DE3610445A1 - Indentifizierungssystem unter verwendung von computererzeugten moiremustern - Google Patents

Indentifizierungssystem unter verwendung von computererzeugten moiremustern

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DE3610445A1
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Description

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Beschreibung
Identifizierungssystem unter Verwendung von computererzeugten Moiremustern
Die Erfindung betrifft ein Identifizierungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ist insbesondere auf ein Identifizierungssystem gerichtet, welches computererzeugte Moiremuster (CGM) verwendet.
Auf der ganzen Welt werden täglich und zu jeder Zeit wichtige, echte Privatidentifikationskarten oder -ausweise (im folgenden I/D genannt) verloren, gestohlen oder auch nachgemacht. Da man all dies für die verschiedensten Zwecke verwendet, tritt häufig dadurch, daß solche Karten in falsche Hände gelangen, das durch Nachmachen der Unterschriften oder die illegale Verwendung ein starker finanzieller Nachteil des Besitzers der I/D ein oder auch derjenigen Organisationen, die mit solchen Identifizierungssystemen arbeiten.
. / Um den Mißbrauch von gestohlenen oder verlorenen I/Ds zu unterbinden bzw. zu erschweren, wird am häufigsten zu einer Lösung gegriffen, bei der ein Magnetstreifen auf der Karte angebracht wird. Die I/D-Karte wird dann mit einem Computerlesegerät gelesen. Die Überprüfung kann aber dann natürlich nur dann vorgenommen werden, wenn ein entsprechendes Computerlesegerät vorhanden ist. Wenn daher derartige Karten außerhalb des Aufstellungsgebietes oder Verteilungsgebietes solcher Computer, die diejenige Organisation verwendet, welche die I/Ds ausgegeben hat, verwendet werden, ist
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eine Computerüberprüfung praktisch unmöglich.
Verschiedene Systeme haben auch vorgeschlagen, die not wendigen spezifischen Informationen auf Identitätskarten zu codieren. Eine optische Lösung des Codierens und Decodierens ist z.B. in den folgenden US-Patenten beschrieben: 3 455 577 (U.V. oder I.R. Beleuchtung von Fluoreszenzmaterial); 3 125 812 (faseroptisches Codieren und Entcodieren der Unterschrift); 2 952 (kryptographisch verwürfelte Gitterinformation); 3 238 -837 (Verschlüsseln und Entschlüsseln mit Mehrfaserbildern) ; 3 256 767 (faseroptisches Abtasten zum Codieren und Decodieren); 3 156 051 (wahlfreie Punktemusterung auf der Karte und Linsensystem); und 3 234 663 (Filmcodierung aus Quellen mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen). Einige neuere Lösungsversuche, die auf der Anwendung von Hologrammen basieren, sind in den Druckschriften 3 647 275; 3 620 590; 3 668 795 (referenzstrahlcodiertes Hologramm) ;der 3 483 513; 48 373; dem schweizer. Patent 451 571; dem britischen Patent 1 188 302 (optisches Filtern, basierend auf Fourier-Hologrammen zur Mustererkennung) und der 4 120 559 (Sandwich-Hologramme) beschrieben. Durch die Verwendung optischer Prinzipien kann über die Grenzen von Computerverbindungen hinaus gearbeitet werden. Obwohl eine Anzahl der beschriebenen optischen Systeme in diesen Patenten eine bis zu einem bestimmten Punkt befriedigende Sicherheit bieten, leiden sie trotzdem an dem praktischen Problem, daß sie im Hinblick auf ihre kommerzielle Einsetzbarkeit teuer oder zu kompliziert sind. Auf der anderen Seite gibt es natürlich auch billigere Systeme, die in dieser Hinsicht besser geeignet sind, sie bieten jedoch nicht den notwendigen Sicherheitsstandard bzw.
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das benötigte Sicherheitsmaß. In jüngster Zeit wird auf einigen Kreditkarten mit plastischen Hologrammen gearbeitet, was zwar Fälschungen schwierig macht, jedoch wird die Sicherheit vor illegaler Verwendung nach Verlust oder Diebstahl mit diesen I/Ds nicht erhöht.
f\ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird mit einem Identifikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Mit diesen Merkmalen basiert die Erfindung auf der Anwendung von computererzeugten Moiremustern (CGM) und erlaubt einerseits eine einfache Herstellung solcher I/D-Karten unter gleichzeitiger Verbesserung ihrer Verwendungssicherheit. CGM wurde im wesentlichen von Adolf W. Lohmann und Po- shiang Lu entwickelt und zur Untersuchung von Profilen eingesetzt. Dieses Verfahren hat im Vergleich zu einem herkömmlichen Moire-Verfahren einige Vorteile. ■
Was bedeutet nun computererzeugtes Moire? Im allgemeinen wird Moire durch Überlagerung von zwei Gittern erzeugt. Der Moire-Effekt kann für viele Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise bei der Untersuchung von Profilen eines Körpers oder zum Testen der Qualität von Gittern. Im allgemeinen werden reguläre geradlinige Strichgitter in den meisten Fällen als Gitter verwendet, weil Moire-Muster, die von derart einfachen Gittern erzeugt werden, physikalisch einfach interpretiert werden können. Moire-Muster können aber euch dann von Interesse sein, wenn die zwei Gitter nicht so einen einfachen Aufbau haben. So führt z.B. die Überlagerung von zwei Fresnel-Zonen-Platten
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zu exakt gleich beabstandeten Moire-Interferenzgebieten, die man auch "Schuster-Interferenzen" nennt. Auch mehrere allgemeine Gitterstrukturen führen zu einer unbegrenzten großen Variation von Moiremustern oder umgekehrt ein spezifisches Muster kann durch eine beliebig große Anzahl geeigneter Gitterpaare erzeugt werden. Es ist günstig, solche allgemeinere Gitterstrukturen mit Hilfe eines Computers zusammenzusetzen. Soweit zur Erläuterung des Ausdrucks "computererzeugte Moire"-CGM.
Das CGM-Identifizierungssystem verwendet im wesentlichen zwei Arten computererzeugter Gitter, das eine wird Objektgitter genannt, während das andere Bezugsgitter genannt wird. Das Objektgitter wird als Informationträger verwendet . Die notwendige spezifische Information zur Identifizierung, wie z.B. die Unterschrift des Karteninhabers oder dessen Bild, wird in einen Computer eingelesen, der diese Information in ein Gitter umcodiert und es dann auf die I/D-Karte druckt. Es ist unmöglich, diese versteckte Information durch einfache Betrachtung der Karte oder Platte herauszufinden. Jedoch erscheint die codierte Information dann wieder^wenn die I/D-Karte zu einem lesegerät gebracht wird, in dem mit Hilfe des Bezugsgitters codierte Information in Form von Moire-Mustern wieder entschlüsselt wird.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Identifizierungssystem anhand der Zeichnungen weiter erläutert und beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Bezugsgitter,
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine I/D-Karte,
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf dieselbe I/D-karte, jedoch mit den Augen eines Decodiergerätes,
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Lesegeräts für lichtundurchlässige Gitter und
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Erzeugung der Bezugsgitter und der Objektgitter.
Es folgt nun die Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels unter Bezug auf diese Figuren .
In Fig. 1 ist das Bezugsgitter 1 eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Wie man erkennen kann, enthält das Bezugsgitter 1 eine Vielzahl unterbrochener Striche. Das Gitter ist so ausgelegt, daß folgende Bedingungen erfüllt werden.
1.Es besteht im wesentlichen aus unterbrochenen Strichen, wobei jede Linie darin im wesentlichen parallel zu einer benachbarten Linie verläuft; 2. die Linienunterbrechungen sind .zufalls. verteilt, so daß keine Teile des Bezugsgitters 1 sich gleichen, wobei jedoch gleichzeitig alle Teile des Gitters ähnlich aussehen.
Fig. 2 zeigt eine I/D-Karte gemäß diesem Ausführungsbeispiel, auf welcher das Objektgitter 2 ausgebildet ist, sowie einige sichtbare Informationen,
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wie z.B. die Kartenbezeichnung 3 und eine Kartennummer 4. Auf der Rückseite der Karte, die nicht dargestellt ist, kann auch ein Magnetstreifen vorhanden sein, auf dem der Name des Eigentümers oder dessen Adresse od.dgl. zusätzlich gespeichert sein können. Aufgrund der Bedingungen, unter denen das Bezugsgitter 1 hergestellt ist, und aufgrund der Art und Weise, wie das Objektgitter erzeugt worden ist, sieht das Objektgitter 2 ähnlich wie das Bezugsgitter 1 aus, so daß alle Qbjektgitter, die in Beziehung zum selben Bezugsgitter hergestellt sind, ähnlich aussehen.
Das Objektgitter 2 wird so erzeugt, daß es folgende Bedingungen erfüllt:
A (x.y)=COS f(x,y)-g(x,y) ,
wobei (x,y) die kartetischen Koordinaten des behandelten Punktes angibt. A bedeutet die Dichte (Schwärzung) des Bildes, welches als zu codierende Ursprungsinformation verwendet wird, und wobei f und g die Phasen vom Bezugsgitter 1 bzw. Objektgitter 2 bezeichnen. Das Wort Phase bedeutet hier die Relativverschiebung und diese Phase verändert sich um 360°, wenn ein Punkt sich um einen Abstand zwischen benachbarten Strichen bewegt.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellt I/D, aber in diesem Fall ist diese Karte mit den Augen der Lesemaschine betrachtet. Die codierte Information wird in einem Moire-Muster 5 gezeigt. 'Wie man erkennen kann, ist ein leichtes Rauschen als Hintergrundmuster vorhanden.Das ist eine spezielle Eigenschaft von Moire-Verfahren Dieses Untergrundmuster kann aber automatisch vom menschlichen Auge eliminiert werden.
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Das Lesegerät kann sehr einfach sein. Fig. 4 zeigt ein Lesegerät, mit dem mit lichtundurchlässigen Gittern entschlüsselt wird. Beide Gitter werden mit nichtcohärentem Licht angestrahlt. Das Licht des Bezugsgitters 1 wird an einem Spiegel 7 und an einem Strahlteiler 8 reflektiert, während das vom Objektgitter stammende Licht direkt durch den Strahlteiler 8 hindurchgelangt. Beide Lichtstrahlen werden mit der Linse 9 auf eine Scheibe 10 fokussiert, wobei sie sich überlagern. Wenn ein Gitter nicht durchlässig ist, dann muß das Lesegerät einfach nur beide übereinanderlegen, d.h. das transparente nach vorne, wenn nur eines transparent ist und an einer solchen Stelle, daß die Bedienungsperson dieses betrachten kann. Das Lesegerät braucht nicht sehr genau arbeiten, denn wenn man dem Gerät die beiden Gitter in wesentlicher Überdeckung vorlegt, entstehen die Moire-Muster und die Bedienungsperson kann sehr leicht die Feinjustierung vornehmen.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung zeigt, mit der das Bezugsgitter .1 und -das Objektgitter 2 erzeugt werden kann. Die spezielle Identifikationsinformation kann mit Hilfe einer Videokamera 11 oder einem Photo od.dgl. in einem Computuer 13 eingelesen werden. Für Unterschriften kann auch der Stiftdigitalisierer 12 verwendet werden. Im Computer 13 wird die Information in codierte Gitter umgewandelt und auf I/D-Karten mit dem Drucker 14 gedruckt. Das CGM-Identifizierungssystem besitzt die folgenden Eigenschaften und Vorteile: 1. Sicherheit. Niemand kann- die Geheiminformation auf einer solchen I/D-Karte einfach entschlüsseln und/ oder eine I/D-Karte dieser Art zum Mißbrauch herstellen. Nichtrechtmäßige Besitzer einer verlorenen/gestohlenen
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I/D-Karte können sie nicht verwenden, weil ihre spezifische Information nicht mit dem übereinstimmt, was codiert wurde.
2. Allgemeine Verwendbarkeit: Die Identifizierungskarte /Platte kann unabhängig von mehreren autorisierten Herstellern erzeugt werden, wie z.B. Banken· oder Einkaufsketten, die I/D's ausgeben. Die eingegebene Information kann nur wieder mit solchen Geräten herausgeholt werden und zwar nur mit solchen Geräten, die von der Organisation, welche die I/D-Karte ausgegeben hat, verteilt werden. Die Gitter können nicht mit anderen tesegeräten von anderen Organisationen, die dasselbe Verfahren für ihre eigenen I/D's verwenden, entschlüsselt werden. Deshalb ist es möglich, daß alle Organisationen ihre eigenen I/D-Kartensätze verwenden, die alle auf demselben Prinzip basieren, sich jedoch gegenseitig nicht überschneiden oder stören.
3. Brauchbarkeit. Alle I/D's mit geheimen Codierungen der spezifischen Informationen des Eigentümers können mit den jeweiligen Bezugsgittern, mit denen die Lesegeräte ausgestattet sind, ausgelesen werden. Die Identifizierungskarten bzw. -platten können auf zweierlei verschiedene Art und Weise gemacht werden, d.h. lichtdurchlässig oder Lichtundurchlässig. In jedem Fall kann das Lesegerät von jeder Person, die damit arbeitet, unmittelbar gehandhabt werden. Für die Bedienungsperson ist keinerlei spezielle Ausbildung erforderlich.
4. Ökonomische Gesichtspunkte: Das Lesegerät kann sehr einfach und billig hergestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung der I/D's ist nahezu genauso einfach wie dasjenige der derzeitig verwendeten Plastikkarten. Die Ausstattung, die zur Erzeugung solcher I/D's verwendet wid, ist nicht teuer.
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5. Breite Anwendbarkeit: Das Verfahren kann für Kreditkarten, I/D-Karten, Pässe, Schecks und andere wichtige und/oder geheime Nachrichten-oder Informationsträger eingesetzt werden.
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Claims (8)

36104 GRÜNECKER. KINKELDEY, STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE A GPUNECKER nip, .*& DR H KiNKELDEY πι'\ .nc. DR W STOCKMAIR t»"i -nc, Ar ε <c*.'r-'· DR K SCHUMANN. i,ir.t pm.s P H JAKOB, oift .*(, DR C-. BEZOLD. twi r.m, W MLlSTER rom «r. H HIlGERS. oif-l 'Nh LU PO SHIANG drhmmr-pimh- uw i w i_/iJ.j.i-ii»\j DR M BOTT-BODENHAUSEn: i·.·. r..., Phys. Institute of Chinese Academy dru of Sciences 800O MÜNCHEN 22 0 092 Identifizierungssystem unter Verwendung von computererzeugten Moiremustern Patentansprüche
1. Identifizierungssystem unter Verwendung von computererzeugten Moiremustern, dadurch gekennze i chnet , daß das System im wesentlichen zwei Arten von computererzeugten Gittern verwendet, nämlich Bezugsgitter (1 ) und Objektgitter (2).
2. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsgitter aus beliebig unterbrochenen Strichen zusammengesetzt ist.
3. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Objektgitter (2) durch geeignete Modulation des Bezugsgitters (1) und der spezifischen Information, die
"-"""' '··■"-·" 3610455
zur Identifizierung benötigt wird, erzeugt wird, so daß es unmöglich ist, die versteckte Information durch ledigliches Betrachten der Objektgitter herauszufinden.
4. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsgitter (1) und die Objektgitter (2) des Systems mit Hilfe eines Computers und eines computergesteuerten Druckers erzeugt werden.
5. Identifizierungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsgitter (1) und die Objektgitter (2) durchsichtig sind und wobei die ursprüngliche Information als Moiremuster durch übereinander legen der beiden Gitter (1,2) ausgelesen wird.
6. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsgitter (1) und die Objektgitter (2) lichtundurchlässig sind und daß die ursürngliche Information als Moriemuster durch übereinanderlagern der beiden Bilder der beiden Gitter mit einem Abbildungs· system ausgelesen wird.
7. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsgitter (1) lichtdurchlässig und die Objektgitter (2) lichtundurchlässig sind und daß die ursprüngliche Information als Moiremuster dadurch ausgelesen wird, daß die beiden Bilder der beiden Gitter mit einem Abbildungssystem übereinandergelegt werden.
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8. Identifizierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bezugsgitter lichtundurchlässig und die Objektgitter lichtdurchlässig sind und daß die ursprüngliche Information als Moiremuster ausgelesen wird, wenn beide Gitter übereinandergelegt sind .
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