基于身份认证的胎侧圆弧标识排布验证系统的制作方法

本发明涉及信息安全与身份验证，公开了基于身份认证的胎侧圆弧标识排布验证系统。

背景技术：

1、现有技术中，针对轮胎胎侧标识的身份验证通常采用明文信息比对的方式实现。具体过程为：通过图像采集设备获取轮胎胎侧表面的标识图，利用光学字符识别技术或二维码解码技术提取标识所承载的明文序列号或数字签名，随后将提取到的明文数据传输至认证服务器，认证服务器将接收到的明文数据与数据库中预先存储的合法凭证进行字符串匹配，若匹配一致则判定该轮胎实体身份合法。

2、上述现有技术依赖标识承载的明文信息进行身份验证，明文信息易被光学扫描并物理复刻，无法建立物理实体与数字身份的唯一绑定关系，导致轮胎实体身份易被克隆伪造。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于身份认证的胎侧圆弧标识排布验证系统，可以解决上述背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术发明为：

3、基于身份认证的胎侧圆弧标识排布验证系统，包括：排布特征提取节点与身份认证服务器；

4、所述排布特征提取节点采集胎侧圆弧标识图像，通过曲面展开模型校正所述胎侧圆弧标识图像中的宏观圆弧畸变，获取二维平面展开图像；

5、提取所述二维平面展开图像中标识边缘节点在圆弧坐标系下的微观排布偏移量矩阵；

6、将所述微观排布偏移量矩阵输入密码学哈希函数生成物理特征摘要，并将所述物理特征摘要传输至所述身份认证服务器；

7、所述身份认证服务器将接收到的所述物理特征摘要与预存的基准摘要执行按位异或比对操作，计算异或结果中比特位差异的汉明距离，若所述汉明距离小于预设验证阈值，则输出身份验证通过信号。

8、优选的，所述排布特征提取节点通过曲面展开模型校正所述胎侧圆弧标识图像中的宏观圆弧畸变，获取二维平面展开图像的过程包括：识别所述胎侧圆弧标识图像中的圆弧定位基准线，基于所述圆弧定位基准线拟合轮胎胎侧的三维柱面参数方程；

9、根据所述三维柱面参数方程建立图像像素从二维成像平面至胎侧曲面的逆向映射关系；

10、依据所述逆向映射关系对所述胎侧圆弧标识图像执行双线性插值重采样，将处于曲面坐标系的像素变换至以弧长和径向距离为轴的平面直角坐标系，生成消除曲率形变的所述二维平面展开图像。

11、优选的，所述排布特征提取节点提取所述二维平面展开图像中标识边缘节点在圆弧坐标系下的微观排布偏移量矩阵的过程包括：对所述二维平面展开图像执行亚像素边缘检测，定位标识轮廓的离散坐标点集；

12、将所述离散坐标点集进行椭圆曲线拟合，提取椭圆长轴与短轴端点作为特征锚点；

13、计算各个所述特征锚点相对于理论排布网格顶点的切向偏移分量与法向偏移分量；

14、将所有特征锚点的所述切向偏移分量与所述法向偏移分量按照所述理论排布网格的拓扑顺序进行矩阵重组，生成所述微观排布偏移量矩阵。

15、优选的，所述排布特征提取节点将所述微观排布偏移量矩阵输入密码学哈希函数生成物理特征摘要的过程包括：对所述微观排布偏移量矩阵执行归一化处理，将连续的偏移量数值映射至固定比特深度的离散整数值；

16、将所述离散整数值按照行列遍历顺序展开为一维比特流；

17、在所述一维比特流的首部拼接与标识物理位置对应的位置盐值，形成增强比特流；

18、将所述增强比特流输入至所述密码学哈希函数，输出固定位长的散列值作为所述物理特征摘要。

19、优选的，所述身份认证服务器将接收到的所述物理特征摘要与预存的基准摘要执行按位异或比对操作，计算异或结果中比特位差异的汉明距离的过程包括：在所述身份认证服务器的安全存储区内调用与待验证轮胎唯一标识关联的所述基准摘要；

20、将所述物理特征摘要与所述基准摘要执行逐位的逻辑异或运算，生成异或差异序列；

21、统计所述异或差异序列中逻辑值为真的比特位总数，将所述比特位总数确认为所述汉明距离；

22、所述汉明距离表征物理实体特征与注册特征的波动偏离程度。

23、优选的，若所述汉明距离小于预设验证阈值，则输出身份验证通过信号的过程包括：获取环境温湿度传感器采集的当前物理环境参数，依据所述当前物理环境参数对初始验证阈值进行动态修正，获得所述预设验证阈值；

24、构建比较器逻辑，将所述汉明距离与所述预设验证阈值进行数值比对；

25、当判定所述汉明距离小于所述预设验证阈值时，触发安全寄存器写入验证成功状态位；

26、读取所述验证成功状态位，生成包含时间戳与待验证轮胎唯一标识的所述身份验证通过信号，并将所述身份验证通过信号推送至应用层接口。

27、优选的，依据所述逆向映射关系对所述胎侧圆弧标识图像执行双线性插值重采样的过程包括：遍历所述平面直角坐标系中的目标像素坐标，通过所述逆向映射关系计算所述目标像素坐标在所述胎侧圆弧标识图像中对应的浮点源坐标；

28、定位所述浮点源坐标相邻的四个整数像素点；

29、获取所述四个整数像素点的像素灰度值；

30、以所述浮点源坐标与所述四个整数像素点的空间距离为权重，对所述像素灰度值执行加权求和运算，将加权求和运算结果赋值给所述目标像素坐标，直至完成全图像素映射。

31、优选的，所述计算各个所述特征锚点相对于理论排布网格顶点的切向偏移分量与法向偏移分量的过程包括：

32、以所述理论排布网格顶点为坐标原点构建局部二维正交坐标系，其中横轴方向平行于轮胎圆周切线方向，纵轴方向平行于轮胎径向法线方向；

33、计算所述特征锚点在所述局部二维正交坐标系下的横轴投影距离与纵轴投影距离；

34、将所述横轴投影距离确定为所述切向偏移分量，将所述纵轴投影距离确定为所述法向偏移分量；

35、对所述切向偏移分量与所述法向偏移分量执行平滑滤波处理以消除高频噪声干扰。

36、优选的，对所述微观排布偏移量矩阵执行归一化处理，将连续的偏移量数值映射至固定比特深度的离散整数值的过程包括：扫描所述微观排布偏移量矩阵，提取全局最大偏移量绝对值与全局最小偏移量绝对值；

37、利用所述全局最大偏移量绝对值与所述全局最小偏移量绝对值构建线性映射区间；

38、将所述微观排布偏移量矩阵中的各个连续偏移量数值减去所述全局最小偏移量绝对值后，除以所述线性映射区间的跨度，获得归一化浮点数；

39、将所述归一化浮点数与预设量化因子相乘并执行取整运算，生成所述固定比特深度的离散整数值。

40、优选的，统计所述异或差异序列中逻辑值为真的比特位总数，将所述比特位总数确认为所述汉明距离的过程包括：对所述异或差异序列执行按位累加操作获取初始汉明距离；

41、调用所述身份认证服务器中存储的纠错编码校验矩阵，对所述物理特征摘要执行伴随式计算；

42、若伴随式计算结果非零，则确认所述物理特征摘要存在信道传输误码，依据所述伴随式计算结果定位误码比特位；

43、对所述初始汉明距离执行与所述误码比特位数量相等的补偿扣减操作，将补偿扣减后的数值确认为最终的所述汉明距离。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

45、1.物理特征摘要与预存的基准摘要执行按位异或比对操作计算汉明距本发明通过曲面展开模型校正胎侧圆弧标识图像的宏观圆弧畸变，提取标识边缘节点在圆弧坐标系下的微观排布偏移量矩阵，将微观排布偏移量矩阵输入密码学哈希函数生成物理特征摘要，身份认证服务器将离，根据汉明距离输出身份验证通过信号。上述过程将轮胎硫化成型过程中产生的不可控微观畸变转化为密码学验证要素，排除了明文信息在验证流程中的暴露，克服了物理实体与数字身份无法唯一绑定的缺陷，阻断了通过复刻明文信息克隆轮胎实体身份的路径。

46、2.发明在提取微观排布偏移量时，通过对二维平面展开图像执行亚像素边缘检测与椭圆曲线拟合，计算特征锚点相对理论排布网格顶点的切向偏移分量与法向偏移分量，排除了宏观形变对微观特征提取的干扰；在生成物理特征摘要时，拼接与标识物理位置对应的位置盐值，增强了物理特征摘要的抗碰撞性；通过环境温湿度参数对初始验证阈值进行动态修正，并在计算汉明距离时利用纠错编码校验矩阵定位信道传输误码进行补偿扣减，排除了环境波动与传输误码对物理特征比对结果的干扰，保障了排布特征提取的稳定性与身份验证系统的可靠性。