。正拒读错误时 ,则检不出替代错误的概率增加 ; 当

　　当数据码字的个数加上纠错码字的个数大于 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 B2 个长度为 N2 的块 ,满足式(A. 6) 。

　　C = B1 × N1 +B2 × N2 …………………………( A. 6 )

　　总分块数 B 见式(A. 7) 。

　　B = (C + 254)DIV 255 …………………………( A. 7 )

　　B2 =选。B码(1,,为:的1N(1) 1,,N21-,。B1 =C-B× N2 ,

　　E =[C× (R +1)] DIV 10 …………………………( A. 8 )

　　B 个纠错块中 ,前 B3 块中每块分配 E1 个纠错码字 ,后 B4 块每块分配 E2 个纠错码字 ,分配结果满足式(A. 9) 。

　　E = E1 × B3 +E2 × B4

　　B = B1 +B2 = B3 +B4 …………………………( A. 9 )

　　E2 ,4) ,,:3:=,E(=) ,,12,。B3 = E-B×

　　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 k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 xk 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 k个纠错码字的生成多项式 G(x)见式(A. 10) 。

　　G(x) = (x - α1 )(x - α2 )…(x - αk) …………………………( A. 10 )

　　式中 :

　　G(x) — 纠错生成多项式 ;

　　α — 有限域 GF(28 )的生成元 ;

　　k — 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 a0 到 ak- 1 的初始值为 0,g0 到 gk- 1 为生成多项式由低次到高次的系数 。编码分两个阶段完成 :

　　● 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 a0 到 ak- 1 的值都被更新 。这里 n 是数据码字的个数 ;

　　● 第二阶段两个开关的位置都向上 ,输入保持为 0,k 个脉冲后寄存器的值被顺序移位输出 ,从而生成 k个纠错码字 。

　　说明 :

　　—GF(28 )乘法 ;

　　—GF(28 )加法 。

　　图 A.4 纠错编码电路

　　d) 纠错块的交错排列

　　当 D9ing码包括不止一个纠错块时 ,应对纠错块进行交错排列 ,规则如下 :

　　● 从码字流的第一个块的第一个码字开始提取 ,然后是第二块的第一个码字 ,直到最后一个块的第一个码字 ;

　　● 继续提取第一个块的第二个码字 ,然后是第二块的第二个码字…… ,直到最后一个块的第二个码字 ;

　　● 继续提取直到码字流中所有码字被提取完 。

　　纠错块交错排列后 ,生成单一的码字流 ,按码字在符号中的排列的排列顺序排列到码图中 。

　　A. 1.2.5 固有图形边框

　　根据 D9ing码的行数和列数生成空白的码图 ,在图形的最外一圈填入深色模块 ,生成边框 。

　　根据 D9ing码的行数和列数确定校正图形的位置 ,在相应位置填入校正图形 。

　　A. 1.2.6 格式信息

　　根据 D9ing码的行数 、列数和纠错等级生成格式信息 ,将格式信息填入码图 4 个角的格式信息区域 ,格式信息包含内容如下 :

　　a) 格式信息码字

　　D9ing码的格式信息包括行数 、列数和纠错等级 ,采用式(A. 11)计算 12位的格式信息 。

　　f=[81- (r-24)/4]/2× (r- 24)/4+ (c- r)/4+ e × 1024 ………( A. 11 )式中 :

　　f— 12位的格式信息 ;

　　r —D9ing码的行数 ;

　　c —D9ing码的列数 ;

　　e —D9ing码的纠错等级 。

　　将 12位的格式信息按每 4位一个码字拆分 , 即可得到 3个格式信息码字 。

　　b) 格式信息纠错

　　得到 3个格式信息码字后 ,运用生成元为 10011 的 GF(24 )域的 Reed-Solomon 纠错算法生成 6 个纠错码字 ,生成多项式 G(x)见式(A. 12) 。

　　G(x) =x6 + 7x5 + 9x4 + 3x3 + 12x2 + 10x+ 12 ………………( A. 12 )

　　c) 填入格式信息区域

　　3个格式信息码字进行纠错编码后 ,得到 6个纠错码字 ,共 9 个码字 ;每个码字 4 位 ,共 36位 ,按图B. 1 的顺序将格式信息填入格式信息区域 。见图 A. 5。

　　图 A.5 格式信息填充顺序

　　d) 格式信息区域掩模

　　格式信息填入格式信息区域后 ,还需对格式信息区域进行掩模 。

　　D9ing码 4个角的格式信息掩模各不相同 ,分别见图 A. 6、图 A. 7、图 A. 8 和图 A. 9。

　　图 A.6 左上角格式信息掩模

　　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

　　A. 1.2.7 D9ing码码字在符号中的排列

　　D9ing码码字以每 2行为单位在码图中按从上到下 ,从左到右的顺序顺次排列 ,遇到格式信息和校正图形时跳过即可 。

　　A. 1.3 D9ing码的识读系统

　　A. 1.3. 1 D9ing码识读系统结构

　　D9ing码识读系统见图 A. 10。其包括 D9ing码通用设备识读和专用设备识读 。

　　A. 1.3.2 D9ing码识读系统防伪实现方法

　　D9ing码识读系统防伪实现方法是 :通用设备和专用设备对 D9ing码进行 “一物一码 、一码一密 ”的安全识别 ,专用设备还可以对 D9ing码的数字水印 、隐形信息编码进行辨识 。

　　图 A. 10 D9ing码识读系统示意图

　　A.2 D9ing码的码制构成

　　A.2. 1 D9ing码结构

　　D9ing码防伪机理通过一种 D9ing码标签结构示意见图 A. 11。

　　说明 :

　　1— 标签 。

　　图 A. 11 D9ing码标签的结构示意图

　　一种 D9ing码防伪标签的拆分结构示意见图 A. 12。该标签包含有 :矩阵图形编码图层 、数字水印层 、隐形信息编码边框 、加密单元 、身份认证单元 。

　　说明 :

　　1— 标签 ;

　　2— 矩阵图形编码图层 ;

　　3— 数字水印层 ;

　　4— 隐形信息编码边框 ;

　　5— 加密单元 ;

　　6— 身份认证单元 。

　　图 A. 12 D9ing码标签的拆分结构示意图

　　A.2.2 D9ing码的图形

　　A.2.2. 1 概述

　　D9ing码为长方 形 (或 正 方 形) , 由 外 边 框 、校 正 图 形 、格 式 信 息 区 域 和 数 据 编 码 区 域 组 成 。 见图 A. 13。

　　说明 :

　　1— 数据编码区域 ;

　　2— 校正图形 ;

　　3— 外边框 ;

　　4— 格式信息区域 ;

　　5— 留白区 。

　　图 A. 13 D9ing码结构图

　　A.2.2.2 校正图形

　　D9ing码校正图形由 5× 5个单元模块组成 ,其中水平方向及垂直方向的中线共 9 个单元模块为深色模块 ,其余 16个单元模块为浅色 ,组成 “十 ”字形结构 。见图 A. 14。

　　图 A. 14 D9ing码校正图形

　　校正图形的位置由 D9ing码的行数和列数决定 。见表 A. 8。

　　表 A. 8 D9ing码校正图形的位置

　　表 A. 8 (续)

　　A.2.2.3 外边框

　　D9ing码外边框是一个模块宽的深色边框 ,将整个码图包含起来 ,用于保护及定位码图 。

　　A.2.2.4 格式信息

　　D9ing码的格式信息包括行数 、列数和纠错等级 。D9ing码用于编码格式信息的区域位于 D9ing码4个角上的校正图形周围 ,每个角上都包含了一份完整的格式信息 ,具有较强的抗污损性能 。

　　A.2.2.5 留白区

　　留白区为环绕在 D9ing码四周的不小于 3个单元模块宽的区域 ,其反射率应与浅色单元模块相同 。

　　A.3 D9ing码的字符

　　D9ing码可编码字符 包 括 : 数 字 字 符(数 字 0~ 9) 、字 母 字 符 和 汉 字 字 符 。 D9ing码 字 符 集 符 合GB/T 1988和 GB 18030的数据要求 ,并且支持 GB 13000。深色单元模块表示二进制“1”,浅色单元模块表示二进制“0”。最大尺寸 D9ing码的容量可达 2 833个字节 。

　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　D9ing码抗污损测试图

　　D9ing码抗污损测试图见表 B. 1。

　　表 B. 1 D9ing码抗污损测试图

　　参 考 文 献

　　[1] 商用密码管理条例(中华人民共和国国务院令 第 273号 ,1999年 10月 7 日 )

　　[2] 商用密码产品使用管理规定(国家密码管理局公告 第 8号 ,2007年 3 月 24 日 )

　　[3] 软件产品管理办法(中华人民共和国工业和信息化部令 第 9 号 ,2009年 3 月 1 日 )

　　[4] 中华人民共和国电子签名法(中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议于 2004年 8 月 28 日通过 , 自 2005年 4 月 1 日起施行)

　　[5] GM/T 0022—2014 IPSec VPN 技术规范

　　[6] GM/T 0024—2014 SSL VPN技术规范

　　[7] GM/T 0033—2014 时间戳接口规范

　　[8] GM/T 0035. 1—2014 射频识别系统密码应用技术要求 第 1 部分 :密码安全保护框架及安全级别