CH713963B1 - Metodo di codifica e decodifica di dati mediante variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica, dispositivo di codifica e sistema di decodifica. - Google Patents

Abstract

Elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente ad una radiazione ottica luminosa, infrarossa o ultravioletta ivi incidente su di una prima superficie (101) di incidenza, in cui entro il volume definito dal detto elemento di codifica (100) sono presenti una pluralità di aree (104) preventivamente selezionate e disposte secondo un pattern predefinito in cui viene variata una caratteristica di polarizzazione della detta radiazione ottica (200) ivi incidente, in cui la variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione incidente viene variata in accordo ad uno schema di alterazione localizzata biunivocamente associato ad una chiave di crittazione predefinita, ed in cui la detta pluralità di aree è disposta tra la detta prima superficie (101) di incidenza, sulla quale in uso incide detta radiazione luminosa, infrarossa o ultravioletta, ed una seconda superficie di uscita (102) della detta radiazione ottica luminosa, infrarossa o ultravioletta

Description

CAMPO DEL TROVATO

[0001] La presente invenzione si riferisce ai sistemi di codifica e decodifica di dati. La presente invenzione più in particolare riguarda un metodo di codifica e decodifica di dati mediante variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica, e riguarda inoltre un dispositivo di codifica ed un sistema di decodifica di dati mediante variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica.

STATO DELL'ARTE

[0002] Da tempo, con l'aumento della quantità di dati che vengono scambiati elettronicamente tra due o più utenti ci si è raffrontati al problema della sicurezza della trasmissione dei medesimi, indipendentemente dal metodo di trasmissione. Da diversi decenni sono noti metodi di codifica e decodifica di dati volti a cifrare un dato di origine che rappresenta il testo in chiaro facendolo divenire un messaggio crittato, al fine di renderne impossibile la corretta decifrazione se non attraverso una chiave, che a livello teorico dovrebbe essere in possesso solamente al corretto utente finale, autorizzato alla decifrazione.

[0003] A dipendenza dei vari mezzi con cui il messaggio crittato viene cifrato, si possono avere degli inconvenienti. In particolare, la richiedente ha osservato che la cifratura mediante trasmissione su canale wireless è da sempre soggetta alla ricezione fraudolenta da parte di utenti non autorizzati. La ricezione per intero di un messaggio crittato può essere soggetta ad attacchi di forza bruta volti a decifrarne il contenuto - il testo in chiaro per l'appunto - senza alcuna conoscenza della chiave o senza guide per questa.

[0004] Esistono oggigiorno dispositivi di memoria atti a permettere la memorizzazione di dati cifrati. Tali dispositivi di memoria hanno il limite dato dalle loro dimensioni fisiche e sono soggetti ad eventuali malfunzionamenti qualora sottoposti ad ambienti sfavorevoli quali ad esempio e non limitatamente elevate temperature ambientali, umidità o peggio immersione, radiazioni ionizzanti o interferenze o impulsi elettromagnetici. Se le condizioni ambientali sono sfavorevoli, il messaggio cifrato viene corrotto, e anche pur possedendo la corretta chiave di decodifica, l'utilizzatore autorizzato potrebbe non esser più in grado di reperire il corretto testo in chiaro. Peraltro, con alcuni tipi di algoritmo di cifratura, il corretto testo potrebbe essere integralmente compromesso benché ad esempio solo parte della detta memoria sia corrotta.

[0005] Lo scopo della presente invenzione è quello di descrivere un metodo di cifratura di dati il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

[0006] Lo scopo della presente invenzione è quello di descrivere un metodo di decifratura di dati il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

[0007] Lo scopo della presente invenzione è altresì quello di descrivere un elemento di codifica di dati il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

[0008] Lo scopo della presente invenzione, è inoltre quello di descrivere un sistema di trasmissione di dati il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

[0009] Lo scopo della presente invenzione è inoltre quello di descrivere un ricevitore il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

[0010] Secondo la presente invenzione è descritto un metodo di cifratura secondo la rivendicazione 1.

[0011] Secondo la presente invenzione è descritto un metodo di decifratura secondo la rivendicazione 13.

[0012] Secondo la presente invenzione è descritto un elemento di codifica secondo la rivendicazione 18.

[0013] Secondo la presente invenzione è descritto un sistema di trasmissione di messaggi cifrati secondo la rivendicazione 27.

[0014] Secondo la presente invenzione è descritto un ricevitore secondo la rivendicazione 30.

[0015] Viene descritto un metodo di cifratura di dati, il detto metodo comprendendo: un passo di generazione di uno schema di alterazione localizzata di una o più aree selezionate di un elemento di codifica; un passo di lavorazione di un elemento almeno selettivamente trasparente alla radiazione ottica, in cui in detto passo di lavorazione dette aree selezionate del detto elemento cristallino o del detto elemento almeno selettivamente trasparente sono selettivamente alterate in accordo al detto schema di alterazione localizzata, ed in cui con detta selettiva alterazione di dette aree selezionate venga variata almeno una caratteristica propria di una radiazione ottica incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente, detto passo di lavorazione conducendo ad una permanente modifica della caratteristica del detto elemento almeno selettivamente trasparente tale da realizzare una memorizzazione di un messaggio cifrato o di una chiave di crittazione per un messaggio in chiaro; un passo di irradiazione del detto elemento di codifica con una radiazione ottica incidente sul detto elemento di codifica in corrispondenza di una prima superficie di ingresso, così che questa radiazione passi entro elemento di codifica per almeno una delle dette aree fino ad una seconda superficie di uscita.

[0016] Secondo una caratteristica, la detta caratteristica propria della detta radiazione incidente che viene variata è una caratteristica di polarizzazione.

[0017] Più in particolare, la caratteristica propria della radiazione incidente variata è un angolo di polarizzazione.

[0018] Secondo una caratteristica, la detta alterazione localizzata è un riscaldamento al quale fa seguito un raffreddamento naturale o indotto.

[0019] Secondo una caratteristica, la detta caratteristica propria della detta radiazione incidente che viene variata è una caratteristica di spettro. Preferibilmente ma non limitatamente, tale spettro è uno spettro di assorbimento o uno spettro di emissione. In tale caso, l'alterazione localizzata è data da una introduzione di un secondo materiale distinto rispetto al materiale con il quale è realizzato il detto elemento. Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende: un passo di generazione della chiave di crittazione per il messaggio in chiaro, un passo di assegnazione di una associazione biunivoca di detta chiave di crittazione ad uno schema di alterazione localizzata delle una o più aree selezionate di un elemento di codifica.

[0020] Secondo una caratteristica, la detta selettiva alterazione di dette aree selezionate comprende un passo di riscaldamento di almeno una area interamente localizzata all'interno del volume definito dal detto elemento almeno selettivamente trasparente alla radiazione luminosa, infrarossa o ultravioletta. In particolare, tale riscaldamento determina una modifica delle caratteristiche proprie del materiale che causa una variazione delle caratteristiche di polarizzazione della radiazione ottica che transita per detta almeno una area.

[0021] Vantaggiosamente, così facendo l'area che viene localmente riscaldata per variarne le caratteristiche di polarizzazione della radiazione ottica incidente, e segnatamente il suo angolo di polarizzazione, è protetta da un determinato spessore dell'elemento stesso su tutte e tre le dimensioni da questo assunte, ed è dunque meno soggetta al rischio di alterazione a causa di azioni meccaniche o chimiche tipiche dell'ambiente esterno, anche in atmosfera aggressiva.

[0022] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di cifratura del detto messaggio in chiaro mediante un algoritmo di cifratura predefinito, utilizzando la predetta chiave di cifratura.

[0023] Preferibilmente, tale passo di cifratura è eseguito mediante una elaborazione di dati elettronici eseguita da una unità di elaborazione dati.

[0024] In particolare la detta cifratura a mezzo della unità di elaborazione dati comprende un passo di almeno temporanea memorizzazione su di un supporto di memoria non transitorio del messaggio cifrato utilizzando la detta chiave di cifratura. Il messaggio cifrato M segue dunque la legge M=fk(c) dove k è la chiave di cifratura, c è il messaggio in chiaro e f è la funzione di crittografia.

[0025] Secondo una caratteristica, il detto passo di lavorazione comprende un passo di riscaldamento localizzato di dette aree per mezzo di un laser.

[0026] Più in particolare il detto passo di riscaldamento localizzato per mezzo di un laser è un passo di Sub-Surface Laser Engraving (SSLE).

[0027] Secondo una caratteristica, il detto schema è uno schema di riscaldamento localizzato definisce un pattern di una pluralità di punti di variazione della detta caratteristica propria di una radiazione ottica incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente almeno su di una prima direzione definente un primo cammino ottico preferenziale per la detta radiazione incidente.

[0028] Secondo una caratteristica il detto schema di riscaldamento localizzato definisce un pattern di una pluralità di punti di variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente su di una prima e su di una seconda direzione.

[0029] Vantaggiosamente, questo consente di ottenere pattern che - se osservati parallelamente rispetto alla direzione di incidenza, assumono una forma matriciale e vantaggiosamente consentono di definire chiavi o messaggi più densi e complessi.

[0030] Secondo una caratteristica, il detto schema di riscaldamento localizzato è definito su una base di quantità di energia iniettata in dette aree selezionate. In altri termini, la misura della rotazione dell'angolo di polarizzazione indotta dall'alterazione nel materiale causata dal detto riscaldamento localizzato può essere funzione almeno della quantità di energia iniettata in dette aree selezionate.

[0031] In particolare la detta energia iniettata in dette aree selezionate è data da una combinazione di potenza istantanea di iniezione di energia e da un tempo di iniezione.

[0032] Secondo una caratteristica il detto schema di riscaldamento localizzato è definito inoltre come uno schema di volume di iniezione della detta quantità di energia.

[0033] Vantaggiosamente, la Richiedente ha osservato che dosando opportunamente la quantità di energia introdotta per unità di volume, è possibile realizzare alterazioni del materiale anche invisibili ad occhio nudo, e questo a sua volta consente di realizzare dei prodotti apparentemente senza funzione tecnica ma diversamente dotati di funzione di crittografia e decrittazione.

[0034] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di disporre il detto elemento lungo una direzione tale per cui la variazione delle caratteristiche di polarizzazione della luce sia reversibile allorquando il detto elemento viene disposto lungo una direzione opposta rispetto alla precedente, e il detto passo di lavorazione è eseguito in modo tale che il detto pattern di detta pluralità di punti di variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente sia orientato spazialmente in accordo a detta disposizione.

[0035] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di lavorazione del predetto elemento di codifica tale per cui entro il volume da questo definito, ed in particolare lungo almeno un cammino ottico preferenziale, sia presente un secondo materiale di tipo distinto rispetto al materiale con il quale è realizzata la restante parte del detto elemento di codifica, detto materiale di tipo distinto o secondo materiale presentando una propria curva o spettro di trasmissione di radiazione.

[0036] Vantaggiosamente, qualora inoltre sia rispettata anche una simmetria trasversale, questo consente di realizzare il detto dispositivo che permette la cifratura anche come chiave di decifrazione.

[0037] Secondo una caratteristica, la variazione del detto angolo di polarizzazione è indipendente dalla frequenza della detta radiazione incidente.

[0038] Viene descritto un metodo di decifrazione di dati, il detto metodo comprendendo: un passo di disposizione di un elemento di codifica avente una pluralità di aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata, in cui la detta caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata è preventivamente definita sulla base di uno schema di alterazione localizzata del detto elemento con una associazione biunivoca con una chiave di crittazione di un messaggio in chiaro su di una funzione di cifratura nota, in corrispondenza di una sorgente di radiazione, in una posizione tale per cui la detta radiazione, incidendo sulla superficie del detto elemento di codifica, transiti per detta pluralità di aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata, producendo in uscita dal detto elemento di codifica un messaggio cifrato in radiazione elettromagnetica; un passo di disposizione di almeno un fotoricevitore in una direzione di propagazione della detta radiazione attraverso il detto elemento di codifica in cui il detto fotoricevitore sia configurato in modo tale da percepire direttamente o indirettamente almeno una variazione di almeno una delle caratteristiche della detta radiazione in corrispondenza delle dette aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata; un passo di estrazione di informazione dalla radiazione in uscita dal detto elemento di codifica sulla base di una ricostruzione della detta alterazione.

[0039] Secondo una caratteristica, il detto passo di estrazione comprende: un passo di estrazione mediante il detto almeno un fotoricevitore di un angolo di polarizzazione della detta radiazione in uscita dal detto elemento di codifica, in cui detto angolo di polarizzazione è associato a detto messaggio in chiaro allorquando cifrato, detto passo di estrazione corrispondendo ad un passo di decrittazione del detto messaggio cifrato associato alla detta radiazione in uscita dal detto elemento di codifica.

[0040] Secondo una caratteristica, il detto fotoricevitore può essere sensibile a una o più delle radiazioni ottiche, in particolare infrarossa, ultravioletta o visibile.

[0041] Secondo una caratteristica, detto metodo comprende inoltre un passo di comparazione del detto angolo di polarizzazione della detta radiazione in uscita dal detto elemento di codifica con una chiave di crittazione biunivocamente elettronicamente associata ad una rotazione del detto angolo di polarizzazione causata dal passaggio della detta radiazione per almeno il detto elemento di codifica, in cui dal detto passo di comparazione venga elettronicamente estratto il messaggio in chiaro.

[0042] In particolare il metodo di decodifica precedentemente descritto consente di realizzare una funzione di lettura „ottica“ di un messaggio cifrato, sia nel caso in cui attraverso lo schema di alterazione localizzata il messaggio cifrato vero e proprio venga permanentemente riportato sull'elemento, sia nel caso solamente la chiave di cifratura sia riportata sull'elemento.

[0043] In particolare, secondo una caratteristica, attraverso il detto schema di riscaldamento localizzato, su dette aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata è riportata una variazione della caratteristica di polarizzazione di detta radiazione incidente corrispondente al messaggio cifrato.

[0044] Questo vantaggiosamente consente la decodifica del detto messaggio cifrato sulla base di una illuminazione non tempo variante, generata ad esempio da una banale sorgente di radiazione, ad esempio e non limitatamente luminosa - o da una pluralità di sorgenti luminose - preferibilmente ma non limitatamente alimentate in corrente continua. Tale sorgente di radiazione può equivalentemente essere ad infrarosso o ad ultravioletto.

[0045] Secondo una caratteristica, attraverso il detto schema di riscaldamento localizzato, su dette aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata è riportata una variazione della caratteristica di polarizzazione di detta radiazione incidente corrispondente alla detta chiave di cifratura. Questo vantaggiosamente consente di procedere alla ricezione del messaggio cifrato ed alla sua successiva decrittazione mediante l'apposizione di una sorgente di radiazione opportunamente modulata nel tempo in accordo al detto messaggio in chiaro. La richiedente ha riscontrato che in tale caso, benché al costo di una maggiore complessità sul sistema di radiazione incidente, l'elemento di codifica non porta alcuna informazione sensibile divenendo pertanto solamente un mezzo di crittografia, potendo pertanto essere utilizzato per una qualunque tipologia di sorgenti.

[0046] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di frapposizione tra detto almeno un fotoricevitore e detto elemento di codifica, di almeno un filtro polarizzatore.

[0047] Il detto filtro polarizzatore vantaggiosamente consente di incrementare la sicurezza del messaggio trasmesso tra il detto elemento di codifica ed il detto fotoricevitore, perché aggiunge una seconda chiave, peraltro dipendente ad esempio dalla sua rotazione rispetto ad un angolo di polarizzazione di riferimento.

[0048] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di analisi spettroscopica della detta radiazione incidente il detto almeno un fotoricevitore; detto passo di decrittazione del detto messaggio cifrato trasmesso con la detta radiazione luminosa per ottenere il detto messaggio in chiaro comprendendo un passo di applicazione di una comparazione di almeno uno di un set di pattern spettroscopici predefiniti sul pattern spettroscopico ricevuto dal detto almeno un fotoricevitore.

[0049] Secondo una caratteristica, nel detto metodo il detto elemento di codifica è illuminato con una sorgente di radiazione emittente su di uno spettro di lunghezze d'onda con un profilo predefinito.

[0050] Preferibilmente quantunque non limitatamente, tale profilo presenta una ampiezza costante.

[0051] Vantaggiosamente questo consente di realizzare anche sorgenti di radiazione che in sé posseggano a loro volta una chiave di cifratura data in particolare dal profilo che lo spettro di lunghezze d'onda trasmesse possiede rispetto ad un profilo di riferimento. In tale caso il sistema di comunicazione così come concepito attraverso il metodo di crittazione e decrittazione possiede una doppia sicurezza.

[0052] Secondo una caratteristica, il detto schema di alterazione localizzata definisce un pattern di una pluralità di punti di variazione della detta caratteristica propria di una radiazione ottica incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente almeno su di una prima direzione.

[0053] Secondo una caratteristica, il detto schema di alterazione localizzata definisce un pattern di una pluralità di punti di variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione incidente e transitante attraverso il detto elemento almeno selettivamente trasparente su di una prima e su di una seconda direzione.

[0054] Vantaggiosamente, questo consente di ottenere pattern che - se osservati parallelamente rispetto alla direzione di incidenza, assumono una forma matriciale e vantaggiosamente consentono di definire chiavi o messaggi più densi e complessi.

[0055] In dettaglio, il numero di sottocammini ottici preferenziali del detto cammino ottico preferenziale segue il numero di aree.

[0056] Vantaggiosamente la richiedente ha osservato che è possibile utilizzare la curva di trasmissione - o anche di assorbimento o emissione - della radiazione, che attenua selettivamente la radiazione in funzione della frequenza, quale ulteriore chiave di crittazione per il messaggio in chiaro o come chiave sostitutiva alternativa alla variazione delle caratteristiche di polarizzazione della radiazione ottica incidente.

[0057] In dettaglio, il passo di lavorazione porta al fatto che, in uso, la radiazione in uscita dalla seconda superficie presenta simultaneamente o in alternativa: una alterazione dell'angolo di polarizzazione; e una alterazione del suo spettro in frequenza, in accordo alla curva o spettro di trasmissione della radiazione del detto materiale di tipo distinto rispetto al primo materiale della restante parte del detto elemento di codifica.

[0058] Il detto materiale di tipo distinto o eterogeneo o secondo materiale può essere: spazialmente posizionato in corrispondenza delle aree, ossia le aree sono realizzate entro il volume dell'elemento di codifica mediante una alterazione per riscaldamento e successivo raffreddamento del materiale eterogeneo o secondo materiale; o spazialmente separato rispetto alle aree o essere iniettato direttamente entro le dette aree.

[0059] Secondo una caratteristica, il detto materiale è realizzato sotto forma di strato frapposto fra due strati del materiale del detto elemento di codifica.

[0060] Secondo una caratteristica, il detto materiale di tipo distinto o eterogeneo o secondo materiale è un materiale fluorescente. Tale materiale presenta un proprio spettro di emissione.

[0061] Secondo una caratteristica, il detto materiale di tipo distinto o eterogeneo o secondo materiale è un materiale caratterizzato da un proprio spettro di assorbimento.

[0062] Viene descritto un elemento di codifica almeno selettivamente trasparente ad una radiazione ottica ivi incidente su di una prima superficie di incidenza, in cui entro il volume definito dal detto elemento di codifica sono presenti una pluralità di aree preventivamente selezionate e disposte secondo un pattern predefinito in cui, in uso, viene variata almeno una caratteristica propria di una radiazione ottica ivi incidente, in cui la variazione della detta almeno una caratteristica propria della detta radiazione ottica ivi incidente. La Richiedente sottolinea che per „preventivamente selezionate“ è da intendere che l'utilizzatore sarà in grado liberamente di scegliere la posizione di dette aree, ma che allorquando stabilite, in special modo a seguito della lavorazione dell'elemento di codifica, la modifica della posizione dell'area non è più possibile.

[0063] Secondo una caratteristica, la detta caratteristica propria della detta radiazione è una caratteristica di polarizzazione, e tale caratteristica viene in uso variata in accordo ad uno schema di riscaldamento localizzato biunivocamente associato ad una chiave di crittazione predefinita, ed in cui la detta pluralità di aree è disposta tra la detta prima superficie di incidenza, sulla quale in uso incide detta radiazione ottica, ed una superficie di uscita della detta radiazione ottica.

[0064] Secondo una caratteristica, le dette aree preventivamente selezionate sono aree assoggettate ad una variazione della struttura molecolare, polimerica o cristallina per riscaldamento localizzato indotto da una sorgente di energia esterna, tale da determinare una variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica di detta radiazione ottica allorquando essa vi transita attraverso.

[0065] Secondo una caratteristica, le dette aree preventivamente selezionate sono aree ad alterazione strutturale visibile.

[0066] In particolare per „alterazione strutturale visibile“ si intende una modifica della struttura molecolare, polimerica o cristallina indotta dal detto riscaldamento localizzato, tale da essere visibile ad occhio nudo osservando il detto cristallo.

[0067] Secondo una caratteristica, tra detta prima superficie di incidenza, sulla quale in uso incide detta radiazione luminosa, infrarossa o ultravioletta, e detta superficie di uscita della detta radiazione ottica, è individuato almeno un cammino ottico preferenziale per detta radiazione ottica.

[0068] Vantaggiosamente, tale cammino ottico preferenziale consente di individuare una direzione principale lungo la quale si propaga la detta radiazione, così che l'assorbimento di potenza che il detto elemento causa sulla radiazione incidente, sia limitato specialmente lungo tale direzione principale. Questo vantaggiosamente facilita la „lettura“ dell'elemento da parte del fotoricevitore.

[0069] Secondo una caratteristica, il detto elemento di codifica comprende un primo materiale e un secondo materiale, in cui il detto secondo materiale presenta un proprio spettro in frequenza specifica per questo materiale ed in cui il detto secondo materiale è posizionato nel volume individuato da detto elemento di codifica, in corrispondenza del detto cammino ottico preferenziale per detta radiazione ottica.

[0070] Secondo una caratteristica, il detto spettro è uno spettro di emissione. Vantaggiosamente questo si applica per materiali dotati di caratteristiche di fluorescenza o fosforescenza.

[0071] Secondo una caratteristica, il detto spettro è uno spettro di assorbimento. Vantaggiosamente questo si applica per materiali non dotati di caratteristiche di fluorescenza.

[0072] Secondo una caratteristica, nel detto elemento di codifica detto secondo materiale: è spazialmente posizionato in corrispondenza delle aree, ossia le aree sono realizzate entro il volume dell'elemento di codifica mediante una alterazione per riscaldamento e successivo raffreddamento del materiale eterogeneo o secondo materiale; o è spazialmente separato rispetto alle aree; o posizionato in dette aree.

[0073] Secondo una caratteristica, allorquando il detto secondo materiale è presente, il detto elemento di codifica rappresenta un dispositivo di codifica di messaggi in chiaro trasmessi per radiazione ottica, per simultanea alterazione di un suo angolo di polarizzazione e di una sua curva di attenuazione spettrale.

[0074] Secondo una caratteristica, tra detta prima superficie di incidenza, sulla quale in uso incide detta radiazione ottica, e detta superficie di uscita della detta radiazione ottica, è individuata una pluralità di cammini ottici preferenziale per detta radiazione ottica, in cui la detta pluralità di cammini ottici preferenziali è pari alla numerosità delle dette aree.

[0075] Secondo una caratteristica, ognuno dei detti cammini ottici preferenziali produce in corrispondenza della superficie di uscita una propria sottoporzione della detta radiazione in uscita, in cui detta sottoporzione presenta un proprio angolo di polarizzazione.

[0076] Secondo una caratteristica, la detta pluralità di aree è disposta su di una qualsiasi tra le dette conformazioni, una curva, una riga, più righe, più curve.

[0077] Più in particolare, secondo una caratteristica detta/e curva/e o riga/e appare/appaiono se osservate su di un piano ortogonale rispetto alla direzione assunta dal detto almeno un cammino ottico preferenziale in corrispondenza delle aree medesime.

[0078] Viene inoltre realizzato un sistema di trasmissione di messaggi cifrati, il detto sistema comprendendo: almeno un elemento di codifica, secondo quanto precedentemente descritto; e almeno una sorgente di radiazione ottica, in particolare nello spettro dell'infrarosso, del visibile o dell'ultravioletto, disposta in corrispondenza del detto elemento di codifica ed avente almeno una sorgente di radiazione orientata rispettivamente a detto elemento di codifica in modo tale da propagare una radiazione incidente su di almeno una superficie del detto elemento di codifica.

[0079] Secondo una caratteristica, in detto sistema, la detta sorgente di radiazione è una sorgente con profilo spettrale predefinito.

[0080] Questo vantaggiosamente concorre ad una maggiore purezza ed efficacia di trasmissione del messaggio crittato, che può dunque anche essere tempo variante.

[0081] Più in particolare, secondo una caratteristica, la detta sorgente di radiazione trasmette con una radiazione temporalmente sostanzialmente costante.

[0082] Questo è particolarmente vantaggioso qualora sul detto elemento di codifica sia memorizzato un messaggio già in forma cifrata, poiché ottimizza la qualità con la quale questo può essere ricevuto dal ricevitore e correttamente poi decrittato.

[0083] Alternativamente, secondo una caratteristica la detta sorgente di radiazione trasmette con una radiazione tempo-variante, in cui detta radiazione tempo-variante corrisponde ad un messaggio in chiaro successivamente cifrato dal detto elemento di codifica mediante una rotazione dell'angolo di polarizzazione della detta radiazione.

[0084] Questo è particolarmente vantaggioso qualora sul detto elemento di codifica sia memorizzata solamente una chiave di cifratura, poiché il messaggio in chiaro, o già pre-cifrato secondo una seconda chiave, è trasmesso direttamente dalla sorgente di radiazione.

[0085] Secondo una caratteristica, la detta sorgente di radiazione può essere un LED emittente nello spettro dell'infrarosso, dell'ultravioletto o del visibile.

[0086] Secondo una caratteristica, la detta sorgente di radiazione presenta un proprio angolo di polarizzazione preferenziale per detta radiazione.

[0087] Viene realizzato un metodo di decodifica di un messaggio cifrato mediante radiazione ottica, il detto metodo comprendendo un passo di disposizione di uno o più fotoricevitori in corrispondenza di un elemento di codifica come precedentemente descritto, un passo di irradiazione di una prima superficie del detto elemento di codifica così da causare la trasmissione di una radiazione di uscita dal detto elemento di codifica, ed un passo di estrazione mediante i detti fotoricevitori di un angolo di polarizzazione della detta radiazione di uscita; detto metodo comprendendo inoltre un passo di comparazione del detto angolo di polarizzazione della detta radiazione in uscita con una chiave di crittazione biunivocamente elettronicamente associata ad una rotazione del detto angolo di polarizzazione causata dal passaggio della detta radiazione per almeno il detto elemento di codifica, in cui dal detto passo di comparazione venga elettronicamente estratto il messaggio in chiaro.

[0088] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende un passo di disposizione di uno o più fotoricevitori secondo una configurazione spaziale predefinita.

[0089] Vantaggiosamente, questo è conveniente allorquando l'elemento di codifica presenti più aree contraddistinte dalla predetta alterazione per riscaldamento, poiché ogni i-esima componente della radiazione in uscita dalla seconda superficie può essere trattata da un singolo fotoricevitore.

[0090] In particolare, il numero di fotoricevitori è pari al numero di aree del detto elemento di codifica che sono state alterate come precedentemente descritto.

[0091] Secondo una caratteristica, il detto metodo comprende inoltre una attivazione mezzi di identificazione dell'ampiezza in funzione della frequenza di detta radiazione trasmessa in uscita dal detto elemento di codifica.

[0092] Viene realizzato un ricevitore atto a ricevere una radiazione ottica trasmessa o ricevuta da un elemento secondo una qualsiasi delle precedenti caratteristiche concernenti il predetto elemento.

[0093] La predetta variazione può essere tempo-variante o meno.

[0094] Ai fini di maggiore comprensione della presente invenzione, si applicano le seguenti definizioni: Per „trasparenza“ si intende una caratteristica tale per cui il materiale in esame possa fare passare lungo una direzione preferenziale una radiazione su di esso incidente, indipendentemente dalla attenuazione che tale radiazione subisce nel passaggio attraverso il detto materiale. Per „caratteristica di polarizzazione“ si intende una variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica includente una rotazione dell'angolo di polarizzazione che la radiazione in uscita dal detto materiale in esame possiede rispetto alla radiazione incidente, definito un angolo di polarizzazione di riferimento. Per „infrarossa“ o „infrarosso“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 0,7 µm e 15µm. Per „visibile“ o „spettro visibile“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 390 e 700nm. Per „ultravioletta“ o „ultravioletto“ si intende una radiazione elettromagnetica la quale presenta una lunghezza d'onda indicativamente compresa tra 400nm e 10nm.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0095] Alcune forme realizzative ed alcuni dettagli del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui: la figura 1 illustra una vista prospettica di un elemento di codifica secondo la presente invenzione; la figura 2, la figura 3 e la figura 4 illustrano viste frontali dell'elemento di codifica di figura 1, lungo il piano X-Y e lungo il piano X-Z; la figura 5 illustra uno schema semplificato di una alterazione di una pluralità di aree di detto elemento di codifica attraverso un laser che rappresenta una sorgente di energia esterna; la figura 6 illustra una vista prospettica dell'elemento di codifica di figura 1, in cui sono individuate tre zone preventivamente soggette ad alterazione le quali ognuna causa una propria variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica della radiazione incidente; le figure 7 e 8 illustrano due schemi di principio di un processo di memorizzazione entro il predetto elemento di codifica di un messaggio crittato e di una chiave di crittazione; e la figura 9 illustra uno schema semplificato di un sistema di cifratura e decifrazione di messaggi mediante il predetto elemento di codifica; e la figura 10 illustra una vista lungo il piano XZ di una forma di realizzazione alternativa dell'elemento di codifica oggetto della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

[0096] La presente invenzione innanzitutto concerne un elemento di codifica 100 almeno selettivamente trasparente ad una radiazione ottica, luminosa, infrarossa o ultravioletta.

[0097] L'elemento di codifica 100 comprende almeno una prima superficie 101 che rappresenta una prima superficie di incidenza per una radiazione 200 ed una seconda superficie 102 che rappresenta una seconda superficie di uscita per la detta radiazione 200, la quale percorre entro il volume definito dall'elemento di codifica 100 un cammino ottico preferenziale 103 definito tra la prima e la seconda superficie 102. Preferibilmente il cammino ottico preferenziale 103 è rettilineo, ma tale configurazione non deve essere intesa in modo limitativo. Infatti, per particolari configurazioni dell'elemento di codifica 100, la prima superficie di incidenza e la seconda superficie di uscita della detta radiazione 200 possono coincidere. Questo è particolarmente valido qualora si realizzino riflessioni totali interne all'elemento medesimo. Al pari, benché per semplicità nelle figure annesse sia rappresentato un elemento di codifica 100 a forma di parallelepipedo, tale configurazione geometrica non deve esser intesa in modo limitativo. Le restanti superfici al di fuori della prima e seconda superficie 101, 102 possono eventualmente essere rivestite o comunque trattate in modo tale da risultare opache alla trasmissione della detta radiazione 200. L'elemento di codifica 100 è un elemento passivo, ad indicare che al suo interno non v'è alcuna sorgente di energia autonoma, quali ad esempio una batteria, in grado di alterare la caratteristica propria della radiazione luminosa.

[0098] Entro il volume definito dall'elemento di codifica 100 vi è una pluralità di aree 104 preventivamente selezionate e disposte secondo un pattern predefinito in cui viene variata una caratteristica di polarizzazione della detta radiazione 200 incidente sulla prima superficie 101. In particolare, la variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione incidente viene variata in accordo ad uno schema di riscaldamento localizzato biunivocamente associato ad una chiave 500 di crittazione predefinita.

[0099] La pluralità di aree 104, che ad esempio e quantunque non limitatamente può seguire un pattern su di una riga come in figura 3 o ad esempio su più righe come in figura 4, si trova frapposta tra la prima superficie 101 e la seconda superficie 102 in modo tale che il cannino ottico preferenziale 103 passi per la detta pluralità di aree 104. Più in particolare ogni area 104 definisce una subporzione del detto cammino ottico preferenziale la quale presenta un proprio angolo di polarizzazione della radiazione che vi esce. Tale angolo di polarizzazione può essere uguale o diverso rispetto agli angoli di polarizzazione assunti dalle porzioni di radiazione delle aree contigue.

[0100] In uscita dalla seconda superficie 102 si crea una radiazione 201 di uscita che presenta una pluralità di componenti spazialmente distinte l'una dall'altra. Tale radiazione 201 di uscita presenta componenti numericamente pari al numero di aree 104. L'assieme delle componenti della radiazione 201 di uscita trasporta il messaggio crittato.

[0101] Come schematicamente illustrato in figura 4, le aree 104 sono assoggettate ad una variazione della struttura molecolare, polimerica o cristallina dovuta ad un riscaldamento localizzato indotto da una sorgente di energia esterna 300; in particolare, l'alterazione indotta su dette aree è tale da determinare una variazione delle caratteristiche proprie di una radiazione ottica, in particolare dell'angolo di polarizzazione, della radiazione ottica luminosa, infrarossa o ultravioletta allorquando essa vi transita attraverso. Tale alterazione è una alterazione delle caratteristiche di polarizzazione. Ancor più in particolare, la variazione dell'angolo di polarizzazione è una rotazione ϕitempo invariante dell'angolo di polarizzazione assunto dalla radiazione che incide sulla prima superficie 101 dell'elemento di codifica 100. L'indice i è dovuto al fatto che ogni area 104 può possedere una propria rotazione dell'angolo di polarizzazione della radiazione incidente. La predetta radiazione è trasmessa da una sorgente di radiazione 108 che preferibilmente presenta un angolo di polarizzazione della radiazione predefinito. Tale sorgente di radiazione 108 preferibilmente quantunque non limitatamente, può comprendere uno o più diodi LED che ancor più preferibilmente presentano una radiazione principalmente orientata lungo un angolo di polarizzazione di riferimento.

[0102] In particolare, la sorgente 108 di radiazione è una sorgente di radiazione la quale comprende una pluralità di emettitori disposti in accordo al pattern delle aree 104 selezionate allorquando l'elemento di codifica è associato alla predetta sorgente 108, la quale fa parte di un sistema di trasmissione di messaggi crittati mediante radiazione infrarossa, ultravioletta o visibile che comprende per l'appunto la predetta sorgente 108, un supporto per l'elemento di codifica 100 tale da rendere quest'ultimo almeno temporaneamente solidale con la sorgente 108 stessa, ed idonei mezzi di alimentazione elettrica per la sorgente 108, nei quali è possibile fare transitare un segnale elettrico corrispondente ad un messaggio in chiaro 400.

[0103] Preferibilmente la sorgente di energia esterna 300 è un laser, opportunamente configurato e controllato in modo tale da essere posizionato in una specifica posizione di partenza rispetto all'elemento di codifica 100, e successivamente puntato verso zone predeterminate del detto elemento di codifica in modo tale da causarne un localizzato e temporaneo incremento della temperatura, che benché poi decresca lascia spazio ad una alterazione permanente della struttura molecolare, polimerica o cristallina dell'elemento di codifica. Il processo di realizzazione delle aree 104 dunque prevede, per ciascuna area 104, un riscaldamento indotto dalla sorgente di energia esterna 300 seguito da un successivo passo di raffreddamento. Tale raffreddamento può avvenire in modo naturale o essere accelerato da mezzi raffreddatori di tipo noto. Vantaggiosamente l'uso di un laser quale sorgente di energia esterna 300 permette una notevole precisione di riscaldamento su aree molto piccole, sostanzialmente puntuali, con la conseguente precisione di definizione indiretta della variazione dell'angolo di polarizzazione della radiazione incidente. A seconda della tecnica di realizzazione delle predette aree 104, possono essere presenti più laser attivati simultaneamente in modo tale da avere rispettivi fasci collimati in punti interni al volume definito dal detto elemento di codifica 100; nei punti di collimazione si realizzano le aree 104. Ad esempio può essere impiegata la tecnica Sub-Surface Laser Engraving (SSLE)

[0104] In particolare, la variazione dell'angolo di polarizzazione della radiazione 200 incidente sulla prima superficie 101 è esprimibile in termini di rotazione angolare sinistrorsa o destrorsa della polarizzazione della radiazione 200, ad esempio e non limitatamente in associazione ad un angolo di polarizzazione di riferimento. Preferibilmente quantunque non limitatamente l'angolo di polarizzazione di riferimento è misurato sulla polarizzazione del campo elettrico dell'onda elettromagnetica della radiazione.

[0105] Tale elemento di codifica 100 è ad esempio realizzato in vetro, o alternativamente in un altro materiale plastico polimerico trasparente alla radiazione visibile, infrarossa o ultravioletta ed in grado di alterare l'angolo di polarizzazione di tale radiazione 200 a seguito del processo preventivamente descritto. Un esempio non limitativo di tale materiale è il polimetilmetacrilato.

[0106] L'alterazione causata dalla sorgente di energia esterna 300 è preferibilmente invisibile perché così l'aspetto estetico dell'elemento di codifica 100 è lasciato inalterato. Tuttavia, tale caratteristica non è da intendere in modo limitativo, giacché è possibile iniettare energia nell'elemento di codifica 100 attraverso la sorgente di energia esterna 300 con una alterazione strutturale visibile all'occhio umano, ad esempio con la formazione di microbolle. In questo caso è possibile fornire particolari forme estetiche racchiuse entro il volume del predetto elemento, che oltre alla funzione estetica, presentano anche funzione di variazione del predetto angolo di polarizzazione.

[0107] Il pattern con il quale viene formata la predetta alterazione è biunivocamente associato ad una chiave di crittazione 500 di un messaggio in chiaro, o alternativamente ad un messaggio cifrato 501 mediante la predetta chiave di crittazione 500. In altri termini la pluralità di aree selettivamente riscaldate così da modificarne la capacità di variazione dell'angolo di polarizzazione della radiazione ivi incidente, può memorizzare in modo permanente o un messaggio in chiaro o una chiave di crittazione. L'elemento di codifica 100 permette dunque di realizzare o una chiave di crittazione per messaggi o un supporto fisico per messaggi cifrati.

[0108] Ad esempio, all'interno del volume dell'elemento di codifica 100 vengono definite tre aree 104', 104'', 104''', ognuna associata ad una rotazione ϕ1, ϕ2, ϕ3dell'angolo di polarizzazione della radiazione 200 incidente. Ad esempio e non limitatamente, si può avere ϕ1, ϕ2, ϕ3tale per cui l'angolo di polarizzazione β1della radiazione 201 in uscita dalla seconda superficie 102 sia pari a 30°, l'angolo di polarizzazione β2della radiazione 201 in uscita dalla seconda superficie 102 sia pari a 60° e l'angolo di polarizzazione β3della radiazione 201 in uscita dalla seconda superficie 102 sia pari a 70°. Se l'insieme β1, β2, β3è identificativo di una chiave di crittazione, la radiazione trasmessa dall'elemento di codifica 100 in corrispondenza della sua seconda superficie 102 avrà tre componenti t1, t2, t3le quali „portano“ un messaggio cifrato 501. Se la sorgente 108 della radiazione 200 è tempo variante, l'elemento di codifica 100 permette di realizzare una chiave di crittazione per poter cifrare il messaggio in chiaro 400, a sua volta tempo variante. Generalizzando questo concetto, date N porzioni o aree 104, l'insieme βi, i=1...N, è identificativo di una chiave di crittazione, e la radiazione 201 di uscita dalla seconda superficie avrà i componenti ti, i=1,...,N ognuna delle quali presenta una parte del messaggio cifrato.

[0109] Vantaggiosamente la richiedente ha osservato che determinati materiali presentano una capacità di rotazione dell'angolo di rotazione della radiazione 200 ivi incidente che dipende anche dalla orientazione del materiale stesso rispetto alla predetta radiazione. Per tale ragione, ruotando l'elemento di codifica 100 in modo opportuno è possibile utilizzare il medesimo o una sua copia per causare una decrittazione del predetto messaggio cifrato.

[0110] Attraverso l'elemento 100 oggetto della presente invenzione è possibile realizzare un sistema di cifratura e decifrazione di messaggi, in cui i detti messaggi sono messaggi trasmessi per mezzo di una radiazione luminosa, nell'infrarosso o nell'ultravioletto, in cui dal lato del ricevitore è presente un fotoricevitore 601, alternativamente sostituito da una pluralità di fotoricevitori 601 combinati opportunamente, configurato per poter decodificare il detto messaggio cifrato che è indirettamente trasmesso mediante il detto elemento di codifica 100. In particolare il fotoricevitore 601, se singolo, deve essere in grado di ricevere contemporaneamente più componenti spazialmente distinte di una radiazione luminosa, infrarossa o ultravioletta, alterata in termini di angolo di polarizzazione; diversamente, conoscendo la configurazione spaziale o pattern delle aree selettivamente riscaldate dalla sorgente di energia esterna 300, è possibile disporre la pluralità di fotoricevitori 601 in accordo alla separazione spaziale delle aree nel detto pattern, così da poter ricevere ogni singola porzione alterata di radiazione 200 su un singolo fotoricevitore 601.

[0111] Il fotoricevitore 601 o i fotoricevitori 601 convertono la radiazione trasmessa attraverso l'elemento di codifica 100 in un segnale elettrico che vantaggiosamente comprende tante componenti quante sono le aree del predetto pattern. Il segnale elettrico in uscita dai fotoricevitori viene elaborato da un'unità di elaborazione dati 602 la quale carica da una memoria 603 la chiave di decrittazione per il messaggio crittato.

[0112] Il fotoricevitore 601 o i fotoricevitori 601 debbono essere in grado di distinguere l'angolo di polarizzazione della radiazione ricevuta e opzionalmente debbono essere in grado di distinguerne anche la ampiezza.

[0113] In una ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione, il sistema comprende inoltre un filtro polarizzatore 603 frapposto fra l'elemento di codifica 100 e il fotoricevitore 601 o i fotoricevitori 601. Poiché la presenza del filtro polarizzatore 603 è opzionale, esso è rappresentato in modo tratteggiato. A seconda della tipologia di filtro, si può verificare una prima situazione nella quale alcune porzioni di radiazione 201 di uscita dalla seconda superficie 102 dell'elemento di codifica 100 siano attenuate rispetto ad altre, o ancora che tali porzioni siano ulteriormente ruotate in termini di angolo di polarizzazione rispetto all'angolo assunto in uscita dalla seconda superficie 102. Tale configurazione è illustrata in figura 9 nella quale si evince come in questo caso il filtro polarizzatore 603 presenti una pluralità di porzioni numericamente pari al numero di aree 104, ognuna delle quali presenta un proprio angolo ϕ di rotazione relativa dell'angolo di polarizzazione della radiazione 201 di uscita dalla seconda superficie 102. Più in particolare, ogni i-esima porzione del predetto filtro polarizzatore 603 presenta un angolo ϕidi rotazione relativa dell'angolo di polarizzazione tale per cui l'angolo di polarizzazione ωidell'i-esima componente della radiazione in uscita dal filtro polarizzatore 603 soggiace alla legge ωi= ϕi+ βi.

[0114] La richiedente ha altresì osservato che è possibile associare una seconda o alternativa chiave di crittazione. Tale seconda o alternativa chiave di crittazione va ad aggiungersi o - a seconda della forma di realizzazione effettivamente realizzata a sostituirsi alla prima chiave costituita dalla variazione della caratteristica di polarizzazione precedentemente descritta ed apportata alle aree 104. Tale seconda chiave di crittazione è realizzabile mediante un passo di lavorazione dell'elemento di codifica 100 in cui, nel detto cammino ottico preferenziale 103 sia presente almeno uno strato di materiale eterogeneo o secondo materiale rispetto al materiale con il quale è realizzato l'elemento di codifica 100. La figura 10 illustra una rappresentazione schematica dell'elemento di codifica 100, nel quale è possibile osservare uno strato di materiale eterogeneo o secondo materiale 105 presente in corrispondenza del cammino ottico preferenziale. Tale strato di materiale eterogeneo o secondo materiale, alternativamente: È spazialmente posizionato in corrispondenza delle aree 104, ossia le aree 104 sono realizzate entro il volume dell'elemento di codifica 100 mediante una alterazione per riscaldamento e successivo raffreddamento del materiale eterogeneo o secondo materiale 105; o È spazialmente separato rispetto alle aree 104, o ancora qualora la chiave realizzata dal detto secondo materiale sia completamente alternativa alla prima chiave di crittazione realizzata dalla variazione della caratteristica di polarizzazione della radiazione ottica, è realizzata direttamente nelle aree 104.

[0115] Tale materiale di tipo eterogeneo o secondo materiale presenta un proprio spettro di trasmissione della radiazione luminosa, ultravioletta o infrarossa che vantaggiosamente non è costante in frequenza; l'ampiezza - attenuazione - della radiazione trasmessa attraverso tale materiale, espressa nel dominio delle frequenze rappresenta la funzione di trasferimento del materiale stesso, o curva spettrale.

[0116] In particolare la Richiedente ha riscontrato che il secondo materiale utilizzato può essere un materiale di tipo fosforescente o fluorescente, dunque con un proprio spettro di emissione che può essere eccitato dalla radiazione trasmessa dalla sorgente di radiazione ottica. Alternativamente, lo spettro del detto secondo materiale può essere uno spettro di assorbimento tradizionale.

[0117] La radiazione 201 in uscita dalla seconda superficie 102 presenta dunque una attenuazione selettiva in funzione della frequenza, espressa dalla curva di trasmissione della radiazione propria del predetto materiale eterogeneo o secondo materiale rispetto al materiale con il quale è realizzato l'elemento di codifica 100. La funzione di trasferimento realizzata dall'elemento di codifica 100 è dunque rappresentata da H(f); la maschera memorizzata nella memoria comprende alternativamente o H(f) o H<-1>(f). Laddove sia presente anche una alterazione dell'angolo di polarizzazione ωicome sopra espresso, alla variazione dello spettro della radiazione ottica trasmessa, l'elemento oggetto dell'invenzione combinerà inoltre anche una alterazione delle caratteristiche della polarizzazione della radiazione.

[0118] Laddove i fotoricevitori 601 posseggano capacità di distinguere le frequenze della radiazione incidente, e dunque possano fornire in uscita una segnale elettrico s(t) del tipo: dunque trasportante le informazioni relative ad un angolo ϑ - eventualmente variabile nel tempo - di angolo di polarizzazione della radiazione ricevuta e una caratteristica spettrale, è possibile configurare l'unità di elaborazione dati predetta in modo tale che reperisca dalla memoria anche una maschera H(f) o H<-1>(f) di attenuazione in funzione della frequenza univocamente associata allo specifico materiale di tipo eterogeneo o secondo materiale e più preferibilmente univocamente associata all'elemento di codifica 100 includente il predetto materiale eterogeneo o secondo materiale 105, e decodificare il predetto messaggio cifrato anche in funzione della selettiva attenuazione in frequenza propria del predetto materiale. Vantaggiosamente, senza conoscere quale materiale eterogeneo o secondo materiale l'elemento di codifica 100 abbia nel cammino ottico preferenziale 103, è impossibile risalire alla curva di attenuazione prodotta dal materiale stesso ed è dunque altrettanto impossibile decodificare l'informazione trasportata attraverso la selettiva attenuazione della radiazione in funzione della frequenza. Vantaggiosamente, al fine di ottimizzare tale funzione, la sorgente di radiazione 108 presenta uno spettro di emissione di tipo noto. Ancora più preferibilmente, tale spettro di emissione è di luce bianca.

[0119] In tale caso il processo di invio del messaggio cifrato comprende un passo di irradiazione della prima faccia 101 del predetto elemento di codifica 100 con una radiazione 200 incidente avente spettro in frequenza preferibilmente di tipo noto e, qualora alterato come precedentemente descritto, caratterizzata inoltre da un proprio angolo di polarizzazione, in cui durante il transito della radiazione 200 lungo il cammino ottico preferenziale 103, essa incontri il materiale eterogeneo o secondo materiale 105 e vari la propria curva spettrale in accordo alla funzione di filtro in frequenza realizzato dal materiale eterogeneo o secondo materiale stesso essendo inoltre soggetta all'alterazione dell'angolo di polarizzazione indotto dal transito nell'area 104.

[0120] In fase di ricezione, il fotoricevitore o i fotoricevitori 601 ricevono la radiazione in uscita dalla seconda superficie 102 dell'elemento di codifica 100, con o senza interposizione del filtro polarizzatore 603 come precedentemente descritto, e grazie all'ausilio dell'unità di elaborazione dati, ne individuano l'angolo o gli angoli di polarizzazione per ogni i-esima componente e l'ampiezza in funzione della frequenza. Allorché per lo spettro di frequenze d'interesse l'ampiezza in funzione della frequenza è estratta, si esegue un passo di comparazione elettronica dello spettro della radiazione ricevuta con la maschera preventivamente memorizzata in memoria, al fine di estrarre lo spettro della radiazione 201 in uscita dall'elemento di codifica 100.

[0121] Preferibilmente ma non limitatamente il processo di comparazione elettronica comprende un passo di applicazione dell'inverso della curva di attenuazione propria del materiale eterogeneo o secondo materiale 105.

[0122] Riassumendo, quale che sia l'alterazione della caratteristica della radiazione ottica che viene fatta incidere su di una superficie dell'elemento 100 - tale caratteristica essendo una alterazione della polarizzazione o una alterazione dello spettro della radiazione ottica, in ricezione si ha un passo di estrazione dell'informazione per ottenere il messaggio originariamente trasmesso attraverso l'elemento 100. Tale passo di estrazione è un passo svolto elettronicamente, cioè mediante l'ausilio di un elaboratore elettronico. A seconda della configurazione dell'elemento 100, si può avere una estrazione - dunque, decrittazione - del messaggio sulla base della variazione dell'angolo di polarizzazione o delle caratteristiche dello spettro di trasmissione della radiazione trasmessa attraverso l'elemento 100 stesso.

[0123] Parti del processo o metodo descritti nella presente invenzione possono essere - quando possibile - realizzati mediante una unità di elaborazione dati, tecnicamente sostituibile con uno o più elaboratori elettronici concepiti per eseguire una porzione di programma software o firmware predefinito e caricato su di un supporto di memoria non transitorio. Tale programma software può essere scritto in un qualsiasi linguaggio di programmazione di tipo noto. Gli elaboratori elettronici, se in numero pari a due o più, possono essere collegati tra loro mediante una connessione dati tale per cui le loro potenze di calcolo vengano in qualsivoglia modo condivise; gli stessi elaboratori elettronici possono dunque essere installati in posizioni anche geograficamente diverse.

[0124] L'unità di elaborazione dati può essere un processore di tipo general purpose specificamente configurato attraverso il detto programma software o firmware per eseguire una o più parti del metodo individuato nella presente invenzione, o essere un ASIC o processore dedicato, specificamente programmato per eseguire almeno parte delle operazioni del metodo o processo della presente invenzione.

[0125] Il supporto di memoria non transitorio per contenere la predetta porzione di programma software o firmware può essere interno o esterno al processore medesimo, eventualmente anche esterno all'elaboratore elettronico, e può - nello specifico - esser una memoria geograficamente collocata remotamente rispetto all'elaboratore elettronico. Il supporto di memoria può essere anche fisicamente diviso, in forma di „cloud“. Per „non transitorio“ si intende un supporto di memoria leggibile da computer, in cui la memorizzazione di dati è temporalmente mantenuta per un tempo predefinito quantunque variabile sulla base di condizioni di alimentazione e/o ambientali, ed è un supporto tangibile. La predetta definizione di supporto di memoria „non transitorio“ esclude supporti quale l'atmosfera, o un supporto elettricamente conduttore o conduttore luminoso - ad esempio fibra ottica - nella quale un segnale elettromagnetico, in qualunque sua forma, transiti per un tempo non pari a zero per via della limitata e non infinita velocità di propagazione del segnale sul supporto stesso.

[0126] E' infine chiaro che all'oggetto della presente invenzione possono essere applicate aggiunte, modifiche o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito di tutela fornito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (29)

1. Metodo di cifratura di dati, il detto metodo comprendendo: – un passo di generazione di uno schema di alterazione localizzata di una o più aree (104) selezionate di un elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente ad una radiazione ottica; – un passo di lavorazione di detto elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente alla detta radiazione ottica, in cui in detto passo di lavorazione, dette aree (104) selezionate del detto elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente sono selettivamente alterate in accordo al detto schema di alterazione localizzata, ed in cui con detta selettiva alterazione di dette aree (104) selezionate venga variata una caratteristica propria di una radiazione ottica incidente e transitante attraverso il detto elemento di codifica (100), – detto passo di lavorazione conducendo ad una permanente modifica della caratteristica del detto elemento (100) tale da realizzare una memorizzazione di un messaggio cifrato (501) o di una chiave di crittazione (500) per un messaggio in chiaro (400); – un passo di irradiazione del detto elemento di codifica (100) con la radiazione ottica (200) incidente sul detto elemento di codifica (100) in corrispondenza di una prima superficie di ingresso (101), così che questa radiazione ottica (200) passi entro l'elemento di codifica (100) per almeno una delle dette aree (104) fino ad una seconda superficie (102) di uscita, il passo di irradiazione causando la produzione, in uscita dal detto elemento di codifica (100), di un messaggio cifrato.

2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la detta caratteristica propria di detta radiazione ottica incidente variata, è una caratteristica di polarizzazione.

3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta caratteristica propria di detta radiazione ottica incidente variata, è una caratteristica di spettro.

4. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre: – un passo di generazione della chiave di crittazione (500) per il messaggio in chiaro (400), – un passo di assegnazione di una associazione biunivoca di detta chiave di crittazione (500) a detto schema di alterazione localizzata delle una o più aree (104) selezionate di detto elemento di codifica (100).

5. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la detta selettiva alterazione di dette aree (104) selezionate comprende un passo di riscaldamento di almeno una area interamente localizzata all'interno del volume definito dal detto elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente alla radiazione ottica.

6. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il detto passo di lavorazione comprende un passo di riscaldamento localizzato di dette aree (104) per mezzo di almeno un laser.

7. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il detto schema di alterazione localizzata definisce un pattern di una pluralità di punti di variazione della detta caratteristica propria di una radiazione ottica (200) incidente e transitante attraverso il detto elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente almeno su di una prima direzione definente un cammino ottico preferenziale (103) tra detta prima e detta seconda superficie (101, 102).

8. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il detto schema di alterazione localizzata è definito su una base di quantità di energia iniettata in dette aree (104) selezionate e/o come uno schema di volume di iniezione di una quantità di energia iniettata in dette aree (104) selezionate.

9. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui la caratteristica propria è una caratteristica di polarizzazione, e in cui il metodo comprende un passo di disporre il detto elemento di codifica (100) lungo una prima direzione tale per cui la variazione della caratteristica di polarizzazione della luce sia reversibile allorquando il detto elemento viene disposto lungo una direzione opposta rispetto alla prima direzione, e il detto passo di lavorazione è eseguito in modo tale che il detto pattern di detta pluralità di punti di variazione della detta caratteristica di polarizzazione della detta radiazione ottica (200) incidente e transitante attraverso il detto elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente sia orientato spazialmente in accordo a detta disposizione.

10. Metodo secondo la rivendicazione 7, comprendente, nel passo di lavorazione del predetto elemento di codifica (100), una fornitura di un secondo materiale (105) di tipo distinto rispetto al materiale con il quale è realizzata la restante parte del detto elemento di codifica (100) entro il volume da questo definito, ed in particolare lungo almeno un cammino ottico preferenziale (103), detto secondo materiale (105) presentando una propria curva o spettro di trasmissione di radiazione.

11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui il passo di lavorazione porta al fatto che, in uso, la radiazione ottica (201) in uscita dalla seconda superficie (102) del detto elemento di codifica (100) presenta simultaneamente: – una alterazione dell'angolo di polarizzazione; e – una alterazione del suo spettro in frequenza, in accordo alla curva o spettro di trasmissione, della radiazione ottica del detto secondo materiale (105) di tipo distinto rispetto al restante materiale del detto elemento di codifica (100), detta curva o spettro di trasmissione essendo una curva o spettro di assorbimento o emissione.

12. Metodo di decifrazione di dati contenuti in un messaggio crittato, il detto metodo comprendendo: – un passo di disposizione di un elemento di codifica (100) avente una pluralità di aree (104) configurate per variare una caratteristica propria di una radiazione ottica incidente, realizzate sulla base di uno schema di alterazione localizzata del detto elemento di codifica (100) con una associazione biunivoca con una chiave di crittazione (500) di un messaggio in chiaro (400) su di una funzione di cifratura nota, in corrispondenza di una sorgente (108) di radiazione ottica (200), in una posizione tale per cui la detta radiazione ottica (200), incidendo sulla superficie del detto elemento di codifica (100), transiti per detta pluralità di aree (104) a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata, producendo in uscita dal detto elemento di codifica (100) un messaggio cifrato (501) in radiazione elettromagnetica; – un passo di disposizione di almeno un fotoricevitore (601) in una direzione di propagazione della detta radiazione ottica (201) attraverso il detto elemento di codifica (100), in cui il detto fotoricevitore sia configurato in modo tale da percepire direttamente o indirettamente almeno una variazione della caratteristica propria della detta radiazione ottica in corrispondenza delle dette aree a caratteristica propria di una radiazione ottica incidente variata; – un passo di estrazione di un'informazione dalla radiazione ottica in uscita dal detto elemento di codifica (100) sulla base di una ricostruzione della detta alterazione.

13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui il detto passo di estrazione comprende: – un passo di estrazione mediante il detto almeno un fotoricevitore (601) di un angolo di polarizzazione (ωi) della detta radiazione ottica (201) in uscita dal detto elemento di codifica (100), in cui detto angolo di polarizzazione (ωi) è associato a detto messaggio in chiaro (400) allorquando cifrato, detto passo di estrazione corrispondendo ad un passo di decrittazione del detto messaggio cifrato (501) associato alla detta radiazione (201) in uscita dal detto elemento di codifica (100).

14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente inoltre un passo di comparazione del detto angolo di polarizzazione della detta radiazione ottica (201) in uscita dal detto elemento di codifica (100) con una chiave di crittazione (500) biunivocamente elettronicamente associata ad una rotazione (ϕi) del detto angolo di polarizzazione causata dal passaggio della detta radiazione ottica per almeno il detto elemento di codifica, in cui dal detto passo di comparazione venga elettronicamente estratto il messaggio in chiaro (400).

15. Metodo secondo la rivendicazione 12 o 14, comprendente inoltre un passo di frapposizione tra detto almeno un fotoricevitore (601) e detto elemento di codifica (100) di almeno un filtro polarizzatore (603).

16. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente un passo di analisi spettroscopica della detta radiazione ottica (201) incidente sul detto almeno un fotoricevitore (601); detto passo di decrittazione del detto messaggio cifrato trasmesso con la detta radiazione ottica per ottenere il detto messaggio in chiaro (400) comprendendo un passo di applicazione di una comparazione di almeno uno di un set di pattern spettroscopici predefiniti sul pattern spettroscopico ricevuto dal detto almeno un fotoricevitore (601).

17. Elemento di codifica (100) almeno selettivamente trasparente ad una radiazione ottica ivi incidente su di una prima superficie (101) di incidenza, in cui entro il volume definito dal detto elemento di codifica (100) sono presenti una pluralità di aree (104) preventivamente selezionate e disposte secondo un pattern predefinito in cui, in uso, viene variata almeno una caratteristica propria della detta radiazione ottica (200) ivi incidente, in cui la variazione della detta caratteristica propria della detta radiazione ottica incidente viene in uso variata in accordo ad uno schema di alterazione localizzata biunivocamente associato ad una chiave di crittazione predefinita, ed in cui la detta pluralità di aree è disposta tra la detta prima superficie (101) di incidenza, sulla quale in uso incide detta radiazione ottica, ed una seconda superficie di uscita (102) della detta radiazione ottica.

18. Elemento secondo la rivendicazione 17, in cui le dette aree preventivamente selezionate sono aree assoggettate ad una variazione della struttura molecolare, polimerica o cristallina per riscaldamento localizzato indotto da una sorgente di energia esterna, tale da determinare una variazione dell'angolo di polarizzazione di detta radiazione ottica allorquando essa vi transita attraverso.

19. Elemento secondo la rivendicazione 17 o 18, in cui tra detta prima superficie di incidenza (101), sulla quale in uso incide detta radiazione ottica, e detta superficie di uscita (102) della detta radiazione ottica, è individuato almeno un cammino ottico preferenziale (103) per detta radiazione ottica.

20. Elemento secondo la rivendicazione 19, comprendente un primo materiale e un secondo materiale (105), in cui il detto secondo materiale (105) presenta una curva di attenuazione in frequenza specifica per questo materiale ed in cui il detto secondo materiale è posizionato nel volume individuato da detto elemento di codifica, in corrispondenza del detto cammino ottico preferenziale per detta radiazione ottica.

21. Elemento secondo la rivendicazione 20, in cui nel detto elemento di codifica detto secondo materiale (105): – è spazialmente posizionato in corrispondenza delle aree (104) selezionate, ossia le aree sono realizzate entro il volume dell'elemento di codifica mediante una alterazione per riscaldamento e successivo raffreddamento del secondo materiale (105); o – è spazialmente separato rispetto alle aree (104) selezionate.

22. Elemento secondo la rivendicazione 21, detto elemento essendo un dispositivo di codifica di messaggi in chiaro (400) trasmessi per radiazione ottica, per simultanea alterazione di un suo angolo di polarizzazione e di una sua curva di attenuazione spettrale.

23. Elemento secondo una delle precedenti rivendicazioni da 19 a 22, in cui tra detta prima superficie di incidenza (101), sulla quale in uso incide detta radiazione ottica, e detta superficie di uscita (102) della detta radiazione ottica, è individuata una pluralità di cammini ottici preferenziali (103) per detta radiazione ottica, in cui la detta pluralità di cammini ottici preferenziali (103) è pari alla numerosità delle dette aree (104).

24. Elemento secondo la rivendicazione 23, in cui ognuno dei detti cammini ottici preferenziali (103) è configurato per produrre in corrispondenza della superficie di uscita (102) una propria sottoporzione della detta radiazione ottica (201) in uscita, in cui detta sottoporzione presenta un proprio angolo di polarizzazione.

25. Elemento secondo la rivendicazione 17, in cui la detta pluralità di aree (104) è disposta su di una qualsiasi tra le dette conformazioni: una curva, una riga, più righe, più curve, in cui detta/e curva/e o riga/e appare/appaiono se osservate su di un piano ortogonale rispetto alla direzione assunta, dal detto almeno un cammino ottico preferenziale (103) in corrispondenza delle aree (104) medesime.

26. Sistema di trasmissione di messaggi cifrati, il detto sistema comprendendo: – almeno un elemento di codifica (100) secondo una delle rivendicazioni da 17 a 25, e – almeno una sorgente di radiazione (108) ottica, disposta in corrispondenza del detto elemento di codifica (100) ed avente almeno una uscita di radiazione orientata rispettivamente a detto elemento di codifica (100) in modo tale da propagare una radiazione ottica (200) incidente su di almeno una prima superficie (101) del detto elemento di codifica.

27. Sistema secondo la rivendicazione 26, in cui la detta sorgente di radiazione (108) è configurata per trasmettere con una radiazione tempo-variante, in cui detta radiazione tempo-variante corrisponde ad un messaggio in chiaro (400) successivamente cifrato dal detto elemento di codifica (100) mediante una rotazione dell'angolo di polarizzazione della detta radiazione ottica (200).

28. Sistema secondo la rivendicazione 26 o 27, in cui la detta sorgente di radiazione ottica presenta un proprio angolo di polarizzazione preferenziale per detta radiazione.

29. Ricevitore configurato per ricevere una radiazione ottica trasmessa da un elemento di codifica (100) secondo una delle rivendicazioni da 17 a 25, detto ricevitore comprendendo almeno un fotoricevitore (601) configurato per decodificare un messaggio cifrato contenuto nella radiazione ottica in uso trasmessa dal detto elemento di codifica (100).