DE10248389A1 - Security token, in the form of a chip card, for authorization of a token user, whereby the token has a movement detection sensor with which movement of the token can be detected in order to authorize a user, e.g. via his signature - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen tragbaren Datenträger, insbesondere ein Sicherheitstoken zur Authentisierung einer Person gegenüber einem System, mit einem Sensor zu Eingabe von Daten sowie ein entsprechendes Dateneingabeverfahren.The invention relates to a portable disk, in particular a security token for authenticating a person across from a system with a sensor for entering data and a corresponding one Data entry process.
Unter einem Sicherheitstoken zur Authentisierung einer Person gegenüber einem System ist ein Gegenstand zu verstehen, der dazu dient, einer Person die Benutzung eines Systems zu ermöglichen, wobei zuvor die Berechtigung zur Benutzung des Token geprüft wird, und der gegebenenfalls noch weitere systemrelevante Funktionen besitzt. Insbesondere kann es sich bei einem solchen Token um eine Ausweiskarte handeln, beispielsweise in Form einer Chipkarte, mit der einer Person der Zutritt zum System gewährt wird, beispielsweise zu einem Computer, Computernetzwerk, Zahlungsverkehrsterminal, Gebäude, Sicherheitstrakt, Fahrzeug und dergleichen. Im Zusammenhang mit Computersystemen ist die Verwendung von kryptographischen Sicherheitstoken bekannt, welche einen kryptographischen Schlüssel tragen, der zur Verschlüsselung von Daten innerhalb des Systems benötigt wird, um die Authentizität dieser Daten zu gewährleisten.Under a security token Authenticating a person against a system is an issue to understand who is serving a person to use a system to allow the authorization to use the token is checked beforehand, and which may have other systemically relevant functions. In particular, such a token can be an identification card act, for example in the form of a chip card, with that of a person access to the system is granted becomes, for example, a computer, computer network, payment terminal, Building, Security wing, vehicle and the like. In connection with Computer systems is the use of cryptographic security tokens known who carry a cryptographic key, which is used for encryption of data within the system is needed to ensure the authenticity of this To ensure data.
Bevor die Benutzung des Systems mittels des Sicherheitstoken möglich ist, muss der Benutzer seine Benutzungsberechtigung nachweisen, sich authentisieren. Dies erfolgt beispielsweise durch die Eingabe einer PIN auf einer Tastatur oder durch Signatur auf einem Touchscreen des Systems. Da die Vertrauenswürdigkeit des Systems selbst ein Sicherheitsrisiko darstellt, setzt diese Art des Benutzungsnachweises ein besonderes Vertrauen des Benutzers gegenüber dem System voraus.Before using the system using the Security token possible the user must prove his authorization to use, authenticate yourself. This is done, for example, by entering a PIN on a keyboard or by signature on a touchscreen of the system. Because the trustworthiness of the system itself represents a security risk, it sets this Type of proof of use a special trust of the user across from ahead of the system.
Bevorzugt verwendet werden daher solche Sicherheitstoken, die einen Benutzungsberechtigungsnachweis unmittelbar am Sicherheitstoken erlauben, wie z. B. Sicherheitstoken mit integrierter Tastatur. Wegen der sehr beschränkt zur Verfügung stehenden Fläche eines Sicherheitstoken sind jedoch die Tastaturfelder entsprechend klein und schwierig zu bedienen, so dass der Benutzer bisweilen gezwungen ist, einen separaten Bedienungsstift mitzuführen. Anstelle einer Tastatur kann auch ein Touchpad vorgesehen sein, über welches der Benutzer mittels einem Sensorstift die PIN oder sogar seine eigenhändige Unterschrift oder einen sonstigen Berechtigungsnachweis angeben kann. Ein solches Token mit kontaktempfindlicher Grafikschnittstelle ist beispielsweise in der WO 01/44899A1 im Zusammenhang mit einem kryptographischen Sicherheitstoken beschrieben. Das Mitführen des Sensorstifts ist jedoch lästig und mit der Gefahr verbunden, dass der Sensorstift verloren geht.Are therefore preferably used such security tokens that provide proof of use credentials Allow immediately at the security token, such as B. Security token with integrated keyboard. Because of the very limited availability area However, the keyboard fields correspond to a security token small and difficult to use, so that the user sometimes is forced to carry a separate control pen. Instead of A keyboard can also be provided with a touchpad, via which the user uses a sensor pen to enter his or her PIN handwritten Provide signature or other proof of eligibility can. Such a token with a contact-sensitive graphic interface is for example in WO 01 / 44899A1 in connection with a described cryptographic security token. Carrying the However, sensor pen is annoying and associated with the risk that the sensor pin will be lost.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen tragbaren Datenträger mit Datenerfassungsmöglichkeit und ein Verfahren zur Datenerfassung anzugeben.Object of the present invention is to have a portable disk with data acquisition option and to provide a method of data collection.
Diese Aufgabe wird durch einen Datenträger nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.This task is followed by a disk Claim 1 and a method according to claim 12 solved. In of it dependent claims are advantageous refinements and developments of the invention specified.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den tragbaren Datenträger, beispielsweise ein Sicherheitstoken in Form einer Chipkarte, mit einem Sensor zum Erfassen von Information auszustatten, der die Bewegungsbahnen bzw. Bewegungsdynamik einer Bewegung des tragbaren Datenträgers im Raum oder relativ zu einer Oberfläche erfasst.The basic idea of the invention is the portable data carrier, for example a security token in the form of a chip card equip a sensor for capturing information, which the Trajectories or movement dynamics of a movement of the portable disk captured in space or relative to a surface.
Bei der bevorzugten Anwendung in einem Authentisierungsverfahren wird das Token selbst als Medium benutzt, mittels welchem der Benutzter den Benutzungsberechtigungsnachweis führt. Eine separate Eingabeeinrichtung, insbesondere ein separater Stift, sind dann nicht erforderlich. Vielmehr dient das Token selbst als Stift, mittels welchem entweder auf einen Untergrund oder im freien Raum die PIN, die Unterschrift oder dergleichen durch Bewegen des Token nachvollzogen wird.In the preferred application in In an authentication process, the token itself is used as a medium used by means of which the user uses the proof of authorization leads. A separate input device, in particular a separate pen, are then not required. Rather, the token itself serves as Pen, by means of which either on a surface or outdoors Space the PIN, signature or the like by moving the Token is tracked.
Diese Bewegung wird von einem im Token integrierten Sensor erfasst, und aus diesen Sensorinformationen werden in einer Auswerteeinrichtung Authentisierungsdaten erzeugt, welche mit gespeicherten Referenzdaten auf Übereinstimmung verglichen werden. Die Authentisierung erfolgt somit auf einfache Weise und unabhängig von dem System, gegenüber dem sich der Benutzer authentisieren möchte.This movement is from an im Token built-in sensor captured, and from this sensor information authentication data is generated in an evaluation device, which are compared with stored reference data for agreement. Authentication is therefore simple and independent of to the system to which the user wants to authenticate.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist auch darin zu sehen, dass die „Schreibfläche" unbegrenzt sein kann. Als Untergrund kann beispielsweise ein DIN-A4 Blatt Papier dienen oder ein Mauspad oder dergleichen.A particular advantage of the invention can also be seen in the fact that the "writing surface" can be unlimited. As a background can be used, for example, a sheet of A4 paper or a mouse pad or similar.
Die Bewegungsbahn des Token kann auf vielfache Weise ermittelt werden. Beispielsweise lässt sich mittels Positionsmessungen anhand der Veränderung der Tokenposition die Bahn bestimmen, die das Token beschreibt, wenn mit dem Token eine PIN-Eingabe oder eine Unterschrift nachvollzogen wird. Die Bewegungsbahn lässt sich auch vektoriell bestimmen, wenn man z. B. Bewegungsrichtung und Bewegungsstrecke erfasst oder Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit zeitlich erfasst und auswertet. Auch lässt sich anhand der Tokenbeschleunigung die momentane Bewegungsänderung des Token im Raum oder über eine Oberfläche bestimmen, und daraus lässt sich wiederum die Bewegungsbahn rekonstruieren.The token's trajectory can can be determined in many ways. For example, by means of position measurements based on the change in the token position Determine the path that the token describes when entering a PIN with the token or a signature is traced. The trajectory can be also determine vectorially if one z. B. Direction of movement and movement distance recorded or direction of movement and speed of movement in time recorded and evaluated. Also lets the current change in movement of the Tokens in the room or above a surface determine, and leaves from it in turn reconstruct the trajectory.
Die wie auch immer ermittelte Bewegungsbahn, welche beispielsweise eine Unterschrift darstellt, wird dann mit einer gespeicherten Referenzunterschrift auf einen hinreichenden Übereinstimmungsgrad verglichen. Die Referenzdaten sind vorzugsweise auf dem Token gespeichert, um Manipulationsmöglichkeiten von außen weitgehend auszuschließen. Der Vergleich findet dann vorzugsweise ebenfalls auf dem Token statt. Die Referenzdaten können aber auch im System abgelegt sein, so dass der Vergleich entweder im System oder, wenn die Referenzdaten vom System auf das Token übermittelt werden, wiederum auf dem Token stattfindet. Das Token besitzt zu diesem Zweck eine integrierte Schaltung mit einer entsprechenden Software. Es ist vorzugsweise als Chipkarte ausgebildet und zur besseren Handhabbarkeit im Rahmen der zulässigen Normabmessungen ergonomisch geformt, so dass sie leicht nach Art eines Stifts verwendbar ist.The movement path, however determined, which represents a signature, for example, is then compared with a stored reference signature to a sufficient degree of agreement. The reference data are preferably stored on the token in order to largely rule out manipulation possibilities from the outside. The comparison then preferably also takes place on the token. The reference data can also be stored in the system, so that the comparison takes place either in the system or, if the reference data is transmitted from the system to the token, again on the token. For this purpose, the token has an integrated circuit with appropriate software. It is preferably designed as a chip card and ergonomically shaped for better handling within the permissible standard dimensions, so that it can easily be used in the manner of a pen.
Zusätzlich oder anstelle der Bewegungsbahn können auch die dynamischen Anteile der Tokenbewegung bei der Überprüfung des Berechtigungsnachweises Berücksichtigung finden. Insbesondere aus den Beschleunigungswerten der Tokenbewegung lassen sich Rückschlüsse auf die Echtheit einer Unterschrift ziehen. Denn durch intensive Übung lässt sich zwar möglicherweise der Unterschriftzug nachahmen, die Dynamik der Bewegung beim Nachahmen des Unterschriftzugs kann sich aber von der Bewegungsdynamik des originären Unterschriftzugs wesentlich unterscheiden. Eine Nachweisberechtigung zur Benutzung des Token kann daher beispielsweise auch allein auf Basis des zeitlichen Verlaufs der mittels einem geeigneten Sensor erfassten Tokenbeschleunigungswerte erfolgen, ohne das daraus auf die konkrete Bewegungsbahn bzw. auf den graphischen Unterschriftzug zurückgeschlossen werden muß.In addition to or instead of the trajectory can also the dynamic proportions of the token movement when checking the Proof of eligibility Find. In particular from the acceleration values of the token movement conclusions can be drawn to get the authenticity of a signature. Because through intensive practice you can possibly imitate the signature, the dynamics of movement when imitating the signature can differ from the movement dynamics of the primary Significantly differentiate signature. Evidence to use the token, for example, can therefore also be used alone Basis of the time course of the detected by means of a suitable sensor Token acceleration values take place without this resulting in the specific Trajectory or the graphic signature must become.
Selbstverständlich können zum Zwecke des Berechtigungsnachweises sowohl die Bewegungsdynamik als auch die Bewegungsbahn mit gespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Bewegungsdynamik und Bewegungsbahn können gegebenenfalls mittels unterschiedlichen Sensoren erfasst werden, so dass bei geeigneter Wahl der Sensoren eine Berechnung der Bewegungsbahn aus der erfassten Bewegungsdynamik entfallen kann.Of course, for the purpose of proof of eligibility both the movement dynamics and the movement path with saved Reference values are compared. Movement dynamics and trajectory can may be detected using different sensors, so that with a suitable choice of sensors a calculation of the movement path can be omitted from the detected movement dynamics.
Als Sensor eignet sich beispielsweise eine Kugel entsprechend dem Prinzip einer üblichen Computer-Maus, bei der die Kugelbewegung in geeigneter Weise, beispielsweise mittels Walzen, in X- und Y-Bewegungsrichtungsanteile umgewandelt wird. Auf diese Weise lässt sich eine zweidimensionale Tokenbewegung erfassen, indem die Kugel auf einer Unterlage abgerollt und die Bewegungsbahn entsprechend nach Bewegungsrichtung und Wegstrecke erfasst wird.Suitable as a sensor, for example a ball according to the principle of a common computer mouse, at the ball movement in a suitable manner, for example by means of Rolling, is converted into X and Y movement direction components. That way capture a two-dimensional token movement by the ball unrolled on a pad and the movement path accordingly according to the direction of movement and distance.
Anstelle einer Sensorkugel ist auch eine photographische Abtastung einer beliebigen Referenzfläche mittels eines Bildsensors möglich, wie es z. B. bei einer optischen Maus mittels einer in die Maus integrierten Kamera realisiert ist. Durch sukzessives Erfassen und Vergleichen der mittels der Kamera aufgenommen Bilddaten mit den unmittelbar zuvor aufgenommenen Bilddaten lässt sich nicht nur die Bewegungsbahn sondern unter Berücksichtigung der Zeitkomponente auch die Bewegungsdynamik nachvollziehen. Diese Bewegung ist nicht notwendigerweise auf zwei Dimensionen beschränkt. Denn je nach Abstand des Kameraobjektivs zum Untergrund ändert sich der Abbildungsmaßstab, so dass sich über die zeitliche Veränderung des Abbildungsmaßstabs die Bewegungsbahn und -dynamik auch dreidimensional nachvollziehen lässt.Instead of a sensor ball is too a photographic scan of any reference surface using an image sensor possible, how it z. B. in an optical mouse using a mouse integrated camera is realized. Through successive acquisition and Compare the image data recorded by the camera with the Immediately before captured image data, not only the trajectory can be but taking into account the time component also understand the movement dynamics. This Movement is not necessarily limited to two dimensions. Because changes depending on the distance between the camera lens and the surface the image scale, so that over the change over time of the image scale understand the movement path and dynamics in three dimensions leaves.
Eine dreidimensionale Bewegung lässt sich darüber hinaus auch mittels eines Gyroskops erfassen. Damit lassen sich die Beschleunigungen eines Körpers im Raum und natürlich auch auf einer Ebene ermitteln. Daraus wiederum lässt sich im Bedarfsfall die Bewegungsbahn des Körpers rekonstruieren, falls nicht bereits der Vergleich der Beschleunigungsdaten mit gespeicherten Referenzbeschleunigungsdaten zur Authentisierung ausreicht.A three-dimensional movement can also be used also record using a gyroscope. With that, the accelerations of a body in the room and of course also determine on one level. This in turn can be if necessary, reconstruct the trajectory of the body, if not already comparing the acceleration data with saved ones Reference acceleration data is sufficient for authentication.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The invention is illustrated below by way of example of the accompanying drawings explained. In it show:
Obwohl das Ausführungsbeispiel auf ein Sicherheitstoken Bezug nimmt, ist die erfindungsgemäße Datenerfassung auch auf andere tragbare Datenträger, beispielsweise Chipkarten im allgemeinen oder PDA's (personal digital assistant) anwendbar. Entsprechend können die erfassten Daten zu anderen Zwecken, beispielsweise zur Eingabe von Terminen oder Adressen verwendet werden.Although the embodiment is based on a security token The data acquisition according to the invention also refers to other portable media, for example chip cards in general or PDAs (personal digital assistant) applicable. The recorded data can be adjusted accordingly other purposes, for example for entering appointments or addresses be used.
Die Rollbewegung der Kugel
Zum Starten des Authentisierungsprozesses dient
ein Taster B. Nach Betätigung
des Tasters
Andererseits können die mittels dem Gyroskop
erfassten dynamischen Bewegungsinformationen unmittelbar mit einem
zuvor auf dem Sicherheitstoken
Der Gyroskop-Sensor
Da die vorgenannten Sensoren
In den Figuren ist das Token jeweils in Form eines kartenförmigen Datenträgers dargestellt. Insbesondere bei der Verwendung von Tokens mit kontaktloser Datenübertragung, d.h. wenn kein an genormter Stelle angeordne tes Kontaktfeld benötigt wird, kann das Token auch andere Formen, beispielsweise die Form eines Stiftes aufweisen.The token is in each of the figures in the form of a card disk shown. Especially when using tokens with contactless Data transmission, i.e. if no standardized contact field is required, the token can also take other forms, for example the form of a Have pin.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass ein stiftförmiger Token mit einem Kartenförmigen Datenträger zusammenwirkt, indem die Daten des stiftförmigen Tokens kontaktlos zum kartenförmigen Datenträger übermittelt werden. Vorzugsweise wird der Stift auf einem Unterschriftsfeld der Karte geführt.It can also be provided that a pen-shaped Token with a card-shaped disk interacts by contactlessly transferring the data of the pen-shaped token to the card-shaped Disk transmitted become. Preferably the pen is on a signature field of the card.
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