DE19535019A1 - Magnetic memory medium with coded rough data - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Spei chermedium, insbesondere eine Magnetkarte mit einem Ma gnetstreifen, auf dem Rohdaten mit einem bestimmten Infor mationsgehalt in verschlüsselter Form abgespeichert sind.The present invention relates to a magnetic memory ch Medium, in particular a magnetic card with a Ma gnet stripe on which raw data with a certain information tion content are stored in encrypted form.
Das Verschlüsseln von Rohdaten auf magnetischen Speicherme dien ist notwendig, um unberechtigten Dritten den Zugang zu diesen Rohdaten zu erschweren oder unmöglich zu machen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Magnetkarten illegal zu vervielfältigen.Encrypting raw data on magnetic storage media Service is necessary to give unauthorized third parties access to to make this raw data difficult or impossible. It are various ways to illegally admit magnetic cards reproduce.
Man kann beispielsweise die Daten einer Magnetkarte auf ei ne zweite kopieren. Dazu genügt eine relativ einfache Vor richtung, bestehend aus einem Lesekopf und einem mit diesem über einen elektronischen Verstärker verbundenen Schreib kopf. Während der Lesekopf über den Magnetstreifen der ei nen Magnetkarte gleitet, speichert der Schreibkopf diese eingelesenen Daten gleichzeitig auf dem Magnetstreifen der zweiten Magnetkarte.One can, for example, the data of a magnetic card on egg copy a second. To do this, a relatively simple pre suffices direction, consisting of a reading head and one with this write connected via an electronic amplifier head. While the reading head over the magnetic stripe of the egg If a magnetic card slides, the print head stores it read data simultaneously on the magnetic stripe of the second magnetic card.
Dieses illegale Kopieren von Magnetkarten ist besonders bei Kreditkarten verbreitet. Mit diesen gefälschten Kreditkar ten kann ein hoher Schaden angerichtet werden, da sie ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen (z. B. Geheimnummer, PIN) eingesetzt werden und sie für relativ große Geldbe träge einsetzbar sind.This illegal copying of magnetic cards is particularly the case with Credit cards spread. With these fake credit cards High damage can be caused since they are without additional security measures (e.g. secret number, PIN) are used and they for relatively large money are sluggish.
Magnetkarten werden auch als Zugangskontrolle für Verkehrs mittel (Fahrscheine), Skilifte (Skipässe) oder Veranstal tungen (Eintrittskarten) verwendet.Magnetic cards are also used as access control for traffic medium (tickets), ski lifts (ski passes) or event (tickets) used.
Diese Magnetkarten für Fahrkarten, Skipässe oder Eintritts karten bestehen aus einem flexiblen Trägermaterial aus Kunststoff oder Papier, auf welchem der Magnetstreifen auf gebracht ist, der die Rohdaten mit den Informationen (z. B. Ausstellungsort, Ausstellungsdatum, Gültigkeitsdauer) ent hält. In zunehmendem Maße werden auch solche Magnetkarten illegal vervielfältigt, indem sie mittig entlang des Ma gnetstreifens in Längsrichtung durchschnitten werden. Diese halben Magnetstreifen werden auf Unterlagen geklebt, die die Größe der ursprünglichen Magnetkarten haben. Die Koer zitivität des halben Magnetstreifens reicht in den meisten Fällen aus, um vom Magnetkartenleser noch eingelesen werden zu können.These magnetic cards for tickets, ski passes or admission cards are made of a flexible carrier material Plastic or paper on which the magnetic strip is on the raw data with the information (e.g. Place of issue, date of issue, period of validity) holds. Such magnetic cards are also becoming increasingly popular reproduced illegally by centering along the Ma be cut in the longitudinal direction. This half magnetic strips are glued to documents that the size of the original magnetic cards. The Koer Half magnetic stripe citivity is sufficient in most Cases to be read by the magnetic card reader to be able to.
Aus der EP 0 313 063 A2 ist ein Verschlüsselungsverfahren bekannt, bei dem ein Muster aus einem magnetischen Material mit einer Koerzitivität, die kleiner als 30 Oersted ist, auf den Magnetstreifen aufgebracht ist. Die Position und die örtliche Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen sind bekannt. Dieses Wissen wird beim Ent schlüsseln der durch das magnetische Muster verschlüssel ten, auf dem Magnetstreifen abgelegten Daten berücksich tigt. Die zum Entschlüsseln der Daten notwendigen Informa tionen müssen also in den Magnetkarten-Lesegeräten vorhan den sein. Um die Kompatibilität der einzelnen Magnetkarten mit den Magnetkarten-Lesegeräten gewährleisten zu können, müssen die einzelnen Magnetkarten mit dem gleichen magneti schen Muster verschlüsselt werden. An encryption method is known from EP 0 313 063 A2 known in which a pattern made of a magnetic material with a coercivity less than 30 oersted, is applied to the magnetic stripe. The position and the local extent of the magnetic pattern on the Magnetic stripes are known. This knowledge is key the key encrypted by the magnetic pattern data stored on the magnetic stripe does. The information necessary to decrypt the data tions must therefore be present in the magnetic card readers be that. To ensure the compatibility of the individual magnetic cards to be able to guarantee with the magnetic card readers the individual magnetic cards must have the same magneti patterns are encrypted.
Es ist damit weiterhin möglich, den Inhalt solcher Magnet karten mit einem einfachen Lese-/Schreibgerät von einer verschlüsselten Magnetkarte auf eine andere, ebenso ver schlüsselte zu kopieren. Eine wesentliche Möglichkeit, Ma gnetkarten zu fälschen, wird durch dieses Verschlüsselungs verfahren nicht beseitigt.It is still possible to read the content of such a magnet cards with a simple reader / writer from one encrypted magnetic card to another, also ver keyed to copy. An essential way, Ma Counterfeiting gnet cards is made possible by this encryption procedure not eliminated.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Speichermedium der eingangs genannten Art da hingehend weiterzubilden, daß das Kopieren oder Fälschen wesentlich erschwert oder sogar unmöglich gemacht wird.The present invention is based on the object magnetic storage medium of the type mentioned further training that copying or forgery is made significantly more difficult or even impossible.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem magnetischen Speichermedium der eingangs genannten Art vor, daß auf dem Magnetstreifen ein beliebiges Muster aus einem magnetischen Material mit einer von der Koerziti vität des Magnetstreifens abweichenden Koerzitivität aufge bracht ist.To achieve this object, the invention suggests of the magnetic storage medium of the aforementioned Kind of that on the magnetic stripe any pattern made of a magnetic material with one of the Koerziti deviating coercivity is brought.
Die Erfindung macht es möglich, auf nahezu jede Magnetkarte ein individuelles Muster aufzubringen. Durch das Aufbringen eines solchen magnetischen Musters auf den Magnetstreifen ist die Koerzitivität des Magnetstreifens nicht mehr homo gen, sondern weist inhomogene Eigenschaften auf.The invention makes it possible to use almost any magnetic card apply an individual pattern. By applying of such a magnetic pattern on the magnetic stripe the coercivity of the magnetic stripe is no longer homo gene, but has inhomogeneous properties.
Die unterschiedlichen Muster auf den Magnetkarten machen es überflüssig, daß die zur Entschlüsselung nötigen Informa tionen in dem Magnetkarten-Lesegerät vorhanden sind, da die Entschlüsselungsinformationen von Magnetkarte zu Magnet karte variieren. Bei der Magnetkarte gemäß der Erfindung können die Informationen für die Entschlüsselung aus den auf dem Magnetstreifen enthaltenen Daten für jede Magnet karte gesondert extrahiert werden. The different patterns on the magnetic cards do it superfluous that the information necessary for decryption tions are present in the magnetic card reader because the Magnetic card to magnet decryption information card vary. In the magnetic card according to the invention can use the information for decryption from the data contained on the magnetic stripe for each magnet card can be extracted separately.
Dies geschieht bei der erfindungsgemäßen Magnetkarten fol gendermaßen: Die Rohdaten werden auf der Magnetkarte im allgemeinen mittels periodischer Flußwechsel des Magnetfel des auf dem Magnetstreifen abgelegt. Bei Magnetkarten mit unverschlüsselten Daten und herkömmliche Magnetstreifen aus einem homogenen magnetischen Material konstanter Koerziti vität weisen die Amplituden des magnetischen Flusses eine konstante Größe auf. Bei Magnetkarten mit verschlüsselten Daten und Magnetstreifen, auf denen gemäß der Erfindung ein Muster aus einem magnetischen Material abweichender Koerzi tivität aufgebracht ist, variieren die Amplituden des ma gnetischen Flusses abhängig von der unterschiedlichen Koer zitivität des Magnetstreifens. Aufgrund der unterschiedli chen Amplituden des magnetischen Flusses kann man abhängig von den periodischen Flußwechseln die absolute Position und Ausdehnung des Musters auf dem Magnetstreifen und die je weilige Koerzitivität des Magnetstreifens ermitteln. Mit Hilfe dieser Informationen können aus dem im Lesekopf des Magnetkarten-Lesegerätes induzierten Spannungssignal die Rohdaten extrahiert werden.This is done with the magnetic cards fol in the same way: The raw data are stored on the magnetic card in the generally by means of periodic flux changes in the magnetic field the filed on the magnetic stripe. With magnetic cards with unencrypted data and conventional magnetic strips a homogeneous magnetic material of constant coercivity vity, the amplitudes of the magnetic flux constant size. For magnetic cards with encrypted Data and magnetic stripes on which according to the invention Pattern from a magnetic material of different Koerzi tivity is applied, the amplitudes of the ma vary gnetic flow depending on the different Koer Quotation of the magnetic stripe. Due to the differ Chen amplitudes of the magnetic flux can be dependent of the periodic flow changes the absolute position and Extension of the pattern on the magnetic stripe and the each Determine the coercivity of the magnetic stripe. With Help of this information can be found in the reading head of the Magnetic card reader induced the voltage signal Raw data are extracted.
Derart mit individuellen Mustern verschlüsselte Magnetkar ten können folglich von einem einzigen Magnetkarten-Lese gerättyp eingelesen und entschlüsselt werden, ohne daß die ser vorher das Muster kennt.Magnet cards encrypted in this way with individual patterns can therefore be read from a single magnetic card device type can be read in and decrypted without the he knows the pattern beforehand.
Nach dem Einlesen und Entschlüsseln der Rohdaten werden diese manipuliert. Es kann beispielsweise die Verlängerung der Gültigkeitsdauer der Magnetkarte oder das Abbuchen ei nes bestimmten Betrages von einem Kartenguthaben durchge führt werden. Die manipulierten Rohdaten werden dann wieder auf die Magnetkarte zurückgeschrieben. Dabei steuern die Informationen, die zum Entschlüsseln der Daten benutzt wur den, die Stärke des Schreibstromes des Schreibkopfes. In den Bereichen hoher Koerzitivität des Magnetstreifens muß dabei mit einem höheren Schreibstrom gearbeitet werden als in den Bereichen niedriger Koerzitivität. Damit können nur solche Magnetkarten beschrieben werden, deren Entschlüsse lungsinformation vorher auch ermittelt worden sind.After reading in and decrypting the raw data manipulated them. For example, it can be an extension the period of validity of the magnetic card or debiting of a certain amount from a card balance leads. The manipulated raw data is then restored written back to the magnetic card. The control Information that was used to decrypt the data den, the strength of the write current of the write head. In the areas of high coercivity of the magnetic strip work with a higher write current than in the areas of low coercivity. With that, only such magnetic cards are described, their decisions information has also been previously determined.
Damit sind die manipulierten Rohdaten abhängig von Position und Ausdehnung des Musters und der Koerzitivität des Ma gnetstreifens auf der Magnetkarte verschlüsselt gespei chert.The manipulated raw data are therefore dependent on position and extension of the pattern and coercivity of the Ma encoded on the magnetic card chert.
Die Voraussetzung für ein Beschreiben derartiger Magnetkar ten ist ein Lese-/Schreibkopf in einem Magnetkarten-Lesege rät, dessen Schreibstrom steuerbar ist. Außerdem müssen Ma gnetkarten, die mit einem solchen beliebigen Muster verse hen sind, vor dem ersten Lesevorgang, vorzugsweise bereits ab Werk, mit Daten beschrieben sein. Dabei ist nicht der Inhalt dieser Daten wichtig, sondern vielmehr die Tatsache, daß sie auf den Magnetstreifen mittels periodischer Fluß wechsel abgelegt sind. Diese Flußwechsel werden zum Lokali sieren der Position und Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen und zur Bestimmung der Koerzitivität des Magnetstreifens benötigt. Aus diesen Angaben werden die Entschlüsselungsinformationen für die jeweilige Magnetkarte extrahiert.The prerequisite for describing such Magnetkar ten is a read / write head in a magnetic card reader advises, whose write current is controllable. In addition, Ma gnet cards that verse with any such pattern hen, before the first reading, preferably already ex works, be described with data. It is not the Content of this data important but rather the fact that they are on the magnetic stripe by means of periodic flux bills are filed. These river changes become the Lokali the position and extent of the magnetic pattern on the magnetic stripe and to determine the coercivity of the magnetic strip is required. From this information the Decryption information for the respective magnetic card extracted.
Ein Kopieren der Daten von Magnetkarten durch ein einfaches Lese-/Schreibgerät wird durch die erfindungsgemäß ver schlüsselte Magnetkarte unmöglich. Die unterschiedliche Ko erzitivität von Muster und Magnetstreifen und das auf nahe zu jeder Magnetkarte verschiedene Muster führen dazu, daß die vom Magnetstreifen einer ersten Magnetkarten im Lese kopf induzierte Spannung nicht proportional dem Schreib strom des Schreibkopfes für den Magnetstreifen einer zwei ten Magnetkarte ist. Die von einer ersten Magnetkarte gele senen Daten werden dadurch falsch auf eine zweite übertra gen. Die Folge ist, daß die kopierte Magnetkarte völlig falsche Daten enthält oder ganz unlesbar ist.A copy of the data from magnetic cards by a simple one Read / write device is ver by the invention keyed magnetic card impossible. The different knockouts Pattern and magnetic stripe sensitivity to close proximity different patterns for each magnetic card lead to the fact that that of the magnetic stripe of a first magnetic card in reading head induced voltage not proportional to the write current of the write head for the magnetic stripe one two is a magnetic card. The gel from a first magnetic card This incorrectly transfers the data to a second one The result is that the copied magnetic card completely contains incorrect data or is completely illegible.
Auch ein Kopieren der Magnetkarten durch mittiges Durch schneiden des Magnetstreifens in Längsrichtung wird durch die erfindungsgemäße Verschlüsselung der Daten verhindert. Das Aufbringen eines beliebigen Musters erlaubt es auch, Muster aufzubringen, die asymmetrisch relativ zur Längs achse des Magnetstreifens sind. Das hat zur Folge, daß man durch Längsteilung des Magnetstreifens zwei Magnetstreifen mit unterschiedlichen magnetischen Mustern erhält. Mit ho her Wahrscheinlichkeit sind die beiden halben Magnetstrei fen mit den darauf enthaltenen Daten unlesbar. Dies kommt daher, daß die Daten ursprünglich mit den Entschlüsselungs informationen, die aus dem gesamten Magnetstreifen ermit telt wurden, gespeichert wurden. Beim Einlesen eines halben Magnetstreifens werden sich nun aufgrund der unterschiedli chen Position und Ausdehnung des magnetischen Musters ande re Entschlüsselungsinformationen ergeben, mit denen die ur sprünglich auf der Magnetkarte abgelegten Daten nicht ent schlüsselbar sind.Also copying the magnetic cards through the middle Cutting the magnetic strip in the longitudinal direction is done by the encryption of the data according to the invention prevented. The application of any pattern also allows Apply patterns that are asymmetrical relative to the longitudinal axis of the magnetic stripe. The result is that one by longitudinal division of the magnetic stripe two magnetic stripes with different magnetic patterns. With ho Probability are the two half magnetic stripes with the data on it illegible. This is coming hence that the data was originally using the decryption information derived from the entire magnetic stripe were saved. When reading a half Magnetic stripes will now differ due to Chen position and extent of the magnetic pattern re decryption information with which the original data originally stored on the magnetic card is not correct are key.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Koerzitivität des magnetischen Materials des Mu sters ein Mehrfaches der Koerzitivität des Magnetstreifens aufweist.A preferred embodiment of the invention provides that the coercivity of the magnetic material of the Mu sters a multiple of the coercivity of the magnetic stripe having.
Zwischen der Koerzitivität des magnetischen Materials des Musters und der Koerzitivität des Materials des Magnet streifens besteht ein deutlicher Unterschied. Dadurch wird es ermöglicht, daß das Muster eindeutig von dem Magnet streifen unterschieden werden kann. Möglicherweise bei der Lokalisation des magnetischen Musters auftretende Probleme aufgrund eines zu geringen Unterschiedes zwischen der Koer zitivität des Musters und der des Magnetstreifens werden so vermieden. Die Anzahl der unlesbaren oder fehlerhaft ver schlüsselten Magnetkarten wird auf ein Minimum reduziert.Between the coercivity of the magnetic material of the Pattern and coercivity of the material of the magnet there is a clear difference. This will it allows the pattern to be clearly from the magnet stripes can be distinguished. Possibly at the Localization of the magnetic pattern problems encountered due to too little difference between the Koer The citivity of the pattern and that of the magnetic stripe become like this avoided. The number of illegible or incorrect ver encoded magnetic cards is reduced to a minimum.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß das beliebige Muster eine zufällige oder eine geordnete Form aufweist.Further embodiments of the invention provide that any pattern a random or ordered shape having.
Das Muster wird durch unterschiedliche magnetische Materia lien auf dem Magnetstreifen aufgebracht. Denkbar sind bei spielsweise magnetische Dispersionen, magnetische Späne oder Folien aus magnetischen Materialien. Die Form des Mu sters kann dabei dem Zufall unterliegen oder aber geordnete Formen aufweisen. Solche geordneten Formen des magnetischen Musters sind beispielsweise geometrische Formen oder Buch stabenkombinationen.The pattern is made up of different magnetic materials lien applied to the magnetic stripe. Are conceivable at for example magnetic dispersions, magnetic chips or foils made of magnetic materials. The shape of the Mu sters can be subject to chance or orderly Have shapes. Such ordered forms of magnetic Patterns are, for example, geometric shapes or books combinations of bars.
Bei beiden Formen des magnetischen Musters muß allerdings darauf geachtet werden, daß der Magnetstreifen und das ma gnetische Muster eine einheitliche Farbe aufweisen, um zu verhindern, daß die Position und Ausdehnung des magnetisc hen Musters von außen optisch sichtbar ist und daraus die Informationen zur Entschlüsselung der Daten gewonnen werden können. Es ist jedoch denkbar, beispielsweise zu Werbe zwecken, zusätzlich zum magnetischen Muster in der Farbe des Magnetstreifens ein weiteres farbiges Muster in Form eines Firmenlogos oder einer Buchstabenkombination in einer Farbe anzubringen, die sich von der Farbe des Magnetstrei fens unterscheidet.With both forms of the magnetic pattern must however make sure that the magnetic stripe and the ma genetic patterns have a uniform color to prevent the position and expansion of the magnetic hen pattern is optically visible from the outside and from there the Information to decrypt the data can be obtained can. However, it is conceivable, for example, for advertising purposes, in addition to the magnetic pattern in color of the magnetic stripe another colored pattern in the form a company logo or a combination of letters in one Apply color that is different from the color of the magnetic stripe fens differs.
Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung und eines Flußdiagrammes näher erläutert werden. Es zeigen:In the following the invention with reference to a drawing and a flow chart will be explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfin dungsgemäß verschlüsselten Ma gnetkarte; Figure 1 shows an embodiment of the encrypted Ma gnetkarte invention.
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Entschlüs seln und Wiederverschlüsseln der Daten auf einer erfindungs gemäß verschlüsselten Magnet karte. Fig. 2 is a flowchart for decrypting and re-encrypting the data on an inventive encrypted magnetic card.
In Fig. 1 ist eine Magnetkarte mit der Bezugsziffer 1 ge kennzeichnet. Auf einem Trägermaterial 2 ist ein Magnet streifen 3 aufgebracht. Das Trägermaterial 2 besteht bei spielsweise aus Papier oder Kunststoff. Zum Verschlüsseln der auf dem Magnetstreifen gespeicherten Daten wird dieser mit einem magnetischen Muster 4, 5 versehen. Das Muster 4, 5 besteht beispielsweise aus magnetischen Spänen, magneti scher Dispersion oder Folie aus magnetischen Materialien und wird auf dem Magnetstreifen 3 aufgebracht. Das magneti sche Muster 4, 5 kann beliebige Formen haben. Das Muster 4 hat eine zufällige Form, wohingegen das Muster 5 eine ge ordnete Form, beispielsweise eine Buchstabenkombination, aufweist.In Fig. 1, a magnetic card is marked with the reference number 1 . On a carrier material 2 , a magnetic strip 3 is applied. The carrier material 2 consists, for example, of paper or plastic. To encrypt the data stored on the magnetic stripe, it is provided with a magnetic pattern 4 , 5 . The pattern 4 , 5 consists, for example, of magnetic chips, magnetic dispersion or foil made of magnetic materials and is applied to the magnetic strip 3 . The magnetic cal pattern 4 , 5 can have any shape. The pattern 4 has a random shape, whereas the pattern 5 has an ordered shape, for example a letter combination.
In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches die verschiedenen Schritte beim Entschlüsseln und Verschlüsseln der Daten auf dem Magnetstreifen einer erfindungsgemäß ver schlüsselten Magnetkarte näher erläutert. Als erstes werden die Position und die Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen und die Koerzitivität des Magnet streifens abhangig vom Flußwechsel ermittelt. Aus diesen Angaben werden die Entschlüsselungsinformationen extra hiert. Mit Hilfe dieser Entschlüsselungsinformationen wer den aus den eingelesenen, verschlüsselten Daten die Rohda ten ermittelt. Diese Rohdaten werden dann aufgrund externer Ereignisse manipuliert; beispielsweise wird die Gültig keitsdauer der Magnetkarte verlängert. Diese manipulierten Rohdaten müssen dann wieder auf die Karte geschrieben wer den. Mit Hilfe der Entschlüsselungsinformationen werden die Rohdaten wieder verschlüsselt und durch entsprechendes Steuern des Schreibstromes eines Schreibkopfes auf dem Ma gnetstreifen der Magnetkarte abgespeichert.In Fig. 2, a flow chart is shown, which explains the various steps in decrypting and encrypting the data on the magnetic stripe of a magnetic card encrypted ver according to the invention. First, the position and the extent of the magnetic pattern on the magnetic stripe and the coercivity of the magnetic stripe are determined depending on the flux change. The decryption information is extracted from this information. With the help of this decryption information, the raw data is determined from the read-in, encrypted data. This raw data is then manipulated based on external events; For example, the validity period of the magnetic card is extended. This manipulated raw data must then be written onto the card again. With the help of the decryption information, the raw data is encrypted again and stored on the magnetic strip of the magnetic card by appropriately controlling the write current of a write head.
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