农产品追溯码加密算法

经历2008年牛奶之觞后，“问题奶粉”“主食转基因““海南毒豇豆”“双汇瘦肉精”等的出现再次为人们敲响了警钟。为此，我国各省（市、区）也相继开发自己的农产品质量安全追溯系统，但这些农产品追溯码编码方式来看，加密性不强、长度较长、追溯信息对公众不透明等问题依然存在。针对上述问题，考虑到同一行政区划内企业名称不能重复注册，我们采用行政区划码与企业名称相结合的方式设计产地码，其中企业名称由区位码表示。采用进制转换、划分区段等编码算法对追溯码进行多重加密和码长压缩，保证编码信息完整的同时将34位编码压缩为20位。

一、追溯码的设计

本研究原始追溯码由产地码、产品码、生产日期码、认证类型码等34位数组成，如表1所示。

1、产地码

产地码为22位数字，其中位置码6位( 01......06)，根据行政区划代码规则来设计，用于定位企业所在行政注册区域；企业码16位（07......022），根据企业命名规则，由字号的关键字
表示企业，这里取字号中4个关键字进行区位码编码，一个汉字唯一对应4位区位码（即共16位，不足的右边补。）。对指定行政注册区域内的企业字号进行搜索，能够定位到该生产企业。如北京锦绣大地××有限公司在北京市工商行政管理局朝阳分局登记注册，北京市朝阳区的行政区划码为110105，则该公司农产品追溯码中位置码为110105，字号关键字“锦绣大地”所对应的区位码分别是：“锦”2985、“绣”4869、¨大”2083、“地”2156．因此16位企业码为2985486920832156。

2、产品码

产品码为5位数字，其中大类别1位(P1)，按照传统和习惯一般把农产品分为7类，采用l位表示大类别仍有扩展备用，如表2；种类2位( P2 P3)，表示每大类下的种类，采用自增流水号编码．2位数能表示99种编码组合，即使随着生物技术发展致使种类增加也足以用于扩展备用；品种2位( P4PS)，表示每种类中的品种名称，采用自增流水号编码，足够扩展备用。

3、生产日期码

生产日期码为6位数字( YY/MM/DD)，即年／月／日。其中每部分编码范围：YY为11~50，表示2011~2050年；MM为01~12，表示1~12月；DD为01~31，表示1~31日。

4、认证类型码

认证类型是衡量农产品质量安全的一项重要指标，用1位1~4的数字(C)分别表示绿色认证、有机认证、无公害认证及其他认证。

二、农产品追溯码加密算法的设计

为了确保追溯码的安全性，同时考虑到编码长度，需要利用加密算法对部分编码文件进行加密和压缩，最后以整体编码特点进一步生成用于防伪的多重校验码。

1、产地码加密算法的设计

产地码为22位，为了加密和缩短码长，对其按如下加密算法进行转换：

（1）十进制转换成四进制

四进制逢4进1，采用0~3这4个数码，四进制与十进制的对应关系如表3。由表3可知2位四进制数足以表示十迸制的0~9，这里我们只转换前21位，那么22位产地码转换后为21×2+1=43位。

（2）划分区段

将转换过的前42位产地码分为3组，每组14位，对每组分别进行进一步的编码换算。就每14位来说，按7项处理（每项2位，仍看成十进制关系），用A—G标识；根据表3给出的四进制编码规则，以每组14位为单位按A~G的范围划分区段，如表4所示。

（3）确定项与项之间的换算关系

类似“时”“分”‘‘秒”的倍数关系，如“时”“分”对应于“秒”的倍数分别为3600、60，这里假定A—F对于G的倍数分别为13、11、9、7、5、3。

（4）确定区段

划分好区段之后，对每组进行进一步编码换算前要先确定该组属于哪个区段。参考表4的原则，如果编码区段为1，则A减去00；如果编码区段为2，则A减去10；如果编码区段为3，则A减去20。

（5）编码换算

区段确定后，将14位编码按各项的倍数换算成以C表示的数值，即每组相对区段码（3位，不足3位左边补。）加上1位区段标志码，则14位编码缩短为4位，3组即为12位，加上原产地码第22位，转换后的产地码为13位。

（6）产地码校验码的生成

转换后的13位编码中有3位区段标识码，均为1一3的数字；取前2组的区段标识码组成1位校验码，这样既缩短了码长又利于加密，方法是：将前2组区段标识码进行排列组合，共有9种，如表5；编码时根据前2组区段标识码找到对应的1位校验码，放在第3组编码之前口第3组1位区段标识码留作最后生成整体校验码用。最终转换后的产地码为12位。

2、生产日期码加密算法的设计

生产日期码仍采用相对区段码和区段标识码相结合的方法给出，具体区段划分如表6。

类似于产地码的转换算法，生产日期码不再采用“年”“月”“日”之间的倍数关系而假定“年”“月”对于“日”的倍数分别为5、3，则转换后相对区段码为2位（不足2位左边补0）。确定区段时参考表6的原则，如果编码区段为1，则“年”减去2011；如果编码区段为2，则“年”减去2017；以此类推。如2011年4月18日，按年份确定为1区段，换算后相对区段码为(2011-2011)×5 +04×3 +18 =30，则转换后的生产日期码为30(1)。根据以上算法，6位生产日期码转换后为3位。

3、校验码生成算法的设计

产地码第3组的1位标识码为1~3的数字；生产日期码1位标识码为1~7的数字；认证类型码为1~4的数字，此3位的84种排列组合如表7所示。在编码时根据该3位的组合找到对应的2位校验码，既对追溯码整体加密又缩短了码长。

本研究采用多重加密算法：通过进制转换和划分区段的编码算法分别将22位产地码转换为12位、将6位生产日期码转换为3位，既起到了加密作用又缩短了码长；然后由产地码1位标识码、生产日期码l位标识码和认证类型码进行排列组合生成2位总体校验码，进一步对追溯码文件加密和压缩。