DE19535019A1 - Magnetisches Speichermedium mit verschlüsselten Rohdaten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Spei­ chermedium, insbesondere eine Magnetkarte mit einem Ma­ gnetstreifen, auf dem Rohdaten mit einem bestimmten Infor­ mationsgehalt in verschlüsselter Form abgespeichert sind.

Das Verschlüsseln von Rohdaten auf magnetischen Speicherme­ dien ist notwendig, um unberechtigten Dritten den Zugang zu diesen Rohdaten zu erschweren oder unmöglich zu machen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Magnetkarten illegal zu vervielfältigen.

Man kann beispielsweise die Daten einer Magnetkarte auf ei­ ne zweite kopieren. Dazu genügt eine relativ einfache Vor­ richtung, bestehend aus einem Lesekopf und einem mit diesem über einen elektronischen Verstärker verbundenen Schreib­ kopf. Während der Lesekopf über den Magnetstreifen der ei­ nen Magnetkarte gleitet, speichert der Schreibkopf diese eingelesenen Daten gleichzeitig auf dem Magnetstreifen der zweiten Magnetkarte.

Dieses illegale Kopieren von Magnetkarten ist besonders bei Kreditkarten verbreitet. Mit diesen gefälschten Kreditkar­ ten kann ein hoher Schaden angerichtet werden, da sie ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen (z. B. Geheimnummer, PIN) eingesetzt werden und sie für relativ große Geldbe­ träge einsetzbar sind.

Magnetkarten werden auch als Zugangskontrolle für Verkehrs­ mittel (Fahrscheine), Skilifte (Skipässe) oder Veranstal­ tungen (Eintrittskarten) verwendet.

Diese Magnetkarten für Fahrkarten, Skipässe oder Eintritts­ karten bestehen aus einem flexiblen Trägermaterial aus Kunststoff oder Papier, auf welchem der Magnetstreifen auf­ gebracht ist, der die Rohdaten mit den Informationen (z. B. Ausstellungsort, Ausstellungsdatum, Gültigkeitsdauer) ent­ hält. In zunehmendem Maße werden auch solche Magnetkarten illegal vervielfältigt, indem sie mittig entlang des Ma­ gnetstreifens in Längsrichtung durchschnitten werden. Diese halben Magnetstreifen werden auf Unterlagen geklebt, die die Größe der ursprünglichen Magnetkarten haben. Die Koer­ zitivität des halben Magnetstreifens reicht in den meisten Fällen aus, um vom Magnetkartenleser noch eingelesen werden zu können.

Aus der EP 0 313 063 A2 ist ein Verschlüsselungsverfahren bekannt, bei dem ein Muster aus einem magnetischen Material mit einer Koerzitivität, die kleiner als 30 Oersted ist, auf den Magnetstreifen aufgebracht ist. Die Position und die örtliche Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen sind bekannt. Dieses Wissen wird beim Ent­ schlüsseln der durch das magnetische Muster verschlüssel­ ten, auf dem Magnetstreifen abgelegten Daten berücksich­ tigt. Die zum Entschlüsseln der Daten notwendigen Informa­ tionen müssen also in den Magnetkarten-Lesegeräten vorhan­ den sein. Um die Kompatibilität der einzelnen Magnetkarten mit den Magnetkarten-Lesegeräten gewährleisten zu können, müssen die einzelnen Magnetkarten mit dem gleichen magneti­ schen Muster verschlüsselt werden.

Es ist damit weiterhin möglich, den Inhalt solcher Magnet­ karten mit einem einfachen Lese-/Schreibgerät von einer verschlüsselten Magnetkarte auf eine andere, ebenso ver­ schlüsselte zu kopieren. Eine wesentliche Möglichkeit, Ma­ gnetkarten zu fälschen, wird durch dieses Verschlüsselungs­ verfahren nicht beseitigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Speichermedium der eingangs genannten Art da­ hingehend weiterzubilden, daß das Kopieren oder Fälschen wesentlich erschwert oder sogar unmöglich gemacht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem magnetischen Speichermedium der eingangs genannten Art vor, daß auf dem Magnetstreifen ein beliebiges Muster aus einem magnetischen Material mit einer von der Koerziti­ vität des Magnetstreifens abweichenden Koerzitivität aufge­ bracht ist.

Die Erfindung macht es möglich, auf nahezu jede Magnetkarte ein individuelles Muster aufzubringen. Durch das Aufbringen eines solchen magnetischen Musters auf den Magnetstreifen ist die Koerzitivität des Magnetstreifens nicht mehr homo­ gen, sondern weist inhomogene Eigenschaften auf.

Die unterschiedlichen Muster auf den Magnetkarten machen es überflüssig, daß die zur Entschlüsselung nötigen Informa­ tionen in dem Magnetkarten-Lesegerät vorhanden sind, da die Entschlüsselungsinformationen von Magnetkarte zu Magnet­ karte variieren. Bei der Magnetkarte gemäß der Erfindung können die Informationen für die Entschlüsselung aus den auf dem Magnetstreifen enthaltenen Daten für jede Magnet­ karte gesondert extrahiert werden.

Dies geschieht bei der erfindungsgemäßen Magnetkarten fol­ gendermaßen: Die Rohdaten werden auf der Magnetkarte im allgemeinen mittels periodischer Flußwechsel des Magnetfel­ des auf dem Magnetstreifen abgelegt. Bei Magnetkarten mit unverschlüsselten Daten und herkömmliche Magnetstreifen aus einem homogenen magnetischen Material konstanter Koerziti­ vität weisen die Amplituden des magnetischen Flusses eine konstante Größe auf. Bei Magnetkarten mit verschlüsselten Daten und Magnetstreifen, auf denen gemäß der Erfindung ein Muster aus einem magnetischen Material abweichender Koerzi­ tivität aufgebracht ist, variieren die Amplituden des ma­ gnetischen Flusses abhängig von der unterschiedlichen Koer­ zitivität des Magnetstreifens. Aufgrund der unterschiedli­ chen Amplituden des magnetischen Flusses kann man abhängig von den periodischen Flußwechseln die absolute Position und Ausdehnung des Musters auf dem Magnetstreifen und die je­ weilige Koerzitivität des Magnetstreifens ermitteln. Mit Hilfe dieser Informationen können aus dem im Lesekopf des Magnetkarten-Lesegerätes induzierten Spannungssignal die Rohdaten extrahiert werden.

Derart mit individuellen Mustern verschlüsselte Magnetkar­ ten können folglich von einem einzigen Magnetkarten-Lese­ gerättyp eingelesen und entschlüsselt werden, ohne daß die­ ser vorher das Muster kennt.

Nach dem Einlesen und Entschlüsseln der Rohdaten werden diese manipuliert. Es kann beispielsweise die Verlängerung der Gültigkeitsdauer der Magnetkarte oder das Abbuchen ei­ nes bestimmten Betrages von einem Kartenguthaben durchge­ führt werden. Die manipulierten Rohdaten werden dann wieder auf die Magnetkarte zurückgeschrieben. Dabei steuern die Informationen, die zum Entschlüsseln der Daten benutzt wur­ den, die Stärke des Schreibstromes des Schreibkopfes. In den Bereichen hoher Koerzitivität des Magnetstreifens muß dabei mit einem höheren Schreibstrom gearbeitet werden als in den Bereichen niedriger Koerzitivität. Damit können nur solche Magnetkarten beschrieben werden, deren Entschlüsse­ lungsinformation vorher auch ermittelt worden sind.

Damit sind die manipulierten Rohdaten abhängig von Position und Ausdehnung des Musters und der Koerzitivität des Ma­ gnetstreifens auf der Magnetkarte verschlüsselt gespei­ chert.

Die Voraussetzung für ein Beschreiben derartiger Magnetkar­ ten ist ein Lese-/Schreibkopf in einem Magnetkarten-Lesege­ rät, dessen Schreibstrom steuerbar ist. Außerdem müssen Ma­ gnetkarten, die mit einem solchen beliebigen Muster verse­ hen sind, vor dem ersten Lesevorgang, vorzugsweise bereits ab Werk, mit Daten beschrieben sein. Dabei ist nicht der Inhalt dieser Daten wichtig, sondern vielmehr die Tatsache, daß sie auf den Magnetstreifen mittels periodischer Fluß­ wechsel abgelegt sind. Diese Flußwechsel werden zum Lokali­ sieren der Position und Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen und zur Bestimmung der Koerzitivität des Magnetstreifens benötigt. Aus diesen Angaben werden die Entschlüsselungsinformationen für die jeweilige Magnetkarte extrahiert.

Ein Kopieren der Daten von Magnetkarten durch ein einfaches Lese-/Schreibgerät wird durch die erfindungsgemäß ver­ schlüsselte Magnetkarte unmöglich. Die unterschiedliche Ko­ erzitivität von Muster und Magnetstreifen und das auf nahe­ zu jeder Magnetkarte verschiedene Muster führen dazu, daß die vom Magnetstreifen einer ersten Magnetkarten im Lese­ kopf induzierte Spannung nicht proportional dem Schreib­ strom des Schreibkopfes für den Magnetstreifen einer zwei­ ten Magnetkarte ist. Die von einer ersten Magnetkarte gele­ senen Daten werden dadurch falsch auf eine zweite übertra­ gen. Die Folge ist, daß die kopierte Magnetkarte völlig falsche Daten enthält oder ganz unlesbar ist.

Auch ein Kopieren der Magnetkarten durch mittiges Durch­ schneiden des Magnetstreifens in Längsrichtung wird durch die erfindungsgemäße Verschlüsselung der Daten verhindert. Das Aufbringen eines beliebigen Musters erlaubt es auch, Muster aufzubringen, die asymmetrisch relativ zur Längs­ achse des Magnetstreifens sind. Das hat zur Folge, daß man durch Längsteilung des Magnetstreifens zwei Magnetstreifen mit unterschiedlichen magnetischen Mustern erhält. Mit ho­ her Wahrscheinlichkeit sind die beiden halben Magnetstrei­ fen mit den darauf enthaltenen Daten unlesbar. Dies kommt daher, daß die Daten ursprünglich mit den Entschlüsselungs­ informationen, die aus dem gesamten Magnetstreifen ermit­ telt wurden, gespeichert wurden. Beim Einlesen eines halben Magnetstreifens werden sich nun aufgrund der unterschiedli­ chen Position und Ausdehnung des magnetischen Musters ande­ re Entschlüsselungsinformationen ergeben, mit denen die ur­ sprünglich auf der Magnetkarte abgelegten Daten nicht ent­ schlüsselbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Koerzitivität des magnetischen Materials des Mu­ sters ein Mehrfaches der Koerzitivität des Magnetstreifens aufweist.

Zwischen der Koerzitivität des magnetischen Materials des Musters und der Koerzitivität des Materials des Magnet­ streifens besteht ein deutlicher Unterschied. Dadurch wird es ermöglicht, daß das Muster eindeutig von dem Magnet­ streifen unterschieden werden kann. Möglicherweise bei der Lokalisation des magnetischen Musters auftretende Probleme aufgrund eines zu geringen Unterschiedes zwischen der Koer­ zitivität des Musters und der des Magnetstreifens werden so vermieden. Die Anzahl der unlesbaren oder fehlerhaft ver­ schlüsselten Magnetkarten wird auf ein Minimum reduziert.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß das beliebige Muster eine zufällige oder eine geordnete Form aufweist.

Das Muster wird durch unterschiedliche magnetische Materia­ lien auf dem Magnetstreifen aufgebracht. Denkbar sind bei­ spielsweise magnetische Dispersionen, magnetische Späne oder Folien aus magnetischen Materialien. Die Form des Mu­ sters kann dabei dem Zufall unterliegen oder aber geordnete Formen aufweisen. Solche geordneten Formen des magnetischen Musters sind beispielsweise geometrische Formen oder Buch­ stabenkombinationen.

Bei beiden Formen des magnetischen Musters muß allerdings darauf geachtet werden, daß der Magnetstreifen und das ma­ gnetische Muster eine einheitliche Farbe aufweisen, um zu verhindern, daß die Position und Ausdehnung des magnetisc­ hen Musters von außen optisch sichtbar ist und daraus die Informationen zur Entschlüsselung der Daten gewonnen werden können. Es ist jedoch denkbar, beispielsweise zu Werbe­ zwecken, zusätzlich zum magnetischen Muster in der Farbe des Magnetstreifens ein weiteres farbiges Muster in Form eines Firmenlogos oder einer Buchstabenkombination in einer Farbe anzubringen, die sich von der Farbe des Magnetstrei­ fens unterscheidet.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung und eines Flußdiagrammes näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfin­ dungsgemäß verschlüsselten Ma­ gnetkarte;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Entschlüs­ seln und Wiederverschlüsseln der Daten auf einer erfindungs­ gemäß verschlüsselten Magnet­ karte.

In Fig. 1 ist eine Magnetkarte mit der Bezugsziffer 1 ge­ kennzeichnet. Auf einem Trägermaterial 2 ist ein Magnet­ streifen 3 aufgebracht. Das Trägermaterial 2 besteht bei­ spielsweise aus Papier oder Kunststoff. Zum Verschlüsseln der auf dem Magnetstreifen gespeicherten Daten wird dieser mit einem magnetischen Muster 4, 5 versehen. Das Muster 4, 5 besteht beispielsweise aus magnetischen Spänen, magneti­ scher Dispersion oder Folie aus magnetischen Materialien und wird auf dem Magnetstreifen 3 aufgebracht. Das magneti­ sche Muster 4, 5 kann beliebige Formen haben. Das Muster 4 hat eine zufällige Form, wohingegen das Muster 5 eine ge­ ordnete Form, beispielsweise eine Buchstabenkombination, aufweist.

In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, welches die verschiedenen Schritte beim Entschlüsseln und Verschlüsseln der Daten auf dem Magnetstreifen einer erfindungsgemäß ver­ schlüsselten Magnetkarte näher erläutert. Als erstes werden die Position und die Ausdehnung des magnetischen Musters auf dem Magnetstreifen und die Koerzitivität des Magnet­ streifens abhangig vom Flußwechsel ermittelt. Aus diesen Angaben werden die Entschlüsselungsinformationen extra­ hiert. Mit Hilfe dieser Entschlüsselungsinformationen wer­ den aus den eingelesenen, verschlüsselten Daten die Rohda­ ten ermittelt. Diese Rohdaten werden dann aufgrund externer Ereignisse manipuliert; beispielsweise wird die Gültig­ keitsdauer der Magnetkarte verlängert. Diese manipulierten Rohdaten müssen dann wieder auf die Karte geschrieben wer­ den. Mit Hilfe der Entschlüsselungsinformationen werden die Rohdaten wieder verschlüsselt und durch entsprechendes Steuern des Schreibstromes eines Schreibkopfes auf dem Ma­ gnetstreifen der Magnetkarte abgespeichert.

Claims (4)

1. Magnetisches Speichermedium, insbesondere eine Magnetkarte (1) mit einem Magnetstreifen (3), auf dem Roh­ daten mit einem bestimmten Informationsgehalt in ver­ schlüsselter Form abgespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Magnetstreifen (3) ein beliebiges Muster (4, 5) aus einem magnetischen Material mit einer von der Koerzi­ tivität des Magnetstreifens (3) abweichenden Koerzitivität aufgebracht ist.

2. Magnetisches Speichermedium nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Koerzitivität des magnetisc­ hen Materials des Musters (4, 5) ein Mehrfaches der Koerzi­ tivität des Magnetstreifens (3) aufweist.

3. Magnetisches Speichermedium nach einem oder meh­ reren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beliebige Muster (4, 5) eine zufällige Form (4) auf­ weist.

4. Magnetisches Speichermedium nach einem oder meh­ reren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beliebige Muster (4, 5) eine gezielte Form (5) auf­ weist.