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票据防伪新选择——数字水印

《广东印刷》2010年第5期 文/蔡丽娜 更新日期:2014-02-08

票据可以说是和人们日常生活最为密切相关的印刷品之一,从常用的钞票、债券、工商税务发票、股票、支票、证券、邮票以及各类活动门票等等,直接牵涉到个人的利益。票据不仅是一个凭证,在收藏品市场上更有其特殊的收藏价值。随着高质量图像输入输出设备的发展,特别是高精度彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现,操作者可以便利地对数字信息进行的剪裁、拼接,亮度、对比度、色彩的调整,背景、文字的添加更改,使得支票及其他票据印刷等的伪造变得更加容易。传统的防伪技术已经无法满足需求,为了防范此类风险,票据在设计和制作上对防伪技术提出了更高层次的要求。

新近的防伪技术首先要具备唯一性,使得相应技术无法从别处获得;再者要求该技术难以伪造。数字水印技术就是一种有效的方法,它是信息隐藏技术的一个重要研究方向。数字水印技术不会改变票据的视觉形象,可以最大限度的满足票据设计专家充分发挥创意。同时又具有世界最先进、最安全、最高级的防伪水准。

一、票据的防伪现状

我国的票据防伪印刷技术涉及的科学领域很多,例如光学、化学、电磁学、计算机技术、光谱技术、图文字码技术等,属于一门交叉边缘科学。目前的防伪技术有以下几种:

①纸张防伪:随着我国造纸技术的迅速发展,具有防伪功能的纸张被不断应用到票据生产中,例如:水印、可见纤维和不可见纤维、安全线纸等,这些是我们比较常见的一些被应用得很广泛的防伪技术,另外还有防复印纸,我们在鉴别这些技术的时候,有的是肉眼可以直接看见的,有的是通过仪器进行的,而还有一些则是要靠综合手段进行识别的,这些就是行业里面所说的一线防伪、二线防伪和三线防伪。

②油墨防伪:在票据印刷中,防伪油墨可分为有色荧光、无色荧光、红外油墨、光致变色、温变、防涂改、滴水消失油墨等,这些油墨运用不同的识别特征,形成了不同的防伪方案,通过上面所说的一线、二线和三线进行防伪。

③制版防伪:制版防伪就是应用某种专业软件设计成一些防伪底纹,这些底纹在一定程度上很难被复制,从这一点上达到防伪目的,比较常见的有:团花、微缩文字、潜影、开锁、变线宽等,底纹防伪是靠线条进行防伪的,线条能产生丰富的变化,可以防止伪造和扫描,增加了票据的附加值,当然,用防伪底纹进行设计和输出时对计算机的要求比较高,目前它是比较广泛的一种防伪手段,主要应用在证件、证书、有价证券等上面。

④综合防伪:在票据印刷领域,最多的是将防伪纸张和防伪油墨、制版防伪相结合的综合防伪技术,综合防伪技术融合了三种防伪手段的优势,给伪造带来了很大的困难,当然,其附加值也就更高。

⑤防伪全息标识定位烫印技术。定位烫印的技术难度很高,它要求印刷厂家拥有精密定位烫印设备,在烫印标上可运用所有的通用全息防伪技术比如像素全息、真彩合成加密微刻光化浮雕等技术,能起到极佳的防伪效果。

⑥彩虹印刷防伪技术。采用彩虹印刷防伪技术根据票据印刷要求,可以一次印刷多种彩色并且中间色过渡柔和。彩虹印刷效果用多色叠印的方法是难以实现的,而且在票据中很难看出墨斗中各色隔板的准确位置,假冒者即使仿用彩虹印刷的方法也很难确定隔板间距,从而增加了假冒的难度。

最近几年,我国在开发防伪材料、防伪印刷工艺等方面取得了巨大的进步,如票据特种防伪印刷技术,DNA防伪技术、缩微文字印制防伪技术等已经应用到了商业票据印刷中,取得了理想的效果。

二、数字水印的概述

数字水印技术的基本思想是将特定的信息(如版权信息、序列号、公司标志、有意义的文本等)嵌入到图像、语音、视频等各种数字媒体中,以达到信息隐藏的目的。该过程不影响原来数据的正常使用,不改变原来数据量的大小,不改变原信息的外观。

1.数字水印的防伪特性

数字水印的隐形特性,决定它可以与其他防伪技术组合使用。数字水印的印刷防伪技术有别于传统的印刷防伪技术,它彻底更新了印刷防伪的传统观念,并在印刷品防伪中具有独特的性质。

①技术独占性。数字水印的嵌入和嵌入的内容具有随机性。每一种印刷品所隐藏的数字水印可以不同,加入水印的位置也是随机的,这样的随机性和变化特征使伪造者难以仿冒。

②防伪投资小、成本低。数字水印用户可将他们先用的包装和设计通过数字水印专用软件处理直接将防伪信息嵌入到印刷品中。无需改变生产或印刷工艺流程,无需增加特殊材料,无需增加印刷、打印成本和改变原设计外观。

③技术升级快。根据产品特性,设计不同的且易于更新换代的专用软件,从而使相应的印刷防伪技术也可随之不断升级变化。

④保密性高。 数字水印技术本身除了具有个性化和单向性,以及隐含在媒体内部的隐蔽性外,还可结合密码学的私匙和公匙控制检测,比其他技术更具有保密性。

⑤产品增值。使用国际公认的高端防伪技术——数字水印技术防伪,将使造假者无计可施,从而增强顾客对数字水印用户及其产品的信任感,提升和维护用户的品牌形象,提高产品增值价值。

2.数字水印的核心技术

①基于小波算法的数字水印生成与隐藏算法。

采用小波算法,将数字图像的空间域数据通过离散小波变换(DWT)转换为相应的小波域系数,并根据待隐藏的信息类型,对其进行适当的编码和变形,再根据隐藏信息量的大小和相应的安全目标,选择方形的频域系数序列。最后,将数字图像的频域系数经反变换转化为空间域数据。

②水印防复制技术。

当仿冒者得到含有数字水印的印刷包装后,一定会设法复制(如采用高精度数字扫描仪),为防止数字水印信息被复制,数字水印嵌入软件在隐藏水印信息时采用了色谱当量给定算法,这种方法可以保证仿冒者在满足工艺性调整原图的色彩时,无法避免改动色谱当量,这样就从根本上保证了水印不被复制。

③抗衰减技术。

从数字图像到印刷品,要经过制版、印刷等多道工序,数字水印的特征在每个工序上都要被衰减,为保证数字水印在最终印刷品上有足够的信号强度,数字水印嵌入软件在生成水印信息时考虑了足够的信号强度,确保经过多个工序时信号强度(鲁棒性)仍能被可靠机读。

④数字水印检验机读化。

数字水印检验机读化可消除人为因素的不确定性,提高检验速度,增强隐藏信息(水印)识别的安全性,并可和RFID、紫外、磁条等已有成熟的防伪检验设备组成多重立体防伪系统,提升综合安防水平。

三、数字水印的框架

典型的数字水印模型由两个主要的过程组成:一是水印的嵌入过程,二是水印的提取或检测过程。每一个所有者都有唯一的水印,或者一个所有者能够将不同的水印嵌入到不同的对象中。将水印信息预处理后加入到载体中,称为嵌入。水印的嵌入可理解为在一个宽带信道(原始图像)上用扩频通信技术传输一个宽带信号(水印)。嵌入阶段的设计主要解决两个问题:数字水印的生成和嵌入算法。从水印化数据中提取出水印信息或者检测出水印信息的存在性称为水印的提取和检测。目前大多数水印制作方案都在加入、提取时采用了密匙,只有掌握密匙的人才能读出水印。

用于票据防伪的数字水印技术的原理与用于音、视频等多媒体的数字水印技术的原理大致相同,只不过在水印的嵌入过程要考虑到加网,在水印的提取及检测过程要对印刷品图文信息进行扫描,在这个过程有一个模/数(A/D)转换过程。这就要求基于半色调的数字水印技术的算法在相应的嵌入和检测过程中必须考虑这些因素。其嵌入和提取过程如图一、图二所示。

图一 水印在印刷品中嵌入过程

图二 水印从印刷品中提取过程

四、国内外数字水印在票证防伪中的应用

随着数字水印技术的发展,数字水印的应用领域也得到了扩展,从早期用于音频、视频等防伪到各类证照、票据以及名烟、名酒、贵重药品等高价值商品的外包装方面的防伪,目前数字水印已在多种票证的防伪印刷中广泛应用。

德国用数字水印防止伪造电子照片,在照片上对人所不可感知的信息进行处理,这种方法可以迅速、无误地确定证件的真伪。美国麻省理工学院媒体实验室研究在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中加入唯一的、不可见的数字水印,通过实时地从扫描票据中判断水印的有无,快速辨识真伪。日本在保险票据中加入水印,提出了用数据隐藏作为解决方案来鉴定数字化照片的完整性,判断照片是否被篡改以及定位篡改的地方。Signum公司的VeriData软件将不可见的水印加入到打印出的包装和商标上,用于保护大范围的安全文档,包括银行支票、护照、债券、身份证、塑料卡片、票据、驾照、证书、票据、报表和包装等。

我国在2005年举办的中国第六届花卉博览会发售的141万张门票、四川省为力推大熊猫成为2008年北京奥运会吉祥物发行的1000万张申吉明信片、中国第六届国际西部博览会门票上得到成功运用,开创了世界大型会展活动采用数字水印印刷防伪技术的先河。此外,我国的奥运门票就采用了数字水印的先进防伪技术,它选用承载信息量大,功能区划灵活的主、副联样式。主联页面用于表现本届奥运会主办国的国粹精神,侧重于收藏;副联记载票价和参会注意事项等信息,侧重于验证功能。主、副联均选用数字水印印刷防伪技术做最高级别的防伪,以确保按奥运市场开发计划应期推出奥运门票供预售(尤其是面向海外的预售),而不必担心被假冒和伪造。

数字水印技术是目前国内外研究的热门课题,它正处于一个快速和持续深入发展的阶段,应用领域也正在快速扩展。它在防伪印刷领域里发挥着越来越大的作用,已成为防伪包装的亮点。商业票据在社会生活中具有重要的价值,商业票据的防伪工作显得尤为必要。假票之风屡禁不止,票务公司曾在一张门票上采用7种防伪措施,仍无法杜绝假票泛滥。因此选用先进特点的数字水印技术取代传统防伪技术是发展的方向。随着数字水印防伪技术不断地推陈出新,其势必为票据包装防伪提供更大的保障,并会带来可观的经济效益和社会效益。

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