CN103003827A - 安全文件或有价文件及其制造和验证的方法 - Google Patents

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Abstract

为了确保安全文件或有价文件(1)中的集成电子电路、例如RFID-ID4不被未授权地篡改，提出根据本发明的安全文件或有价文件(1)，其包含至少一个与安全文件或有价文件(1)的文件元件(11)相邻的、没有封装的、用于存储需保护的数据的集成电子电路(4)并且具有至少一个通信接口(3)，其中安全文件或有价文件(1)还具有至少一个传感器元件(9)用于接收验证信号，其中验证信号通过与集成电子电路(4)相邻的文件元件(11)的物理特性影响。还提出一种在使用所述安全文件或有价文件(1)情况下的验证的方法，其中通过与集成电子电路(4)相邻的文件元件(11)的物理特性来影响验证信号，所述方法包括以下方法步骤：(a)在至少一个传感器元件(9)中通过物理量对至少一个传感器元件(9)的作用来产生验证信号；以及(b)将所产生的验证信号与存储在集成电子电路(4)中的参考验证信号进行比较，所述参考验证信号在集成电子电路(4)嵌入到安全文件或有价文件(1)中之后立即获得。

Description

安全文件或有价文件及其制造和验证的方法
技术领域
本发明涉及一种安全文件或有价文件、一种用于制造所述安全文件或有价文件的方法以及一种用于所述文件的验证方法。
背景技术
电子安全文件——如基于ICAO 9303MRTD(Machine Readable TravelDocument：机器可读旅行文件)或者ISO 14443(13.56MHz)的电子旅游护照或者所谓的e-Card、即基于ISO 14443的卡式安全文件设有集成电子电路(IC)连同天线线圈，所述集成电子电路通常称作RFID-IC或RFID芯片。这种RFID-IC由已知的IC制造商制造并且在世界范围内应用于这类安全文件。结合合适的天线能够实现与发送/接收单元(读取设备或者阅读器)的非接触的数据传输以及能量供给。
在安全文件中使用的RFID-IC具有加密装置，如基本访问控制(BAC)方法或者EAC(Extended Access Control：扩展访问控制)方法以及其他装置。通过所述方式方法，虽然在世界范围内在每个国家地区在很大程度上统一的IC可以使用以下安全装置：所述安全装置能够实现在每个国家地区关于个人化数据的安全技术整体解决方案，然而也可以在世界范围内通过非接触方式读取。
例如由WO 2008/101899 A1公开了一种文件和一种用于文件的读取设备、一种用于访问控制的方法以及一种计算机程序产品。所述文件具有用于存储需保护的数据的集成电子电路，其具有至少一个用于读取需保护的数据的无线电接口，其中所述电子电路被构造用于实施加密协议，从而仅仅在成功实施加密协议之后才准许数据的读取。所述文件为此具有可通过无线电读取的、具有第一数据的信息源以及称作MRZ的、可光学读取的、具有第二数据的区域，其中所述加密协议如此构造，使得用于实施加密协议的加密密钥的生成以及读取需保护的数据的准许以事先读取第一数据和第二数据为前提，因为仅仅当所生成的密钥与存放在RFID-IC的存储器中的电子密钥一致时才允许读取设备访问需保护的电子数据。在EAC方法中在使用非对称加密方法并且需要管理相应的密钥的情况下进行读取设备和安全文件的RFID-IC的互相授权。据此，使用电子RFID读取过程以及光学读取过程以进行加密密钥生成。
在EP 0 533 829 B1、EP 1 050 026 B1、EP 1 433 305 B1和WO 1998/057299 A1中提到光学读取过程。在此，例如由设置在小体积上的纤维(如在2.7x2.7x0.27mm并且具有直径大约＜50μm的长丝的Unicate 3DAS系统中)三维地或二维地、光学地读取多个特征。通过所述方式方法，以600亿之一求得公共密钥(参见www.orbidcorp.com ORBID 2DMI Mark)。
原则上，也可以取代纤维或长丝使用几乎所有在入射光或透射光中借助特定波长或相干性的光可光学验证的材料特性。替代地，例如为此还可以使用印刷的特征。例如还可以使用尤其是具有特定于文件的个人化数据的文件表面的一部分或整个文件表面(例如在WO 2008/101899 A1中说明的那样)并且由此包括面部图像在内作为一次性的文件特征。结合RFID-IC使用可如此光学读取的公共密钥的优点在于，所述光学安全特征与安全文件良好地结合或者良好地集成到所述安全文件中并且独立于RFID-IC并且如此提供高安全性。这种光学特征的不足在于，必须将相应的光学读取器集成到读取设备中，并且文件表面对于正确的读取过程而言不应具有任何损坏，这对于最精细的结构或者3D结构非常关键。另外，必须反复准确地对读取区域进行读取，以便可以生成总是相同的公共密钥。公共密钥在这种系统中虽然存在于文件中，但在没有与其相符的光学电子读取设备的情况下不能被读取。这种光学电子地生成的密钥对于每个文件而言是唯一和随机的并且可以在“物理不可克隆功能(Physical Uncloneable Function，PUF)”的意义上应用。这类系统的缺点在于需要具有所有以上所述的不足的光学电子读取设备。
在WO 2006/061780 A1中提到一种具有芯片的数据载体，其存储用于接触式或非接触式的感应通信的能量和信息，其中所述数据载体具有多个可激励的并且集成到芯片中的芯片传感器，所述芯片传感器在激励之后将信号引导至芯片的CPU，在那里处理所述信号，其中所述激励可独立于能量和信息在芯片中的存储通过芯片特定地进行调节，以便可以附加地存储信息，并且可以在CPU中使所述激励匹配于信号的处理的需要。
在高安全性RFID解决方案中，通常仅仅部分地或者甚至完全不通过掩码定义的ROM实现芯片ID号而是在制造过程之后电地在EEPROM中或者电子地在PROM中编程芯片ID号，通常仅仅允许读取并且在物理上阻止删除或重写过程。
在麻省理工学院(MIT)的多个公开文献中(Pufco Inc.和Verayo Inc.)(Srini Devadas，Ravikanth Pappu 2001 Optical PUFs博士论文，BlaiseGassend，2002，IC-PUFs，Delay-PUFs)、在Philips或Intrinsic-ID或NXP(或Pim Tuyls、Boris Skoric、Van Rijnswou Sander M.、Bruekers Alphons、Ophey Willem等等)的多个公开文献中以及在Infineon和Giesecke &Devrient和GAO的公开文献中，在RFID-IC上设置一种硬件固有的安全装置。
尤其在US 2003/0204743 A1中说明：那里描述的装置包括发光组件的阵列、光探测组件的阵列以及光传输介质，当一个或多个发光组件发光时所述光传输介质产生可以由光探测组件的阵列探测到的散斑图样。PUF装置具有衬底上的IC、LED阵列和CCD阵列。环氧化物包围所述LED阵列和所述CCD阵列。环氧化物涂覆了反射光的层，从而由LED阵列发射的光由反射层反射并且通过CCD阵列探测。当LED阵列中的不同LED组合发光时，CCD阵列将探测到不同的散斑图样。同时仅仅接通少量的LED以产生散斑图样。
发明内容
本发明所基于的任务是，提供具有至少一个嵌入其中的集成电子电路的安全文件或有价文件，在所述集成电子电路上存储有例如个人化的、尤其是需保护的数据，从而必须确保：不可以未经授权地篡改、例如改变或更换电路。因此要求应可识别电路或者安全文件或有价文件本身是否经篡改。需保护的数据可以表示值或者尤其可以是包括生物测量数据在内的个人化数据。
为了解决所述任务，根据本发明实现一种根据权利要求1所述的安全文件或有价文件、一种根据权利要求16所述的用于制造所述安全文件或有价文件的方法以及一种根据权利要求17所述的用于验证所述安全文件或有价文件的方法。优选的实施方式在从属权利要求中说明。
根据本发明提出，在文件本身中而不是在外部通过读取设备来实施验证，给出或者必须读取以及验证用于执行加密协议的附加的、唯一的、不可复制的、随机的信息，由此可以从集成电子电路中读取需保护的数据。为此在集成电子电路上布置有传感器元件。
为了执行这样的协议和为此所需的集成电子电路构造，例如参见EP 0313 967 A1。
因此，安全文件或有价文件包含至少一个与所述安全文件或有价文件的文件元件相邻的、没有封装的、用于存储需保护的数据的集成电子电路，其具有至少一个通信接口(非接触的或有线的)，其中所述安全文件或有价文件还具有至少一个用于接收验证信号的传感器元件，其中通过与集成电子电路相邻的文件元件的物理特性来影响所述验证信号。所述文件元件尤其可以通过用于电子电路的嵌入材料构成，没有封装的集成电子电路嵌入到所述文件元件中。所述文件元件是所述安全文件或有价文件的组成部分并且优选与电子电路接触。
与电子电路相邻的文件材料的材料、尤其是嵌入材料优选涉及基于纸的和/或基于塑料的材料、例如塑料聚合物，如PC、PVC、PA或它们的混合物，其优选构造为层、相互重叠并且相互连接。尤其优选地，使用塑料薄膜或者塑料层，其具有相同或相似的特性并且在例如通过粘接或层压连接之后不再分离或很难分离。这些层在层压之后特别优选地构成单片的块。
根据本发明，传感器元件可以设置在集成电子电路上或集成电子电路外部。所述传感器元件位于安全文件或有价文件中。
如果例如通过将文件分层以取出电子电路的方式来未经授权地篡改集成电子电路，则可以通过如下方式识别这样的篡改：用于产生验证信号的物理特性发生变化，因为在分层之后重新组装文件时，不再能够如此准确地相互接合各个层使得可以确保重现如最初状态那样的物理特性。
因此，根据本发明的安全文件或有价文件在一个实施方式中优选如此构造，使得通过验证信号或其值在集成电子电路中相对于参考验证信号或者参考值能够验证篡改，即集成电子电路或其环境在电路嵌入到所述安全文件或者有价文件中之后是否经篡改。在此，参考验证信号通过与验证信号相同的方式产生并且可以本身或作为经转换的值、例如HASH值存储在所述电路中。在另一实施方式中，可以在集成电子电路的外部、例如在数据库中对验证信号或其值进行比较或者分析处理。
因此，每个单个传感器元件通过例如通过包含在文件中的或者位于文件外部的辐射源产生的询问信号与文件的与电子电路相邻的文件元件、尤其是用于嵌入电子电路的嵌入材料的相互作用来相应地探测唯一的、不可复制的应答信号。传感器元件由此生成由文件元件制造决定的、随机的信息。可以通过在至少一个层元件中包含的非匀质性的随机分布来定义文件元件的物理特性、尤其是嵌入材料的物理特性，所述非匀质性例如通过具有有色的、透明的、反射的、吸收的、散射的、衍射的、能够导电的或能够导热的、介电的、磁的、放射性的、发光的、荧光的、向上转换的、电致变色的、热致变色的、光致变色的、弹性的、压电的、化学活性的材料的固态或气态的颗粒、色素、结构或杂质产生。颗粒例如可以是在电磁辐射的相应激励之后发出的颗粒(例如发光粒子，如具有确定辐射波长的纳米微粒)或者是能够导电的颗粒(例如金属颗粒，如银薄片或银针或者铜薄片或铜针)。
优选地，准许读取需保护的数据以读取所述信息为前提。由传感器元件探测到的由制造决定的随机的信息在文件篡改时丢失或者不能够再被准确读取，从而不准许读取需保护的数据。
不同的物理量可以作为验证信号，例如电磁辐射、导电能力、导热能力、磁化率或其他特性。适于此的传感器元件必须相应地构造。例如使用光电单元来探测电磁辐射，并且例如使用相应的能够导电的电极来探测导电能力。
根据本发明的安全文件或有价文件优选构造为RFID文件，即除集成电子电路以外还具有天线，所述天线与所述电路连接，并且通过所述天线可以通过无线电接口并且因此无线地与外部的读取设备交换数据，从而可以通过无线电接口来读取数据、例如需保护的数据。这样的RFID文件对于本领域技术人员而言在其结构及其制造方面是充分已知的。无线电接口例如可以是根据ISO 14443 A/B标准或者根据MRTD(Machine ReadableTravel Document：机器可读旅行文件)ICAO 9303的无线通信接口，其中优选在13.56MHz的HF频率下进行无线电传输，并且RFID-IC构造用于实施根据多种标准的加密协议。例如在EP 0 706 152 A2和DE 10 2004 056829 A1中描述了这样的文件及其制造。
根据本发明的文件尤其可以是基于纸的和/或基于塑料的文件、尤其是安全文件或有价文件，例如证明文件，尤其旅行护照、身份证、签证或者驾驶执照、机动车执照、车辆出厂执照、公司证明、健康证或者其他ID文件或者芯片卡、支付工具、尤其是纸币、银行卡或信用卡、货运单或者其他权利证明。
在本发明的一个优选实施方式中，至少一个传感器元件是集成电子电路的一部分。替代地，传感器元件之一或者多个或所有传感器元件设置在电路外部，例如设置在分离的测量元件上。传感器元件例如可以以单个敏感元件或者多个敏感元件(传感器元件)的形式设置在RFID-IC上或者另一集成在文件中的电子电路上。
在本发明的又一优选实施方式中，至少一个传感器元件是对电磁辐射起反应的传感器元件。在所述情形中，验证信号由电磁辐射构成。优选地，电磁辐射是UV范围、可见范围和/或IR范围中的光。
进一步优选地，至少一个传感器元件是基于CMOS技术的传感器元件。
CMOS元件相对于例如CCD元件具有确定的优点：
与CCD元件相比，CMOS元件具有更小的电流消耗。由于技术，CCD元件需要自己的IC。相反，对于CMOS，所有可以设置在一个IC上。CMOS元件允许更高的图像速率并且能够被选择性地读取。此外，CMOS元件还具有更小的填充因子：例如6.5x6.5μm填充因子：30％(或者：10.6x10.6μm等等)。此外，CMOS元件在像素之间具有更大的灵敏性差(一致性)。
当传感器元件是对电磁辐射起反应的传感器元件时，传感器元件优选理解为多个光敏元件。因为集成电子电路主要基于单晶硅衬底制造并且通常使用CMOS技术，所以当在电路上产生传感器元件时这样的传感器元件在300nm至1100nm的波长范围内具有敏感性。然而，如上所述，传感器元件也可以与集成电子电路分离地设置。
传感器元件优选以在IC表面上分布的传感器元件的形式或者线状地或矩阵状地构造在集成电子电路、尤其是RFID-IC中。
在本发明的又一优选实施方式中，附加地设有至少一个用于产生在通过文件元件、尤其是嵌入材料影响之后得到验证信号的信号的查询元件。查询元件例如可以是用于产生电磁辐射的辐射源。为了产生其他信号类型，例如用于探测导热率场或者导电率场的热能流或电流，设有相应的查询元件、即信号产生元件。
在用于产生验证信号的电磁辐射的情况下，辐射源可以设置在集成电子电路上或者也设置在所述区域以外，例如所述电路旁边。例如，所述查询元件、例如辐射源可以设置在集成电子电路、例如RFID-IC本身上，或者设置在文件中的或者设置在RFID-IC上的物理查询元件可以触发物理测量。
如果询问源位于文件内部，则优选的是，至少一个查询元件与至少一个传感器元件之间的间距尽可能小。
查询元件优选是发光元件，并且传感器元件优选是光敏元件。
特别优选地，集成电子电路、尤其是RFID-IC包括至少一个发光元件，其具有大约300nm至1100nm的范围内的辐射波长。所述至少一个发光元件特别优选地以LED形式直接设置在集成电子电路上并且借助于引线键合端子或者借助于焊接触点或者借助于能够导电的、各向同性或各向异性的接触粘接剂接通。
所述发光元件优选以OLED形式设置在集成电子电路上并且尤其印刷技术地制造。
在本发明的一个替代优选实施方式中，查询元件是LED或OLED形式的发光元件，其相对于电路侧向地(间隔开地)设置并且类似于RFID-IC的天线线圈端子导电地接通。
在本发明的一个特殊实施方式中，发光元件(辐射源)以发光物质/颗粒或者磷光物质/颗粒的形式集成在文件中，其中借助于外部光源或集成光源进行激励。因此，发光材料、即荧光材料或磷光材料可以是溶解在文件材料中或者以颗粒形式存在的物质。因此，在本发明的所述特殊实施方式中，辐射源中的至少一个通过位于与电子电路相邻的文件元件中的、尤其是嵌入材料中的发光物质构成，其可通过安全文件或有价文件内部或外部的至少一个附加的激励源来激励。对于设置在文件本身中的源，考虑诸如LED和OLED的元件作为激励源。对于设置在文件外部的源，可以使用任一光源、即例如LED、OLED、放电灯、白炽灯、光纤源。
通过发光元件以LED或OLED形式集成在RFID-IC上或旁边，当将文件置于距RFID读取设备相应的读取距离时文件中的所述元件可以发光，所述光在传感器元件中引起相应的信号。
在本发明的另一特殊实施方式中，辐射源中的至少一个产生具有预给定的脉冲序列的电磁辐射。
至少一个发光元件优选发出具有相应频率或者具有脉冲长度或脉冲间隔不同的脉冲序列的光，或者，所述至少一个发光元件发出经调制的光脉冲。
此外，安全文件或有价文件还包含至少一个层元件，电磁辐射在通向至少一个传感器元件的辐射路径上至少部分地穿过所述至少一个层元件和/或在所述层元件中电磁辐射被影响，例如被散射或者在空间上和/或在时间上被调制。
所述层元件可以包含各个经结构化的、彼此不相关的层，电磁辐射在通向传感器的辐射路径上穿过这些层和/或这些层不可控制地且不可预测地影响电磁辐射。
此外，例如在电路的多个光敏元件上可以设置一个层或一个层序列(层元件)，并且所述层序列可以与文件体的热塑性材料和电路的表面如此连接，使得分离会导致层元件的固有特性与传感器元件之间的共同作用的破坏。
此外，层元件还可以构造为透明的或者半透明的并且具有固有地、由制造决定地、随机地分布的结构。通过所述方式方法，至少一个发光元件(辐射源)的光可以通过散射或吸收或反射仅仅到达传感器元件的一部分并且如此生成由制造决定的、随机的信息。
例如，在多个敏感元件上可以设置对于每个文件而言由制造决定地、固有地随机的层，或者由制造决定地设置经结构化的层(层元件)的不相关的层序列。
例如，与电子电路相邻的文件元件的、尤其是嵌入材料的物理特性可以通过包含在至少一个层元件中的颗粒的随机分布来定义。
此外，层元件可以由各向异性地能够导电的接触粘接剂组成，并且能够导电的颗粒均匀地并且随意地、固有地分布在所述层元件中，并且通过所述方式在读取传感器元件时引起固有随机的并且不可复制的、永久的信息。
此外，层元件可以由聚合的、在很大程度上透明的矩阵或者由增附剂层组成，在其中均匀地、分散地构造有发光色素或磷光色素，并且其通过所述方式通过传感器元件产生由制造决定的、随机的信息。
此外，层元件可以由导光层以及设置在导光层上的反射层构成，并且反射层可以具有由制造决定的、随机的结构，从而通过传感器元件生成由制造决定的、随机的信息。
在本发明的一个特殊实施方式中，至少一个层元件在文件中与辐射源中的至少一个紧邻地设置。具有至少一个反射区域的反射层位于至少一个层元件的背向至少一个辐射源的侧面上。
如果发光元件(辐射源)或者至少一个产生光的元件(激励源)与均匀透明的热塑性物质连接或者耦合，则通常所有的光敏元件关于下临界电压或者上临界电压或者定向于其间的信号电压产生相对较大的电信号。
现在根据本发明如此构造层元件，使得传感器元件在读取过程中探测随机的信息，其中所述信息与温度波动无关地并且与RFID场中的波动无关地始终具有对于每个文件都相同的信息，并且所述信息取决于层元件的物理特性并且在文件的生产中通过合适选择的临界电压或者读取电压具有传感器元件的信息的高斯分布或者均匀分布，即得到在下读取电压以下与在上读取电压以上几乎同样多的传感器信号。
与在US 2003/0204743 A1中公开的实施方式相比，传感器元件优选选择为CMOS元件的形式并且此外优选直接实现在集成电子电路上。在US2003/0204743 A1中公开的CCD元件由技术决定地不能以常见的RFID-CMOS技术制造。
此外优选地，根据本发明不使用LED阵列而使用紧邻集成电子电路的单个LED或者OLED，其中OLED元件可以完全以OLED阵列的形式构造。但原则上也可以设置LED阵列。
通常必须无源地、即在没有电池的情况下运行RFID系统，从而对于这种情形根据本发明无须设置电池。而是通过读取设备的13.56MHz场为无线电传输生成电流供给，从而必须使电流消耗极低。在一个特殊实施方式中，电容器对于各个发光脉冲是非常有用的或者必需的。
此外，根据本发明的具有至少一个发光元件和一些探测光的元件的集成电子电路集成在安全文件的层压结构中，使得层元件是层压结构的组成部分并且因此不可以使用如US 2003/0204743 A1中的环氧树脂来进行嵌入。因为ID-1文件或ID-2文件或ID-3文件必须具有高弯曲灵活性并且存在非常多的弯曲-变换-载荷循环(参见ISO 10373，卡式安全文件)。
最后，具有反射特性的反射元件不一定如在US 2003/0204732 A1中那样产生斑纹图样。而是CMOS元件与反射层之间的层(没有反射特性)必须在传感器阵列上生成是/否信息，即没有干涉图样。
通过RFID-IC与能够导电接触的天线线圈的组合通过以下元件能够降低或者避免文件伪造的风险：
多个光敏元件；
至少一个发光元件；
具有由制造决定的物理特性的层元件；
这些元件集成到基于多个相互层压的薄膜或者薄膜和层序列的文件体中。
文件体如此与集成电子电路相互结合以实现光电安全特征，或者，集成电子电路与文件的物理特征或者特性相结合并且因此不可以用在另一文件中。
集成电子电路、例如RFID-IC优选是硅衬底。集成电路尤其可以通过CMOS技术实施，传感器元件可以在300nm至1100nm的波长范围内具有敏感性。
根据本发明的安全文件或有价文件的集成电子电路优选构造用于实施加密协议，并且实施所述加密协议所需的值由参考验证信号导出。
尤其优选的是，集成电子电路构造用于基于来自参考验证信号的值计算密钥。
此外尤其优选的是，集成电子电路构造用于由验证信号计算HASH值。
当集成电子电路通过加密协议验证安全文件或有价文件是否未经篡改并且仅仅在肯定的验证的情况下才准许需保护的数据的读取时，得到本发明的一个非常有利的实施方式。例如也可以显示所述准许。不仅可以通过文件本身而且可以通过验证设备来进行显示。例如可以光学地和/或声学地进行通过文件本身的显示。
因此，在所述情形中，由物理测量的值导出实施加密协议所需的值(数列)。由此，物理测量的值对于集成电子电路与文件的结合(关联)是唯一的并且将其唯一地辨识为在电子元件与文件组合期间的结合，从而物理测量的值通过文件材料和制造过程固有随机地且不可控地分布。
此外，准许读取需保护的数据还可以以所述信息的读取为前提，并且在个人化过程中(注册＝学习阶段)借助于HASH求值使所述数字的固有随机的信息与其他RFID-IC数据——例如序列号的一部分或者完整的序列号或者其他个人化数据相关联，将校验和存储在RFID-IC上的EEPROM存储器中或者PROM存储器中或者通过RFID接口通过RFID读取系统存储在安全数据库系统中，其中除读取所述固有信息以外准许需保护的数据的读取还必须得出与校验和一致。
根据本发明还涉及一种用于制造根据本发明的安全文件或有价文件的方法，其中所述安全文件或有价文件具有至少一个与所述安全文件或有价文件的文件元件相邻的、没有封装的、用于通过至少一个通信接口存储需保护的数据的集成电子电路并且还具有至少一个用于接收验证信号的传感器元件，其中通过与集成电子电路相邻的文件元件的物理特性来影响所述验证信号，包括以下方法步骤：
(a)将所述集成电子电路施加到第一个文件元件的第一层上；
(b)将第二种文件材料的第二层施加到第一层的具有集成电子电路的侧面上；
(c)层压所述第一层与所述第二层。
文件元件可以通过用于没有封装的集成电子电路的嵌入材料构成，所述电子电路嵌入到所述文件元件中。
因此，借助于多个薄膜的层压来实施根据本发明的用于例如具有用于存储需保护的数据的RFID-IC、尤其是具有至少一个用于读取需保护的数据的无线电接口的文件的制造方法。
此外，根据本发明还涉及一种用于验证根据本发明的安全文件或有价文件的方法，其中所述安全文件或有价文件具有至少一个与所述安全文件或有价文件的文件元件相邻的、没有封装的、用于通过至少一个通信接口来存储需保护的数据的集成电子电路并且还具有至少一个用于接收验证信号的传感器元件，其中通过包围集成电子电路的文件元件的物理特性来影响所述验证信号，所述方法包括以下步骤：
(a)在至少一个传感器元件中通过物理变量对至少一个传感器元件的作用产生验证信号；
(b)将所产生的验证信号与存储在集成电子电路中的参考验证信号进行比较，所述参考验证信号是在集成电子电路嵌入到安全文件或有价文件中之后立即获得的。
文件元件可以通过用于没有封装的集成电子电路的嵌入材料构成，所述电子电路嵌入到所述文件元件中。
在所述验证方法的一个优选实施方式中，使用参考验证信号来生成用于实施加密协议的密钥。
此外优选的是，在使用加密协议的情况下对验证信号和参考验证信号进行编码。
在所述验证方法的又一优选实施方式中，在形成相应的HASH值的情况下对验证信号和参考验证信号进行编码。
附图说明
以下实施方式用于进一步阐述本发明：
图1示意性地示出根据本发明的安全文件或有价文件(在根据本发明的第一实施方式的俯视图中)以及RFID读取设备；
图2示意性地示出根据本发明的第一实施方式在RFID-IC区域中的放大局部视图；
图3示意性地示出根据本发明的第二实施方式在RFID-IC区域中的放大局部视图；
图4示意性地示出根据本发明的第三实施方式的放大局部图；
图5示意性地示出图1的实施方式的横截面图；
图6示意性地示出图2的实施方式的横截面图；
图7示意性地示出图3的实施方式的横截面图；
图8示意性地示出图4的实施方式的横截面图；
图9示意性地示出第五种根据本发明的实施方式在IR照射时的横截面图；
图10示意性地示出根据本发明的第六实施方式的横截面图；
图11示意性地示出根据本发明的第七实施方式的横截面图。
具体实施方式
在附图中，相同的参考标记表示具有相同功能的元件。
在图1中示意性地示出了在根据本发明的第一实施方式中具有RFID-IC 4和天线线圈5的文件1连同RFID读取设备2和RFID无线电接口3。根据本发明提到13.56MHz以及几厘米直至大约1.5至10厘米的读取距离下的ISO 14443 A/B RFID系统。RFID-IC 4在所述示图中以没有封装的IC示出，其具有接触面7、8并且在所述附图中具有两个接触面7、8之间的天线线圈5的两个线路。
接触面7、8可以根据RFID-IC类型设置在RFID-IC的不同位置上，RFID天线5可以具有1至10之间个绕组，通常3和5之间个绕组。原则上，绕组不一定在RFID-IC触点7、8之间延伸，而其也可以设置在RFID-IC4以外，其中在所述情形中必须实现跨接天线绕组的桥，或者RFID-IC设置在所谓的“插入件”上，所述插入件充当跨接天线绕组的桥。此外，RFID-IC触点7、8之间的天线线圈5的绕组也可以基本上设置在RFID-IC 4下方。
在图2中放大地示意性地示出了RFID-IC4区域中的局部视图。在所述示图中示出了具有天线绕组5和RFID-IC触点7、8上的两个天线连接端部5a、5b的文件的内层的示意性俯视图。附加地示出了具有设置在RFID-IC 4上的传感器元件9和发光元件10(辐射源)以及传感器元件9上方的文件元件11、即层元件11的第一种实施变型。所述层元件11可以通过嵌入材料构成。
元件9、10、11的布置仅仅是示例性示出的。这些元件原则上可以以几乎任意大小和形状布置在RFID-IC 4的表面上的几乎任意位置中。此外如示意性示出的那样，层元件11仅仅布置在传感器元件9的区域中，更确切地说，覆盖传感器元件9的整个区域或其一部分，或者覆盖RFID-IC 4直至发光区域10或者覆盖整个RFID-IC区域，或者也可以覆盖整个文件6的全部区域或部分区域。在所述情形中，作为发光区域10设有OLED元件。OLED元件可以相对容易地布置在RFID-IC 4的表面上并且尤其可以非常平整地实施。其可以附加地构造为不同的形状、即包括长形地或点状地或多个可不同控制的OLED元件。此外，所述元件的辐射颜色可以不同地构造。
如在图2中那样，在图3中示意性地放大地示出了根据本发明的第二实施方式的RFID-IC 4的区域中的局部视图，其中在发光元件10侧旁并且与所述发光元件间隔开地以LED元件形式表面安装地示出了发光元件10。这种LED元件10在RFID-IC 4上的接通可以借助于引线键合或者借助于焊接或者借助能够导电的各向同性或各向异性的粘接剂实现。此外，在图3中示出了矩阵状的传感器元件9。
如在图2和3中那样，在图4中示意性地放大地示出了根据本发明的第三实施方式的RFID-IC 4的区域中的局部视图，其中发光元件10在RFID-IC 4侧旁并且与所述RFID-IC 4间隔开地以LED元件10的形式通过印制导线14通过RFID-IC 4上的相应触点与所述RFID-IC 4连接。
在图5中以截面A-B(图1)示意性地示出了文件体6。在一个示例性实施方式中，RFID天线线圈5布置在内层15上，并且RFID-IC 4示例性地借助于各向异性的、能够导电的粘接剂11固定在所述衬底15上。天线端部5a、5b与RFID-IC接触面7、8的接通(图1)在所述示图中没有示出，然而可容易理解。天线绕组5位于RFID-IC 4的下方。
在图6中以截面C-D(图2)示意性地示出了文件体6。在所述视图中传感器元件9和OLED元件形式的发光元件10布置在RFID-IC 4上，并且层元件11至少布置在传感器元件9与内层15之间。然而，层元件11原则上也可以更大面积地实施并且如此仅仅覆盖发光元件10或者RFID-IC 4的整个表面或者其一部分或者整个内层表面15。然而，层元件11原则上也可以由内层15构成或者由层17构成或者由这些材料的组合构成。层17例如可以借助于印刷技术或者涂层技术或者挤压成型技术构造在内层15上并且微观地包含小的、反射的或吸收的或发光的或衍射的或全息的结构。此外，可分析处理的文件层布置在文件的其他层17、18中。
在图7中以截面E-F(图3)示意性地示出了文件体6。在所述视图中传感器元件9以矩阵形式集成在RFID-IC 4中，并且发光元件10以LED形式布置在RFID-IC的表面上并且例如借助于引线键合或倒装芯片技术焊接或者能够导电地粘接在RFID-IC 4上。层元件11可以如图6的描述那样通过多种方式方法构造。
在图8中以截面G-H(图4)示意性地示出文件体。在所述视图中传感器元件9以阵列形式集成在RFID-IC 4中，并且发光元件10以LED形式在RFID-IC 4侧旁并且与其间隔开地布置并且借助于印制导线14以与天线线圈5类似的方式方法与RFID-IC 4连接。
层元件11在所示情形中也可以如在图6的描述中实施的那样通过多种方式方法构造，其中必须考虑LED 10的侧面布置。
层元件11的一部分原则上也可以构造在层元件18或19中。在所述情形中，内层15和位于其下的内层必须构造成在很大程度上透明的。通过所述方式可以将文件6的层压复合一起集成到传感器元件9中的固有地由制造决定的信息的生成中。
图9示出如在图5-8中那样RFID-IC 4的区域中的文件的部分横截面图。然而在所述情形中仅仅示出了用于RFID-IC 4的载体以及RFID-IC 4上方的层元件11。可以存在共同构成文件的其他层。RFID-IC 4在所述情形中具有传感器元件9.1，借助所述传感器元件可以接收光。在层元件11中例如以颗粒形式以及可能也部分溶于层元件11的材料中地存在各种物质21.1、21.2、21.3，这些物质通过从上方射入卡片材料中的电磁辐射发生相互作用。所述电磁辐射在所述情形中是红外辐射。一方面，在层元件11中存在上转换物质21.1，其将红外辐射转换为可见辐射。可见辐射一方面部分在物质上消除，淬熄物质21.2。此外，在层元件11中还存在散射物质21.3，在所述散射物质上位于元件中的光辐射被散射。
在图10中同样以截面示图示出了RFID-IC 4的区域中的根据本发明的文件。在所述情形中，发光元件10(辐射源)位于RFID-IC 4上。具有多个传感器元件9的传感器布置在文件中的另一层上并且更确切地说与具有发光元件10的RFID-IC 4相对置。光在所述情形中从发光元件10到达传感器元件9、9.1，其中其穿过层元件11并且在此受影响，从而在传感器元件9、9.1上示出验证信号。此外，在层元件11中例如构造有通过印刷技术产生的散射中心20，所述散射中心进一步影响所述验证信号。
图11以横截面示图示出了RFID-IC 4的区域中的另一根据本发明的文件。在所述情形中，不仅发光元件10(辐射源)而且传感器元件9位于RFID-IC 4上。此外存在层元件11，其布置在RFID-IC 4的上方并且与RFID-IC 4紧邻并且附加地包含光致变色的物质，即影响所发射的光、例如吸收光或者也发光的物质21。此外，例如通过印刷技术产生的反射中心20位于层元件11中，其将由辐射源10发出的光至少部分地回射到传感器元件9。

Claims (20)

1.安全文件或有价文件(1)，其包含至少一个与所述安全文件或有价文件(1)的文件元件(11)相邻的、没有封装的、用于存储需保护的数据的集成电子电路(4)，所述安全文件或有价文件具有至少一个通信接口(3)，其中，所述安全文件或有价文件(1)还具有至少一个传感器元件(9)，所述至少一个传感器元件用于接收验证信号，其中，所述验证信号通过与所述集成电子电路(4)相邻的文件元件(11)的物理特性影响。
2.根据权利要求1所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，通过验证信号能够在所述集成电子电路(4)中相对于参考验证信号验证：所述集成电子电路在嵌入到所述安全文件或有价文件之后是否经篡改，所述参考验证信号通过与所述验证信号相同的方式产生以及存储在所述电路上。
3.根据以上权利要求中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，至少一个传感器元件(9)是所述集成电子电路(4)的一部分。
4.根据以上权利要求中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，至少一个传感器元件(9)是对电磁辐射起反应的传感器元件，并且所述验证信号通过电磁辐射形成。
5.根据权利要求4所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，至少一个传感器元件(9)是基于CMOS技术的传感器元件。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，还存在至少一个辐射源(10)，其用于在所述文件中产生电磁辐射。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述辐射源(10)中的至少一个通过位于所述文件元件(11)中的发光物质(21，21.1)形成，所述发光物质能够通过所述安全文件或有价文件内部或外部的至少一个附加的激励源(10)激励。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述辐射源(10)中的至少一个产生具有预给定的脉冲序列的电磁辐射。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述文件元件是层元件(11)，其由通向至少一个传感器元件(9)的辐射路径上的电磁辐射至少部分地穿过和/或在所述层元件中所述电磁辐射被散射。
10.根据权利要求9所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述层元件(11)的物理特性通过包含在至少一个层元件(11)中的颗粒(20，21，21.1，21.2，21.3)的随机分布来定义。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，至少一个层元件(11)与所述文件(1)中的所述辐射源中的至少一个(10)紧邻地布置，并且在所述至少一个层元件(11)的背向所述至少一个辐射源(10)的侧面上存在具有至少一个反射区域的反射层(20)。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述集成电子电路(4)构造用于实施加密协议，并且实施所述加密协议所需的值从所述参考验证信号中导出。
13.根据权利要求12所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述集成电子电路(4)构造用于基于来自所述参考验证信号的值计算密钥。
14.根据权利要求12所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述集成电子电路(4)构造用于从所述验证信号计算HASH值。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的安全文件或有价文件(1)，其特征在于，所述集成电子电路(4)通过加密协议来验证：所述安全文件或有价文件(1)是否是未经篡改的并且仅仅在所述情形中才准许读取所述需保护的数据。
16.用于制造根据权利要求1至15中任一项所述的安全文件或有价文件(1)的方法，其中，所述安全文件或有价文件(1)具有至少一个与所述安全文件或有价文件(1)的文件元件(11)相邻的、没有封装的、用于通过至少一个通信接口(3)存储需保护的数据的集成电子电路(4)，并且还具有至少一个用于接收验证信号的传感器元件(9)，其中，通过与所述集成电子电路相邻的文件元件(11)的物理特性来影响所述验证信号，所述方法包括以下方法步骤：
(a)将所述集成电子电路(4)施加到第一个文件元件的第一层上；
(b)将第二文件元件的第二层施加到所述第一层的具有所述集成电子电路(4)的侧面上；以及
(c)层压所述第一层与所述第二层。
17.用于验证根据权利要求1至15中任一项所述的安全文件或有价文件(1)的方法，其中，所述安全文件或有价文件(1)具有至少一个与所述安全文件或有价文件(1)的文件元件(11)相邻的、没有封装的、用于通过至少一个通信接口(3)存储需保护的数据的集成电子电路(4)，并且还具有至少一个用于接收验证信号的传感器元件(9)，其中，通过与所述集成电子电路(4)相邻的文件元件(11)的物理特性来影响所述验证信号，所述方法包括以下方法步骤：
(c)在至少一个传感器元件(9)中通过物理量对至少一个传感器元件(9)的作用来产生所述验证信号；以及
(d)将所产生的验证信号与存储在所述集成电子电路(4)中的参考验证信号进行比较，所述参考验证信号在所述集成电子电路(4)嵌入到所述安全文件或有价文件(1)中之后立即获得。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述参考验证信号用于生成用于实施加密协议的密钥。
19.根据权利要求17和18中任一项所述的方法，其特征在于，在使用加密协议的情况下对所述验证信号和所述参考验证信号进行编码。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于，在构成相应的HASH值的情况下对所述验证信号和所述参考验证信号进行编码。
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