EP1132868A1 - Frankiermaschine mit abgesichtertem Druckknopf - Google Patents

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EP1132868A1
EP1132868A1 EP01103146A EP01103146A EP1132868A1 EP 1132868 A1 EP1132868 A1 EP 1132868A1 EP 01103146 A EP01103146 A EP 01103146A EP 01103146 A EP01103146 A EP 01103146A EP 1132868 A1 EP1132868 A1 EP 1132868A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
print head
unit
code
franking machine
franking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01103146A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dr. Pauschinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10011192A external-priority patent/DE10011192A1/de
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
Priority to EP01103146A priority Critical patent/EP1132868A1/de
Publication of EP1132868A1 publication Critical patent/EP1132868A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00185—Details internally of apparatus in a franking system, e.g. franking machine at customer or apparatus at post office
    • G07B17/00314—Communication within apparatus, personal computer [PC] system, or server, e.g. between printhead and central unit in a franking machine
    • G—PHYSICS
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    • G07B2017/00322—Communication between components/modules/parts, e.g. printer, printhead, keyboard, conveyor or central unit
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516—Details of printing apparatus
    • G07B2017/00524—Printheads
    • G—PHYSICS
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    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516—Details of printing apparatus
    • G07B2017/00524—Printheads
    • G07B2017/00532—Inkjet

Definitions

  • the invention relates to a franking machine for franking mail according to the preamble of claim 1, a print head for a franking machine according to the preamble of claim 12 and a method for authenticating a print head according to the preamble of claim 13.
  • a franking machine with an exchangeable print head is known from EP 0 875 862 A2.
  • the print head there has a memory element in which an identification code of the print head is stored. Using appropriate reading means, the franking machine can read out this identification code and check whether the print head is authorized for this franking machine.
  • Print heads for franking machines are usually as disposable print heads designed and have an ink reservoir, control electronics and ink nozzles from which the ink is applied to the letter. Especially around Such printheads must largely rule out manipulation possibilities meet a number of postal requirements. So is supposed to prevent be an unapproved printhead or an approved printhead is used with unapproved ink. Further, in particular, should be prevented that a customer has his own printhead with an unapproved one Ink filled or that a professional printhead recycler collects printheads and fill it with unapproved ink and sell it. Moreover measures to counter the so-called replay attack when franking with the help copied several franking machines, and against the use of postal-approved print heads can be provided in normal printers.
  • the invention is therefore based on the object of a franking machine or a printhead for a franking machine to provide measures to prevent abuses described. In addition, there should be an authentication procedure of a printhead.
  • the franking machine does not have to know which identification codes allow authorization of the print head, but the franking machine generates one itself using a general encryption algorithm Security code, which with a security code stored on the storage unit is compared.
  • Security code which with a security code stored on the storage unit is compared.
  • the Franking machine a first identification code attached to the printhead and a second identification code stored in the storage unit of the printhead read out.
  • This generated security code is then also in the Memory unit of the printhead stored security code compared, and at The print head is thus authenticated and the print unit is matched Approved.
  • the security code stored in the memory unit of the print head is included for example at the manufacturer of the printhead or franking machine generated the same encryption algorithm and the same key code and been stored in the storage unit.
  • the postage meter machine does not have to be in the solution according to the invention know which code allows authentication of the printhead, but it is read from data read from the printhead and the memory unit the security code is generated and stored with one in the storage unit Security code compared.
  • the fact that to generate the security code two identification codes are required, these in separate places are housed, namely on the printhead and in the storage unit, it is also cannot use the storage device for another printhead.
  • the storage unit can be fixedly attached to the print head as well can be entered into the franking machine separately from the print head.
  • a storage unit is, however, only ever assigned to a single printhead.
  • the storage unit is particularly simple in the form of a chip card. This also acts as a mechanical obstacle to use of the printhead in conventional printers.
  • the security code before first use e.g. B. generated in the manufacture of the printhead and in the Storage unit is stored and that the key code to the manufacturer of the Print head and / or the code assigned to the franking machine. So it is requires that both the printhead manufacturer and the manufacturer of the Franking machine the same encryption algorithm and the same key code use so that the same security code can be generated.
  • the key code is kept secret, a generally known and accessible encryption algorithm can be used. It can also It should also be provided that the key code is specific to both the manufacturer of franking machines as well as for the manufacturers of the print heads.
  • the development according to claim 8 provides a simple solution for the choice of Identification codes.
  • the choice of serial number and the choice of any preferably remains with the manufacturer of the Left printhead. Any number, e.g. an 8 bit number, and generates a serial number, from which the security code is then generated that will eventually be stored in the storage unit along with the serial number is saved. The number, serial number and security code belong to it thus together and can only authenticate a printhead together cause.
  • connection unit connects the contacts of the print control unit with contacts of the print head, has a permutation of the connections that occur when the Pressure signal must be taken into account by the pressure control unit. This means that the contacts correspond to one stored on the storage unit Permutation code are interchanged. This is to prevent it from entering the franking machine unauthorized printheads are used and therefore frankings can be generated. Because each printhead has an individual permutation, this also prevents the so-called replay attack, i.e. only one Postage meter machine can sensibly generate frankings with this printhead become.
  • An advantageous embodiment is specified in claim 11, according to which Print head consumption of ink is measured and stored. If the Ink is completely used up, a corresponding identifier is on the Storage unit saved, which is another print with this printhead itself then prevented when refilling ink in the printhead. For example in this case, the security code stored on the storage unit be deleted or changed, resulting in further use of the printhead inevitably prevented.
  • the storage of the current consumption of ink and the "used" identifier can also be carried out in the franking machine.
  • a print head designed according to the invention for a franking machine, in particular for a franking machine of the type described is in claim 12 specified; a method for authenticating such a printhead is in Claim 13 specified. Both the printhead and the process can designed accordingly as the franking machine and as described above his. The method according to claim 14 is preferred before each printing process or every time the franking machine is started up.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a franking machine 1 according to the invention the main electrical functional units.
  • a central processing unit 10 controls the printing of the printed image by means of a printer 2.
  • the computing unit 10 is with a control bus 3, which contains address, data and control lines the security module 4 and connected to the printer 2. That is further Computing unit 10 via the control bus 3 with a non-volatile memory 5 and a working memory 6, in which a central control program and Templates for compiling the print image are saved.
  • the processes in the franking machine are shown on a display 8.
  • To an input / output unit 9 Drive elements and sensors, not shown, connected to the state monitor the franking machine.
  • the transport system is there Connected to transport the mail.
  • a print head 11 according to the invention for the printer 2 is shown in FIG. This is designed as a disposable print head and works according to the inkjet process.
  • the chip card 12 is mechanical in this way attached that the printhead 11 is not used in conventional ink jet printers can be used. Instead of the chip card, only the memory chip 13 can also be used be attached to the print head 11, which carries contacts on its surface.
  • the print head is provided with a corresponding nose 20.
  • printhead 11 can be placed in the lower end of a commercially available disposable ink cartridge be integrated. Further details of the invention Design of the print head 11 are explained with reference to Figures 3 and 4 become.
  • FIG. 3 shows the process steps involved in the construction of a printhead 11 done.
  • a first identification code is sent to the print head 11 itself ID1 (e.g. an 8 bit number) attached in block 111.
  • a second identification code ID2 (e.g., a unique serial number) is in storage location 121 of the storage device 12 saved (or saved there).
  • the first Identification code ID1 becomes the second identification code ID2 of an encryption unit 141 supplied in a computing unit 14 from the printhead manufacturer.
  • MAC message authentication code
  • the decryption unit 101 in the computing unit 10 of the franking machine receives the first identification code ID1 read by the printhead 11, which comes from the memory cell 121 of the memory device 12 read second identification code ID2 and the key code PK from an input unit 102 (or a memory unit of the franking machine).
  • the decryption unit 101 uses this same algorithm to calculate a security code MAC * based on the same algorithm used by the manufacturer of the print head.
  • This generated security code MAC * and the security code MAC read out from the memory cell 122 are then fed to a comparison unit 103, which only releases the printing unit 2 if they match and otherwise blocks them to prevent misuse.
  • Printing is therefore not possible in the franking machine according to the invention if printhead 11 and storage unit 12 do not match, for example because the storage unit 12 is removed from the original printhead and attached to another printhead or when using a printhead to which no storage unit is attached at all.
  • a consumption meter provided that sends a signal to the computing unit when the ink of the Printhead is used up.
  • Security code MAC * always set to zero, so never a match occurs with the stored security code MAC and the printing unit always remains locked. Only when a new printhead is used will it be used Blocked again.
  • the storage unit 12 is separate from the printhead 1 1 can be entered into the franking machine.
  • the method according to the invention works then analog, the correct one if the storage unit is entered incorrectly Storage unit is requested.
  • the unique combination of the two Identification codes and the security code can be held in the storage unit a fill level memory for the printhead are guided to the computing unit.
  • FIG 5 An alternative embodiment of a printhead according to the invention is shown in FIG 5 shown.
  • this has a connection unit 16 on.
  • this connection unit 16 contacts 15 of the Printhead 11 connected to contacts 19 of the print control unit 18.
  • To the connecting unit 16 has contacts 17 which are connected to the contacts 19 Introducing the print head 11 into the print control unit 18 come into contact.
  • the contacts 15 are not in a straight sequence with the contacts 17 connected, but by means of on the connection unit 16 Connection lines 21, the contacts 15 arbitrarily according to a permutation code permuted connected to the contacts 17.
  • This permutation code can be different for each connection unit 16 and thus for each print head 11 fail. This permutation must be used when sending the pressure signals from the Pressure control unit 18 are taken into account and compensated.
  • This is the Permutation code is also preferably stored on the storage unit 12 and can be read out by the print control unit 18 before printing.
  • the nose 20 away from the memory chip 13, namely on the outside at the bottom End of the print head 11, which is also of a different design than that in FIG. 2 has shown printhead.
  • the nose 20 again serves as a mechanical Obstacle to using the printhead in conventional ink jet printers.
  • the permutation code on the connection unit 16 or attached to the print head 11 and as the first identification code serves which is then used both in the construction of the print head and in the Verification of the print head is used to generate the security codes.
  • the permutation code is set to zero when the ink in the printhead is used up, so the printhead is then no longer usable.
  • the invention is not restricted to the configurations shown. Either with regard to the mechanical design as well as the choice, the storage and the generation of the different codes, multiple variations are conceivable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frankiermaschine mit einer einen austauschbaren Druckkopf (11) aufweisenden Druckeinheit (2), einen Druckkopf für eine solche Frankiermaschine sowie ein Verfahren zur Authentifizierung eines solchen Druckkopfes. Bei einer solchen Frankiermaschine müssen eine Reihe von Manipulationsmöglichkeiten weitestgehend ausgeschlossen werden; insbesondere muss verhindert werden, dass ein nicht zugelassener Druckkopf verwendet wird, dass ein zugelassener Druckkopf mit nicht zugelassener Tinte nachgefüllt wird und dass ein zugelassener Druckkopf mit einem herkömmlichen Drucker verwendet wird, ohne dass Gebühren abgerechnet werden. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass aus einem ersten an dem Druckkopf (11) angebrachten Identifikationscode (ID1) und einem zweiten in einer dem Druckkopf (11) zugeordneten Speichereinheit (12) gespeicherten Identifikationscode (ID2) ein Sicherheitscode (MAC<*>) mittels eines Verschlüsselungsalgorithmus (DES) erzeugt und mit einem ebenfalls in der Speichereinheit (12) beim Aufbau des Druckkopfes (11) gespeicherten Sicherheitscode (MAC) verglichen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Druckkopf für eine Frankiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren zur Authentifizierung eines Druckkopfes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Eine Frankiermaschine mit einem austauschbaren Druckkopf ist aus der EP 0 875 862 A2 bekannt. Der Druckkopf weist dort ein Speicherelement auf, in dem ein Identifikationscode des Druckkopfes gespeichert ist. Mittels entsprechender Lesemittel kann die Frankiermaschine diesen Identifikationscode auslesen und prüfen, ob der Druckkopf für diese Frankiermaschine autorisiert ist.
Druckköpfe für Frankiermaschinen sind in der Regel als Wegwerfdruckköpfe ausgestaltet und weisen ein Tintenreservoir, eine Ansteuerelektronik und Tintendüsen auf, aus denen die Tinte auf den Brief aufgebracht wird. Insbesondere um Manipulationsmöglichkeiten weitgehend auszuschließen, müssen derartige Druckköpfe einer Reihe von postalischen Anforderungen genügen. So soll verhindert werden, dass ein nicht zugelassener Druckkopf oder ein zugelassener Druckkopf mit nicht zugelassener Tinte benutzt wird. Weiter soll insbesondere verhindert werden, dass ein Kunde seinen eigenen Druckkopf mit einer nicht zugelassenen Tinte befüllt oder dass ein professioneller Druckkopf-Recycler Druckköpfe einsammelt und diese mit nicht zugelassener Tinte befüllt und vertreibt. Außerdem sollen Maßnahmen gegen die sog. Replay-Attacke, bei der Frankierungen mit Hilfe mehrerer Frankiermaschinen kopiert werden, und gegen die Verwendung von postalisch zugelassenen Druckköpfen in normalen Druckern vorgesehen sein.
Als wesentliche Schwachstellen von bekannten Frankiermaschinen haben sich erwiesen, dass der Druckkopf den eigenen Füllstand an Tinte nicht kennt und dass der Füllstand auch nicht von außen mittels einer geeigneten Elektronik abgefragt werden kann. Ein Wiederbefüllen eines solchen Druckkopfes mit nicht zugelassener Tinte ist deshalb leicht möglich. Selbst wenn jedoch der Druckkopf seinen Füllstand kennen würde, könnte dieser noch immer wie oben beschrieben manipuliert werden. Außerdem ist es häufig nicht möglich, auf elektronische Weise einen zugelassenen von einem nicht zugelassenen Druckkopf zu unterscheiden. Bei der aus der EP O 875 862 A2 bekannten Frankiermaschine hat sich außerdem als nachteilig erwiesen, dass die Frankiermaschine den in der Speichereinheit des Druckkopfes gespeicherten Identifikationscode kennen muss bzw. wissen muss, welche Identifikationscodes eine Autorisierung ermöglichen. Außerdem sind bei dieser Frankiermaschine keine Maßnahmen gegen das Wiederbefüllen und andere Missbrauchsmöglichkeiten vorgesehen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Frankiermaschine bzw. einem Druckkopf für eine Frankiermaschine Maßnahmen vorzusehen, um die beschriebenen Missbräuche zu verhindern. Außerdem soll ein Verfahren zur Authentifizierung eines Druckkopfes angegeben werden.
Diese Aufgaben werden durch eine Frankiermaschine gemäß Anspruch 1, einen Druckkopf gemäß Anspruch 12 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
Gemäß der Erfindung muss die Frankiermaschine nicht wissen, welche Identifikationscodes eine Autorisierung des Druckkopfes erlauben, sondern die Frankiermaschine erzeugt selbst durch einen allgemeinen Verschlüsselungsalgorithmus einen Sicherheitscode, welcher mit einem auf der Speichereinheit gespeicherten Sicherheitscode verglichen wird. Zur Erzeugung des Sicherheitscodes wird von der Frankiermaschine ein erster an dem Druckkopf angebrachter Identifikationscode und ein zweiter in der Speichereinheit des Druckkopfes gespeicherter Identifikationscode ausgelesen. Diese Identifikationscodes werden dem Verschlüsselungsalgorithmus, der ein Standardalgorithmus (z.B. ein DES = Data Encryption Standard) sein kann, zugeleitet, der dann mittels eines Schlüsselcodes den Sicherheitscode erzeugt. Dieser erzeugte Sicherheitscode wird dann mit einem ebenfalls in der Speichereinheit des Druckkopfes gespeicherten Sicherheitscode verglichen, und bei Übereinstimmung ist der Druckkopf somit authentifiziert und die Druckeinheit wird freigegeben.
Der in der Speichereinheit des Druckkopfes gespeicherte Sicherheitscode ist dabei beispielsweise beim Hersteller des Druckkopfes oder der Frankiermaschine mittels desselben Verschlüsselungsalgorithmus und desselben Schlüsselcodes erzeugt und in der Speichereinheit gespeichert worden. Anders als bei bekannten Frankiermaschinen muss bei der erfindungsgemäßen Lösung die Frankiermaschine nicht wissen, welcher Code eine Authentifizierung des Druckkopfes erlaubt, sondern es wird aus Daten, die von dem Druckkopf und der Speichereinheit gelesen werden, der Sicherheitscode erzeugt und mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Sicherheitscode verglichen. Dadurch, dass zur Erzeugung des Sicherheitscodes zwei Identifikationscodes erforderlich sind, wobei diese an getrennten Stellen untergebracht sind, nämlich am Druckkopf und in der Speichereinheit, ist es auch nicht möglich, die Speichereinheit für einen anderen Druckkopf zu verwenden.
Weitere Maßnahmen zur Verhinderung von Manipulationen sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben. Diese sollen auf mechanische Weise verhindern, dass der Druckkopf in herkömmlichen Druckern verwendet werden kann, um damit Frankierungen zu erzeugen, ohne diese abzurechnen.
Die Speichereinheit kann sowohl an dem Druckkopf fest angebracht sein, als auch getrennt von dem Druckkopf in die Frankiermaschine eingebbar sein. Eine Speichereinheit ist jedoch immer nur einem einzigen Druckkopf zugeordnet.
Besonders einfach ist die Speichereinheit gemäß Anspruch 5 als Chipkarte ausgestaltet. Diese wirkt gleichzeitig als mechanisches Hindernis gegen die Verwendung des Druckkopfes in herkömmlichen Druckern.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der Sicherheitscode vor der ersten Benutzung, z. B. bei der Herstellung des Druckkopfes erzeugt und in der Speichereinheit gespeichert ist und dass der Schlüsselcode ein dem Hersteller des Druckkopfes und/oder der Frankiermaschine zugeordneter Code ist. Es ist somit erforderlich, dass sowohl der Hersteller des Druckkopfes als auch der Hersteller der Frankiermaschine denselben Verschlüsselungsalgorithmus und den- selben Schlüsselcode verwenden, damit derselbe Sicherheitscode erzeugt werden kann. Sofern der Schlüsselcode geheim gehalten wird, kann dazu ein allgemein bekannter und zugänglicher Verschlüsselungsalgorithmus verwendet werden. Es kann außerdem auch vorgesehen sein, dass der Schlüsselcode spezifisch sowohl für die Hersteller von Frankiermaschinen als auch für die Hersteller der Druckköpfe ist.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 stellt eine einfache Lösung für die Wahl der Identifikationscodes dar. Die Wahl der Seriennummer und die Wahl der beliebigen Zahl für den ersten Identifikationscode bleibt dabei bevorzugt dem Hersteller des Druckkopfes überlassen. Es werden somit eine beliebige Zahl, z.B. eine 8 Bit-Zahl, und eine Seriennummer erzeugt, aus denen danach der Sicherheitscode erzeugt wird, der schließlich zusammen mit der Seriennummer in der Speichereinheit gespeichert wird. Die Zahl, die Seriennummer und der Sicherheitscode gehören somit zusammen und können nur zusammen eine Authentifizierung eines Druckkopfes bewirken.
Eine alternative Ausgestaltung ist in Anspruch 9 angegeben. Die Verbindungseinheit, die Kontakte der Drucksteuereinheit mit Kontakten des Druckkopfes verbindet, weist dabei eine Permutation der Verbindungen auf, die bei der Sendung des Drucksignals durch die Drucksteuereinheit berücksichtigt werden muss. Dies bedeutet, dass die Kontakte entsprechend einem auf der Speichereinheit gespeicherten Permutationscode vertauscht sind. Dies soll verhindern, dass in die Frankiermaschine nicht zugelassene Druckköpfe eingesetzt und damit Frankierungen erzeugt werden können. Da jeder Druckkopf eine individuelle Permutation aufweist, wird dadurch auch die sog. Replay-Attacke verhindert, d.h. nur von einer einzigen Frankiermaschine aus können sinnvoll Frankierungen mit diesem Druckkopf erzeugt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung, gemäß der der Permutationscode auch zur Erzeugung des Sicherheitscodes verwendet wird, ist im Anspruch 10 angegeben.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 11 angegeben, gemäß der der Verbrauch des Druckkopfes an Tinte gemessen und gespeichert wird. Wenn die Tinte vollständig verbraucht wird, wird eine entsprechende Kennung auf der Speichereinheit gespeichert, die ein weiteres Drucken mit diesem Druckkopf selbst dann verhindert, wenn Tinte in den Druckkopf nachgefüllt wird. Beispielsweise kann in diesem Fall der auf der Speichereinheit gespeicherte Sicherheitscode gelöscht oder verändert werden, was eine weitere Benutzung des Druckkopfes zwangsläufig verhindert. Die Speicherung des aktuellen Verbrauchs an Tinte und die "Verbraucht"-Kennung kann auch in der Frankiermaschine erfolgen.
Ein erfindungsgemäß ausgestalteter Druckkopf für eine Frankiermaschine, insbesondere für eine Frankiermaschine der beschriebenen Art, ist in Anspruch 12 angegeben; ein Verfahren zur Authentifizierung eines solchen Druckkopfes ist in Anspruch 13 angegeben. Sowohl der Druckkopf als auch das Verfahren können entsprechend wie die Frankiermaschine und wie oben beschrieben ausgestaltet sein. Bevorzugt wird das Verfahren gemäß Anspruch 14 vor jedem Druckvorgang oder bei jeder Inbetriebnahme der Frankiermaschine ausgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein Blocksschaltbild einer erfindungsgemäßen Frankiermaschine,
Figur 2
einen erfindungsgemäßen Druckkopf,
Figur 3
ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus eines Druckkopfes,
Figur 4
ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Authentifizierungsvorgangs eines solchen Druckkopfes und
Figur 5
eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckkopfes.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Frankiermaschine 1 mit den wesentlichen elektrischen Funktionseinheiten. Eine zentrale Recheneinheit 10 steuert den Druck des Druckbildes mittels eines Druckers 2. Die Recheneinheit 10 ist über einen Steuerbus 3, der Adress-, Daten- und Steuerleitungen enthält, mit dem Sicherheitsmodul 4 und mit dem Drucker 2 verbunden ist. Weiter ist die Recheneinheit 10 über den Steuerbus 3 mit einem nicht flüchtigen Speicher 5 und einem Arbeitsspeicher 6 verbunden, in denen ein zentrales Steuerprogramm und Vorlagen zum Zusammenstellen des Druckbildes gespeichert sind. Über eine am Steuerbus 3 angeschlossene Tastatur 7 kann eine Bedienperson die Frankiermaschine bedienen und z.B. das Druckbild vorgeben. Die Abläufe in der Frankiermaschine werden auf einer Anzeige 8 angezeigt. An eine Ein-/Ausgabeeinheit 9 sind nicht dargestellte Antriebselemente und Sensoren angeschlossen, die den Zustand der Frankiermaschine überwachen. Außerdem ist dort das Transportsystem zum Transportieren des Postgutes angeschlossen.
Ein erfindungsgemäßer Druckkopf 11 für den Drucker 2 ist in Figur 2 gezeigt. Dieser ist als Wegwerf-Druckkopf ausgestaltet und arbeitet nach dem Tintenstrahlverfahren. Daran ist als Speichereinheit eine Chipkarte 12 mit einem darauf befindlichen Speicherchip 13 angebracht. Die Chipkarte 12 ist dabei derart mechanisch angebracht, dass der Druckkopf 11 nicht in herkömmlichen Tintenstrahldruckern verwendet werden kann. Anstelle der Chipkarte kann auch nur der Speicherchip 13 an dem Druckkopf 11 angebracht sein, der auf seiner Oberfläche Kontakte trägt. Außerdem ist der Druckkopf dazu mit einer entsprechenden Nase 20 versehen. Der Druckkopf 11 kann in der Praxis in das untere Ende einer handelsüblichen Wegwerf-Tintenkartusche integriert sein. Nähere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Druckkopfes 11 sollen anhand der Figuren 3 und 4 erläutert werden.
In Figur 3 sind die Verfahrensschritte gezeigt, die beim Aufbau eines Druckkopfes 11 erfolgen. Zunächst wird an den Druckkopf 11 selbst ein erster Identifikationscode ID1 (z.B. eine 8 Bit-Zahl) in Block 111 angebracht. Ein zweiter Identifikationscode ID2 (z.B. eine einmalige Seriennummer) ist im Speicherplatz 121 der Speichervorrichtung 12 gespeichert (oder wird dort gespeichert). Zusammen mit dem ersten Identifikationscode ID1 wird der zweite Identifikationscode ID2 einer Verschlüsselungseinheit 141 in einer Recheneinheit 14 des Druckkopfherstellers zugeleitet. Dort wird daraus und mittels eines an der Eingabeeinheit 142 eingegebenen Schlüsselcodes PK ein Sicherheitscode MAC (message authentication code) erzeugt, der in der Speicherzelle 122 der Speichereinheit 12 gespeichert wird.
Um nun zu verifizieren, ob ein Druckkopf 11 auch für den Druck von Frankierungen autorisiert ist, werden, wie in Figur 4 dargestellt ist, der Entschlüsselungseinheit 101 in der Recheneinheit 10 der Frankiermaschine der von dem Druckkopf 11 gelesene erste Identifikationscode ID1, der aus der Speicherzelle 121 der Speichervorrichtung 12 ausgelesene zweite Identifikationscode ID2 sowie der Schlüsselcode PK von einer Eingabeeinheit 102 (oder einer Speichereinheit der Frankiermaschine) zugeführt. Die Entschlüsselungseinheit 101 berechnet daraus nach demselben Algorithmus, den auch der Hersteller des Druckkopfes benutzt hat, einen Sicherheitscode MAC*. Anschließend werden dieser erzeugte Sicherheitscode MAC* sowie der aus der Speicherzelle 122 ausgelesene Sicherheitscode MAC einer Vergleichseinheit 103 zugeführt, die nur bei Übereinstimmung die Druckeinheit 2 freigibt und ansonsten sperrt zur Verhinderung von Missbräuchen.
Bei der erfindungsgemäßen Frankiermaschine wird somit ein Drucken nicht möglich sein, wenn Druckkopf 11 und Speichereinheit 12 nicht zusammenpassen, beispielsweise weil die Speichereinheit 12 von dem ursprünglichen Druckkopf entfernt und an einem anderen Druckkopf angebracht wurde oder wenn ein Druckkopf verwendet werden soll, an dem überhaupt keine Speichereinheit angebracht ist. Um zu verhindern, dass Druckköpfe nachgefüllt werden, ist außerdem ein Verbrauchszähler vorgesehen, der der Recheneinheit ein Signal zusendet, wenn die Tinte des Druckkopfes verbraucht ist. In der Entschlüsselungseinheit 101 wird danach der Sicherheitscode MAC* immer auf null gesetzt, so dass niemals eine Übereinstimmung mit dem gespeicherten Sicherheitscode MAC auftritt und die Druckeinheit immer gesperrt bleibt. Erst wenn ein neuer Druckkopf benutzt wird, wird diese Sperrung wieder aufgehoben.
Es kann vorgesehen sein, daß die Speichereinheit 12 getrennt von dem Druckkopf 1 1 in die Frankiermaschine eingebbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert dann analog, wobei bei falsch eingegebener Speichereinheit die richtige Speichereinheit angefordert wird. Zu der einmaligen Kombination aus den beiden Identifikationscodes und dem Sicherheitscode kann statt in der Speichereinheit in der Recheneinheit ein Füllstandspeicher für den Druckkopf geführt werden.
Eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Druckkopfes ist in Figur 5 dargestellt. Dieser weist zusätzlich zu der Speichereinheit 12 eine Verbindungseinheit 16 auf. Mittels dieser Verbindungseinheit 16 werden Kontakte 15 des Druckkopfes 11 mit Kontakten 19 der Drucksteuereinheit 18 verbunden. Dazu weist die Verbindungseinheit 16 Kontakte 17 auf, die mit den Kontakten 19 bei Einbringen des Druckkopfes 11 in die Drucksteuereinheit 18 in Berührung kommen. Die Kontakte 15 sind mit den Kontakten 17 jedoch nicht in gerader Abfolge miteinander verbunden, sondern mittels auf der Verbindungseinheit 16 befindlicher Verbindungsleitungen 21 werden die Kontakte 15 beliebig nach einem Permutationscode permutiert mit den Kontakten 17 verbunden. Diese Permutationscode kann für jede Verbindungseinheit 16 und damit für jeden Druckkopf 11 anders ausfallen. Diese Permutation muss bei der Sendung der Drucksignale von der Drucksteuereinheit 18 mit berücksichtigt und ausgeglichen werden. Dazu ist der Permutationscode bevorzugt ebenfalls auf der Speichereinheit 12 gespeichert und kann vor dem Drucken von der Drucksteuereinheit 18 ausgelesen werden. Im Gegensatz zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sitzt bei dieser Ausführungsform die Nase 20 entfernt vom Speicherchip 13, nämlich außen am unteren Ende des Druckkopfes 11, der ebenfalls eine andere Bauform als der in Figur 2 gezeigte Druckkopf aufweist. Die Nase 20 dient dabei wieder als mechanisches Hindernis gegen Verwendung des Druckkopfes in herkömmlichen Tintenstrahldruckern.
Es kann weiter auch vorgesehen sein, dass der Permutationscode an der Verbindungseinheit 16 oder am Druckkopf 11 angebracht ist und als erster Identifikationscode dient, der dann sowohl beim Aufbau des Druckkopfes als auch bei der Verifikation des Druckkopfes zum Erzeugen der Sicherheitscodes benutzt wird.
Außerdem kann auch vorgesehen sein, dass der Permutationscode auf null gesetzt wird, wenn die Tinte des Druckkopfes verbraucht ist, so dass der Druckkopf danach nicht mehr benutzbar ist.
Auch durch die anhand von Figur 5 erläuterten Maßnahmen werden unterschiedliche Missbräuche verhindert. So kann ein solcher Druckkopf nicht in herkömmlichen Druckern verwendet werden und ein Austausch von Speichereinheit und/oder Verbindungseinheit ist nicht möglich.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausgestaltungen beschränkt. Sowohl hinsichtlich der mechanischen Ausgestaltung als auch der Wahl, der Abspeicherung und der Erzeugung der verschiedenen Codes sind vielfache Variationen denkbar.

Claims (14)

  1. Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut mit einer Recheneinheit (10) zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Daten und mit einer einen austauschbaren Druckkopf (11) aufweisenden Druckeinheit (2) zum Drucken der Frankierung, wobei dem Druckkopf (11) eine elektronische Speichereinheit (12) zum Speichern von mittels der Recheneinheit (10) auslesbaren Daten zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem Druckkopf (11) ein erster Identifikationscode (ID1) auslesbar angeordnet ist, dass in der Speichereinheit (12) ein zweiter Identifikationscode (ID2) und ein Sicherheitscode (MAC) gespeichert sind, wobei der Sicherheitscode (MAC) aus dem ersten und dem zweiten Identifikationscode (ID1, ID2) durch einen Verschlüsselungsalgorithmus (DES) mittels eines Schlüsselcodes (PK) erzeugt ist, und dass die Recheneinheit (1) ausgestaltet ist zur Authentifizierung des Druckkopfes (11) und Freigabe der Druckeinheit (2) durch Auslesen des ersten und zweiten Identifikationscodes (ID1, ID2) und des Sicherheitscodes (MAC), Erzeugung des Sicherheitscodes (MAC*) aus dem ersten und zweiten Identifikationscode (ID1, ID2) durch den Verschlüsselungsalgorithmus (DES) mittels des Schlüsselcodes (PK) und Vergleich des erzeugten Sicherheitscodes (MAC*) mit dem ausgelesenen Sicherheitscode (MAC).
  2. Frankiermaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem Druckkopf (11) mechanische Mittel (12, 16) derart angebracht sind und/oder dass der Druckkopf (11) derart ausgestaltet ist, dass der Druckkopf (11) nur in Frankiermaschinen benutzbar ist.
  3. Frankiermaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (12) derart an dem Druckkopf (11) angebracht ist, dass der Druckkopf (11) nur in Frankiermaschinen benutzbar ist.
  4. Frankiermaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (12) getrennt von dem Druckkopf (11) in die Frankiermaschine eingebbar ist.
  5. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (12) eine Chipkarte ist.
  6. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitscode (MAC) vor der ersten Benutzung des Druckkopfes (11) erzeugt und in der Speichereinheit (12) gespeichert ist.
  7. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselcode (PK) ein dem Hersteller des Druckkopfes (11) und/oder der Frankiermaschine zugeordneter Code ist.
  8. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass als erster Identifikationscode (ID1) eine beliebige Zahl an dem Druckkopf (11) angebracht ist und dass als zweiter Identifikationscode (ID2) eine Seriennummer in der Speichereinheit (12) gespeichert ist.
  9. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem Druckkopf (11) eine Verbindungseinheit (16) zur Verbindung des Druckkopfes (11) mit einer in der Druckeinheit (2) angeordneten Drucksteuereinheit (18) angebracht ist, dass durch die Verbindungseinheit (16) Kontakte (19) der Drucksteuereinheit (18) nach einem Permutationscode permutiert mit Kontakten (15) des Druckkopfes (11) verbunden sind und dass die Drucksteuereinheit (18) ausgestaltet ist zur Steuerung des Druckkopfes (11) entsprechend der Permutation der Kontakte (16, 19).
  10. Frankiermaschine nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass als erster Identifikationscode (ID1) der Permutationscode an dem Druckkopf (11) angebracht ist und dass als zweiter Identifikationscode (ID2) eine Seriennummer in der Speichereinheit (12) gespeichert ist.
  11. Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zum Messen des Verbrauchs an Tinte des Druckkopfes (11), dass der jeweils aktuelle Verbrauch auf der Speichereinheit (12) gespeichert ist und dass bei vollständigem Verbrauch der Tinte eine entsprechende Kennung auf der Speichereinheit (12) gespeichert ist.
  12. Druckkopf für eine Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut, insbesondere für eine Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frankiermaschine eine Recheneinheit (10) zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Daten und eine Druckeinheit (2) zum Drucken der Frankierung aufweist und wobei dem Druckkopf (11) eine elektronische Speichereinheit (12) zum Speichern von mittels der Recheneinheit (10) auslesbaren Daten zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem Druckkopf (11) ein erster Identifikationscode (ID1) auslesbar angeordnet ist und dass in der Speichereinheit (12) ein zweiter Identifikationscode (ID2) und ein Sicherheitscode (MAC) gespeichert sind, welcher aus dem ersten und dem zweiten Identifikationscode (ID1, ID2) durch einen Verschlüsselungsalgorithmus (DES) mittels eines Schlüsselcodes (PK) erzeugt ist.
  13. Verfahren zur Authentifizierung eines Druckkopfes (11) für eine Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut, wobei die Frankiermaschine eine Recheneinheit (10) zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Daten und eine einem austauschbaren Druckkopf (11) aufweisende Druckeinheit (2) zum Drucken der Frankierung aufweist und wobei dem Druckkopf (11) eine elektronische Speichereinheit (12) zum Speichern von mittels der Recheneinheit (10) auslesbaren Daten zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Authentifizierung des Druckkopfes (11) und Freigabe der Druckeinheit (2) ein erster an dem Druckkopf(11) angeordneter Identifikationscode (ID1) und ein zweiter in der Speichereinheit (12) gespeicherter Identifikationscode (ID2) ausgelesen werden, dass aus dem ersten und zweiten Identifikationscode (ID1, ID2) durch einen Verschlüsselungsalgorithmus (DES) mittels eines Schlüsselcodes (PK) ein Sicherheitscode (MAC*) erzeugt wird, dass dieser Sicherheitscode (MAC*) mit einem in der Speichereinheit (12) gespeicherten Sicherheitscode (MAC) verglichen wird und dass bei Übereinstimmung die Freigabe der Druckeinheit (2) erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor jedem Druckvorgang oder bei jeder Inbetriebnahme der Frankiermaschine ausgeführt wird.
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