Ausweis- oder Kreditkarte mit einer verschlüsselt eingetragenen Kennzahl Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausweis- oder Kreditkarte mit einer verschlüsselt eingetragenen Kenn zahl.
Ausweis- oder Kreditkarten finden bereits weltver breitete Anwendung. Unter anderem dienen sie dazu, ihrem Inhaber den Zutritt zu abgesicherten Einrichtun gen zu verschaffen, Waren und Dienstleistungen auf Kredit zu empfangen oder Abhebungen von numerierten Bankkonten vorzunehmen. Derartige Karten können vom Berechtigten verloren und von irgendjemandem gefunden werden. Ausserdem können viele Arten von Ausweis- oder Kreditkarten von unberechtigten Perso nen nachgemacht oder gefälscht werden, ohne dass dabei grosse Schwierigkeiten zu überwinden sind. Es ist daher immer wünschenswert und in manchen Fällen von grosser Wichtigkeit, dass die Möglichkeit der Verwen dung einer Ausweis- oder Kreditkarte durch einen Unberechtigten ausgeschlossen oder wenigstens stark vermindert wird.
Da solche Karten oft an Hunderten von verschiedenen Orten verwendet werden können, ist es sehr wünschenswert, dass die Technik zum Aus- schliessen ihrer Verwendung durch unberechtigte Perso nen wenig Aufwand erfordert und wirtschaftlich tragbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird in der USA- Patentschrift Nr. 341493 mit dem Titel Fälschungssi chere Aufzeichnungsanordnung eine Ausweiskarte vor geschlagen, die das Bild, einen Fingerabdruck, den. Namen, die Adresse, eine Kodezahl, einen Firmennamen und die Unterschrift des berechtigten Inhabers enthalten kann und die aus einem die Aufzeichnung tragenden Blatt aus einem amorphen Material besteht, auf dem die zu sichernden Angaben aufgenommen sind. Dann wird eine genormte Beugungsfigur in den Bogen eingeprägt, wobei wenigstens ein Teil der Beugungsfigur im Bereich der zu sichernden Angaben liegt.
Das Blatt wird zusam men mit der eingeprägten Beugungsfigur in ein Material eingeschlossen, das physikalisch und chemisch mit dem des Blattes identisch ist. Die Beugungsfigur mit einer Auflösung von etwa 4000 Linien pro cm bewirkt die Entstehung eines sichtbaren Musters polarisierter Licht strahlen, das durch die geringste Fälschung irgend welcher Angaben der Karte sichtbar und unkorrigierbar verändert wird.
Zwar kann eine derartige Ausweiskarte für den Zutritt zu abgesicherten Einrichtungen verwendet wer den. Sie kann jedoch nicht zur Identifizierung des Inhabers eines numerierten Bankkontos verwendet wer den, wo es beispielsweise erwünscht ist, die Nummer des Kontos und den Namen des Inhabers geheimzuhalten.
Ein weiterer Vorschlag zur Lösung des Problems, eine sichere Ausweis- oder Kreditkarte zu schaffen, besteht gemäss dem bekannten Stand der Technik darin, eine dem Berechtigten bekannte kryptographisch kodier te Kennzahl auf der Karte vorzusehen. Um zu gewähr leisten, dass der Besitzer der Karte tatsächlich der Berechtigte ist, ist eine Dekodiereinrichtung erforderlich, die die kryptographisch kodierte Kennzahl auf der Karte selbst mit einer Nummer vergleicht, die vom Berechtig ten selbst mittels eines Einstellwerks oder auf andere Weise in die Dekodiereinrichtung eingegeben wird. Die kryptographisch kodierte Kennzahl kann verschiedene Formen haben.
Bei einem bekannten Fall gemäss dem Stand der Technik hat die kryptographisch kodierte Kennzahl die Form einer bestimmten Kombination von mehreren schwarzen und weissen Streifen, die mittels eines von mehreren fiberoptischen Kodeumsetzerblök- ken optisch abgelesen werden. Dadurch ist es möglich, die mit den schwarzen und weissen Streifen der Aus weiskarte gegebene binäre Zahl mit der jeweiligen festgelegten Kennzahl in übereinstimmung zu bringen.
Somit kann ein Dieb oder Finder einer derartigen Ausweiskarte diese nicht verwenden, da er nicht die festgelegte Kennzahl kennt, mit der die schwarzen und weissen Streifen der Karte übereinstimmen. Die Aus weiskarte gemäss dieser zweiten Lösung ist jedoch nicht fälschungssicher wie im Falle der ersten Lösung, so dass bei der letzteren Lösung die Karten einfach kopiert, abgeändert oder gefälscht werden können, ohne dass grosses Geschick oder besondere Kenntnisse erforderlich sind.
Eine vorgeschlagene Möglichkeit zur Verbesserung der Fälschungssicherheit der mit kryptographisch ko dierten Kennzahlen ausgestatteten Karte besteht darin, als Teil der Kodiereinrichtung einen ersten optischen Verwürfler wie beispielsweise ein Bündel zusammen gedrehter optischer Fasern und als Teil der Dekodierein- richtung einen identischen zweiten optischen Verwürf- ler anzuwenden. Wenn bei einer Kodiereinrichtung nur eine einzige Dekodiereinrichtung verwendet wird, ist die Schaffung derartiger identischer optischer Verwürf- ler einfach.
Es wird ein Bündel optischer Fasern vorgesehen, deren entgegengesetzte Enden zueinander die gleiche Stellung haben, wobei die optischen Fasern jedoch zwischen den Enden beliebig gewunden sind. Wenn das Bündel jetzt zwischen seinen entgegengesetz ten Enden in zwei getrennte Teile geteilt wird, kann der eine Teil als optischer Verwürfler bei einer Kodierein- richtung verwendet werden, während der andere als optischer Entwürfler bei einer einzigen Dekodierein- richtung verwendet werden kann.
Jedoch ist die Herstel lung mehrerer optischer Entwürfler , die alle die gleiche optisch verwürfelte kodierte Information ent- würfeln können, sehr schwierig und gewiss sehr kost spielig, wenn sie überhaupt möglich ist. Deshalb ist das optische Verwürfeln bei einem Ausweissystem, bei dem mehrere getrennte Dekodiereinrichtungen ange wandt werden, wirtschaftlich nicht tragbar.
Die Ausweis- oder Kreditkarten gemäss der Erfin dung sollen nicht nur eine kryptographisch kodierte Kennzahl gemäss dem zweiten oben genannten Vor schlag enthalten und fälschungssicher gemäss dem ersten oben genannten Vorschlag sein, sondern auch in Verbin dung mit einer Anzahl einfacher Einzeldekodiervorrich- tungen verwendbar sein.
Die erfindungsgemäss Ausweis- oder Kreditkarte ist dadurch gekennzeichnet, dass die Karte ein Hologramm aufweist, welches die holographische Aufnahme der durch ein bestimmtes Muster von gegeneinander abge grenzten Lichtflechen binär kodierten Kennzahl dar stellt.
In den Zeichnungen zur Erläuterung eines Aus, führungsbeispiels der Erfindung zeigt bzw. zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer typischen ,Kredit- oder Ausweiskarte gemäss der Erfindung; Fig. 2a und 2b schematische Darstellungen der Einrichtung zum Aufzeichnen eines Hologramms auf einer erfindungsgemässen Ausweiskarte;
Fig. 3 ein Blockschema einer Dekodiereinrichtung, die zum Dekodieren der Aufzeichnung auf der erfin- dungsgemässen Ausweiskarte dient; und Fig. 4a und 4b schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispieles des optischen Teils der Dekodier- einrichtung gemäss Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine holographische Ausweiskarte 100, die hinsichtlich Grösse und Form herkömmlichen Aus weis- oder Kreditkarten ähneln kann und die einen bestimmten Aufdruck wie XYZ Bank aufweist. Diese holographische Ausweiskarte unterscheidet sich von den herkömmlichen Ausweis- oder Kreditkarten jedoch da durch, dass sie als festen Bestandteil und an einer bestimmten Stelle, beispielsweise in der Nähe der unte ren rechten Ecke der Karte, ein Hologramm 102 aufweist, das in holographierter Form Daten enthält, die mit einer der jeweiligen Ausweiskarte zugeordneten Nummer übereinstimmen.
Natürlich können verschiede nen Karten verschiedene Nummern zugeordnet sein.
Das Hologramm 102 kann entweder ein Amplitu den- oder ein Phasenhologramm und entweder ein lichtdurchlässiges oder ein reflektierendes Hologramm sein. Jedoch wird bei dieser Beschreibung vorausgesetzt, dass es ein lichtdurchlässiges Amplitudenhologramm ist. Die gesamte holographische Ausweiskarte kann aus Kunststoff bestehen oder wie üblich in transparentem Kunststoff eingeschlossen sein. Aus Sicherheitsgründen ist es sehr wünschenswert, dass das Hologramm 102 derart mit der Ausweiskarte 100 verbunden ist, dass es nicht entfernt werden kann, ohne dass eine sichtbare und nicht zu beseitigende Veränderung der Ausweis- karte 100 auftritt.
Beispielsweise kann die Ausweiskarte 100 aus je eine, die vordere und die hintere Fläche bildenden Kunststoffblatt, die beide deckungsgleiche Fenster öffnungen einer bestimmten Grösse aufweisen, in welche das Hologramm 102 eingesetzt wird, bestehen. Wenn das Hologramm 102 auf einem Film aufgenommen ist, der etwas grösser ist als die Fensteröffnungen in der aus den genannten Kunststoffblättern bestehenden Ausweis karte 100 sind, und wenn die die vordere und die hintere Fläche bildenden Blätter derart miteinander verbunden sind,
dass eine einstückige Karte gebildet wird, bei der das Hologramm 102 die Fensteröffnung füllt, dann kann das Hologramm 102 nicht entfernt oder ausgetauscht werden, ohne dass eine sichtbare und nicht zu beseiti gende Veränderung der Ausweiskarte 100 auftritt.
Fig. 2a und 2b zeigen eine Vorrichtung zum Auf zeichnen eines Hologramms, das in holographisch ko- @dierter Form irgendeine Nummer aufweist. Eine Linsen matrix 200 weist eine Anzahl von gleichen konvexen Linsen 202 auf, die in einem aus undurchsichtigem Material bestehenden Träger eingesetzt sind, und in einem gegebenen Muster von im Abstand voneinander liegenden Punkten angeordnet sind. Zur Veranschauli chung sind in Fig. 2a und 2b fünf Linsen und folglich fünf im Abstand voneinander liegende Punkte vorgese hen, die mit gleichem Abstand voneinander auf dem Umfange eines Kreises mit gegebenem Radius angeord net sind.
In der Praxis können von den jeweils mit einer Linse 202 versehenen, im Abstand voneinander ange ordneten Punkten wesentlich mehr als fünf, beispielswei se zehn, fünfzehn, zwanzig oder noch mehr vorgesehen sein. Ausserdem braucht das gegebene Muster der im Abstand voneinander liegenden Punkte, auf denen die Linsen 202 liegen, nicht gemäss Fig. 2a und 2b auf dem Umfang eines Kreises mit gegebenem Radius zu lie gen.
Jeder der Linsen 202 ist ein einzelner, bewegbarer, undurchsichtiger Verschluss 204 zugeordnet. Jeder die- ser Verschlüsse kann so eingestellt werden, dass er die zugeordnete Linse abdeckt, wie es in Fig. 2b bei der linken und der rechten oberen Linse 202 dargestellt ist, oder er kann so eingestellt werden, dass an die jeweils zugeordneten Linsen freilässt, was in Fig. 2b bei der obersten und der linken sowie der rechten unteren Linse 202 dargestellt ist. Bei fünf Linsen gibt es 25 oder 32 mögliche Kombinationen bedeckter und unbedeckter Linsen.
(Wenn anstelle von fünfzehn Linsen vorgesehen sind, gibt es mehr als tausend mögliche Kombinationen bedeckter und unbedeckter Linsen, während bei zwanzig Linsen mehr als eine Million Kombinationen bedeckter und unbedeckter Linsen möglich sind). In Übereinstim mung mit irgendeinem bestimmten Kode kann somit jede mögliche Kombination dazu verwendet werden, eine bestimmte Zahl darzustellen, während es anderer seits möglich ist, dass mehr als eine der möglichen Kombinationen dazu verwendbar ist, die gleiche Zahl darzustellen, und/oder dass andere mögliche Kombina tionen keine Zahl darstellen. Wichtig ist dabei, dass der verwendete Kode bzw. die gewählte Kombination so wohl beim Kodieren als auch beim Dekodieren bekannt isst.
Ausserdem weist die Linsenmatrix 200 eine mittige Öffnung 206 auf. Wie aus Fig. 2 a ersichtlich ist, ist vor der mittigen Öffnung 206 ein optisches Dämpfungsglied 208 angeordnet, das aus einem Material besteht, das einfallende Lichtenergie teilweise absorbiert und teilwei se durchlässt.
Wie in Fig. 2a dargestellt ist, wird mittels einer Zerstreuungslinse 214 und einer Fokussierlinse 216 die Ausgangsstrahlung eines Lasers 212 in ein konvergentes Strahlenbündel 210 monochromatischer, räumlich ko härenter Lichtenergie von verhältnismässig grossem Durchmesser umgewandelt. Der Zentrumsbereich des Bündels 210 tritt durch das Dämpfungsglied 208 und wird von diesem abgeschwächt, um ein Referenz strahlenbündel 218 zu bilden, das gemäss Fig. 2a auf ein Medium 220 zum Aufzeichnen von Lichtwellen fällt. Der periphere Teil des Strahlenbündels 210 fällt auf die Linsenmatrix 200, die jene konvexen Linsen 202 ent hält, die zu diesem Zeitpunkt nicht durch ihren Ver- schluss 204 abgedeckt sind.
Daraus ergeben sich einzel ne divergierende Informationsstrahlenbündel 222, die von jenen konvexen Linsen 202 erzeugt werden, welche zu diesem Zeitpunkt nicht durch ihren Verschluss 204 abgedeckt sind.
Ein Teil jedes der genannten Informationsbündel 222 fällt auf das Medium 220 zum Aufzeichnen von Lichtwellen. Die Belichtung des Mediums 220 mit dem Referenzbündel 218 und den Teilen der Informations bündel 222, die auf das Medium 220 fallen, führt dazu, dass letzteres ein Hologramm-Interferenzbild aufnimmt, das in holographischer Form Daten darüber enthält, welche der Linsen 202 beim Aufnehmen des Hologram- mes nicht durch den Verschluss 204 abgedeckt waren. Ausserdem enthält es, weil das gegebene Muster der Linsen an -der Linsenmatrix von vornherein bekannt ist, Daten darüber, welcher der Linsen beim Aufnehmen des Hologrammes durch den Verschluss 204 abgedeckt waren.
Deshalb enthält das Hologramm Daten über die Zahl, die durch die jeweilige Kombination von bedeck ten und unbedeckten Linsen zum Zeitpunkt der Aufnah me des Hologrammes gegeben ist.
Somit ist die vom aufgenommenen Hologramm festgehaltene Zahl tatsächlich doppelt kodiert. Erstens ist sie dadurch kodiert, dass eine gegebene Kombination bedeckter und unbedeckter Linsen des gegebenen Mu sters einer vorbestimmten gewählten Zahl entspricht. Beispielsweise könnte im Falle von Fig. 2b, bei der die oberste, die unterste linke und die unterste rechte Linse nicht durch Verschlüsse 204 abgedeckt sind, während die obere linke und die obere rechte Linse durch Verschlüsse 204 abgedeckt sind, die Zahl 262 darge stellt sein.
Bei einer nicht dargestellten anderen Anord nung von abgedeckten und ungedeckten Linsen 202, bei der beispielsweise die oberste, die obere rechte und die untere rechte Linse 202 nicht durch Verschlüsse 204 abgedeckt und die obere linke und die untere linke Linse durch Verschlüsse 204 abgedeckt sind, könnte die Zahl 413 dargestellt sein.
Der zweite Kodierungsgrad wird hergestellt, indem Daten des gegebenen Musters als holographisches Licht interferenzmuster gespeichert werden, das einen hohen Auflösungsgrad besitzt, womit Verwechselungen prak tisch ausgeschlossen sind.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dekodie rungseinrichtung für eine holographische Ausweiskarte gemäss Fig. 1, die als integralen Bestandteil ein Holo gramm aufweist, das gemäss der vorstehenden Beschrei bung von Fig. 2a und 2b aufgenommen wurde.
Die Dekodiereinrichtung gemäss Fig. 3 weist einen optischen Teil auf, -der in der weiter unten noch zu beschreibenden Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist und aus einer Lichtquelle 300 sowie einer Photozellenmatrix 302 besteht, die mittels eines Halters 304 in bezug auf die Lichtquelle 300 ortfest gehalten wird.
Der Halter 304 weist, wie dargestellt, auch Mittel zum Halten der holographischen Ausweiskarte 306 auf, die in einem feststehenden Abstand zur Lichtquelle 300 sowie zur Photozellenmatrix 302 abgelesen wird, wobei das Holo gramm der Ausweiskarte 306 von einem von der Lichtquelle 300 ausgehenden Ablesestrahlenbündel der art beleuchtet wird, dass ein reelles Bild der in dem Ho logramm gespeicherten Musterinformationen reprodu ziert und von den Photozellen oder lichtempfindlichen Elementen der Photozellenmatrix 302 in einer weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4a und 4b beschriebe nen Weise aufgenommen wird.
Die Dekodiereinrichtung gemäss Fig. 3 weist ausserdem einen elektrischen Teil auf, der aus dem Ausgangsabschnitt der Photozellen matrix 302, einer Logikschaltung 308, einem Digital zähler oder Einstellwerk 310, einem Grenzwertmelder 312, einem Anzeiger 314 und einer datenverarbeitenden Maschine 316 besteht.
Bevor die Beschreibung der Dekodiereinrichtung anhand von Fig. 3 fortgesetzt wird, wird der in Fig. 4a und 4b dargestellte Aufbau ihres optischen Teiles beschrieben. Obwohl die Lichtquelle 300 gemäss Fig. 3 eine monochromatische kohärente Lichtquelle eines Lasers sein könnte, kann sie, um die Dekodierein- richtung möglichst billig zu halten, vorzugsweise poly chromatisches nichtkohärentes Licht liefern, das bei spielsweise von einer herkömmlichen Blitzbirne 400 geliefert werden kann, die eine Fokussierlinse als inte gralen Bestandteil aufweist.
Der Lichtquelle 300 ist ausserdem vorzugsweise eine das Strahlenbündel begren zende Blende 402 zugeordnet, aus der ein divergieren des, polychromatisches, nichtkohärentes Lichtstrahlen bündel 404 austritt. Das als Ablesestrahlenbündel die nende Lichtstrahlenbündel 404 fällt auf das Hologramm 406 der holographischen Ausweiskarte, die damit abge lesen wird.
Der Divergenzgrad des Ablesestrahlen- bündels 404 steht mit dem Konvergenzgrad des oben beschriebenen Referenzbündels 206, das zum Auf nehmen des Hologrammes verwendet wurde, derart in Beziehung, dass ein reelles Bild eines Musters hergestellt wird, das von den zum Zeitpunkt der Aufnahme des Hologrammes 406 umbedeckten Linsen 202 gemäss Fig. 2 abhängig ist.
Wegen der polychromatischen Beschaffenheit des Ablesestrahlenbündels entspricht jeder dieser unbedeck ten Linsen im abgetasteten Bild ein Lichtfleck endlicher Grösse, beispielsweise von 2 mm Durchmesser, der einen effektiven Mittelpunkt oder Schwerpunkt an einem bestimmten Punkt in der Bildebene besitzt, der durch die Stellung der Linse, auf die er hinsichtlich des gegebenen Musters der Linsenmatrix 200 gemäss Fig. 2b ausgerichtet ist, festgelegt ist. Wie aus Fig. 4a und 4b ersichtlich ist, weist die Photozellenmatrix 302 mehrere, beispielsweise fünf Photozellen 408 auf, die in dem gleichen gegebenen Muster wie die Linsen 202 der Linsenmatrix 200 gemäss Fig. 2b angeordnet sind.
Die Aufnahmeflächen jeder der Photozellen 408 sind grösser als der ihr zugeordnete Lichtfleck, liegen in der Ebene des abgetasteten reellen Bildes des Hologrammes 406 und sind derart angeordnet, dass sie einer bestimmten Stelle des aus im Abstand voneinander liegenden punkt- förmigen Flächenabschnittes bestehenden Musters, das durch die Anordnung der Linsen 202 in 'der Linsen matrix 200 bestimmt ist, gegenübersteht. Das gegebene Muster wird zu Anfang derart gewählt, dass der Abstand zwischen den Punkten mit Sicherheit grösser ist als der Abtastbereich einer Photozelle, so dass sich benachbarte Lichtflecke oder die Abtastbereiche benachbarter Photo zelten nicht überlappen.
Wenn eine bestimmte Linse, beispielsweise die ober ste der Linsen 202 der Linsenmatrix 200 zum Zeitpunkt der Aufnahme des Hologrammes 406 nicht abgedeckt war, wird die oberste Photozelle 408 gemäss Fig. 4b, die der obersten Linse 202 gemäss Fig. 2b entspricht, mit einem Lichtfleck beleuchtet, der durch die Rekonstruie rung des Hologrammes 406 gebildet wird. Wenn demge genüber diese oberste Linse 202 der Linsenmatrix 200 während der Aufnahme des Hologrammes 406 durch ihren Verschluss 204 abgedeckt war, wird die oberste Photozelle 408 der Photozellenmatrix 302 nicht be leuchtet.
Auf diese Weise dient das Muster beleuchteter und nicht beleuchteter Photozellen 408 der Photozellen matrix 302 dazu, die doppelt kodierte zugeordnete Zahl partiel zu dekodieren, wobei die holographische Aus weiskarte abgelesen wird, indem vom holographischen Kodeteil ein Auszug erstellt wird.
Die jeweilige Kombination von beleuchteten Photo zellen 408 liefert ein erstes elektrisches Signal, das der Kombination ungedeckter Linsen der Linsenmatrix 204 zum Zeitpunkt der Aufzeichnung des Hologrammes 406 entspricht. Alle übrigen Photozellen 408, die nicht beleuchtet werden, liefern ein zweites elektrisches Signal, das der Kombination der Linsen 202 entspricht, die zum Zeitpunkt der Aufzeichnung des Hologrammes 406 durch ihre Verschlüsse 204 abgedeckt waren. Das erste elektrische Signal kann eine binäre Eins und das zweite elektrische Signal ein binäre Null darstellen. Somit ist das Ausgangssignal der Photozellenmatrix 302 ein bestimmter binärer Kode der jweiligen Zahl, die der abgelesenen holographischen Ausweiskarte zugeordnet ist.
In der Folge ist der elektrische Teil der Dekodierein- richtung gemäss Fig. 3 weiter beschrieben. Der elektri- sehe Ausgang der Photozellenmatrix 302 ist mit dem Eingang der Logikschaltung 308 verbunden. Die Logik schaltung 308, die aus mehreren in geeigneter Weise gekoppelten UND-Schaltungen bestehen kann, ist ein Kodeumsetzer, der auf die binären Informationssignale anspricht, die an den Ausgangsleitern der Photozellen- matrix 302 erscheinen und wandelt diese so um, dass als Ausgang Signale resultieren, die in digitaler Form die gewählte Zahl darstellen, die der abgelesenen Ausweis karte zugeordnet ist.
Der Ausgang der Logikschaltung ist mit dem ersten Eingang eines Grenzwertmelders 312 verbunden. Ein Digitalzähler oder ein Einstellwerk 310 dient dazu, einem zweiten Eingang des Grenzwert melders 312 digitale Signale zuzuführen, die einer zweiten Zahl entsprechen, die entweder im Digitalzähler gespeichert ist oder mittels des Einstellwerks 310 vom Inhaber der Ausweiskarte eingegeben wird.
Wenn die von der Logikschaltung 308 gelieferte erste Zahl mit der vom Digitalzähler oder Einstellwerk 310 gelieferte Zahl identisch ist, gibt der Grenzwertmelder 312 ein erstes Signal an einen Anzeiger 314 ab, um diesen Zustand anzuzeigen. Andernfalls wird kein entsprechendes Signal an den Anzeiger 314 angelegt. Als Alternative kann ein zweites Signal an den Anzeiger 314 angelegt werden, das angibt, dass die beiden dem Grenzwertmelder 312 zugeführten Zahlensignale nicht identisch sind. Der Anzeiger 314 kann Anzeigelichter, Summer, Alarm vorrichtungen, Messvorrichtungen oder irgendwelche andere bekannte Arten von Anzeigemitteln aufweisen.
Obwohl nicht unbedingt erforderlich, kann es wün schenswert sein, eine datenverarbeitende Maschine 316 mit Daten über die Zahl der von der Logikschaltung 308 abzulesenden Ausweiskarte zu beliefern und sie mit einem Autorisationssignal des Ausganges des Grenz wertmelders 312 zu speisen, das angibt, dass der Vorweisende der Ausweiskarte, die abgelesen wird, deren autorisierter Besitzer ist. Der Digitalzähler oder das Einstellwerk 310 kann nicht nur wie oben beschrie ben, ein zweites Eingangssignal für den Grenzwert melder 312 liefern, sondern auch dazu dienen, um zusätzliche Daten durch eine besondere Übertragung an die datenverarbeitenden Maschine 316 abzugeben.
Anfangs wurde gesagt, dass die holographische Ausweiskarte 306 entweder als Ausweiskarte für den Zutritt zu abgesicherten Einrichtungen oder als Kredit karte Verwendung finden kann. Andere Verwendungs möglichkeiten für eine holographische Ausweiskarte bieten sich jedoch von selbst an. So kann sie beispiels weise als Schlüssel für ein elektronisches Schloss verwen det werden. In diesem Fall kann die datenverarbeitende Maschine 316 durch eine elektronisch gesteuerte Bolzenbetätigungsvorrichtung ersetzt werden, die auf einen Ausgang des Grenzwertmelders 312 anspricht, der angibt, dass die der abzulesenden Karte zugeordnete Zahl, die mit dem Ausgangssignal der Logikschaltung 308 eingegeben wird, mit einer Zahl identisch ist, die im Digitalzähler 310 gespeichert ist.
Eine einfache Dekodiereinrichtung mit allen Ele menten von Fig. 3 mit Ausnahme der datenverarbeiten den Maschine 316 kann ganz billig hergestellt werden, da die Lichtquelle 300 eine einfache batteriegespeiste Blitzbirne sein kann, jede Photozelle der Photozellen matrix 302 aus verhältnismässig grossflächigen Cad- miumsulfidphotowiderständen mit einem aktiven Durch messer von etwa sechs Millimetern (die eine sichere Erfassung des jedem Photowiderstand zugeordneten Lichtflecks von<U>2 mm</U> Durchmesser gestattet) bestehen und eine Logikschaltung 308 sowie der Grenzwert melder 312 aus kleinen, billigen integrierten Schaltungen bestehen kann.
ID card or credit card with an encrypted code entered The invention relates to an ID card or credit card with an encrypted code entered.
ID cards and credit cards are already in widespread use around the world. Among other things, they are used to provide their owner with access to secured facilities, to receive goods and services on credit or to make withdrawals from numbered bank accounts. Such cards can be lost by the authorized person and found by anyone. In addition, many types of ID or credit cards can be counterfeited or forged by unauthorized persons without any major difficulties. It is therefore always desirable and in some cases of great importance that the possibility of using an identity card or credit card by an unauthorized person is excluded or at least greatly reduced.
Since such cards can often be used in hundreds of different locations, it is very desirable that the technique to preclude their use by unauthorized persons require little effort and be economically viable.
To solve this problem, an identification card is proposed in US Patent No. 341493 entitled Fälschungssi chere recording arrangement, which contains the image, a fingerprint, the. May contain the name, address, a code number, a company name and the signature of the authorized holder and which consists of a sheet of amorphous material bearing the record, on which the information to be saved is recorded. A standardized diffraction figure is then impressed into the sheet, at least part of the diffraction figure lying in the area of the information to be secured.
The sheet, together with the embossed diffraction pattern, is enclosed in a material that is physically and chemically identical to that of the sheet. The diffraction figure with a resolution of about 4000 lines per cm causes the creation of a visible pattern of polarized light rays that can be visibly and uncorrectably changed by the slightest falsification of any information on the card.
Such an identity card can be used for access to secured facilities. However, it cannot be used to identify the holder of a numbered bank account, for example where it is desired to keep the account number and name of the holder secret.
Another proposal for solving the problem of creating a secure identity card or credit card, according to the known prior art, consists in providing a cryptographically encoded identification number known to the authorized person on the card. In order to ensure that the owner of the card is actually the authorized person, a decoder is required that compares the cryptographically encoded code on the card itself with a number entered into the decoder by the authorized person himself using a setting mechanism or in some other way becomes. The cryptographically coded identification number can have various forms.
In a known case according to the prior art, the cryptographically encoded code number has the form of a specific combination of several black and white stripes, which are optically read off by means of one of several fiber-optic code converter blocks. This makes it possible to match the binary number given with the black and white stripes on the identification card with the respective specified code.
Thus, a thief or finder of such an identification card cannot use it, since he does not know the specified identification number with which the black and white stripes on the card match. However, the ID card according to this second solution is not forgery-proof as in the case of the first solution, so that with the latter solution the cards can simply be copied, modified or forged without great skill or special knowledge being required.
A suggested way to improve the forgery-proofness of the card equipped with cryptographically coded codes is to use a first optical scrambler such as a bundle of twisted optical fibers as part of the coding device and an identical second optical scrambler as part of the decoding device. If only a single decoder is used in a coding device, the creation of such identical optical scramblers is simple.
A bundle of optical fibers is provided, the opposite ends of which are in the same position with respect to one another, but the optical fibers are arbitrarily wound between the ends. If the bundle is now divided into two separate parts between its opposite ends, one part can be used as an optical scrambler in one encoder, while the other can be used as an optical descrambler in a single decoder.
However, the production of multiple optical descramblers that can all descramble the same optically scrambled encoded information is very difficult and certainly very expensive, if at all possible. Optical scrambling is therefore not economically viable in a badge system in which several separate decoding devices are used.
The identification or credit cards according to the invention should not only contain a cryptographically coded code according to the second proposal mentioned above and be forgery-proof according to the first proposal mentioned above, but should also be usable in connection with a number of simple individual decoding devices.
The identification card or credit card according to the invention is characterized in that the card has a hologram which represents the holographic recording of the code number which is binary-coded by a specific pattern of light spots which are separated from one another.
In the drawings to explain an exemplary embodiment of the invention: FIG. 1 shows a view of a typical credit or identification card according to the invention; 2a and 2b are schematic representations of the device for recording a hologram on an identification card according to the invention;
3 shows a block diagram of a decoding device which is used to decode the recording on the identification card according to the invention; and FIGS. 4a and 4b are schematic representations of an exemplary embodiment of the optical part of the decoding device according to FIG.
Fig. 1 shows a holographic identification card 100, which can be similar to conventional identification or credit cards in terms of size and shape and which has a certain imprint such as XYZ Bank. This holographic identification card differs from conventional identification or credit cards, however, in that it has a hologram 102 which contains data in holographed form as a fixed component and at a certain point, for example in the vicinity of the lower right corner of the card that match a number assigned to the respective ID card.
Of course, different cards can be assigned different numbers.
The hologram 102 can be either an amplitude or a phase hologram and either a translucent or a reflective hologram. However, this description assumes that it is a translucent amplitude hologram. The entire holographic identity card can consist of plastic or, as usual, be enclosed in transparent plastic. For security reasons, it is very desirable that the hologram 102 is connected to the identification card 100 in such a way that it cannot be removed without a visible change in the identification card 100 that cannot be removed.
For example, the identification card 100 can consist of one plastic sheet each forming the front and the rear surface, both of which have congruent window openings of a certain size into which the hologram 102 is inserted. If the hologram 102 is recorded on a film which is slightly larger than the window openings in the identification card 100 consisting of said plastic sheets, and if the sheets forming the front and rear surfaces are connected to one another in this way,
that a one-piece card is formed in which the hologram 102 fills the window opening, then the hologram 102 cannot be removed or exchanged without a visible and irreversible change in the identification card 100 occurring.
2a and 2b show a device for drawing on a hologram which has any number in holographically coded form. A lens matrix 200 comprises a number of equal convex lenses 202 which are inserted in a carrier made of opaque material and are arranged in a given pattern of spaced apart points. To illustrate, five lenses and consequently five spaced points are vorgese hen in Fig. 2a and 2b, which are net angeord at the same distance from each other on the circumference of a circle with a given radius.
In practice, of the points each provided with a lens 202 and arranged at a distance from one another, significantly more than five, for example ten, fifteen, twenty or even more, can be provided. In addition, the given pattern of the spaced-apart points on which the lenses 202 lie need not lie on the circumference of a circle with a given radius as shown in FIGS. 2a and 2b.
Associated with each of the lenses 202 is a single, movable, opaque shutter 204. Each of these shutters can be adjusted so that it covers the associated lens, as shown in FIG. 2b for the left and right upper lenses 202, or it can be adjusted so that the respectively associated lenses what is shown in Fig. 2b for the uppermost and the left and right lower lens 202. With five lenses there are 25 or 32 possible combinations of covered and uncovered lenses.
(If instead of fifteen lenses there are more than a thousand possible combinations of covered and uncovered lenses, while with twenty lenses there are more than a million combinations of covered and uncovered lenses). Thus, in accordance with some particular code, any possible combination can be used to represent a particular number, while on the other hand it is possible that more than one of the possible combinations can be used to represent the same number and / or that other possible Combinations do not represent a number. It is important that the code used or the selected combination is known both during encoding and decoding.
In addition, the lens matrix 200 has a central opening 206. As can be seen from Fig. 2a, an optical attenuator 208 is arranged in front of the central opening 206, which consists of a material that partially absorbs incident light energy and partially allows se.
As shown in FIG. 2a, the output radiation of a laser 212 is converted into a convergent beam 210 of monochromatic, spatially coherent light energy of relatively large diameter by means of a diverging lens 214 and a focusing lens 216. The central region of the bundle 210 passes through the attenuator 208 and is attenuated by the latter in order to form a reference ray bundle 218 which, according to FIG. 2a, falls on a medium 220 for recording light waves. The peripheral part of the beam 210 falls on the lens matrix 200, which contains those convex lenses 202 which are not covered by their shutter 204 at this point in time.
This results in individually diverging information beam bundles 222, which are generated by those convex lenses 202 which are not covered by their shutter 204 at this point in time.
A part of each of said information bundles 222 is incident on the medium 220 for recording light waves. The exposure of the medium 220 to the reference beam 218 and the parts of the information beam 222 which fall on the medium 220, leads to the fact that the latter records a hologram interference image which contains in holographic form data about which of the lenses 202 when the Holograms were not covered by the closure 204. In addition, because the given pattern of the lenses on the lens matrix is known in advance, it contains data on which of the lenses were covered by the shutter 204 when the hologram was recorded.
The hologram therefore contains data on the number that is given by the respective combination of covered and uncovered lenses at the time the hologram is recorded.
Thus the number recorded by the recorded hologram is actually coded twice. First, it is encoded in that a given combination of covered and uncovered lenses of the given pattern corresponds to a predetermined chosen number. For example, in the case of Fig. 2b, in which the top, bottom left and bottom right lenses are not covered by shutters 204 while the top left and top right lenses are covered by shutters 204, the number 262 could be Darge .
In another arrangement, not shown, of covered and uncovered lenses 202, in which, for example, the uppermost, upper right and lower right lenses 202 are not covered by shutters 204 and the upper left and lower left lenses are covered by shutters 204 the number 413 will be shown.
The second degree of coding is produced by storing data of the given pattern as a holographic light interference pattern, which has a high degree of resolution, so that confusion is practically impossible.
Fig. 3 shows an embodiment of a decoding device for a holographic identity card according to FIG. 1, which has as an integral component a hologram which was recorded according to the above description of FIGS. 2a and 2b.
The decoding device according to FIG. 3 has an optical part, which is shown in detail in FIG. 4, which is to be described further below, and consists of a light source 300 and a photocell matrix 302, which is connected to the light source 300 by means of a holder 304 is held in place.
As shown, the holder 304 also has means for holding the holographic identification card 306, which is read at a fixed distance from the light source 300 and from the photocell matrix 302, the hologram of the identification card 306 being read from a reading beam of the type emanating from the light source 300 It is illuminated that a real image of the pattern information stored in the hologram is reproduced and recorded by the photocells or light-sensitive elements of the photocell array 302 in a manner described below in connection with FIGS. 4a and 4b.
The decoding device according to FIG. 3 also has an electrical part which consists of the output section of the photocell matrix 302, a logic circuit 308, a digital counter or setting mechanism 310, a limit value indicator 312, an indicator 314 and a data processing machine 316.
Before the description of the decoding device is continued with reference to FIG. 3, the structure of its optical part shown in FIGS. 4a and 4b will be described. Although the light source 300 according to FIG. 3 could be a monochromatic coherent light source of a laser, in order to keep the decoding device as cheap as possible, it can preferably supply polychromatic non-coherent light, which can be supplied for example by a conventional flash bulb 400 which has a focusing lens as an integral component.
The light source 300 is also preferably assigned a diaphragm 402 which limits the beam and from which a diverging, polychromatic, non-coherent light beam 404 exits. The bundle of light rays 404 which is used as a reading ray bundle falls on the hologram 406 of the holographic identification card, which is read with it.
The degree of divergence of the reading beam 404 is related to the degree of convergence of the above-described reference beam 206, which was used to record the hologram, in such a way that a real image of a pattern is produced which is covered by those covered by the hologram 406 at the time of recording Lenses 202 according to FIG. 2 is dependent.
Because of the polychromatic nature of the reading beam, each of these uncovered lenses in the scanned image corresponds to a light spot of finite size, for example 2 mm in diameter, which has an effective center or focal point at a certain point in the image plane, which is determined by the position of the lens on the it is aligned with respect to the given pattern of the lens matrix 200 according to FIG. 2b. As can be seen from FIGS. 4a and 4b, the photocell matrix 302 has several, for example five photocells 408, which are arranged in the same given pattern as the lenses 202 of the lens matrix 200 according to FIG. 2b.
The recording surfaces of each of the photocells 408 are larger than the light spot assigned to them, lie in the plane of the scanned real image of the hologram 406 and are arranged in such a way that they pass through a certain point of the pattern consisting of spaced-apart dot-shaped surface sections the arrangement of the lenses 202 in 'the lens matrix 200 is determined. The given pattern is initially chosen in such a way that the distance between the points is definitely greater than the scanning area of a photocell, so that neighboring light spots or the scanning areas of neighboring photocells do not overlap.
If a certain lens, for example the uppermost of the lenses 202 of the lens matrix 200, was not covered at the time the hologram 406 was recorded, the uppermost photocell 408 according to FIG. 4b, which corresponds to the uppermost lens 202 according to FIG. 2b, has a light spot illuminated, which is formed by the reconstruction of the hologram 406. In contrast, if this uppermost lens 202 of the lens matrix 200 was covered by its shutter 204 during the recording of the hologram 406, the uppermost photocell 408 of the photocell matrix 302 is not illuminated.
In this way, the pattern of illuminated and non-illuminated photocells 408 of the photocell matrix 302 is used to partially decode the doubly coded assigned number, the holographic identification card being read by creating an extract from the holographic code part.
The respective combination of illuminated photo cells 408 supplies a first electrical signal which corresponds to the combination of uncovered lenses of the lens matrix 204 at the time of the recording of the hologram 406. All other photocells 408 that are not illuminated supply a second electrical signal that corresponds to the combination of lenses 202 which were covered by their shutters 204 at the time the hologram 406 was recorded. The first electrical signal can represent a binary one and the second electrical signal can represent a binary zero. The output signal of the photocell array 302 is thus a specific binary code of the respective number which is assigned to the read holographic identification card.
The electrical part of the decoding device according to FIG. 3 is described further below. The electrical output of the photocell matrix 302 is connected to the input of the logic circuit 308. The logic circuit 308, which can consist of several suitably coupled AND circuits, is a code converter which responds to the binary information signals that appear on the output conductors of the photocell matrix 302 and converts them so that signals result as output that represent in digital form the selected number that is assigned to the ID card that has been read.
The output of the logic circuit is connected to the first input of a limit indicator 312. A digital counter or a setting mechanism 310 is used to feed a second input of the limit value detector 312 digital signals corresponding to a second number that is either stored in the digital counter or entered by the holder of the identity card using the setting mechanism 310.
If the first number supplied by the logic circuit 308 is identical to the number supplied by the digital counter or setting mechanism 310, the limit value indicator 312 emits a first signal to an indicator 314 in order to display this state. Otherwise, no appropriate signal is applied to indicator 314. As an alternative, a second signal can be applied to the indicator 314, which indicates that the two numerical signals fed to the limit value indicator 312 are not identical. The indicator 314 may include indicator lights, buzzers, alarms, gauges, or any other known type of indicator.
Although not absolutely necessary, it may be desirable to supply a data processing machine 316 with data on the number of ID cards to be read by the logic circuit 308 and to feed it with an authorization signal from the output of the limit indicator 312, which indicates that the person presenting the Identification card that is read and that is the authorized owner. The digital counter or the setting mechanism 310 can not only deliver a second input signal for the limit value detector 312, as described above, but also serve to deliver additional data to the data processing machine 316 by means of a special transmission.
It was initially stated that the holographic identification card 306 can be used either as an identification card for access to secure facilities or as a credit card. However, other uses for a holographic ID card are obvious. For example, it can be used as a key for an electronic lock. In this case, the data processing machine 316 can be replaced by an electronically controlled bolt actuation device, which responds to an output of the limit monitor 312, which indicates that the number associated with the card to be read, which is entered with the output signal of the logic circuit 308, is identical to a number stored in digital counter 310.
A simple decoder with all elements of Fig. 3 with the exception of the data processing machine 316 can be made very cheaply, since the light source 300 can be a simple battery-powered flash bulb, each photocell of the photocell matrix 302 made of relatively large-area cadmiumsulfidphotoresistors with an active one Diameter of about six millimeters (which allows reliable detection of the light spot of <U> 2 mm </U> diameter assigned to each photoresistor) and a logic circuit 308 and the limit value detector 312 can consist of small, inexpensive integrated circuits.