用于使用来源图案来检验宿主对象的真实性的系统及方法
【专利说明】
[0001] 相关申请案
[0002] 本申请案依据35U.S.C. § 119主张2014年3月28日提出申请的标题为"用于验 证产品来源的安全方案（SECURITYSCHEMEFORAUTHENTICATINGPRODUCTORIGINS)"的序 列号为61/971，880的临时专利申请案的优先权。此较早申请的申请案的标的物特此以引 用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的标的物涉及一种用于验证对象的来源的安全方案。
【背景技术】
[0004] 根据国际商会，伪造商品每年占去6%的大量全球GDP。此'对象侵权'不仅威胁 整个行业的收益，而且其可危及通常不知道其产品的不真实的消费者的安全。当前试图抵 制伪造所使用的技术包含全息图、化学鉴证、射频识别及叠纹油墨图案等。虽然这些措施在 特定应用中有效，但其产生起来昂贵且需要专门培训或设备进行检验。增材制造或3D打印 为由数字蓝图达成产品的生产的新兴技术，而且具有使得伪造者能够比之前更容易地复制 特定产品的非预期效应。3D扫描技术可从所扫描的物理对象借助尽可能少的相机图片重新 形成虚拟模型。可不费力地3D印刷那些虚拟模型，且在此过程中还制定很少规则来防止知 识产权侵权。
【发明内容】
[0005] 本文所描述的系统及方法使用提供于产品的表面上的来源图案提供针对产品来 源的验证。也称为PolluxPair的来源图案包含序列号分量及表面纹理分量，每一部分在 压印、蚀刻或以其它方式附贴到对象之前以加密方式产生。在抽象层次的此概念类似于加 密质询对的概念，尽管所揭示实施方案涉及计算机图形对象的变换以导出来源图案。可使 用移动智能手机应用程序来检验带有来源图案产品的对象。来源图案可不仅用作来自单 个制造商的来源证明，而且可用于检验把原制造商和对象的形成中涉及的其它经授权设计 者、供应商、加工厂等（如果存在）联系起来的所有权链。
[0006] 可使用安装于移动客户端（例如智能手机或平板计算机）上的检验应用程序及因 特网连接实现来源图案的真实性及因此其宿主对象的真实性的检验。中央验证服务器与移 动（即，分散）客户端之间的检验交流创建使来源图案保护的对象的伪造随着时间推移而 越来越困难的半分布式检验网络。
[0007] 对于知识产权持有人，使用所揭示实施方案的益处包含：降低关于产品检查及检 验的资源耗费、不费成本地产生及附贴PolluxPair及面对先进制造过程的伪造进入障碍 的非预期降低的保护。对于消费者，使用所揭示实施方案的益处包含：为个人担保及安全而 赋权检验产品的真实性、不费成本地下载或操作移动检验应用程序及由系统提供商及/或 知识产权持有人提供奖励刺激以用于强化半分布式验证网络。
[0008] 在附图及下文说明中描述一或多个实施方案的细节。从所述说明及图式且从权利 要求书将明了其它特征。
【附图说明】
[0009] 图1是根据所揭示实施方案的图解说明产品验证系统的实例的框图。
[0010] 图2是根据所揭示实施方案的图解说明在验证产品中所使用的来源图案数据的 实例的实例性数据图。
[0011] 图3是根据所揭示实施方案的用于产生来源图案或PolluxPair的实例性过程的 流程图。
[0012] 图4是根据所揭示实施方案的产生来源图案的序列号分量的实例性过程的流程 图。
[0013] 图5图解说明根据所揭示实施方案的来源图案安全方案的示意性证明。
[0014] 图6是根据所揭示实施方案的用于产生来源图案的表面纹理分量的实例性过程 的流程图。
[0015] 图7是在初始状态中的实例性3D表面的3D图像。
[0016] 图8是根据所揭示实施方案的在控制顶点的加密变换之后的实例性3D表面的3D 图像。
[0017] 图9是根据所揭示实施方案的在加密变换之后内插于控制顶点集合之间的实例 性非均匀有理基样条（NURBS)曲线的2D图像。
[0018] 图10是根据所揭示实施方案的显示图9的实例性NURBS的控制顶点的图心及用 于导出用于产生来源图案的纹理部分的剩余NURBS曲线的在图心与控制顶点之间的增量 向量集合的2D图像。
[0019] 图11是显示包括待映射到图8中展现的3D表面的2D纹理的NURBS曲线集合的 2D图像。
[0020] 图12是根据所揭示实施方案的在控制顶点的加密变换及经受单独加密变换的实 例性2D纹理的线性映射之后的实例性3D表面的3D图像。
[0021] 图13图解说明根据所揭示实施方案的可附贴到产品的实例性2D来源图案。
[0022] 图14是根据所揭示实施方案的用于产生包含所有权链的来源图案的数据元素的 框图。
[0023] 图15是根据所揭示实施方案的用于借助所附贴的来源图案检验对象的来源的实 例性过程的流程图。
[0024] 图16是根据所揭示实施方案的实例性表面纹理分量检验过程的流程图。
[0025] 图17是根据所揭示实施方案的用于在借助所附贴的来源图案对对象进行检验期 间使用时间及位置的实例性过程的流程图。
[0026] 图18是根据所揭示实施方案的用于借助所附贴的来源图案确定对象的真实性概 率的实例性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 实施方案包含使用在微分几何、加密、计算机辅助设计及智能手机应用中发现的 概念及工具的唯一组合以允许制造商（例如OEM、设计公司、供应链伙伴等）保护其产品且 向消费者保证产品质量的系统及方法。实施方案通过针对每一所制造零件以计算机图形驱 动的加密质询对或指纹的形式产生唯一来源图案来实现保护。所述来源图案包含序列号 分量及表面纹理分量。表面纹理分量可为2D或3D纹理，而序列号分量为基于文字或字符 的，但可以条形码的形式出现。可使用与中央验证处理器组合而提供半分布式检验系统的 移动装置上的应用程序立即验证来源图案。由于表面纹理分量可以加密方式从序列号分量 导出，因此来源图案是不可伪造的，然而容易激光蚀刻、3D印刷或以其它方式压印到其宿主 对象上-从而提供安全及低实施费用的益处两者。肉眼可在宿主对象上清楚地看到也称为 PolluxPair的此来源图案，从而使用免费应用程序及具有相机的移动装置而使检验成为 可能。因此，专业人员或消费者检查员可快速地确定正被检查的对象是真实的还是非法仿 制的。
[0028] 来源图案的另一显著特征为其易制造性。与更复杂的来源证明解决方案（例如全 息图、化学鉴证、射频识别及叠纹油墨图案）相反，其可使用已通用的工具来激光蚀刻、3D 印刷或油墨印刷到其宿主产品上。
[0029]图1图解说明根据所揭示实施方案的产品验证系统的实例性框图。举例来说，对 象验证系统100可体现于一或多个计算装置（例如中央验证服务器110、移动客户端180及 产生客户端（GCS) 160)上。中央验证服务器110可为主机、服务器、服务器群、托架系统、联 网个人计算机等。中央验证服务器110可为两个或两个以上计算装置的组合。举例来说， 两个或两个以上计算装置可彼此物理地或逻辑上不同，但经由通信网络（图1中未展示） 彼此通信，从而操作为中央验证服务器110。其它计算装置可经由网络150 (例如因特网） 而接入中央验证服务器110。
[0030] 系统100还可包含产生客户端（GCS) 160。产生客户端160可为由制造商使用的 个人计算机、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、具有处理器的电视、服务器、服务器 群等。产生客户端160还可包含一或多个计算装置的组合。在一些实施方案中，产生客户 端160可为可由制造商经由网络访问的基于云的计算系统，或可安装于与制造商一起物理 定位的一或多个计算装置上。
[0031] 系统100还可包含移动客户端180。移动客户端180可为智能电话、平板计算机、 膝上型计算机或包含相机及连接到中央验证服务器11〇(例如，经由因特网、WiFi或蜂窝数 据计划）的能力的任何移动装置。检查员（举例来说消费者、海关人员、审计员等）可在压 印有来源图案的对象所定位的位置处使用移动客户端180。
[0032] 中央验证服务器110可包含产品检验模块（PVM) 120及中央数据库与处理器单元 (⑶PU)。⑶PU可仅通过PVM120发送及接收信息。⑶PU可包含来源图案模块130及存储 器140,所述存储器针对每一PolluxPair存储数种类别的信息，如图2中所图解说明。
[0033] 为保护对象（例如，零件、产品或其它制品），制造商可安装及/或访问产生客户端 160。产生客户端160可允许制造商注册，因此接收识别符且开始产生产品的来源图案。产 生客户端160可包含两个部分：交互式⑶I，例如，图案放置模块162,其允许制造商选取来 源图案在宿主对象上的放置；及自动脚本164,其用于向PVM120请求来源图案且传回来源 图案。
[0034] 图像放置模块162可允许制造商输入宿主对象的智能CAD文件167,通常为格式 例如IGES或STEP。图案放置模块162还可包含供客户端在宿主对象上放置的样品来源图 案。在一些实施方案中，图案放置模块162可产生覆盖小对象的区带，表示其中由于对下面 的宿主对象的表面弯曲的限制而可或不可放置来源图案的区域。所述区带可借助着色或描 影看得见地表示，举例来说表现为绿色（其中可放置来源图案）或红色（其中不可放置来 源图案）。来源图案的位置、定向及规模可由制造商手动规定，从而使用样品来源图案提供 宿主对象的最后外观的良好指示符。一旦已选择位置、定向及规模，客户端160就可将产生 请求发送到PVM。为保护CDPU免受外部攻击，PVM120可检验其在将产生请求传递到CDPU 上之前已接收有效请求（例如，经加密文件上的签名可仅源自于经注册制造商）。CDPU接 着接收产生请求且形成来源图案（即，PolluxPair)。在一些实施方案中，来源图案可由来 源图案产生模块132产生。新产生的来源图案为时间位置戳记的，且此戳可用作此特定来 源图案的时间位置戳表（或TLST)的第一条目，如图2中所描述。CDPU可响应于稍后检验 请求而（举例来说）经由来源图案检验模块134将额外条目添加到TLST。
[0035] 取决于制造商希望在宿主对象上显示来源图案的方式，GCS可提供执行将来源图 案压印到智能CAD文件167中的经添加步骤。此步骤大概会在将3D印刷对象时发生，且可 通过将来源图案布置为非常紧密接近于对象（通过使来源图案图心与对象的经压印区域 的图心匹配）且沿着法向表面向量方向将来源图案投影到表面而实现。产生客户端160接 着沿着经压印区域的平均表面法向向量进行来源图案到表面中的挤出切除（注意，此向量 跨越整个挤出是恒定且均匀的）。后来，可输出压印有来源图案的宿主对象作为用于制作的 密铺文件。在一些实施方案中，产生客户端160可不允许输出附贴有来源图案的智能CAD 文件167,因为依据此文件生产的伪造品不可被检测到。换句话说，PolluxPair可从文件 提取且可能在制造商不知道的情况下附贴到完全不同的对象。
[0036] 如果制造商希望通过某一其它方法来激光蚀刻、油墨印刷或压印来源图案，那么 产生客户端160还可简单地为制造商提供高分辨率位图图像。在一些实施方案中，产生客 户端160可对来源图案（例如，位图图像）进行时间戳记，以便十分仔细地用文件证明来源 图案的生命周期。
[0037] 图2是根据所揭示实施方案的图解说明可用于验证对象的来源图案数据12的实 例的实例性数据图。⑶HJ中的每一PolluxPair数据205可包含用于产生并检验Pollux Pair的所图解说明变量。应理解，图2的格式、名称及变量仅为一个实例且实施方案包含 也包含用于PolluxPair的产生及检验的数据的未图解说明的其它数据布局。如所图解说 明，一些变量可指向其它对象以用于增加的处理效率，但应理解不需要使用指针。
[0038]PolluxPair对象的数据205可包含称作私有制造商识别符（PMI)的私有或秘密 128字符串。PMI可被视为提供对所有制造商的产品的所有权存取的128字符口令。因此， 每一制造商（无论是原制造商还是所有权链中的制造商）具有唯一PMI。PMI可在制造商使 用产生客户端160注册时产生。PolluxPair对象的数据205还可包含公共制造商识别符 (也称作第一制造商识别符序列（FMIS))。FMIS为制造商的公共识别符，且因此为私有PMI 的公共副本。如同PMI，FMIS唯一于制造商，但可以可读格式印刷于产品或零件上。Pollux Pair对象的数据205还可包含所有权链识别符（也称作第二制造商识别符序列（SMIS))。 SMIS为所有权链中的先前制造商的公共识别符。因此，如果制造商是原制造商，那么SMIS 为空。如果原制造商授权第二制造商生产零件，那么第二制造商可在所述第二制造商生产 对象时使用原制造商的FMIS作为SMIS。
[0039] Pollux Pair对象的数据205还可包含128字符检验所有者识别符verOwner，所 述128字符检验所有者识别符verOwner在特定检验请求者为附贴有所述Pollux Pair的 产品的检验所有者的情况下为所述请求者提供绕过概率验证的授权（本文中关于图18描 述）。在某种意义上，所述用户变成Pollux Pair的所有权链中的最后一链环，但用户的特 权仅延伸到检验请求而非对象的知识产权所有权。检验所有者识别符可在先前verOwner 或第一制造商（例如，FMIS的所有者）的同意下进行更新，且可在商业交易期间发生。
[0040] Pollux Pair的数据205还可包含IRN或递增参考编号。取决于实施方案，IRN可 为每一零件或每一宿主零件（例如，零件的每一实例）的识别符。在一些实施方案中，IRN 可为10进制序列号以将相同产品设计的多个实例区分开。举例来说，IRN可在原制造商授 权另一制造商制造相同零件或在对所述零件做出改变时递增。在一些实施方案中，IRN可 针对产品的每一实例递增。
[0041]PolluxPair的数据205还可包含表面纹理产生序列或