JP2020138539A - 操作を承認するための安全装置、方法、およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】操作の許可はソフトウェア型の安全性だけに依存しない安全装置を提供する。
【解決手段】支持構造２と、該支持構造２の側部または面で連結されたカラーシフト構造５と、該カラーシフト構造５と互いに重なるように該支持構造２の側部または面に配置された第１の安全文字列と、該カラーシフト構造５と互いに重ならないように該支持構造２の側部または面に配置された第２の安全文字列とを備える安全装置1とする。さらに該安全装置１を用いた操作を承認するための安全方法および安全システムとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、安全カードまたはバッジ等の安全装置、および、操作を実行するためのソフトウェアアプリケーションを有効化または無効化するため、または前記安全装置によって、電子デバイス自体を有効化または無効化するため等の、例えば電子デバイスの操作を許可する安全方法およびシステムに関する。

今日では、資格のあるユーザーのみが特定の種類の操作、例えば電子デバイスの有効化または無効化を承認できるようにする安全システムの必要性が深く感じられている。例えば、最新のスマートフォンは、スマートフォンのロック解除、支払いの承認、さらに操作を提供するアプリケーション（例えば、振込等の銀行業務、またはクレジットカードによるオンライン支払いを行うことが可能となる、銀行が提供するアプリケーション）へのアクセス等、操作を承認するために複数の安全レベルを提供する。

これらの操作は、例えば、パスワード（例えば、電話のロック解除コードおよび／または追加の固定または変更パスワード）の入力によって、または専用センサーによる生体認証パラメータ（例えば、指紋や顔認識）の確認によって許可される。

上記の安全システムはすべてソフトウェア型である。例えば、電話はパスワード、指紋、または顔認識用および操作の許可用のパラメータを保存し、保存された情報をユーザーが提供した入力と比較する。したがって、入力が保存された情報と一致する場合にのみ、操作が許可される。それゆえ、保存された情報を保護するために獲得された安全レベルが高いにもかかわらず、熟練したハッカーがこの情報を不正に盗み、その結果、許可されたユーザーのみが利用できる操作を許可する可能性がある。

したがって、本発明の目的は、先行技術の上記問題を克服する安全装置であって、特に操作の許可はソフトウェア型の安全性だけに依存しない安全装置を提供することからなる。

この目的および他の目的は、請求項１に記載の安全装置、請求項１１に記載の安全方法、および請求項１４に記載の安全システムによって達成される。

従属請求項は、本発明の可能性のある有利な実施形態を定義する。

本発明をより良く理解し、その利点を認識するために、添付の図面を参照して、いくつかの例示的で非限定的な実施形態を以下に説明する。

本発明の可能な実施形態による安全装置の分解概略断面図である。 図２ａ〜図２ｂは、異なる使用条件における、本発明の実施形態による安全装置の正面図である。 一次元フォトニック結晶構造を有するカラーシフトの概略断面図である。 図４ａ〜図４ｂは、異なる使用条件における、本発明の実施形態による安全装置の写真画像である。

添付の図１および２を参照し、１は全体として安全装置を表している。安全装置１は、例えば、書類（運転免許証または身分証明書等）、クレジットカードまたはデビットカード、銀行が提供する安全カード、パスポート等を作るために用いられる、例えばカード形状とすることができる。

安全装置１は、一般的かつ好ましくは、薄い、換言すれば、実質的に二次元である（すなわち、厚さが長さまたは幅よりはるかに小さい）支持構造２を備える。可能な実施形態によれば、支持構造２は、（特に多層の）ポリカーボネートまたはＰＶＣ、またはテスリン、またはポリエステル等で作られたカード形状とすることができる。

有利には、支持構造２は、支持層３と、好ましくは支持層３の厚さ未満の厚さを有する、互いに重なり合った１層以上のさらなる追加層４とを備える。可能な実施形態によれば、支持層３は、追加層の第１の群４’（支持層３の上面８から展開）と追加層の第２の群４”（支持層２の下面９から展開）との間に配置される。例えば、上記のポリカーボネートカードに関しては、支持層３および追加層４は、好ましくはポリカーボネートで作られている。一実施形態によれば、支持層３は２００〜５００ミクロンの間の厚さを有し、追加層４の各々は５０〜１５０ミクロンの間の厚さを有する。支持層３および追加層４は、一体の多層体を形成するために、例えば、それらを積層または熱プレスすることにより互いに結合することができる。

例えば、書類、機能、および一般的な文書（例えば、カードを発行する会社のデータ）をサポート層３に印刷することが好ましく、個別データ（例えば、所有者の個人情報：名、姓、誕生日、可能なバーコード、他の数字列等）は、補助層４’の１つに、好ましくはその下側１０に、すなわち、支持層３に面する側に、例えばレーザーを用いて適用、すなわち活性化／可視化されることが好ましい。

安全装置１は、支持構造２に結合されたカラーシフト構造５を備える。本明細書および添付の特許請求の範囲において、「カラーシフト構造」なる用語は、有色顔料を使用せずに、光源が発する光との相互作用が変化するにつれて、特にカラーシフト構造５自体への光線の入射角が変化するにつれて、色が変化する構造を意味する。

異なる種類のカラーシフト構造５が公知である。

第１の種類によれば、カラーシフト構造はフォトニック結晶によって得られる。光学およびマイクロフォトニクスでは、フォトニック結晶なる用語は、屈折率が光の波長、またはより一般的には電磁放射と同程度の周期的な変調を有する構造を意味する。屈折率の周期的変調の種類に基づいて、フォトニック結晶は次のように分類できる。
−１方向のみに屈折率の周期性を有する一次元フォトニック結晶（ブラッグミラーとも呼ばれる）。
−２方向に屈折率の周期性を有する二次元フォトニック結晶。
−３方向に屈折率の周期性を有する三次元フォトニック結晶。

第２の種類によれば、カラーシフト構造はプラズモニックカラーにより得られる。構造色としても知られるプラズモニックカラーは、光と金属の周期的ナノ構造との間の共鳴相互作用によって得られる。これらの構造によって生成される局在表面プラズモンは、ナノメートル単位で形態を制御することにより、顔料を使用せずに色を生成することを可能にする。

第３の種類によれば、カラーシフト構造は液晶によって得られる。かかる構造は、液体状態から固体状態に直接変化しないという事実によって特徴付けられるが、特定の条件下で、メソフェーズと呼ばれる中間相でそれ自体を組織化することによって特徴付けられる。かかる構造は、複屈折特性を有しているため、光を変調することができる。換言すれば、それらは、液体であるか、または結晶構造であるかに応じて２つの異なる屈折率を有する。

一実施形態によれば、安全装置１のカラーシフト構造５は、一次元フォトニック結晶構造を含む。図３を参照し、１次元フォトニック結晶構造は、対応する屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４を有する複数の層を含む。光線１０１が入射角αで入射すると、反射された全体の光は反射光線のビーム１０２となる。層の周期性と屈折率を適切に選択することにより、所定の波長範囲で非常に高い反射率を有するミラーを製造することができる。したがって、入射光線１０１の入射角αを変更することにより、カラーシフト構造および光源に対して静止していると想定される観察者が、構造の色変化を見ることが可能となる。同様に、視聴者は、入射光線の同じ入射角に関して、カラーシフト構造に対する、したがって、反射光ビーム１０２に対する自分の位置および／または方向を変更した場合、カラーシフト構造の色の変化を見ることができる。

図１に示す配置を再度参照し、カラーシフト構造５は、追加層４の１つ、好ましくは支持層２の上面８に配置された追加層４’の１つに配置することができる。さらにより好ましくは、個別データが適用される補助層４’がカラーシフト構造５の下に配置されるように、換言すれば、カラーシフト構造５と支持層４との間に配置されるように、カラーシフト構造５を配置する。

可能な実施形態によれば、カラーシフト構造５は、ホログラムまたは回折格子等の、より洗練された安全素子（図示せず）に埋め込むことができることが観察される。また、安全装置１は、ホログラムまたは回折格子等の、カラーシフト構造のない、１つ以上のそのような安全素子を備えることができる。カラーシフト構造５を備えた、または備えていない安全素子は、単一の追加層４にエンボス加工するか、あるいは、それらの上に熱転写または冷転写することができる。

ここで図２ａおよび２ｂを参照し、安全装置１は、支持構造２内に作られ、カラーシフト構造５が配置された安全装置１の同じ側、特に同じ面に（好ましくは、支持構造２の上面８に対応する上面に）配置された第１の安全文字列６を備え、第１の安全文字列６およびカラーシフト構造５が互いに重なり合う。カラーシフト構造５と第１の安全文字列６の重なりは、カラーシフト構造５と第１の安全文字列６の両方が配置されている安全装置１の面を観察する観察者にとって、第１の安全文字列６がカラーシフト構造によって画定される領域５の内側に配置されることを意味する。図１を参照し、かかる領域は破線で示される。図２ａを再度参照し、第１の安全文字列６（「文字列１」）を、領域内に、この例では、長方形で、カラーシフト構造５によって画定された領域内に見ることができる。以下で説明するように、カラーシフト構造５への光の特定の入射角では、第１の安全文字列は見ることができない（図２ｂ）。

第１の安全文字列６は、例えば、英数字文字列、画像、記号、バーコード、ＱＲコード等を含むことができる。

第１の安全文字列６は、支持層３上に、またはカラーシフト構造５の上または下に配置された追加層４の一方に（すなわち、それぞれ、安全装置１の外側に面する追加層４に、または、カラーシフト構造５と支持層３との間に配置された追加層５に）作ることができる。第１の安全文字列６は、異なる技術により、例えばレーザーにより前記層の１つに形成することができる。図１を再度参照し、カラーシフト構造５は、前記の破線で画定された領域の内側で、支持層３の上面８または追加の層４’のいずれかに適用することができる。さらなる変形例によれば、第１の安全文字列６は、カラーシフト構造５自体の内部に配置することができる。例えば、一次元フォトニック結晶カラーシフト構造５は、その干渉空間に、第１の安全文字列６を含む微細構造を埋め込むことができる。本発明の可能な変形例によれば、この微細構造は、相互に接近するとプラズモニック色を失い、その結果、カスタマイズされた文章を生成する金属ナノ構造をカプセル化する材料を選択的に破壊することにより、少なくとも部分的に不活性化されたプラズモニック色で作ることができる。

図２ａおよび２ｂを再度参照し、安全装置１は、支持構造２に作られ、カラーシフト構造５が配置されているのと同じ側に、特に安全装置１の同じ面に配置された第２の安全文字列７を備え、第２の安全文字列７は、カラーシフト構造５および第１の安全文字列６に重ならないように配置されている。前述のように、静止位置で、カラーシフト構造５および第２の安全文字列７の両方が配置された安全装置１の面（例えば、支持層３の上面８に対応する、安全装置の上面）を観察する観察者によれば、第２の安全文字列７は、カラーシフト構造５によって画定される領域の外側、換言すれば、図１の破線によって画定される領域の外側に配置される。図２ａおよび２ｂを参照し、第２の安全文字列７（「文字列２」）は、カラーシフト構造５によって画定された領域の外側から常時可視となる。

第２の安全文字列７は、例えば、英数字文字列、画像、記号、バーコード、ＱＲコード等を含むことができる。

第１および第２の文字列７は、独立した文字列、または代替案として、同一の複雑な安全文字列の一部とすることができ、一部（第１の安全文字列６）はカラーシフト構造５と重なり、一部（第２の安全文字列）は、カラーシフト構造５と重ならないことが観察される。

第２の安全文字列７は、支持層３に、または、カラーシフト構造５の上または下に配置された追加層４の１つに適用することができる。第２の安全文字列７は、異なる技術により、例えばレーザーにより前記層の１つに適用することができる。

図４ａおよび４ｂに示される写真は、出願人が発見したことを理解することを可能にする。すなわち、カラーシフト構造５，第１の安全文字列６および第２の安全文字列７を備える安全装置１の面に入射する光線の入射角を変えると、静止した観察者は以下のことを観察する。
−カラーシフト構造５の外側にある第２の安全文字列７は常時可視となる。
−カラーシフト構造５の色が変わる。
−第１の安全文字列は、入射光の所定の入射角で観察者に不可視となるか、実質的に不可視となり（図４ｂ）、反対に、異なる入射角で可視のままとなる（図４ａ）。

具体的には、図４ａの写真は、本発明による安全カードの表面に、ＡＮＤＲＥＡ ＰＨＷＷＳＤＥＦＩからなる文字列を表示しており、ＡＮＤＲＥＡの最初の文字Ａ、ＰＨＷＷＳＤＥＦＩの一部の文字ＰおよびＩはカラーシフト構造５の外側にあり、これと重なっておらず（したがって、これらは第２の安全文字列７を形成する）、一方、ＡＮＤＲＥＡ ＰＨＷＷＳＤＥＦＩの残りの部分は、カラーシフト構造５の内側にあり、これと重なっていない（したがって、第１の安全文字列６を形成する）。光の入射角を変更すると、カラーシフト構造５の色が変わり、カラーシフト構造５に重なる文字列ＡＮＤＲＥＡ ＰＨＷＷＳＤＥＦＩの一部が実質的に消えるが、ＡＮＤＲＥＡの最初の文字Ａ、ＰＨＷＷＳＤＥＦＩの一部の文字Ｐおよび文字Ｉはカラーシフト構造５の外側であり、可視のままである（図４ｂ）。

かかる純粋に光学的な現象は、第１の安全文字列６および第２の安全文字列７を認識することができる適切な光学リーダー（例えば、携帯電話またはスマートフォンのカメラ、または、第１の安全文字列６および第２安全文字列７に含まれる文字の種類に専用の光学リーダー）によって実行される、二重読み取りに基づく操作を許可する安全方法で有利に使用することができ、第１の読み取りでは、第１の安全文字列６および第２の安全文字列７の両方が可視であり、カラーシフト構造５が配置された安全装置１の面に入射する光線の入射角を適切に変更することによって行われる第２の読み取りでは、第２の安全文字列７のみが可視（かつ、光学式リーダーにより検出可能）である。操作は次の場合にのみ許可される。
１）入射光線の第１の所定の角度で実行される第１の読み取りでは、安全文字列６および７の両方が可視であり、認識される。
２）入射光線の第２の所定の入射角で行われる第２の読み取りでは、第２の安全文字列７のみが可視であり、認識できるが、第１の安全文字列は不可視である。第２の読み取りで、第２の安全文字列６も可視である場合、操作は許可されない。

代替案として、２つの読み取りにおいて、光線の入射角を固定に維持し、安全装置に対する光学リーダーの位置を変更することが可能であることに留意されたい。したがって、より一般的には、安全装置、光源、および光学リーダーの間の第１および第２の相対的な所定の向きおよび位置でそれぞれ第１および第２の読み取りを実行する必要がある。

さらに、第１および第２の読み取りは必ずしも示された順序で実行される必要はないことが観察される。

したがって、安全装置の使用により、二重の安全レベルが得られる。
１）双方が真正である必要のある、安全文字列の認証に基づくソフトウェア型の安全性（明らかに、一方または両方の安全文字列が保存されたものと一致しない場合、操作は許可されない）。
２）所定の基準、とりわけ所定の入射角を使用して、複製することが非常に難しい安全素子で作成された安全装置１の文字列６および７の二重読み取りであって、第２の読み取りでは、第１の安全文字列６が、カラーシフト構造５と第１の安全文字列６との間の光学的干渉のために、不可視でなくてはならない読み取りを実行する必要性に基づくハードウェア型の安全性。

したがって、熟練したハッカーは、例えばスマートフォンのメモリに侵入し、第１および第２の安全文字列を盗むことができたとしても、複雑すぎて再現することのできない、上記の物理的安全装置１による二重の読み取りが必要なため、操作を許可することはできない。

可能な実施形態によれば、読み取りを、カラーシフト構造の色の変化に起因する、光学式リーダーによって検出可能な第１の安全文字列６の色の変化と相関させることにより、この方法をより安全にすることができる。例えば、第１の読み取りで操作を許可するために、この方法は、第１の安全文字列が可視で、かつ、識別されるだけでなく、所定の色で検出されることを必要とすることができる。さらなる変形例によれば、安全装置、光学式リーダー、および光源の第３のさらなる所定の相対的な向きおよび位置に対して、第３の可能なさらなる読み取りを検出することができ、したがって、これらのさらなる読み取りのそれぞれについて、第１および第２の安全文字列が可視であり、かつ、認識され、第１の安全文字列６が、それら特定の相対的な向きおよび位置に対応するさらに所定の色を有する場合にのみ、操作が許可される。

本発明による安全装置および方法は、多くの分野で用途を見出すことができる。例えば、携帯電話またはスマートフォンまたは他の電子機器（ＰＣまたはタブレット等）のロックを解除するため、あるいは、より一般的に、同じ機器による操作（例えば、同じ機器にインストールされたアプリケーションにより実行される銀行取引）を許可するために使用することができ、電子デバイスが、例えば適切な安全カードに書かれた安全文字列を読み取ることによって、前記の安全方法を実行する場合にのみ実行可能である。この認証は、既知の形態（パスワードおよび／または指紋または顔認証等の生体認証パラメータの検出）によって実行される認証の代替として、または、かかる認証に加えて提供することができる。

安全システムは、光源（例えば、携帯電話またはスマートフォンまたはその他の電子機器のフラッシュ）、光学式リーダー（例えば、携帯電話またはスマートフォンまたはその他の電子機器のカメラ）、および安全装置（例えば、安全カード）に加えて、安全方法を自動的に実行するための補助装置を含むことができる。例えば、かかる装置を、安全カードおよび携帯電話または他の電子機器を受容し、それらを、入射光が一連の所定の角度を有するように互いを方向づけて配置するように構成することができる。装置は、携帯電話またはスマートフォンまたは他の電子機器に接続でき、後者は、所定の相対的な向きと位置となった場合に安全文字列を読み取る。安全文字列は、事前に生成することもでき、あるいは、携帯電話またはスマートフォンまたは電子機器自体によって生成することもできる。

本発明による安全装置は、安全カードまたは書類（例えば、身分証明書または運転免許証等）またはクレジットカードまたはデビットカード等に埋め込むことができる。

偶発的な特定の要件を満たすために、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、上記の説明に対して、多くの追加、修正、または他の機能的に均等な要素への置換を導入するころができる。

Claims (16)

1. 操作を承認するための安全装置（１）において、
   −支持構造（２）と、
   −支持構造（２）に、支持構造（２）の側部または面で連結されたカラーシフト構造（５）と、
   −支持構造（２）に作られた第１の安全文字列（６）であって、第１の安全文字列（６）とカラーシフト構造（５）が互いに重なるように支持構造（２）の前記側部または面に配置された第１の安全文字列（６）と、
   −支持構造（２）に作られた第２の安全文字列（７）であって、第２の安全文字列（７）とカラーシフト構造（５）が互いに重ならないように支持構造（２）の前記側部または面に配置された第２の安全文字列（７）と
   を備えることを特徴とする安全装置。
2. カラーシフト構造（５）は一次元フォトニック結晶構造を有する、請求項１に記載の安全装置（１）。
3. 支持構造（２）は、支持層（３）と、支持構造（３）の一方または両方の側部で支持層（３）に重なる１層以上のさらなる追加層（４）を備える、請求項１または２に記載の安全装置（１）。
4. カラーシフト構造（５）は、前記１層以上の追加層（４）の１つに配置される、請求項３に記載の安全装置（１）。
5. 第１の安全文字列（６）は、支持層（３）の上、または、１層以上の追加層（４）の１つの中、または、カラーシフト構造（５）の内側に作られる、請求項３または４に記載の安全装置（１）。
6. 第２の安全文字列（７）は、支持層（３）の上、または、１層以上の追加層（４）の１つの中に作られる、請求項３〜５のいずれか一項に記載の安全装置（１）。
7. 第１の安全文字列（６）および第２の安全文字列（７）は、英数字文字列、画像、記号、バーコード、ＱＲコード等を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全装置（１）。
8. 第１の安全文字列（６）および第２の安全文字列（７）は、別々の安全文字列、または、同一の安全文字列の２つの部分である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の安全装置（１）。
9. 前記支持構造（２）は、上面（８）および下面（９）を有するカードとして形成されており、安全装置（１）の前記側部または面は、カードの前記上面（８）または下面（９）に対応する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の安全装置（１）。
10. 安全カード、または書類、またはクレジットカード、またはデビットカードに埋め込まれた、請求項１〜９のいずれか一項に記載の安全装置（１）。
11. −請求項１〜１０のいずれか一項に記載の安全装置（１）と、光源と、安全装置（１）の第１の安全文字列（６）および第２の安全文字列（７）を認識することのできる光学リーダーを準備し、
    −光源により、安全装置（１）のカラーシフト構造（５）を照らし、安全装置（１）、光源、および光学リーダーの間の所定の相対的な第１の位置および第１の向きを保持して、光学リーダーにより、第１の文字列（６）および第２の文字列（７）の第１の読み取りを実行し、
    −光源により、安全装置（１）のカラーシフト構造（５）を照らし、安全装置（１）、光源、および光学リーダーの間の所定の相対的な第２の位置および第２の向きを保持して、光学リーダーにより、第１の文字列（６）および第２の文字列（７）の第２の読み取りを実行し、
    １）第１の読み取りにおいて、第１の文字列（６）および第２の文字列（７）の両方が可視であり、光学リーダーにより認識され、
    ２）第２の読み取りにおいて、第２の安全文字列（７）のみが可視であり、光学リーダーにより認識され、第１の安全文字列（６）は光学リーダーから不可視である
    場合に操作を承認することを含む、操作を承認するための安全方法。
12. 第１の読み取りにおいて、第１の安全文字列（６）が、可視であり、リーダーによって認識され、さらに第１の所定の色を有する場合に操作が承認される、請求項１１に記載の安全方法。
13. 携帯電話、スマートフォン、または他の電子機器のロックを解除し、それによる操作を行い、または、それにインストールされたアプリケーションによる操作を行う、請求項１１または１２に記載の安全方法。
14. 電子機器の操作を承認する安全システムにおいて、
    −請求項１〜１０のいずれか一項に記載の安全装置（１）と、
    −光源と、
    −安全装置（１）の第１の安全文字列（６）および第２の安全文字列（７）を認識することができる光学リーダーと、
    −前記電子機器と、
    −請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成された制御ユニットと
    を備えることを特徴とする安全システム。
15. 前記電子機器は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、またはコンピュータを含み、前記光源および前記光学リーダーは、前記電子機器に埋め込まれる、請求項１４に記載のシステム。
16. 光源、光学リーダー、および電子機器に操作可能に接続され、安全装置（１）および／または光源および／または光学リーダーを、これらが前記所定の相対的な向きおよび位置を取るように、動かすよう構成された補助装置をさらに備え、補助装置は前記制御ユニットを備える、請求項１４または１５に記載の安全システム。