DD256204A1

DD256204A1 - DATA CARRIER AND INSPECTION PROCEDURE FOR CASHLESS SERVICE RELEASE

Info

Publication number: DD256204A1
Application number: DD29370486A
Authority: DD
Inventors: Volker Schulz; Edwin Muschick; Wolfgang Meiling; Helmar Bittner; Joerg Brauner
Original assignee: Zittau Ing Hochschule
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Datentraeger und ein Pruefverfahren zur bargeldlosen Dienstleistungsfreigabe, wobei der Datentraeger es ermoeglicht, entsprechend dem auf dem Datentraeger abgespeicherten Wert einmalig ein bestimmtes Quantum an Dienstleistung freizusetzen, z. B. eine bestimmte Energiemenge fuer Haushalte.The invention relates to a data carrier and a Pruefverfahren for cashless service release, the data carrier allows it to release according to the value stored on the data carrier once a certain amount of service, z. B. a certain amount of energy for households.

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Der in der Erfindung vorgestellte maschinenlesbare Datenträger und das Prüfverfahren zum Lesen und Entwerten des Datenträgers kann überall dort eingesetzt werden, wo zum Zwecke der Auslösung einer Vorrichtung zum Bezug einer Dienstleistung, z. B. eines bestimmten Quantums an Energie, Gas oder Wasser, ein auf dem Datenträger abgespeicherter Wert · übernommen werden muß. Für Dienstleistungseinrichtungen, z. B. Parkutiren, Fernsprechapparate oder Automaten in Vergnügungseinrichtungen besteht über die Vorrichtung zum Lesen des Datenträgers die Möglichkeit einer teilweisen Entwertung.The machine-readable data carriers presented in the invention and the test method for reading and validating the data carrier can be used wherever for the purpose of triggering a device for obtaining a service, for. B. a certain amount of energy, gas or water, a stored on the disk value · must be adopted. For service facilities, eg. B. Parkutiren, telephone sets or vending machines in amusement facilities through the device for reading the disk, the possibility of partial cancellation.

Characteristic of the known technical solutions

Kennzeichnend für viele Automaten zur automatischen Dienstleistungsfreigabe ist, daß entsprechend dem Wert einer gewünschten Dienstleistung ein bestimmter Geldbetrag in Form von Münzen oder ein entsprechendes Geldäquivalent in Form von Wertmarken in eine Aufnahmeeinrichtung eingeführt werden muß.Characteristic of many machines for automatic service release is that according to the value of a desired service a certain amount of money in the form of coins or a corresponding monetary equivalent in the form of tokens must be introduced into a receiving device.

Diese Automaten kennzeichnet ein hoher mechanischer Aufwand für die Geldeinheitenerkennung sowie für die Erkennung von Falsifikaten und sie besitzen den Nachteil, daß sie regelmäßig entleert und gewartet werden müssen. Da in ihnen Geld akkumuliert wird, sind sie ein beliebtes Objekt gesetzeswidriger Handlungen [DE-OS 2653611; DE-OS 2156872; DE-OS 2536648].These machines are characterized by a high mechanical outlay for the recognition of currency units as well as for the recognition of forgeries and they have the disadvantage that they have to be regularly emptied and maintained. Since money is accumulated in them, they are a popular object of illegal acts [DE-OS 2653611; DE-OS 2156872; DE-OS 2536648].

Das Problem der Geldakkumulierung läßt sich durch Anwendung anderer Eingabemedien, z. B. Geldersatzkarten, umgehen.The problem of accumulating money can be overcome by using other input media, eg. B. Geldersatzkarten, bypass.

Diese Geldersatzkarten werden durch den Verkaufsautomaten entsprechend dem Wert der erhaltenen Dienstleistung entwertet [DE-AS 1474906; DE-AS 2408492; EP 0081 606 und DE-AS 1 474908].These money substitute cards are canceled by the vending machine according to the value of the service received [DE-AS 1474906; DE-AS 2408492; EP 0081 606 and DE-AS 1 474 908].

Je nach Art des Speicherverfahrens, der Anzahl der abzuspeichernden Informationen und den Anforderungen an die Fälschungssicherheit ergibt sich für das Eingabeteil des Systems Automat-Geldersatzkarte ein unterschiedlich hoher konstruktiver Aufwand, der die Wartungsfreiheit vieler Systeme in Frage stellt [DE-OS 3116544; DE-OS 3145705].Depending on the nature of the storage method, the number of information to be stored and the requirements for the security against counterfeiting results for the input part of the system automat-Geldersatzkarte a different level of design effort, which makes the maintenance of many systems in question [DE-OS 3116544; DE-OS 3145705].

In DD-PS 216341; DE-PS 3321206; DE-OS 3001 888 werden Berechtigungskarten auf der Grundlage magnetischer Speicherverfahren beschrieben. Sie besitzen den Nachteil, daß die abgespeicherte Information mit einem geeigneten Sensor,In DD-PS 216341; DE-PS 3321206; DE-OS 3001 888 describes authorization cards based on magnetic storage methods. They have the disadvantage that the stored information with a suitable sensor,

z. B. einer magnetischen Lupe, identifizierbar ist. Damit besteht prinzipiell die Möglichkeit, die gespeicherte Information zu kopieren.z. B. a magnetic magnifying glass, is identifiable. This basically allows you to copy the stored information.

Weiterhin besitzen magnetische Geldersatzkarten den Nachteil, daß die gespeicherte Information gelöscht oder modifiziertFurthermore, magnetic replacement cards have the disadvantage that the stored information is deleted or modified

werden kann, der physische Informationsträger, die Magnetschicht, aber erhalten bleibt. Das in DE-OS 3001888 vorgestellte Verfahren benutzt eine sehr aufwendige, elektromechanische Stanzvorrichtung zurteilweisen Entwertung der magnetisch gespeicherten Information einschließlich der Magnetschicht.can be, the physical information carrier, the magnetic layer, but preserved. The method presented in DE-OS 3001888 uses a very expensive, electromechanical punching device for partially debasing the magnetically stored information including the magnetic layer.

Ein in DE-OS 3321206 beschriebenes magnetisches Verfahren benutzt zwar eine statische Auslesung der gespeicherten Information, besitzt aber den Nachteil, daß die zur Informationslesung verwendete (m*n)-Lesematrix mit kleinen stabförmigen Elektromagneten realisiert.wird. Der dafür notwendige Aufwand ist für viele Einsatzfälle unvertretbar hoch.Although a magnetic method described in DE-OS 3321206 uses a static readout of the stored information, but has the disadvantage that the (m * n) reading matrix used for information reading is realized with small rod-shaped electromagnets. The effort required for this is unacceptably high for many applications.

In EP 0061722 wird eine Einrichtung zur Abbuchung von Guthabenkarten mit metallisierter Oberfläche und Elektrosensitiv-Beschriftung beschrieben. Analog wie bei den magneto-dynamischen Leseverfahren ist hier ein motorisch bewegter Kartentransport notwendig, der neben dem hohen Materialeinsatz auch eine größere Störanfälligkeit zur Folge hat.EP 0061722 describes a device for debiting prepaid cards with metallized surface and electrosensitive inscription. Analogous to the magneto-dynamic reading method, a motor-driven card transport is necessary here, which in addition to the high material usage also has a greater susceptibility to interference.

DE-OS 3343856 beschreibt eine Kreditkarte, aufweicher sich in gedruckter Schaltungstechnik mittels eines Stromstoßes zerstörbare Widerstände befinden, wobei jeder Widerstand einer Gebühreneinheit entspricht. Neben dem einfachen Aufbau der Karte, ihrer unkomplizierten Informätionslesung und -entwertung stehen dieser Erfindung die Verwendung von Golddrähten als Gebühreneinheit und die störanfällige Widerstandsmessung, mit der die Zahl der noch vorhandenen Golddrähte ermittelt und die Energie errechnet wird, mit welcher der nächste Golddraht zerstört werden muß, entgegen.DE-OS 3343856 describes a credit card, on which printed circuit technology means of a power surge destructible resistors are, each resistor corresponds to a charging unit. In addition to the simple design of the card, their straightforward information reading and depreciation of this invention, the use of gold wires as a fee unit and the interference-prone resistance measurement, which determines the number of gold wires still available and the energy is calculated with which the next gold wire must be destroyed , opposite.

Hohe Anforderungen an die Fälschungssicherheit und universelle Einsetzbarkeit bieten die in DE-OS 3243758; DE-OS 3248385 und DE-OS 3222288 beschriebenen Karten. Da sie mit einem Mikroprozessor und einem Speicher ausgerüstet sind, zählen sie zu den aktiven elektronischen Karten.High demands on the security against forgery and universal applicability offer in DE-OS 3243758; DE-OS 3248385 and DE-OS 3222288 described cards. Since they are equipped with a microprocessor and a memory, they are among the active electronic cards.

Es gibt jedoch eine Vielzahl von Einsatzfällen im Dienstleistungssektor, wo derartig hohe Anforderungen an die Fälschungssicherheit nicht notwendig sind. Forderungen wie, einfache und sehr zuverlässige Datenlesung, bequemer und robuster Umgang mit dem Datenträger, billiger Herstellungspreis bei großen Stückzahlen sowie eine weitgehende Wartungsfreiheit des Systems werden nicht unbedingt durch eine elektronische Datenkarte zufriedenstellend erfüllt. Die Fälschungssicherheit einer Geldersatzkarte — für bestimmte Einsatzfälle — kann als ausreichend angesehen werden, wenn nur mittels spezieller technologischer Voraussetzungen und gutem Fachwissen eine Fälschung der Karte möglich ist.However, there are a variety of applications in the service sector, where such high demands on the security against counterfeiting are not necessary. Requirements such as, simple and very reliable data reading, convenient and robust handling of the data carrier, cheap production price for large numbers and a largely maintenance-free system are not necessarily satisfactorily met by an electronic data card. The counterfeiting security of a replacement card - for certain applications - can be regarded as sufficient if a counterfeiting of the card is possible only by means of special technological prerequisites and good specialist knowledge.

In DD-PS 233436 wird eine Wertkarte vorgestellt, die nach ihrem physikalischen Grundprinzip eine Ein-Bit-Information enthält.In DD-PS 233436 a value card is presented, which contains a one-bit information according to its physical basic principle.

Diese Information wird mit der Entwertung der Karte übernommen, wobei gleichzeitig die Prüfung auf Fälschung und erst dann die Freigabe der Dienstleistung erfolgt.This information is taken over with the devaluation of the card, at the same time the check for falsification and only then the release of the service.

Es besteht aber nicht die Möglichkeit, eine mehrwertige diskrete Information auf ihr abzuspeichern, die es gestattet, die Identität des Kartenbesitzers zu überprüfen und/oder andererseits die Freigabe eines bestimmten Wertquantums einer Dienstleistung ermöglicht.However, it is not possible to store multivalued discrete information on it, which makes it possible to verify the identity of the cardholder and / or, on the other hand, enables the release of a certain quantum of value of a service.

Ein weiterer Nachteil des Datenträgers ist, daß aufgrund seines einfachen Aufbaus eine Nachempfindung des Entwertungsvorganges mit einem Falsifikat leicht möglich ist. Der Entwertungsvorgang, der über einen elektrischen Durchschlag realisiert wird, ist meßtechnisch nachweisbar, so daß sich daraus Rückschlüsse auf das gewählte Speicherverfahren ziehen lassen.Another disadvantage of the data carrier is that due to its simple structure, a Nachempfindung the validation process with a Falsifikat is easily possible. The devaluation process, which is realized via an electrical breakdown, can be detected by measurement, so that conclusions can be drawn on the selected storage method.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Verringerung des Aufwandes beim Betrieb von Vorrichtungen zur automatischen Gebührenentrichtung für Dienstleistungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Fälschungssicherheit gegenüber vergleichbaren Verfahren. Die auf dem Speichermedium gespeicherte Information muß eine vielseitige Einsetzbarkeit garantieren.The aim of the invention is a reduction of the effort in the operation of devices for automatic fees paid for services while increasing the security against counterfeiting comparable procedures. The information stored on the storage medium must guarantee versatile usability.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung eines fälschungssicheren Datenträgers zur bargeldlosen Dienstleistungsfreigabe, der eine hohe Zuverlässigkeit beim Datenlesen gewährleistet und ohne wartungsintensive Einrichtungen für das Erkennen, Lesen und Entwerten des Datenträgers auskommt. Dafür ist ein dazugehöriges Prüfverfahren zu entwickeln.The object of the invention is the design of a tamper-proof data carrier for cashless service release, which ensures high reliability in data read and manages without maintenance-intensive facilities for detecting, reading and validating the disk. For this an associated test procedure has to be developed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe so gelöst, daß auf einem nichtleitfähigem Trägersubstrat eine dünne, leitfähige Schicht aufgetragen wird. Auf dieser Schicht wird eine dünne Isolierschicht erzeugt, deren Struktur und Eigenschaften dem Datenträger das gewünschte Verhalten geben. Auf diese Isolierschicht wird dann eine weitere leitfähige, in bestimmte Bereiche unterteilte Schicht aufgetragen, wobei diese Bereiche quasi die Gegenelektroden von Kondensatoren darstellen. Physikalisch entspricht dieses Eingabemedium einer Zusammenschaltung mehrerer Kondensatoren, wobei die nichtleitfähigen Bereiche das Dielektrikum bilden.According to the invention, this object is achieved in that a thin, conductive layer is applied to a nonconductive carrier substrate. On this layer, a thin insulating layer is created whose structure and properties give the disk the desired behavior. A further conductive layer subdivided into specific regions is then applied to this insulating layer, these regions representing, as it were, the counterelectrodes of capacitors. Physically, this input medium corresponds to an interconnection of several capacitors, the non-conductive regions forming the dielectric.

Zur mechanischen Stabilitätserhöhung wird die gesamte Anordnung zwischen zwei Schutzschichten verschweißt, so daß die leitfähigen Bereiche und die gemeinsame Gegenelektrode von außen zugänglich bleiben.To increase the mechanical stability, the entire assembly is welded between two protective layers so that the conductive regions and the common counterelectrode remain accessible from the outside.

Der elektrische Durchschlag mindestens eines Kondensators in Verbindung mit dem Durchschlagort stellt eine Information dar.The electrical breakdown of at least one capacitor in conjunction with the breakdown site is an information.

Zur; weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit wird jeder Kondensator durch einen feinen Widerstandsdraht kurzgeschlossen, der mit Einleitung der Informationslesung durch einen definierten Stromimpuls durchgeschmolzen wird. Das Prüfverfahren zum Datenträger nutzt eine Widerstandsmessung zur Überprüfung der Widestandswerte, erzeugt einen definierten Stromimpuls zum Durchschmelzen der Widerstandsdrähte, um dann den auf der Karte gespeicherten Wert zu übernehmen, zwischenzuspeichern und mit zulässigen, gespeicherten Werten zu vergleichen. Ist der gelesene und zwischengespeicherte Wert in der Menge der zulässigen Werte vorhanden, so erfolgt die Entwertung der einzelnen Kondensatoren über einen elektrischen Durchschlag, wobei die Durchschlagzeit und die Durchschlagspannung als zusätzliches Fälschungskriterium herangezogen werden. Nach erfolgter ordnungsgemäßer Entwertung wird der gelesene Wert in den Hauptspeicher übernommen und angezeigt. Mit der Übernahme des zwischengespeicherten Wertes in den Hauptspeicher erfolgt die Freigabe der Dienstleistung mit dem entsprechenden Wertquantum.for; To further increase the security against forgery, each capacitor is short-circuited by a fine resistance wire, which is melted by initiation of the information reading by a defined current pulse. The test method for the data carrier uses a resistance measurement to check the resistance values, generates a defined current pulse for melting the resistance wires, in order to then accept the value stored on the card, buffer it and compare it with permissible, stored values. If the read and buffered value is present in the quantity of permissible values, the devaluation of the individual capacitors takes place via an electrical breakdown, whereby the breakdown time and the breakdown voltage are used as an additional counterfeiting criterion. After proper validation, the read value is transferred to the main memory and displayed. With the transfer of the cached value to the main memory, the service is released with the corresponding value quantum.

Mit dieser Form des Datenträgers ist man in der Lage, mindestens eine mehrwertige Information abzuspeichern, mittels der entweder die Identität des Kartenbesitzers geprüft und/oder er entsprechend dem auf der Wertkarte gespeicherten Wert zum Empfang einer oder mehrerer Dienstleistungen berechtigt wird.With this form of the data carrier one is able to store at least one multi-valued information by means of which either the identity of the cardholder is checked and / or he is entitled to receive one or more services according to the value stored on the prepaid card.

Eine Teilentwertung der gespeicherten Information, z.B. bei Parkuhren oder Vergnügungseinrichtungen oder eine Gesamtentwertung, z. B. bei Verbrauchszählern, kann vorgenommen werden.Partial invalidation of the stored information, e.g. at parking meters or amusement facilities or a total devaluation, z. B. in consumption meters, can be made.

embodiment

Der erfindungsgemäße Aufbau eines Datenträgers und dessen Prüfung sind an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigtThe structure of a data carrier according to the invention and its testing are shown in an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1: Ersatzschaltbild eines Datenträgers,1: equivalent circuit diagram of a data carrier,

Fig.2: Draufsicht auf einen Datenträger ohne Schutzschicht,2: plan view of a data carrier without protective layer,

Fig.3: Draufsicht auf einen Datenträger mit Schutzschicht,3: top view of a data carrier with protective layer,

Fig.4: Schnitt in der Längsachse des Datenträgers,4: section in the longitudinal axis of the data carrier,

Fig.5: Kartenaufnahmeeinrichtung,Fig.5: card receiving device,

Fig. 6: Blockschaltbild für die Lese- und Entwerteeinrichtung.6 shows a block diagram for the reading and validating device.

Die in die Kartenaufnahmeeinrichtung 9 eingeführte Karte besteht aus einer nichtleitenden Trägerschicht 3, siehe Fig. 2, auf der sich eine dünne leitfähige Schicht 4 von ca. 100μ,Γη Dicke befindet. Auf dieser homogenen, leitfähigen Schicht wird eine weitere dünne, nichtleitfähige Schicht 6 von ca. 0,3pm Dicke aufgebracht. Auf diese Isolierschicht, die quasi das Dielektrikum mehrerer Kondensatoren 2 darstellt, kommt eine weitere leitfähige, in abgeschlossene Bereiche unterteilte Schicht, mit einer Dicke von etwa 1 μητι, die die Gegenelektroden darstellen. Diese in abgeschlossene Bereiche, mit einer bestimmten Anzahl und lokaler Positionierung, unterteilte leitfähige Schicht stellt die Gegenelektroden mehrerer Kondensatoren dar, die einseitig zusammengeschaltet sind (Fig. 1). Schließlich werden die jeweils zusammengehörigen Elektroden durch Widerstandsdrähte 16, mit einem definierten Schmelzpunkt, kurzgeschlossen. Diese Anordnung wird zwischen Schutzschichten 3 derart verschweißt, daß die Elektroden von außen zugänglich bleiben.The inserted into the card receiving device 9 card consists of a non-conductive support layer 3, see Fig. 2, on which there is a thin conductive layer 4 of about 100μ, Γη thickness. On this homogeneous, conductive layer, a further thin, non-conductive layer 6 of about 0.3 pm thickness is applied. On this insulating layer, which is virtually the dielectric of several capacitors 2, comes another conductive, subdivided into closed areas layer, with a thickness of about 1 μητι, which represent the counter electrodes. This conductive layer divided into closed areas, with a certain number and local positioning, represents the counterelectrodes of a plurality of capacitors which are interconnected on one side (FIG. 1). Finally, the respectively associated electrodes are short-circuited by resistance wires 16, with a defined melting point. This arrangement is welded between protective layers 3 such that the electrodes remain accessible from the outside.

Die Anzahl und die örtliche Anordnung der durchgeschlagenen Kondensatoren stellt die auf dem Datenträger abgespeicherte Information dar.The number and the local arrangement of the blown capacitors represents the information stored on the disk.

Nach dem ordnungsgemäßen Einlegen des Eingabemediums 7 in die Kartenaufnahmeeinrichtung 9, Fig. 6, wird diese gegen die Leseeinrichtung 10 gedrückt, so daß über die Auswerteeinrichtung die ordnungsgemäße Lage des Datenträgers einschließlich der Kartenaufnahmeeinrichtung auswertbar ist und die Steuerung der Lese- und Entwerteeinrichtung folgende Operationen nacheinander ausführen kann:After the correct insertion of the input medium 7 in the card receiving device 9, Fig. 6, this is pressed against the reading device 10, so that the evaluation of the proper location of the disk including the card receiving device is evaluated and the control of the reading and validating device following operations sequentially can execute:

— Prüfung des Datenträgers auf ordnungsgemäße Lage,- checking the data carrier for proper location,

— Prüfung, ob der Datenträger noch gültig ist, indem über eine Widerstandsmessung das Vorhandensein aller Widerstände geprüft wird,- Checking whether the data carrier is still valid by checking the presence of all resistances via a resistance measurement,

— Entwertung der Widerstände über einen definierten Stromimpuls,- devaluation of the resistors via a defined current pulse,

— Kontrolle der ordnungsgemäßen Entwertung,- control of proper validation,

— Lesen der abgespeicherten Information,Reading the stored information,

— Plausibiiitätskontrolle des vom Datenträger gelesenen Wertes,- plausibility check of the value read from the data medium,

— Entwertung des Datenträgers mit einem Spannungsdurchschlag,- devaluation of the data carrier with a voltage breakdown,

— Kontrolle der ordnungsgemäßen Entwertung durch Überprüfung, ob der Durchschlag zu einemjrreversiblen Kurzschluß geführt hat und- Verification of proper cancellation by checking whether the breakdown has led to a reversible short circuit and

— Übernahme des zwischengespeicherten Datenwertes in ein Register sowie Freigabe der entsprechenden Dienstleistung. Jede Manipulation am Datenträger bzw. an der Kartenaufnahmeeinrichtung würde zu einer Zerstörung der abgespeicherten Information und damit zu einer Entwertung der Geldersatzkarte führen.- Transfer of the cached data into a register and release of the corresponding service. Any manipulation of the data carrier or on the card receiving device would lead to a destruction of the stored information and thus to a devaluation of the money card.

Der entwertete und damit wertlose Datenträger ist der Leseeinrichtung zu entnehmen.The devalued and therefore worthless data carrier is to be taken from the reading device.

Claims

1. data carrier for cashless service release, the subsequent manipulation leads to the detriment of the owner, consisting of a card on which one above the other an electrically conductive layer, a thin insulating layer and about a further thin, electrically conductive layer, characterized in that the first Layer is an electrically conductive layer on which an electrically non-conductive layer (6) is applied and conductive regions (5) of a certain number and local positioning, which are located on the non-conductive layer and thus the card, so to speak, the construction of several single-pole interconnected capacitors ( 2), wherein a certain number of capacitors (2) is changed by means of an irreversible breakdown in their electrical resistance, and the number and local positioning of the blown capacitors represents the information to be transferred that at least one capacitor the data carrier after encoding with a resistance wire (16), similar to a bonding wire, is bridged, that this resistance wire with a defined current pulse is melted and neither before nor after the invalidation conclusions on the memory method used or on the coding permits.

2. test method for cashless service release according to item 1, wherein the data carrier in a card receiving device (9) to introduce and to position relative to the reading device, characterized in that the reading and validating device checks the data carrier (7) for authenticity by a resistance measurement the presence of all resistance wires is determined that after a positive test, a defined current pulse initiates the destruction of the resistance wires that after destruction of the resistors read the information stored in the disk information on a further resistance measurement and in a buffer (11) is taken over initiate a voltage pulse, the irreversible destruction of the not yet penetrated capacitors, that the breakdown voltage in conjunction with the breakdown time is considered an additional forgery criterion and only after devaluation of the takeover e of the cached value in the main register (14) and the release of the memory value associated with the service quantum (15).