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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von bedruckten Bedruckstoffen, wobei in einem ersten Schritt während eines Druckvorgangs ein Zufallsmuster auf einen Bedruckstoff aufgebracht wird, in einem Auflagedruck die bedruckten Bedruckstoffe mit einer ersten elektronischen Leseeinrichtung erfasst und die erfassten Daten an einen Rechner gesendet werden und in dem Rechner aus den erfassten Daten der aufgebrachten Zufallsmuster verschlüsselte Daten erzeugt werden, und wobei in einem zweiten Schritt vorgesehen ist, den bedruckten Bedruckstoff mittels eines zweiten elektronischen Lesegeräts zumindest teilweise abzutasten und aus den abgetasteten Bilddaten durch Vergleich mit den verschlüsselten Daten des Zufallsmusters die Echtheit des bedruckten Bedruckstoffs zu ermitteln.
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Mit einem gattungsgemäßen Verfahren ist es möglich, anhand der optischen Erfassung der Oberflächenstruktur eines bedruckten Bedruckstoffs dessen Echtheit zu verifizieren, d. h. festzustellen, ob der bedruckte Bedruckstoff aus einer unautorisierten Quelle stammt oder zumindest teilweise verändert wurde. Unter einem Bedruckstoff ist in der vorliegenden Anmeldung grundsätzlich jeder Werkstoff mit einer Oberfläche zu verstehen, welche in einem Druckverfahren bearbeitet werden kann. Dabei kann es sich um herkömmliche Bedruckstoffe wie Papier, Karton, Folien und ebene Werkstücke handeln, es kann sich aber auch um gewölbte Oberflächen von dreidimensionalen Körpern z.B. aus Kunststoff oder Metall handeln.
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Ein derartiges Verfahren ist aus dem Patent
EP 2 820 592 B1 bekannt, bei dem natürlich auftretende Veränderungen in bestimmten Bereichen an der Oberfläche eines Gegenstands dazu genutzt werden, entsprechende Daten passend zu diesem Gegenstand zu erzeugen, um so eine Signatur herzustellen, welche den originalen Gegenstand identifiziert. Diese Information wird separat vom Gegenstand abgespeichert, wobei auf die Information zugegriffen werden kann, wenn die Echtheit eines Gegenstands im Hinblick auf den originalen Gegenstand überprüft werden soll. Dabei werden die natürlich vorkommenden Variationen in unterschiedliche Kategorien eingeteilt, welche unterschiedlich gewichtet werden, und zwar in Abhängigkeit des Druckertyps, welcher eine echte gedruckte Markierung erzeugt hat.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Echtheitsprüfung von bedruckten Bedruckstoffen zu schaffen, welches die Fälschungssicherheit erhöht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Patentanspruch 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in dem Rechner bei der Erzeugung der verschlüsselten Daten des Zufallsmusters auf dem bedruckten Bedruckstoff eine dynamisch erzeugte Maske zur Auswahl des Zufallsmusters verwendet. Für die Sicherheit bei der Echtheitsprüfung ist es wichtig, dass die Zufallsmuster einen besonders hohen Grad an Zufälligkeit erreichen. Je höher dieser Grad an Zufälligkeit ist, desto sicherer ist das Verschlüsselungsverfahren und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein manipulierter bedruckter Bedruckstoff dennoch als echt erkannt wird. Um diesen hohen Grad an Zufälligkeit zu erreichen, wird zum Teil heute ein sehr hoher technischer Aufwand getätigt, indem z.B. mehrere Lichtquellen mit Kameras beobachtet werden und aus dem Verhalten der Lichtquellen Zufallswerte generiert werden. Dieser Aufwand soll bei der vorliegenden Erfindung minimiert werden, gleichzeitig aber eine hohe Sicherheit erreicht werden. Aus diesem Grund ist vorgesehen, sich auf die Bereiche auf der Oberfläche des bedruckten Bedruckstoffs zu konzentrieren, welche einen besonders hohen Grad an Zufälligkeit erreichen. Diese Bereiche werden dann mit einer dynamisch erzeugten Maske markiert, so dass aus diesen Bereichen die entsprechenden Zufallsmerkmale zur Erzeugung der verschlüsselten Daten des Zufallsmusters auf dem bedruckten Bedruckstoff ausgewählt werden. Um zu diesen Bereichen zu gelangen, welche durch die dynamisch erzeugte Maske im Rechner ausgewählt werden, gibt es, wie nachfolgend dargestellt wird, mehrere Möglichkeiten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass durch den Rechner in einer Druckvorstufe ein dort vorliegendes elektronisches Druckbild hinsichtlich der sich beim Druck, insbesondere unter Berücksichtigung von Substrat, verwendeter Druckfarbe und Inhalt des Druckbildes, ergebenden Zufälligkeiten analysiert wird und ein oder mehrere Bereiche als Maske ausgewählt werden, welche einen hohen Grad an Zufälligkeit aufweisen. Durch die Berücksichtigung des Inhalts des Druckbildes, des beim Druckvorgang verwendeten Substrats und der dabei verwendeten Druckfarbe kann der Rechner mit der entsprechenden Software auf Grund von bekannten Verhaltensweisen diejenigen Bereiche identifizieren, die beim tatsächlichen Druckvorgang, dem Auflagendruck, einen besonders hohen Grad an Zufälligkeit aufweisen werden, da dort der Druckprozess besonders instabil ist. Auf Basis dieser Voraussage durch den Rechner kann dann für die entsprechenden Bereiche die Maske gewählt werden, so dass dort dann die entsprechend verschlüsselten Daten des Zufallsmusters erzeugt werden. Bei jedem Druckauftrag und vor jedem Auflagendruck kann so die Maske neu erstellt werden, weshalb diese als dynamische Maske bezeichnet wird. Dies ist deshalb so wichtig, weil sich auch bei einem Wiederholauftrag die Gegebenheiten beim Druck ändern können, Farbe und Substrat sind nie 100 % identisch und konstant in ihren Eigenschaften, auch Temperatur und Luftfeuchtigkeit haben einen Einfluss auf den Druck und damit die Zufälligkeiten, weshalb es Sinn macht, auch bei Wiederholaufträgen die Maske dynamisch anzupassen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Druckbild aus einer Druckvorstufe mittels eines Druckverfahrens auf einen Bedruckstoff in einer Druckmaschine in einer vorgegebenen Anzahl gedruckt wird, dass diese vorgegebene Anzahl an Drucken mittels eines ersten elektronischen Lesegeräts erfasst wird und dass der Rechner in Abhängigkeit des Grades der Zufälligkeiten von Bereichen aus der vorgegebenen Anzahl von bedruckten Bedruckstoffen den oder die Bereiche als Maske auswählt, welche einen hohen Grad an Zufälligkeit aufweisen. Bei diesem Verfahren wird ein besonders hohes Maß an Zufälligkeit erreicht, da dort nicht bereits in der Druckvorstufe ein bestimmtes Prozesswissen hineingesteckt wird. Dafür wird auf Basis des digitalen Druckbildes aus der Druckvorstufe zunächst wenigstens ein bedruckter Bedruckstoff tatsächlich erzeugt, welcher dann durch ein erstes elektronisches Lesegerät, wie z.B. ein Bildinspektionsgerät in der Druckmaschine, ausgelesen wird. Dieser so erzeugte bedruckte Bedruckstoff wird dann untereinander und/oder mit dem digitalen Druckbild aus der Druckvorstufe verglichen und dann die Bereiche mit den größten Abweichungen hinsichtlich Stabilität im Druckvorgang zur Druckvorlage verglichen. Diese instabilen Bereiche werden dann entsprechend mit einer Maske markiert und dienen als Grundlage für die Verschlüsselung des Zufallsmusters. Auf diese Art und Weise werden die Zufälligkeiten eines Druckverfahrens, bedingt durch den instabilen Druckprozess, als ein besonders gut funktionierender Zufallsgenerator mit einem hohen Grad an Zufälligkeit genutzt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Druckbild in der Druckvorstufe bestimmte Bereiche vorgesehen sind, welche aufgrund ihrer Bildbeschaffenheit eine besonders hohe Zufälligkeit erwarten lassen. Bestimmte Bildstrukturen, wie besonders feine Linien, welche eng beieinander angeordnet sind, führen im Druckprozess häufig zu besonders hohen, nicht vorher denkbaren Abweichungen zwischen der digitalen Druckvorlage in der Druckvorstufe und dem tatsächlich erzeugten Druckbild auf dem bedruckten Bedruckstoff. Diese Bereiche eignen sich daher besonders zur Erzeugung eines besonders hohen Grades an Zufälligkeit, so dass es vorteilhaft ist, diese bestimmten Bereiche auszuwählen und mit einer Maske zu markieren. Dafür kommen insbesondere die Bereiche im Druckbild infrage, welche besonders instabile Fortdruckeigenschaften aufweisen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der in dem Andruckvorgang erfassten bedruckten Bedruckstoffe zwischen 1 und 30 liegt. Wenn beim Andruckvorgang zunächst mehrere bedruckte Bedruckstoffe erzeugt werden und diese mit der digitalen Druckvorlage verglichen werden, um die entsprechenden instabilen Bereiche über die Maske zu markieren, so wird die Auswahl der Bereiche umso exakter, wenn nicht nur ein bedruckter Bedruckstoff mit der digitalen Druckvorlage verglichen wird, sondern mehrere bedruckte Bedruckstoffe untereinander und/oder mit der digitalen Druckvorlage verglichen werden können. Es hat sich allerdings auch herausgestellt, dass ab einer Anzahl von mehr als 30 bedruckten Bedruckstoffen die Erkenntnisse hinsichtlich des Grades der Zufälligkeit sich nicht mehr wesentlich erhöhen und somit ein größeres Los zur Auswahl der geeigneten Bereiche und zur Erstellung der Maske nicht sinnvoll ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rechner bei der Festlegung der Maske eine Segmentierungsmatrix verwendet, welche die Oberfläche des bedruckten Bedruckstoffs in mehrere Teilbereiche unterteilt. Diese Segmentierungsmatrix enthält viele kleinere Bereiche, welche jeweils separat ausgewertet werden und auf ihre Geeignetheit hinsichtlich besonders hoher Zufälligkeit überprüft werden. Somit können dann diese Bereiche ausgewählt werden, welche die besonders hohe Zufälligkeit aufweisen. Dabei können bestimmte Mindestanforderungen hinsichtlich der Zufälligkeit und hinsichtlich der Abweichung zwischen den höchsten und den geringeren Graden an Zufälligkeit aufgestellt werden, so dass dann nur diejenigen Bereiche für die Maske ausgewählt werden, welche diesen Anforderungen genügen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Herstellung des bedruckten Bedruckstoffs im oder nach dem Auflagendruck zusätzlich eine Chiffriercodierung individuell digital aufgedruckt wird. Bei der eigentlichen Herstellung der bedruckten Bedruckstoffe im Auflagendruck, welche an Kunden ausgeliefert werden, wird hier nicht nur das Druckbild aufgebracht, sondern zusätzlich, z.B. im Inkjet-Verfahren, eine Chiffriercodierung individuell digital aufgedruckt, welche verschlüsselte Daten der Zufallsmerkmale enthält, welche während des Drucks bei der Erstellung der Zufallsmerkmale als geeignet ausgewählt und entsprechend verschlüsselt worden sind. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die an die Kunden ausgelieferten bedruckten Bedruckstoffe später mit einem zweiten elektronischen Lesegerät auf Echtheit zu überprüfen, welche keine Verbindung zu einer Datenbank haben. Dabei ist es auch möglich, dass die chiffrierten Codierungen Modellnummern oder Seriencodes enthalten, die zusammen mit den verschlüsselten Daten des Zufallsmusters in einer Datenbank abgespeichert werden. Es ist auch möglich, die Codierung nach dem Auflagendruck bei der Druckweiterverarbeitung aufzubringen, in diesem Fall wird der Stapel mit den bedruckten Bedruckstoffen bei der Weiterverarbeitung durch das erste elektronische Lesegerät eingescannt und jeweils eine Codierung z.B. durch eine Inkjetdruckeinrichtung aufgebracht. Damit ist das Aufbringen der Codierung vom Aufbringen des Druckbildes in der Druckmaschine räumlich entkoppelt und kann z.B. erst bei der Weiterverarbeitung zu Verpackungen erfolgen, das erste elektronische Lesegerät ist dann am Ort der Druckweiterverarbeitung angeordnet.
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Es ist des Weiteren vorgesehen, dass beim zweiten Schritt der Echtheitsprüfung von bedruckten Bedruckstoffen mittels des zweiten elektronischen Lesegeräts ein Vergleich der Daten des erfassten bedruckten Bedruckstoffs mit den verschlüsselten Daten des Zufallsmusters in der Datenbank über eine drahtlose oder drahtgebundene Netzwerkverbindung erfolgt. In diesem Fall hat das Lesegerät, z.B. über eine Internetverbindung, Zugriff auf die verschlüsselten Daten in einer Datenbank, so dass durch eine entsprechende Verarbeitung der Bilddaten des zweiten elektronischen Lesegeräts die erfassten Zufallsmerkmale mit den verschlüsselten Daten der Zufallsmerkmale in der Datenbank verglichen werden können und dann über entsprechende Vorgaben hinsichtlich der Authentizität wie Hamming Distanzen bezüglich der Ähnlichkeit die Echtheit des gerade erfassten bedruckten Bedruckstoffs überprüft werden kann.
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Alternativ ist es auch möglich, dass bei der Echtheitsprüfung ein Vergleich der Daten des erfassten bedruckten Bedruckstoffs mit den zusätzlich aufgedruckten chiffrierten Codes erfolgt. In diesem Fall muss nicht auf eine Datenbank zugegriffen werden, es reicht, wenn das zweite elektronische Lesegerät sowohl die Zufallsmerkmale auf dem erfassten bedruckten Bedruckstoff als auch die zusätzlich aufgedruckten chiffrierten Codes erfasst, welche wiederum die Zufallsmerkmale in verschlüsselter Form enthalten, was dann einen Vergleich zwischen diesen verschlüsselten Daten und den Daten des erfassten bedruckten Bedruckstoffs ermöglicht und somit eine Echtheitsprüfung ohne Internetverbindung zu einer Datenbank möglich macht.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1: einen bedruckten Bedruckstoff mit zwei Bereichen guter Zufälligkeit und einem Bereich für eine Detailanalyse,
- 2: einen ausgewählten Bereich mit guter Zufälligkeit als Basis zur Erzeugung einer Maske,
- 3: einen bedruckten Bedruckstoff mit mehreren Nutzen und Bereichen für die Detailanalyse sowie optionalen chiffrierten Codierungen,
- 4: den Druckvorgang zur Erzeugung der Zufallsmerkmale in einer Losgröße auf bedruckten Bedruckstoffen mit mehreren Nutzen,
- 5: einen zylinderförmigen bedruckten Bedruckstoff mit einem Bereich für die Detailanalyse sowie einer optionalen chiffrierten Codierung,
- 6: das Verfahren zur Erzeugung der verschlüsselten Daten in einem Bereich mit hoher Zufälligkeit,
- 7: den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Druckprozess sowie die Echtheitsprüfung auf einem ausgelieferten Druckprodukt und
- 8: durch unterschiedliche Druckverfahren erzeugte Zufallsmerkmale.
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Es wird ein Verfahren beschrieben, das die Herstellung eines fälschungssicheren (Itemlevel-)Merkmals zur Identifizierung bzw. Authentifizierung und für den Echtheitsnachweis durch Drucktechnik erlaubt. Es ist vorgesehen, dafür zu druckende Zufallsstrukturen zu nutzen und diese Zufallsstrukturen nur in gezielt ausgewählten Bildbereichen zu analysieren, die durch einen Segmentierungsansatz gefunden werden. Die so gefundenen Bildbereiche werden als Maske 6 bezeichnet, welche einen räumlich angepassten und in der Regel verteilten Analysebereich im Druckbild für eine „optimierte“ Identifikation zum Beispiel durch Verwendung von Hamming-Distanzen vorsieht.
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Dazu wird zunächst ein Druckbild eines Druckauftrags elektronisch in einer Druckvorstufe hergestellt. Das so erzeugte Druckbild wird in einem Andruckvorgang in einer kleinen Anzahl in einer Losgröße L1, L2, L3, L4 auf einen Bedruckstoff 1 gedruckt, um die Maske 6 zu ermitteln, die dann später im Auflagendruck und zur Analyse weiterverwendet werden muss. Die Maske 6 ist damit ein wichtiges Element für die Identifikation bzw. Authentifizierung und den Echtheitsnachweis, denn ohne das Wissen über die Art der Maske, ist eine etwaige Fälschung weiter erschwert.
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Optional wird das Druckbild so aufgebaut, dass bereits Bereiche 2 vorgesehen werden, welche auf Grund ihrer Beschaffenheit hinsichtlich Bildinhalt und/oder Druckverfahren eine hohe Zufälligkeit erwarten lassen, indem z.B. bestimmte Muster verwendet werden, die die Zufälligkeit begünstigen. Das Selektionsverfahren zur Festlegung der Maske 6 wird typischerweise auf diese Bereiche 2 beschränkt. Der Bereich für die Detailanalyse 3, welcher der Selektion und Segmentierung im Rechner unterzogen wird, ist der Bereich, aus dem die Maske 6 abgeleitet wird, siehe 1 und 2. Grundsätzlich können aber alle Teilbereiche des Druckbildes auf dem bedruckten Bedruckstoff 1 einer Analyse durch Segmentierung unterzogen werden, um eine geeignete Maske 6 zu finden. Das heißt, es können grundsätzlich mehrere Masken 6 zu den jeweils untersuchten Teilbereichen gewonnen werden. Es wird im Folgenden dennoch nur von der Maske 6 gesprochen, auch wenn die Maske 6 mehrere Teilbereiche umfasst. Damit ist gemeint, dass es sich dabei dann um den bestmöglichen Teilbereich aus dem Druckbild, insbesondere um die Bereiche 2 handelt, welche selektiert wurden.
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Dabei ist es möglich, dass das Merkmal bereits vorliegt, so wie dies bei natürlichen, zufälligen Texturen auf existierenden zum Beispiel auch auf gekrümmten Oberflächen eines gewölbten Körpers 7 wie in 5 der Fall ist. Dann sehen die Schritte zur Ermittlung der Maske 6 wie folgt aus:
- • Objekte, die diskriminiert werden sollen, liegen in Stückzahl n vor.
- • Objekte der Stückzahl a werden ausgewählt (a<< n).
- • Ein Bereich für die Detailanalyse 3 wird ausgewählt und mittels einer Kamera optisch eingelesen und digitalisiert.
- • Die Bilder werden in einem Rechner mit einem Bewertungsalgorithmus analysiert.
- • Der Bereich 3 wird segmentiert und analysiert und hieraus die Maske 6 generiert.
- • Eine optimierte, ortsabhängige Maske 6 wird festgelegt. Die Maske 6 repräsentiert die Bereiche, in denen ein hohes Maß an Zufälligkeit vorliegt.
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Der gesamte Verfahrensablauf für drucktechnisch hergestellte Produkte z.B. bedruckte Bogen 5 oder bedruckte Verpackungen, die Identifikations- bzw. Authentifizierungsmerkmale tragen und die damit identifiziert bzw. authentifiziert werden sollen erfolgt in diesen drei Teilverfahrensschritten:
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Teilverfahren zur Festlegung der Maske innerhalb eines Druckbildes auf dem bedruckten Bedruckstoff 1
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- 1) Druckbilderstellung in der digitalen Druckvorstufe, wobei das Druckbild unterschiedliche Bereiche aufweist.
- 2) Erzeugung von Bereichen mit stabilen Fortdruckeigenschaften mit Ausnahmen der Bereiche 2 und 3 gemäß 1.
- 3) Bereiche 2 mit besonders instabilen Fortdruckeigenschaften z.B. spezielle Muster, die stochastisch zulaufen etc. werden identifiziert. Die Bereiche 2 sind in der Regel räumlich abgegrenzt, insbesondere wenn die Bereiche 2 in der Druckvorstufe entsprechend gestaltet werden.
- 4) Drucken z.B. im Inkjetdruck einer Losgröße L1, L2, L3, L4 gemäß 4, insbesondere mit dem gleichen Druckprozess bezüglich Verfahren, Farben, Substrat, Druckvorlage gleich wie im späteren Auflagendruck.
- 5) Drucken von 1 bis 30 Mustern mit dem identischen Datensatz.
- 6) Digitalisierung durch eine Kamera sowie Bildverarbeitungssoftware und Vorverarbeitung der Muster gemäß 6.
- 7) Auswahl eines Bereichs 3, der für die robuste Authentifizierung untersucht werden soll; insbesondere erfolgt die Auswahl in den Bereichen der Bereiche 2 mit instabilen Fortdruckeigenschaften gemäß 3.
- 8) Segmentierung des Bereichs 3 z.B. in Form einer Matrix gemäß 2.
- 9) Analyse der 1 bis 30 Muster jeweils im Bereich 3 im Hinblick auf beste Diskriminierbarkeit zur Festlegung der Maske 6 unter Berücksichtigung der Segmentierungsmatrix. Als Maske 6 wird der Teilbereich des Bereichs 3 bezeichnet, der die Grundlage für das Identifikations- bzw. Authentifikationsmerkmal ist.
- 10) Räumliche Zuordnung der Maske 6 zum Druckbild.
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Die Maske kann dabei räumlich verteilt oder konzentriert sein. Die Unterscheidung gemäß der Begrifflichkeit „verteilt“ oder „konzentriert“ ist eine Frage des optischen Messfeldes des elektronischen Lesegeräts etwa Flachbettscanner oder Mikroskop-Kamera.
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Teilverfahren zur Verwendung der Maske 6 zur Extraktion von Authentifizierungsmerkmalen für ein Druckprodukt auf einem bedruckten Bedruckstoff 1 und Merkmalsverwaltung
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- 1) Drucken von z.B. Produktverpackungen 5 in einer Auflage x mit dem Druckbild aus Teilverfahren 1 und mit dem gleichen Druckprozess bezüglich Verfahren, Farben, Substrat, Druckvorlage, ggf. Druckplatte gleich wie im Teilverfahren 1 gemäß 3 und 4.
- 2) Digitalisierung und Vorverarbeitung der Muster gemäß 6.
- 3) Merkmalsextraktion unter Verwendung der Maske 6 zur Extraktion der Authentifizierungsmerkmale für den Probenumfang x, typischerweise 100 bis 1011.
- 4) Abspeichern der Authentifizierungsmerkmale der x Proben in einer Datenbank zur zentralen Verwaltung der x Proben.
- 5) Optional werden zusätzliche Serialisierungsnummern oder Serialisierungscodes 4 aufgedruckt, die zusammen mit den Authentifizierungsmerkmalen der x Proben in der Datenbank gespeichert werden.
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Alternativ zur Speicherung in einer Datenbank werden die Authentifizierungsmerkmale der x Proben in eine eindeutige chiffrierte Codierung 4 gewandelt, die für jede der x Proben individuell digital aufgedruckt wird, so dass die Merkmalsdaten dezentral verwaltet werden und später eine offline-Authentifizierung möglich ist.
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Teilverfahren zur Nutzung der Authentifizierungsmerkmale nach der drucktechnischen Herstellung
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- 1) Optisches Einlesen des Bereichs 3, Digitalisierung und Vorverarbeitung.
- 2) Analyse des Druckbildes im Bereich 3 unter Verwendung der Maske 6.
- 3) Merkmalsextraktion.
- 4) Vergleich mit Authentifizierungsmerkmalen in der relevanten Datenbank bei online Nutzung durch das elektronische Lesegerät.
- 5) Optionaler Vergleich der Authentifizierungsmerkmale mit dem zusätzlich gedruckten chiffrierten Code 4, der die Information lokal bereitstellt für offline Nutzung.
- 6) Authentifizierungsnachweis durch Abgleich bzw. Korrelation.
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Wie ein Herstellungs- und Authentifizierungsprozess für ein kombiniertes Druckmerkmal bestehend aus einem stochastischen Druckmuster und einer alphanumerischen Codierung 4 aussehen kann, wird ergänzend in 7 beschrieben. Der dargestellte Prozess ist in die Druckproduktion, die Bildverarbeitung in der Herstellungs- und in der Nutzungsphase und in die Authentifizierung unterteilt. Das Druckbild in der Druckproduktion auf dem bedruckten Bedruckstoff 1 kann in einen statischen, einen stochastischen und einen deterministischen variablen Anteil unterteilt werden. Der statische Anteil beinhaltet das eigentliche Druckbild im Auflagendruck. Dies kann am Beispiel einer Verpackung 5 die optischen Komponenten wie Markenname, Beschreibung des Inhalts und Veredelung umfassen.
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Der stochastische Teil des Druckbilds auf dem bedruckten Bedruckstoff 1 enthält ein stochastisches Druckmuster. Der deterministische variable Teil des Druckbilds beinhaltet die alphanumerische Codierung 4. Die Codierung 4 muss dabei im Digitaldruck vorgenommen werden, das stochastische Druckmuster kann digital z.B. mittels Linien- bzw. Gittermustern gemäß 8 links oder konventionell z.B. durch Drip-off Lackierung gemäß 8 rechts oder im Flexodruck mit Viscous Fingering Effekten gemäß 8 Mitte gedruckt werden. Der statische Anteil des Druckbildes kann ebenfalls digital und konventionell gedruckt werden. Nach dem Druck wird der Druckbogen 1 der Druckweiterverarbeitung zugeführt. Die optische Erfassung des Sicherheitsmerkmals kann mittels der Inline-Messtechnik in der Druckmaschine oder während der Weiterverarbeitung erfolgen. Nach der Druckproduktion liegen somit das physische Druckprodukt 1 sowie ein digitales Abbild des Sicherheitsmerkmals vor. In der Nutzungsphase erfolgt eine zweite optische Erfassung durch ein elektronisches Lesegerät.
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Die Vorverarbeitung hat die Aufgabe, die einzelnen Teile des Druckbilds zu separieren und somit das stochastische Druckmuster und den deterministischen Code 4 der Merkmalsextraktion bzw. der Zeichenerkennung mittels OCR Technik zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich wird erfindungsgemäß noch der Segmentierungsprozess zur Festlegung der Maske 6 durchgeführt. Der Segmentierungsprozess ist in 7 allerdings nicht dargestellt.
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Das Ergebnis der Bildverarbeitung ist zum einen eine extrahierte Seriennummer und nach Keyerzeugung ein sogenannter Robust Key. Diesen Schlüssel zeichnet aus, dass er unter schwankenden Eingangsdaten unverändert bleibt. Zur Keyerzeugung werden dabei sogenannte fehlerkorrigierende Codes verwendet. Sowohl Seriennummer als auch Robust Key werden in der Herstellungsphase, siehe obere Bildverarbeitung in 7, und in der Nutzungsphase, siehe untere Bildverarbeitung in 7, ermittelt. Soll ein Sicherheitsmerkmal in der Nutzungsphase identifiziert oder authentifiziert werden, so wird der Robust Key aus der Nutzungsphase an eine Datenbank geschickt. Diese Datenbank enthält Seriennummer und Key aus der Herstellungsphase. Die für den gesendeten Key hinterlegte Seriennummer wird ausgegeben und kann mit der Seriennummer aus der Nutzung abgeglichen werden. Stimmen beide Seriennummern überein, so ist das Sicherheitsmerkmal identifiziert bzw. authentifiziert. Alternativ wird die Seriennummer aus der Nutzung an die Datenbank geschickt und der für diese Seriennummer hinterlegte Robust Key aus der Datenbank geladen. Ein Abgleich des hinterlegten Robust Keys mit dem Robust Key aus der Nutzungsphase erlaubt ebenfalls eine Identifizierung bzw. Authentifizierung des Sicherheitsmerkmals. Zusätzlich ist bspw. denkbar, die Metadaten des Abgleichs wie Datum und Ort des Abgleichs zu speichern und darüber Rückschlüsse hinsichtlich des Produktkreislaufs zu ziehen im Zuge von Track and Trace.
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Bei den Teilverfahren 2 und 3 werden gemäß der 6 und 7 einschließlich Vorverarbeitung digitalisierte Druckbilder für die Merkmalsextraktion einheitlich vorverarbeitet und somit möglichst homogene digitalisierte Druckbilder miteinander abgeglichen bzw. korreliert. Die Merkmalsextraktion kann z.B. mittels Gaborfilterung durchgeführt werden unter Verwendung von spezifischen Parameterbereichen wie Wellenlänge, Winkelung, Filtergröße etc. Der Abgleich der Authentifizierungsmerkmale erfolgt mittels Hamming-Distanzen. Es ist möglich, eine Kennung im Druckbild zu verwenden, die es erlaubt, die Maske 6, die zum Druckprodukt 1 gehört, zu identifizieren. Dies geschieht zum Beispiel über einen zusätzlichen Code 4 oder abgeleitet aus der bereits vorhandenen Serialisierung oder den chiffrierten Code 4. Die Verwendung von Druckbildelementen, die die Zufälligkeit begünstigen, etwa von Elementen wie Linien- und Gitterstrukturen, die ein zufälliges Zulaufen von Zellen begünstigen, ist eine Möglichkeit zur Erzeugung von Zufallsstrukturen. Eine andere ist die Verwendung von Mehrfarbendruck. Es kommen Masken 6 zum Einsatz, die neben den räumlichen Aspekten der Zufallsstrukturen auch noch farbmetrische Gesichtspunkte berücksichtigen, d.h. Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung bestimmter Farbkanalanteile, die mit dem optischen System z.B. einem Inline-Farbmesssystem in der Druckmaschine erfasst werden. Das Drucken kann neben dem Inkjetdruckverfahren auch im Flexodruck, Tiefdruck, Kombinationsdruck z.B. Drip-off gemäß 8 rechts erfolgen, ggf. unter Vorbehandlung des bedruckten Bedruckstoffs 1. Das Verfahren kann auch auf nicht drucktechnisch hergestellten Oberflächen eingesetzt werden sowie auf dreidimensionalen Körpern 7.
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Das Erstellen einer Druckbild-abhängigen Maske 6 stellt eine Sensitivitätsoptimierung bzgl. des Druckbildes dar und erlaubt es dadurch, die Authentifizierungsmerkmale in gegebene Druckbilder optimal zu integrieren und diese damit in bestehende grafische Bildinhalte zu integrieren. Dadurch kann man u.U. auf optisch störende separate Authentifizierungsfelder sogar ganz verzichten. Außerdem wird durch die Maske 6, die Druckbild-spezifisch ist und damit von Produkt zu Produkt immer anders aussehen wird, das Identifikationssystem gegenüber etwaigen Hacker-Angriffen sicherer, denn das Wissen um die Maske erschwert solche potentiellen Hacker-Angriffe produktübergreifend zusätzlich. Dadurch wird es auch möglich, ohne variablen Datendruck zu serialisieren, d.h. Identifikations-Merkmale zu erzeugen, die ein Produkt durch nicht-variables Drucken zum Unikat zu machen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- bedruckter Bedruckstoff
- 2
- Bereich mit guter Zufälligkeit
- 3
- Bereich für Detailanalyse
- 4
- optionale chiffrierte Codierung
- 5
- bedruckter Bedruckstoff mit mehreren Drucknutzen
- 6
- Maske
- 7
- gewölbte Oberfläche
- L1, L2, L3, L4
- Lose der Serienproduktion
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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