DE19631569A1 - Fingerabdruckscanner für die Chipkarte - Google Patents

Fingerabdruckscanner für die Chipkarte

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Description

Die Verbreitung der Chipkarten begann Anfang der 80er Jahre. Durch die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Chipkartenprozessoren wird der Anwendungsbereich der Chipkarten breiter. Einer dieser Anwendungsbereiche ist die Berechtigungs- /Identifizierungskarte.
Der Stand der Technik
Kartenidentifizierung (CAM - Card Authentification Methodology) ist heutzutage, dank der modernen Kryptografie, sehr zuverlässig. Benutzeridentifizierung (CVM - Cardholder Verification Methodology) dagegen basiert auf Geheimhaltung, meist einem simplem PIN-Paßwort. Der Schwachpunkt dieser Lösung liegt in der Tatsache, daß das PIN-Paßwort erspähbar ist.
Dem Problem, den Kartenbenutzer eindeutig zu identifizieren, versucht man heutzutage mittels verschiedenen technischen Lösungen auf dem Kartenterminal zu begegnen. Einige Entwicklungen befinden sich in der Testphase. Eine solcher Lösungen ist ein System der Firma Siemens Nixdorf zur biometrischer Gesichtskontrolle. Nachteilig für eine derartige Lösung sind hohe Kosten des Kartenterminals sowie die Notwendigkeit einer On-Line-Ver­ bindung mit dem Rechner, der die, zum Vergleich notwendigen, Daten bereithält.
Die Aufgabe
Die Aufgabe der Erfindung ist eine technische Lösung zu entwickeln, die es erlaubt, ohne jegliche zusätzliche technische Mittel auf dem Kartenterminal die Chipkarte und den Kartenbenutzer identifizieren zu können.
Die Lösung
Ein, in die Chipkarte integrierter, Fingerabdruckscanner stellt die Lösung dieser Aufgabe dar. Fig. 1. zeigt in einem Blockdiagramm den Aufbau der Chipkarte mit dem integrierten Fingerabdruckscanner.
  • - Die Chipkarte (1). In weiteren Ausführungen wird bezug auf die Standard ID-1 Chipkarte genommen. Es ist selbstverständlich, daß der Fingerabdruckscanner auch in Chipkarten nach den anderen Standards implementiert werden kann.
  • - Der Chipkartenprozessor mit Anschlüssen (2).
  • - Der Magnetstreifen (3).
  • - Das Feld für die Hochprägung (4).
  • - Der Scannercontroller (5) sollte aus Sicherheitsgründen als logisch separate Einheit auf dem Kartenchip integriert werden und von Außen nicht kontaktierbar sein. Dadurch sollte das Risiko, die Daten zwischen dem Scannercontroller und dem Kartenchip abzuhören oder zu beeinflussen, auszuschaltet werden.
  • - Der Fingerabdruckscanner (6). Besteht aus einer Matrix von Einzelsensoren. Es können z. B. kapazitive Sensoren verwendet werden, die eine unterschiedliche Potentiale, abhängig von dem Hautkontakt mit Furchen und Hügeln der papilaren Linien des Fingers. Die Auflösung des Scanners hängt von den Sicherheitsansprüchen der Anwendung ab.
  • - Die Solarzelle (7) dient der Stromversorgung des Fingerabdruckscanners und Controllers.
  • - Der Lichtsensor (s) dient der Validitierung der Scanndaten.
  • - Der Innen- und der Außentemperatursensor (9) sind optional und dienen dem zusätzlichen Schutz vor Manipulationsversuchen.
Der Fingerabdruckscanner sowie die Solarzelle sind wegen seiner Materialeigenschaften spröde und zerbrechlich wie Glas, daher müssen diese durch besondere konstruktive Maßnahmen gegen mechanische Beanspruchung bei Biegung und Torsion der Chipkarte geschützt werden. Die hierfür vorgeschlagene Lösung sieht eine Matrix aus vielen kleinen Elementen, die elektrisch zusammenverbunden in ein elastisches Material eingegossen sind, vor.
Die Funktionsweise
Wird die Chipkarte der Einwirkung des Lichts ausgesetzt liefert die Solarzelle (7) Strom an den Scannercontroller (5). Durch das Auflegen des Fingers an die Scannfläche wird der Lichtsensor zugedeckt und signalisiert damit dem Scannercontroller die Bereitschaft. Dieser liest vom Fingerabdruckscanner die Scanndaten und speichert diese in einem Zwischenspeicher. Das Entfernen des Fingers von der Scannfläche aktiviert den Lichtsensor und signalisiert damit dem Scannercontroller, daß die gerade gelesene Daten gültig sind. Eine empirisch ermittelte Verzögerung stellt sicher, daß nicht die während des Fingerabnehmens gescannte Daten validitiert werden. Die Daten des gescannten Fingerabdruckes werden kurzzeitig in dem Speicher des Scannercontrollers zwischengespeichert und nach Ablauf eines Zeitlimits gelöscht. Dieser, empirisch ermittelte, Zeitlimit muß lediglich für das Einführen der Chipkarte in das Kartenterminal ausreichen. Nach dem Einführen der Chipkarte in das Kartenterminal wird der Kartenprozessor die Scanndaten einlesen und diese in einer Mustererkennungsroutine (pattern recognition function) analysieren. Falls die Analyse die geforderte Ähnlichkeit des Fingerabdruckes mit dem gespeichertem Muster bescheinigt, wird die Chipkarte für weitere Funktionen entsperrt. Um die Sicherheit zusätzlich zu erhöhen ist es sinnvoll zusätzliche Sensoren zu integrieren wie z. B. einen Innentemperatursensor innerhalb der Scannfläche der sicherstellt das der Fingerabdruck von einem Finger und nicht von einem präpariertem "Fingerabdruckstempel" herkommt. Ein weiterer Außen­ temperatursensor außerhalb der Scannerfläche hilft zu erkennen ob die "Körpertemperatur" durch die Erwärmung der ganzen Chipkarte simuliert wurde.
Die Anwendungsmöglichkeiten
  • - Zugangsberechtigungskarte. Die Chipkarte mit integriertem Fingerabdruckscanner erlaubt in viel höherem Maße sicherzustellen, daß der Kartenbenutzer auch die zugangsberechtigte Person ist.
  • - Scheck- und Kreditkarten. Derartige Karten verhindern mißbräuchliche Nutzung im Falle eines Verlustes oder Diebstahls.
  • - Weitere Anwendungen in denen eine zuverlässige Identifikation des Chipkartenbenutzers erforderlich ist.
Die Vorteile der Chipkarte dem integriertem Fingerabdruckscanner
  • - Einfache Benutzung.
  • - Hohe Sicherheit der Kartenbenutzeridentifizierung (CVM - Cardholder Verification Methodology).
  • - Keine zusätzlichen technischen Mittel sowie kein On Line Betrieb bei der Benutzeridentifizierung in dem Kartenterminal erforderlich.

Claims (9)

1. Chipkarte bestehend aus einem flachen Träger mit wenigstens einem in dem Kartenkörper integrierten elektronischen Schaltkreis ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in der Chipkarte oder an deren Oberfläche ein Fingerabdruckscanner (6) integriert ist,
  • - der, in der Chipkarte integrierte Schaltkreis aus einen Mikroprozessor, einem nichtflüchtigen und einem flüchtigen Speicher, einem Kommunikationscontroller sind einem Controller für den Fingerabdruckscanner (5) zusammengesetzt sein kann,
  • - in dem nichtflüchtigem Speicher die Identifikationsdaten sind Fingerabdruckreferenzdaten des Besitzers/Benutzers niedergelegt sind,
  • - die Chipkarte eine autonome Stromversorgung aufweist.
2. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in der Chipkarte oder an deren Oberfläche eine stromerzeugende Solarfläche (7) integriert ist.
3. Chipkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in der Chipkarte eine autonome Stromversorgungszelle integriert ist.
4. Chipkarte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in der Chipkarte oder an deren Oberfläche optional ein galvanischer, ohmscher, oder photoelektronischer Schalter integriert ist mit dem der Fingerabdruckscanner aktiviert werden kann.
5. Chipkarte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zur zusätzlichen Sicherheitssteigerung der Nutzung der Karte (1) ein in der Scannfläche (6) angeordneter Temperatursensor (9) die Temperatur eines aufgelegten Gegenstandes ermittelt, mit einem weiteren außerhalb liegenden Temperatursensors (9) über den Scannercontroller mit einer dort niedergelegten Matrix verglichen wird und bei Abweichung von der Matrix die Freigabe verweigert werden kann.
6. Verfahren zur Identifizierung des Benutzers einer Chipkarte, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - nach dem Auflegen eines bestimmten Fingers des Karteninhabers auf die Fläche des Fingerabdruckscanners (6) die gescannten Fingerab­ druckdaten dem Scannercontroller (5) zugeleitet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die, dem Scannercontroller (5) zugeleiteten Fingerabdruckdaten von dem Scannercontroller (5) selbst mit den, auf der Chipkarte (1) niedergelegten, Referenzdaten des Fingerabdrucks des Kartenbesitzers verglichen werden und abhängig von dem Vergleichsergebnis die Nutzungsberechtigung der Chipkarte (1) erteilt oder abgelehnt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die, dem Scannercontroller (5) zugeleiteten Fingerabdruckdaten zwischengespeichert, nach dem Einbringen der Chipkarte (1) in ein Kartenterminal von dem Chipkartenprozessor (2) mit den, auf der Chipkarte (1) niedergelegten, Referenzdaten des Fingerabdrucks des Kartenbesitzers verglichen werden und abhängig von dem Vergleichsergebnis die Nutzungsberechtigung der Chipkarte (1) erteilt oder abgelehnt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die, dem Scannercontroller (5) zugeleiteten Fingerabdruckdaten zwischengespeichert, nach dem Einbringen der Chipkarte (1) in ein Kartenterminal an den Terminalrechner übertragen werden, mit den, auf der Chipkarte (1) oder in dem Terminalrechner niedergelegten oder vom Zentralrechner dem Terminalrechner übermittelte, Referenzdaten des Fingerabdrucks des Kartenbesitzers verglichen werden und abhängig von dem Vergleichsergebnis die Nutzungsberechtigung der Chipkarte (1) erteilt oder abgelehnt wird.
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