KR20110124313A - 문서를 위조로부터 보안하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문서를 보안하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 제 1 마킹 수단을 이용하여 문서의 제 1 표면 상에 제 1 마크를 형성하는 제 1 단계와, 제 2 마킹 수단을 이용하여 상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향에, 제 2 마크를 형성하는 제 2 단계를 포함하며, 두 마크는 중첩(superimpose)되고, 상기 두 마크 중 하나 이상의 마크의 복제본은, 마크를 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때 지정 값보다 큰, 점(dot) 단위로 측정된 에러율을 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

문서를 위조로부터 보안하기 위한 방법{METHOD AND DEVICE FOR SECURING DOCUMENTS AGAINST FORGERY}

본 발명은 문서를 위조로부터 보안하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가령, 종이, 플라스틱, 섬유, 또는 유리로 만들어진 적어도 부분적으로 투명하며 평평한 모든 문서 또는 제품에 적용된다.

본 발명은 복제(copying)에 반응하는 코드를 이미지, 기판, 및 지폐의 워터마크로 삽입하는 방법과 이들 코드로부터 데이터를 판독 및 추출하는 방법을 제안한다.

고가치 문서, 지폐 및 티켓(가령, 승차권)의 예를 들어보면, 위조자는 모조하기 위해 고도의 첨단 기술 수단을 이용한다고 알려져 있다. 미세글자(microwriting)를 포함하는 금속성 와이어를 포함하는 것, 워터마크 또는 홀로그램을 추가하는 것, 또는 문서에 섬유(fiber)를 삽입하는 것 등의 새로운 보안 수단이 적용될 때마다, 위조자는 추가적인 특징들을 모방하거나 재현하는 수단으로 응수한다. 덧붙여, 이들 문서의 진실성(authenticity)을 체크하는 수단은, 그 복잡성과 비용 때문에, 그리고 배포로 인해 발생될 수 있는 보안 위험 때문에, 배포될 수 없다. 실제로, 체크 수단을 획득함으로써, 위조자는 작동법을 습득하고, 진품 문서와 위조 문서를 더 유사하게 만들 수 있을 것이다.

고가치 문서를 보안하고, 원본 고가치 문서를 복제품들과 구별하기 위해 사용되는 수단들 중에, 가장 잘 알려져 있고, 오래된 수단 중 하나는 종이에 워터마크를 삽입하는 것이다. 종이의 제조 과정 중에 워터마크가 생성되어 즉시 종이의 일부를 형성한다. 따라서 이러한 워터마크는 종이의 마모로 인해 지워지거나 손상될 수 없어서, 특히, 심각한 마모를 견뎌야 하는 지폐를 위한 바람직한 보호 수단이 될 수 있다.

워터마크를 제작하는 몇 가지 방법이 존재한다. 예를 들어, 소규모 제작에서, 섬유의 양을 국소적으로 감소시킴으로써 시트가 형성될 때 워터마크 효과가 생성된다. 이를 위해, 원하는 모양을 갖는 단순한 철 또는 황동 와이어가 종이 펄프를 수용하는 프레임에 부착된다. 실린더 몰드 워터마크 기법이, 지폐, 여권, 및 그 밖의 다른 고가치 문서에 대해 가장 일반적으로 사용되는 기법이다. 이러한 유형의 워터마크는, 그레이-스케일 이미지(grey-scale image)에 대응하는 톤의 심도(tonal depth)를 포함하고, 실린더 표면 상의 돌출 표면이 종이 펄프를 압축함으로써, 생성된다.

이론적으로, 워터마크는 1차 보호 수단이다. 즉, 문서 소유자가 순수하게 감각적인 방식으로 진실성(authenticity)을 판단할 수 있도록 한다. 일반적으로, 문서를 눈과 광원 사이에 배치시키며, 이미지의 투명도가 종이 섬유의 두께 또는 밀도에 따라 나타난다.

불행하게도, 워터마크를 제작하는 기법뿐 아니라, 워터마크를 모방하는 기법도 점점 접근 가능해지고 있다. 예를 들어, US 특허 7,286,682호에, 문서의 양면의 인쇄를 동기화시키고, 래스터 점(raster dot)의 위상을 문서의 양면 간에 국소적으로 변화시킴으로써, 워터마크-유사 효과를 모방하는 기법이 기재되어 있다. 광원 앞에서 문서를 바라보면, 밝은 영역이 래스터 점들이 중첩되는 위치에 대응하고, 어두운 영역이 래스터 점들이 오프셋된 위치에 대응하는 이미지가 나타난다. 이 기법에 의해, 워터마크-유사 효과가 저비용으로 소량의 문서를 위해 사용될 수 있으며(심지어 생산되는 이미지가 매 인쇄마다 달라질 수 있다), 이는 보안 문서의 제작을 위해 바람직하게 보이지만, 워터마크를 모방하는 저비용 방법을 갖는 위조자에게도 이로울 수 있다. 실제로, 이미지가 종래의 워터마크에 의해 생성되거나, 위상의 국소적 변동을 포함하는 동기화된 인쇄에 의해 생성되거나, 또는 이 효과를 모방하는 다른 방법에 의해, 생성되는지에 관계없이, 대부분의 보안 문서 소유자는 투과광에 의해 생성되는 이미지들의 차이를 구별할 수 없을 것이다.

워터마크를 생성하거나 모방하는 기법이 광범위하게 사용됨으로써, 워터마크의 보안성이 낮아진다. 워터마크를 갖는 문서의 보안성을 높이기 위해, 종이의 섬유의 국소적 밀도나 두께를 변조시킴으로써, 기계-판독형 정보(machine-readable information)를 워터마크에 삽입하는 여러 가지 방법이 제안된 바 있다.

본 발명의 목적은 이러한 단점들을 극복하는 것이다.

이러한 목적으로, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 본 발명은 문서를 보안하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은

제 1 마킹 수단을 이용하여 문서의 제 1 표면 상에 제 1 마크를 형성하는 제 1 단계와,

제 2 마킹 수단을 이용하여 상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향에, 제 2 마크를 형성하는 제 2 단계

를 포함하며,

두 마크는 중첩(superimpose)되고,

상기 두 마크 중 하나 이상의 마크의 복제본은, 마크를 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때 지정 값보다 큰, 점(dot) 단위로 측정된 에러율을 나타낸다.

제 2 양태에 따라, 본 발명은 문서를 보안하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은

제 1 마킹 수단을 이용하여, 상기 문서의 제 1 표면 상에, 점으로 구성된 제 1 매트릭스로 나타나는 제 1 마크를 형성하는 제 1 단계와,

제 2 마킹 수단을 이용하여, 상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향에, 점으로 구성된 제 2 매트릭스로 나타나는 제 2 마크를 형성하는 제 2 단계

를 포함하며,

두 마크는 중첩(superimpose)되고,

상기 두 마크 중 적어도 하나는, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타낸다.

이들 각각의 양태에 따라, 중첩된 마크의 역광 이미지에서 에러율이, 마킹에 의해 발생되는 비예측성 에러율을 갖는 2개의 마크의 특징을 결합한다. 이러한 방식으로 문서의 각각의 마킹의 복제본을 검출할 수 있는 능력이 증가된다.

구체적 특징에 따르면, 상기 방법은

마킹 수단에 의해 사용되는 마킹 매개변수 값에 따라, 하나 이상의 마크의, 컬러링되거나 되지 않은 영역이 다른 컬러로 컬러링되거나 되지 않은 영역과 혼동될 에러 확률을 추정하는 단계와,

2개의 지정 값들 사이에 포함되는 확률에 대응하는 매개변수 값을 선택하는 단계

를 포함한다.

구체적 특징에 따라, 상기 지정 값들은 22%의 값 양 옆의 값이다.

이러한 특징에 의해, 상기 마크들 중 적어도 하나의 복제 방지 기능이 개선, 심지어 최적화된다.

구체적 특징에 따르면, 마크들 중 적어도 하나는, 리던던시(redundancy)를 이용한 코딩 방식으로, 문서의 식별자를 내포한다.

이러한 마크에 의해, 문서를 식별하는 코드를 판독함으로써 문서가 빨리 식별될 수 있다.

구체적 특징에 따라, 마크들은 서로 보색을 가진다. 이러한 특징 덕분에, 투과되어 보이는 원본이 흑색 영역을 포함하는 반면에, 마크가 잘 중첩되지 않은 복제본은 컬러링된 영역을 나타낼 것이다.

구체적 특징에 따라, 마크들 중 적어도 하나는 해칭된 셀(hatched cell)을 포함한다. 따라서 해칭이 셀에 대한 더 높은 분해능을 제공하고, 더 낮은 분해능으로도 정보가 포함될 수 있으며, 이로 인해, 해칭이 아닌, 셀만 판독할 필요가 있기 때문에 더 저렴한 판독기를 이용한 판독이 가능해진다.

구체적 특징에 따라, 두 마크 모두에서 마킹되지 않은 부분을 제공하며 코딩된 메시지를 나타내는 요소는 제외하고, 마크들 중 하나의 각각의 컬러링된 요소가, 마크들 중 다른 하나의 마킹되지 않은 부분에 중첩된다.

이러한 방식으로, 가령, 마킹이 없는 곳의 위치에 의해, 메시지 또는 식별자가 인코딩될 수 있다.

구체적 특징에 따르면, 마크들은 사각형 영역의 매트릭스로 형성되며, 마크들 중 하나(340)는, 투과되어 보일 때, 다른 마크(335)의 컬러링되지 않은 영역의 중앙에 중첩되는 컬러링된 영역으로 형성된다.

복제본에서, 컬러링된 영역의 중앙으로부터의 이격(offset)에 의해, 이 복제본이 검출될 수 있다.

제 3 양태에 따라, 본 발명은 문서를 보안하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는

문서의 제 1 표면 상에 제 1 마크를 마킹하기 위한 제 1 마킹 수단과,

상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향으로 제 2 마크를 마킹하기 위한 제 2 마킹 수단

을 포함하며,

두 마크가 서로 중첩되도록 마킹 수단들이 설계되며,

상기 마킹 수단들 중 적어도 하나는, 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 지정 값보다 큰, 점(dot) 단위로 측정된 에러율을 나타내는 복제본을 갖는 마크를 형성하도록 설계된다.

제 4 양태에 따라, 본 발명은 문서를 보안하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는

문서의 제 1 표면 상에, 점으로 구성된 제 1 매트릭스로 나타나는 제 1 마크를 마킹하기 위한 제 1 마킹 수단과,

상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향으로, 점으로 구성된 제 2 매트릭스로 나타나는 제 2 마크를 마킹하기 위한 제 2 마킹 수단

을 포함하며,

두 마크가 서로 중첩되도록 마킹 수단들이 설계되며,

상기 마킹 수단들 중 적어도 하나는, 상기 두 마크 중 적어도 하나가, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타내도록 설계된다.

제 5 양태에 따라, 본 발명은 컴퓨터 시스템으로 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램을 제공하며, 상기 컴퓨터 프로그램은 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 구현하는 명령들을 포함한다.

제 6 양태에 따라, 본 발명은, 컴퓨터 또는 마이크로프로세서에 의해 판독될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램의 명령들을 포함하고 있는 이동식의, 또는 비이동식의 데이터 운반 매체를 포함하며, 상기 명령들은 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 구현한다.

제 7 양태에 따라, 본 발명은 문서를 제공하며, 상기 문서는

자신의 제 1 표면 상에 위치하는 제 1 마크와,

자신의 제 2 표면 상에, 또는 자신의 깊이 방향에 위치하며, 상기 제 1 마크와 중첩되어 위치하는 제 2 마크

를 포함하고,

마크들 중 적어도 하나의 마크의 복제본은, 동일한 분해능을 갖는 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 점 단위로 측정된, 지정 값보다 큰 에러율을 나타낸다.

제 8 양태에 따라, 본 발명은 문서를 제공하며, 상기 문서는

자신의 제 1 표면 상에 위치하는 제 1 마크와,

자신의 제 2 표면 상에, 또는 자신의 깊이 방향에 위치하며, 상기 제 1 마크와 중첩되어 위치하는 제 2 마크

를 포함하고,

마크들 중 적어도 하나는, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 예측될 수 없는 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타낸다.

구체적 특징으로서, 본 발명의 제 2 양태에 따르는 방법의 이점과 목적, 제 3 양태 및 제 4 양태에 따르는 장치의 이점과 목적, 컴퓨터 프로그램, 운반 매체 및 문서의 이점과 목적이, 앞서 간략히 기재된 본 발명의 제 1 양태에 따르는 보안 방법의 이점과 목적과 유사하며, 다시 반복하여 기재하지는 않겠다.

도 1은 제 1 문서를 통과하여 보이는 제 1 문서의 제 1 표면 상의 인쇄 부분을 확대한 개략도이다.
도 2는 투과되어 보이는 도 1에 도시된 제 1 문서의 워터마크를 확대한 개략도이다.
도 3은 직접 본, 도 1 및 2에 도시된 제 1 문서의 제 2 표면 상의 인쇄 부분을 확대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 역광 조명에 의해, 투과되어 보이는, 중첩된 도 1 및 3의 인쇄 부분과 도 2의 워터마크를 확대한 개략도이다.
도 5는 문서를 통과하여 보이는, 제 2 문서의 제 1 표면 상의 인쇄 부분을 확대한 개략도이다.
도 6은 투과되어 보이는 도 5에 도시된 제 2 문서의 워터마크를 확대한 개략도이다.
도 7은 직접 본, 도 5와 6에 나타난 제 2 문서의 제 2 표면 상의 인쇄 부분을 확대한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 역광 조명에 의해 투과되어 보이는, 중첩된 도 5 및 7의 인쇄 부분과 도 6의 워터마크를 확대한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따라, 제 3 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 10은 제 4 실시예에 따라, 제 4 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 11은 제 5 실시예에 따라, 제 5 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 12 및 13은 제 6 실시예에 따라, 제 6 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 14 및 15는 제 7 실시예에 따라, 제 7 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 16 및 17은 제 8 실시예에 따라, 제 8 문서의 두 표면을 부분적으로 나타낸다.
도 18은 워터마크를 나타낸다.
도 19 내지 21은 제 9 실시예 내지 제 11 실시예에 따라, 도 18의 워터마크의 변경을 개략적으로 나타낸다.

본원 전체에서, 백색 배경에서 인쇄 부분 및 워터마크가 흑색인 것으로 나타난다. 그러나 워터마크는 항상 낮은 콘트라스트 수준을 제공하며, 인쇄 부분은 백색 배경에서 회색이거나 또 다른 색상의 배경에서 컬러일 수 있다.

도 1은 예를 들어 역광-조명에 의해 제 1 문서를 통해, 투과되어 보이는 제 1 표면 상의 인쇄 부분을 도시하며, 상기 인쇄 부분은 수평 직선 선분(105)과 수직 직선 선분(110)을 포함한다.

도 2는 예를 들어 역광-조명에 의해 상기 제 1 문서를 통해 투과되어, 보이는 워터마크(115)를 도시하며, 상기 워터마크(115)의 복제본은, 자신을 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 마킹 수단에 의해 만들어질 때 점 단위로 측정된, 지정 값(가령, 30%) 보다 큰 에러율을 나타낸다.

상기 워터마크(115)는, 마킹 수단의 순간적인(ad hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값(가령, 20%)보다 큰 순간 에러율을 제공하는 것이 바람직하다.

도 3은, 제 1 문서를 직접 볼 때의 제 2 표면 상의 인쇄 부분을 도시하며, 상기 인쇄 부분은 수평 직선 선분(125)과 수직 직선 선분(120)을 포함한다.

도 4는 예를 들어 역광 조명에 의해 투과되어 나타나는 두 가지 인쇄 부분(105, 110, 120 및 125)을 도시하며, 상기 두 가지 인쇄 부분은 사각형의 2개의 모서리를 형성하며, 이 사각형은, 워터마크(115) 내에서, 종래 기술에 따라 메시지가 인코딩되는 관심 영역의 경계를 정한다. 상기 사각형 밖의 워터마크(15) 부분은 선분(105, 110, 120 및 125)을 포함하는 선에 의해 경계가 정해지는 것이 바람직하며, 두 번째 메시지를 포함한다. 각각의 메시지는 제 1 문서의 식별자, 가령, 일련 번호, 문서의 모델형, 제조 장소 및 제조일을 나타낸다.

잘 알겠지만, 위조자, 즉 두 표면의 인쇄 부분과 워터마크를 올바르게 정렬할 수 없는 지폐 위조자는, 문서를 식별하거나 인증하기 위해 사용될 인식될 수 있는 메시지를 포함하고 있는 문서를 제작할 수 없을 것이다.

도 5는 예를 들어 역광 조명에 의해 제 2 문서를 통해 투과되어, 보이는 제 1 표면 상의 인쇄 부분을 도시하는데, 상기 인쇄 부분은 수평 직선 선분(205)과 수직 직선 선분(210)을 포함한다.

도 6은 예를 들어 역광 조명에 의해 제 2 문서를 통해 투과되어, 보이는 워터마크(215)를 도시하며, 상기 워터마크(215)의 복제본은, 자신(215)을 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 점(dot) 단위로 측정되는, 지정 값(가령, 30%) 이상의 에러율을 나타낸다.

워터마크(215)는, 워터마크(215)의 마킹 수단의 순간적인 비예측성 물리적 현상의 결과로, 지정 값(가령, 20%)보다 큰 순간 에러율을 나타낸다.

도 7은, 제 2 문서를 직접 볼 때의 제 2 표면 상의 인쇄 부분을 도시하며, 상기 인쇄 부분은 수평 직선 선분(225)과 수직 직선 선분(220)을 포함한다.

도 8은 예를 들어 역광 조명에 의해 투과되어, 보이는 2개의 인쇄 부분(205, 210, 220 및 225)이 사각형의 2개의 모서리를 형성함을 나타내며, 이 사각형은, 워터마크(215) 내에서, 종래의 기법에 따라 메시지가 인코딩되는 관심 영역의 경계를 형성한다. 선분(205, 210, 220 및 225)을 포함하는 선에 의해 경계 지어지는 사각형 밖에 있는 워터마크(215) 부분은 제 2 메시지를 포함한다. 각각의 관심 메시지는 제 1 문서의 식별자, 가령, 일련번호와, 가능하다면, 모델형, 제조 장소 및 제조 일자를 나타낸다.

잘 알고 있다시피, 위조자, 즉, 두 표면의 인쇄 부분과 워터마크를 올바르게 정렬할 수 없는 지폐 위조자는, 문서를 식별하거나 인증하기 위해 사용될 인식될 수 있는 메시지를 포함하고 있는 문서를 제작할 수 없을 것이다.

도 4와 도 8을 비교하면, 도 4에서는 2개의 인쇄 부분(105, 110, 120 및 125)은, 자신이 경계 짓는 사각형의 일부분을 형성하며, 반면에 도 8에서는 2개의 인쇄 부분(205, 210, 220 및 225)이, 자신이 경계 짓는 사각형 밖에, 적어도 일부분 존재한다. 따라서 도 5 내지 8에서 나타난 제 2 문서를 위조하는 것이 도 1 내지 4에 나타난 제 1 문서를 위조하는 것보다 훨씬 더 어렵다.

도 9는 제 3 문서의 2개의 표면 상에 형성되는 2개의 인쇄 부분을 도시하는데, 상기 인쇄 부분들 중 하나는 투과되어 보인다. 인쇄 부분(305)은 인쇄 부분(310)의 음화(negative)이다. 각각의 인쇄 부분(305 및 310)은, 자신을 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용하여 만들어질 때, 점(dot) 단위로 측정된, 지정 값(가령, 25%) 보다 큰 에러율을 나타내는 복제본을 갖는 마크이다.

이들 인쇄 부분(305 및 310) 각각은, 자신의 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값(가령, 15%) 보다 큰 순간 에러율을 나타낸다.

인쇄 부분(305 및 310) 중 적어도 하나는, 리던던시(바람직하게는, 에러 보정 코드, 즉 “CRC(cyclic redundancy check)" )를 이용하는 코딩 방식 방식으로, 제 3 문서의 식별자를 포함한다.

따라서 위조자는 이러한 인쇄 부분(305 및 310)을 재현할 수 없을 것이다. 덧붙여, 이들 인쇄 부분(305 및 310)이 충분한 품질을 갖고 재현되더라도, 이들 인쇄 부분이 중첩(superimposition)되지 않기 때문에, 투명성으로 인해, 흑색 배경 상에 밝은 영역이 나타나게 될 것이다. 따라서 제 3 문서의 위조를 검출하는 것이 특히 쉽다.

일 변형예에서, 투과되어, 두 인쇄 부분 중 하나의 인쇄 부분이 보일 때, 즉, 상기 하나의 인쇄 부분의 각각의 요소가 다른 인쇄 부분의 요소 상에 중첩될 때, 상기 두 인쇄 부분들은 동형이지만, 서로 보색을 가진다. 이 경우, 투과되어 보일 때, 원본은 백색 배경 상의 흑색 점들로 형성된 것처럼 보이는 반면에, 복제본은 컬러링된 영역을 보여줄 것이다.

도 11은 복제 방지 마크(325 및 330) 중 적어도 하나의 셀 요소들이 회색이거나 해칭(hatching)된 일 변형예를 도시한다.

도 10은 제 4 문서의 두 표면들 상에 형성된 2개의 인쇄 부분을 도시하며, 상기 2개의 인쇄 부분 중 하나는 투과되어 보인다. 인쇄 부분(315)은, 점(322)을 제외하고, 인쇄 부분(320)의 음화인데, 여기서 점(322)은 두 인쇄 부분 모두에서 투명하게 유지되고, 코딩 방식으로 제 4 문서의 식별자를 나타낸다. 이러한 방식으로, 두 마크의 마킹이 없는 곳에서 나타나며 코딩된 메시지를 나타내는 요소(가령, 마크(315 및 320) 내 위치)를 제외하고, 하나의 마크의 각각의 요소는, 다른 마크의 마킹이 없는 곳에 중첩된다.

인쇄 부분(315 및 320) 각각은, 자신을 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 점 단위로 측정된, 지정 값(가령, 25%) 보다 큰 에러율을 나타내는 복제본을 갖는 마크이다.

이들 인쇄 부분(315 및 320) 각각은, 자신의 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값(가령, 15%)보다 큰 순간 에러율을 제공한다.

인쇄 부분(315 및 320) 중 적어도 하나는, 러던던시(가령, CRC(cyclic redundancy check))를 포함하는 방식으로 코딩된 제 4 문서의 식별자를 내포한다.

따라서 위조자는 인쇄 부분(315 및 320) 중 어느 하나도 재현할 수 없을 것이다. 덧붙여, 이들 인쇄 부분이 충분한 품질을 갖고 재현되더라도, 이들 인새 부분이 중첩(superimposition)되지 않기 때문에, 투명성에 의해, 두 인쇄 부분 모두가 공유하는 투명 영역이 내포하고 있는 메시지가 나타나지 않으며, 밝은 영역이 흑색 배경에 나타나게 될 것이다. 따라서 제 4 문서의 위조를 검출하는 것이 매우 쉽다.

도 12 및 13은, 투과되어 인쇄 부분들 중 하나(340)가 보일 때, 다른 인쇄 부분(335)의 밝은 영역의 중심에 중첩되어 있는 어두운 점으로 형성된 경우를 도시한다. 더 일반적으로, 본 발명의 실시예에서, 마크는 사각 영역의 행렬로 형성되며, 하나의 마크는, 투과되어 보일 때, 다른 마크의 비-컬러 영역의 중앙에 중첩된 컬러 영역으로 형성된다.

도 14 및 15는, 인쇄 부분(345 및 350) 중 하나가, 투과되어 보일 때, 인쇄 부분(345 및 350) 중 다른 하나의 밝은 영역 상에 중첩되는 어두운 영역으로 형성되는 경우를 도시한다.

도 16 및 17은, 하나의 인쇄 부분(360)이 투과되어 보일 때, 다른 인쇄 부분(355)의 나란히 놓인 밝은 영역의 중앙들 사이에 형성되는 직선 상에 중첩되는 어두운 라인으로 형성된 경우를 도시한다.

도 12 내지 17에 도시된 인쇄 부분 각각은, 자신을 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 점 단위로 측정된, 지정 값(가령, 25%) 보다 큰 에러율을 나타내는 복제본을 갖는 마크이다. 이들 인쇄 부분 각각은, 자신들의 마킹 수단의 순간적인(ad hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값(가령, 15%) 보다 큰 순간 에러율을 나타낸다. 인쇄 부분들 중 적어도 하나는 디지털 인증 코드(digital authenticating code)이다.

디지털 인증 코드(이하, "DAC")는 디지털 이미지이며, 예컨대, 인쇄, 또는 매체의 국소 변형에 의해 매체에 마킹되면, 마킹된 이미지가 복제되는 경우 자신의 특성 중 일부(일반적으로, 캡처된 이미지에서 자동으로 측정 가능한 특성)가 수정되도록 설계된 디지털 이미지이다. 디지털 인증 코드는, 복제 단계 동안 복제에 반응하는 하나 이상의 신호의 저하를 기반으로 하며, 상기 신호는, 복제에 반응하는 측정 가능한 특성을 갖는 이미지 요소에 의해 내포된다. 또한 특정 유형의 디지털 인증 코드는 정보의 아이템을 내포할 수 있으며, 상기 정보의 아이템은, 자신을 내포하는 문서가 식별되거나 추적될 수 있도록 한다.

이하에서 기재될 것을 포함하여 몇 가지 유형의 디지털 인증 코드가 존재한다.

복제 검출 패턴(copy detection pattern)(이하, "CDP")은, 일반적으로 의사 랜덤(pseudo-random) 속성을 갖는 밀집 이미지(dense image)이다. 상기 복제 검출 패턴의 판독 원리는, 예를 들어, 이미지 센서에 의해, 원본의 복제 검출 패턴과 캡처된 복제 검출 패턴 간의 유사성(또는 비유사성) 지수를 측정하기 위한 이미지 비교를 기반으로 하며, 이러한 캡처된 이미지가 복제본인 경우, 원본인 경우보다 더 낮은 유사성 지수를 가질 것이다.

2차원 바코드와 유사하게, 보안 정보 매트릭스(secured information matrix)(이하, "SIM")는 많은 양의 정보를 강건한(rubust) 방식으로 포함하도록 설계된 이미지이다. 그러나 2차원 바코드와 달리, 보안 정보 매트릭스는 복제에 민감하다. 판독 중에, 매트릭스로부터 추출된 코딩된 메시지에 대해 에러율이 측정되는데, 이때, 원본보다 복제본의 에러율이 더 높으며, 이로 인해서, 복제본이 원본과 구별될 수 있다.

특별한 방식, 예를 들어, 보이지 않는 잉크(invisible ink)를 이용해 마킹된 것이 아니라면, 복제 검출 패턴 및 보안 정보 매트릭스는 눈에 보인다. 덧붙여, 비용이나 제조 상의 제약으로 인해, 복제 검출 패턴과 보안 정보 매트릭스를 안보이는 방식으로 마킹하는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 복제 방지 마크가 눈에 보이는 것이 심미적 관점에서 바람직하지 않을 수 있으며, 특정 경우, 위조자에게 복제 방지 마크의 존재가 알려지기 때문에 보안의 관점에서도 바람직하지 않을 수 있다.

또한 자연스럽게 눈에 보이지 않거나, 적어도 보기 어려운 디지털 인증 코드가 존재한다.

예를 들면, 인쇄된 이미지와 통합되는 (“워터마크”라는 명칭으로 알려진) 일부 디지털 마크는, 인쇄된 이미지가 재현될 때, 예컨대, 복사(photocopy)될 때 손상되도록 설계된다. 디지털 워터마크의 손상 정도(손상 정도는 복제본에서보다 원본에서 더 낮음)를 측정함으로써, 복제본을 검출하는 것이 가능해진다.

복제에 대한 서로 다른 감도를 갖는 몇 개의 워터마크를 조합함으로써, 각각의 에너지 레벨을 비교하여, 복제본들을 검출하는 것이 가능하다. 그러나 디지털 워터마크를, 문서 제작 과정에 통합시키는 것이 더 복잡해지는데, 이는 용도를 제한한다. 실제로, 복제 검출 패턴과 보안 정보 매트릭스와 달리, 디지털 워터마크는 이미지에 단순히 “추가”될 수 없으며, 실제로 디지털 워터마크는 추가될 메시지와 원본 이미지의 복합적 함수이며, 디지털 워터마크의 에너지는 원본 이미지의 마스킹 속성에 따라 국소적으로 조정된다.

디지털 워커마크를 문서나 제품에 통합시키는 과정은, 소스 이미지를, 디지털 워터마크를 통합하는 마킹/인쇄 중앙 처리 유닛으로 보내고, 마킹된 이미지를 다시 반환하는 과정을 수반한다. 큰 파일 크기 및 관련 이미지 보안 문제 때문에, 이러한 절차는 매우 비실용적이다. 이와 달리, 복제 검출 패턴 또는 보안 정보 매트릭스를 이용한 마킹/인쇄를 위해서, 소스 이미지가 마킹/인쇄 중앙 처이 유닛으로 전송될 필요가 없으며, 반대로, 문서나 제품에 부착될 이미지 파일의 소유자에게 전송되는 것은, 일반적으로 작은 크기(예를 들어, 수 킬로바이트)의 복제 검출 패턴 또는 보안 정보 매트릭스의 이미지이다.

덧붙여, 디지털 워터마크의 판독을 안정화시키는 것이 매우 어렵고, 이로 인해, 원본 문서로부터 복제 문서를 판단하는 것이 매우 무작위적이 된다. 실제로, 복제 검출 패턴 및 보안 정보 매트릭스를 이용한 경우보다 디지털 워터마크를 이용한 경우에서 오류의 위험이 훨씬 더 높은 것이 일반적이다.

비대칭 변조 공간 마킹(asymmetric modulation spatial making)(이하, "AMSM")방법(가령, WO 2006 087351 및 CH 694 233에 기재된 방법)도 있다. 디지털 워터마크처럼, AMSM에 의해 문서는 안보이게, 적어도 두드러지지 않게 마킹될 수 있다. AMSM은 일반적으로 점으로 구성된 패턴이며, 추가 레이어로서, 마킹될 문서에 추가된다. 예를 들어, 오프셋 인쇄 프로세스의 경우, AMSM만 내포하고 있는 추가 판이 문서 위에 가쇄된다. 이러한 방식으로, AMSM은 디지털 워터마크보다 더 쉽게, 문서 제작 공정에 통합되며, 마킹/인쇄 중앙 처리 유닛에게 소스 이미지가 필요하지 않다.

본 발명의 목적은, 극도로 복제하기 어려운, 또는 심지어 복제하기 불가능한 워터마크를 제작하는 것을 가능하게 하는 방법을 제시하는 것이다. 특히, 워터마크의 형태로 된 DAC를 문서로 통합시키고, 이들 DAC를 판독하기 위한 방법이 기재된다.

구체적인 실시예가 이하에서 기재된다.

워터마크의 시작부분에서, 회색의 그림자 또는 2진 값으로 된 상징적인 이미지가 수신된다. 이 이미지는 이미지 처리 소프트웨어와 함께 사용되도록 디지털화되었다고 가정한다. 설명을 위해, 2진 값으로 된 워터마크(405)가 도 18에 도시되어 있다. 몇 가지 가능한 방식으로, DAC가 상징적 이미지와 연계되는데, 한정되지 않는 예를 들면:

- 도 19에 도시된 바와 같이, DAC가 “밀집” SIM이거나, CDP(410)가, 이미지에 통합되지 않으면서 이미지에 따로 따로 삽입된다.

- 도 20에 도시된 바와 같이, DAC는 “디지털 워터마크”이거나, AMSM(415)이 이미지 내에 통합된다.

- DAC는 그리 밀집하지 않은 SIM(420)이며, 코딩된 영역의 값을, 도 21에 도시된 바와 같이, 크기의 레벨로 변조시키거나 그 밖의 다른 심도 레벨로 변조시킴으로써, 상징적 이미지로 통합된다.

PCT FR 2007/001246에 기재된 바와 같이, 종이에 통합되는 워터마크를 판독함에 있어, 특정 한계 내의 특정 에러율을 얻는 것이 목적이다. 이러한 에러율의 판독은 “완벽”판독이라고 가정되며, 예를 들어 투광을 이용한 워터마크의 경우에서 판독에 대해 획득되는 에러율보다 낮은 것이 일반적이다.

실제로, 위조자가, 예컨대 전자 현미경을 이용해 종이의 워터마크, 두께 및/또는 밀도를 정확히 측정할 수 있다는 경우도 고려해야 한다. 이 경우, 내재적으로 복제에 반응하는 코드가 사용된다. 즉, 복제본을 제작하는 중에 코드의 값의 저하가 자동으로, 그리고 자연적으로 발생한다는 것이다.

저하라고 판단되는 코드의 가능한 값을 결정하기 위해, 우선, 상징적 이미지를 이용하거나 이용하지 않는 테스트 워터마크가 생성되고, 상기 테스트 워터마크에 복수의 존(zone)이 포함되며, 각각의 존은 지정된 크기 및/또는 지정된 심도(depth)를 가진다. 이러한 워터마크를 이용해 특정 수량의 종이가 제조되며, 그 후, 지정 영역 각각에 대해 종이 섬유의 두께 또는 밀도의 평균과 변산도가 측정된다. 투과되어 조명되는 영역의 그레이-스케일(grey-scale)을 측정하는 것이 더 쉬울 수 있는데, 상기 그레이-스케일은 종이 섬유의 두께나 밀도가 감소할수록 더 높을 것이다(영역은 더 밝아진다).

영역 크기 또는 심도의 두 가지 가능한 값의 경우를 고려한다. 그 후, 지정 크기 및 심도를 갖는 영역이 지정 크기 및/또는 심도를 갖는 다른 영역과 혼동될 에러 확률이 추정된다. 혼동의 확률을 제공하는 값들의 쌍은, 이들 모두 지정 한계(가령, 5 내지 40%, 또는 바람직하게는 10 내지 35%, 더 바람직하게는 15 내지 30%) 내에 있는 것으로서, 약 22%의 최적치에 가깝도록 유지된다.

따라서, 마킹 수단에 의해 사용되는 마킹 매개변수 값에 따라, 적어도 하나의 마크의 (컬러링되거나 아닌) 한 영역이 다른 컬러로 컬러링되거나 아닌 영역과 혼동될 에러 확률을 추정하기 위한 단계가 수행되고, 2개의 지정 값들(가령, 22%의 값 양 옆의 값들) 사이에 포함되는 확률에 대응하는 각각의 매개변수에 대한 값을 선택하는 단계가 수행된다.

DAC에 특화된 방법에 따라, DAC가 상징적 이미지로 통합된다(앞서 기재된 바를 참조). 예를 들어, 위치들의 집합이 키(key)에 의해 지정된 경우, 국소적으로 할당하기를 원하는 값에 대응하여 돌출된 영역의 심도 및/또는 표면의 위치는 가변적이다. 2진 방식으로 변조되는 신호를 위해, 표면의 두 가지 가능한 값이 미리 결정된다.

디지털화된 이미지로부터 DAC에 대해 수행된 바와 같이, 검출이 수행된다. 그러나 디지털화가 워터마크 캡처에 적합화된 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 투과 스캔 모드(transparency scan mode)에서 평판 스캐너가 사용될 수 있다. 이미지를 반전시키는 것이 필요할 수 있다. 전자 현미경 등의 도구를 이용하여 표면의 더 정확한 측정이 이뤄질 수 있다.

변형예로서 다음이 있다:

- 앞서 설명된 방법은 다중-레벨 신호, 심지어 연속 신호로도 확장된다.

- DAC가 특허 US 7,286,682에 기재된 듀플렉스 인쇄 방법에 의해 생성된다. 이러한 경우, 국소 위상 변동이, 인쇄 부분을 위치시킬 때 자연적인 변동의 수준 내로 변조된다. 예를 들어, 이러한 변동이 100마이크론 이상, 또는 이하인 경우, 이 크기의 워터마크 시뮬레이션이 생성되어, 워터마크의 자연적인 저하가 얻어질 수 있다.

- DAC가, 다른 저하율(degradation rate)을 갖도록, 예를 들어, 셀 크기를 변화시킴으로써, 생성된다. 그 후, 저하율의 비가 DAC의 속성(원본인지, 복제본인지의 여부)의 표시자를 제공한다. 따라서 낙후나 마모의 경우에 더 강건한 표시자가 획득된다.

- 워터마크에서 DAC의 위치를 찾기 위해 인쇄 기준(printed reference)이 사용되어, 위치 설정(positioning)이 더 정확해 진다.

Claims (20)

1. 문서를 보안하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
   제 1 마킹 수단을 이용하여 문서의 제 1 표면 상에 제 1 마크를 형성하는 제 1 단계와,
   제 2 마킹 수단을 이용하여 상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향에, 제 2 마크를 형성하는 제 2 단계
   를 포함하며,
   두 마크는 중첩(superimpose)되고,
   상기 두 마크 중 하나 이상의 마크의 복제본은, 마크를 형성할 때 사용된 것과 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때 지정 값보다 큰, 점(dot) 단위로 측정된 에러율을 나타내는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
2. 문서를 보안하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
   제 1 마킹 수단을 이용하여, 상기 문서의 제 1 표면 상에, 점으로 구성된 제 1 매트릭스로 나타나는 제 1 마크를 형성하는 제 1 단계와,
   제 2 마킹 수단을 이용하여, 상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향에, 점으로 구성된 제 2 매트릭스로 나타나는 제 2 마크를 형성하는 제 2 단계
   를 포함하며,
   두 마크는 중첩(superimpose)되고,
   상기 두 마크 중 적어도 하나는, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타내는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방법은
   마킹 수단에 의해 사용되는 마킹 매개변수 값에 따라, 하나 이상의 마크의, 컬러링되거나 되지 않은 영역이 다른 컬러로 컬러링되거나 되지 않은 영역과 혼동될 에러 확률을 추정하는 단계와,
   2개의 지정 값들 사이에 포함되는 확률에 대응하는 매개변수 값을 선택하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 지정 값들은 22%의 값 양 옆의 값인 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크(305, 310) 중 적어도 하나는, 리던던시(redundancy)를 이용한 코딩 방식으로, 문서의 식별자를 내포하는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크들은 서로 보색을 갖는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크(325, 330) 중 적어도 하나는 해칭된 셀(hatched cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 마크 모두에서 마킹되지 않은 부분을 제공하며 코딩된 메시지를 나타내는 요소는 제외하고, 마크들 중 하나의 각각의 컬러링된 요소가, 마크들 중 다른 하나의 마킹되지 않은 부분에 중첩되는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크들은 사각형 영역의 매트릭스로 형성되며, 마크들 중 하나(340)는, 투과되어 보일 때, 다른 마크(335)의 컬러링되지 않은 영역의 중앙에 중첩되는 컬러링된 영역으로 형성되는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 방법.
10. 문서를 보안하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
    문서의 제 1 표면 상에 제 1 마크를 마킹하기 위한 제 1 마킹 수단과,
    상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향으로 제 2 마크를 마킹하기 위한 제 2 마킹 수단
    을 포함하며,
    두 마크가 서로 중첩되도록 마킹 수단들이 설계되며,
    상기 마킹 수단들 중 적어도 하나는, 동일한 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 지정 값보다 큰, 점(dot) 단위로 측정된 에러율을 나타내는 복제본을 갖는 마크를 형성하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 장치.
11. 문서를 보안하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는
    문서의 제 1 표면 상에, 점으로 구성된 제 1 매트릭스로 나타나는 제 1 마크를 마킹하기 위한 제 1 마킹 수단과,
    상기 문서의 제 2 표면 상에, 또는 상기 문서의 깊이 방향으로, 점으로 구성된 제 2 매트릭스로 나타나는 제 2 마크를 마킹하기 위한 제 2 마킹 수단
    을 포함하며,
    두 마크가 서로 중첩되도록 마킹 수단들이 설계되며,
    상기 마킹 수단들 중 적어도 하나는, 상기 두 마크 중 적어도 하나가, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타내도록 설계되는 것을 특징으로 하는 문서를 보안하기 위한 장치.
12. 컴퓨터 시스템으로 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 구현하는 명령들을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
13. 컴퓨터 또는 마이크로프로세서에 의해 판독될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램의 명령들을 포함하고 있는 이동식의, 또는 비이동식의 데이터 운반 매체에 있어서, 상기 명령들은 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 구현하는 것을 특징으로 하는 데이터 운반 매체.
14. 문서에 있어서, 상기 문서는
    자신의 제 1 표면 상에 위치하는 제 1 마크와,
    자신의 제 2 표면 상에, 또는 자신의 깊이 방향에 위치하며, 상기 제 1 마크와 중첩되어 위치하는 제 2 마크
    를 포함하고,
    마크들 중 적어도 하나의 마크의 복제본은, 동일한 분해능을 갖는 마킹 수단을 이용해 만들어질 때, 점 단위로 측정된, 지정 값보다 큰 에러율을 나타내는 것을 특징으로 하는 문서.
15. 문서에 있어서, 상기 문서는
    자신의 제 1 표면 상에 위치하는 제 1 마크와,
    자신의 제 2 표면 상에, 또는 자신의 깊이 방향에 위치하며, 상기 제 1 마크와 중첩되어 위치하는 제 2 마크
    를 포함하고,
    마크들 중 적어도 하나는, 마킹 수단의 순간적인(ad-hoc) 비예측성 물리적 현상의 결과로서, 지정 값보다 큰 순간 에러율을 나타내는 것을 특징으로 하는 문서.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 마크(305, 310) 중 적어도 하나는, 리던던시(redundancy)를 이용한 코딩 방식으로, 문서의 식별자를 내포하는 것을 특징으로 하는 문서.
17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크들은 서로 보색을 갖는 것을 특징으로 하는 문서.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크들(325, 220) 중 적어도 하나는 해칭된 셀(hatched cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 문서.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 마크 모두에서 마킹되지 않은 부분을 제공하며 코딩된 메시지를 나타내는 요소는 제외하고, 마크들 중 하나의 각각의 컬러링된 요소가, 마크들 중 다른 하나의 마킹되지 않은 부분에 중첩되는 것을 특징으로 하는 문서.
20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 마크들은 사각형 영역의 매트릭스로 형성되고, 하나의 마크(340)는, 투과되어 보일 때, 다른 마크(335)에서 컬러링되지 않은 영역의 중앙에 중첩되는 컬러링된 영역으로 형성되는 것을 특징으로 하는 문서.

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