DE10027178A1 - Magnetstreifen-Authentifizierungs-Verifizierungssystem - Google Patents
Magnetstreifen-Authentifizierungs-VerifizierungssystemInfo
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Abstract
Magnetstreifendokumente werden identifiziert und authentifiziert auf der Grundlage wiederholbarer magnetischer Eigenschaften eines Streifens, auf welchem Digitaldaten und Signalformeigenschaften der abgetasteten Digitaldaten aufgezeichnet sind. Streifen werden abgetastet, um ein Analogsignal bereitzustellen, wobei nur der Abschnitt verwendet wird, in welchem führende Nullen gespeichert sind. Der Abschnitt für führenden Nullen wird zyklisch abgetastet und digitalisiert, um eine Sollanzahl an Proben während einer Frequenzverriegelungsschleife zur Verfügung zu stellen. Die Sollanzahl an Proben wird dann durch einen Auswahlvorgang verringert, bei welchem eine vorbestimmte Anzahl an digitalen Proben aus zentralen Orten in magnetisierten Abschnitten der Aufzeichnung erhalten wird, im einzelnen aus Räumen zwischen Datenübergängen. Ausgewählte Gruppen, jeweils mit einer vorbestimmten Anzahl an digitalen Proben, werden dann kombiniert, um Magneteigenschaftsdaten zur Verfügung zu stellen. Derartige Daten werden dann mit Signalformdaten (Bereich) kombiniert, um ein Identifizierungswort zur Verfügung zu stellen. Dokumente werden verifiziert durch das Korrelieren von Bezugsidentifizierungswörtern und abgetasteten Identifizierungswörtern. Ein oder mehrere Bezugsidentifizierungswörter können auch in Bezug auf zu starke Ähnlichkeit getestet werden, was eine betrügerische Kopie andeutet.
Description
Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung Systeme und
Prozesse, welche die wiederholbaren Eigenschaften eines
Magnetstreifens zum Authentifizieren, von einem Streifen
tragenden Gegenständen nutzen, beispielsweise Dokumenten wie
Kreditkarten.
Verschiedene Formen von Karten und anderen Dokumenten, die
einen Magnetstreifen aufweisen, sind seit langem für
verschiedene unterschiedliche Zwecke verwendet worden.
Derartige Magnetstreifenkarten werden momentan in großer
Anzahl eingesetzt, beispielsweise in Form von Kreditkarten,
Kundenkarten, Fahrscheinen, Pässen, Identitätskarten usw.
Typischerweise enthalten die Magnetstreifen derartiger Karten
digital aufgezeichnete Daten, die beispielsweise die
Benutzung der Karte betreffen, und zugeordnete Benutzer,
usw.
Obwohl Magnetstreifendokumente in großem Ausmaß und
erfolgreich im Handel und in der Industrie eingesetzt werden,
sind verschiedene Arten von Kopien üblich geworden. Die
Gesamtverluste infolge betrügerisch kopierter
Magnetstreifenkarten sind sehr groß. Daher besteht ein
beständiges Bedürfnis nach einem praktischen und
kostengünstigen System und Verfahren zum verläßlichen
Identifizieren, und daher Verifizieren oder Authentifizieren
von Magnetstreifendokumenten.
Im Verlauf der Jahre hat es zahlreiche Vorschläge zum
Verifizieren von Dokumenten gegeben, einschließlich Verfahren
zum Authentifizieren von Magnetstreifen. Eine beträchtliche
Anzahl früherer Vorschläge beruhte auf dem Konzept, bestimmte
magnetische Eigenschaften des Magnetstreifen zum Verifizieren
von Dokumenten als Karten zu verwenden. In dieser Hinsicht
wurde festgestellt, daß Magnetstreifen inhärente, im
wesentlichen einzigartige, magnetische Eigenschaften
aufweisen, die wiederholt abgerufen werden können. Im Verlauf
der Jahre wurde in Bezug auf diese Eigenschaften
festgestellt, daß sie eine Signalkomponente bereitstellen,
die manchmal als Rauschen in dem abgetasteten Analogsignal
angesehen wird. Zusammen mit den abgetasteten Daten ist daher
eine wiederholbare Signalkomponente (Rauschen) ebenfalls
vorhanden. Im wesentlichen sind, ebenso wie die magnetischen
Eigenschaften individueller Streifen unterscheidungskräftig
sind, die sich ergebenden "Rauschsignale" in gewisser Weise
einzigartig, und können Magnetstreifen charakterisieren oder
identifizieren. Daher wurde vorgeschlagen, derartige
magnetische Eigenschaften und die sich ergebenden
"Rauschsignale" als Grundlage zum Identifizieren und
Verifizieren individueller Magnetstreifendokumente zu
verwenden. In einigen Fällen wurde das allgemeine Verfahren
mit dem Gebiet menschlicher Fingerabdrücke verglichen, also
mit der Verwendung einer in gewisser Weise einzigartigen
physikalischen Eigenschaft zum Zwecke der Identifizierung.
Obwohl verschiedene Verifikationsverfahren und -strukturen
auf der Grundlage der Rauschkomponente oder der
charakteristischen magnetischen Komponente eines abgetasteten
Magnetstreifensignals vorgeschlagen wurden, fanden sie jedoch
keine breite Akzeptanz.
Ein bisheriger Vorschlag umfaßt die Verwendung eines
getrennten, keine Daten aufweisenden Magnetstreifens, der auf
einem Dokument spezielle zum Zwecke der Identifizierung des
Dokuments angebracht wurde. Andere Vorschläge umfaßten
verschiedene Behandlungen des Magnetstreifens, üblicherweise
der Signale, die aufgezeichnet und von Magnetstreifen
abgetastet werden.
Typischerweise sind die Magnetstreifen auf herkömmlichen
Magnetstreifenkarten in parallele Spuren unterteilt, welche
digital aufgezeichnet und abgetastet werden. Zahlreiche der
früheren Vorschläge zum Verifizieren von
Magnetstreifendokumenten umfaßten die Aufzeichnung einer Spur
auf dem Magnetstreifen in Form digitaler Daten, die durch
magnetische Übergänge entlang der Länge des Magnetstreifens
repräsentiert werden. Abschnitte von Analogsignalen, die aus
den Magnetspurübergängen abgetastet wurden, oder andere
Abschnitte des Signals wurden zum Einsatz beim
Charakterisieren der Karte oder des Dokuments vorgeschlagen.
Beispielsweise wurden im Zeitbereich Spitzenwerte in dem
abgetasteten Analogsignal (welche magnetische Übergänge
repräsentieren) zum Einsatz beim Verifizieren des
Magnetstreifens vorgeschlagen. Andere Vorschläge betrafen die
Verwendung anderer Abschnitte des abgetasteten Analogsignals
von einer der Magnetspuren. Beispielsweise wurden die relativ
ebenen Signalabschnitte, welche magnetisierte Bereiche des
Streifens repräsentieren (die zwischen magnetischen
Übergängen liegen) zum Einsatz vorgeschlagen.
Weiterhin wurden verschiedene Techniken zu dem Zweck
vorgeschlagen, konsistentere Ergebnisse bei der Abtastung der
magnetischen Eigenschaftssignale zu erhalten. Derartige
Techniken umfaßten beispielsweise: Mittlung der Ergebnisse
mehrerer Abtastungen, Oversampling (erhöhte Abtastung,
beispielsweise um einen Faktor 100 erhöht), und Verwendung
einer PLL zum Steuern der Abtastung. Weiterhin wurde die
Auffassung vertreten, daß zum Zwecke der Identifizierung und
Verifizierung beträchtliche Variationen zwischen einzelnen
Abtastungen von Magnetstreifeneigenschaften recht akzeptabel
sind.
Bei der endgültigen Wertung fand jedoch, wie dies
voranstehend bereits erwähnt wurde, trotz der zahlreichen
Strukturen und Techniken, die für Magnetstreifen-
Fingerabdrücke vorgeschlagen wurden, das Konzept keine breite
Akzeptanz. Daher ist die Verwendung des sogenannten
"remanenten Rauschens" in einem Signal, das von
Magnetstreifen ausgelesen wurde, um individuelle Dokumente zu
verifizieren, zu keiner großen Verbreitung gelangt. Obwohl
zahlreiche Vorschläge in Bezug auf eine derartige Operation
gemacht wurden, hat das Verfahren einfach keine signifikante
Akzeptanz im Handel oder der Industrie erlangt.
Typischerweise umfaßt der Betrug in Bezug auf Magnetstreifen
die Kopie, auf verschiedene Arten und Weisen, der
aufgezeichneten Daten (einschließlich Verifikationsdaten)
entweder in digitaler oder analoger Form, und deren
Verwendung zum Verifizieren einer Transaktion. Daher besteht
ein beträchtliches Bedürfnis nach einem verläßlichen System
zur Bekämpfung von Betrug in Bezug auf
Magnetstreifendokumente, wobei dieser Betrug verschiedene
Arten des Kopierens, des Duplizierens oder des Fehlleitens
von Daten umfassen kann.
Allgemein beruht das System gemäß der vorliegenden Erfindung
auf der Erkennung der verschiedenen Probleme beim Einsatz der
wiederholbaren Eigenschaften eines Magnetstreifens zum Zwecke
der Verifikation, beispielsweise bei umfangreichen
Anwendungen im Handel und in der Industrie. In dieser
Hinsicht wurde festgestellt, daß zahlreiche Probleme auf den
Gebieten des allgemeinen Einsatzes in der Industrie und im
Handel auftreten, die im Labor nicht wahrgenommen werden.
Eine Haupterwägung in Bezug auf den umfangreichen Einsatz
magnetischer Eigenschaften für die Kartenverifikation
betrifft die Anzahl an Karten, die in einem System eingesetzt
werden. Es kann beispielsweise bei einem kommerziellen
Kreditkartensystem erforderlich sind, mehrere Tausend
einzelner Karten zuzulassen, die statistisch in Kombination
mit Hunderten, wenn nicht Tausenden, einzelner
Verarbeitungseinheiten arbeiten. Darüber hinaus wird in einem
ausgedehnten System die Verläßlichkeit überaus wichtig,
beispielsweise auf den Gebieten der Finanz- und
Wertpapiertransaktionen, die bei Karten auf dem Finanzgebiet
auftreten.
Allgemein betrifft das System gemäß der vorliegenden
Erfindung Verbesserungen, die es ermöglichen, daß
Verifikationstechniken auf der Grundlage magnetischer
Eigenschaften erfolgreich und verläßlich auf den Gebiet weit
verbreiteter Anwendungen im Handel und in der Industrie
arbeiten. Genauer gesagt sind die Prozesse und Systeme gemäß
der vorliegenden Erfindung darauf ausgerichtet, eine
verläßliche Magnetstreifenverifikation in einem
großmaßstäblichen System zu entwickeln.
Wie bereits erwähnt können wiederholbare
Magneteigenschaftssignale (die aus spezifischen,
charakteristischen Eigenschaften des Magnetstreifens
herrühren) aus definierten Bereichen eines digital
aufgezeichneten Magnetstreifens ausgewählt werden. Die
definierten Bereiche können zwischen Magnetdatenübergängen
liegen. Derartige definierte Bereiche des Streifens können
bis zum Sättigungspegel magnetisiert sein, und daher relativ
ebene (stabile) Abschnitte in dem abgetasteten Analogsignal
erzeugen. Obwohl diese Signalabschnitte relativ flach oder
eben sind, stellen sie ein niedrigpegeliges Signal (Rauschen)
dar, welches die wiederholbaren magnetischen Eigenschaften
oder Merkmale des Streifens repräsentiert. Derartige
Signalabschnitte können daher dazu verwendet werden,
verläßlich jeden Magnetstreifen auf eine Art und Weise zu
charakterisieren, die gewisse Analogien zu einem
Fingerabdruck zeigt. Wie dies noch genauer erläutert wird,
wird eine zusätzliche Verläßlichkeit dadurch erhalten, daß
Signalamplituden- und Symmetrieeigenschaften getestet werden,
und digitale Kopien in Frage gestellt werden, durch exzessive
Ähnlichkeitstests, die kürzlich abgetastete Eigenschaften
umfassen.
In Bezug auf die Feststellung der grundlegenden Eigenschaften
wird, wie nachstehend noch genauer erläutert wird, nach der
Abtastung eines Magnetstreifens zur Erzeugung eines
magnetischen Analogsignals (das typischerweise Digitaldaten
enthält), eine Sollanzahl an Proben aus mehreren relativ
flachen Abschnitten des Analogsignals genommen, unter
Verwendung einer Frequenzverriegelungsschleife. Einzelne
Proben in jeder Gruppe werden in Digitalform umgewandelt, und
dann selektiv verarbeitet, um eine vorbestimmte Untergruppe
an Proben zu erhalten. Die vorbestimmte Untergruppe
digitalisierter Proben wird dann weiter durch eine
Offsetauswahl verarbeitet, um eine Untergruppe
digitalisierter Proben zu erhalten, die zu einer Komponente
einer Eigenschaftsfestlegung wird, die zur Identifizierung
verwendet wird. Daher werden mehrere Untergruppen
digitalisierter Proben gesammelt, um einen Teil eines
Identifizierers für die einen Magnetstreifen aufweisende
Karte zu bilden.
Dadurch, daß die magnetischen Eigenschaften zu einer
digitalen Darstellung aufgelöst werden, wird
Dynamikbereichsinformation aus den digitalisierten Proben
abgezogen, um die magnetische Eigenschaft in dem
repräsentativen Identifizierer zu ergänzen. Bei der
geschilderten Ausführungsform beruht die
Dynamikbereichsinformation auf Amplitudensymmetrie- oder
Signalformeigenschaften, die dies nachstehend noch genauer
erläutert wird. Allgemein können durch Einschluß von
Dynamikbereichsinformation in dem Identifizierer für einen
Magnetstreifen bestimmte Formen des kopierten Identifizierers
unterschieden werden, wie dies nachstehend noch genauer
erläutert wird.
Andere Kopierverfahren können den Identifizierer in digitaler
Form bereitstellen, beispielsweise in der endgültigen Form
für den Testvergleich. Wie dies nachstehend noch erläutert
wird, wird eine derartige Kopie dadurch in Frage gestellt,
daß der repräsentierte Identifizierer mit kürzlich
abgetasteten Identifizierern verglichen wird, welche die
wahrscheinliche Quelle von Kopien darstellen. Ist das Ausmaß
der Übereinstimmung sehr groß, so wird auf eine Kopie
geschlossen. Anderenfalls wird der frisch abgetastete
Identifizierer durch Korrelation mit Bezugsidentifizierern
getestet, um die Karte oder ein anderes Dokument zu
verifizieren.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems, welches gemäß
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Abschnitts eines
Datensatzes auf einer Magnetstreifenspur, wie in
Fig. 1 gezeigt, und entsprechend verwendet;
Fig. 3 eine stark vergrößerte Ansicht eines
Magnetdatenmusters, wobei ein kleiner Abschnitt
einer Streifenspur dargestellt ist, die in Fig. 2
gezeigt ist;
Fig. 4A und 4B ein zusammengehöriges Paar von
Darstellungen, welche einen kleinen Abschnitt einer
Spur gemäß Fig. 2 darstellen;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
Eigenschaftsabziehschaltung, die in dem System von
Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 6A, 6B, 6C, 6D und 6E eine Gruppe von Darstellungen,
die an kleines Fragment eines repräsentativen
Analogsignals von einer Magnetstreifenspur gemäß
Fig. 4 betreffen;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
Identifizierererzeugungsschaltung, wie sie im
System von Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 8 ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel für einen
Prozeß gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, das
in dem System gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann;
und
Fig. 9A und 9B ein Flußdiagramm eines entsprechenden
Beispiels für einen Prozeß.
Detaillierte, beispielhafte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung werden hier beschrieben, wie dies
erforderlich ist. Allerdings können Dokumente, physikalische
Magnetsysteme, Datenaufzeichnungsformate, und
Betriebsablaufstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung
eine große Vielzahl unterschiedlicher Formen annehmen, von
denen sich einige deutlich von den beschriebenen
Ausführungsformen unterscheiden können. Die spezifischen
Einzelheiten in Bezug auf die Struktur und die Funktion, die
hier beschrieben werden, sind daher nur als Beispiele zu
verstehen; allerdings werden sie in dieser Hinsicht als die
besten Ausführungsformen zum Zwecke der Beschreibung
angesehen, und sollen eine Grundlage für die Patentansprüche
darstellen, die den Umfang der vorliegenden Erfindung
abdecken sollen.
In Fig. 1 ist eine Magnetstreifenkarte 10 (links) als
Beispiel für ein Dokument dargestellt, welche (Pfeil 12) in
eine Abtasteinheit 14 eindringt. Die Magnetstreifenkarte 10
kann die Form einer herkömmlichen Bankkarte aufweisen, die
eine dünne Platte aus Kunststoffmaterial mit für Brieftaschen
geeigneter Größe aufweist, welches den Magnetstreifen 16
trägt. Bei dem Beispiel ist die Karte 10 durch Prägen und
Drucken mit Markierungen 17 versehen, welche den Aussteller,
den Namen des Inhabers, die Kontonummer und dergleichen
anzeigen. Bei dem Magnetstreifen 16 auf der Karte 10 ist in
zumindest einer Spur eine Aufzeichnung mit Digitaldaten
vorhanden, wobei diese Spur eine wiederholbare magnetische
Eigenschaft aufweist, wie dies voranstehend erläutert wurde.
In Bezug auf die Funktion erzeugt die Abtasteinheit 14
zumindest ein Analogsignal AS aus einer aufgezeichneten Spur,
welche sowohl die aufgezeichneten Digitaldaten DD des
Streifens 16 und Darstellungen der wiederholbaren
magnetischen Eigenschaft NC enthält. Entsprechend wird das
Analogsignal AS verarbeitet, um drei digitale Darstellungen
zur Verfügung zu stellen, nämlich digitale Kartendaten
(beispielsweise Kontonummer, usw.), Magneteigenschaftsdaten
und Signalform- oder Bereichseigenschaftsdaten. Die
Kartendaten werden zur Verarbeitung der Karte verwendet, und
möglicherweise dazu, eine Transaktion zu ermöglichen oder
wiederzugeben. Die Eigenschaftsdaten (magnetisch und
Signalform) dienen zum Verifizieren der Karte, gegenüber
direkten und indirekten Kopien, sowie fehlgeleiteten Daten.
Darüber hinaus werden Darstellungen der Eigenschaftsdaten mit
früheren Darstellungen in Bezug auf übermäßig hohe Ausmaße
der Ähnlichkeit oder der Exaktheit verglichen, was auf eine
Kopie hindeuten könnte. Es wird darauf hingewiesen, daß
nachstehend gleiche Bezeichnungen für Daten und
Darstellungssignale verwendet werden.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 weist wie dargestellt die
Abtasteinheit 14 eine Magnetstreifenleseeinheit zum Abtasten
des Magnetstreifens 16 auf der Karte 10 auf, um das
Analogsignal zu erzeugen. Es wird darauf hingewiesen, daß
durch wiederholte Abtastungen, obwohl die durch den Streifen
16 aufgezeichneten Digitaldaten DD sich im Verlauf der Zeit
ändern können, die magnetische Eigenschaft NC als
wiederholbare Komponente des abgetasteten Analogsignals AS
abgezogen werden kann. Wie voranstehend erwähnt wurde
manchmal das Magneteigenschaftssignal MC (welches die
Eigenschaft MC repräsentiert) als Rauschen angesehen.
Allerdings gibt das Signal MC ein charakteristisches Merkmal
des Magnetstreifens 16 wieder, und dient dementsprechend als
eine Grundlage zum Verifizieren der Karte 10. Wie nachstehend
noch genauer erläutert wird, werden aus dem Analogsignal die
Signalkomponenten DD und MC getrennt abgezogen, durch ein
Paar von Abziehschaltungen 18 bzw. 20. Die
Dynamikbereichsdaten DR, die das Analogsignal AS
charakterisieren, (beispielsweise durch Signalformamplituden)
werden durch Abzugsschaltungen 25 abgezogen.
Von der Schaltung 18 wird das Digitaldatensignal GD einem
Steuer- und Transaktionssystem 28 für eine weitere
Verarbeitung zugeführt, die nachstehend geschildert wird. Bei
verschiedenen Anwendungen kann das Datensignal DD
unterschiedlich eingesetzt werden, beispielsweise zur
Unterstützung einer Kredittransaktion oder zum Betreiben
eines Bankautomaten.
Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, wird in der
Abzugsschaltung 20 das Eigenschaftsanalogsignal AS während
festgelegter Abtastintervalle SI abgetastet, wobei die Proben
digitalisiert werden, um Gruppen aus digitalisierten Proben
DS zu erhalten. Ausgewählte Proben aus den Gruppen, welche
die magnetische Eigenschaft repräsentieren, werden durch
Signalformschaltungen 22 behandelt, und mit
Bereichsdatensignalen kombiniert (Schaltungen 25), in den
Schaltungen 22, um ein abgetastetes Testwort STW zur
Verfügung zu stellen.
Repräsentative Signale für das "abgetastete" Testwort, die
als STW bezeichnet werden, werden einer Korrelationsschaltung
24 zugeführt. Für ihre Funktion empfängt die
Korrelationsschaltung 24 darüber hinaus zumindest ein
"Bezugs-"Testwort RTW von einer Quelleneinheit 26. Die
Bezugsquelleneinheit 26 kann verschiedene Formen annehmen.
Beispielsweise kann ein abgetastetes Testwort STW wie hier
geschildert ausgebildet werden, und dann digital auf der
Karte 10 aufgezeichnet werden, zur direkten Bereitstellung
durch die Einheit 26 als Bezugstestwort STW. Bei der momentan
bevorzugten Ausführungsform führt jedoch die Bezugseinheit 26
einen Zugriff auf eine Datenbank (nicht dargestellt) durch,
um mehrere Bezugstestwörter RTW zur Korrelation mit einem neu
abgetasteten Testwort STW zur Verfügung zu stellen, wie dies
nachstehend noch genauer erläutert wird.
Zusätzlich zu der Korrelation von Bezugstestworten und
abgetasteten Testworten durch die Korrelationseinheit 24 wird
ein vorläufiger Test der Wörter durch einen Bit-Bit-
Koinzidenzdetektor 27 durchgeführt. Im wesentlichen
untersucht der Detektor 27 das abgetastete Testwort SW
gegenüber dem Bezugstestwort RTW nach dem Ausmaß exakter
Gleichheit, welches einen Betrug andeuten kann. Ist der Test
erfolgreich (keine zu große Übereinstimmung), dann führt
unabhängig die Korrelationseinheit 24 eine Korrelation der
Testwörter durch. Ist dieser Test erfolgreich, wird ein
Signal an das Steuer- und Transaktionssystem 28 geschickt.
Es wird darauf hingewiesen, daß das Steuer- und
Transaktionssystem 28 entfernte Komponenten aufweisen kann,
und darüber hinaus Einrichtungen, welche die Quelleneinheit
26 betreffen, einschließen oder überlappend mit diesen
arbeiten kann. Beispielsweise kann das Transaktionssystem 28
vereinigt mit der Bezugseinheit 26 ausgebildet sein, die eine
Anordnung zum Adressieren einer Datenbank aufweist, welche
Daten in Bezug auf die Kontonummer eines Kartenbenutzers
enthält. Daher stellt die Datenbank zumindest ein
Bezugstestwort für Vergleichstests zur Verfügung. Weiterhin
wird darauf hingewiesen, daß derartige Daten mit anderen
Identifizierern kombiniert werden können, beispielsweise PIN,
PAN und dergleichen, um einen Betrug auf andere Weise durch
verschiedene Vergleiche zu bekämpfen.
Das Steuer- und Transaktionssystem 28 kann darüber hinaus
verschiedene andere Betriebseinrichtungen oder -systeme
enthalten, beispielsweise Bankautomaten, Zugriffs- oder
Eingangskontrollen, Kartenverifikationseinheiten, usw. Daher
wird das digitale Datensignal PD von dem Steuer- und
Transaktionssystem 28 verarbeitet und auf verschiedene Arten
und Weisen genutzt.
Wie vorgeschlagen enthält der Streifen 16 (Fig. 1) mehrere
einzelne Aufzeichnungsspuren. Nachstehend wird eine einzelne
Spur erläutert. Im einzelnen ist ein typisches Format für
eine Spur 29 (Fig. 2) des Magnetstreifens 16 teilweise
dargestellt (nicht maßstabsgetreu). Zuerst speichert ein
Abschnitt 30 eine Gruppe (beispielsweise annähernd zwanzig)
führender Nullen, die mit LZs bezeichnet sind. Das
Analogsignal AS von dem Abschnitt 30 aus führenden Nullen
führt in herkömmlicher Weise die Zeitsynchronisierung für
nachfolgende Operationen durch. Allerdings wird die
gleichmäßige digitale Aufzeichnung des Abschnitts 30 mit
führenden Nullen darüber hinaus auch dazu verwendet, die
Magneteigenschaftsdaten zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin enthält in dem Format der Spur 29 von Fig. 2 ein
Abschnitt 32 eine Startmarkierung SS. Danach speichert ein
Abschnitt 35 eine primäre Kontonummer PAN für den
zugeordneten Kartenbenutzer. Der nächste Abschnitt 36
speichert einen Feldseparator FS, auf welchen ein Abschnitt
38 zum Speichern verschiedener zusätzlicher Daten AD folgt.
Die Abschnitte sind wohlbekannt, und werden von der
International Standards Organization (ISO) festgelegt. Wie
gezeigt dienen sie jedoch nur als Beispiel, und kann jedes
unter einer Vielzahl von Formaten in Systemen gemäß der
vorliegenden Entwicklung eingesetzt werden.
In Bezug auf die Digitaldaten, die auf dem Streifen 16
aufgezeichnet sind, beispielsweise in der Spur 29 (Fig. 2),
sind Geräte zur tatsächlichen Beobachtung der magnetischen
Anordnung einschließlich des digitalen Aufzeichnungsmusters
wohlbekannt. Magnetisierte Bereiche sind deutlich erkennbar,
die durch magnetische Übergänge getrennt sind. Eine derartige
Ansicht ist in Fig. 3 dargestellt, in welcher individuelle
magnetische Übergänge 40 und 41 zwischen magnetisierten
Bereichen 42 auftauchen. Es wird darauf hingewiesen, daß in
der Figur auch Kratzer 44 erkennbar sind.
Daher ist es wesentlich zu verstehen, daß
Magneteigenschaftsdaten MC aus den magnetisierten Bereichen
42 (Fig. 3) in dem Abschnitt 30 mit führenden Nullen (Fig.
2) der Spur 29 abgetastet werden. Die Bereiche 42 führen zu
relativ flachen oder stabilen Abschnitten des Signals AS.
Fig. 4A zeigt einen stark vergrößerten Ausschnitt 39 aus der
Magnetstreifenspur 29. Es sind zwei magnetische Übergänge 40
und 41 (welche die Digitaldaten repräsentieren) dargestellt,
die zwischen sich einen magnetisierten Bereich 42 festlegen.
In dem Querschnitt sind auch einzelne magnetische Teilchen 46
(rechts) dargestellt. Allgemein wurde festgestellt, daß die
inhärenten Variationen dieser Teilchen 46 an spezifischen
Orten für die magnetischen Eigenschaften MC (Fingerabdruck)
des Streifens 16 verantwortlich sind.
Unterhalb des Spurausschnitts 39 (Fig. 4A) zeigt eine
ausgerichtete Signalform 50 (Fig. 4B) das repräsentative
Analogsignal AS, welches selektiv Signalamplitudenvariationen
48 aus einem Bereich 42 (Fig. 4A) zeigt. Selbstverständlich
enthalten andere Abschnitte des Analogsignals AS ebenfalls
derartige Variationen in Bezug auf die Impulse 52 und 54,
jedoch richtet sich das primäre Interesse auf die Variationen
48, und sind daher diese isoliert in der idealisierten
Signalform 50 gezeigt. Die Impulse 52 und 54 repräsentieren
daher die Übergänge 40 und 41 als Digitaldaten DD, und die
Variationen 48 geben die magnetischen Eigenschaften
(Rauschen) an, welche von Interesse sind. Es wird daran
erinnert, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die
Magneteigenschaft MC (Fig. 4B) aus den Variationen 48 in den
relativ flachen Abschnitten 56 entnommen wird (als
verschachtelte Abschnitte IP bezeichnet), des Analogsignals
AS, welches den Abschnitt 30 mit führenden Nullen (Fig. 2)
der Spur 29 repräsentiert.
Für magnetische Eigenschaft MC werden, wie voranstehend
bereits erwähnt, digitale Proben der Variationen 48 in
digitale Darstellungen umgewandelt. Für die
Dynamikbereichsinformation DR werden Signalformeigenschaften
des Analogsignals AS auf digitale Darstellungen reduziert.
Beispielsweise kann, wie nachstehend erläutert, die
Dynamikbereichsinformation beispielsweise die Form von
Relativamplituden von Spitzenwerten oder von
Linienoffsetverhältnissen in dem Analogsignal AS annehmen.
Genauer gesagt kann, unter Bezugnahme auf Fig. 4B, die
Bereichsinformation ein Verhältnis der Spitzenwertamplituden
der Impulse 52 und 54 bilden, und ebenso Verhältnisse der
Impulsamplitude zum Zentrumslinienoffset am Abschnitt 56.
Derartige Information kann in Form einiger weniger Binärbits
dargestellt werden, während die Magneteigenschaften MC durch
mehrere Bits repräsentiert werden, beispielsweise zwanzig.
Ein Beispiel für ein Testwort STW mit 24 Bits kann daher
folgendermaßen formuliert werden:
Ein spezifisches Testwort TW charakterisiert daher jede
Magnetstreifenkarte, und wird für Bezugsvergleiche
gespeichert, wie dies voranstehend erwähnt wurde. Allerdings
wurde in diesem Zusammenhang erkannt, daß ein früheres
Testwort STW bei dem Versuch, eine betrügerische Transaktion
zu unterstützen, kopiert sein könnte. Im allgemeinen führt
ein kopiertes Wort zu einer stärkeren Korrelation als dann,
wenn das Testwort STW neu erzeugt wäre. Durch digitales
Kopieren eines Testwortes kann daher eine exakte Koinzidenz
auftreten, und dies stellt ein Ereignis dar, das bei der
Abtastung und Entwicklung eines neuen Testwortes STW äußerst
unwahrscheinlich ist. Dementsprechend wird ein Datensatz von
Bezugstestwörtern RTW (beispielsweise ursprünglich und
kürzlich benutzte Wörter) für eine bitweise Korrelation mit
Wörtern gespeichert, die als ordnungsgemäß abgetastete
Testwörter beurteilt wurden, um Transaktionen zu
unterstützen. Das Auftreten einer sehr starken bitweisen
Übereinstimmung beim Vergleich deutet das betrügerische
digitale Kopieren eines Testwortes an. Ein Unterschied von
nur vier oder weniger Bits zwischen einem abgetasteten
Testwort STW und einem zugehörigen Bezugstestwort RTW kann
beispielsweise auf einen Betrug hinweisen.
Daher werden zugeordnete Testwörter STW zuerst mit
Bezugstestwörtern RTW verglichen, um zu starke
Übereinstimmungen aufzufinden. Im Falle einer annähernden
Identität wird die Transaktion verweigert, auf der Grundlage
des anscheinenden Vorhandenseins einer digitalen Kopie. Im
wesentlichen kann eine Ausschußliste aus den letzten mehreren
abgetasteten Testwörtern STW als Bezugstestwörter RTW für
Vergleichszwecke gespeichert werden. Wenn der bitweise
Vergleich eine ausreichende Verschiedenheit anzeigt, fährt
dann das System mit einer Korrelation eines Bezugstestwortes
RTW mit dem abgetasteten Testwort STW fort, das als neu
abgetastet zugeordnet wird.
Auf der Grundlage der Erkenntnis, daß verschiedene Strukturen
und Prozesse dazu verwendet werden können, Testwörter mit
Magneteigenschaftsdaten MC und Dynamikbereichsdaten DR zu
entwickeln, werden nunmehr Vorgehensweisen des geschilderten
Systems betrachtet. Gemäß Fig. 4B werden die Spitzenwerte
der Impulse 52 und 54 in den Abzugsschaltungen 20 (Fig. 1)
detektiert, um ein Abtastintervall SI festzulegen. Die
tatsächliche Abtastoperation wird während jedes
Abtastintervalls SI durchgeführt, ebenfalls durch die
Abzugsschaltung 20 (Fig. 1), für welche ein Beispiel in
Fig. 5 angegeben ist. Der Betriebsablauf wird unter
Bezugnahme auf Fig. 6 verständlich, welche die verschiedenen
Signale in schematischer Form und nicht maßstabsgerecht
darstellt. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß der Maßstab
von Fig. 6 in Bezug auf die Kurven von Fig. 4 stark
vergrößert ist, und daß die Kurven von Fig. 6 unterbrochen
sind, um die Darstellung zu vereinfachen.
Während des Abtastintervalls SI (Fig. 6A, Zeichnung 62) wird
das Analogsignal AS an einen Spitzenwert-Spitzenwert-Detektor
60 (Fig. 5) angelegt. Derartige Schaltungen sind
wohlbekannt, und können zur Festlegung von Intervallen
zwischen wiederholt auftretenden Spitzenwerten in dem
Analogsignal AS (Fig. 4B und 6B) verwendet werden. Daher
stellt der Spitzenwertdetektor 60 binäre Zeitsignale 62
(Fig. 6A) zur Verfügung, welche jedes Abtastintervall SI
festlegen.
Während eines definierten Abtastintervalls SI (von
Spitzenwert zu Spitzenwert in Fig. 6A) wird das Analogsignal
AS (Fig. 6B, Kurve 64) abgetastet, um annähernd
einhundertachtundzwanzig digitale Probenwerte DS zur
Verfügung zu stellen (Fig. 6C, nicht maßstabsgerecht). Die
einzelnen Proben werden durch eine
Frequenzverriegelungsschleife 66 (Fig. 5) definiert, welche
einen Oszillator (nicht gezeigt) aufweist. Arten derartiger
Schaltungen sind zu dem Zweck wohlbekannt, eine Sollanzahl an
Zyklen während jedes Intervalls festzulegen.
Bei dem beispielhaften System ist das Ziel der
Frequenzverriegelungsschleife 66, einhundertachtundzwanzig
Proben während jedes Abtastintervalls SI (Fig. 6A)
festzulegen. Daher werden annähernd einhundertachtundzwanzig
Proben von der Schleife 66 (Fig. 5) einem Analog-
Digitalwandler 68 während jedes Abtastintervalls zugeführt.
Variationen in dem System, Medium usw. führen jedoch
normalerweise dazu, daß mehr oder weniger als genau
einhundertachtundzwanzig Proben erhalten werden.
Der A/D-Wandler 68 (Fig. 5) wandelt jede Probe (analog) in
digitale Form um, die beispielsweise durch eine Anzahl
binärer Bits festgelegt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß
zwar eine Umwandlung in Digitalform erfolgt, die Proben DS
jedoch in Fig. 6C als vertikale Säulen dargestellt sind.
Signale, welche die digitalisieren Proben DS repräsentieren,
werden von der Abzugsschaltung 20 (Fig. 1) der
Abzugsschaltung 25 und der Testworterzeugungsschaltung 22
zugeführt.
Daher wird eine vorbestimmte Anzahl an digitalisierten Proben
DS (Untergruppe) konsistent für jedes Abtastintervall SI
verwendet. Um die vorbestimmte Anzahl an Proben DS für jedes
Abtastintervall SI zu erhalten, wird eine
Größenumwandlungsoperation durchgeführt, um eine Untergruppe
(beispielsweise "64") aus der sich ändernden Gesamtanzahl an
Proben (beispielsweise "128±") zu erzeugen. Die
Größenumwandlungsoperation wird in der
Eigenschaftserzeugungsschaltung 22 (Fig. 1) durchgeführt,
wie nachstehend noch genauer erläutert wird. Vorher werden
jedoch noch einige graphische Überlegungen angestellt.
Bei der geschilderten Ausführungsform werden die Proben zum
Repräsentieren der Magneteigenschaft MC aus den letzten acht
verschachtelten Abschnitten 56 (Fig. 4B) des Abschnitts 30
mit führenden Nullen (Fig. 2) der Spur 29 entnommen. Diese
Signalabschnitte 56 repräsentieren die magnetisierten
Bereiche 42 (Fig. 4A) in dem Abschnitt 30 mit führenden
Nullen der Spur 29, die zwischen Datenübergängen 40 und 41
liegen.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Fig. 4 und 6 ein
einzelnes Abtastintervall SI zeigen. Daher werden, wie dies
nachstehend noch genauer erläutert wird, die letzten acht
Intervalle in dem Abschnitt 30 mit führenden Nullen in der
Ausbildungsschaltung 22 (Fig. 1) gespeichert), und
verarbeitet, um eine Gruppe aus binären Wörtern zu erzielen,
die dann mit den Dynamikbereichsdaten kombiniert werden, um
das Testwort STW auszubilden.
Die Ausbildungsschaltung 22 (Fig. 7) enthält eine
Steuereinheit 80 (unten links), die so angeschlossen ist, da
sie Abtastintervallsignale SI zusammen mit einem Signal von
einem Markierungsdetektor 82 empfängt, der wiederum das
Analogsignal AS empfängt. Im Betrieb tastet der Detektor 28
ein Signal ab, welches die Markierung SS (Fig. 2)
repräsentiert, die das Ende der führenden Nullen angibt. Das
Ende des Abschnitts 30 mit führenden Nullen (Fig. 2) wird
daher der Steuereinheit 20 mitgeteilt.
Die Steuereinheit 80 (Fig. 7) ist weiterhin an ein Register
86 angeschlossen, welches Gruppen digitalisierter Proben DS
von dem Analog-Digitalwandler 68 (Fig. 5) empfängt. Das
Register 86 (Fig. 7) ist grundsätzlich ein Überlaufregister,
welches nur die letzten acht Gruppen empfangener
digitalisierter Proben DS für die Verarbeitung zurückbehält.
Die gespeicherten acht Gruppen digitalisierter Proben DS
werden dann als Gruppe von dem Register 86 (Fig. 7) an einen
Arbeitsspeicher 88 für die Verarbeitung übertragen. Der
Arbeitsspeicher 88 ist als Schnittstelle für einen Prozessor
90 für eine N-te Probe und einen Offsetprozessor 92
angeschlossen. Die Prozessoren 90 und 92 sind ebenfalls mit
der Steuereinheit 80 verbunden.
Im wesentlichen werden Gruppen (beispielsweise "8") der
digitalisierten Proben DS (Fig. 6C) zuerst von dem Prozessor
90 (Fig. 7) verarbeitet, um Untergruppen zur Verfügung zu
stellen, die konsistent eine vorbestimmte Anzahl an
digitalisierten Proben enthalten, beispielsweise "64" Proben.
Die sich ergebenden Untergruppen aus digitalisierten Proben
DS werden weiter auf Unter-Untergruppen durch den Prozessor
92 verkleinert, beispielsweise "24" Proben. Die zweite
Verringerung begrenzt Proben auf zentrale Proben, nämlich
solche, die deutlich innerhalb der "flachen" Abschnitte des
Analogsignals AS liegen. Im wesentlichen wird jede Gruppe aus
digitalisierten DS zuerst auf eine Unter-Untergruppe mit
einer bestimmten Anzahl von Proben verringert, um dann eine
zentrale Unter-Untergruppe als endgültige Magneteigenschaft
MC zur Verfügung zu stellen. Die Unter-Untergruppen aus
digitalisierten Proben DS werden in dem Speicher 94
angesammelt, der ebenfalls die digitalisierten
Dynamikbereichsdaten DR empfängt, um das Testwort STW zu
erzeugen.
Es wird darauf hingewiesen, daß bestimmte Elemente der
Ausbildungsschaltung, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist,
getrennt dargestellt wurden, jedoch nur, um die Beschreibung
zu erleichtern. Insgesamt kann in einem Betriebssystem eine
Vereinigung oder Kombination verschiedener Elemente
vorgenommen werden. Selbstverständlich kann eine große
Bandbreite an unterschiedlichen Verarbeitungsverfahren
eingesetzt werden, um den Prozeß durchzuführen, wie dies
nachstehend noch genauer unter Bezugnahme auf ein Logik-
Flußdiagramm erläutert wird.
Angesichts der voranstehenden Beschreibung läßt sich ein
vollständiges Verständnis des geschilderten Systems nunmehr
am besten dadurch erreichen, daß mit der Erläuterung des
Prozesses fortgefahren wird, und eine weitere Beschreibung
von Komponenten erfolgt, so weit dies sinnvoll ist. Nunmehr
wird angenommen, daß eine Magnetstreifenkarte 10 (Fig. 1)
vorhanden ist, die einen Magnetstreifen 16 mit einer digital
aufgezeichneten Spur 29 (Fig. 2) aufweist. Wie durch einen
Block 100 (Fig. 8) angedeutet, tastet die Einheit 14 (Fig.
1) den Abschnitt 30 mit führenden Nullen als den Abschnitt
des Analogsignals AS (Fig. 4B) ab, das an die
Datenabzugsschaltungen 18 (Fig. 1),
Magneteigenschaftsabzugsschaltungen 20 und die
Bereichsdatenabzugsschaltungen 25 angelegt wird. Die
Datenabzugsschaltungen 18 ziehen die Digitaldaten DD ab,
welche dem Steuer- und Transaktionssystem 28 zugeführt
werden. Diese Daten enthalten Darstellungen zum Zugriff auf
eine Datenbank, um Bezugstestwörter RTW zur Verfügung zu
stellen, wie dies bereits erläutert wurde.
Die Abzugsschaltungen 20 digitalisieren zuerst das
Analogsignal AS (Fig. 8, Block 102), und speichern die
letzten acht Gruppen ("128±") von Proben (Block 104). Die
Gruppen der Proben werden dann Gruppe für Gruppe verarbeitet
(Block 106). Im wesentlichen werden die Gruppen auf
Untergruppen aus "64" verkleinert.
Diese Operation wird deswegen durchgeführt, da zwar die
Abtastintervalle durch eine Frequenzverriegelungsschleife
gesteuert werden, in einer Betriebsumgebung die Anzahl an
Proben, die während eines Abtastintervalls genommen werden,
variieren kann, so daß potentiell entweder einige wenige
Proben mehr oder weniger vorhanden sind. Eine
Größenumwandlung, um eine bestimmte Anzahl an Proben
(beispielsweise "64") zu erhalten, hat sich bei bestimmten
Anwendungen als in gewissem Ausmaß kritisch herausgestellt.
Der Prozessor 90 (Fig. 7) führt die Untergruppenauswahl
durch, und kann einfach so implementiert sein, daß er die
Logik gemäß Fig. 8 ausführt. Eine anfängliche Abfrage (Block
108, Fig. 8) gibt drei Möglichkeiten in Bezug auf die Gruppe
der digitalisierten Proben an. Die Gruppe kann entweder:
(1) gleich der Sollanzahl von einhundertachtundzwanzig sein,
(2) größer als die Sollanzahl sein, oder (3) kleiner als die
Sollanzahl sein.
Wurde die Sollanzahl von einhundertachtundzwanzig erreicht,
so geht der Prozeß einfach zu einem Übergang 110 (Fig. 8,
unterhalb des Zentrums) über, von dem aus ein weiterer
Verkleinerungsschritt durchgeführt wird. Wenn die
tatsächliche Anzahl an digitalisierten Proben in der Gruppe
kleiner als einhundertachtundzwanzig ist, geht der Prozeß zu
einem Schritt eines Abfrageblocks 112 über, der drei
unterschiedliche Möglichkeiten zuläßt, wobei die Probenanzahl
entweder einhundertfünfundzwanzig beträgt,
einhundertsechsundzwanzig oder einhundertsiebenundzwanzig.
Selbstverständlich können größere Beträge der Abweichung von
der Sollanzahl berücksichtigt werden; zur Vereinfachung der
Erläuterung werden jedoch Variationen bis hinauf zu "drei"
Proben DS als Beispiele behandelt, die Berücksichtigung
finden können.
Es wird angenommen, daß die Abweichung gegenüber der Sollzahl
dazu führt, daß einhundertfünfundzwanzig Proben vorhanden
sind. In diesem Fall geht der Prozeß zu einem Schritt über,
wie er durch einen Block 114 angedeutet ist, der in Fig. 6B
dargestellt ist. Grundsätzlich werden abwechselnde Proben
nicht berücksichtigt (gerade oder ungerade), mit bestimmten
zusätzlichen Ausnahmen, um die vorbestimmte Anzahl zu
erreichen, beispielsweise vierundsechzig. Bei Hinzufügen oder
Löschen von Proben an beabstandeten Orten verschiebt sich die
Folge aus ungeraden und geraden Werten bei jeder Löschung
oder Hinzufügung. Zur Vereinfachung wird eine Gruppe von
vierzehn Proben angenommen, und das Erfordernis, daß eine
Untergruppe aus acht Proben vorhanden ist. Falls ursprünglich
"ungerade" Proben ausgewählt werden, so erfolgt die
Umschaltung auf "gerade" Proben durch eine Addition. Im
einzelnen werden die unterstrichenen Proben als acht Proben
ausgewählt:
Zum Addieren von Proben werden die unterstrichenen
ausgewählt:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14.
Zum Entfernen von Proben wird eine entsprechende Auswahl
durchgeführt. Um beispielsweise eine Untergruppe mit acht
Proben aus einer Gruppe von siebzehn Proben zu erhalten, kann
das Muster folgendermaßen aussehen:
Zum Löschen von Proben werden die unterstrichenen
ausgewählt:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17.
Bei diesem Prozeß werden daher abwechselnde Proben mit
Additionen genommen, um eine Untergruppe aus exakt
vierundsechzig digitalisierten Proben DS zu erhalten. Mit
einer derartigen vorbestimmten Untergruppe geht der
Betriebsablauf zum Verbindungspunkt 110 über, und wird darauf
erneut verarbeitet.
Wenn die ursprüngliche Gruppe aus digitalisierten Proben DS
aus einhundertsechsundzwanzig Proben bestand, geht der Prozeß
(Fig. 8) zu einem Schritt über, der durch einen Block 116
angedeutet ist. Hierbei wird bei dem Prozeß erneut eine
Auswahl abwechselnder Proben DS zusammen mit zusätzlichen
Proben vorgenommen, um die gewünschte Untergruppe zu
erhalten, beispielsweise vierundsechzig.
Entsprechend geht, wenn einhundertsiebenundzwanzig Proben
erhalten wurden, der Prozeß zu einem Schritt über, der durch
einen Block 118 angedeutet ist, und eine alternative Auswahl
darstellt, wobei erneut eine Addition stattfindet, um den
Wert von vierundsechzig zu erreichen. Durch Einsatz
beabstandeter oder verteilter, normalerweise zurückgewiesener
Proben zur Ergänzung der ausgewählten Proben werden daher
Untergruppen SDS mit einer exakten Anzahl mit dem Prozessor
90 erhalten.
Wie voranstehend erwähnt kann die tatsächliche Anzahl an
Proben in einer Gruppe auch die Sollanzahl von Proben
überschreiten. In diesem Fall geht der Prozeß zu einem
Abfrageblock 120 (Fig. 8, oben rechts) über, der einen
Schritt andeutet, in welchem eine Feststellung erfolgt, ob
die überschüssige Anzahl an Proben "eins", "zwei" oder "drei"
beträgt. Ist "eine" überschüssige Probe vorhanden, geht der
Betriebsablauf zu einem Schritt eines Blockes 122 über, bei
welchem abwechselnde Proben DS ausgewählt werden, und eine
Löschung erfolgt, um die gewünschte Anzahl von vierundsechzig
zu erreichen. Daher wird eine exakte Untergruppe von "64"
Proben DS erhalten, und geht der Betriebsablauf zu SDS über,
nämlich dem Verbindungspunkt 110.
Entsprechende Löschungen treten im Falle von zwei oder drei
überschüssigen Proben auf, wie dies durch die Blöcke 124 und
126 angedeutet ist. In derartigen Fällen werden Proben
weggelassen, zusätzlich zur abwechselnden Auswahl. Mit einer
Untergruppe aus exakt vierundsechzig Proben DS geht daher der
Prozeß von dem Verbindungspunkt 110 aus weiter.
Mit jeder Untergruppe aus exakt vierundsechzig
digitalisierten Proben wird die nächste Phase des Prozesses
durch den Prozessor 92 (Fig. 7) durchgeführt, um eine Unter-
Untergruppe durch Offsetauswahl zu erhalten. In dieser
Hinsicht werden mehrere anfängliche und endgültige
digitalisierte Proben DS weggelassen, so daß eine Unter-
Untergruppe aus digitalisierten Proben DS übrigbleibt, die
aus dem relativ stabilen (zentralen) Abschnitt 56 (Fig. 4B)
des Analogsignals AS stammen. Der verschachtelte Abschnitt
des Probenabschnitts wird daher ausgewählt, der den zentralen
magnetisierten Bereich 42 (Fig. 4A) repräsentiert, wie dies
voranstehend erläutert wurde.
Die Operation des Offsetprozessors 92 kann relativ einfach
sein, wie dies durch einen Block 128 in Fig. 8 angedeutet
ist. Im einzelnen wird eine zentrale Unter-Untergruppe aus
digitalisierten Proben DS, beispielsweise vierundzwanzig, aus
jeder gespeicherten Untergruppe von vierundsechzig
ausgewählt, wie dies in Fig. 6E dargestellt ist.
Nachdem jede Unter-Untergruppe (vierundzwanzig Proben DS)
erhalten wurde, geht der Prozeß zu einem Abfrageblock 130
(Fig. 8, unten links) über, der den Schritt repräsentiert,
festzustellen, ob sämtliche acht Unter-Untergruppe
verarbeitet wurden. Wenn die letzte der acht Gruppen
abgearbeitet ist, repräsentieren diese die Magneteigenschaft
MC, die mit den Bereichsdaten durch die Schaltung 22
kombiniert werden soll, um das Testwort STW zur Verfügung zu
stellen. Die Operation ist in Fig. 8 durch einen Block 132
angedeutet.
Um die digitalisierten Dynamikbereichsdaten als Digitalwort
zu erzeugen, werden im Speicher 88 (Fig. 7) gespeicherte,
digitalisierte Proben DS der Abzugsschaltung 25 zugeführt.
Die digitalisierten Proben definieren das Analogsignal AS,
und werden daher zu dem Zweck verarbeitet, den Dynamikbereich
(Signalformmerkmale) des Analogsignals zu charakterisieren.
Bei der geschilderten Ausführungsform werden zwei
Amplitudenverhältnisse als die Bereichsdaten verwendet.
Zuerst wird, wie in Fig. 4B gezeigt, die Amplitudensymmetrie
als Verhältnis des nach Plus hingehenden Impulses 52(x) zu
einem benachbarten, nach Minus gehenden Impulses 54(a)
ermittelt. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform
die Amplitudensymmetrie durch das Verhältnis von x/a
bestimmt. Wie dargestellt werden verfügbare digitale
Darstellungen dieser Werte in dem Speicher 88 (Fig. 7)
festgehalten, und daher empfangen die Abzugsschaltungen 25
(Fig. 1) einfach derartige Werte, um die
Verhältnisberechnung durchzuführen, nach welcher der Wert auf
einige wenige Bits verkleinert ist. Die Signalformkomponente
der digitalisierten Dynamikbereichsdaten DDR wird im
wesentlichen entsprechend ermittelt.
Bei der geschilderten Ausführungsform ist die
Signalformeigenschaft tatsächlich ein Standardparameter, wie
er speziell festgelegt ist durch "ISO/IEC Standard 7811-6,
Tabelle 1 - Parameter Ui6". Der angegebene Parameter hat
andere Einsatzzwecke in Bezug auf Magnetbänder; bei dem
Ausführungsbeispiel dient er als festgelegte
Signalformeigenschaft. Wie aus Fig. 4B hervorgeht, ist der
ausgewählte Parameter das Verhältnis a/b, wobei b eine
zentrale Ableitung in dem Abschnitt 5 (Fig. 4B) ist. Nachdem
die Bereichsdateneigenschaft so ausgebildet wurde, wird sie
mit den Magneteigenschaftsdaten durch die
Ausbildungsschaltungen 22 vereinigt. Die Vereinigung kann
einfach darin bestehen, die repräsentativen Daten als
abgetastetes Testwort STW zu vereinigen.
Um den Gesamtvorgang zu verstehen wird angenommen, daß sich
die Karte 10 (Fig. 1) im Rohzustand befindet, und für die
Ausgabe bearbeitet werden soll. Daher werden am Anfang im
Streifen 16 Digitaldaten DD aufgezeichnet (Fig. 9A, Block
148). Daraufhin wird die Karte abgetastet, und wird ein
Testwort STW formuliert, wie dies voranstehend geschildert
wurde, welches den Streifen 16 charakterisiert. Auf die
Ausbildung des Testwortes, repräsentiert als ein
Prozeßschritt durch einen Block 150 in Fig. 9A, folgt die
Speicherung des Testwortes STW als Bezugstestwort RTW (Block
152), das in der Zukunft von der Bezugseinheit 26 (Fig. 1)
verfügbar ist, die durch die Digitaldaten DD adressiert wird.
Nachdem die Aufzeichnung auf der Karte erfolgte, und das
Bezugstestwort RTW gespeichert wurde, wird die Karte an einen
Inhaber ausgegeben. In Fig. 9 wird die Ausgabeoperation
durch einen Block 154 dargestellt.
Irgendwann wird dann die Karte vorgelegt, beispielsweise um
eine Transaktion zu unterstützen, wie dies durch den Block
156 angedeutet ist. Daher wird die Karte durch eine Anordnung
gemäß Fig. 1 zur Verifizierung bearbeitet.
Die Karte 10 wird nach dem Analogsignal AS abgetastet, das
dazu dienen soll, die Digitaldaten DD (Identifizierung) und
das abgetastete Testwort (Block 158) zur Verfügung zu
stellen.
Unter Verwendung der Digitaldaten DD holt sich das Steuer-
und Transaktionssystem 28 (Fig. 1) zumindest ein
Bezugstestwort RTW (ursprünglich nur eins, wobei später
jedoch auch mehrere kürzliche Testwörter beteiligt sein
können), von der Quelleneinheit 26 (einschließlich einer
zentralen Datenbank), welches dem Koinzidenzdetektor 27
zugeführt wird. Vergleiche den Block 160.
Das abgetastete Testwort STW und die Bezugstestwörter werden
dem Detektor 27 zum Vergleich zugeführt. Der Detektor 27
führt einen bitweisen Vergleich zwischen jedem Bezugstestwort
RTW und dem abgetasteten Testwort STW durch, und sucht nach
einer Koinzidenz. In Bezug auf den Aufbau kann der Detektor
27 einfach ein Schrittregister zum Bewegen der
Bezugstestwörter RTW durch Stufen für wiederholten Vergleich
mit dem abgetasteten Testwort STW aufweisen, um eine
Koinzidenz zwischen einzelnen binären Bits anzuzeigen. Jedes
Fehlen einer Bitkoinzidenz wird gezählt. Der
Verarbeitungsschritt ist durch den Block 162 in Fig. 9A
angedeutet.
Wie voranstehend erläutert stellt eine vollständige
Koinzidenz zwischen einem der Bezugstestwörter RTW und dem
abgetasteten Testwort STW ein sehr starkes Indiz für
digitales Kopieren dar. Obwohl zwar die Grundlage des
"Fingerabdrucksystems" die Identifizierung durch das Ausmaß
der Koinzidenz betrifft, ist eine Identität der Koinzidenz
äußerst unwahrscheinlich. Daher wird der Detektor 27 so
eingestellt, daß er bitweise Abweichungen zählt, und einen
entsprechenden Gesamtwert der Korrelationseinheit 24 zur
Verfügung stellt. Nur im Falle einer geringeren als einer
wesentlichen Koinzidenz zwischen dem abgetasteten Testwort
STW und jedem der Bezugswörter RTW arbeitet die Einheit 24
weiter. Eine derartige Abweichung zeigt die Abwesenheit einer
digitalen Kopierung von einem kürzlich abgetasteten Testwort
an. Im Gegensatz hierzu veranlaßt eine Koinzidenz oder
annähernde Koinzidenz (geringe Anzahl an Abweichungen) den
Detektor 27 dazu, ein Signal an das System 28 auszusenden,
welches eine Zurückweisung der Transaktion anzeigt. Diese
Operationen sind in Fig. 9A durch den Abfrageblock 164 und
den Zurückweisungsblock 166 angedeutet. Ein ordnungsgemäßer
Vergleich (mit signifikanten Abweichungen) veranlaßt die
Korrelationseinheit 24 (Fig. 1) dazu, so vorzugehen, wie
dies durch den Block 168 angedeutet ist (vgl. einen Übergang
von Fig. 9A zu Fig. 9B).
Die Fortsetzung des Tests wird von der Korrelationseinheit 24
(Fig. 1) ausgeführt, und ist als zwei Schritte in Fig. 9B
dargestellt, also Korrelation der Dynamikbereichsinformation
DR (Blöcke 170, 172 und 174), und nachfolgende Korrelation
der Magneteigenschaft MC (Blöcke 176, 178 und 180).
Selbstverständlich hängt die Art und das Ausmaß einer
akzeptablen magnetischen Korrelation von
Auslegungsgesichtspunkten für das spezifische System ab.
Normalerweise zeigt allerdings selbst ein relatives geringes
Ausmaß einer magnetischen Korrelation das Nichtvorhandensein
einer Kopierung an.
Bei dem Vorhandensein einer zugelassenen Transaktion wird das
abgetastete Testwort STW, wie es zur Verfügung gestellt
wurde, gespeichert (Fig. 9B, Block 182), zur nachfolgenden
Verwendung als Bezugstestwort RTW. In dieser Hinsicht wird
das abgetastete Wort von der Korrelationseinheit 24 über das
Transaktionssystem 28 an die Quelleneinheit 28 zur
Speicherung übergeben. Daher wird eine begrenzte Liste oder
Gruppe aus Bezugstestworten RTW für nachfolgende Vergleiche
zur Verfügung gestellt. In dieser Hinsicht hat sich allgemein
als sinnvoll herausgestellt, die Anzahl aktiver
Bezugstestwörter auf eine vorbestimmte Anzahl zu begrenzen.
Beim Speichern eines neuen Testwortes kann daher ein Test
durchgeführt werden, der die aktive Gruppe auf die
vorbestimmte Anzahl beschränkt (Fig. 9B, Block 184). Es wird
darauf hingewiesen, daß die vorbestimmte Anzahl, also die
Anzahl an benutzten, aktiven Bezugstestwörtern, verschiedene
Konstruktionskriterien berücksichtigen muß, unter weiterer
Berücksichtigung der Häufigkeit der Kartenbenutzung, der
beteiligten Werte usw. Wie dargestellt, wobei dies nur als
Beispiel zu verstehen ist, können sechs oder acht Wörter
ausreichend sein.
Als letzter Schritt in dem Prozeß kann eine Karte 10
freigegeben werden, wie durch den Block 186 in Fig. 9B
angedeutet ist. Damit ist der Prozeß beendet.
In Bezug auf die Ausführung des Prozesses sollte darauf
hingewiesen werden, daß die Implementierungskomponenten an
verschiedenen Orten vorhanden sein können. Typischerweise
umfassen die Orte eine zentrale Station, welche mehrere
entfernte Endgerätestationen bedient, beispielsweise
Händlerorte. Bei einer Ausführungsform befinden sich
Implementierungsschaltungen usw. zur Erzeugung des
abgetasteten Testwortes STW und der Digitaldaten DD an
Kartenendgeräten, und befindet sich der Rest des Systems an
einem zentralen Endgerät. Allerdings sind verschiedene andere
Variationen für bestimmte Systeme in der Praxis einsetzbar.
Angesichts der voranstehenden Erläuterung eines
Systembeispiels sollte deutlich geworden sein, daß andere
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei
unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden können, um
Dokumente, insbesondere Karten mit Magnetstreifen, zu
verifizieren, zu authentifizieren, zu identifizieren oder zu
bestätigen. Zwar wurden hier Beispiele für Operationen
beschrieben, und bestimmte Detailanordnungen erläutert,
jedoch ergeben sich Wesen und Umfang der Erfindung aus der
Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und sollen von
den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein.
Claims (18)
1. Identifizierungssystem zum Identifizieren von
Dokumenten, die einen Magnetstreifen aufweisen, auf
welchem Digitaldaten aufgezeichnet sind, und der eine
wiederholbare magnetische Eigenschaft aufweist, wobei
vorgesehen sind:
ein Magnetstreifensensor zur Abtastung des Magnetstreifens, um ein Analogsignal zur Verfügung zu stellen, welches die aufgezeichneten Digitaldaten und die wiederholbare magnetische Eigenschaft repräsentiert;
ein Digitalisierer zur Abtastung des Analogsignals, um digitalisierte Proben zur Verfügung zu stellen, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft anzeigen;
eine Signalformschaltung zur Bereitstellung von Bereichsdaten, die für das Analogsignal charakteristisch sind; und
ein Speicher zum Speichern von Darstellungen der digitalisierten Proben und der Bereichsdaten als Identifikationsdaten zum Identifizieren des Dokuments.
ein Magnetstreifensensor zur Abtastung des Magnetstreifens, um ein Analogsignal zur Verfügung zu stellen, welches die aufgezeichneten Digitaldaten und die wiederholbare magnetische Eigenschaft repräsentiert;
ein Digitalisierer zur Abtastung des Analogsignals, um digitalisierte Proben zur Verfügung zu stellen, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft anzeigen;
eine Signalformschaltung zur Bereitstellung von Bereichsdaten, die für das Analogsignal charakteristisch sind; und
ein Speicher zum Speichern von Darstellungen der digitalisierten Proben und der Bereichsdaten als Identifikationsdaten zum Identifizieren des Dokuments.
2. Identifizierungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Magnetstreifen eine Gruppe von führenden Nullen
aufgezeichnet ist, und der Digitalisierer das
Analogsignal in einem Abschnitt abtastet, welcher die
Gruppe von führenden Nullen repräsentiert.
3. Identifizierungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Magnetstreifen Digitaldaten aufgezeichnet sind, die
durch magnetische Übergänge repräsentiert werden, und
der Digitalisierer einen Abschnitt des Analogsignals
abtastet, der Zwischenräume zwischen den magnetischen
Übergängen repräsentiert, um digitalisierte Proben zur
Verfügung zu stellen, welche die wiederholbare
magnetische Eigenschaft anzeigen.
4. Identifizierungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Dokumente Magnetstreifenkarten umfassen, und die
Digitaldaten, die auf dem Magnetstreifen aufgezeichnet
sind, Daten zum Holen von Identifizierungsdaten aus dem
Speicher umfassen.
5. Identifizierungssystem zum Identifizieren von
Dokumenten, die einen Magnetstreifen aufweisen, auf
welchem Digitaldaten aufgezeichnet sind, und der eine
wiederholbare magnetische Eigenschaft aufweist, wobei
vorgesehen sind:
ein Magnetstreifensensor zur Abtastung des Magnetstreifens, um ein Analogsignal zur Verfügung zu stellen, welches die aufgezeichneten Digitaldaten und die wiederholbare magnetische Eigenschaft repräsentiert;
eine Magneteigenschaftsschaltung, die Magneteigenschaftsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft angeben;
eine Signalformschaltung, welche Bereichsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche eine Eigenschaft des Analogsignals anzeigen; und
eine Ausbildungsschaltung zur Bereitstellung von Dokumentenidentifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Bereichsdarstellungen, um die Dokumente zu identifizieren.
ein Magnetstreifensensor zur Abtastung des Magnetstreifens, um ein Analogsignal zur Verfügung zu stellen, welches die aufgezeichneten Digitaldaten und die wiederholbare magnetische Eigenschaft repräsentiert;
eine Magneteigenschaftsschaltung, die Magneteigenschaftsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft angeben;
eine Signalformschaltung, welche Bereichsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche eine Eigenschaft des Analogsignals anzeigen; und
eine Ausbildungsschaltung zur Bereitstellung von Dokumentenidentifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Bereichsdarstellungen, um die Dokumente zu identifizieren.
6. Identifizierungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Speicher zum Speichern von
Dokumentenidentifizierungsdarstellungen vorgesehen ist,
und eine Vergleichsanordnung zum Vergleichen von
Dokumentenidentifizierungsdarstellungen von dem Speicher
mit Dokumentenidentifizierungsdarstellungen von der
Ausbildungsschaltung, zum Verifizieren eines Dokuments.
7. Identifizierungssystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher
mehrere Dokumentenidentifizierungsdarstellungen zum
Vergleich mit einer
Dokumentenidentifizierungsdarstellung von der
Ausbildungssschaltung speichert, und daß die
Verifizierung ein Ausmaß an Verschiedenheit erfordert.
8. Identifizierungssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Magneteigenschaftsschaltung
Magneteigenschaftsdarstellungen von dem Analogsignal an
im wesentlichen flachen Abschnitten zur Verfügung
stellt, um eine vorbestimmte Anzahl digitaler Proben zu
erzeugen.
9. Identifizierungssystem nach Anspruch 5.
dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalformschaltung Bereichsdarstellungen zur Verfügung
stellt, welche Amplituden des Analogsignals anzeigen.
10. Identifizierungssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalformschaltung Bereichsdarstellungen zur Verfügung
stellt, welche Verhältnisse von Amplituden des
Analogsignals an vorbestimmten Orten anzeigen.
11. System zur Verwendung mit einer Karte, die einen
Magnetstreifen aufweist, der eine wiederholbare
magnetische Eigenschaft hat, und auf welchem
Digitaldaten in Form magnetischer Übergänge
aufgezeichnet sind, wobei das System zur Bereitstellung
einer abgetasteten Eigenschaftsidentifizierung für die
Karte dient, und aufweist:
eine Vorrichtung zur Abtastung des Magnetstreifens, um Darstellungen digital aufgezeichneter Daten und Darstellungen der wiederholbaren magnetischen Eigenschaft in Form digitaler Probensignale zur Verfügung zu stellen;
eine Vorrichtung zum selektiven Speichern von Kartenidentifizierungswörtern, die aus den digitalen Probensignalen erzeugt werden, zur Angabe der wiederholbaren magnetischen Eigenschaft einer Karte und von Amplitudeneigenschaften der digitalen Probensignale.
eine Vorrichtung zur Abtastung des Magnetstreifens, um Darstellungen digital aufgezeichneter Daten und Darstellungen der wiederholbaren magnetischen Eigenschaft in Form digitaler Probensignale zur Verfügung zu stellen;
eine Vorrichtung zum selektiven Speichern von Kartenidentifizierungswörtern, die aus den digitalen Probensignalen erzeugt werden, zur Angabe der wiederholbaren magnetischen Eigenschaft einer Karte und von Amplitudeneigenschaften der digitalen Probensignale.
12. Verfahren zum Identifizieren von Dokumenten, die einen
Magnetstreifen aufweisen, der eine unterscheidbare
magnetische Eigenschaft aufweist, die wiederholt
abgetastet werden kann, um individuelle Dokumente zu
identifizieren, mit folgenden Schritten:
Abtastung des Magnetstreifens zur Erzeugung eines repräsentativen Analogsignals, welches die unterscheidbare magnetische Eigenschaft wiedergibt;
Bereitstellung von Magneteigenschaftsdarstellungen, welche die unterscheidbare magnetische Eigenschaft angeben;
Bereitstellung von Bereichseigenschaftsdarstellungen, welche das Analogsignal in Bezug auf die Amplitude anzeigen; und
Bereitstellung von Identifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Bereichseigenschaftsdarstellungen, um die Dokumente zu identifizieren.
Abtastung des Magnetstreifens zur Erzeugung eines repräsentativen Analogsignals, welches die unterscheidbare magnetische Eigenschaft wiedergibt;
Bereitstellung von Magneteigenschaftsdarstellungen, welche die unterscheidbare magnetische Eigenschaft angeben;
Bereitstellung von Bereichseigenschaftsdarstellungen, welche das Analogsignal in Bezug auf die Amplitude anzeigen; und
Bereitstellung von Identifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Bereichseigenschaftsdarstellungen, um die Dokumente zu identifizieren.
13. Dokument oder dergleichen, bei welchem dessen
Fingerabdruck für die spätere Verifizierung seiner
Identität aufgezeichnet ist,
wobei das Dokument einen Abschnitt mit einem magnetischen Medium aufweist,
der Fingerabdruck ein remanentes Rauschen des Abschnitts mit dem magnetischen Medium umfaßt, und
eine Eigenschaft einer analogen Signalform, die aus dem Abschnitt mit dem magnetischen Medium abgetastet wird.
wobei das Dokument einen Abschnitt mit einem magnetischen Medium aufweist,
der Fingerabdruck ein remanentes Rauschen des Abschnitts mit dem magnetischen Medium umfaßt, und
eine Eigenschaft einer analogen Signalform, die aus dem Abschnitt mit dem magnetischen Medium abgetastet wird.
14. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Eigenschaft einer analogen Signalform das Verhältnis von
Signalformamplituden an bestimmten Orten ist.
15. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Eigenschaft einer analogen Signalform das Verhältnis der
Amplitude von Spitzenwerten an beabstandeten Orten in
der Signalform ist.
16. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Kunststoffkarte vorgesehen ist, die einen
Magnetaufzeichnungsstreifen aufweist.
17. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das
remanente Rauschen oder die Eigenschaft einer analogen
Signalform als der Fingerabdruck zur Korrelation mit
später abgetasteten und ausgebildeten Fingerabdrücken
aufgezeichnet sind.
18. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß bei dem
Dokument in dem Abschnitt mit dem magnetischen Medium
Daten zum Auffinden eines Bezugsfingerabdrucks zur
Korrelation mit einem Fingerabdruck aufgezeichnet sind,
der von dem Dokument abgetastet wird.
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