CN1384954A - 存有持有者身份证明的电子卡 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有非易失性存储器的电子卡,卡持有者的鉴别特性存储在该存储器中,以便比较所述特性与在一鉴定程序中输入的特性。持有者签名的动态特征存储在该非易失性存储器(26)中。该卡还包括一生成待鉴定的签名的区(12)以及提供该签名的动态特征的处理装置(14)、比较签名的动态特征与记录在该非易失性存储器(26)中的特性的装置和在一用来读取该卡中数据的阅读器外部向该处理装置和/或该比较装置供电的装置。

Description

存有持有者身份证明的电子卡
本发明涉及存有持有者身份证明的一种电子卡。
具有一存储器和/或微处理器，有时称为“智能卡”的电子卡常常为个人专用，特别用作银行卡或访问控制。这一个人化一般由该卡存储器中的个人密码和/或输入该卡中的与持有者有关的数据构成，例如持有者的相片或签名。
代表持有者的数据一般必需涉及一负责鉴定的人。例如，他将另一纸张、例如一付款条或注释上的签名与卡上的签名进行对照。这一对照的可靠性非常有限，一方面是因为对照者可能判断有误，另一方面因为骗子能模仿签名。
此外，为对照卡的存储器中的密码与由持有者存储的密码，必需使用一有一键盘的阅读器对由用户用键盘输入的密码与该卡的存储器中的密码进行比较，这一密码必需示出在该卡的输出端上。由于密码示出在输出端上，因此很容易被假冒。此外，把卡插入一阅读器也很麻烦。
为避免密码示出在卡的输出端上，公知的卡可包括：一包括持有者签名的动态特性的永久存储器、一用来签名的压电检测区、一分析由该检测区提供的信号以从中得出待鉴定的签名的动态特征并将它们与存储器中的动态特征进行比较的处理装置以及根据存储器中的动态特征与检测到的动态特征的比较结果发出鉴定信号的装置。
众所周知，一签名的动态特征是无法模仿的。这是因为，尽管一签名的形状较易模仿，但一签名的动态特征、例如在每一点(或某些点)作用在书写支撑物上的压力、签名持续时间、签名时每一点或给定点上的速度和加速度和方向改变是第三者无法复制的参数。
此外，持有者签名技术所需存储器的容量中等，用来读取签名动态信息的装置简单。
但是，在使用这类卡时，阅读器必需装有使得卡持有者在卡插入阅读器后进行签名的装置。换句话说，使用者只能在卡的一部分表面上签名，而卡的尺寸原本就不大。此外卡、特别是带有电触点的卡插入阅读器后操作卡时会发生很难解决的问题。这是因为在卡上签名会造成卡移动，从而改变卡上电触点与阅读器中的电触点的连接。
本发明可克服这些缺点。
本发明卡的特征在于，它有一种在用来读取卡上信息的阅读器的外部，向处理装置或比较装置供电的装置。因此可在任何点上进行签名，例如在与卡阅读器无关的一支撑物上。
该供电可用来在存储器中保存签名的动态特征或在存储器中保存对该卡的鉴定结果。
在可即时比较待鉴定的签名的动态特征与永久记录签名的动态特征的一实施例中，该卡有一能靠感应供电的接收天线，该天线向该卡的一处理电路和一微处理器供电，以进行比较。
在该实施例中，为使用该卡，首先必需使用把卡置于其上的一支撑物，该支撑物有一用该卡的接收天线的感应供电的发送天线。如该卡为电触点型，它插入一卡阅读器中，该阅读器按照鉴定结果确定签名的真伪，如为真，则容许使用。
在一比较方案中，该卡有电池或蓄电池之类能源，以记录动态特征并用一微处理器比较这些动态特征与所记录的动态特征。
在一可使用低容量能源的实施例中，只记录签名的动态特征，但在卡插入一阅读器后用该卡的微处理器进行比较，此时，由该阅读器向该微处理器供电。
在一实施例中，用于存储签名的动态特征和/或用于这些动态特征与该卡中永久存储器中的动态特征做比较的电路所需的电能由压电或热电装置供应。在用一压电薄膜，例如聚偏氟乙烯片检测动态特征时这一实施例特别有利。此时，作用在该片上的压力除了生成有用信号还生成电能。也可使用压电材料一般具有的热电效应；为此，例如可用手指压在该卡上，使得如此提供的热生成所需电能。
在例如卡只使用一次的某些应用中，签名的动态特征和/或鉴定结果可长期保存在存储器中。
但是，如通常那样得使用若干次的卡，最好在该卡的存储器中短时保存签名的动态特征或鉴定结果，例如保存一分钟左右。这有利于卡的安全使用。这是因为，如卡在鉴定签名后被偷，小偷冒名使用该卡的危险性减小。此外，在存储器中短时保存签名的动态特征或鉴定可在卡中使用低容量电源。
为在永久存储器中输入签名和/或在鉴定时输入签名，例如可使用一压电聚合物片、例如聚偏氟乙烯薄膜，其正反表面上有平行导线，第一面上的导线的方向与另一面上的导线不同。在这些情况下，该薄片表面的检测点数等于两表面上导线的交叉点数。作用在薄片上的压力在该片的每一点上生成可检测的电位差。由薄片和导线构成的检测点阵还可方便地分析签名的各种动态参数，例如书写速度、加速度和方向变动。
在一为一较简单实施例的比较方案中，为了避免在许多点上检测，使用两重叠的薄片，一薄片的一面上有平行导线，另一薄片上也有平行导线，但其方向与第一薄片上的导线不同，最好为与其垂直。但是，与上一实施例不同，在每一薄片中，所有偶数导线与同一接线端连接，所有奇数导线与另一接线端连接。从而只用4个电极与动态签名分析电路连接。签名时施加的压力造成向这些接线端交替供电，从而除了可确定作用在每一点上的压力，还可确定签名工具的运动轴线和方向。
在另一比较方案中，必需使用两张薄片，每一张薄片的正反表面上有方向不同的平行导线，当铁笔紧压一表面上的一点时，该表面上的一导线与另一表面上的一导线接触，从而造成短路，该短路表明铁笔通过该点。这一比较方案是一种经济的设计，因为它无需使用一薄片测量每一点上的电位差；但它无法测量铁笔或钢笔的压力。但是，我们发现，不使用这一参数，使用签名的其他动态特征就可足够可靠和安全防伪地鉴定签名。
用在卡上不留痕迹的铁笔或其墨迹可擦去的钢笔或铅笔进行待鉴定的签名。
本发明还涉及一用于一有一永久存储器的电子卡的电路，其特征在于，它包括一用来存储持有者的签名的动态特征的永久存储器；接收代表一签名的信号和提供一待鉴定信号的动态特征的处理装置；对待鉴定签名的动态特征与记录在永久存储器中的动态特征进行比较的装置以及一卡阅读器外部向该处理装置和/或该比较装置供电的装置。
该电路最好这样，即它在存储器中短时保存由处理装置提供的信号或由比较装置提供的信号。
从结合附图对本发明某些实施例的说明中可看出本发明的其他特征和优点，附图中：
图1为本发明卡的电路图；
图2示出本发明卡；
图3示出图1一比较方案的签名检测部；
图4为图3的俯视图；以及
图5为图3的仰视图。
以下结合附图说明的本发明实施例涉及规格与标准信用卡相同的一长方形卡。该卡用作银行卡和/或用作访问控制。
卡10的表面之一上有一薄片10，薄片10有一可在其上签名的可见表面。该薄片10包括压电聚合物，被覆盖在表面之一，例如上有导电行(未详细示出)的可见表面，另一表面上有导电列。这些导电行与这些导电列相交、生成一点阵。当钢笔或铁笔紧压薄片的可见表面时，该压力在每一点上在对应导电行和导电列之间生成电位差，该电位差表示所施加压力。此外，该点阵使得我们可知道书写铁笔笔尖在每一时刻的位置。
用一普通处理电路14来分析签名的动态特征，该电路有与导线连接的输入端161、162、...、16n和与导电列连接的输入端181、182、...、18p。
由电路14处理的动态特征除了每一点或选定点上受到的压力还有每一点或某些点上的书写速度、加速度、径向和切向加速度、签名持续时间和方向变动(角度)。
由处理电路14提供的这些动态特征输入一临时存储器20中。
存储器20的数据传送到一处理器24的输入端22，该处理器的一永久存储器26中有预先记录的持有者签名的动态特征。该处理器24可如所公知地用ISO 7816之类触点28与一有触点的卡阅读器连接。触点28位于卡12上与签名压电片12所在表面相反的表面上。
该薄片12例如通常位于信用卡用作签名的部位上(图2)。换句话说，除了信用卡上的区域外信用卡上无需另设签名区。
在图3、4和5所示实施例中，为消除该薄片12与电路14之间的大量连线(n+p)，只使用4个接线端40、42、44和46。
为此，该薄片12包括两张压电膜片48和50。该薄片48的顶面481上如图4所示有平行导线的一对格栅52。该格栅中的导线例如伸展在该薄片12的宽度上。这些导线等距。它们组合成两子集：第一子集包括奇数导线541、543等等，第二子集包括偶数导线542、544等等。第一子集的导线都与接线端40连接，而第二子集的导线都与接线端42连接。
第二压电片50底面511上如图5所示有与图4所示格栅52相同，但方向与之垂直的格栅56。换句话说，格栅56中的导线58互相平行地伸展在该薄片12的长度上。奇数导线581、583等等与接线端44连接，而偶数导线582、584等等与接线端46连接。
膜片48底面上覆盖有接地电极60(图3)。同样，压电膜片50的顶面上覆盖有接地的金属电极。
为了能正确区别书写铁笔的移动方向，在每一格栅52、56中，从一给定奇偶数列的一个电极到另一奇偶数列的紧跟着的电极的距离与该紧跟着的电极到第一奇偶数列的紧跟着的电极的距离不同。例如，一奇数电极与紧跟着的偶数电极之间的距离为D1，而该偶数电极与奇数列的紧跟着的电极之间的距离为大于D1的D2。例如，电极542与543之间的距离大于电极543与544之间的距离，如此等等。这样，当铁笔从左向右移动时，两时间脉冲之间的最短距离与接线端40上的第一信号和接线端42上的第二信号对应。在相反的情况下，即铁笔从右向左移动时，时间的最短距离与首先出现在电极42，然后出现在电极40上的信号对应。
由两压电膜片提供的数据的组合提供生成签名的铁笔的轴线和移动方向的信息，这两张压电片还提供关于该压力的信息。通过确定信号在接线端40和42以及在接线端44和46上出现的时间即可获得轴线和方向。该方向为信号在接线端40和42以及在接线端44和46上出现顺序的函数。这些信号还提供关于速度和加速度的信息。
从图1所示实施例可知，图3、4和5所示例子不提供任何关于在该薄片12上的签名位置的信息。另外，该信息对鉴别签名的动态特征来说无关紧要。
按照本发明的一个重要方面，为了允许该处理电路14可暂时运转及该微处理器24可能的暂时运转，提供了供电装置，以便允许记录签名的动态特征和/或提供鉴定信号而且独立于以后信用卡10插入的阅读器。这样，卡的持有者可不受限制地在任何支撑物或合适支撑物上签名。
为此，在一实施例(未示出)中，该卡有一接收天线用来通过一发送天线靠感应被提供给电能。卡的该天线向电路14和24供应电能。在该实施例中，阅读装置(未示出)包括两部分，即一方面为一具有该发送天线，用户可在其上签名的支撑物，另一方面为读取带有电触点的卡28的阅读器。
在该例中，在签名实现后进行比较，比较结束时存储器20自动删除数据。另一方面，鉴定信号保存在处理器24的一合适存储器中。
最好在处理器24的该存储器或另一存储器中短时保存该鉴定信号，例如保存30秒或1分钟，使得当卡是一种多次使用的卡时它不会被冒用。
根据这最后特征必需在存储器中短时保存鉴定信号，该最后特征与电路14和/或24使用何种供电方式无关。这一特征也适用于如下所述其他供电方式。
还应注意，不管使用何种供电，签名的动态特征在临时存储器20中只保存与记录在存储器26中的特性作比较所需足够时间。比较后，处理器24发出一表明签名真伪的信号。
存储器20为一随机存取存储器。信息的临时保存在一例子中在于提供一例如由一内部时钟或一电容器放电控制的定时装置，经过规定时间后擦去存储器20中的内容。
同样，当临时保存鉴定信号时，也使用一装置，该装置在经过由一定时装置如一钟或电容器放电确定的一段时间后擦去该鉴定信号。
按照另一实施例，卡10在一阅读装置外部有其自身电源，从而可在存储器中存储签名和/或鉴定的动态特征。该内部电源例如为一干电池或蓄电池。为减小该电源容量，最好该电源只用于处理电路14运转，但不用于处理器24。此时，最好如上所述在临时存储器20中短时保存签名的动态特征。然后当卡插入一可向处理器24供电的合适阅读器中时进行鉴定。
也可用压电片，例如区间12上的压电片或薄片供电。
也可用热电效应提供电能。此时，为检测签名的动态特征，最好使用一同时有热电特性的压电片。
为使用热电效应，在一实施例中，卡上留出一供手指揿压的部位，手指压力提供的热量生成电路14和/或处理器24运转所需电能。
应该指出，本发明与通过鉴别号进行鉴定的卡相容，靠签名鉴定和靠鉴别号鉴定的组合可减小该卡被冒用的危险性。
还应指出，本发明包括组合使用签名动态特征和静态特征即几何形状特征对卡作出鉴定。
不管什么样的实施例，从待鉴定签名的动态特征与记录在永久存储器中的动态特征的比较得出的信号可用来或不用来与卡阅读器之类设备进行交割。例如，在鉴定期中，一阅读器在与该卡对话的情况下，找出该卡永久存储器中的鉴定信息，然后在该鉴定期过去后进行交割。
按照一实施例，该鉴定信号能使得卡的功能或装置之一全部或部分受禁止，例如禁止向一互相鉴别信号作出响应或在多用途卡的情况中禁止一种用途。
为此，卡在该实施例中具有全部或部分禁止功能或该卡的装置。可在若干次毫无结果的鉴定后触发该禁止，也可提供解禁装置。
在一实施例中，从所述比较得出的信号可允许打开与一阅读器的对话并跟踪其功能，例如因为位于该卡的电路中的一逻辑门，该门可以打开或关闭一电触点与该卡上的触点区连接，或与一通讯接口连接。
该对话一旦建立，不管鉴定期是否已结束，保持该逻辑门在该打开位置可由该阅读器接替。

Claims (14)

1、一种具有永久存储器的电子卡，该永久存储器中存有卡持有者的鉴定特征，以便与在一鉴定程序中输入的特征比较这些特征，其特征在于，持有者签名的动态特征存储在该永久存储器(26)中，该卡有一用于实现待鉴定签名的区(12)以及提供待鉴定信号的动态特征的处理装置(14)，比较该待鉴定的签名的动态特征与记录在永久存储器(26)中的动态特征的装置(24)以及在一用来读取该卡中的信息的阅读器外部，用于向该处理装置和/或比较装置供电的装置。
2、按权利要求1所述的卡，其特征在于，它有一向卡中的处理装置和/或比较装置供电的接收天线。
3、按权利要求1所述的卡，其特征在于，它有向该处理装置和/或比较装置供电的内部能源。
4、按权利要求3所述的卡，其特征在于，该能源为压电和/或热电型。
5、按权利要求4所述的卡，其特征在于，它有至少一个用来检测待鉴定签名的动态特征的压电片；该压电片还用来产生向处理装置和/或比较装置供电所需电能。
6、按上述任一权利要求所述的卡，其特征在于，它有一用于一待鉴定的签名的动态特征或由比较装置提供的鉴定信号的临时存储器(20)。
7、按权利要求6所述的卡，其特征在于，待鉴定动态特征或鉴定信号在该临时存储器中的保存时间不超过约1分钟。
8、按上述任一权利要求所述的卡，其特征在于，该卡为触点型，用作鉴定的签名区(12)与触点区(28)分开。
9、按上述任一权利要求所述的卡，其特征在于，签名区(12)有一压电片，该压电片一表面上有平行导线，另一表面上有平行导线，两表面上的导线的方向不同，动态特征之一为每一点上或选定点上的书写压力。
10、按权利要求1-8中任一权利要求所述的卡，其特征在于，该签名区(12)有相叠的两压电片，上面的压电片(48)的顶面上有平行导线，下面的压电片(50)的底面上有方向与上面的压电片上的导线方向不同的平行导线；在这些组平行导线的每一组中，偶数排列导线与第一接线端(42；46)连接，奇数排列导线与第二接线端(40；44)连接。
11、按权利要求1-8中任一权利要求所述的卡，其特征在于，该签名区(12)有两个薄片，其中每一个薄片有平行导线，这些导线沿不同的方向在书写铁笔的部位上互相接触。
12、按上述任一权利要求所述的卡，其特征在于，它有全部或部分禁止该卡内至少一个功能或装置的装置，该禁止受待鉴定信号的动态特征与记录在永久存储器中的特征的比较结果的控制。
13、一种使用按权利要求2所述的卡的装置，其特征在于，它有一向该卡的接收天线供电的发射天线和一支撑物。
14、一用于具有一永久存储器的电子卡的电路，其特征在于，它包括一用来存储持有者的签名的动态特征的永久存储器，接收表示一签名的信号和提供待鉴定信号的动态特征的处理装置，比较待鉴定签名的动态特征与记录在该永久存储器中的动态特征的装置以及在一用来读取该卡中信息的阅读器外部，用于向该处理装置和/或该比较装置供电的装置。
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