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Gebiet der Erfindung:
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Die Erfindung betrifft einen Quizrechner
mit einer Eingabeeinheit, einer Ausgabeeinheit sowie mit einer mit
der Eingabeeinheit und Ausgabeeinheit verbundenen digitalen Prozessoreinheit,
wobei die Prozessoreinheit einen Timer enthält, welcher von einem Taktgenerator
mit vorgegebener Taktfrequenz nach Maßgabe eines Zeitgliedes mit
einem Temperaturkoeffizienten K1 gesteuert wird.
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Als Quizrechner ist ein elektronisches
Gerät bezeichnet,
mittels welchem Nutzer an diversen seitens eines Spieleveranstalters
veranstalteten Spielen dadurch teilnehmen können, dass die Nutzer Eingaben
nach Maßgabe
der Spielregeln machen und die Eingaben durch den Quizrechner, ggf.
nach Eingabe eines Kontrollcodes, oder den Nutzer danach auf Richtigkeit,
i. e. Übereinstimmung
mit Vorgaben des Spieleveranstalters, geprüft werden (richtig/falsch, Treffer/Niete,
usw.). Als Spiele kommen insbesondere Gewinnspiele in Betracht.
Beispiele hierfür
sind: Lotto, Toto, Bingo, Frage/Antwort-Quiz, Tippspiele u. a..
Eine Eingabeeinheit umfasst typischerweise eine Mehrzahl von Eingabefeldern,
beispielsweise Tasten, Touchscreen-Bereiche usw.. Es ist aber auch
möglich,
mit einer sprachgesteuerten Eingabeeinheit zu arbeiten. Im Falle
von Tasten und dgl. wird jeder Taste in der Regel eine Zahl, ein
Buchstabe bzw. Schriftzeichen oder ein sonstiges Symbol zugeordnet
sein. Typischerweise ist weiterhin die Möglichkeit einer Eingabebestätigung,
einer Löschung
oder eines Rückschrittes vorgesehen.
Schließlich
kann eine "Lock"-Funktion eingerichtet
sein, durch welche getätigte
Eingaben sowie weitere Parameter, beispielsweise Timerstände, permanent
in einem Dokumentationsspeicher gespeichert werden. Auch diese Funktionen
können
durch Tasten oder dgl. und/oder durch Sprachsteuerung erfolgen.
Eine Ausgabeeinheit ist im einfachsten Falle ein Display. Ebenso
wie im Falle der Eingabe kann auch eine Sprachausgabe erfolgen.
Der Begriff der Ausgabeeinheit umfasst aber auch ein Interface zum
Auslesen insbesondere der Inhalte eines Dokumentationsspeichers.
Eine Prozessoreinheit umfasst alle üblichen Komponenten zum Betrieb
eines Prozessorsystems. Hierzu gehören neben der Rechnereinheit
typischerweise Festspeicher wie ROM, PROM, EPROM usw., in welchem
u.a. das Betriebsprogramm für
die Rechnereinheit gespeichert ist. Weiterhin sind üblicherweise
beschreibbare Speicher (RAM) vorgesehen, in welchen die Rechnereinheit
Daten zwischenspeichern kann, welche aber auch zumindest teilweise
als Dokumentationsspeicher verwendet werden/können. Ein Dokumentationsspeicher
ist ein definierter Adressenbereich im Rahmen eines RAM, in welcher
die Rechnereinheit Daten abspeichert, die von einem Spieleveranstalter überprüft werden
können/sollen.
Hierbei wird es sich typischerweise u. a. um die eingegebenen Antworten,
Bestätigungscodes,
Kontrollcodes und Timerstände
handeln. Jedenfalls im Dokumentationsspeicher werden Daten somit
permanent gespeichert. Eine Prozessoreinheit umfasst in aller Regel
einen Taktgenerator, dessen Takte die Funktionen der Prozessoreinheit
steuern. Ein solcher Taktgenerator umfasst ein sogenanntes Zeitglied,
dessen Dimensionierung die erzeugte Taktfrequenz bestimmt. Ein solches
Zeitglied kann beispielsweise ein Quarz oder ein R-C-Glied sein.
Die Bauelemente eines Zeitgliedes variieren in ihrer physikalischen
Eigenschaft regelmäßig mit
der Temperatur. Dies führt dazu,
dass die Taktfrequenz ebenfalls eine Funktion der Temperatur wird.
Als Temperaturkoeffizient eines Zeitgliedes wird daher das Differential Δf/ΔT bezeichnet,
wobei f die Frequenz und T die Temperatur ist. Temperaturkoeffizienten
können
positiv oder negativ sein.
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Hintergrund der Erfindung.
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Bei diversen mit einem Quizrechner
durchzuführenden
Spielen spielt eine spielregelbedingte Begrenzung von Eingabezeiten
eine Rolle. Beispielsweise wird vorgegeben sein, dass für die Abgabe
eines Tipps ein definierter spätester
Zeitpunkt gilt. Entsprechendes kann beispielsweise für Quiz-Spiele gelten,
bei welchen eine Antwort abgegeben sein muss, bevor ein Spieleveranstalter
die Antwort bekannt gibt. Vor diesem Hintergrund gilt es, einen Quizrechner
vor Manipulationen mit betrügerischer Absicht
durch eine Bedienperson zu schützen.
Die elementarste Maßnahme
besteht darin, einen Quizrechner baulich so auszuführen, dass
ein Zugriff auf die darin enthaltenen elektronischen Komponenten, insbesondere
Kontaktierung im Bereich der Prozessoreinheit, nicht möglich ist,
ohne dass dies durch Inaugenscheinnahme des Quizrechners bemerkt
wird. Dies kann beispielsweise durch Einrichtung eines verschweißten Gehäuses vorgesehen
sein.
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Dennoch ist es grundsätzlich möglich, insbesondere
die Taktfrequenz eines Timers durch indirekte Mittel zu beeinflussen.
So ist es beispielsweise möglich,
unter Ausnutzung des Temperaturkoeffizienten des Zeitgliedes dieses
durch Kühlen
oder Erwärmen
des Quizrechners, je nach Vorzeichen des Temperaturkoeffizienten,
so zu beeinflussen, dass der Timer vorläuft oder nachgeht und so trotz
beispielsweise verspäteter
Eingabe bei einer Auslesung des Quizrechners eine zulässige verstrichene
Zeitspanne anzeigt. Im Kern wird so eine Zeitdifferenz manipuliert,
aus welcher ein Spieleveranstalter den Zeitpunkt einer Eingabe einer
Antwort oder dgl. zu Kontrollzwecken zurückrechnen möchte. Dabei wird die Zeitdifferenz
aus einem Timerstand bei Eingabe einer Antwort und einem zweiten
Ereignis, beispielsweise einer Betätigung einer Lock-Taste oder
dergleichen oder einer Auslesung durch den Spieleveranstalter gebildet.
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Je nach Bauart des Zeitgliedes sind
neben Erwärmen
oder Kühlen
auch andere indirekte Manipulationsmaßnahmen denkbar, beispielsweise
Einwirkung durch elektrische oder magnetische Felder bzw. elektromagnetische
Wechselfelder oder Vibration.
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Aus der Literaturstelle WO 99/57666
ist ein Quizrechner bekannt, wobei neben anderen Funktionen Datum
und Uhrzeit anzeigbar und in einem Dokumentationsspeicher abspeicherbar
sind. Der Timer ist in diesem Fall als Uhrfunktion mit Echtzeit
eingerichtet.
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Technisches Problem der
Erfindung.
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Der Erfindung liegt das technische
Problem zugrunde, einen Quizrechner anzugeben, welcher gegen Manipulation
eines Timers gesichert ist.
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Grundzüge der Erfindung und bevorzugte
Ausführungsformen.
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Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt
die Erfindung einen Quizrechner nach Anspruch 1.
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Mittel zur Sicherung können im
allgemeinen Sinne der Erfindung einerseits Mittel sein, die eine Variation
der Taktfrequenz durch indirekte Einflussnahme verhindern, zumindest
jedoch unter eine definierte Maximalabweichung reduziert. Andererseits können dies
aber auch Mittel sein, welche die Manipulation durch indirekte Einwirkung
auf die Taktfrequenz nicht verhindern, diese jedoch detektieren
und dokumentieren durch beispielsweise Einspeicherung entsprechender
Information in den Dokumentationsspeicher. In beiden Fällen kann
ein in betrügerischer Absicht
durchgeführter
Manipulationsversuch seitens eines Spieleveranstalters ausgeschlossen
werden, sei es aufgrund der nicht erfolgreichen Manipulation (welcher
Versuch unbemerkt bleiben kann) oder der Dokumentation und somit
zur Kenntnis kommen einer erfolgreichen Manipulation. Im Ergebnis
wird erreicht, dass die mit einem Quizrechner durchgeführten Spiele
eine praktisch absolute Betrugssicherheit aufweisen und somit eine
hohe Akzeptanz bei an Spielen teilnehmenden Bedienpersonen ebenso
wie bei Spieleveranstaltern erreicht wird. Die hohe Sicherheit spielt
insbesondere in solchen Fällen
eine Rolle, in denen Gewinnspiele mit hohen Gewinnpreisen ausgelobt
sind.
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Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene weitere
Ausbildungen möglich.
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Das Betriebsprogramm der Prozessoreinheit umfasst
entweder die Möglichkeit
der Abspeicherung und/oder Auslesung des Standes des Zusatztimers zusätzlich zum
Timer oder zum Vergleich der Stände des
Timers und des Zusatztimers und ggf. Abspeicherung und Auslesung
der Differenz der Stände
zu einem definierten Zeitpunkt. In ersterem Fall kann ein Spieleveranstalter
(vorzugsweise nur dieser) den Stand des Zusatztimers zusätzlich zu
dem Stand des Timers auslesen und beide Stände vergleichen. In letzterem
Fall wird der Vergleich durch das Betriebsprogramm der Prozessoreinheit
bereits durchgeführt.
In jedem Fall findet letztendlich ein Vergleich einer gebildeten
Differenz der Timerstände
bzw. des Standes des Zusatztimers mit einer maximal zulässigen Differenz
statt. Wird die maximal zulässige
Differenz überschritten,
so wird der betreffende Quizrechner als manipuliert verworfen und
eine eventuelle Gewinnauszahlung verweigert. Der Vergleich der Timerstände und/oder
die (zusätzliche)
Auslesung des Standes des Zusatztimers kann einmal aber auch mehrfach
zu unterschiedlichen Zeitpunkten, erfolgen. In dieser Ausführungsform
wird genutzt, dass unterschiedliche Temperaturkoeffizienten dazu
führen, dass
bei ungewöhnlicher
Erwärmung
oder Abkühlung
des Quizrechners die Taktfrequenzen so stark variieren, dass die
hieraus resultierenden Timerstände
in entsprechender Weise "auseinanderlaufen". Die Dimensionierung
der Temperaturkoeffizienten K1 und K2 gelingt dem Durchschnittsfachmann
ohne weiteres gemäß vorgegebener "normaler" Temperaturbereiche.
Ebenso lassen sich unter Berücksichtigung
der Temperaturkoeffizienten sowie der hieraus resultierenden Differenzen
der Taktfrequenz maximale Abweichungen der Timerstände bestimmen
unter Berücksichtigung
der Timerstände
bestimmen unter Berücksichtigung
der erwarteten definierten Zeitdauer zwischen einem ersten Ereignis,
wie beispielsweise der Eingabe einer Antwort, und einem zweiten Ereignis,
beispielsweise der Auslesung beider Timer oder des Vergleiches der
Stände
beider Timer.
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Weiterhin können die Mittel zur Sicherung
einer Abschirmung des Timers gegen elektrische oder magnetische
Felder und/oder gegen elektromagnetische Strahlung umfassen. Der
Begriff der elektromagnetischen Strahlung umfasst den Bereich der
Radiowellen bis hin zu Röntgenstrahlen.
Eine sehr effektive Abschirmung wird erreicht, wenn ein Abschirmelement
elektrisch und/oder magnetisch leitfähig ist. Elektrisch leitfähige Abschirmelemente
können
insbesondere aus metallischen Werkstoffen bestehen. Bevorzugt ist
es, wenn eine solche metallische Abschirmung geschlossen ist und
die elektronischen Komponenten, jedenfalls die Prozessoreinheit
sowie eingerichtete Zeitglieder, praktisch vollständig umhüllt. Neben
metallischen Werkstoffen kommen hierfür auch polymere Vergußmassen
in Frage, welche ein Leitfähigkeit
vermittelndes Additiv enthalten. Ein solches Additiv kann beispielsweise
Metallpulver oder Graphitpulver sein. Es ist aber auch möglich, per
se leitfähige
Polymere einzurichten. Es versteht sich in jedem Fall, dass elektrische
Leitungen im Inneren des Quizrechners gegenüber solchen Abschirmelementen
elektrisch isoliert sind. In jedem Fall wird sich empfehlen, dass
ein Abschirmelement für
IR-, Licht-, UV- und/oder Röntgenstrahlung
undurchlässig ist,
diese jedoch zumindest dämpft.
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Die Mittel zur Sicherung können weiterhin eine
zumindest das Zeitglied einhüllende
Vergußmasse,
insbesondere polymere Vergußmasse,
umfassen. Neben der bereits vorstehenden Wirkung sichert eine solche
Vergußmasse
zudem gegen mögliche
Einflussnahmen durch Vibration oder Einkopplung von Ultraschall.
Polymere Vergußmassen
können
als Polymermatrix grundsätzlich
alle im Bereich der Elektronik zum Vergießen verwendeten Polymere aufweisen.
Hierfür
kommen beispielsweise infrage Polyurethan-Polymere und Butadien-Copolymere.
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Schließlich können die Mittel zur Sicherung Mittel
zur Detektion von Temperatur, elektromagnetischer Strahlung und/oder
Vibration, insbesondere Temperatursensoren, Feldsensoren und/oder
Vibrationssensoren umfassen. Dabei wird von den Mitteln zur Detektion
ein elektrisches Signal erzeugt, welches ggf. nach Verstärkung digitalisiert
wird und somit digitale Messwerte liefert. Diese Messwerte oder Differenzwerte
der Messwerte zu gespeicherten Maximal- und/oder Minimalwerten werden in dem
Dokumentationsspeicher der Prozessoreinheit gespeichert. Zwar wird
in dieser Ausführungsform
eine Manipulation des Zeitgliedes nicht verhindert, jedoch kann
ein Spieleveranstalter durch Auslesung des Dokumentationsspeichers
anormale Umweltbedingungen anhand der gespeicherten Messwerte bzw.
Differenzwerte feststellen und im Falle von unzulässigen Werten
einen Quizrechner als manipuliert verwerfen. Im Falle der Abspeicherung
der Messwerte erfolgt ein Vergleich der Messwerte mit Maximal- und/oder
Minimalwerten spieleveranstalterseitig.
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Weiterhin betrifft die Erfindung
Verfahren nach den Ansprüchen
6 bis 8 sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Quizrechners gemäß Anspruch
9.
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In der 1 ist
ein erfindungsgemäßer Quizrechner 1 dargestellt.
Man erkennt eine als Tastenfeld ausgebildete Eingabeeinheit 2 sowie
eine als Display ausgebildete Ausgabeeinheit 3, welche
jeweils mit einer digitalen Prozessoreinheit 4 verbunden
sind. Die Prozessoreinheit enthält
einen als Timerprogramm ausgebildeten Timer 5, welcher
von einem Taktgenerator 6 gesteuert wird. Die Taktfrequenz
des Taktgenerators 6 wird durch das als R/C-Glied ausgebildete
Zeitglied 7 gesteuert. Das Zeitglied 7 weist einen
Temperaturkoeffizienten K1 auf. Als Mittel 8 zur Sicherung
gegen Manipulation ist ein Zusatztaktgenerator 9 mit einem
Zeitglied 10, ebenfalls in der Ausführung als R/C-Glied, eingerichtet,
wobei der Zusatztaktgenerator 9 einen Zusatztimer 11 steuert.
Das R/C-Glied 10 des Zusatztimers 11 weist einen
Temperaturkoeffizienten K2 auf. In der Prozessoreinheit 4 ist
eine Rechnereinheit 15 eingerichtet, in welcher die Stände des
Timers 5 sowie des Zusatztimers 11 verglichen
werden können.
Das hierzu in der Prozessoreinheit 4 eingerichtete Programm arbeitet
so, dass beide Timer mit Betätigung
einer Eingabebestätigungstaste,
beispielsweise nach Eingabe einer Antwort, gestartet werden. Auf
Anweisung eines Spieleveranstalters wird zu einem definierten Zeitpunkt
eine Lock-Taste betätigt
und werden die Stände
beider Timer 5, 11 durch die Rechnereinheit 15 festgehalten.
Alle Timerstände
werden in dem Dokumentationsspeicher 14 abgespeichert und
zu einem späteren
Zeitpunkt von einem Spieleveranstalter zu Kontrollzwecken ausgelesen.
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Im Ausführungsbeispiel weist das Zeitglied 7 einen
Temperaturkoeffizienten von 1,67 kHz/°C. Der Temperaturkoeffizient
des Zeitgliedes 10 beträgt –1,67 kHz/°C. Dies ist
durch Auswahl entsprechender Widerstände mit positiven bzw. negativen
Temperaturkoeffizienten (PTC/NTC) eingerichtet.
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Die Kontrolle wird nunmehr bei einem
Spieleveranstalter wie folgt durchgeführt. Es werde angenommen, dass
eine Eingabebestätigungstaste
spätestens
um 0:00 Uhr gedrückt
hätte sein
sollen. Um 2:50 Uhr erfolgt seitens des Spieleveranstalters die Kontrolle,
ob die Eingabebestätigungstaste
vor oder nach 0:00 Uhr durchgeführt
wurde. Wenn der Taktgenerator 6 mit einer Frequenz von
1 MHz bei 20°C
arbeitet, ergebe sich ein Timerstand von 10.000 s bzw. 2:47 h. Durch
Vergleich ergibt sich somit, dass die Eingabe 3 min. nach Ablauf
der Spätesthaupteingabe
0:00 Uhr erfolgte. Somit würde
wegen verspäteter Eingabe
kein Gewinn ausgezahlt. Wenn nun eine Bedienperson in betrügerischer
Absicht den Quizrechner unmittelbar nach Eingabe einer Antwort auf
50° erwärmt und
auf dieser Temperatur bis zur Kontrolle hält, so ergäbe sich, dass unter Berücksichtigung
des Temperaturkoeffizienten die Frequenz des Taktgenerators 6 auf
1,05 MHz erhöht
wäre mit
der Folge, dass der Timerstand 2:55 h beträgt. Ohne Mittel zur Sicherung
gegen Manipulation würde
der Spieleveranstalter somit unter Berücksichtung des Kontrollzeitpunkts
2:50 von einer Eingabe um 23:55 Uhr und somit einem zulässigen Eingabezeitpunkt
ausgehen. Durch die Temperaturerhöhung um 30° wurde somit ein "Vorgehen" des Timers 5 um
8 min erreicht. Aufgrund einer Auslesung des Zusatztimers 11 kann
der Spieleveranstalter jedoch feststellen, dass – entsprechend spiegelbildlich – der Zusatztimer 11 um
8 min "nachgeht" und hieraus ableiten,
dass offenbar eine unzulässige
Temperaturerhöhung
des Quizrechners 1 erfolgte. Im Prinzip ist allein schon
die Auslesung des Zusatztimers 11 und die Abweichung des
Standes von einem vorgegebenen Timerstand (2:39 h gegenüber 2:40
h im Ausführungsbeispiel)
ausreichend, um den Quizrechner als manipuliert zu verwerfen und
eine Gewinnzahlung trotz zutreffenden Standes des Timers 5 zu
verweigern. Im Einzelnen kann vorgesehen sein, dass zwischen den
beiden Timerständen
eine Differenzbildung erfolgt, im Ausführungsbeispiel 16 min, und
mit einer vorgegebenen maximalen Abweichung, beispielsweise 5 min
verglichen wird. Die maximale Abweichung zwischen beiden Timern
von 5 min entspräche
einer Erwärmung des
Timers auf 29 °C,
was auch im Rahmen des Üblichen
liegen könnte.
Eine Differenz von 16 min wäre jedoch
unzulässig
hoch und Indikativ für
eine über
29 °C hinausgehende, über fast
3 h währende
Erwärmung
des Quizrechners 1.
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Im Ausführungsbeispiel, in der 1 nicht dargestellt, sind
weitere Maßnahmen
zur Sicherung gegen Manipulation der Taktfrequenz eingerichtet. Die
elektrischen Schaltkreise der Prozessoreinheit 4, einschließlich der
Zeitglieder 7, 10, sind mit einem nicht leitfähigen Lack überzogen
bzw. darin eingehüllt.
Isolierte Leitungen führen
zu der Eingabeeinheit 2 sowie der Ausgabeeinheit 3.
Die insofern umhüllte Prozessoreinheit 4 ist
mit einer weiteren Umhüllung versehen,
und zwar im Wege des Vergießens
mit einem elastomeren Polymer auf Polybutadien-Basis, welchem 20
Gewichtsprozent Eisenpulver beigemischt ist. Das Elastomer sichert
gegen Vibrationen. Die Beimischung des Eisenpulvers bildet eine
effektive Abschirmung gegen elektrische und magnetische Felder sowie
elektromagnetische Einstrahlungen. Die Vergußmasse ist lichtundurchlässig. Der
so enthaltene Monolith aus Prozessoreinheit 4 und diese umhüllende Vergußmasse ist
zusammen mit der Eingabeeinheit 2 sowie der Ausgabeeinheit 3 in
einem Gehäuse
aus ABS-Kunststoff eingebaut. Hierbei sind Gehäusehälften des Gehäuses miteinander
thermisch verschweißt
oder dauerhaft verklebt.