DE2635795B2

DE2635795B2 - Verfahren und Vorrichtung zur EchtheitskontroHe von Identifuierungskarten u.dgl. Dokumenten

Info

Publication number: DE2635795B2
Application number: DE2635795A
Authority: DE
Inventors: Joergen Elsenwang-Hof Brosow (Oesterreich); Erik Genf Furugard (Schweiz)
Original assignee: Dasy Inter Sa Genf (schweiz)
Current assignee: Dasy Inter Sa Genf (schweiz)
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1980-08-21
Also published as: BR7605910A; JPS5233444A; AU1726776A; FR2324060A1; ES451368A1; DE2635795A1; SE7609944L; CH607168A5; NL7610007A; BE845935A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Echtheitskontrolls von Identifizierungskarten und dergleichen Dokumenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Beim Hauptpatent (DE-PS 19 31 536) wird das Dokument anhand eines Koordinatensystems auf das Vorliegen von Teilchen oder Stellen überprüft die physikalische Eigenschaften aufweisen, die von den physikalischen Eigenschaften der Grundmasse des Dokumentes abweichen. Diese Teilchen oder Stellen liegen in der Grundmasse in einer Ziifallsverteilung vor, die als fälschungssicherer Schlüssel für die Echtheitskontrolle verwendet wird. Dafür wird ein die Zufallsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten nachbildendes Ausgangssignal gespeichert und mit dem Ausgangssignal eines Detektors verglichen, der in einer vorbestimmten und festgelegten Abtastspur über die Oberfläche des Dokumentes geführt wird und auf die physikalischei. Unregelmäßigkeiten anspricht Nur bei Überein'timmung der Ausgangssignale wird die Funktion des Dokumentes freigegeben. Dabei werden durch das Koordinatensystem bestimmte Abtastzonen längs Abtastlinien dem Vergleich zugrundegelegt Das erschwert aber nicht nur die Speicherung eines die Zufallsverteilupg der physikalischen Unregelmäßigkeiten nachbildenden Ausgangssignals, sondern führt überdies wegen der Schwierigkeiten der Reproduktion bei der Abtastung durch den Detektor auch bei echten Dokumenten zur Sperrung der Funktion des Dokuments. Diese werden im praktischen Einsatz als unangenehm empfunden. Das ganze System der Echtheitskontrolle wird bei nicht genügend hoher Irrungsfreiheit abgelehnt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, das Verfahren zur Echtheitskontrolle von nach dem Hauptpatent hergestellten Identifizierungskarten so weiterzubilden, daß eine erheblich höhere Reproduktionssicherheit des Identifizierungscodes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebene Ausgestaltung gelöst Zweckmäßige Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach ist es nunmehr entscheidend, daß die Ausgangssignale des Detektors Taklimpulsen zugeordnet werden und das durch Zusammenfallen von Ausgangssignalcn des Detektors mit den Taktimpulsen erzeugte Impulsmuster einen Binärcode bildet, der dem Vergleich zugrundeliegt

Die Reproduklionssicherheit des Identifizierungscodes wird dadurch erheblich gesteigert. Zum ersten geschieht das dadurch, daß nicht mehr die gesamte Abtastspur abgefragt wird, sondern nur noch durch die Taktimpulsc festgelegte Punkte der Abtastspur, so daß an immer gleichen gut reproduzierbaren Punkten

Signale für den Vorgang der Identifizierung gewonnen werden. Die sonst üblichen Fehler bezüglich der Übereinstimmung der aus der Abtastspur gewonnenen Signale mit den vom Detektor abgegebenen Ausgangssignalen sind damit ausgeschaltet Zum zweiten wird durch die Bildung des Binärcodes für die zusätzliche Erhöhung der Reproduktionssicherheit die Digitalisierung eingesetzt, die bekanntlich bei der Signalbildung auftretende kleinere Abweichungen, z. B. in der Reproduktion einer Amplitude, selbsttätig auszugleichen vermag und damit die Irrungsfreiheit weiter erhöht Mit verfahrenstechnisch einfachen Maßnahmen, die überdies auch schaltungstechnisch ohne besonderen Aufwand realisiert werden können, wird somit eine erheblich gesteigerte Reproduktionssicherheit des (dentifizierungscodes und eine entsprechend günstigere Irrungsfreiheit bei der Echtheitskontrolle von Identifizierungskarten u. dgl. Dokumenten erreicht

Bei derartigen Dokumenten kann es sich u.a. um Reisepässe, Scheckkarten, Kreditkarten, Führerscheine oder Identifizierungskarten von Firmen oder Behörden handeln, die erst den Zugang oder doch den Zugang zu einem bestimmten Bereich ermöglichen. Derartige Identifizierungskarten sind im allgemeinen mit dem Namen des Inhabers und anderen Angaben zu seiner 2s Person versehen. Sie können auch die Fotografie und Unterschrift des Inhabers tragen. Daneben sind sie zur Erhöhung der Fälschungssicherheit mit dem Idenhfizieningscode versehen.

Falls hier nur eine Klassifizierung des Dokumentes erreicht werden muß, (Scheckkarten mit unterschiedli chen Abhebungsbetragsgrenzen, Führerscheine unterschiedlicher Klassen oder K raf.fahrzeugscheine für LKW, PKW), so ist der Identifizierungscode noch relativ leicht unterzubringen. Die Reproduktionssicherhcit ist noch relativ gut Das gilt aber dann nicht mehr, wenn eine Zuordnung eines bestimmten Dokumentes zu einem bestimmter Inhaber bzw. die Unterscheidung aller einzelner Dokumente gewünscht wird. Beispielsweise soll die Ausgabe einer Identifizierungskarte für ein Volk von 100 Millionen möglich sein. In der Regel ist es hier schon ausgeschlossen, auf relativ kleinen Dokumenten die unterscheidende Information überhaupt unterzubringen. Überdies kommt es dabei aber häufig zu den durch mangelnde Reproduktionssicher- « heit verursachten Identifizieningsfchlern, die bei Anwendung der Taktimpulse für die Erzeugung des den Identifizierungscode bildenden Impulsmusters und die Umsetzung in einen Binärcode ausgeschaltet werden.

Es ist dabei davon auszugehen, daß das Dokument bei seiner Ausstellung mit dem durch die Zufallsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten in Bezug zu den Taktimpulsen vorgegebenen Identifizierungscodes mit Hilfe eines Zentralcomputers gespeichert wird. Kommt ein solches Dokument vor der Ausstellung abhanden oder wird es gestohlen, so ist im Zentralcomputer der zu dem Dokument gehörige Identifizierungscode nicht gespeichert Es wird also auch dann ein solches Dokument als ein noch nicht ausgestelltes (blanko) oder gefälschtes Dokument erkannt, das bezüglich aller *>o anderen Angaben völlig echt erscheint Wird das Dokument nach der Ausstellung gestohlen, wenn also das Dokument und die den Taktimpulsen zugehörige Zuf'allsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten bereits im Zentrclcomputer gespeichert sind, ist eine *>⁵ Fälschung deshalb nicht möglich, weil eine Veränderung der aufgedruckten Information, des Bildes, der Plastikhülle oder welcher Einzelheit auch immer, in jedem Fall auch eine Veränderung der Zufallsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten zur Folge haben wird. Das Dokument ist damit als gefälscht identifizierbar.

Das ist im wesentlichen unabhängig davon, welche Art die als Zufallsverteilung dienende aus ausgewertete physikalische Unregelmäßigkeit der Grundmasse ist Bei der Grundmasse kann es sich um die Trägermasse des Dokumentes, um die Fotoemission der beigegebenen Fotografie oder um die Druckfarbe des Aufdruckes handeln. Am Dokument ist eine Einlagerung in die Masse oder auch eine Einlagerung in Oberflächenschichten denkbar. Schließlich kann beispielsweise durch sprayen eine willkürliche Verteilung von Stellen anderer Oberflächeneigenschaften auf der Oberfläche erreicht werden.

Die Fälschungssicherheit wird aber nicht nur bei Einspeichening des der Zufallsverteilung entsprechenden Codes in einen Zentralcomputer (on line) erreicht, sondern überdies auch off line. Weiter ist darauf hinzuweisen, daß die Zufallsverteilung und der durch sie bedingte Identifizierungscode selbstverständlich zunächst, da bei der Herstellung von selbst entstanden, niemandem bekannt ist Erst bei der Ausstellung des Dokumentes wird die Zufallsinformation erstmals in der vorbestimmten Abtastspur unter Zuordnung zu den Taktimpulsen ausgewertet, in den Binärcode umgesetzt und dadurch als Identifizierungscode festgelegt. Es wird sodann festgestellt, ob unter Umständen bereits ein anderes Dokument mit dem gleichen Identifizierungscode in der vorbestimmten Abtastspur existiert. Ist das, was die Regel ist, nicht der Fall, so ist das Dokument durch die jeweilige, nunmehr bekannte Zufallsverteilung identifiziert und mit großer Reproduktionssicherheit immer wieder identifizierbar. Die unter Zuhilfenahme der Taktimpulse als Binärcode ausgestaltete Zufallsverteilung als Identifizierungscode ist dabei ähnlich typisch, wie der Fingerabdruck eines Menschen. Bei einer fünf Zentimeter langen Abtastspur ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, in dieser mit Hilfe der Taktimpulse 128 entlang der Abtastspur nebeneinander liegende Abfragestellen vorzusehen. Schon mit der halben Anzahl ließe sich grundsätzlich jede einzelne Person auch in einem 500 Millionenvolk mit einer Identifizierungskarte ausrüsten, die sich aufgrund des durch die Zufalisverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten unter Bezug auf die Taktimpulse ergebenden Identifizierungscodes von jedem anderen Dokument eindeutig unterscheiden. Entscheidend ist dabei in allen Fällen, daß die physikalischen Unregelmäßigkeiten als nicht steuerbare Zufallsverteilung vorliegen und in der Abtastspur einen geringen Flächenanteil von unter 5% einnehmen, so daß zumindest 20 in der Abtastspur durch den Detektor festgestellt werden können.

Bei den in Zufallsverteilung vorliegenden physikalischen Unregelmäßigkeiten kann es sich also um bei der Herstellung zufällig auftretende Teilchen oder Stellen handeln. Beispiele hierfür sind die magnetischen Löcher in Magnetstreifen, wie sie in Kreditkarten eingelegt werden oder im Papier vorliegende Holzfasern. Auch können bei der Herstellung Teilchen mit abweichenden physikalischen Eigenschaften der Papier- oder Plastikmasst zugesetzt werden, aus denen das Dokument hergestellt wird. Schließlich können die physikalischen Unregelmäßigkeiten in Zufallsverteilung auch nach der Herstellung auf die Oberfläche des Dokumentes aufgebracht werden. Beispiele hierfür sind das Aufsprayen eines feinverteilten Teilchen enthaltenden

Binders oder eines die Oberfläche des Dokumentes in Zufallsvcrteilung ätzenden Materials. Eine weitere Möglichkeit besteht im Aufsprayen eines durchsichtigen Lacks, der magnetische Teilchen enthält. Benützt map nur einen aufgesprayten Lack, der beispielsweise andere Reflexionseigenschaften oder eine andere Farbe aufweist als die Grundmasse, so ist auch eine optische Auswertung der Zufallsverteilung der aufgesprayten Lacktröpfchen durch einen optischen Detektor möglich, wie das beispielsweise von der OCR-Technik her bekannt ist. Besonders zweckmäßig ist hier ein Detektor, der mit einem Laser arbeitet. Die Abnützung derartiger unter Einfluß der Taktimpulse als Zufallsverteilung ausgewerteter physikalischer Unregelmäßigkeiten spielt nur eine geringe Rolle, da durch die Umsetzung in den Binärcode die Reproduktionssicherheit durch Digitalisierung erhöht ist.

Im folgenden werden die Zeichnungen anhand von vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert, die in den Figuren dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung zur Echtheitskontrolle eines Dokumentes ohne Taktspur,

Fi g. 2 schematisch eine Schaltung einer Vorrichtung zur Echtheitskontrolle beim System nach Fig. 1,

Fig.3 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht mit einem eine Taktspur in Form sichtbarer Marken aufweisenden Dokument,

Fig.4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht der zugehörigen Schaltung,

Fig.5 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer Ausführungsform mit einer magnetischen Taktspur und einer magnetischen Informationsspur auf dem. Dokument,

Fig.6 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht der zur Ausführungsform nach F i g. 5 gehörigen Schaltung,

F i g. 7a bis 7f bei einer Ausführungsform entsprechende F i g. 3 und 4 den konkreten Fall der Ermittlung eines Identifikationscodes,

F i g. 8 ein Diagramm für den Nachweis der sicheren Wiederholbarkeit der Reproduktion des Identifikationscodes,

F i g. 9 schematisch einer Erläuterung zur Berücksichtigung der Ergebnisse von F i g. 8 bei der Auswertung, und

Fig. 10 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform.

Die folgende Beschreibung wird anhand eines Dokumentes 10 durchgeführt, das etwa das Format einer Scheckkarte hat, aber ein Identifikationsdokument, ein Führerschein oder dergleichen ist. Das Dokument 10 kann aus Papier, Kunststoff usw. bestehen. Gegebenenfalls ist es auch in eine Plastikhülle eingeschlossen. Dabei besteht entweder das Dokument 10 selbst aus einer teilchenbeladenen Grundmasse oder eine Oberflächenschicht des Dokumentes, ein Foto, ein Aufdruck usw. Im erläuterten Beispiel wird davon ausgegangen, daß das Dokument 10 aus einer Grundmasse hergestellt wird, die wie in F i g. 1 angedeutet, Teilchen 11 (magnetische Fasern]· enthält Die Teilchen 11 haben in der Grundmasse des Dokumentes 10 eine völlig zufällige Lage, die praktisch nicht gesteuert werden kann und sich bei der Herstellung von selbst ergibt Die Zufallskge und Verteilung der Teilchen 11 ist deshalb nicht nadtibildbar und für jedes Einzeldokument 10 in ihrer Verteilung auf eine Art typisch, wie der Fingerabdruck für jeden Menschen individuell und typisch ist

F i g. 1 zeigt das Dokument 10 mit eingelegten Teilchen 11, das in Richtung eines Pfeiles 12 unter einem stationären Magnetkopf 13 hindurchbewegt wird, so daß eine Abtastspur durch eine Relativbewegung des Dokumentes 10 gegenüber dem Magnetkopf 13 entsteht. Es kommt allein auf diese Relativbewegung an, die selbstverständlich auch durch eine Bewegung des Magnetkopfes 13 gegenüber dem Dokument 10 erzielt werden kann. Kompliziert geformte Abtastspuren

ίο lassen sich erzeugen, wenn gleichzeitig sowohl dem Dokument 10 wie dem Magnetkopf 13 eine Bewegung erteilt wird. Der Magnetkopf 13 ist mit Anschlußdrähten 14 versehen. In der Bewegungsbahn des Dokumentes 10 ist weiter eine Fotodiode 15 mit Anschlußdrähten 16 und dieser gegenüber auf der anderen Seite der Bewegungsbahn eine Lampe 17 angeordnet. Bei seiner Bewegung in Richtung des Pfeils 12 wird das Dokument 10 durch Anschläge 18 seitlich präzise geführt damit der Magnetkopf 13 jeweils identisch die gleiche Abtastspur des Dokumentes 10 abtastet. Statt der Führung durch die Anschläge 18 kann auch eine Autozentrierung des Magnetkopfes 13 auf die Abtastspur durch Anbringen einer Marke auf dem Dokument 10 vorgesehen sein. Jedenfalls ist dafür zu sorgen, daß der Magnetkopf jeweils präzise die gleiche Abtastspur abtastet.

F i g. 2 zeigt die Schaltung zur Auswertung des sich bei der Abtastung der Abtastspur ergebenden, aus dieser ausgelesenen Identifikationscodes. Wird das Dokument 10 in Richtung des Pfeils 12 von Fig. ι

3ü bewegt, so läufi schließlich seine Hinterkante aus dem Bereich zwischen Lampe 17 und Fotodiode 15. Die Fotodiode 15 wird also von der Lampe 17 bestrahlt und gibt einen Strom ab, der in einem Verstärker 19 verstärkt und an einen Monoflop 20 (OS = one shot) gegeben wird. Dieser erzeugt einen Torimpuls für ein UND-Tor 21 und setzt damit die Auswertung in Gang. Die vom Magnetkopf 13 abgetasteten Teilchen 11 haben entsprechende Signale zur Folge, die über einen Verstärker 22 an einen weiteren Eingang des UND-Tores 21 gelegt sind. Schließlich ist an einen dritten Eingang des UND-Tores 21 ein Oszillator 23 angeschlossen, der eine Folge von Taktimpulsen mit einer festen Frequenz abgibt.
Das UND-Tor 21 gibt nur dann einen Ausgangsimpuls ab, wenn gleichzeitig an sämtlichen drei Eingangsleitungen ein Impuls vorhanden ist Es wird also die Länge der wirksamen Abtastspur durch die Impulsdauer des vom Monoflop 20 abgegebenen Impulses bestimmt Innerhalb dieser Impulsdauer tritt jeweils ein Ausgangssignal des UN D-Tors 21 auf, wenn einer der Ausgangsimpulse des Verstärkers 22 mit einem Taktimpuls vom Ausgang des Oszillators 23 zusammenfällt Ein solches Ausgangssignal des UND-Tores 21 wird einem Schieberegister 24 eingespeist das seinerseits die Taktimpulse vom Oszillator 23 als Schiebeimpulse (shift) zugeführt erhält Das Schieberegister 24 weist so viele Speicherplätze auf, als vom Oszillator 23 innerhalb der vom Monoflop 20 bestimmten Abtastzeit Takt- bzw. Schiebeimpulse abgegeben werden. Nach Beendigung der Abtastung (Rückfall des Monoflop 20 in seine Ausgangsstellung) steht damit im Schieberegister in binärer Aufzeichnung ein Schlüssel, der den von der Zufallsinformation durch die Verteilung der Teilchen 11 im Dokument 10 entlang der Abtastspur abgeleiteten Identifikationscode darstellt

Selbstverständlich ist F i g. 2 sehr vereinfacht dargestellt Es sind insbesondere die verschiedenen üblichen Impulsformerelemente nicht mit aufgeführt, die für den

Fachmann selbstverständlich sind. So wird beispielsweise häufig der vom Magnetkopf 13 erhaltene Impuls einer Integrierung seiner Anstiegsflanke unterworfen, um eindeutige Impulsspitzen zu erzielen. Weiter ist es zweckmäßig, in den Signallaufpfad ein Amplitudensperrglied einzuschalten, das nur Signale mit einer einen SchweUwert übersteigenden Amplitude durchläßt. Auf diese Weise werden Fehler ausgeschaltet.

In Fig. 2 ist weiter strichliert ein Zähler 25 angedeutet. Es ist nämlich möglich, die vom Magnetkopf 13 erhaltenen Ausgangssignale einem Zählvorgang zu unterwerfen. Da die Abtastspur bekannt ist, ermöglicht es dieser Zählvorgang, die Zahl von Teilchen 11 pro Flächeneinheit des Dokumentes 10 zu ermitteln und damit das Dokument zu klassifizieren. Man erreicht so i^r> eine zusätzliche Sicherheit, weil nur solche Dokumente als echt anerkannt werden, die gewissen Klassifizierungsvoraussetzungen genügen. So kann man beispielsweise für Führerscheine eine andere Teilchendichte verwenden als für Identitätsdokumente. Weiter kann auch eine Unterscheidung zwischen Führerscheinen verschiedener Klassen vorgenommen werden. Neben der Klassifizierung hat der Zähler 25 auch noch eine weitere Funktion. Die Feinheit der Zeitrastung durch die Taktimpulse vom Oszillator 23 kann natürlich vorteilhaft der Teilchendichte im Dokument 10 angepaßt werden. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß der Zähler 25 entsprechend dem Ergebnis der durchgeführten Klassifizierung den Oszillator 23 auf eine der Teilchendichte entsprechende Schwingfre- *ⁿ quenz einstellt.

Im übrigen ist es auch möglich, den Dokumentvortrieb mit einem Schrittmotor oder einem Synchronmotor vorzunehmen, der durch die Grundfrequenz des Oszillator 23 gesteuert wird. ^j~>

Die in F i g. 2 gezeigte Auswertschaltung kann isoliert in einem off-line-Terminal Verwendung finden. Es muß dann der Identifikationscode u. U. in verschlüsselter Form (vgl. DE-OS 23 18 763) auf dem Dokument zur Verfügung stehen. Beispielsweise wird der binäre Speicherinhalt des Schiebe igisters als Dezimalzahl ausgelesen und aufgedruckt. Diese Zahl kann leicht dadurch verschlüsselt werden, daß man einen Speicherplatzschlüssel verwendet, etwa derart, daß der erste Speicherplatz als 2°, der zweite als 2², der dritte als 2¹ "5 usw. bewertet wird. Es gibt unzählige Möglichkeiten. Auch ist über die Dezimalzahlermittlung die Kontrolle durch das off-line Personal erleichtert. Sie ist jedoch dann besonders wirkungsvoll, wenn das Ausgangssignal des UND-Tores 21 einem Modem zugeführt wird, das mit einem Zentralcomputer in Verbindung steht, in dem der sich aufgrund der Zufallsinformation ergebende Identifizierungscode des Dokumentes gespeichert ist. Der Oszillator 23 kann durch eine Zeitmeßeinrichtung ersetzt werden, die dem Schieberegister nur die in einer Standortzeit z. B. vier Millisekunden erzeugen. Signale zuführt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Taktgeber in das Gerät einbezogen. Es ist jedoch auch möglich und häuiig zweckmäßig, den Taktgeber auf dem Dokument 10 selbst anzubringen. ^b0

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Dokument 10 eine Taktspur 26 trägt, die aus in regelmäßigen Abständen angebrachten Marken besteht Im gezeigten Beispiel bestehen die Marken aus fluoreszierendem Material. Die Marken der Taktspur 26 werden von einer Lampe 27 angestrahlt und von einer Fotodiode 28 abgetastet

Fig.4 zeigt die zugehörige Auswertschaltung. Der Fotodiode 28 ist ein Verstärker 29 nachgeschaltet, an dessen Ausgang die durch die Marken der Taktspur 26 hervorgerufene Impulsfolge fester Frequenz zur Verfügung steht. Diese Impulsfolge wird einerseits an einen Monoflop 30 gelegt, der wieder die Länge der Abtastung bestimmt, andererseits an ein UND-Tor 31, an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal des Monoflops 30 liegt. Am Ausgang des UND-Tores 31 liegt also die von der Fotodiode 28 durch Abtasten der Marken der Taktspur 26 erzeugte Impulsfolge, solange ein Ausgangssignal des Monoflops 30 vorliegt. Die Ausgangssignale des UND-Tores 31 dienen wieder einem doppelten Zweck: Einmal als Schiebeimpulse für das Schieberegister 24, zum anderen als Taktimpulse für die Steuerung der Abtastung. Als solche werden sie an einen Eingang eines UND-Tores 32 gelegt, an dessen anderem Eingang wieder die sich durch die Abtastung der Teilchen 11 im Dokument 10 durch den Magnetkopf 13 ergebenden Impulse über einen Verstärker 22 angelegt sind. Das UND-Tor 32 gibt dabei einen Impuls an das Schieberegister 24, wenn ein Ausgangssigna! des Verstärkers 22 an seinem einen Eingang mit einem Taktimpuls an seinem anderen Eingang zusammenfällt. Auf diese Weise wird auch hier wieder die zufällige Anordnung der Teilchen 11 im Dokument 10 entlang der Abtastspur durch die binäre Impulsspeicherung im Schieberegister 24 nachgebildet.

F i g. 5 und 6 dienen der Erläuterung einer weiteren Ausführungsform. Das Dokument 10 mit Teilchen 11 weist hier zusätzlich eine Magnetinformationsspur 33 und eine Magnettaktspur 34 auf. Auf der Magnetinformationsspur 33 kann eine beliebige Information aufgezeichnet werden, die dem Dokument mitgegeben werden soll. Die Magnettaktspur 34 ist mit einer Frequenz beschrieben, die bei Abtastung auf die gleiche Weise wirkt, wie die Marken der Taktspur 26 bei der Ausführungsform nach Fig.3. Verwendet wird bei dieser Ausführungsform ein Tripel-Magnetkopf 35, der gleichzeitig die iviagneiinforinationsspur 33, die Magnettaktspur 34 und die Abtastspur des Dokumentes 10 zur Ermittlung seines Identifizierungscodes abtastet. Die Einzelheiten sind in Fig.6 angedeutet: Dem Tripel-Magnetkopf 35 sind drei Verstärker 36,37 und 38 nachgeordnet. Die Information wird auf beliebige Weise weiter ausgewertet. Die Information von der Taktspur und von der Abtastspur wird auf die oben beschriebene Weise an das UND-Tor 32 gegeben und in das Schieberegister 24 eingespeichert, das die erforderlichen Schiebeimpulse ebenfalls von der Taktspur zugeführt erhält In F i g. 6 ist eine Steuerung für Anfang und Ende der wirksamen Abtastung nicht gezeigt. Weiter sind auch hier wieder Einzelheiten bezüglich der Impulsformung und dergleichen festgehalten. Am Schieberegister 24 ist in F i g. 6 angedeutet welcher Art der Speicherinhalt des Schieberegisters ist Es soll als nächstes ein Zustandekommen erläutert werden.

F i g. 7a bis 7f dienen der Erläuterung des Zustandekommens des Speicherinhalts im Schieberegister 24.

Fig.7a zeigt das Dokument 10 mit Teilchen 11 und der Taktspur 26 aus einzelnen Marken 39, die der Längskante des Dokumentes 10 entlang nebeneinander in festen Abständen angeordnet sind. Die Taktspur 26 liegt parallel zu einer in F i g. 7a schraffiert angedeuteten Abtastspur 40. Da der zur Abtastung dienende Magnetkopf nicht nur eine Spaltbreite in Abtastrichtung, sondern auch eine gewisse Spaltlänge quer zur Abtastrichtung aufweist hat auch die Abtastspur 40 eine gewisse Breite. Die Anordnung der Teilchen 11 ist rein

zufällig. Es ist jedoch durch Anschläge oder Selbstzentrierung des Magnetkopfes über der Abtastspur 40 sichergestellt, daß der Magnetkopf jeweils identisch die gleiche Abtastspur 40 abtastet.

Die F i g. 7b bis 7d sind in räumlicher Zuordnung zum Dokument 10 dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich aber bei den gezeigten Impulszügen um eine Darstellung, bei der die Impulsamplitude als Ordinate und die Zeit als Abszisse dient. Eine solche Darstellung ergibt sich, wenn das Dokument 10 von F i g. 7a nach links an einem feststehenden Magnetkopf vorbeibewegt wird. Zum leichteren Verständnis ist jedoch die räumliche Zuordnung der einzelnen Impulse in den F i g. 7b bis 7d zu den Bedingungen auf dein Dokument 10 bzw. zu den Plätzen des Schieberegisters 24 durch Übereinanderanordnung der Figuren unterstrichen, wobei die Zuordnung durch zwei vertikale Strichiinien noch optisch hervorgehoben ist.

Fig. 7b zeigt das bis zur Sättigung verstärkte Ausgangssignal des Verstärkers 29 von Fig.4. Es handelt sich um einen Impulszug fester Frequenz, also um die Taktimpulse, die sich durch Abtasten der Marken 39 der Tastspur 26 mit Hilfe der Fotodiode 28 und der Lampe 27 ergeben.

F i g. 7c zeigt das Ausgangssignal des Magnetkopfes 13 von Fig. 4 in Form eines unsymmetrischen Analogsignals. Es liegt immer dann eine Impulsspitze vor, wenn in der Abtastspur 40 ein Teilchen 11 unter dem Magnetkopf 13 liegt. Die Impulsamplituden sind dabei noch davon abhängig, ob die Teilchen an der Oberfläche der Grundmasse liegen oder tiefer in die Grundmasse eingebettet sind. In der Abtastspur 40 des Dokumentes 10 ist in Fig. 7a rechts außen ein Teilchen 11 strichliert angedeutet. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß dieses Teilchen tief in die Grundmasse eingebettet ist, so daß es bei der Abtastung ein Signal verminderter Amplitude zur Folge hat, wie das in F i g. 7c klar zu erkennen ist. Auch werden von der Abtastspur 40 nur ganz gering erfaßte Fasern Impulse verminderter Amplitude zur Folge haben, wie das beispielsweise in Fig. 7c beim dritten Impuls von links angedeutet ist. Um eindeutige Verhältnisse zu schaffen, wird deshalb so vorgegangen, daß durch eine Amplitudensperre im nachgeschalteten Verstärker 22 ein Schwellwert 41 festgelegt wird und nur solche Impulse der Auswertung zugeführt werden, die mit ihrer Amplitude über diesem Schwellwert 41 liegen.

Fig. 7d zeigt das bis zur Sättigung verstärkte Ausgangssignal des Verstärkers 22 von F i g. 4, der ein mehrstufiger Verstärker ist, wobei in den verschiedenen Stufen Amplitudensperre und Sättigungsverstärkung vorgenommen werden.

Fig. 7e zeigt nun den Ausgang des UN D-Tores 32, also diejenigen Impulse, die dem Schieberegister 24 angeboten werden. Man erkennt, daß ein solcher Ausgangsimpuls des UND-Tores 32 nur dann vorliegt, wenn Taktimpulse nach Fig.7b mit Signalimpulsen nach F i g. 7c zusammenfallen.

Fi g. 7f zeigt, wie die Nachbildung der Zufallsinformation durch die Teilchen in der Abtastspur 40 im Schieberegister 24 aussieht Es ist dabei eine Darstellung gewählt, die derjenigen von Fig.7d entspricht Diese Darstellung kann im übrigen durch entsprechende Richtung der Einspeicherung in das Schieberegister 24 ohne weiteres auch in der Praxis realisiert werden. Man erkennt also, daß tatsächlich die zufällige Anordnung der Teilchen 11 in der Abtastspur des Dokumentes 10 präzise kontrolliert werden kann. Es ergibt sich damit da von einer Zufallsinformation (random-information) ausgegangen wird, ein weitgehend fälschungssicheres System.

Fig.8 dient zum Nachweis der Tatsache, daß man ι tatsächlich gut reproduzierbare Ergebnisse erhält. Die Figur wurde mit einem Dokument 10 erarbeitet, das in seiner Abtastspur 40 zweiundvierzig Teilchen enthielt, die bei der Abtastung einen Impuls ausreichender Amplitude ergaben. Es wurden nacheinander fünf K) Abtastungen durchgeführt. Dabei traten 27 Impulse nach Fig. 7d bei allen fünf Abtastungen auf. Fünf Impulse werden nur bei vier Abtastungen erfaßt, drei Impulse nur bei drei Abtastungen, zwei Impulse nur bei zwei Abtastungen und fünf Impulse schließlich traten ι¹» überhaupt nur bei einer einzigen Abtastung in Erscheinung. Es ist nun ohne weiteres möglich, jeweils nur diejenigen 27 Impulse für den Identifizierungscode zu verwenden, die bei allen Läufen erfaßt werden. Dafür genügt es, bei der Ausstellung des Dokumentes durch

2i) eine AussteÜ'.ingsterminal jeweils mehrere Läufe durchzuführen und durch die Auswertschaltung nur diejenigen Impulse für den Identifizierungscode auszuwerten, die bei allen Läufen sicher auftreten. Die unsicheren werden nicht gewertet, was durch Zuordnung zum zugehörigen Taktimpuls möglich ist. Durch entsprechende schaltungstechnische Maßnahmen hat es sich als möglich herausgestellt, den Wert der bei allen Läufen erfaßten Impulse auf über 80% und bei entsprechendem Aufwand auf nahezu 100% zu bringen.

μ Im übrigen macht auch die Durchführung mehrerer Läufe bei der Auswertung in Anbetracht der Geschwindigkeit der Prüfung keinerlei Schwierigkeit. Hierfür sind Terminal-Konstruktionen besonders geeignet, in die das Dokument fest eingelegt wird und bei denen der

>^r' Detektor mehrere Male längs der Abtastspur hin- und herbewegt wird.

Fig.9 zeigt, wie die Ergebnisse von Fig.8 bei der Auswertung berücksichtigt werden. Es ist das Schieberegister 24 zweimal übereinander dargestellt, wobei die

⁴⁽¹ Zählstände bei zwei verschiedenen Auswertungen durchgeführt wurden. Man erkennt, daß die in das Schieberegister eingeschobenen Informationen übereinstimmen mit Ausnahme des vierten Platzes. Hier handelt es sich also um eine unsichere Auswertung.

Dieser Platz betrifft einen der Impulse, die nicht bei jedem Lauf auftreten. Diese Tatsache wird einfach dadurch berücksichtigt, daß einem auf das Dokument 10 angebrachten Codeschlüssel, der beispielsweise angibt, wo der Anfangspunkt der abzutastenden Codespur liegt,

^r»° zusätzlich eine Information darüber gegeben wird, daß der vierte Speicherplatz bei der Auswertung nicht berücksichtigt wird. Auf diese Weise können die unsicheren Impulse bei der Auswertung völlig ausgeschaltet werden. Es ist dann in jedem Fall für eindeutige

¹^¹ Auswertverhältnisse gesorgt

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der das System noch weiter verfeinert ist Das Dokument 10 trägt dabei die schon früher erläuterte Taktspur 26. Es ist aber senkrecht zu dieser zusätzlich eine ähnlich aufgebaute Ortsspur 42 vorgesehen. Man kann diese Ortsspur 42 benützen, um den Abtastkopf auf die richtige Spur zu zentrieren. Es kann aber beispielsweise auch die Identitätssicherung des Dokumentes 10 dadurch ständig geändert werden, daß man in einem Jahr beispielsweise die zweite Marke der Ortsspur 42 zur Festlegung der Abtastspur benützt im nächsten Jahr die fünfte Marke und so weiter. Die Identitätssitherung des Dokumentes ändert sich also und kann so noch

schwerer verfälscht werden, weil nicht nur der Informationsgehalt einer einzigen Abtastspur, sondern der Informationsgehalt zahlreicher Abtastspuren auf dem gesamten Dokument 10 bei einer Fälschung nachgebildet werden müßte. Was bei einer einzigen Abtastspur schon praktisch unmöglich erscheint, ist bei zahlreichen Abtastspuren überhaupt nicht mehr zu realisieren. Eine Dokumentfälschung für einen kurzen Zeitraum wird aber weitgehend uninteressant. Überdies ist es mit Hilfe der Ortsspur 42 und der dort

vorgesehenen Marken möglich, bei einer einzigen Abtastbewegung eines Magnetkopfes 13 gleichzeitig mehrere untereinander parallele Abtastspuren abzufühlen und zu speichern. Auf diese Weise wird die Anzahl der bei einer Relativbewegung zwischen Magnetkopf 13 und Dokument 10 für eine gevisse Strecke erhaltenen Informationen vervielfacht und das System dadurch noch sicherer.

Taktspur 26 und Ortsspur 42 ergänzen einander zu einem vollständigen Koordinatensystem.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Echtheitskontrolle von nach dem Patent 1931 536 hergestellten Identifizierungskarten u. dgL Dokumenten, die eine Funktion, wie die Ausgabe von Geld, das Passieren einer Sperre od. dgL auslösen, wobei das Dokument mit Teilchen oder Stellen versehen ist, die physikalische Eigenschaften aufweisen, die von den physikalischen Eigenschaften der Grundmasse des Dokumentes abweichen, und wobei diese physikalische Unregelmäßigkeiten darstellenden Teilchen oder Steilen auf bzw. in der Grundmasse eine Zufallsverteilung haben, bei dem die Oberfläche des Dokumentes in einer vorbestimmten und festgelegten Abtastspur von einem auf die physikalischen Eigenschaften der Teilchen oder Stellen ansprechenden Detektor abgetastet wird, bei dem die vom Detektor abgegebenen Ausgangssignale mit früher auf die gleiche Weise ermittelten, ebenfalls die Zufallsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten nachbildenden und gespeicherten Ausgangssignalen verglichen werden, und bei dem die Funktion des Dokuments freigegeben wird, wenn die beiden Ausgangssignale übereinstimmen, dadurch ge- ^s kennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Detektors Taktimpulsen zugeordnet werden, und daß das durch Zusammenfallen von Ausgangssignalen des Detektors mit den Taktimpulsen erzeugte Impulsmuster einen Binärcode bildet der dem » Vergleich zugrunde liegt

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem auf die in Zufallsverteilung im Dokument (10) vorliegenden physikalischen Unregelmäßigkeiten entsprechenden Detektor (13, 35), mit einer die vorbestimmte Abtastspur (40) durch eine Relativbewegung von Detektor und Dokument erzeugenden Antriebseinrichtung, und einer Einrichtung zum Vergleich der Ausgangssignale des Detektors mit früher auf die gleiche Weise ermittelten Ausgangssignalen zur Auslösung der Funktion des Dokuments, dadurch gekennzeichnet daß die Ausgangsimpulse des Detektors (13,35) und eines Taktgebers (23,26) über ein UND-Tor (21,32) einem Register (24) einspeicherbar sind. «*

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß dem Dokument (10) ein die Abtastspur und längs der vorbestimmten Abtastspur die Abtastpunkte festlegendes Koordinatensystem überlagert ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Abszisse des Koordinatensystems durch eine den Taktgeber bildende Taktspur (26) gebildet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- « zeichnet daß die Taktspur (26) aus Marken (39) besteht die sich in ihren physikalischen Eigenschaften von der Grundmasse des Dokumentes (10) unterscheiden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ^M dadurch gekennzeichnet daß die Ordinate des Koordinatensystems aus einer Ortsspur (42) besteht, die ihrerseits aus einer Reihe von Marken gebildet ist die senkrecht zur Taktspur (26) liegt

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- ^b5 zeichnet daß jeweils an den Schnittpunkten von durch die Marken der Taktspur (26) bzw. der Ortsspur (42) bestimmten Geraden das Vorliegen oder Fehlen einer physikalischen Unregelmäßigkeit (Teilchen 11) im Dokument (10) feststellbar ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Register (24) ein Schieberegister ist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß das Dokument (10) überdies eine verschlüsselte Angabe zur Zufallsverteilung der physikalischen Unregelmäßigkeiten bzw. zum entsprechenden Binärkode aufweist