CN111038848B - 支持开盖验证的双标签防伪瓶盖及瓶盖出厂前激活方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持开盖验证的双标签防伪瓶盖及瓶盖出厂前激活方法，瓶盖包括中盖和底盖，底盖内设有第一NFC标签和第二NFC标签，中盖上设有破坏第一NFC标签的切断机构以及接通第二NFC标签的导通机构，第一NFC标签的线圈裸露，中盖与底盖活动连接；瓶盖开启前第一NFC标签可读，第二NFC标签不可读，中盖可以相对于底盖转动；瓶盖开启时转动中盖，利用切断机构切断第一NFC标签的线圈，并令导通机构与第二NFC标签的线圈连通将第二NFC标签接通，令第二NFC标签可读。本发明采用双NFC标签结构，支持开盖前、后两次防伪验证，防伪效果更佳，可防止瓶盖回收利用，能够记录开瓶信息。

Description

支持开盖验证的双标签防伪瓶盖及瓶盖出厂前激活方法

技术领域：

本发明涉及商品的防伪认证技术领域，具体涉及支持开盖验证的双标签防伪瓶盖及瓶盖出厂前激活方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，高附加值商品也日益丰富着整个交易市场，这些高附加值商品逐渐成为了制假售假不法商贩的主要目标。各种仿冒山寨商品披着正版商品的“外衣”流入市场，严重扰乱了市场秩序，给消费者、生产者、经销商带来了严重的经济损失，也阻碍了企业对产品研发的积极性。因此，对商品防伪技术的发展提出了更高、更迫切的需求。

商品防伪及溯源可以避免商品被伪造，从而保护消费者和生产者的利益，目前应用在商品包装上的防伪手段很多，如：镭射标签、二维码、条形码、电码、RFID标签、NFC标签、区块链溯源等等，通过给商品一个独一无二的标识，借助后台的验证程序来获得商品信息以及真伪。虽然也能起到一定的防伪溯源作用，但这些条形码、二维码、电码、镭射标签等技术门槛及制作成本都较低，防伪能力也较弱，很容易被不法分子回收二次使用，防伪效果大打折扣。因此，对商品的防伪设计不应该仅仅停留在防伪标签设计上，应当与商品的包装结构进行融合设计，使其能够起到防伪、溯源、避免回收二次使用的目的。

再者，目前采用的防伪技术只是提供开盖前的单次防伪验证，并不支持开盖后的二次防伪验证，现有的瓶盖也不具有开包装记录信息功能，无法令制造商及时掌握消费者的消费信息(如：开瓶消费酒水饮料的数量)，不能形成有效的商品追踪记录，也不能为消费者和制造商之间的互动架起桥梁。

有鉴于此，本案由此而生。

发明内容：

本发明主要针对瓶装或罐装商品的包装防伪而设计，首先提供一种支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其目的是提供双重防伪验证手段，提高防伪效果，并且还能记录、反馈商品开盖消费信息，增加消费者与生产者之间的互动。

为了实现该发明目的，本发明所采用的技术方案为：

支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，包括中盖和底盖，所述底盖内设有第一NFC标签和第二NFC标签，中盖上设有破坏第一NFC标签的切断机构以及接通第二NFC标签的导通机构，第一NFC标签的线圈裸露，中盖与底盖活动连接；瓶盖开启前第一NFC标签可读，第二NFC标签不可读，中盖可以相对于底盖转动；瓶盖开启时转动中盖，利用切断机构切断第一NFC标签的线圈，并令导通机构与第二NFC标签的线圈连通将第二NFC标签接通，令第二NFC标签可读。

进一步设置，所述底盖的顶面开设凹槽，第一NFC标签的线圈裸露在凹槽内，所述切断机构包括设置在中盖底面的凸块，转动中盖令凸块沿凹槽滑动时切断第一NFC标签的线圈。

进一步设置，所述导通机构包括设置在中盖底面的压块以及设置在底盖顶面的金属簧片，压块按压金属簧片将第二NFC标签的线圈接通。

进一步设置，所述中盖的底面与底盖的顶面设有互相配合的单向锁止机构，中盖套设在底盖外部，瓶盖开启时，中盖相对于底盖转动至单向锁止机构将中盖与底盖互相锁定位置，中盖与底盖锁定后第一NFC标签被破坏，第二NFC标签被接通。

进一步设置，所述单向锁止机构包括设置在中盖底面的楔形卡块、以及设置在底盖顶面的楔形突起，楔形卡块与楔形突起实现互锁。

进一步设置，所述中盖底面的楔形卡块周边开槽。

进一步设置，所述第一NFC标签采用NTAG213芯片。

进一步设置，所述第二NFC标签采用NTAG213芯片。

进一步设置，所述底盖的顶面开设卡口，中盖的底面设有卡扣，卡扣插入卡口内将中盖与底盖活动连接。

进一步设置，所述瓶盖还包括顶盖，顶盖设置在中盖的顶部。

本发明所公开的防伪瓶盖适用于瓶装或罐装产品的包装使用，瓶盖内设置双NFC标签，第一NFC标签在瓶盖未启封状态下提供真伪验证查询功能，消费者可以借助智能手机或者NFC读写器贴近瓶盖获取商品的有关信息达到防伪认证的目的，瓶盖开启后自动破坏第一NFC标签；第二NFC标签借助瓶盖的物理开启机械过程实现不可读到可读状态的切换，第二NFC标签可以用于开盖后的二次防伪验证，还可以用于记录商品的开瓶消费信息；消费者也可以借助第二NFC标签与后台对接，获取一些开瓶奖励等互动信息，进一步丰富了瓶盖的使用功能性。这种双NFC标签结构设计，两个NFC标签的物理状态转换均是通过巧妙的机械结构设计同步实现，安全性更高、防伪效果更好，还可以有效避免瓶盖被回收二次使用。

本发明还公开上述防伪瓶盖出厂前激活方法，具体采用如下技术方案：

支持开盖验证的双标签防伪瓶盖出厂前激活方法，包括上述瓶盖、安装厂商应用软件的读写器、以及云服务系统，瓶盖封装前令第一NFC标签和第二NFC标签配对初始化，并在服务器系统中登记，配对后的两个NFC标签植入瓶盖内封装；第二NFC标签在配对登记时被云服务器系统直接激活，第一NFC标签待封装后通过读写器与云服务系统之间建立的安全通道信息交互完成激活。

进一步设置，所述第一NFC标签的激活过程如下：

厂商应用软件与云服务系统建立安全通道；

读写器读取第一NFC标签的UID、数字签名Sig、记录读取次数的计数器值Ct；

厂商应用软件将读取到的信息UID、Sig、Ct和厂商用户标识一起加密后通过安全通道发送给云服务系统；

云服务系统根据收到的UID和Ct生成瓶盖的安全密码cPwd，并对云服务系统的标识fID和产品代码pID用私钥进行数字签名生成服务签名fSig，云服务系统将加密后的cPwd、fID、pID、fSig发送给厂商应用软件；

厂商应用软件解密后获得cPwd、fID、pID、fSig，使用云服务器公钥验证云服务器是否可信，并将cPwd设置为第一NFC标签的安全读取密码，并使用cPwd将fID、pID、fSig写入第一NFC标签的安全区；

读写器再次读取第一NFC标签的UID、Sig、Ct，并使用cPwd读取安全区的fID、pID、fSig，再次验证确定云服务器是否可信以及之前的读写是否成功，此时Ct已经加一；

厂商应用软件将读取到的UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig加密后发送给云服务系统；

云服务系统对UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig进行核对，核对通过后第一NFC标签被激活，并反馈厂商应用软件核对结果。

以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。

附图说明：

图1为实施例中瓶盖的爆炸图；

图2为实施例中的中盖底部结构示意图；

图3为实施例中NFC标签的电路原理图；

图4为实施例中瓶盖出厂前激活流程图。

具体实施方式：

本实施例公开一种支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其结构如图1至图3所示，主要包括中盖2和底盖3，中盖2套设在底盖3外部，并与底盖3采用活动连接方式连接，保证中盖2可以相对于底盖3在一定范围内转动。能实现活动连接的方式有很多，本实施例中仅给出一种来举例说明，即：在底盖3的顶面中部开设圆形卡口304，在中盖2的底面中心设置一圆形卡扣205，卡扣205具有圆锥导向面以便顺利将卡扣205插入卡口304内，卡扣205还具有倒钩，能够防止卡扣205从卡口304内脱出。上述给出的活动连接方式可以确保中盖2可以相对于底盖3转动，也可以保证中盖2相对于底盖3沿轴向轻微移动。在底盖3的内部设置有第一NFC标签和第二NFC标签，该第一NFC标签在开盖前处于可读状态，主要用于开盖前防伪信息验证以及商品信息的获取使用，此时第二NFC标签的线圈断开不可读取，中盖2可以相对于底盖3进行转动。为防止瓶盖被回收再利用，需要在开盖后对第一NFC标签结构进行破坏，因此，在中盖2上设置有切断机构用于切断如图3所示第一NFC标签的线圈。第二NFC标签主要用于开盖后的防伪验证以及信息交互，第一NFC标签被破坏后第二NFC标签的状态被同步切换，即：从不可读状态切换到可读状态。因此，中盖2上设有接通第二NFC标签的导通机构，导通机构与第二NFC标签的线圈连通将第二NFC标签状态切换为可读。本实施例中的第一NFC标签和第二NFC标签均采用NTAG213芯片，该芯片成本较低，并且很多智能手机和NFC读写装置都支持。

本实施例中对第一NFC标签的破坏采用如下结构：在底盖3的顶面上开设凹槽303，令第一NFC标签的线圈裸露在凹槽303内，第一NFC标签的电路原理如图3所示，通过切断图3中的线圈即可破坏第一NFC标签的使用功能，从而令整个瓶盖都不能被重复使用。第一NFC标签的线圈需要借助于中盖2的转动来切断，因此，在中盖2的底面上设置有凸块203。在瓶盖未被开启前，凸块203位于凹槽303的一端，此时第一NFC标签的功能完好，消费者和经销商都可以通过手机接触瓶盖来获取商品真伪信息；但瓶盖被开启时，随着消费者对中盖2的转动，凸块203沿凹槽303向另一端滑动，滑动过程中将凹槽303内裸露的线圈切断，达到破坏第一NFC标签的目的。

第一NFC标签一旦被破坏，第二NFC标签的状态即刻被切换，第二NFC标签的状态切换方式如下：第二NFC标签在瓶盖开启前(第一NFC标签未被破坏前)其线圈处于断开状态，意味着开瓶前消费者用移动终端如手机接触第一NFC标签进行真伪验证时，并不能读取到第二NFC标签的信息；而一旦瓶盖被开启(第一NFC标签被破坏)，第二NFC标签的线圈被接通，消费者可以再次用手机接触瓶盖读取第二NFC标签存储的信息进行二次真伪验证。为了从机械结构上实现第二NFC标签使用状态的切换，本实施例的导通机构为：在中盖2的底面上设置有压块204，在底盖3的顶面上设置有金属簧片302，金属簧片302的下方正对第二NFC标签的线圈断裂处；当旋转中盖2至第一NFC标签被破坏处时，此时恰好压块204处于向下按压金属簧片302的状态，金属簧片302的向下移动将第二NFC标签的线圈断裂处闭合接通，从而令第二NFC标签可读。为了保证压块204与金属簧片302的准确对位按压，瓶盖中凹槽303的开槽长度需要通过精确计算设计，保证中盖2旋转行程不会超过第二NFC标签被触发的位置。

中盖2和底盖3上设置可以相互锁定的单向锁止机构，通过单向锁止机构限制中盖2的转动，保证中盖2与底盖3在开盖后锁定形成一体，此时恰好凸块203能够切断凹槽303内的线圈。能实现单向锁止的结构很多，本实施例也仅仅给出其中一种来说明：在底盖3的顶面设置楔形突起301，在中盖2的底面设置楔形卡块202，两个楔形结构的配合导向可以保证中盖2逆时针转动时楔形卡块202顺利越过楔形突起301，从而实现单向互锁。设置楔形卡块202与楔形突起301除了实现开盖后将中盖2与底盖3顺时针相互锁止外，还在未打开瓶盖时给瓶盖逆时针拧动提供一定的阻尼，防止用户误触转动而损坏第一NFC标签的线圈。进一步为了楔形卡块202顺利越过楔形突起301，本实施例还在楔形卡块202的周边开槽201，这样可以让楔形卡块202在轴向有一定的浮动，以帮助楔形卡块202顺利越过楔形突起301。单向锁止机构的顺时针锁止是靠楔形卡块202越过楔形突起301后顺时针旋转时，两个楔形的垂直平面互相限位提供的。单向锁止机构的逆时针锁止是靠凸块203在凹槽303开盖的时候滑动并且顶住凹槽303的一边的平面来提供限位的。其中楔形突起301、凹槽303、楔形卡块202、凸块203的位置都经过精密计算和布置的，以确保开盖后楔形卡块202和楔形突起301的轴向平面恰好贴合，以及凸块203的侧面和凹槽303的侧面恰好贴合。瓶盖打开之前，凸块203的侧面与凹槽303的侧面贴合为瓶盖顺时针拧动提供了单向锁止，而瓶盖开盖前逆时针拧动则通过楔形卡块202和楔形突起301配合提供阻尼，这样在瓶盖未受力情况下不会发生任何转动旷量，也有利于增强美观性和用户的使用体验感。

具有上述结构的瓶盖可以仅仅由中盖2和底盖3构成，中盖2的顶面可以与中盖2一体成型；也可以如图1所示瓶盖还包括顶盖1，顶盖1设置在中盖2的顶部，顶盖1上可以标注制造商LOGO、商品名称等信息。

上述给出的防伪瓶盖需要在出厂前对NFC标签进行激活，激活流程如图4所示，具体激活过程说明如下：

第一NFC标签和第二NFC标签在尚未封装入瓶盖前先进行配对初始化，形成配对关系后在云服务器系统中登记，配对后的两个NFC标签植入瓶盖内封装。第二NFC标签在配对登记时被云服务器系统直接激活，第一NFC标签封装后通过安装厂商应用软件的读写器与云服务系统之间建立的安全通道信息交互完成激活。由于第二NFC标签在瓶盖机械结构设计上已经具有一层物理防护只在开盖后可读，因此无需执行本实施例给出的安全激活流程，配对后直接被云服务系统激活即可。而第一NFC标签开盖前始终处于可读状态，为防止其被非法使用或者复制，需要在封装后执行安全激活流程，第一NFC标签的激活过程如下：

首先，在厂商应用软件与云服务系统之间建立安全通道，如SSL1.3。厂商应用软件通过读写器读取第一NFC标签的UID(全球唯一的、芯片制造商提供的、只读的标识码)、数字签名Sig(来自NFC标签厂商的数字签名，用来检查UID是否被修改)、记录标签读取次数的计数器值Ct。厂商应用软件将读取到的信息UID、Sig、Ct和厂商用户标识(User ID)一起加密后通过安全通道SSL1.3发送给云服务系统。此次加密是工作在SSL基础上的另一层加密，已经具有很高的安全性，因此可以灵活使用不同的加密算法，如使用预定的对称密钥和加密算法SM4。云服务系统根据收到的UID和Ct生成瓶盖唯一的安全密码cPwd，例如采用哈希函数实现，cPwd＝hash(UID+Ct+随机数)；并对云服务系统的标识fID和产品代码pID用云服务系统私钥进行数字签名运算生成服务签名fSig；云服务系统将加密后的cPwd、fID、pID、fSig发送给厂商应用软件。厂商应用软件解密后获得cPwd、fID、pID、fSig，使用云服务器公钥验证云服务器是否可信，并将cPwd设置为第一NFC标签的安全读取密码，并使用cPwd将fID、pID、fSig加密后写入第一NFC标签的安全区。该安全区内写入的信息在后续对瓶盖防伪验证时读取，可以用于验证第一NFC标签是否被仿制使用，这将提高瓶盖在防伪验证时的判断准确性。

上述信息被写入第一NFC标签的安全区后，厂商应用软件通过读写器再次读取第一NFC标签的UID、Sig、Ct，并使用cPwd读取安全区的fID、pID、fSig，再次验证确定云服务器是否可信以及之前的读写是否成功，此时的计数器数值Ct已经加一(后续在对瓶盖进行防伪验证时，可以通过对比读取到的Ct值来判断第一NFC标签是否被复制和回放)。厂商应用软件将上述读取到的UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig加密后发送给云服务系统；云服务系统对UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig进行核对，如果核对异常，则反馈厂商应用软件，显示激活失败；如果核对通过后第一NFC标签被激活，并反馈厂商应用软件激活成功。第一NFC标签被激活后，厂商应用软件与云服务系统之间的安全通道可以被断开。

这种双NFC标签结构的瓶盖，支持开瓶前真伪验证，也支持开瓶后二次真伪验证，两个标签读取到的信息不同，并且读取到第二个标签信息时，第一个标签已经被破坏，这种方式也可以用于验证瓶盖有没有被开启过，使得防伪安全性更高，给造假分子的仿冒提高了技术难度，从防伪效果上显著优于传统的单次真伪验证结构。并且，两个NFC标签的物理状态转换均是通过巧妙的机械结构设计同步实现，第一个NFC标签在瓶盖未启封状态下提供真伪验证查询功能，第二个NFC标签借助瓶盖的物理开启机械过程实现可读，双NFC标签结构设计实现了高安全性的防伪、防复制、溯源功能；并且第二NFC瓶盖还可以用于记录商品的开瓶消费信息，消费者在开瓶后手机接触第二NFC标签时，第二NFC标签可以记录开瓶信息并通过云服务器反馈给后台，以便制造商掌握商品的销售信息；消费者也可以借助第二NFC标签与后台对接，获取一些开瓶奖励等互动信息，进一步丰富了瓶盖的使用功能性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：包括中盖和底盖，所述底盖内设有第一NFC标签和第二NFC标签，中盖上设有破坏第一NFC标签的切断机构以及接通第二NFC标签的导通机构，第一NFC标签的线圈裸露，中盖与底盖活动连接；瓶盖开启前第一NFC标签可读，第二NFC标签不可读，中盖可以相对于底盖转动；瓶盖开启时转动中盖，利用切断机构切断第一NFC标签的线圈，并令导通机构与第二NFC标签的线圈连通将第二NFC标签接通，令第二NFC标签可读。

2.根据权利要求1所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述底盖的顶面开设凹槽，第一NFC标签的线圈裸露在凹槽内，所述切断机构包括设置在中盖底面的凸块，转动中盖令凸块沿凹槽滑动时切断第一NFC标签的线圈。

3.根据权利要求1所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述导通机构包括设置在中盖底面的压块以及设置在底盖顶面的金属簧片，压块按压金属簧片将第二NFC标签的线圈接通。

4.根据权利要求1所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述中盖的底面与底盖的顶面设有互相配合的单向锁止机构，中盖套设在底盖外部，瓶盖开启时，中盖相对于底盖转动至单向锁止机构将中盖与底盖互相锁定位置，中盖与底盖锁定后第一NFC标签被破坏，第二NFC标签被接通。

5.根据权利要求4所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述单向锁止机构包括设置在中盖底面的楔形卡块、以及设置在底盖顶面的楔形突起，楔形卡块与楔形突起实现互锁。

6.根据权利要求5所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述中盖底面的楔形卡块周边开槽。

7.根据权利要求1所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述第一NFC标签采用NTAG213芯片；或第二NFC标签采用NTAG213芯片；或第一NFC标签和第二NFC标签均采用NTAG213芯片。

8.根据权利要求1所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖，其特征在于：所述底盖的顶面开设卡口，中盖的底面设有卡扣，卡扣插入卡口内将中盖与底盖活动连接。

9.支持开盖验证的双标签防伪瓶盖出厂前激活方法，其特征在于：包括如权利要求1至8任一所述防伪瓶盖、安装厂商应用软件的读写器、以及云服务系统，瓶盖封装前令第一NFC标签和第二NFC标签配对初始化，并在服务器系统中登记，配对后的两个NFC标签植入瓶盖内封装；第二NFC标签在配对登记时被云服务器系统直接激活，第一NFC标签封装后通过读写器与云服务系统之间建立的安全通道信息交互完成激活。

10.根据权利要求9所述的支持开盖验证的双标签防伪瓶盖出厂前激活方法，其特征在于：所述第一NFC标签的激活过程如下：

厂商应用软件与云服务系统建立安全通道；

读写器读取第一NFC标签的UID、数字签名Sig、记录读取次数的计数器值Ct；

厂商应用软件将读取到的信息UID、Sig、Ct和厂商用户标识一起加密后通过安全通道发送给云服务系统；

云服务系统根据收到的UID和Ct生成瓶盖的安全密码cPwd，并对云服务系统的标识fID和产品代码pID用私钥进行数字签名生成服务签名fSig，云服务系统将加密后的cPwd、fID、pID、fSig发送给厂商应用软件；

厂商应用软件解密后获得cPwd、fID、pID、fSig，使用云服务器公钥验证云服务器是否可信，并将cPwd设置为第一NFC标签的安全读取密码，并使用cPwd将fID、pID、fSig写入第一NFC标签的安全区；

读写器再次读取第一NFC标签的UID、Sig、Ct，并使用cPwd读取安全区的fID、pID、fSig，再次验证确定云服务器是否可信以及之前的读写是否成功，此时Ct已经加一；

厂商应用软件将读取到的UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig加密后发送给云服务系统；

云服务系统对UID、Sig、Ct、fID、pID、fSig进行核对，核对通过后第一NFC标签被激活，并反馈厂商应用软件核对结果。

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