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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren Anzeigen von Anzeigedaten auf einer Anzeigeeinrichtung mittels visueller Kryptographie sowie einen im Rahmen dieses Verfahrens einsetzbaren portablen Datenträger und ein Anzeigesystem.
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Gemäß dem Konzept der visuellen Kryptographie, welches in der Arbeit „Visual Cryptography“ von M. Naor und A. Shamir, Eurocrypt 94, erstmals allgemein vorgestellt worden ist, werden Anzeigedaten mittels einer Pixelgraphik wiedergegeben. Vordergrundpixel der Pixelgraphik stellen dabei die Anzeigedaten dar, Hintergrundpixel einen dazu kontrastierenden Hintergrund. Zu dieser Pixelgraphik werden eine erste und eine zweite Subpixelgraphik erzeugt. Dabei wird in jeder der beiden Subpixelgraphiken jedem Pixel der Pixelgraphik ein mehrere Subpixel umfassendes Subpixelmuster zugeordnet, wobei verschiedene Subpixel jeweils eine Vordergrundpixelfarbe bzw. eine Hintergrundpixelfarbe repräsentieren.
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Die erste Subpixelgraphik umfasst zu jedem Pixel der Pixelgraphik ein zufällig gewähltes Subpixelmuster. Die zweite Subpixelgraphik hingegen wird abhängig von der Pixelgraphik und der ersten Subpixelgraphik erzeugt. Einem Vordergrundpixel der Pixelgraphik wird in der zweiten Subpixelgraphik ein Subpixelmuster zugeordnet, welches im Vergleich zu dem Subpixelmuster, welches dem Vordergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet ist, invertiert ist. Einem Hintergrundpixel des Pixelmusters hingegen wird in der zweiten Subpixelgraphik genau das gleiche Subpixelmuster zugeordnet, welches diesem Hintergrundpixel bereits in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist. Werden die beiden Subpixelgraphiken geeignet überlagert, so werden die Anzeigedaten optisch erkennbar.
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Anzeigedaten können nun auf einer unsicheren, d.h. eventuell von Schadcode befallenen Anzeigeeinrichtung wie folgt sicher angezeigt werden: Die erste Subpixelgraphik wird z.B. auf eine transparente Folie aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt. Die zweite Subpixelgraphik wird auf der Anzeigeeinrichtung, z.B. einen Monitor, angezeigt. Wird nun die Folie geeignet auf dem Monitor angeordnet, sind die Anzeigedaten optisch erkennbar. Die erste Subpixelgraphik kann auch auf einer zweiten, separaten und sicheren Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, welche hinreichend transparent ausgebildet ist, so dass beim Überlagern der beiden Anzeigeeinrichtungen der vorstehend beschriebene Überlagerungseffekt eintritt.
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Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Anordnung von zwei elektronischen, überlagerbaren Anzeigeeinrichtungen zum Anzeigen von Anzeigedaten sind in der
WO 03/060674 A1 bzw. der
WO 03/085632 A2 offenbart. Die Verwendung zweier elektronischer Anzeigeeinrichtungen hat den Vorteil, dass beide zum Anzeigen der ersten bzw. der zweiten Subpixelgraphik individuell angesteuert werden können. Somit können auf einfache Weise für jeweils verschiedene Anzeigedaten verschiedene erste und zweite Subpixelgraphiken angezeigt und überlagert werden, wodurch das Verfahren maximal sicher ist. Allerdings ist diese Lösung technisch sehr aufwändig und somit teuer.
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Gemäß der Lehre der
DE 10 2007 018 802 B3 wird die Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der ersten Subpixelgraphik, wie vorstehend beschrieben, durch eine transparente Folie ersetzt. Dies hat gegenüber der Lösung mit den beiden elektronischen Anzeigeeinrichtungen den Vorteil reduzierter Komplexität und reduzierter Kosten. Nachteilig ist, dass für jeweils unterschiedliche Anzeigedaten eine neue Folie hergestellt werden muss, um die Sicherheit des Systems zu erhalten.
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Prinzipiell könnte die Folie mehrfach verwendet werden. Dann allerdings könnte ein potentieller Angreifer, welcher die Anzeige der zweiten Subpixelgraphik auf der Anzeigeeinrichtung ausspähen kann, dadurch Informationen über die erste Subpixelgraphik erhalten, dass er statistisch auswertet, welche der Subpixelmuster der zweiten Subpixelgraphik sich in den aufeinander folgenden Anzeigen nicht ändern, da sie Hintergrundpixel der Pixelgraphik entsprechen. Die entsprechenden - verfahrensgemäß identischen - Subpixelmuster der ersten Subpixelgraphik sind dem Angreifer dadurch ebenfalls bekannt. Dadurch wird die Sicherheit des Anzeigeverfahrens deutlich eingeschränkt, denn kennt der Angreifer ein Subpixelmuster der ersten Subpixelgraphik und erspäht in der angezeigten zweiten Subpixelgraphik ein davon abweichendes - inverses - Subpixelmuster, so kann er schließen, dass diese Subpixelmuster einem - informationstragenden - Vordergrundpixel der Pixelgraphik zugeordnet sind, wodurch er direkt Information über die Anzeigedaten erhält.
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Das Dokument Klein, Andreas: Visuelle Kryptographie, Berlin, Heidelberg, New York: Springer 2007, Inhaltsverzeichnis, S. 1-5, 34-39, 53, 54, 89-91, ISBN 978-3-540-72361-5 offenbart ein Verfahren zum sicheren Anzeigen von Anzeigedaten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Das Dokument
US 2006/0 227 969 A1 - Visual cryptography system - der Anmelderin Philips offenbart ein Verfahren zur visuellen Kryptographie, bei dem zwei Anzeigeeinrichtungen übereinander gelegt werden, um eine Nachricht zu rekonstruieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein sicheres Anzeigen von Anzeigedaten auf einer unsicheren Anzeigeeinrichtung bei weiter reduziertem Aufwand zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, einen portablen Datenträger und ein System mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum sicheren Anzeigen von Anzeigedaten basiert auf Methoden der visuellen Kryptographie. Dabei werden einer Pixelgraphik, welche die Anzeigedaten mittels Vordergrundpixeln und Hintergrundpixeln wiedergibt, eine erste und eine zweite Subpixelgraphik zugeordnet. Es wird eine transparente Folie hergestellt, auf welche die erste Subpixelgraphik aufgebracht wird. Um die Anzeigedaten anzuzeigen, wird die zweite Subpixelgraphik auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt und die transparente Folie wird auf der Anzeigeeinrichtung derart angeordnet, dass die auf die Folie aufgebrachte erste Subpixelgraphik und die auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte zweite Subpixelgraphik überlagert werden. Erfindungsgemäß wird in der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik jeweils ein Subpixelmuster zugeordnet, welches aus einer vorgegebenen Menge von Subpixelmustern ausgewählt wird.
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Dadurch, dass einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik in der zweiten Subpixelgraphik nicht stets identisch dasjenige Subpixelmuster zugeordnet wird, das dem Hintergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist, sondern eine Auswahl des zugeordneten Subpixelmusters aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern erfolgt, wird es für einen potentiellen Angreifer erheblich erschwert, statistische Informationen über die Verteilung der Subpixelmuster der ersten Subpixelgraphik zu erlangen, wenn diese mehrfach verwendet wird. Auf diese Weise wird es möglich, die Folie - auf welche die erste Subpixelgraphik aufgebracht ist - mehrfach identisch zu verwenden, um verschiedene Anzeigedaten anzuzeigen, ohne dass die Sicherheit des Verfahrens merklich eingeschränkt wird. Auf eine Herstellung einer neuen Folie für jeden neuen Anzeigedatensatz kann verzichtet werden, wodurch das Verfahren insgesamt einfacher und kostengünstiger wird. Eine eventuell geringfügige Einschränkung der Erkennbarkeit der anzuzeigenden Anzeigedaten ist angesichts des geschilderten Vorteils der mehrfachen Verwendbarkeit der Folie vernachlässigbar. Diese Einschränkung kann daraus resultieren, dass ein gewisser Anteil der Subpixelmuster in der Überlagerung, welche Hintergrundpixeln der Pixelgraphik zugeordnet sind, eventuell zu mehr als der Hälfte oder gar vollständig in einer Vordergrundpixelfarbe erscheinen und somit nicht mehr eindeutig von Subpixelmustern der Überlagerung unterscheidbar sind, welche Vordergrundpixeln zugeordnet sind.
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Weiter werden die Schritte des Erzeugens der Pixelgraphik sowie der ersten und zweiten Subpixelgraphik in einem portablen Datenträger durchgeführt, auf dem die anzuzeigenden Anzeigedaten sicher gespeichert sind. Der Datenträger ist mit der Anzeigeeinrichtung koppelbar, so dass die zweite Subpixelgraphik von dem Datenträger - wenn dieser mit der Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist - an die Anzeigeeinrichtung übertragen werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer portabler Datenträger umfasst demnach einen Speicher, einen Prozessor und eine Datenkommunikationsschnittstelle sowie eine in dem Speicher gespeicherte und auf dem Prozessor ausführbare Kodierungsapplikation, die eingerichtet ist, eine Pixelgraphik, welche in dem Speicher gespeicherte Anzeigedaten mittels Vordergrund- und Hintergrundpixeln wiedergibt, sowie eine der Pixelgraphik jeweils zugeordnete erste und zweite Subpixelgraphik zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist die Kodierungsapplikation ferner eingerichtet, in der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik ein Subpixelmuster zuzuordnen, das aus einer vorgegebenen Menge von Subpixelmustern ausgewählt wird. Der Datenträger kann beispielsweise als Chipkarte, als sichere Speicherkarte, als USB-Token oder dergleichen ausgebildet sein.
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In der Regel stellen Vordergrundpixel der Pixelgraphik die anzuzeigenden Anzeigedaten, beispielsweise eine alphanumerische Zeichenkette, als Pixelbild vor einem dazu kontrastierenden Hintergrund dar, welcher durch die Hintergrundpixel gebildet wird. In der Regel wird eine Vordergrundpixelfarbe einer eher dunklen Farbe entsprechen, z.B. schwarz, während eine Hintergrundpixelfarbe eher eine helle Farbe repräsentieren wird, z.B. weiß. Eine umgekehrte Farbgebung ist ebenfalls möglich. Vordergrundpixel können verschiedenen Farben entsprechen, beispielsweise durchgehend dunklen Farben oder Farben desselben Farbtons, während Hintergrundpixel dann beispielsweise durch durchgehend helle Farben dargestellt werden oder andere, von dem ersten Farbton abweichende Farbtöne repräsentieren.
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Gemäß weiteren Merkmalen des Verfahrens wird jedem Pixel der Pixelgraphik in der ersten Subpixelgraphik ein Subpixelmuster aus einer vorgegebenen Menge von Subpixelmustern zufällig zugeordnet, wobei das Subpixelmuster zumindest zwei Subpixel umfasst. Die zufällige Auswahl erfolgt gleichverteilt zufällig, d.h. jedem Pixel des Pixelmusters wird mit gleicher Wahrscheinlichkeit eines der Subpixelmuster der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern zugeordnet. Dies bedeutet, dass die erste Subpixelgraphik auch ohne Kenntnis der Pixelgraphik erzeugt werden kann, insbesondere bevor diese erzeugt worden ist. Die Auswahl eines Subpixelmusters, welches einem Pixel der Pixelgraphik in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet wird, ist insbesondere unabhängig davon, ob das Pixel ein Vordergrund- oder ein Hintergrundpixel ist. Lediglich die Anzahl und Anordnung der Pixel der Pixelgraphik, d.h. die Dimension der Pixelgraphik, sollte bekannt sein, um eine erste Subpixelgraphik ausreichender Größe erzeugen zu können.
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In der zweiten Subpixelgraphik wird in der Regel jedem Vordergrundpixel der Pixelgraphik ein Subpixelmuster aus der vorgegebenen Menge der Subpixelmuster zugeordnet, welches im Vergleich zu einem dem Vordergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordneten Subpixelmuster invertiert ist. Das heißt, das dem Vordergrundpixel in der zweiten Subpixelgraphik zugeordnete Subpixelmuster weist Subpixel, welche eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentieren, an den Positionen auf, an denen das Subpixelmuster, welches dem Vordergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist, Subpixel aufweist, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentieren - und umgekehrt. Die beiden inversen Subpixelmuster ergänzen sich bei einer Überlagerung zu einem bezüglich Vorder- oder Hintergrundpixelfarbe vollständig einheitlichen Überlagerungssubpixelmuster. Dabei wird von der Vorstellung ausgegangen, dass ein Subpixel, welches eine - beispielsweise dunkle oder opake - Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentiert und welches mit einem Subpixel überlagert wird, welches eine - beispielsweise helle oder transparente - Hintergrundpixelfarbe repräsentiert, im Ergebnis in einem Subpixel der Überlagerung resultiert, welches wieder eine Vordergrundpixelfarbe darstellt. Vorder- und Hintergrundpixelfarbe werden gewissermaßen mit einer booleschen ODER-Operation verknüpft, wobei eine Vordergrundpixelfarbe einer „1“ und eine Hintergrundpixelfarbe einer „0“ entsprechen.
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Zum Anzeigen der Anzeigedaten werden die auf der Folie aufgebrachte erste Subpixelgraphik und die auf der Anzeigeeinrichtung angezeigte zweite Subpixelgraphik derart überlagert, dass jeweils dem gleichen Pixel der Pixelgraphik zugeordnete Subpixelmuster der ersten und zweiten Subpixelgraphik subpixelweise zur Deckung gebracht werden. Auf diese Weise werden die anzuzeigenden Anzeigedaten, die wie im vorangehenden Absatz beschrieben kodiert sind, direkt erkennbar. Auf der Anzeigeeinrichtung und/oder der Folie können dazu Markierungen vorgesehen sein, die eine derartige Anordnung der Folie auf der Anzeigeeinrichtung unterstützen.
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In jedem Subpixelmuster der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern repräsentiert ein vorgegebener Anteil der zumindest zwei Subpixel eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik, während der verbleibende Anteil der Subpixel eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentiert. Die Anteile können sich für verschiedene Subpixelmuster unterscheiden. In der Regel sind die beiden Anteile aber jeweils etwa gleich groß.
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Im hier betrachteten Anwendungszusammenhang werden zumeist Subpixelmuster mit quadratischen Subpixeln verwendet, die zweidimensionalen Matrizen mit einer gleichen Anzahl von Zeilen und Spalten entsprechen. Dies hat den Vorteil, dass die erste und die zweite Subpixelgraphik dann die gleichen Seitenverhältnisse aufweisen wie die Pixelgraphik, wenn die Pixel der Pixelgraphik ebenfalls quadratisch ausgebildet sind. Eine gängige Matrixgröße ist beispielsweise 2 × 2. Dabei repräsentieren meist genau zwei Subpixel - einer Zeile oder einer Spalte oder einer Diagonalen - eine Vordergrundpixelfarbe und die anderen beiden Subpixel - der jeweils anderen Zeile, Spalte oder Diagonalen - eine Hintergrundpixelfarbe. Die vorgegebene Menge von Subpixelmustern umfasst in diesem Beispiel somit sechs Subpixelmuster in Form einer 2 × 2 Matrix, wobei jede dieser Matrizen genau zwei Subpixel aufweist, welche eine Vordergrundpixelfarbe repräsentieren. Eine andere vorgegebene Menge kann aber z.B. lediglich auch durch jeweils zwei inverse Matrizen aus der Menge dieser sechs Matrizen gegeben sein.
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Beim Herstellen der transparenten Folie wird die erste Subpixelgraphik derart auf die Folie aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt, dass Subpixel, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentieren, opak dargestellt werden, und Subpixel, welche eine Hintergrundpixelfarbe repräsentieren, transparent dargestellt werden. Ein Anordnen der Folie auf der Anzeigeeinrichtung führt dann in gewünschter Weise zu der vorstehend beschriebenen Überlagerung der ersten und zweiten Subpixelgraphik. Opake Subpixel, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentieren, überdecken überlagerte, eventuell eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik repräsentierende Subpixel der auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten zweiten Subpixelgraphik, während eine Hintergrundpixelfarbe repräsentierende transparente Subpixel auf der Folie solche Subpixel der angezeigten zweiten Subpixelgraphik durchscheinen lassen, welche eine Vordergrundpixelfarbe repräsentieren.
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Die Auswahl des Subpixelmusters, welches in der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik zugeordnet wird, kann auf verschiedenste Weise erfolgen. Gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform des Verfahrens wird in der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik ein Subpixelmuster aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern unabhängig von dem dem Hintergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordneten Subpixelgraphik zugeordnet. Es besteht somit keinerlei Zusammenhang zwischen den Subpixelmustern, welche in der ersten Subpixelgraphik und der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik zugeordnet worden sind. Deshalb kann ein Angreifer, der die zweite Subpixelgraphik ausspähen kann, aus der Kenntnis des dem Hintergrundpixel der Pixelgraphik in der zweiten Subpixelgraphik zugeordneten Subpixelmusters nicht auf das dem Hintergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordneten Subpixelmuster schließen.
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Im Gegensatz zu manchem Stand der Technik, in dem einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik stets genau dasjenige Subpixelmuster zugeordnet wird, welches dem Hintergrundpixel auch in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist - also in absoluter Abhängigkeit voneinander -, erfolgt die Auswahl gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens - formal ausgedrückt - wie folgt: Zumindest einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik wird in der zweiten Subpixelgraphik ein Subpixelmuster aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern zugeordnet, indem zumindest zwei Subpixelmustern der vorgegebenen Menge vom Subpixelmustern - mit Bezug auf das jeweils betrachtete Hintergrundpixel - eine positive Auswahlwahrscheinlichkeit zugeordnet wird. Dem jeweils betrachteten Hintergrundpixel wird dann ein Subpixelmuster aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern entsprechend der zuvor zugeordneten Auswahlwahrscheinlichkeit zugeordnet. Die Auswahlwahrscheinlichkeiten, die den Subpixelmustern jeweils mit Bezug auf ein bestimmtes Hintergrundpixel zugeordnet werden, können sich von den Auswahlwahrscheinlichkeiten unterscheiden, die den Subpixelmustern mit Bezug auf ein anderes Hintergrundpixel zugeordnet worden sind. Diese Vorgehensweise lässt somit für das jeweils betrachtete Hintergrundpixel jede beliebige Zuordnung von Subpixelmustern zu, die in irgendeiner Weise, deterministisch und/oder zufallsgesteuert, von der Zuordnung gemäß dem Stand der Technik abweicht. Denn dort wird einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik stets - d.h. mit Wahrscheinlichkeit „1“-, dasjenige Subpixelmuster zugeordnet, welches diesem Hintergrundpixel bereits in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist, wobei für jedes andere Subpixelmuster lediglich die Restwahrscheinlichkeit „0“ verbleibt, zugeordnet zu werden.
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Konkret könnte dies z.B. bedeuten, dass in der zweiten Subpixelgraphik jedem Hintergrundpixel eines vorgegebenen Anteils der Hintergrundpixel der Pixelgraphik, beispielsweise der Hälfte aller Hintergrundpixel, jeweils ein Subpixelmuster zugeordnet wird, welches zufällig gleichverteilt aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern ausgewählt wird.
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Die Erfindung gibt vor, dass in der zweiten Subpixelgraphik einem Hintergrundpixel der Pixelgraphik ein Subpixelmuster aus der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern zugeordnet wird, indem den Subpixelmusternwieder mit Bezug auf das jeweils betrachtete Hintergrundpixel - jeweils derart Auswahlwahrscheinlichkeiten zugeordnet werden, die abhängig sind von einer Distanz des Hintergrundpixels der Pixelgraphik zu einem Vordergrundpixel der Pixelgraphik sowie von dem dem Hintergrundpixel in der ersten Subpixelgraphik zugeordneten Subpixelmuster. Auch gemäß dieser Ausführungsform können sich die den Subpixelmustern zugeordneten Auswahlwahrscheinlichkeiten unterscheiden, abhängig von dem Hintergrundpixel, welches aktuell betrachtet wird. Eine solche Vorgehensweise kann verhindern, dass in der durch die Überlagerung von erster und zweiter Subpixelgraphik entstehender Überlagerungssubpixelgraphik der Kontrast zwischen darzustellender Information, also den Anzeigedaten, und Hintergrund zu undeutlich wird. Insbesondere in der Nähe der darzustellenden Information kann die Erkennbarkeit erhöht werden, indem in der ersten und der zweiten Subpixelgraphik mit erhöhter Wahrscheinlichkeit identische Subpixelmuster überlagert werden. Da dieser Prozess weiterhin zufallsgesteuert ist, gibt er einem Angreifer - im Gegensatz zu der Vorgehensweise im Stand der Technik - kaum eine Möglichkeit, Informationen über die Anordnung von Subpixelmustern in der ersten Subpixelgraphik zu erlangen, auch wenn diese mehrmals identisch verwendet wird.
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Gemäß einer besonderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform werden einen Hintergrundpixel der Pixelgraphik, welches zu einem Vordergrundpixel der Pixelgraphik direkt benachbart ist, dasjenige Subpixelmuster der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern zugeordnet, welches dem Hintergrundpixel bereits in der ersten Subpixelgraphik zugeordnet worden ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird die Überlagerung der ersten und der zweiten Subpixelgraphik bereits in dem Datenträger simuliert, bevor die zweite Subpixelgraphik an die Anzeigeeinrichtung übertragen wird. Dabei wird die Erkennbarkeit der anzuzeigenden Anzeigedaten in den überlagerten Subpixelgraphiken, d.h. in der durch die Überlagerung der ersten und zweiten Subpixelgraphik entstehenden Überlagerungssubpixelgraphik, geprüft. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Texterkennungsverfahrens, sofern die Anzeigedaten eine alphanumerische Zeichenkette umfassen. Andere entsprechende Erkennungsverfahren für abweichende, beispielsweise graphische Muster umfassende Anzeigedaten, können ebenfalls eingesetzt werden. Bei mangelnder Erkennbarkeit der Anzeigedaten wird das Zuordnen eines Subpixelmusters in der zweiten Subpixelgraphik zu einem Hintergrundpixel in der Pixelgraphik - zumindest bereichsweise - wiederholt, um die Erkennbarkeit der Anzeigedaten zu verbessern. Mangelnde Erkennbarkeit bedeutet hier, dass zu befürchten ist, dass ein Nutzer die Anzeigedaten in einer der simulieren Überlagerung entsprechenden tatsächlichen Überlagerung der ersten und zweiten Subpixelgraphik nicht oder nur mit sehr großer Mühe erkennen kann. Beim wiederholten Zuordnen werden den Subpixelmustern der vorgegebenen Menge von Subpixelmustern jeweils derart Auswahlwahrscheinlichkeiten - jeweils mit Bezug auf ein Hintergrundpixel der Pixelgraphik - zugeordnet, dass sich die Wahrscheinlichkeit dafür erhöht, dass dem Hintergrundpixel in der zweiten Subpixelgraphik das gleiche Subpixelmuster zugeordnet wird wie bereits in der ersten Subpixelgraphik.
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Wie bereits erwähnt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, dass die erste Subpixelgraphik, und somit auch die transparente Folie, zum Anzeigen mehrerer verschiedener Anzeigedaten identisch verwendet werden. Das Anzeigen weiterer, von den ersten Anzeigedaten verschiedener Anzeigedaten verläuft dabei genauso wie das Anzeigen der ersten Anzeigedaten wie vorstehend beschrieben. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass verschiedenen Pixelgraphiken, welche verschiedene Anzeigedaten wiedergeben, jeweils identisch die erste Subpixelgraphik zugeordnet wird und zum Anzeigen der verschiedenen Anzeigedaten jeweils die identische transparente Folie auf der Anzeigeeinrichtung angeordnet wird. Es entfällt also die Notwendigkeit des erneuten Erzeugens einer weiteren ersten Subpixelgraphik und insbesondere des erneuten Herstellens einer transparenten Folie. Die bereits vorhandene Folie kann unverändert mehrfach weiterverwendet werden.
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Die ohnehin sehr begrenzten Möglichkeiten eines Angreifers dazu, strukturelle Kenntnisse über die erste Subpixelgraphik dadurch zu erlangen, dass er die zweite Subpixelgraphik beim mehrmaligen Anzeigen von verschiedenen Anzeigedaten unter Verwendung der identischen transparenten Folie statistisch auswertet, kann noch weiter eingeschränkt werden. Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Folie zum Anzeigen verschiedener Anzeigedaten in unterschiedlichen räumlichen Orientierungen auf der Anzeigeeinrichtung angeordnet. Es ist also möglich, die Folie beispielsweise seitenverkehrt oder partiell gedreht oder gekippt anzuordnen.
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Die erste Subpixelgraphik muss dann beim Erzeugen der zweiten Subpixelgraphik lediglich entsprechend derart interpretiert werden, dass der veränderten räumlichen Anordnung der Folie Rechnung getragen wird.
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Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und seiner bisher beschriebenen Ausgestaltungen nicht vollständig verhindert werden, dass ein Angreifer Informationen über die erste Subpixelgraphik erlangt. Damit gewinnt dieser indirekt, d.h. in Verbindung mit ausgewerteten zweiten Subpixelgraphiken, Kenntnis über angezeigte Anzeigedaten, wenn die erste Subpixelgraphik sehr oft unverändert zum Anzeigen verschiedener Anzeigedaten verwendet wird. Dieses Risiko steigt mit der Anzahl der identischen Verwendungen der transparenten Folie. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Subpixelgraphik solange verschiedenen Pixelgraphiken, welche verschiedene Anzeigedaten wiedergeben, identisch zugeordnet, wie eine vorgegebene Ausspähwahrscheinlichkeit nicht überschritten wird, dass ein Angreifer durch Ausspähen von verschiedenen Pixelgraphiken zugeordneten und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten weiteren zweiten Subpixelgraphiken eine signifikante Information über die erste Subpixelgraphik erlangen kann. Eine solche Wahrscheinlichkeit ist berechenbar und kann zu Beginn des Verfahrens oder im Laufe des Verfahrens vorgegeben werden. Damit wird die Anzahl identischer Verwendungen der transparenten Folie, d.h. die Anzahl der Verwendungen einer transparenten Folie mit aufgebrachter identischer erster Subpixelgraphik, derart begrenzt, dass eine hinreichende Sicherheit des Verfahrens gewährleistet bleibt.
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Demnach ist es vorgesehen, dass in dem Datenträger für verschiedene Anzeigedaten wiedergebende verschiedene Pixelgraphiken verschiedene erste Subpixelgraphiken erzeugt und diesen verschiedenen Pixelgraphiken zugeordnet werden. Dies ermöglicht das Herstellen einer weiteren transparenten Folie mit einer weiteren ersten Subpixelgraphik, die von der bis zu diesem Zeitpunkt verwendeten ersten Subpixelgraphik abweicht, wenn, wie im vorhergehenden Absatz beschrieben, die Sicherheit des Verfahrens ansonsten nicht mehr gewährleistet werden könnte.
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Ein erfindungsgemäßes System umfasst demnach eine Anzeigeeinrichtung, eine transparente Folie sowie einen erfindungsgemäßen portablen Datenträger. Das System ist eingerichtet, Anzeigedaten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und seiner Ausgestaltungen anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Monitor oder ein Display, kann dabei in eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein Mobilfunkendgerät, integriert sein, oder mit einer separaten Datenverarbeitungseinrichtung, z.B. einem PC oder Notebook, verbunden sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen:
- 1 Vordergrundpixel und Hintergrundpixel einer Pixelgraphik sowie zwei Mengen von Subpixelgraphiken;
- 2 eine Pixelgraphik zu Anzeigedaten der Form „01“;
- 3A, 3B, 3C eine erste und zweite Subpixelgraphik sowie eine durch die Überlagerung der Subpixelgraphiken entstandene Subpixelgraphik nach dem Stand der Technik;
- 4A, 4B, 4C eine erste und zweite Subpixelgraphik sowie eine durch die Überlagerung der Subpixelgraphiken entstandene Subpixelgraphik gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 5A, 5B, 5C eine erste und zweite Subpixelgraphik sowie eine durch die Überlagerung der Subpixelgraphiken entstandene Subpixelgraphik gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 6A, 6B Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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Das Konzept der visuellen Kryptographie, wie es im Stand der Technik bekannt ist, wird mit Bezug auf die 1, 2 und 3A, 3B, 3C nachstehend exemplarisch erläutert. Anzeigedaten, beispielsweise eine alphanumerische Zeichenkette „01“, werden mittels einer Pixelgraphik PG (2) dargestellt. Vordergrundpixel VP (vgl. 1) der Pixelgraphik PG stellen dabei die Anzeigedaten dar, Hintergrundpixel HP (vgl. 1) bilden einen dazu kontrastierenden Hintergrund. Zu dieser Pixelgraphik PG werden - im hier betrachteten praktischen Anwendungszusammenhang - eine erste SPG1 und eine zweite Subpixelgraphik SPG2 (vgl. 3A und 3B) erzeugt. Dabei wird in jeder der beiden Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 jedem Pixel VP, HP der Pixelgraphik PG ein mehrere Subpixel SPV, SPH (vgl. 1) umfassendes Subpixelmuster SPM1, SPM2 (vgl. 1) aus einer vorgegebenen Menge M oder M' (vgl. 1) von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zugeordnet, d.h. die Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 besitzen eine entsprechend höhere Auslösung. Dabei umfasst ein solches Subpixelmuster SPM1, SPM2 Subpixel SPV, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG repräsentieren, sowie Subpixel SPH, welche eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG darstellen, wobei der Anteil beider Klassen von Subpixeln SPV, SPH in der Regel etwa gleich groß ist.
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Die Subpixelmuster SPM1, SPM2 in der ersten und zweiten Subpixelgraphik SPG1, SPG2 werden einem Pixel VP, HP der Pixelgraphik PG nun allgemein derart zugeordnet, dass eine Überlagerung zweier Subpixelmuster SPM1, SPM2, die einem Vordergrundpixel VP der Pixelgraphik PG zugeordnet worden sind, eindeutig von einer Überlagerung zweier Subpixelmuster SPM1, SPM2 unterschieden werden kann, welche einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG zugeordnet worden sind. Dies lässt sich z.B. wie folgt erreichen:
- Die erste Subpixelgraphik SPG1 (3A) umfasst zu jedem Pixel VP, HP der Pixelgraphik PG (2) ein zufällig gewähltes Subpixelmuster SPM1, SPM2, d.h. die erste Subpixelgraphik SPG1 ist unabhängig von der Pixelgraphik PG und kann ohne Kenntnis der Pixelgraphik PG, insbesondere auch zeitlich vor dieser, erzeugt werden.
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Die zweite Subpixelgraphik SPG2 (3B) hingegen wird abhängig von der Pixelgraphik PG und der ersten Subpixelgraphik SPG1 wie folgt erzeugt: Einem Vordergrundpixel VP der Pixel graphik PG wird in der zweiten Subpixelgraphik SPG1 ein Subpixelmuster SPM2 zugeordnet, welches invers ist zu dem Subpixelmuster SPM1, welches in der ersten Subpixelgraphik SPG1 dem entsprechenden Vordergrundpixel VP zugeordnet worden ist. Ein Subpixelmuster SPM2 heißt dabei invers oder invertiert zu einem anderen Subpixelmuster SPM1, wenn das eine Subpixelmuster SPM2 Subpixel SPH, welche eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG repräsentieren, genau an den Positionen besitzt, an denen das andere Subpixelmuster SPM1 Subpixel SPV besitzt, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG repräsentieren - und umgekehrt. Einem Hintergrundpixel HP des Pixelmusters PG hingegen wird in der zweiten Subpixelgraphik SPG2 genau das Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet, welches diesem Hintergrundpixel HP auch in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist.
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Jede der beiden Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 trägt für sich alleine keinerlei Information über die durch die Pixelgraphik PG dargestellten Anzeigedaten, da weder die erste SPG1 noch die zweite Subpixelgraphik SPG2 von einer zufällig erzeugten Subpixelgraphik derselben Art unterschieden werden kann. Das heißt, dass ein Angreifer, welcher eine der beiden Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 erspähen kann, daraus keinerlei Information über die Anzeigedaten ableiten kann. Werden die beiden Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 allerdings derart überlagert, dass jeweils solche Subpixelmuster SPM1, SPM2, die dem gleichen Pixel VP, HP der Pixelgraphik PG zugeordnet worden sind, subpixelweise übereinander angeordnet werden, so werden die Anzeigedaten optisch direkt erkennbar, ohne dass es einer weiteren, eventuell komplizierten Dekodierung bedürfte. Eine entsprechende Überlagerung ist in 3C veranschaulicht.
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Dabei kann angenommen werden, dass die Subpixel SPV, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG repräsentieren, dunkel bzw. opak ausgebildet sind, während diejenigen Subpixel SPH, welche eine Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG darstellen, hell bzw. transparent ausgebildet sind. Ein Subpixelmuster, welches durch Überlagerung zweierinverser - einem Vordergrundpixel VP der Pixelgraphik PG zugeordneter Subpixelmuster SPM1, SPM2 entsteht, erscheint somit vollständig dunkel bzw. opak. Ein Subpixelmuster, welches durch Überlagern zweier identischer Subpixelmuster SPM1, SPM1 bzw. SPM2, SPM2 entsteht, welche einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG zugeordnet worden sind, erscheint zumindest gemäß dem Anteil der eine Hintergrundpixelfarbe repräsentierenden Subpixel SPH hell bzw. transparent.
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Solange für verschiedene Anzeigedaten jeweils eine neue erste und zweite Subpixelgraphik SPG1, SPG2 erzeugt wird, ist das vorstehend beschriebene Verfahren außerordentlich sicher, falls ein Angreifer lediglich eine der beiden Subpixelgraphiken SPG1, PSG2 erspähen kann, beispielsweise die zweite SPG2. Prinzipiell könnte zum Anzeigen verschiedener Anzeigedaten die erste Subpixelgraphik SPG1, die ja unabhängig von einer die jeweiligen Anzeigedaten wiedergebenden Pixelgraphik PG erzeugt werden kann, mehrfach verwendet werden. Die zweite Subpixelgraphik SPG2 wird dann jeweils abhängig von der ersten Subpixelgraphik SPG1 und der Pixelgraphik PG bestimmt. Gelingt es einem Angreifer, verschiedene zweite Subpixelgraphiken SPG2, welche zum Anzeigen von verschiedenen Anzeigedaten zu derselben ersten Subpixelgraphik SPG1 erzeugt worden sind, auszuspähen, so kann er daraus nach und nach Informationen über die erste Subpixelgraphik SPG1, und damit in Verbindung mit der jeweiligen zweiten Subpixelgraphik SPG2 über die jeweiligen Anzeigedaten gewinnen. Dazu muss er lediglich die verschiedenen zweiten Subpixelgraphiken SPG2 daraufhin untersuchen, welche der entsprechenden Subpixelmuster SPM1, SPM2 sich innerhalb der jeweiligen verschiedenen Subpixelgraphiken SPG2 nicht oder nur sehr selten unterscheiden. Ein Subpixelmuster SPM1, SPM2, welches in vielen nacheinander zu einer identischen ersten Subpixelgraphik SPG1 erzeugten zweiten Subpixelgraphik SPG2 (fast) immer in derselben Form auftritt, ist mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG zugeordnet worden. Das Subpixelmuster SPM1, SPM2, welches in der ersten Subpixelgraphik SPG1 diesem Hintergrundpixel HP zugeordnet worden ist, ist dazu verfahrensgemäß identisch. Der Angreifer kennt daher mit hoher Wahrscheinlichkeit auch dieses Subpixelmuster SPM1, SPM2 der ersten Subpixelgraphik SPG1. Auf diese Weise kann sich ein Angreifer im Laufe der Zeit Kenntnis über die erste Subpixelgraphik SPG1 verschaffen.
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Mit Bezug auf die 4A, 4B, 4C und 5A, 5B, 5C werden nachstehend Verfahrensschritte zweier bevorzugter Ausführungsformen eines Verfahrens zum sicheren Anzeigen von Anzeigedaten beschrieben, welche ein mehrfaches Verwenden einer identischen ersten Subpixelgraphik SPG1 zum Anzeigen verschiedener Anzeigedaten bei hinreichend hoher Sicherheit erlauben. Beide Verfahren unterscheiden sich von dem vorstehend beschriebenen, bekannten Verfahren in der Erzeugung der zweiten Subpixelgraphik SPG2 in Abhängigkeit von der ersten Subpixelgraphik SPG1 und der die jeweiligen Anzeigedaten wiedergebenden Pixelgraphik PG.
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Im Zusammenhang mit der ersten bevorzugten Ausführungsform wird die erste Subpixelgraphik SPG1, die in 4A gezeigt ist, genauso erzeugt wie vorstehend mit Bezug auf 3A beschrieben, d.h. jedem Pixel VP, HP der Pixelgraphik PG wird zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 aus der vorgegebenen Menge M von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zugeordnet.
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Auch die Zuordnung von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zu Vordergrundpixels der Pixelgraphik PG in der zweiten Subpixelgraphik SPG2, welche in 4B dargestellt ist, erfolgt wie mit Bezug auf 3B beschrieben, d.h. in der zweiten Subpixelgraphik SPG2 wird einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG ein Subpixelmuster SPM1 zugeordnet, welches im Vergleich zu dem Subpixelmuster SPM2, welches dem Vordergrundpixel VP der Pixelgraphik PG in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist, invertiert ist.
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Im Unterschied zu der Vorgehensweise des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG in der zweiten Subpixelgraphik SPG2 - genauso wie in der ersten Subpixelgraphik SPG1 - zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet, wenn das Hintergrundpixel HP nicht direkt an ein Vordergrundpixel VP der Pixelgraphik PG angrenzt. Lediglich einem solchen Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG wird dasjenige Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet, welches diesem Hintergrundpixel HP bereits in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist. Der Effekt dieser Vorgehensweise ist in 4C deutlich zu erkennen. Die Anzeigedaten „01“ sind aufgrund des darum gebildeten Randes vor einem insgesamt durch die ansonsten zufällige Zuordnung recht dunklen Hintergrund sehr gut erkennbar.
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Auf diese so genannte Randkorrektur kann aber auch gänzlich verzichtet werden, d.h. jedem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG wird jeweils zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 aus der vorgegebenen Menge M von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zugeordnet. Die Erkennbarkeit der Anzeigedaten in der Überlagerung der ersten SPG1 und zweiten Subpixelgraphik SPG2 kann dann eventuell etwas eingeschränkt sein (nicht gezeigt).
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Weiterhin ist es möglich, eine der Randkorrektur ähnliche Vorgehensweise mit einer gewissen Zufälligkeit zu verknüpfen, beispielsweise die Randkorrektur für einzelne, Hintergrundpixeln HP zugeordnete Subpixelmuster SPM1, SPM2 in der zweiten Subpixelgraphik SPG2 lediglich mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit durchzuführen. Es ist auch möglich, einem Hintergrundpixel HP der Pixelgraphik PG dasjenige Subpixelmuster SPM1, SPM2, welches dem Hintergrundpixel HP bereits in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist, mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zuzuordnen, wobei diese Wahrscheinlichkeit von der Distanz dieses Hintergrundpixels HP zu einem oder mehreren Vordergrundpixeln VP der Pixelgraphik PG abhängt. In der Regel wird diese Wahrscheinlichkeit mit abnehmender Distanz ansteigen.
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Alle diese Ausführungsformen erlauben es einem Angreifer kaum, irgendwelche Rückschlüsse auf eine mehrfach verwendete erste Subpixelgraphik SPG1 zu ziehen, wenn er auch eine Mehrzahl von abhängig von der ersten Subpixelgraphik SPG1 erzeugte zweite Subpixelgraphiken SPG2 ausspähen kann. Die weitgehend zufällige Zuordnung von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zu Hintergrundpixeln HP der Pixelgraphik PG verhindert einen vorstehend beschriebenen Angriff wirkungsvoll. Dasselbe gilt für die nun mit Bezug auf die 5A, 5B, 5C beschriebene Vorgehensweise.
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Die erste Subpixelgraphik SPG1, die in 5A gezeigt ist, wird wie mit Bezug auf 3A und 4A beschrieben erzeugt. Auch die Zuordnung von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zu Vordergrundpixeln VP der Pixelgraphik PG in der zweiten Subpixelgraphik SPG2, welche in 5B dargestellt ist, unterscheidet sich nicht von dem bisher mit Bezug auf die 3B und 4B erläuterten.
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Den Hintergrundpixeln HP der Pixelgraphik PG hingegen werden Subpixelmuster SPM1, SPM2 aus der vorgegebenen Menge M erneut zufallgesteuert zugeordnet. Einem vorgegebenen Anteil der Hintergrundpixel HP, z.B. der Hälfte, wird zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet. Einem Hintergrundpixel HP des restlichen Anteils der Hintergrundpixel HP wird dann jeweils dasjenige Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet, welches diesem Hintergrundpixel HP bereits in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist. Dabei kann der Anteil der Hintergrundpixel HP, denen zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet wird, für verschiedene zweite Subpixelgraphiken SPG2 variieren, etwa abhängig von den anzuzeigenden Anzeigedaten. Die Erkennbarkeit der Anzeigedaten in der Überlagerung von erster SPG1 und zweiter Subpixelgraphik SPG2 kann auf diese Weise sehr genau gesteuert werden. Vorzugsweise werden auch bei konstantem Anteil solcher Hintergrundpixel HP diejenigen individuellen Hintergrundpixel HP, denen zufällig ein Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet wird, für jede weitere zweite Subpixelgraphik SPG2 von neuem, vorzugsweise ebenfalls zufällig, ausgewählt.
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Werden, wie nachstehend mit Bezug auf die 6A, 6B beschrieben, die Pixelgraphik PG sowie die erste SPG1 und zweite Subpixelgraphik SPG2 in einem portablen Datenträger 10 erzeugt, so kann in diesem Datenträger 10 die Erkennbarkeit der anzuzeigenden Anzeigedaten AD, wie sie der Betrachter in der Überlagerung dieser beiden Subpixelgraphiken SPG1, SPG2 erblickt, geprüft werden. Dazu dient eine auf einem Prozessor des Datenträgers ausführbare Erkennungsapplikation, beispielsweise eine Texterkennung, welche die aus der Überlagerung entstehende Subpixelgraphik simuliert, analysiert und anzuzeigende Anzeigedaten AD zu erkennen versucht. Abhängig von dem Ergebnis der Texterkennung kann die Zuordnung von Subpixelmustern SPM1, SPM2 zu Hintergrundpixeln HP der Pixelgraphik PG wiederholt werden, um die Erkennbarkeit der Anzeigedaten AD zu erhöhen. Dabei wird, zumindest für einen Anteil der Hintergrundpixel HP, die Wahrscheinlichkeit dafür erhöht, dass diesen Hintergrundpixeln HP jeweils genau dasjenige Subpixelmuster SPM1, SPM2 zugeordnet wird, welches diesem Hintergrundpixel HP bereits in der ersten Subpixelgraphik SPG1 zugeordnet worden ist. Dies kann z.B. wie mit Bezug auf 4B und/oder 5B beschrieben geschehen. Die Wiederholung der Zuordnung kann alle oder lediglich einen Anteil der Hintergrundpixel HP betreffen und kann global oder aber lokal begrenzt sein, beispielsweise lediglich eine weniger gut erkennbare Region der Überlagerungssubpixelgraphik (4C, 5C) betreffen.
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Mit Bezug auf die 6A und 6B wird nachstehend ein vollständiges Verfahren zum sicheren Anzeigen von Anzeigedaten auf einer eventuell unsicheren Anzeigeeinrichtung beschrieben.
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Auf einem portablen Datenträger 10, beispielsweise einer Chipkarte, einer sicheren Speicherkarte, einem USB-Token oder dergleichen, wird in Schritt S1 die erste Subpixelgraphik SPG1 erzeugt. Zum Erzeugen der ersten Subpixelgraphik SPG1 sowie der Pixelgraphik PG und der zweiten Subpixelgraphik SPG2 umfasst der Datenträger 10 eine auf einem Prozessor des Datenträgers 10 ausführbare Kodierungsapplikation.
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In Schritt S2 wird eine transparente Folie F hergestellt, auf welche das erste Subpixelmuster SPG1 aufgebracht wird, beispielsweise aufgedruckt. Dabei werden solche Subpixel SPH (vgl. 1), welche einer Hintergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG (vgl. 2) repräsentieren, im Wesentlichen transparent ausgebildet, während solche Subpixel SPV, welche eine Vordergrundpixelfarbe der Pixelgraphik PG darstellen, im Wesentlichen opak ausgebildet sind.
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Zu in dem Datenträger 10 gespeicherten Anzeigedaten AD wird in Schritt S3 eine diese Anzeigedaten AD wiedergebende Pixelgraphik PG erzeugt.
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In Schritt S4 schließlich erzeugt die Kodierungsapplikation die zweite Subpixelgraphik SPG2 in Abhängigkeit von der Pixelgraphik PG und der ersten Subpixelgraphik SPG1. Das Erzeugen der zweiten Subpixelgraphik SPG2 ist vorstehend mit Bezug auf die 4A, 4B, 4C sowie 5A, 5B, 5C detailliert beschrieben worden.
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Die zweite Subpixelgraphik SPG 2 wird in Schritt S5 an die Anzeigeeinrichtung 110 übertragen und dort in Schritt S6 angezeigt. Dazu wird der Datenträger 10, welcher über eine Datenkommunikationsschnittstelle 12 verfügt, mit der Anzeigeeinrichtung 110 gekoppelt. In dem gezeigten Beispiel ist die Anzeigeeinrichtung 110 ein Monitor einer Datenverarbeitungseinrichtung 100 in Form eines PCs. Dieser kann beispielsweise einen Kartenleser (nicht gezeigt) zum Auslesen des Datenträgers 10 in Form einer Chipkarte oder Speicherkarte umfassen oder eine USB-Buchse zum Koppeln eines USB-T okens.
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Zum Anzeigen der Anzeigedaten AD wird in Schritt S7 die Folie F mit der ersten Subpixelgraphik SPG1 derart auf der Anzeigeeinrichtung 110 angeordnet, dass die dort angezeigte zweite Subpixelgraphik SPG2 mit der ersten Subpixelgraphik SPG1 subpixelweise überlagert wird, wodurch die Anzeigedaten AD, im Beispiel die Zeichenkette „01“, erkennbar wird.
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Um weitere, von den Anzeigedaten AD verschiedene Anzeigedaten AD' anzuzeigen, die ebenfalls auf dem Datenträger 10 gespeichert sind, erzeugt die Kodierungsapplikation in Schritt S3', wie es in 6B angedeutet ist, eine weitere Pixelgraphik PG', welche die Anzeigedaten AD' wiedergibt und sich dementsprechend von der Pixelgraphik PG unterscheidet.
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Abhängig von der weiteren Pixelgraphik PG' und der unveränderten ersten Subpixelgraphik SPG1 wird in Schritt S4' eine weitere, von der zweiten Subpixelgraphik SPG2 verschiedene zweite Subpixelgraphik SPG2' erzeugt und in Schritt S5' an die Anzeigeeinrichtung 110 übertragen. Dort wird die zweite Subpixelgraphik SPG2' in Schritt S6' angezeigt.
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Zum Sichtbarmachen der Anzeigedaten AD', welche im Beispiel dem Zeichen „X“ entsprechen, wird wiederum die Folie F geeignet auf der Anzeigeeinrichtung 110 angeordnet, wodurch die erste Subpixelgraphik SPG1 und die weitere zweite Subpixelgraphik SPG2' überlagert werden.
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Die Schritte S3' bis S7' können nun in analoger Weise zum Anzeigen weiterer Anzeigedaten (nicht gezeigt) unter Verwendung der ersten Subpixelgraphik SPG1 wiederholt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Folie F dabei in verschiedenen räumlichen Orientierungen, z.B. seitenverkehrt und/oder gedreht oder gekippt, auf der Anzeigeeinrichtung 110 angeordnet wird. Dann muss allerdings die erste Subpixelgraphik SPG1 beim Erzeugen der zweiten Subpixelgraphik SPG2 entsprechend interpretiert werden. Soll die Folie F beispielsweise seitenverkehrt angeordnet werden, so müssen die Zeilen der ersten Subpixelgraphik SPG1 entsprechend von rechts nach links anstatt, wie gewöhnlich, von links nach rechts ausgewertet werden.
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Es ist möglich, dass ein Dienstleister, z.B. eine Bank, welcher einem Nutzer den Datenträger 10 zur Verfügung stellt, die Folie F, auf welche die erste Subpixelgraphik SPG1 aufgebracht ist, gleich mitliefert. In diesem Fall sind in der Regel auch die den jeweiligen Anzeigedaten AD, AD' zugeordneten Pixelgraphiken PG, PG' und zweiten Subpixelgraphiken SPG2, SPG2' bereits erzeugt und in einem Speicher des Datenträgers 10 gespeichert. Es ist aber auch möglich, dass der Nutzer den Datenträger 10 erst mit einem geeigneten Drucker koppelt und die Folie F herstellt, indem er die in dem Datenträger 10 erzeugte oder aus einem Speicher des Datenträgers 10 ausgelesene erste Subpixelgraphik SPG1 auf eine transparente Folie aufdruckt.
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Sobald die Sicherheit des Verfahrens zum Anzeigen der Anzeigedaten AD, AD' nicht mehr hinreichend gewährleistet ist, wird, wie in Schritt S1* angedeutet, eine von der ersten Subpixelgraphik SPG1 verschiedene weitere erste Subpixelgraphik SPG1* erzeugt bzw. aus einem Speicher des Datenträgers 10 ausgelesen sowie eine weitere Folie F*, auf welche diese neue erste Subpixelgraphik SPG1* aufgebracht wird, hergestellt. Dies geschieht immer dann, wenn die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Angreifer durch Ausspähen der zweiten Subpixelgraphiken SPG2, SPG2' zumindest partielle Kenntnis über die erste Subpixelgraphik SPG1 erlangt haben könnte, eine vorgegebene, berechenbare Schranke überschreitet. Auch diese weitere Folie F* kann dem Nutzer bereits zusammen mit dem Datenträger 10 zukommen oder erst bei Bedarf vom Nutzer selbst wie beschrieben hergestellt werden. Anschließend können weitere Anzeigedaten wie mit Bezug auf die Verfahrensschritte S3 bis S7 bzw. S3' bis S7' beschrieben angezeigt werden, wobei nun die jeweiligen zweiten Subpixelgraphiken SPG2, SPG2' abhängig von der weiteren ersten Subpixelgraphik SPG1* erzeugt werden.
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Eine praktische Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann das Eingeben einer TAN zum Bestätigen einer Bank-Transaktion, beispielsweise einer Überweisung, unterstützen. Dem Nutzer wird dabei z.B. vorab von der Bank ein gewöhnlicher TAN-Block mit indizierten TAN-Nummern bereitgestellt. Zusätzlich erhält der Nutzer den beschriebenen Datenträger 10 und die Folie F. Wird er aufgefordert, eine bestimmte, z.B. 4-stellige TAN einzugeben, so kann diese Eingabe gegenüber einen Angreifer, der z.B. mittels eines Trojaners die Tastatureingaben des Nutzers belauscht, verschleiert werden. Dazu wird mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens eine z.B. 16-stellige Ziffernfolge „88 30 16 XX XX 02 66 49“ durch Überlagerung einer ersten auf der Folie aufgebrachten Subpixelgraphik SPG1 sowie einer auf der Anzeigeeinrichtung 110 angezeigten zweiten Subpixelgraphik SPG2 angezeigt. Diese Zifferfolge kann in dem Datenträger 10 geeignet zufällig erzeugt werden und ist für den Angreifer, auch wenn dieser die angezeigte zweite Subpixelgraphik SPG2 vollständig analysieren kann, nicht erkennbar. Der Nutzer gibt nun die angezeigte Ziffernfolge ein, z.B. über eine Tastatur, wobei er die Zeichen „XXXX“ durch die einzugebende TAN ersetzt. Ein lauschender Angreifer kann dabei praktisch nicht erraten, welche der eingegebenen Ziffern TAN-Ziffern sind und welche lediglich zum Verschleiern der TAN dienen. Die Anordnung der „Platzhalter X“ kann dabei variieren.
