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Titel: Vorrichtung und Ausweiskarte zum maschinellen Beglaubigen
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und Prüfen einer Unterschrift auf der Ausweiskarte Anwendungsgebiet:
Die Erfindung betrifft eine Ausweiskarte in Verbindung mit einer Auswertevorrichtung,
bei der eine handschriftlich geleistete Unterschrift auf einer Ausweiskarte durch
ein elektronisches Verfahren so gesichert wird, daß ein Nachmachversuch ohne Kenntnis
der technischen Details völlig unmöglich wird, und daß bei Kenntnis des gesammten
Verfahrens dennoch ein sehr hohes Maß von Genauigkeit an die technische Apparatur,
die zum Nachmachen erforderlich ist, gestellt wird, so daß eine derart gesicherte
Unterschrift als weitestgehend fälschungssicher betrachtet werden kann, und das
Sicherheitsniveau weit über den visuellen Prüfmöglichkeiten liegt.
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Zweck: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausweiskarte,
die in bekannter Weise vom Inhaber unterschrieben und vom Aussteller durch sein
Einverständnis und durch das folgende elektronische Beglaubigungsverfahren so gegen
Fälschung, Verfälschung oder Vervielfältigung zu sichern, daß durch eine Auswertevorrichtung
jederzeit eine eindeutige Kontrolle über den Zustand der Ausweiskarte, insbesondere
der darauf aufgebrachten handschriftlichen Unterschrift, möglich ist, so daß gefälschte
Ausweiskarten mittels Gerät sofort erkennbar sind.
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Diese Aussage, die in Form von elektronischen Signalen vorliegt,
kann weiterhin z.B. zum Öffnen einer Tresortür, einer Einlaßvorrichtung bekannter
Art (Tür, Tor usw.) als Ausgabeanweisung an Geldausgabeautomaten und ähnlichem mehr,
überall dort verwendet werden, wo ein hohes Maß an Sicherheit erforderlich ist,
und ebenso auf die juristische Praktik Wert gelegt wird, daß eine derart unterschriebene
Ausweiskarte ein Dokument darstellt, dessen Fälschung unter Umständen strafrechtlich
verfolgbar ist.
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Kritik des Standes der Technik: Es sind eine Reihe derartiger Bestrebungen
bekannt, insbesondere bei Geldausgabeautomaten, wo man bei mehreren Fabrikaten Ausweiskarten
mit an sich bekannten Magnetstreifen, die mit maschinell lesbaren Daten versehen
sind, benutzt werden. Auch ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Karte unterschrieben
.werden muß. Anschließend wird das Unterschriftenfeld mit einem Fluoreszenzfarbstoff,
der eine oder mehrere den Grundstoffen entsprechende Sekundärspektrallinien abgibt,
indem dieser Farbstoff mit vorzugsweise ultraviolettem Licht bestrahlt wird, überdeckt.
In einer Prüfvorrichtung wird dann lediglich die ursprünglich eingebrachte Farbstoffart
und ihre geometrische Anordnung überprüft. Dabei wird vorausgesetzt, daß der unter
dem Fluoreszenzfarbstoff befindliche Schriftzug einer Unterschrift nicht verändert
werden konnte, sofern die aufgebrachte
Fluoreszenzfarbschicht nicht
verändert wurde. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, daß sich 1. ein
Fälscher lediglich den geeigneten Fluoreszenzfarbstoff zu beschaffen braucht, was
in einer Industriegesellschaft nicht allzu schwierig ist. Eine höhere technische
Apparatur ist nicht erforderlich.
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2. Da es bei diesem Verfahren nicht erforderlich ist, daß eine derartige
Karte überhaupt eine Unterschrift tragen muß (es genügt lediglich der Fluoreszenzfarbstoff),
braucht ein möglicher Fälscher auf seiner gefälschten Ausweiskarte keine Unterschrift
anzubringen und kann somit auch keiner Urkundenfälschung beschuldigt werden.
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Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine
an sich bekannte Ausweiskarte mit Magnetstreifen in Verbindung mit der Auswertevorrichtung
eine unzertrennliche Einheit darstellt, ein optoelektronisches und ein an sich bekanntes
magnetisches Aufzeichnungsverfahren so miteinander verkettet wird, daß der auf der
Ausweiskarte einmalig aufgebrachte Schriftzug einer Unterschrift durch die optoelektronische
Abtastung, anschließender Verschlüsselung der erhaltenen Signale, mit sofortigem
Wiederaufzeichnen der Signale durch bekannte Verfahren auf dem Magnetstreifen, eine
körperlich räumliche, flächenmäßige Beziehung zwBchen dem handschriftlichen Schriftzug
einer Unterschrift und den definiert
aufgezeichneten magnetischen
Informationen entsteht. Diese Beziehung kann durch technische Mittel, z.B. Benutzung
der Vorderflanke der "Lese-Schreibimpulse" als Triggerkriterium, für die Verschlüsselung
bzw. Entschlüsselung in sehr engen maßliche Toleranzen gelegt werden, so daß der
Versuch, eine Ausweiskarte in unberechtigter Weise nachzumachen, in Unkenntnis der
Originalmaße der optoelektronischen und magnetischen Anordnung, nicht mehr möglich
ist.
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Weitere Ausgestaltung: Setzt man voraus, daß einem möglichen Fälscher
ein Erstellungsgerät in die Hände fällt, so kann durch geeignete Konstruktion der
Verschlüsselungs- und Entschlüsselungslogik, z.B. durch Benutzung eines entsprechenden
digitalen Codes, der vor der Beglaubigung einer Ausweiskarte durch ein geeignetes
Verfahren eingelesen werden muß, verhindert werden, daß ein Fälscher, der diesen
Digitalcode nicht kennt, eine Karte erstellen kann.
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Ein solcher Digitalcode ist beim Ausführungsbeispiel am "Eingang
für Verschlüsselungsdaten (16)" Abb. 1 beim Erstellen der Ausweiskarte als auch
beim Lesen der Ausweiskarte erforderlich. Er kann mit bekannten Mitteln, z.B. mit
einem Computer, erzeugt werden, und wird bei der Kontroll-Lesung wieder durch das
genannte Verfahren zurückgewonnen und steht somit zum Vergleich zur Verfügung.
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Wird festgestellt, daß der zurückgewonnene Digitalcode mit dem bei
der Erstellung der magnetischen Aufzeichnung eingegebenen Digitalcode identisch
ist, so ist sichergestellt, daß zwangsläufig der wiederabgetastete Schriftzug die
gleiche Gestalt und flächenmäßige Ausdehnung, Färbung und räumliche Beziehung zum
Magnetstreifen, wie ursprünglich bei der Erstellung, hat. Die auf dem Magnetstreifen
aufgebrachten Informationen stehen in kausaler Beziehung ihrer räumlichen Anordnung
auf dem Magnetstreifen, zur exakten Beziehung des einmal geleisteten handschriftlichen
Unterschriftszuges im Unterschriftenfeld.
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Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß 1. ein hohes Sicherheitsniveau gegenüber Fälschungen erreicht
wird.
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2. Daß die mit Ausweiskarten ausstattbare Teilnehmerzahl unbegrenzt
ist, sofern man voraussetzt, daß es niemals 2 Personen gleichen Namens geben wird,
die auch ihren Namen in der absolut gleichen Art und Weise, zu schreiben pflegen.
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3. Es können billige Ausweiskarten benutzt werden, da die Sicherheit
nicht, wie üblich im Kartenmaterial, sondern
in verschlüsselter
Form zwischen der Anordnung von magnetischen Informationen am Magnetstreifen, und
der handschriftlich geleisteten Unterschrift, und ihrer körperlichen Form und deren
exakte, räumliche Beziehung zur magnetischen Information liegt.
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Ausführungsbeispiel: Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abb. 1 dargestellt.
Von 2 "Lichtquellen (1)" wird die "Ausweiskarte (5)" am "Unterschriftenfeld (12)"
in bekannter Art beleuchtet.
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-Eine "Optische Abtastvorrichtung mit Sensoren (2)" mit einer "apertur
(3)" nimmt das vom "Unterschriftenfeld (12)" reflektierte Licht auf und wandelt
es mittels "Lichtsensoren (17)", z.B. entsprechend der Abb. 3, in elektrische Signale
um. Diese elektrischen Signale werden in der "Signalverknüpfung (21)" nach bekannten
Methoden verwürfelt oder durch z.B. Indizierung so umgestellt, daß aus den Ausgangssignalen
der "Signalverknüpfung (21)" mehr kein Rückschluß auf die abgelichtete bildhafte
Struktur des "Unterschriftenfeldes (12>" möglich ist, sofern man das Verknüpfungsverfahren
nicht kennt, jedoch ein streng kausaler Zusammenhang über das Verknüpfungsverfahren
besteht. Geeignete Verfahren sind aus der Datenverarbeitung bekannt. Die von der
"Signalverknüpfung (21)" abgegebenen Signale werden der "Verschlüsselungslogik (7)"
und der "Entschlüsselungslogik (10)" zugeführt. Ebenso wird
am
"Eingang für Verschlüsselungsdaten (16)" ein frei wählbarer "Digitalcode (22)" zugeführt,
der mit bekannten Mitteln, z.B. mit einer Tastatur oder Computer oder einer sonstigen
geeigneten Vorrichtung erstellt wird. Dieser "Digitalcode (22)" wird in der " "Verschlüsselungslogik
(7)" und in der "Entschlüsselungslogik (1o)" gespeichert. Wird eine ordnungsgemäß
unterschriebene Ausweiskarte (5)" durch eine geeignete -Transportvorrichtung, z.B.
der "Antriebsrollen (6)" an der "Apertur (3)" und dem Magnetkopf (4)" mit der Absicht,
die Unterschrift durch das Verfahren zu beglaubigen, vorbeigeführt, so entstehen
nach der Verschlüsselung am Ausgang des "Schreibverstärkers mit Taktgenerator (8)"
Signale, die dem "Magnetkopf (4)" zum Zwecke der magnetischen Aufzeichnung auf dem
"Magnetstreifen (11)" zugeführt werden. Mit jedem Takt werden die durch die "Optische
Abtastvorrichtung mit Sensoren (2)" erzeugten Signale, welche durch die Signal -verknüpfung
(21)" umgestellt und durch die "Verschlüsselung (7)" mittels Digitalcode (22)" verschlüsselt
worden sind, augenblicklich taktsynchron auf dem "Magnetstreifen (11)" aufgezeichnet.
Ist die Ausweiskarte (5)" in ihrer vollen Länge abgetastet und mit den ordnungsgemäßen
angefallenen magnetischen Daten am "Magnetstreifen (11)" beschrieben worden, so
ist ein strenges räumliches körperliches Positionsverhältnis als auch ein exaktes
Datenverhältnis zwischen den Magnetisierungen auf dem "Magnetstreifen (11)" und
der bildhaften Form und Färbung einer geleisteten Unterschrift am
Unterschriftenfeld
(12)" entstanden.
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Wird eine derart erstellte ''Ausweiskarte (5)" mit der Absicht, diese
auf ihre Ordnungsmäßigkeit zu überprüfen, abermals in bekannter Weise an der "Apertur
(3)" und am "Magnetkopf (4)" vorbeigeführt, jedoch ohne daß der "Schreibverstärker
mit Taktgenerator (8)" in Betrieb ist (Lesevorgang), so entstehen abermals von optischer
Seite die Unverändertheit des Unterschriftenfeldes (12)" und der darauf angebrachten
Unterschrift, vorausgesetzt, die gleichen Signale wie sie beim Aufschreibevorgang
entstanden sind. Werden diese Signale und ebenfalls die vom "Magnetkopf (4)" abgegebenen
Signale der "EntschlUsselung (1o)" zugeführt und in umgekehrter Weise zurückentschlüsselt,
so entsteht wieder der bei der Herstellung benutzte "Digitalcode (22)", der seinerseits
auch in der "Entschlüsselung (1o)" zum Zwecke des Vergleichens gespeichert ist.
Wird festgestellt, daß der Digitalcode (22)" völlige Ubereinstimmung mit dem durch
die Entsehlüsselung ermittelten Digitalcode zeigt, so muß es sich zwangsläufig um
den Originalschriftzug einer Unterschrift im "Unterschriftenfeld (12)" handeln,
und der "Ausgang Karte in Ordnung (14)" sendet.
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Dieser Ausgang kann in einer entsprechenden Form weiterverwertet werden,
z.B. als Anweisung für die Geldauszahlung an einem Geldausgabeautomaten u. ä.
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Wäre, nachdem die "Ausweiskarte (5)" in der beschriebenen Form beglaubigt
wurde, am Unterschriftenfeld (12)" und/oder
am Schriftzug selbst,
oder an den magnetischen Aufzeichnungen am "Magnetstreifen (11)", nur eine geringfügige
Änderung vorgenommen worden, so wären auch die durch die "Optische Abtastvorrichtung
mit Sensoren (2)" produzierten Signale, oder die vom "Magnetkopf (4)" ermittelten
Signale, zwischen dem Beglaubigungsvorgang und dem Prüfvorgang nicht identisch,
was zur Folge hätte, daß der Digitalcode nicht mehr mit dem zurückgewonnenen Digitalcode
übereinstimmt. In diesem Fall würde der "Ausgang Karte nicht in Ordnung (15)" senden
und könnte eine geeignete Vorrichtung ansteuern, die z.B. diese Ausweiskarte einbehält.
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Zum besseren Verständnis der Gesamtfunktion wird mit der Abb. 4 eine
stark vereinfachte Darstellung einer Beglaubigungsfunktion ausschnittweise wiedergegeben.
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Der "Digitalcode (22)" enthält die digitale Information als auch die
Zeitbasis für die Aufzeichnung der magnetischen Information auf den "Magnetstreifen
(11)". In Abhängigkeit von der gewählten Transportgeschwindigkeit der "Ausweiskarte
(5)" entsteht in bekannter Weise der Informationsabstand auf dem "Magnetstreifen
(11)".
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Das "Ausgangssignal der Signalverknüpfung (23)" wurde als ein 1-Bit-Signal
dargestellt und ist im Zeitablauf asynchron zur Zeitbasis des "Digitalcodes (22)".
Damit der mehrfach erwähnte räumlich kausale Zusammenhang zwischen der magnetischen
Information und der aus dem handschriftlichen Teil gewonnenen Information exaktdefiniert
wird, ist es erforderlich,
daß bei der Beglaubigung (Erstellung)
das aus dem optischen Teil gelieferte Signal rastermäßig ausgewertet wird. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch geeignete Beschaltung in der "Verschlüsselungslogik
(7)" das von der "Signalverknüpfung (21)" bereitgestellte Signal, das sich in jedem
Augenblick der Bewegung der "Ausweiskarte (5)" vor der "Apertur (3)t' ändern kann,
durch die Vorderflanke des Digitalcodes augenblicklich je Vorderflanke auszugsweise
festgehalten und der Verschlüsselung zugeführt wird, so daß ein exaktes räumlich-flächenmäßiges
maßliches Verhältnis von jeder Vorderflanke einer magnetischen Information zu den
jeweiligen optischen Gegebenheiten im Unterschriftenfeld (12)" entsteht. Bei der
Prüfung einer Karte wird in umgekehrter Weise die magnetische Information, die vom
"Magnetkopf (4)" geliefert wird, zur Taktung herangezogen.
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In der Abb. 5 wird als umkehrbare Verschlüsselungsmethode das bekannte
"exklusiv-Oder" benutzt.
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Es sind dargestellt: "Digitalcode (22)" "Ausgangssignal der Signalverknüpfung
(23)" "Internes Signal eines Master-slave-Flip-Flop (24)" "Ausgangssignal Flip-Flop
(25)" "Verschlüsseltes Signal (26)" Das "Ausgangssignal der Signalverknüpfung (23)"
wird aus der optischen Ablichtung des Unterschriftenfeldes (12)" erzeugt und kann
in jeder beliebigen Frequenz und Sequenz auftreten,
und ist in
dieser Form nicht verwendbar. Es muß vorerst mit dem "Digitalcode (22)" synchronisiert
werden. Diese Aufgabe wird z.B. durch ein bekanntes taktgesteuertes Flip-Flop (Muster-slave-Flip-Flop)
erreicht. Das "Interne Signal Masterslave-Flip-Flop (24)" wird jeweils mit der Vorderflanke
des "Digitalcodes (22)" erzeugt und übernimmt die Polarität, die zu diesem Zeitpunkt
das "Ausgangssignal der Signalverknüpfung (23)" hat. Ebenso wird mit der Vorderflanke
des Digitalcodes (22)" über ein "exklusiv-Oder" dieser "Digitalcode (22)" mit dem
"Ausgangssignal Flip-Flop (25)" exklusiv-logisch verknüpft und das Ergebnis, das
ist das "Verschlüsselte Signal (26)" über den "Schreibverstärker (8)", den "Magnetkopf
(4)", auf den "Magnetstreifen (11)" aufgeschrieben.
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Die Abb. 5 stellt die Rückverschlüsselung (Lesevorgang) des Verschlüsselungsvorganges
von Abb. 4 dar. Anstelle des "Digitalcodes (22)" tritt hier das Signal "Ausgang
Leseverstärker (27)". Es wurde angenommen, daß das "Unterschriftenfeld (12)" gegenüber
der Beglaubigung nicht verwendet wurde, so daß das "Ausgangssignal der Signalverknüpfung
(23)" die gleiche Frequenz und Sequenz aufweist, wie es bei der Erstellung der Fall
war. Die Signale "Ausgangssignal der Signalverknüpfung (23)", "Internes Signal Master-slave-Flip-Flop
(24)", und "Ausgangssignal Flip-Flop (25)" haben die gleiche Funktion wie beim Beglaubigungsverfahren.
Wiederum wird das "Ausgangssignal der Signalverknüpfung (23)" über ein "exklusiv-Oder"
mit dem '!Ausgangssignal Flip-Flop (25)" verknüpft.
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Das Ergebnis ist der "Zurückentschlüsselte Digitalcode (31)", der
im Ausführungsbeispiel genau dem ursprünglichen "Digitalcode (22)" entspricht.
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äre an irgendeiner Stelle des handschriftlichen Schriftzuges am "Unterschriftenfeld
(12)" oder an den magnetischen Aufzeichnungen am "Magnetstreifen (11)" eine geringfügige,
durch die Vorrichtung wahrnehmbare Änderung gegenüber dem Beglaubiungsverfahren
eingetreten, so wäre der "Zurückentschlüsselte Digitalcode (31)" an diesen Stellen
nicht mehr mit dem urursprünglich bei der Beglaubigung benutzten "Digitalcode (22)"
identisch, so daß mit Sicherheit angenommen werden darf, daß die geprüfte Ausweiskarte
nach dem Beglaubigungsvorgang verändert wurde.
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Abb. 3 zeigt eine mögliche Anordnung über "Lichtsensoren (17)" mit
projiziertem handschriftlichem "N". Lichtsensoren dieser oder ähnlicher Art sind
im Handel erhältlich.
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1 Lichtquellen 2 Optische Abtastvorrichtung mit Sensoren 3 Apertur
4 Magnetkopf 5 Ausweiskarte 6 Antriebsrollen 7 Verschlüsselungslogik 8 Schreibverstärker
mit Taktgenerator 9 Leseverstärker 10 Entschlüsselung 11 Magnetstreifen 12 Unterschriftenfeld
14 Ausgang "Karte in Ordnung" 15 Ausgang "Karte nicht in Ordnung" 16 Eingang für
Verschlüsselungsdateln (Digitalcode) 17 Lichtsensoren 18 Anordnung von Lichtsensoren
21 Signalverknüpfung 22 Digitalcode 23 Ausgangssignal der Signalverknüpfung 24 Internes
Signal Master-slave -Flip -Flop 25 Ausgangssignal Flip-Flop 26 Verschlüsseltes Signal
27 Ausgang Leseverstärker 31 Zurückentsehlüsselter Digitalcode 32 Angedeutete Bit-Struktur
am Magnetstreifen 33 Adresseingang Photomatrix 34 Sicherheitsfelder
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