KR20220141846A - 광 트리거 트랜스폰더 - Google Patents

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KR20220141846A
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블로덱 만데키
폰 어트윈
영준 유
윌리엄 이. 아이본
콘래드 스티첸
요제프 바그너
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피-칩 아이피 홀딩스 인코퍼레이티드
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Abstract

광 트리거 트랜스폰더는 하나 이상의 포토셀, 클럭 복원 회로 및 역방향 안테나 시스템을 포함한다. 클럭 복원 회로는 광도전체를 포함하고, 광도전체는 소스 단자 및 전압을 수신하기 위한 드레인 단자를 포함하며, 광도전체는 수신된 광도의 함수로서 변하는 저항을 갖는다. 클럭 복원 회로는 복원된 클럭을 생성하도록 구성된다. 역방향 안테나 시스템은 하나 이상의 포토셀에 연결되고 데이터를 전송하도록 구성된다. 광도전체는 변조된 전압 신호를 생성하기 위해 광도전체에 입사되는 변조된 광을 갖도록 구성된다. 클럭 복원 회로는, 변조된 전압 신호를 수신하고 변조된 전압 신호로부터 생성된 아날로그 신호를 출력하기 위한 커패시터를 통해 광도전체의 소스 단자에 결합되는, 증폭기를 포함한다. 클럭 복원 회로는, 증폭기에 연결되고 증폭기의 아날로그 신호를 디지털화하여 복원된 클럭을 생성하도록 구성되는, 인버터를 포함한다.

Description

광 트리거 트랜스폰더
본 개시는 최적화된 광 트리거 트랜스폰더(light-triggered transponder)에 관한 것이다.
미국 특허 제 7,098,394 호에 기재된 바와 같이, 매우 작은 광 트리거 트랜스폰더(MTP)는, 예를 들어, 핵산 분석과 관련하여 사용되는 식별자로서의, 식별자를 제공하는 데 사용될 수 있다. 이들은 생리적 조건에서 안정적인 것으로 입증되었다. 그러므로, 미국 특허 제 8,353,917 호에 더욱 상세히 기재된 바와 같이, 그들은 동물용 이식형 태깅 장치로 사용될 수 있다. MTP는 RF 또는 광으로서 출력 신호를 제공할 수 있다(미국 특허 공개 제 2018/0091224 호). 이러한 MTP는 PharmaSeq, Inc., Monmouth Junction, NJ로부터 p-Chip® 트랜스폰더로서 입수가능하다.
광학 MTP는, MTP에 의한 사용을 위한, 데이터 클럭을 제공하기 위해 펄스화될 수 있는 좁은 초점의 광 빔에 의해 트리거된다. 통상적인 MTP에는 변조된 광 빔으로부터 클럭 펄스를 얻기 위한 포토다이오드가 갖추어질 수 있다. 조명이 켜지면, 광 생성 전하가 수집되고 포토다이오드의 접합 커패시터가 충전되어, 커패시터 양단의 전압이 상승한다. 조명이 꺼지면, 병렬 연결된 저항기(resistor)를 통해 전하가 방전됨에 따라, 포토다이오드 커패시터 양단의 전압이 떨어진다. 이 저항기의 값은 클럭 복원 회로의 전단에서 펄스의 상승 에지 및 하강 에지의 RC 시정수를 설정한다. 그 저항(resistance)이 너무 높으면, 높은 조명 조건 중 포토다이오드 영역에서 플러딩 전하를 방전하는 데 걸리는 시간의 길이가 클럭 비트 누락을 유발할 수 있다. 그 저항이 너무 낮으면, 매우 낮은 조명 조건 중 소량의 광 생성 전하가 광다이오드 커패시터를 충전하는데 있어서 어려움을 유발할 수 있다. 또한 이 전하는 저항기를 통해 빠르게 손실되어, 클럭 오류를 유발한다. 이러한 연유로, 무엇보다도, 개선된 광 트랜스폰더 클럭 복원 회로가 필요하다.
본 개시의 일부 실시예에 따라, MTP 신호 전송 및 MTP ID 리드(read) 향상을 용이하게 하기 위해 최적화된 클럭 복원 회로를 포함하는 광 트리거 트랜스폰더가 제공된다.
일부 실시예에서, 광 트리거 트랜스폰더는, 정확한 MTP 신호 전송 및 처리를 제공하고 보다 간단한 처리로 더 큰 리드 거리를 갖는 MTP ID 리더로 이어지도록 구성될 수 있는, 역방향(reverse) 안테나 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 트리거 트랜스폰더는 품목(item)의 신뢰를 설정하기 위한 보안(고정) 인레이(security inlay)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 보안 인레이는 높은 가치의 품목 및/또는 식품 안전, 공정 거래 및 지속 가능성에 대한 요구가 상업적 가치를 갖는 품목(예: 상추, 커피 콩 등)을 검증하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 보안 인레이는 특별한 품목 또는 품목 부류에 사용되는 것으로 제한되지 않는다. 보안 인레이는, (a) 하부 인레이 세그먼트; (b) 하부 인레이 세그먼트에 끼워지거나 하부 인레이 세그먼트 상에 배치되도록 구성되는 상부 인레이 세그먼트; (c) 상기 두 개의 인레이 세그먼트 사이에 배치되는 상측 및 하측을 갖고 하측이 하부 인레이 세그먼트에 접착되고 상측이 상부 인레이 세그먼트에 접착된, 광 트리거 트랜스폰더를 포함할 수 있고, 보안 인레이는, 하부 인레이 세그먼트로부터 상부 인레이 세그먼트가 분리되면 광 트리거 트랜스폰더가 파괴(break)되어 광 트리거 트랜스폰더가 리드될 수 없도록, 구성된다.
일부 실시예에서, 광 트리거 트랜스폰더는 객체 인증, 객체 탐색 및 추적을 위한 슈퍼 앵커를 제공하기 위해 내구적인 자체 파괴 기능을 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 슈퍼 앵커가 다양한 객체와 함께 활용되어 문서 보안을 개선하기 위한 스마트 종이 계약서를 구현할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 슈퍼 앵커가 보안 문서 스마트 계약서를 생성하기 위한 블록체인 기술과 통합될 수 있다.
본 개시가 그 적용에 있어서 하기 설명에 제시되거나 도면에 예시된 구성의 세부 사항 및 배열에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 개시는 설명된 실시예에 부가되는 실시예일 수 있고 다양한 방식으로 실시되고 수행될 수 있다. 또한, 요약서뿐만 아니라 본 명세서에서 사용되는 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 아니 됨을 이해하여야 한다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 설명적인 것이며 청구된 주제를 제한하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
개시된 주제의 다양한 목적, 특징 및 이점은, 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 식별하는 이하의 도면과 관련하여 고려될 때, 개시된 주제에 대한 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 완전히 인식될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 MTP 센서 시스템의 동작의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 MTP의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 MTP의 측면도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 MTP의 평면도이다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 MTP의 기능 블록도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따른 클럭 복원 회로의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른 광도전체의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따른 광도 및 도 6의 각 노드에서의 전압 신호의 타이밍도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따른 MTP 리더의 기능 블록도를 도시한다.
도 10a는 종래 기술 시스템 하에서 스트링이 어떻게 전송되는지를 단순화된 형태로 도시한다.
도 10b는 본 개시의 일부 실시예에 따른 역방향 안테나 시스템 하에서 스트링이 어떻게 전송되는지를 단순화된 형태로 도시한다.
도 11a는 본 개시의 일부 실시예에 따라 안테나 동작의 방향을 반전시키는 하나의 예시적인 도면을 도시한다.
도 11b는 본 개시의 일부 실시예에 따라 안테나 동작의 방향을 반전시키는 다른 예시적인 도면을 도시한다.
도 12는 본 개시의 일부 실시예에 따라 와인 병에 끼워진 보안 인레이를 도시한다.
도 13은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 보안 인레이의 단면도이다.
도 14는 본 개시의 일부 실시예에 따라 와인 병에 끼워진 예시적인 보안 인레이의 확대도를 도시한다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예에 따른 내구적인 자체 파괴 기능을 갖는 광 트리거 트랜스폰더를 활용하도록 구성된 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 일부 실시예에 따른 스마트 종이 계약서를 구현하는 프로세스의 다이어그램을 도시한다.
도 17은 본 개시의 일부 실시예에 따른 블록체인 통합으로 보안 문서 스마트 계약을 생성하는 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다.
개시된 주제가 그 적용에 있어서 하기 설명에 제시되거나 도면에 예시된 구성의 세부 사항 및 구성요소들의 배열에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 개시된 주제는 다른 실시예일 수 있고 다양한 방식으로 실시되고 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 아니됨을 이해하여야 한다. 그러한 연유로, 당업자는, 본 개시의 기초가 되는 개념이 개시된 주제의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템의 설계를 위한 기초로서 쉽게 활용될 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 청구범위는 개시된 주제의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 그러한 등가 구성을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
개시된 주제가 전술한 예시적인 실시예에서 설명되고 도시되었지만, 본 개시는 단지 예로서 이루어졌으며 개시된 주제의 구현의 세부사항에 있어서 많은 변경이 개시된 주제의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 광 마이크로트랜스폰더(microtransponder, MTP) 센서 시스템(100)("시스템(100)")의 블록도를 도시한다. 시스템(100)은 MTP 리더(102) 및 MTP(104)를 구비(포함)한다. 일부 실시예에서, MTP(104)는 객체에 대한 식별자로서 동작하도록 접착제를 통해 객체에 접착되거나 고착된다. MTP(104)는 현미경 슬라이드, 실험 동물 또는 곤충, 의복, 전자 부품 등과 같은 개별적인 고유의 식별(ID) 데이터를 필요로 하는 임의의 객체일 수 있는 객체(110)에 고착되거나, 내부에 이식되거나 그렇지 않으면 부착될 수 있다. MTP(104)의 확대도는 도 1의 발췌부에 도시되며 기판(160), 광 소자(150) 및 광통신 회로(155)와 같은 OMTP 구성요소를 예시한다. MTP(104)의 높이는 예를 들어 대략 20 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있고 특별한 MTP(104)를 위해 적층된 층 및 센서의 수에 의존할 수 있다. MTP(104)는, MTP 리더(102)로부터의 여기 빔(132)으로 조명되어(비춰지어) 파워 온될 때까지 정상적으로는 지속적인 휴면 무동력 상태에 있을 수 있는, 집적 회로일 수 있다. 조명 시, MTP(104)는 (일반적으로 즉시, 예를 들어, 1초보다 훨씬 미만 내에) 파워 온될 수 있고 광을 통해 MTP 리더(102)로 데이터 빔(133)을 전송할 수 있다. 데이터 빔(133)은 일부 실시예에서 (예를 들어, 발광 다이오드(LED)로부터의) 발광일 수 있고 또는 다른 실시예에서 반사/ 흡수 메카니즘(예: LCD를 통한 셔터링)일 수 있다. 대안적인 실시예에서, MTP(104)는 센서 데이터의 전송을 개시하는 여기 빔(132)으로 변조된 코드와 같은 별도의 자극을 수신한다. 대안적으로, 내부적인 또는 링크된 센서로부터 데이터를 수신함으로써 데이터 빔(133)의 전송이 트리거된다. 시스템(100)의 일부 실시예는 배터리와 같은 온보드 파워 서플라이 및/또는 온보드 파워 서플라이에 의해 전력을 공급받는 하나 이상의 서브시스템을 포함할 수 있다. 그러한 서브시스템은 배터리 전원에 의해 유지될 수 있는 휘발성 메모리, 광 소자(150)에 부가되는 하나 이상의 센서및/또는 다른 특징(feature)을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 여기 빔(132)은 가시 집중광 또는 레이저 빔이고, 데이터 빔(133)은 (예를 들어, 적외선 발광 다이오드로부터의) 적외선 빔 발광이다. 데이터 빔(133)은, 예를 들어, 특정 MTP(104)에 고유한 식별 번호를 사용하여, MTP 리더(102)에 특정 MTP(104)를 식별시키기 위한 신호를 포함할 수 있다. 고유 식별 정보를 사용하여, MTP 리더(102)는 데이터를 컴퓨터(미도시)로 전송하여 객체(110)를 고유하게 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 MTP 리더(102)를 동작시켜, 광 또는 다른 전자기 신호로 MTP(104)를 조명함으로써, MTP(104)가 광 또는 다른 전자기 신호를 통해 데이터 빔(133)을 전송하도록 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 이 시그널링을 위해 MTP(104)에 의해 사용되는 전자기 스펙트럼의 범위는, 적외선 및 더 긴 파장을 포함하는, 스펙트럼의 서브-테라헤르츠 부분의 하나 이상의 서브세트를 포함할 수 있다. 데이터 빔(133)은 그리고나서 MTP 리더(102)에 의해 수신된다. MTP 리더(102)는 그리고나서 식별 데이터를 수반하는 데이터 빔(133)을 디코딩하여 객체(110)를 명백하게 식별할 수 있다.
본 명세서에서, "레이저"는 가시광선일 수 있는 간섭성 방향 광으로 정의된다. 광원은, 통신을 위한, 발광 다이오드(LED), 고체 레이저, 반도체 레이저 등으로부터의 광을 포함한다. 일부 실시예에서, 여기 빔(132)은 가시 레이저 광(예를 들어, 660 nm 파장)을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 동작 중인 여기 빔(132)은 MTP(104)에 의해 점유된 영역보다 큰 영역을 조명할 수 있으며, 그에 의해, 사용자가 MTP(104)를 쉽게 찾아내고 리드할 수 있도록 한다. 일부 실시예에서, 여기 빔(132)은, MTP(104)의 포토셀을 사용하여 충분한 전력 생성을 가능하게 하는 데 필요한 가시 및/또는 비가시 스펙트럼의 다른 파장의 광을 구비할 수 있다. 데이터 빔(133)은 여기 빔(132)과 다른 파장으로 발광될 수 있다. 예를 들어, 여기 빔(132)은 660 nm 적색광인 반면, 데이터 빔(133)은 1300 nm 적외광일 수 있다. 그러나, 근적외선(NIR) 대역과 같은 다른 파장이 광 통신을 위해 사용될 수 있고, 대안적인 실시예는 변조된 데이터 신호를 MTP 리더(102)로 리턴시키기 위한 반사 시그널링 방법과 같은 다른 통신 기법을 사용할 수 있다. 일부 대안적인 실시예에서, OMTP(104)는 광 기반 신호보다는 전파를 통해 ID 정보를 대응하는 리더에 통신하기 위한 안테나(예를 들어, 통합 안테나)를 구비하는 마이크로트랜스폰더(MTP)이다.
클럭 복원 회로(106)는 도 6 내지 도 8과 관련하여 상세히 후술하는 바와 같이 수신된 변조 광 빔으로부터 클럭 펄스 신호를 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 여기 빔(132)의 광은 대략 1 MHz에서 진폭 변조(예를 들어, 펄스화)되어 데이터 클럭을 제공하며, 데이터 클럭은, 예를 들어, 전송된 ID 데이터 비트의 동작 클럭 펄스를 공급하기 위해 MTP(104)에 의해 사용될 수 있다. 펄스 그룹의 타이밍은, 듀티 사이클과 평균 전력 레벨이 클래스 3R 레이저 장치로 등록되기 위한 요구 사항에 포함되도록, 설정될 수 있다.
p-칩과 같은 예시적인 MTP는, 무선 주파수(RF)를 통해 그 식별 코드를 전송할 수 있는 모놀리식(단일 소자) 집적 회로(예: 600 ㎛ × 600 ㎛ × 100 ㎛)일 수 있다. 도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 MTP의 개략도를 도시한다. MTP는 포토셀(202a, 202b, 202c 및 202d), 클럭 복원 회로(206)(예를 들어, 클럭 신호 추출 회로), 논리 상태 머신(204), 루프 안테나(210), 및 현재 11억 개 이상의 가능한 ID 코드를 지원하는 64-비트 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 포토셀은 펄스 레이저에 의해 조명될 때 ~10% 효율로 칩 상의 전자 회로에 전력을 제공할 수 있다. 칩은 안테나(210)에서 변조된 전류를 통해 자신의 ID를 전송할 수 있다. 칩 주변의 변화하는 자기장은 리더 내에서 인접 코일에 의해 수신될 수 있으며, 신호는 디지털화되고 분석되고 디코딩될 수 있다. P-칩은 메모리 칩 및 컴퓨터 프로세서의 제조에 사용되는 것과 유사한 CMOS 프로세스를 사용하여 파운드리 내에서 실리콘 웨이퍼 상에 제조될 수 있다. 웨이퍼는 개별 p-칩을 생성하기 위해 레이저 인코딩, 패시베이션, 씨닝 및 다이싱을 포함한 제조 후 처리를 받을 수 있다. p-칩 표면은 최종 패시베이션 층으로서 증착되는 실리콘 다이옥사이드로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 예시적인 MTP(104)의 측면도를 도시한다. MTP(104)는 개별적인 집적 회로 층(300, 302, 304, 306 및 308)의 스택을 구비할 수 있다. 층(302)은 보호 및 패시베이션 층을 지지할 수 있다. 층(304)은 로직, 클럭, 센서 및 송신기 회로를 구비할 수 있다. 층들(306 및 308)은 저장 커패시터를 구비할 수 있고, 층(300)은 기판이다. 당업자는, MTP(104)의 기능이 다른 구성의 층들로 편제될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 적층은, 예를 들어 당업계에 잘 알려진 3D IC 공정에서 제조될 수 있도록 균일하게 오버레이된, 상이한 두께의 층을 구비할 수 있다.
MTP(104)는, 아날로그 및 디지털 장치 모두를 함께 구비하는 센서 전자장치 또는 아날로그-디지털 변환기를 제조하기 위해 전형적으로 사용되는, 혼합-신호 제조 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각 층은 두께가 대략 12 ㎛이고 치수가 100 ㎛ x 100 ㎛이다. 일 실시예에서, MTP(104)의 치수는 100 ㎛ x 100 ㎛ x 50 ㎛이다. 대안적인 실시예는 센서 용도에 따라 더 많거나 더 적은 층을 사용할 수 있다.
도 4는 예시적인 MTP(104)의 평면도를 도시한다. 도 4에 도시된 도면은 도 3의 최상 층(302)이다. 일 실시예에서, 층(302)의 상부에는, MTP(104)의 주변을 둘러싸는 LED 어레이(400)와 같은, 송신 소자가 구비된다. 다른 실시예에서, LED 어레이는 (LED(420)로서 가상선으로 도시한) 도면부호 410의 중간에 단일 LED로서 또는 지향성 발광을 위한 다른 토폴로지로서 구현될 수 있다. LED 어레이(400)의 배치는 광 생성을 강조하는 실시예의 예를 도시한다. 대안적인 실시예는 전력 수확 또는 센서 데이터 등의 캡처를 돕는 다양한 토폴로지 레이아웃들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, LED는 초점 렌즈들 또는 다른 광학 장치를 포함할 수 있다.
최상 층(302)의 중앙에는 포토셀(402, 404 및 406)의 어레이(401) 및 광도전체(408)가 배치된다. 도시된 바와 같이, 어레이(401) 내의 각 포토셀은 MTP(104) 내에서 특별한 회로를 위한 전력을 생성하도록 물리적으로 크기가 결정될 수 있으며, 각 포토셀은 도 4와 관련하여 이하에 설명하는 바와 같이 클럭/반송파 신호 추출에 전용화될 수 있다. 면적이 가장 큰 포토셀(402)은, 출력 트랜지스터(416)를 동작시켜 (일부 실시예에서 광통신 회로(155) 내의 LED로서 구현되는) 전자 방사 송신기를 구동하기 위한, 전압 Vdd(일부 실시예에서 네거티브 전압 Vneg)를 생성한다. 포토셀(404)은 로직/센서 회로(410)을 위한 포지티브 전압을 생성하고, 포토셀(406)은 로직/센서 회로(410)을 위한 네거티브 전압 Vneg을 생성한다. 광도전체(408)는, 예컨대, 로직/센서 회로(410)을 동작시키기 위한 클럭 펄스를 추출하기 위해 사용된다. 도시된 바와 같이, 전력 셀들은, 예를 들어, 레이저 광에 의해 조명될 때 포토셀들에 의해 생성된 에너지를 저장하기 위한 층들(306 또는 308) 내에서 커패시터들에 연결된다. 일부 실시예에서, 클럭 추출 광도전체(408)로부터 추출된 에너지는, 로직 및 감지 회로들에 타이밍 신호들을 제공하기 위해 증폭되고 사용되는 클럭 에지들을 추출하는, 미분기(도 6과 관련하여 아래에서 설명됨)에 인가된다(applied). 도시된 바와 같이, 다수의 식별 퓨즈들(418)이 표면(414) 상에 위치된다. 이들 퓨즈들 중 선택된 퓨즈들을 개방함으로써, MTP(104)는 칩 로직으로 하드-코딩될 수 있는 코드 값들의 디폴트 베이스 페이지를 넘어서는 고유 식별 코드 범위가 제공된다. 대안적인 실시예에서, ID 값들은 전자 안티퓨즈 기술을 이용하여 전자적으로 코딩될 수 있다. 또한, 데이터, 신호 처리 및 식별 저장을 위한 전자 메모리를 갖는 실시예가 존재한다.
도 5는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 예시적인 MTP(104)의 기능 블록도를 도시한다. MTP(104)는 광 소자들(150), 에너지 저장 장치(504), 클럭/반송파 추출 네트워크(506)(즉, 클럭 복원 회로(106)), 센서들(508), 로직(510), 송신 스위칭 회로(512), 및 IR LED(155)를 구비할 수 있다. 광 소자들(150)은, 클럭 추출 광도전체(408), 에너지 수확 포토셀 어레이(404 및 406) 및 송신 포토셀(402)과 같은 전용 포토셀들을 포함할 수 있다. 에너지 수확 포토셀 어레이(404 및 406)는 에너지 저장 장치(504)에 연결될 수 있고, 조명으로부터의 광 에너지를 전류로 변환하는 광전지를 구비할 수 있다.
클럭 복원 회로의 일부이고 복원 회로들과 다른 위치들에 물리적으로 위치될 수 있는 클럭 추출 광도전체(408)는 클럭/반송파 추출 회로(506)를 위한 클럭 펄스 신호를 검출할 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지 저장 장치(504)는 포토셀 어레이(404 및 406)의 포토셀에 연결되는 적어도 하나의 커패시터를 갖는 다수의 커패시터이다. 에너지 저장 장치(504)에 저장되는 에너지는 전자 회로들에 연결될 수 있다. 레이저 광이 펄스화되기 때문에, 레이저로부터의 에너지가 축적될 수 있고, MTP(104)는 저장된 에너지로 동작할 수 있다. 포토셀 어레이(404 및 406)와 달리, 포토셀(402)의 에너지는 저장되지 않고, 출력 트랜지스터(416)를 통한 송신 스위칭 회로(512)는 그 에너지를 모두 송신 소자(155)로 "덤프"할 수 있다. 수신된 레이저 펄스 에너지가 클럭/반송파 추출 회로(506)에 의해 추출됨에 따라, 논리 상태 머신(즉, 로직(510))은 ID 비트들 및 센서 데이터를 구비하는 데이터 패킷들을 형성할 수 있고, 광 전송 신호의 형성을 위해 이 패킷들을 송신 데이터 스위치(512)에 제공할 수 있다. 로직(510)은 센서 및 ID 신호(들)를 OOK(온-오프 키 방식) 이미터의 복합 데이터 프레임으로 직접 통합할 수 있다. 변조 심볼들은 송신기(512)에 적용되고 에너지의 각 펄스와 함께 전송될 수 있다.
센서(들)(508)은, 예를 들어, 생물학적 셀 특성들을 측정하기 위한 하나 이상의 센서들을 구비할 수 있다. 센서(들)(508)로부터의 임의의 아날로그 데이터는 펄스 폭 변조 신호로 변환될 수 있고, 전통적인 전력 및 면적 집약적인 아날로그-디지털 변환 기술들을 필요로 하지 않으면서 MTP 리더(102)로의 직접 전송을 위해 IR 발광 다이오드를 펄스화하는 데 적합한 방식으로 시간 영역에서 아날로그 양을 인코딩하는 다른 이진 시그널링 방법이 사용될 수 있다. 예시적인 센서들은 유전체 센서, 절대 온도 비례(PTAT) 센서, pH 센서, 산화환원 전위 센서 및/또는 광 센서를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
클럭 복원 회로(Clock Recovery Circuit)
도 6은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 클럭 복원 회로(506)의 개략도이다. 클럭 복원 회로(506)는, 수신된 광도의 함수로서 변화하는 저항(R1)을 갖는 광도전체(602)(도 6에 상세히 도시됨), 고정된 저항(R2)을 갖는 기준 저항기(604), 증폭기(606) 및 인버터(608)를 포함할 수 있다. 광도전체(602)의 소스 단자는 노드 A에서 저항기(604)의 제1 단자에 연결된다. 노드 A는 증폭기(606)의 입력에 연결되고, 증폭기(606)의 출력은, 그 출력에서 복원된 클럭을 생성하는, 인버터(608)에 연결된다.
광도전체(602)와 저항기(604)의 직렬 조합은 전압 VDD와 접지 사이에 연결된 전압 분배기 (R)을 형성한다. 구체적으로, 본 실시예에서, 광도전체(602)의 드레인 단자는 조명이 꺼져 있을 때 전압을 유지하는 에너지 저장 장치(504)로부터의 전압 VDD에 연결되고, 저항기(604)의 제2 단자는 접지에 연결된다. 광도전체(602)의 저항 R1은 수신된 광도의 함수로서 변하고 노드 A에서의 전압은 저항들 R1 및 R2의 비율에 의해 결정되기 때문에, 광도전체(602)에 입사되는 변조 광 입력은 증폭기(606)의 입력에서 변조된 전압 신호를 생성한다.
일부 실시예에서, 커플링 커패시터(610)가 증폭기(606) 앞에 추가된다. 전압 분배기(R) 및 커플링 커패시터(610)는, 변조 주파수가 몇 킬로헤르츠만큼 낮을 때(대략 1 MHz 이상에서는 필요하지 않을 수 있음), 클럭 에지들을 추출할 수 있는 미분기를 형성한다. 인버터(608)는 증폭기(606)의 아날로그 출력을 디지털화하여 도 8에 도시된 예시적인 디지털 파형을 생성한다. 도 8은 도 6의 커플링 커패시터를 갖는 클럭 복원 회로(506)의 각 노드에서의 광도 및 전압 신호의 타이밍도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 광도전체(602)의 단면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 광도전체(602)의 크기는 5 ㎛ x 5 ㎛ 이상일 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 광도전체(602)는 격리된 딥 n-웰 버킷 내에서 장 채널 n-모스펫을 이용할 수 있다. n-웰들과 딥 n-웰(D-nwell)은 p-기판 내의 p-웰 및 트랜지스터 구성요소들, 즉 버킷에 갇힌 소스, 드레인 및 게이트를 완전히 밀봉할 수 있다. 예를 들어 폴리실리콘 재료로 형성된 게이트 층은 실리콘 다이옥사이드(SiO2)와 같은 절연 층의 상부에 배치될 수 있다. 폴리실리콘 재료는 스펙트럼 면에서 청색광과 같은 더 짧은 파장의 광을 흡수하지만, 적색광과 같은 더 긴 파장의 광은 통과시킨다. 적색광 빔과 같은 더 긴 파장을 갖는 여기 빔(132)을 사용하는 경우, 폴리실리콘 재료는 더 짧은 파장들을 필터링 및 차단하고 장 파장을 통과시킨다. 따라서, 폴리실리콘 재료는 더 짧은 파장들을 억제한다. 예를 들어, 60 Hz의 속도로 깜박이는 실내 광(예: 형광등)은 더 짧은 파장(청색 파장) 범위에서 더 많은 스펙트럼을 갖는 몇몇 간섭이나 노이즈를 생성할 수 있으며, 폴리실리콘 재료는 실내 광으로부터의 깜박임을 효과적으로 차단하고 원하는 에너지 빔(예: 적색광)만 통과시킨다.
또한, 광도전체(602)(포토레지스트라고도 불릴 수 있음)는 클럭 복원 회로(106)가 포토다이오드-기반 클럭 복원 회로들과 대조적으로 저조도 및 고조도 조건들 모두 하에서 기능하도록 한다. 예를 들어, 충분히 높은 조도 하에서는, 포토다이오드 내의 과도한 플러딩 전하가 충분히 방전되지 않아, 포토다이오드-기반 클럭 복원 회로의 오동작을 일으킬 수 있다. 대조적으로, 광도전체(602)는 전류 모드에서 동작될 수 있고, 광도전체(602) 내의 전기장에 의해 광전하가 끊임없이 드레인되기 때문에 고조도 플러딩 현상의 영향을 덜 받을 수 있다. 부가적으로, 광도전체(602)의 딥 n-웰 버킷은, 이 버킷의 외부에서 생성된 전하가 버킷으로 들어가는 것을 방지하는 전위 장벽을 n-웰들이 물리적으로 형성하도록, 격리되어, 버킷 내부에 도달하는 광자만이 광도전체(602)의 전도도에 기여할 수 있는 것을 보장한다. 이와 같이, 광다이오드-기반 클럭 복원 회로들의 오동작을 초래할 수 있는, 고조도 동안의 과도한 광발생된 전하가 클럭 복원 회로(106)에서 억제된다.
부가적으로, 이 FET 장치는 매우 작은 물리적 풋프린트를 가질 수 있다. 인버터(608)는, NMOS 및 PMOS 트랜지스터를 구비하고 하이 또는 로우의 두가지 상태들을 갖는, 정적 CMOS 인버터 장치를 구비할 수 있다. 인버터 입력이 기준 전압 이상이면 높음으로 간주되고, 기준 전압 미만이 낮음으로 간주되며, 그리고나서, 출력이 반전된다. 정적 CMOS 인버터는 또한, 신호를 증폭하기 위해 좁은 천이 영역에서 충분히 높은 게인을 가져서, 아날로그 증폭기로 작용할 수고, 클럭 복원 회로(506)가 매우 작은 풋프린트를 가질 수 있도록 한다. 추출된 클럭 펄스가 극히 낮은 경우에, 증폭기(606)에 의한 증폭은 논리 상태를 뒤집기 위한 임계 전압에 도달하기에 충분하지 않을 수 있고; 이 경우, 인버터(608)는 임계값에 도달하도록 전체 증폭을 추가로 높일 수 있다.
클럭 복원 시스템은, 2015년 2월 25일자로 출원된 미국 일련 번호 14/631,321에 기재된 바와 같은, RF로 신호를 보내는 MTP들 및 광으로 (예컨대, LED를 통해) 신호를 보내는 MTP들에 적용될 수 있다.
역방향 안테나 시스템(Reverse Antenna System)
각 p-칩은 프로그램된 고유한 일련 번호 또는 식별자(ID)를 가질 수 있다. P-칩들은 중복 ID가 없는 MTP 리더(예: 원드)에 의해 리드될 수 있다. MTP 리더는 MTP를 리드하기 위해 사용되는 표준 윈도우즈 PC, 랩탑 또는 태블릿에 연결된 휴대용 장치일 수 있으며, 개별 p-칩들의 일련 번호 또는 ID를 리드할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일부 실시예에 따른 MTP 리더의 기능 블록도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 예시적인 MTP ID 리더는 USB 전원이 공급될 수 있으며; USB 2.0 트랜시버 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array: FPGA), 파워 컨버터들 및 레귤레이터들, 프로그래밍 가능한 전류 드라이버를 갖는 레이저 다이오드, 광학 시준/초점 모듈, 및 고 게인 저 잡음 차동 RF 수신기를 갖는 튜닝된 에어 코일 픽업을 포함할 수 있다. 레이저는 p-칩 식별자(ID)를 읽을 때 658 nm 파장에서 1 MHz로 변조된 평균 60 mW의 광 전력을 방출한다. ID는 p-칩이 리더로부터 적당한 근접 거리(예컨대, <10mm) 내에 위치될 때 리드된다. p-칩에서 생성된 파형은 전송된 ID 데이터 비트들의 동기화를 위해 사용되는 데이터 클럭(레이저 변조)과 비교된다. p-칩으로부터의 결과적인 ID 리드값은 빠르며(<0.01 초) PC 또는 태블릿에 보고된다. MTP ID 리더는 백색 종이 시트, 파란색 유리(~1 mm 두께) 또는 투명한 플라스틱 라미네이트 시트와 같은 까다로운 조건들 하에서 p-칩을 리드할 수 있다. 다른 MTP 리더들이 개발되었다(예컨대, 유체 내에서 p-칩으로 ID들을 리드하기 위한 기기). 개발 중인 다른 버전은 PC나 휴대폰과 함께 사용될 수 있는 배터리 작동식 블루투스 리더이다.
일부 실시예는 이들 소형 MTP들에 의해 방출되는 신호 강도를 증가시키는 효율적인 수단을 제공할 수 있다. p-칩 데이터는, 전송된 비트들의 1/3 내지 2/3가 1의 값을 갖도록 하는, 데이터 코딩을 사용하여 전송될 수 있다. 모든 ID들에 대한 평균은 1의 값을 갖는 데이터의 절반일 수 있다. "1" 디지털 신호는 레이저가 온된 상태에서 전송되고 "0" 디지털 신호는 레이저가 오프된 상태에서 전송된다(포토셀에 저장된 에너지는 전송될 소량의 에너지를 제공한다). 신호 전력은 데이터에서 0들에 대한 1들의 비율을 추적한다. 일부 실시예는 현재 전송되는 것과 동일한 "1" 디지털 신호를 전송할 수 있지만, "0" 디지털 신호는 "1" 디지털 신호를 위한 전류의 반대 방향으로 전류가 흐르는 상태에서 레이저가 온된 상태에서 전송된다. 그 결과 모든 ID들이 동일한 전력으로 전송된다. 데이터는 레이저가 온되었을 때 전송될 수 있다. 이로 인해, 전송된 신호에 있어서, 전력이 두 배가 될 수 있다(수신기에서 평균적으로 6 dB 더 많은 신호). 상기 방법은 신호 처리를 더욱 쉽게 하고 1들과 0들의 미분을 더욱 쉽게 한다. 이것은, 더 큰 리드 거리와 더 간단한 처리를 갖는 MTP ID 리더로 이어질 수 있다.
예를 들어, p-Chip® MTP는 50% 듀티 사이클로 1Mhz에서 깜박이는 광으로 쿼리될 수 있다(queried). 이것은 레이저 또는 집속된 LED 등으로 달성될 수 있다.
도 10a는 "1101"의 스트링이 기존 시스템 하에서 어떻게 전송되는가를 간단한 형태로 도시하며, 도 10b는 "1101"의 스트링이 본 실시예에서 설명된 역방향 안테나 시스템 하에서 각각 어떻게 전송되는가를 간단한 형태로 도시한다. 도 10a 및 도 10b의 c1, c2, c3 또는 c4와 같은 각 오프/온 사이클에 대해, MTP ID 리더는 "1" 디지털 신호 또는 "0" 디지털 신호 전송을 식별하는 무선 신호를 찾는다. 단순화된 형태로 도시된 바와 같이, 종래 기술 시스템을 나타내는 도 10a의 제1 예시적인 MTP 출력에 대해, 광원이 오프되었을 때 0들이 전송된다. 그러나, 0을 전송하기 위해 사용되는 포토셀 커패시턴스는 제한된다. 사실, 이 제한된 신호는 "0"을 나타낸다. 0에 적용가능한 한정된 에너지는, MTP 리더에서의 신호-대-잡음이 0에 대한 SNR에 의해 한정됨을, 의미한다. 이는, 원칙적으로 "1"들은 훨씬 더 먼 거리에서 리드될 수 있지만 MTP 신호는 신호의 "0" 구성 요소들에 적용가능한 더 짧은 거리에서만 리드될 수 있다는 것을, 의미한다. "1" 디지털 신호 및 "0" 디지털 신호(도 10b 참조)에 대해 실질적으로 동일한 전류를 사용하기 위해 "0" 디지털 신호를 전송하기 위한 RF 출력 안테나에서 전류의 방향을 반전시키는 단계를 포함하는, 방법이 본 실시예에서 제공된다. 도 10b와 상이한 일부 실시예에서, p-Chip® MTP내의 임의의 주어진 비트("1" 또는 "0") 또는 디지털 신호는 8개의 연속적인 광 사이클들 내에서 전송될 수 있다.
안테나 전류를 반전시키는 한 가지 수단은 H-브릿지와 같은 스위칭 회로를 사용하는 것이다. 도 11a는 본 개시의 일부 실시예에 따라 안테나 동작의 방향을 반전시키는 하나의 예시적인 도면을 도시한다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 안테나(10)는 전압원(Vin) 및 H-브릿지(20)에 의해 동작될 수 있다. 스위치들(S1 및 S4)을 선택적으로 닫는 것은 전류를 화살표들로 지시된 방향으로 안테나(10)를 통해 지향시킬(direct) 수 있다. 스위치들(S2 및 S3)을 선택적으로 닫는 것은 전류를 안테나(10)를 통해 반대 방향으로 지향시킬 수 있다.
도 11b는 본 개시의 일부 실시예에 따라 안테나 동작의 방향을 반전시키는 다른 예시적인 도면을 도시한다. 안테나 전류를 반전시키는 다른 수단은 도 11b에서 S1A 및 S2A와 같은 두 개의 스위치들 및 두 개의 안테나들(예컨대, 10A 및 10B)을 사용하는 것이다. 스위치(S1A)를 선택적으로 닫는 것은 화살표로 지시된 일 방향으로 안테나(10A)를 통해 전류를 지향시킬 수 있다. 스위치(S2A)를 선택적으로 닫는 것은 전류를 안테나(10B)를 통해 반대 방향으로 지향시킬 수 있다. S1이 선택적으로 닫히면 전류는, 방향 D1으로 이동한다. S2A가 선택적으로 닫히면, 전류는 방향 D1과 반대인 방향 D2으로 이동한다. 안테나는 별도의 금속층들로 형성되거나 동일한 층에 형성될 수 있다. 하나의 FET(S1A 또는 S2A)만 임의의 주어진 시간에 닫힐 수 있다. 어느 하나의 FET가 턴온되면, 역전류가 다른 하나의 안테나로 연결될 수 있다. 오프 FET의 바디 다이오드는 연결된 신호에 대해 전류 경로를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 여기에 설명한 안테나 옵션들은 모놀리식 집적 회로에서 영향을 받을 수 있다. 일부 실시예에서, 모놀리식 집적 회로는 두께가 약 2 mm x 2 mm x 0.2 mm 이하의 크기일 수 있다.
일부 실시예에서, 전술한 2상 전송을 포함하는 MTP에 대한 신호 강도는 약 6 dB만큼 증가된다. 이것은 MTP 리더의 신뢰할 만한 리드 거리를 증가시킬 것이다. 일부 실시예에서, 1비트를 전송하는데 할애된 사이클의 수는 8개의 데이터 기간이다. 각 레이저 사이클은 하나의 데이터 기간이다. 데이터 기간의 수가 두 배가 될 때마다, 3 dB의 신호 처리 게인이 얻어진다. 8개의 데이터 기간은 3배(2,4 및8)를 의미한다. 그 결과 9 dB의 신호 처리 게인이 얻어진다. 8에서 64(2, 4, 8, 16, 32 및 64) 또는 128(2, 4, 8, 16, 32, 64 및 128)로 증가됨으로써, 신호 처리 게인이 9 dB에서 18 dB(64회 반복의 경우) 또는 21 dB (128회 반복의 경우)로 증가될 수 있다. 1 MHz에서 레이저를 사용할 때 64개의 데이터 셀들에 대해 8번의 반복을 사용하는 현재의 p-칩은 초당 2,000 개의 속도로 ID를 전송할 수 있다. 반복 속도를 128로 증가시키면, 리드 속도는 21 dB의 신호 게인으로 초당 128 리드들로 감소할 수 있다. 이로 인해 증가된 읽기 거리가 얻어질 수 있다. 레이저 속도는 (예컨대, 500 KHz 내지 5 MHz 범위 내에서) 증가 또는 감소될 수 있다. 반복 속도는 8개의 반복 속도들(3개의 추가 메모리 비트들) 중 하나를 선택하여 제어될 수 있다.
보안 인레이(Security Inlay)
MTP들은 보안 특징들을 구현하는 데에도 사용될 수 있다. 이들은 RF로 신호를 보내는 MTP들이거나 광으로 신호를 보내는 MTP들일 수 있다.
그러한 MTP 특징들은, 그 MTP 기능이 파괴되지 않고는 보안 객체로부터 MTP가 제거될 수 없는 경우, 향상된다. 그러한 보안 특징들을 필요로 할 수 있는 예시적인 객체들은 최고급 와인 병들이다. 와인은 보안 인레이 구조 및 기능에 대한 예시 및 설명을 용이하게 하기 위한 예시적인 객체로서 본 실시예에서 사용되지만, 위에서 언급한 바와 같이, 보안 인레이는 와인 병들과 함께 사용하는 것으로 제한되지 않는다. 테이프 또는 호일 밀봉이 파열되었을 때 MTP가 파괴되도록 설계될 수 있는 MTP를 포함하는 인레이가 본 실시예에 제공된다.
일부 실시예에서, 광 트리거 트랜스폰더는 보안 목적을 위해 보안 인레이에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 보안 인레이는 와인을 인증하기 위한 신뢰할 만한 방법을 제공할 수 있다. 와인 산업에서, 코르크 또는 마개는 캡슐을 벗기지 않고는 마개를 제거할 수 없도록 설계된 캡슐 또는 호일로 밀봉될 수 있다. 이것은 특정의 보안 방책을 제공한다. 그러나, 최고급 와인들의 경우, 비양심적인 사람들은 캡슐을 모사할 장비를 갖추는 것이 가치있는 것으로 여길 수 있다. 추가적인 왁스 씰들이 있을 수 있지만, 이 씰들은 위조의 금전적 가치가 상승하는 것과 동일한 결함을 갖는다.
예시적인 보안 인레이는: (a) 하부 인레이 세그먼트; (b) 하부 인레이 세그먼트에 끼워져 배치되도록 구성된 상부 인레이 세그먼트; (c) 두 개의 인레이 세그먼트들 사이에 상부 및 하부 면이 배치되고 하부 면이 하부 인레이 세그먼트에 접착되고 상부 면이 상부 인레이 세그먼트에 접착되는 광 트리거 프랜스폰더를 포함할 수 있다. 보안 인레이는, 하부 인레이 세그먼트로부터 상부 인레이 세그먼트의 분리가 광 트리거 트랜스폰더가 리드될 수 없도록 광 트리거 트랜스폰더를 파손하도록, 구성된다.
도 12는 와인 병에 끼워진 보안 인레이를 도시한다. 도 12에 예시한 바와 같이, 인레이(10)는 와인 병(22)의 캡슐(20) 아래에 도시된다. 도 13은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 보안 인레이 디자인의 단면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 인레이(10)는 상부(10A)와 하부(10B)의 두 부품으로 구성되며, 그 사이 내부에 MTP(18)가 장착된다. 상기 부품들은 3D 프린팅, 성형 또는 가열 플라스틱 프레싱과 같은 여러 기술들 중 하나에 의해 투명하거나 부분적으로 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 기계적으로 파손되기 쉬운 특별히 제조된 MTP(18)가 사용된다. 예를 들어, MTP의 구조적 무결성은, MTP 뒷면 상의 노치(12)에 의해 또는 MTP를 매우 얇게(예컨대, 약 10 내지 약 30 미크론으로) 형성함으로써, 감소될 수 있다. MTP는 파손을 보장하기 위해 인레이에 접착될 수 있다. 상부 인레이 부분이 하부 인레이 부분으로부터 분리될 때 불균일한 힘들을 보장하기 위해, 접착 지점들은 도시한 바와 유사하게, 비대칭적일 수 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, MTP의 절반은 인레이 하부(10B)에 접착될 수 있고(접착제 16), 나머지 절반은 인레이 상부(10A)에 접착될 수 있다. 접착제를 수용하기 위해, 인레이 상부과 하부 모두에 홈들이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 도 13에 도시한 바와 같이, 하부 인레이 세그먼트는 광 트리거 트랜스폰더의 하부 면에 접착되기 위해 접착제를 수용하기 위한 하부 홈을 갖는다. 상부 인레이 세그먼트는 광 트리거 트랜스폰더의 상부 면에 접착되기 위해 접착제를 수용하기 위한 상부 홈을 갖는다.
두 개의 인레이 반쪽들은, 기계적 끼워맞춤(약간의 노치들 및 해당 돌출부들을 포함) 또는 인레이의 주변(반쪽들 사이)에서와 같이 적절하게 위치된 취약한 접착제 방울들과 같은, 더 취약한 요소들에 의해 정위치에 유지될 수 있다. 인레이 디자인은, 두 개의 인레이 반쪽들이 서로 떨어지도록 잡아당겨질 때(캡슐이 병으로부터 제거될 때) MTP가 파손되고 더 이상 전기적으로 작용하지 않는 것을, 보장한다. 잠재적인 위조자가 인레이 주변의 캡슐을 절단하는 경우, 접착제(26)는 (중합됨에 의해서와 같은) 용매 세척에 저항하도록 선택될 수 있다. 접착제(26)는 또한 인간의 눈 또는 이미징 장비에 의해 시각화될 수 있는 깨끗한 패턴으로 적용될 수 있다. 접착제 패턴은 상부의 가장 취약한 표면 상에 있거나, 또는 상부와 하부 모두 접착제 패턴들을 가질 수 있다. 이와 같은 특징들에 의해, 인레이를 재활용하려는 시도는 시각적으로 감지될 수 있을 것이다. 동시에, 인레이 및 MTP 내부는 적절하게 취급되는 한 기계적으로 안정되고 손이나 로봇으로 조작하기 쉬울 수 있다.
도 14는 본 개시의 일부 실시예에 따라 와인 병에 끼워진 예시적인 보안 인레이의 확대도를 도시한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 얇은 버튼과 유사하게 보일 수 있는 인레이(10)는 접착제(26)로 마개/코르크(24) 및 캡슐(20) 모두에 접착될 수 있다. 병에 든 와인이 원물인 경우, MTP ID는, 예를 들어, 고객 ID 리더(예컨대, 원드) 또는 휴대폰 기반 부착, 덮음 또는 적용에 의해 리드될 수 있다. 그러나, (와인 병을 열기 전에) 병에서 캡슐을 제거하면, 인레이가 두 부분으로 갈라지며 동시에 인레이(10) 내부에 위치된 MTP가 영구적으로 손상된다. MTP가 더 이상 리드되지 않을 수 있다. 그러므로, 와인 병에 대한 유효성 실증은 더 이상 가능하지 않게 된다.
인레이의 크기는 마개(24)의 상부 표면 전부 또는 대부분을 덮도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 인레이는 와인 병의 개구부에 걸쳐 있다. 잠재적인 위조자는 MTP를 디스에이블하지 않고는 인레이를 파내지 못할 수 있다. 병이 올바르게 열리면, 캡슐과 함께 상부(10A)가 벗겨진다. 하부는 코르크 마개뽑이의 사용을 실질적으로 방해하지 않는다. 일부 실시예에서, 하부는 코르크 마개뽑이의 사용을 더욱 용이하게 하기 위해 더 얇게 형성된다.
와인 제조업체는 전용 공장으로부터 인레이들을 받을 수 있다. 인레이는 와인 제조업체에 의해 코르크에 접착되고 캡슐에 접착될 수 있다. 접착이 연속적으로 수행될 수 있거나, 접착제가 인레이의 상부와 하부에 미리 배치될 수 있다. 접착제는, (일부 실시예에서 인레이가 적어도 반투명하기 때문에) 광중합, 화학적 경화, 산화 방사 및/또는 다른 기법들을 포함하는 임의의 수의 메카니즘들에 의해 경화될 수 있다. 캡슐은, 인레이가 제대로 접착되는 것을 확실하게 하기 위해, 인레이 상에서 프레싱될 수 있다.
대안적으로, 캡슐 제조사들은 캡슐의 내부에 인레이를 가-접착할 수 있다. 그런 다음, 와인 제조업체는 캡슐의 내부 중심 부분을 코르크에 접착할 수 있다. 이것은, 캡슐 내의 인레이가 접착제로 사전-처리되도록 함으로써 (가능하게는 제거가능한 플라스틱 랩으로 보호되도록 함으로써), 달성될 수 있다. 이 상황에서, 제조업체가 와인을 인증하기 위해 해야 할 유일한 일은 와인 병 상에 인레이-캡슐을 위치시키기 전에 랩을 제거하는 것이다.
캡슐이 투명하면, MTP는 즉시 리드될 수 있다. 불투명한 캡슐이 사용되면, 인레이 내의 MTP를 리드하기 위해 개구부가 캡슐 내에 형성될 수 있다. 인레이(10)가 캡슐에 여전히 잘 접착되어 있을 수 있도록, 개구부는 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 캡슐 상부는 MTP 광검출기에 의한 쿼리를 허용하는 작은 창을 제외하고 금속 호일을 포함한다. 상기 창은 투명한 플라스틱 코팅으로 덮일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 캡슐은 불투명 재료와 투명 재료의 라미네이트이며, 불투명 재료는 상기 창에서 누락된다.
일부 실시예에서, MTP는 p-Chip® 트랜스폰더로서 판매되는 것보다 가능하게는 1차원적으로 더 클 수 있다. 이 크기는 상부 및 하부 인레이 부분들에 대한 양호한 비대칭적 접착을 보장할 수 있다. 와인 제조사에서 유통망을 통해 고객에 이르기까지, 전체 관리 사슬을 통한 인증이 가능하다. 모든 단계에서, MTP ID를 리드하면 와인의 진위 여부를 확인할 수 있다.
필요한 경우, 인터넷을 통해 중앙 와인 데이터베이스에 연결할 수 있으며, MTP ID가 데이터베이스에 제공되고 MTP 리더 장치의 타임 스탬프 및 ID와 함께 데이터베이스에 기록된다. 그러므로, 적절한 준비가 이루어지면, 데이터 제공자는 와인 한 병의 이력을 유지할 수 있다. 최종 고객이 와인 진위 여부를 확인하려는 경우, 몇 가지 접근들이 가능할 수 있다. 첫째, 판매자가 고객 앞에서 ID를 리드할 수 있다는 사실이 안심을 제공한다. 둘째, 판매자는 데이터베이스를 검색하고 병의 이력을 고객에게 제시할 수 있다. 셋째, 고객은 MTP ID를 입력하고 그의/그녀의 스마트폰의 앱을 사용하여 병의 이력을 얻을 수 있다. 넷째, 고객이 자신의 ID 리더기를 갖고 있는 경우, 고객은 그 스스로/그녀 스스로 정보를 검증할 수 있다.
그러므로, 와인 또는 다른 객체를 인증하기 위한 신뢰성있는 방법이 제공된다. 개시된 보안 인레이들은 전체 인레이들을 포함하는 조작들에 탄력적일 수 있고, 반쪽의 분리에 극도로 민감하며, 쉽게 설치되고, 대부분의 상황에서 눈에 띄지 않을 수 있다.
본 발명이 와인 병들로 예시되었지만, 본 발명은, 인레이를 포함하는 캡슐 또는 테이프의 일부가 용기로부터 분리되어야 하도록 캡슐 또는 테이프로 밀봉된, 임의의 용기와 함께 사용될 수 있다. 그러한 용도들은 의약품을 포함하는 병들, 향수 병들 또는 이와 유사한 병들을 포함할 수 있다. 다른 용도들은 플라스틱, 금속 및/또는 소비자 패키지 상품(Consumer Packaged Goods: CPG)을 포함하는 복합 재료에 부착되거나 통합된 라벨들 또는 기타 요소들을 포함할 수 있다. 배송 상자들의 경우, 테이프는 판지를 손상시키지 않고는 제거될 수 없을 정도로 접착력이 있을 수 있다. 마찬가지로, 라벨들은 라벨들 및/또는 밑에 있는 용기들을 손상시키지 않고는 제거될 수 없을 정도로 접착력이 있을 수 있다.
와인 병이 Stelvin® 마개와 같은 나사 상부 마개(screw top closure)를 사용하는 경우, 보안 인레이는 나사산 아래 및 캡슐 아래 측면 상에서 병에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 인레이 하부는 병의 목과 일치하도록 커브된 바닥 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 캡슐은 보안 인레이의 영역 내에서 와인 병의 목에 접착될 수 있다.
캡슐은, 캡슐을 파괴하지 않고는 객체가 열리지 않도록 객체의 마개 부분을 형성하는, 꽉 맞게 끼워지는 금속 또는 플라스틱 호일을 의미할 수 있다. 라미네이트는, 예상되는 사용 범위에서 상기 라미네이트가 단일 구조가 되도록 하는, 중합체 층들 사이 또는 중합체와 직물 층들 사이의 결합, 융합, 접착 등이다.
본 명세서에 설명된 개시는 신호 송신이 향상된 MTP 및 이를 형성하거나 사용하는 방법에 관한 것이다.
MTP를 포함하는 모놀리식 보안 피쳐(Monolithic Security Feature containing MTP)
모놀리식 보안 특징들은 적층 제조 공정들을 통해 MTP들을 기판 내로 주조, 내장(embed) 또는 통합하여 생성할 수 있다. 그러한 보안 특징들은 그들이 형성된 후에 MTP들을 기판에 부착함으로써 형성될 수도 있다. 모놀리식 보안 특징들은, 외부 특징의 구조와 구성이 MTP로 하여금 크랙되게 하거나 어떤 방식으로든 영구적으로 MTP를 디스에이블시키게 되는, 상기 외부 특징으로 또는 상기 외부 특징을 가로질러 MTP를 이송시키도록 설계될 수 있다. 예로서, MTP는 트위스트 캡을 밀봉하는 열 수축 튜브 내에 내장될 수 있다. MTP는 트위스트 캡이 풀리도록 놓여질 수 있다. MTP는 용기 상에서 경사로, 쐐기 또는 기타 구조를 만날 수 있다. 열 수축성 기판은, 구조물을 통과하는 동안 변형되지만 구조물로부터 증가하는 힘을 전적으로 흡수하거나 분산시키지는 않도록, 설계될 수 있다. MTP가 구조물을 만나 그 상부에서 이동하면서, 저항이 MTP 또는 MTP 하위 구성요소를 강제로 파괴하여 무력화시킬 수 있다.
다중 MTP 인덱싱된 보안 특징(Multiple MTP Indexed Security Feature)
본 발명은, 더 높은 수준의 보안을 설정하기 위해 다수의 마이크로트랜스폰더들 또는 매치되는 쌍들로서 마이크로트랜스폰더들과 타간트들(taggants)의 조합들(예를 들어, QR 코드들, 바코드들, RFID 태그들 등)의 인증을 사용할 수 있다. 내용을 확인하려면 모든 타간트들이 존재하여야 하고 리드가능하여야 한다. 타간트들은 객체의 표면 상에서 또는 객체 내에서 서로 옆에 또는 서로 다른 위치들에 배치될 수 있고, 그리고/또는 적어도 두 개의 서로 다른 유형의 보안 표시가 결합되어 복합 보안 표시를 형성할 수 있다. 임의의 마이크로트랜스폰더 또는 기타 타간트의 응답 실패는 정품이 아닌 내용물을 지시할 수 있다. 다중 레벨 인덱싱 시퀀스에서 적어도 하나의 마이크로트랜스폰더는, 용기가 최초로 열릴 때 물리적으로 응답할 수 없게 될 수 있는 깨지기 쉬운 칩일 수 있다. 깨지기 쉬운 칩은, 제조 후 처리에 의해, 즉, 기판으로부터 구부리거나 제거하려고 시도할 때 파손되는 것이 보장되도록 칩 기판을 얇게 함에 의해, 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 칩 무력화를 보장하는 방법은 안테나를 분리하기 위해 파단 평면을 설계하거나 칩 내에 슬롯을 컷팅함으로써 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 물리적 객체(예를 들어, 용기)는, 두 신호들이 질문에 응답할 때 적절한(legitimate) 페어링으로부터 칩 A 및 칩 B와 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 물리적 객체가 칩 A와만 부착되고 칩 B는 리더에 의한 질문을 위해 물리적으로 존재하지 않는 경우, 데이터베이스가 두 칩 모두로부터 응답을 필요로 하기 때문에, 리더는 이 제품을 인증하지 않을 수 있다. 물리적 객체에 칩 A 및 칩 B가 모두 존재하지만 칩 B가 개봉시 파손될 수 있는 경우, 칩 B가 무력화되었으므로, 리더는 이 제품을 인증하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 칩 A 및 칩 B를 갖는 물리적 객체의 예와 유사하게, 물리적 객체는 칩 C 및 칩 D를 통해 서로 다른 쌍의 또는 적절한 페어링의 인덱싱을 가질 수 있다. 칩 C와 칩 D의 페어링은 적절할 수 있지만, 그 페어링은 고유할 수 있고 칩 A와 칩 B의 페어링과 같지 않을 수 있다. 위조자들이 칩들 A와 C를 획득하여 그들을 패키지들에 추가하는 경우, 칩 A 및 칩 C가 적절한 페어링을 구성하지 않기 때문에, 리더는 상기 칩들을 인증하지 못할 수 있다.
내구적인 자체 파괴형 슈퍼 앵커들을 갖는 광 트리거 마이크로트랜스폰더(Light- triggered micro transponder (MTP) with durable self-destructive super anchors)
물리적 복제방지 기능(Physical Unclonable Functions: PUF)이 식별되었으며, 물리적 및 디지털-기반 위조 방지 및 인증 시스템들에서 핵심 요소로서 채택될 수 있다. PUF는, 물리적 구조로 구현되고 PUF에 물리적으로 접근할 수 있는 공격자라도 평가하기 쉽지만 예측하기 어려운, 물리적 개체이다. PUF의 핵심 요소는, 매우 유사한 개별 객체들의 고유한 구별 특징들로서 사용될 수 있는, 자연스럽고 무작위로 발생하는 특징들 또는 속성들을 사용하는 것이다. PUF들은, 물리적 개체에 이미 본질적으로 존재하거나 그 제조 중 물리적 개체에 명시적으로 도입되거나 생성되는 무작위 구성 요소를 전형적으로 포함하는, 물리적 미세구조의 고유성에 의존한다. PUF와 관련된 물리적 미세구조 특질은 실질적으로 제어할 수 없고 예측할 수 없다. PUF를 평가하기 위해, 소위 시도-응답 인증 방식이 사용된다. "시도"는 PUF에 인가되는 물리적 자극이고, "응답"은 자극에 대한 그 반응이다. 응답은 물리적 미세구조의 제어할 수 없고 예측할 수 없는 특질에 따르며, 그러므로, PUF 및 PUF가 일부를 형성하는 물리적 객체를 인증하기 위해 사용될 수 있다. 특정 시도와 그에 상응하는 응답은 함께 소위 "시도-응답 쌍"(challenge-response pair: CRP)을 형성한다.
실제적인 적용에 있어서, PUF는 시도라고 언급되는 특정 방식으로 질문될 수 있다. PUF는, 고유한 무작위 특징을 명확하게 노출, 식별 또는 문서화하는 질문에 대한 응답을 갖는다. 그런 다음, 상기 응답은 디지털 기준과 비교된다. PUF의 고유한 무작위 특징이 디지털 기준에 일치하는 경우, 시도의 결과는 긍정적인 인증으로서 주어진다. PUF의 고유한 무작위 특징이 디지털 기준과 다른 경우, 시도는 실패하여, PUF 및 PUF가 부착된 해당 물리적 객체가 진위가 아닌 가짜인 것으로 렌더링될 수 있다.
PUF의 정의는 물리적 미세구조의 제어할 수 없고 예측할 수 없는 특질에 따라 달라질 수 있으며, 자연적으로 발생하는 무작위한 물리적 구조 또는 현상에 초점이 맞추어져서 칩을 모사하거나 복제하는 데 있어서의 어려움의 정도가 예외적으로 높게 되도록 고유성을 획득한다. 온-칩 PUF의 무작위한 특징을 드러내는 시도는 링 발진 및 FPGA 아키텍처를 기반으로 하며, 둘 다 시간이 지남에 따라 열화될 수 있고 장기적인 내구성이 없을 수 있다.
PUF가 고안한 다양한 특징들과 사용에 있어서의 넓은 어레이에도 불구하고, 해결해야 할 몇 가지 중요한 문제들이 있다. 시작 시 PUF의 디지털 기준이 고정되고 시간이 지남에 따라 거의 변하지 않을 수 있지만, 디지털 기준을 생성하기 위해 사용되는 물리적 PUF는 즉시 열화되기 시작할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고/또는 처리의 결과로서, 적절한 원본 PUF의 환경 조건들 또는 사용 조건들은 결국 고유한 특징들이 손상되도록 하거나 디지털 트윈에 대한 시도에 실패할 수 있는 지점까지 변경되도록 할 수 있다. 이 경우, 진품이 가짜 또는 위조 물품으로 오인될 수 있다. 그러므로, 객체의 진위성을 보장하기 위한 보다 내구성 있는 방법을 제공할 필요가 있다.
본 개시는 다수의 유사한 객체들에 고유 ID들을 갖는 MTP들을 적용함으로써 고유성을 부여하는 것에 대한 혁신적인 접근법을 제공한다. 일부 실시예에서, 비-무작위 기능들이 할당되고 객체에 내장되거나 통합될 수 있다. 일부 실시예에서, 비-무작위 특징은 도달하기 어려울 수 있고, 고유한 특징을 조작하거나 변경하려는 임의의 시도는 그것이 디스에이블되거나 파괴되도록 한다. 또한, 본 개시의 실시예는, 높은 수준의 내구성 및 신뢰할 만한 기능성으로, 변조를 방지할 수 있고 그리고/또는 자체 파괴적일 수 있다. 초강력 내구성과 변조 방지 구조의 조합은 슈퍼 앵커 (Super Anchor: SA)로 이어질 수 있다.
본 개시의 주요 개념은 객체들(슈퍼 앵커들)에 고유한 내장 특징들을 제공하여 객체의 내구성을 증가시킬 수 있다. 초강력 내구성을 갖는 객체는 칩의 매트릭스에 내장될 수 있다. IC들, 즉, 온-칩 장치들에 대한 내구성있는 접근을 활용하려는 다른 시도는 칩 자체의 다양한 미세구조들을 포함한다.
본 개시에서, 슈퍼 앵커는, MTP ID 번호가 벌크 미디어(예컨대, 칩 구조)로 통합되지만 분리될 수 있는 고유한 고정된 특징이므로, 높은 내구성을 가질 수 있다. 상기 고유한 특징은 벌크의 열화와는 분리될 수 있다. 슈퍼 앵커는 비-무작위 버스 안전의 특징들을 제공할 수 있다. 슈퍼 앵커는 고유 ID를 변경하려는 시도들에 응답하여 변조를 방지할 수 있고 그리고/또는 자체 파괴적일 수 있다. 자체 파괴적인 디자인의 다른 적용 예들이, 용기들과 그릇들이 위조 품목들을 담는 데 재사용되지 않도록 진정한 포장을 보장하기 위해, 사용될 수 있다. 예를 들어, 자체 파괴적인 슈퍼 앵커의 최종 사용 예는 보안 인레이에서 활용될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예에 따른 물리적인 객체 인증을 위해 슈퍼 앵커를 활용하도록 구성된 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 내구성있는 자체 파괴적인 슈퍼 앵커는, 제조업체 데이터베이스를 포함하는 디지털 보안 시스템의 제어 하에, 객체 인증, 객체 탐색 및 추적을 위해 활용될 수 있다. 디지털 보안 시스템은 객체 인증, 객체 탐색 및 추적을 용이하게 하기 위한 하나 또는 그 이상의 컴퓨팅 장치들을 포함할 수 있다. 디지털 보안 시스템은 네트워크를 통해 복수의 사용자 컴퓨팅 장치들과 통신하는 적어도 보안 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 보안 컴퓨팅 장치는 프로세서, 메모리 및 네트워크를 통한 통신을 가능하게 하기 위한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 디지털 보안 시스템은 네트워크를 통해 MTP 등록 정보를 수신하고 MTP ID 보안 리더(예컨대, ID 리더)로부터의 MTP ID 정보를 처리할 수 있다.
단계1501에서, 슈퍼 앵커(SA)는 고유 ID를 갖는 MTP를 타간트나 타간트 기판 상으로 또는 타간트의 층 내로 내장하거나 통합함으로써 제조될 수 있다. 타간트는 그 물리적 구조 내에 구현된 PUF들을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 슈퍼 앵커는 MTP를 타간트 구조 내에 통합함으로써 제조될 수 있는 반면, 타간트는 다층 제조 공정 또는 그 일부를 통해 형성될 수 있다. 타간트 및 슈퍼 앵커를 공동 제조하는 예는 열가소성 태그 또는 라벨을 금형 가공으로 주조하는 것이다. 다층 공동 제조의 예는 신용 카드, 라벨 또는 테이프 내에 MTP를 적층하여 MTP가 태그 또는 객체의 모놀리식 구조의 일부가 되는 것을 포함할 수 있다. 형성된 태그 또는 타간트는 라벨, 도트, 라미네이트, 테이프 또는 임의의 물리적 구조일 수 있다.타간트의 주요 목적들은 (1) 물리적 객체를 추적하기 위해 슈퍼 앵커를 물리적 객체에 부착하기 위한 표면을 제공하는 것; 및/또는 (2) 변조 방지, 위조 방지 또는 자체 파괴 메카니즘의 수동적인 또는 능동적인 부분으로 작용하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 슈퍼 앵커는 자체 파괴 특징들 및 높은 내구 기능성들과 함께 물리적 복제방지 기능들(PUFs)을 갖는 칩 타간트에 부착되거나 내장된 고유 ID를 갖는 광 트리거 MTP로서 나타내어질 수 있다.
단계 1502에서, MTP의 고유 ID 번호는 디지털 보안 시스템 및/또는 제조업체 데이터베이스에 등록될 수 있고 MTP에 인덱싱될 수 있다.
단계 1503A에서, 고유 ID 번호 또는 고유 일련 번호를 갖는 제조된 SA는 물리적 객체에 디지털 방식으로 인덱싱되고 부착될 수 있다. 상기 슈퍼 앵커는 그 구조 및 구성의 일부로서 물리적 객체에 상기 슈퍼 앵커를 부착하는 허용 가능한 수단을 가질 수 있고 갖지 않을 수도 있다. 슈퍼 앵커를 물리적 객체에 고착하는 수단, 방법 및 과정은 슈퍼 앵커를 수납하는 물리적 객체를 위한 구성 및 사용 조건들에 따라 크게 달라질 수 있다. 슈퍼 앵커들은 접착제들, 실런트들, 왁스들, 테이프들 및 필름들과 같은 알려된 재료들 및 프로세스들을 이용하여 물리적 객체에 직접 부착될 수 있다. 접착제 또는 기타 접착제는 광중합, 화학적 경화, 산화 방사 및/또는 기타 기법들을 포함하는 임의의 수의 메카니즘들에 의해 경화될 수 있다. 상기 재료들은 즉각적이거나 잠재적인 작용을 할 수 있다. 부착 재료들은 반응성이 있을 수 있다. 반응성 재료들은 압력, 화학 물질, 열 광, 소리 또는 기타 방사 소스들에 의해 활성화될 수 있다. 그러한 재료들 및 프로세스들은 예시적인 것이고 제한적인 것은 아니다. 슈퍼 앵커들은 객체에 재봉되거나 주입될 수 있다.
일부 실시예에서, 슈퍼 앵커는, 부착 종의 후속 처리, 질문 및 식별에 의해 또는 부착 종의 후속 처리, 질문 및 식별 없이 화학적 및/또는 생물학적 종의 특정 견인 및 결합을 위해 개조되었을 수 있는, 반응성 부위 또는 기질을 갖는 미부착 객체로서 공급 및 사용될 수 있다. 식별 후, 결합 종이 제거되어 슈퍼 앵커를 재생성할 수 있다. 따라서, 슈퍼 앵커들은, 자동화된 또는 반자동화된 프로세스들에서 무작위 또는 정밀 성장 시퀀싱을 위한, 플랫폼들 및 스캐폴딩(scaffolding)을 형성할 수 있다. 반응 부위들 또는 기질들이 있거나 없는 부착되지 않은 슈퍼 앵커는 유체와 같은 연속 매체 내에 분산될 수 있다. 슈퍼 앵커의 동적 객체 정보는 폐쇄된 그릇 내의 하나 또는 그 이상의 부위들에서 그 고유 ID를 캡처하여 식별될 수 있다. 상기 동적 객체 정보는 연속 매체의 흐름 특성을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 실시간 유동학적 및 마찰학적 데이터가 계산될 수 있다. 전산 유체 역학을 위한 알고리즘과 소프트웨어는 흐름 역학과 속도 구배를 매우 자세하게 문서화하기 위해 개발되고 사용될 수 있다. 산업적인 재료 흐름과 반응 조건의 모델링, 혼합 장비 성능의 문서화 및 유체 처리 시스템 설계가 크게 향상될 수 있다.
단계 1503B에서, 디지털 보안 시스템에 저장된 물리적 객체와 관련된 데이터는 객체 인덱스 정보로 업데이트되어, 물리적 객체가 디지털 보안 시스템에서 고유한 ID 번호 및 제품 데이터로 검색 및 리드될 수 있도록 한다. 제품 데이터는, 무선 주파수 식별(RFID), QR 코드 등과 같은 물리적 객체와 관련된 제품 일련 번호 또는 식별자를 포함할 수 있다.
단계 1504에서, 사용자가 제조된 SA가 부착된 물리적 객체를 수납할 때, 사용자는 물리적 객체에 대한 인증 프로세스를 개시하기 위해 사용자 컴퓨팅 장치를 통해 디지털 보안 시스템에 안전하게 로그인할 수 있다.
단계 1505에서, 보안 리더(예컨대, ID 리더)는 물리적 객체에 부착된 SA를 조명하고 SA 신호를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
단계 1506에서, 보안 리더는 SA 신호를 수신하고 수신된 SA 신호를 디코딩하여, SA에 인덱싱된 고유 ID 번호 또는 일련 번호를 얻을 수 있다. 사용자 컴퓨팅 장치는, 물리적 객체와 관련된 SA의 디코딩된 ID를 수신하기 위해 보안 리더와 통신하기 위한, 애플리케이션을 실행할 수 있다.
단계 1507에서, 사용자 컴퓨팅 장치는 네트워크를 통해 디지털 보안 시스템과 통신할 수 있고 SA의 디코딩된 ID를 디지털 보안 시스템으로 송신할 수 있다. 디지털 보안 시스템은 물리적 객체와 관련된 디코딩된 고유 ID를 디지털 보안 시스템에 저장된 ID 번호들과 비교할 수 있다.
단계 1508A에서, 비교 결과에 기초하여, 디지털 보안 시스템은 디코딩된 고유 ID 번호가 등록되었는지 여부를 결정할 수 있다.
단계 1508B에서, 디코딩된 고유 ID가 등록되지 않았다는 결정에 응답하여, 디지털 보안 시스템은 사용자 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스 상에 표시하기 위한 "인증되지 않음" 메시지를 생성할 수 있다.
단계 1508C에서, 디지털 보안 시스템은 물리적 객체와 관련된 데이터를 객체 진위 실증을 위한 사용자 및 시도 정보로 업데이트할 수 있다.
단계 1509A에서, 디코딩된 고유 ID 번호가 디지털 보안 시스템에 등록되어 있다는 결정에 응답하여, 디지털 보안 시스템은 디코딩된 고유 ID 번호가 물리적 객체와 관련된 저장된 ID 번호와 일치하는지 여부를 더 결정할 수 있다.
단계 1509B에서, 디코딩된 고유 ID 번호가 물리적 객체와 관련된 저장된 ID 번호와 일치하지 않는다는 결정에 응답하여, 디지털 보안 시스템은 사용자 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스 상에 표시하기 위한 "인증되지 않음" 메시지를 생성할 수 있다.
단계 1509C에서, 단계 1509A의 결정된 인증 결과에 기초하여, 디지털 보안 시스템은 물리적 객체와 관련된 데이터를 객체 진위 실증을 위한 사용자 및 시도 정보로 업데이트할 수 있다.
단계 1510A에서, 디코딩된 고유 ID가 물리적 객체에 인덱싱된 저장된 ID와 일치한다는 결정에 응답하여, 디지털 보안 시스템은 사용자 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스 상에 표시하기 위한 "인증됨" 메시지를 생성할 수 있다.
단계 1510B에서, 단계 1510A의 결정된 인증 결과에 기초하여, 디지털 보안 시스템은 물리적 객체와 관련된 데이터를 객체 진위 실증을 위한 사용자 및 시도 정보로 업데이트할 수 있다.
본 개시의 실시예는 물리적 객체들의 태깅, 인증 및 위조 방지를 위해 활용되는 초 내구성 슈퍼 앵커들을 MTP에 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 제조된 슈퍼 앵커(SA)는 RFID 또는 QR 코드 기술 및 특정 암호화 기술과 조합되어, 물리적 객체의 탐색 및 위조 방지 보호를 더욱 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제조된 SA는 물리적 객체들의 임의의 유형들의 표면들 상에 라벨로서 인쇄(프린팅)될 수 있다. 일부 실시예에서, 제조된 SA는 특수 보안 문서 전달을 위한 RFID 또는 QR 코드를 대체하기 위한 라벨로서 인쇄될 수 있다.
본 개시의 실시예는, 비즈니스 시스템들, 디지털 보안 시스템들의 데이터베이스, 분산 원장(distributed ledger), 블록체인, 블록체인 상호운용성 뿐만 아니라 객체 및 금융 기반 블록체인들의 상호운용성에 결합되거나 통합된, 초내구성 슈퍼 앵커들을 MTP에 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 부착된 물리적 객체에 인덱싱된 제조된 SA의 고정된 고유 ID 번호를 저장하는 것은, SA의 등록된 고유 ID 및 물리적 객체와 관련된 연관 데이터를 블록체인 또는 블록리스 분산 원장에 저장함으로써, 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 등록된 고유 ID 및 연관 데이터는 변조가 실질적으로 불가능한 방식으로 보관 및 저장될 수 있다. 또한, 고정적인 등록된 고유 ID 및 연관된 슈퍼 앵커 데이터를 블록체인 또는 블록리스 분산 원장에 저장하는 것은, 예를 들어, 연관된 물리적 객체 또는 객체들의 그룹의 공급 체인을 따라 승인된 수신기에 의해, 원격적인 객체 진위 실증 및 탐색을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 상기 프로세스는 연속 매체의 흐름 특성 및/또는 다른 특징들을 분석하는 데 사용되기 위해 적합화될 수 있다. 예를 들어, 단계 1503A에서, SA는 (예컨대, 고체 매체에 물리적으로 부착되기 보다는) 연속 매체 내에 분산될 수 있다. 그러면, SA는 조명될 수 있고, 상기한 바와 같이, 복수 회 응답할 수 있다. 각 시간은 기록될 수 있으며, 매체 내 SA의 위치도 기록될 수 있다. 이러한 시간 기록된(time-stamped) SA 위치들은, 위에서 언급한 바와 같이, 연속 매체의 적어도 하나의 유체 특성을 결정하도록 처리될 수 있다.
마이크로트랜스폰더-기반 스마트 종이 계약서들(Microtransponder-based Smart Paper Contracts)
종이 기반 증명서들의 진위는 안전하지 않을 수 있다. 종이 기반 증명서들을 인증하면, 대규모 사기가 드러날 수 있다. 예를 들어, 졸업장은 전 세계 어디에서나 대학에서 온라인으로 주문될 수 있으며, 인쇄되어 어디에나 직접 보내 질 수 있다. 거짓 증명서들이 사악한 목적들을 위해 사용되고 의사들, 심리학자들 또는 기타 전문가들에게 보내 질 수 있다. 문서의 인증은 정상적으로 시간이 걸리고 소비자들에게 현저한 양의 비용을 발생시키므로, 피할 필요가 있다. 또한, 기록 검색은 주택 및 부동산 거래를 여러 날 지연시켜, 사업 흐름과 수익 창출을 방해할 수 있다.
(예컨대, 어떤 경우에는 내구성이 있는 자체 파괴적인 슈퍼 앵커로 구성되는) P-Chip® MTP는 MTP-기반 스마트 종이 계약서들을 구현하기 위해 활용될 수 있다. 본 개시의 실시예는, 디지털적인 또는 인쇄된 종이 품목들(printed pater items)의 추적성 및 보안성을 증가시키면서 처리 장치들의 저비용 등록 및 인증을 제공할 수 있는, MTP-기반 종이 계약서들의 기법들을 설명한다.
MTP-기반 스마트 종이 계약서들은, 안전하고 확실한 디지털 기록들 및 스마트 계약서들을 생성하는 다수의 단계들과 비용을 제거할 수 있다. MTP-기반 스마트 종이 계약서들은 프린터들 및 마킹 장치들의 저렴한 등록 및 인증을 제공하여, 인쇄된 품목들의 추적성 및 보안을 높일 수 있다. MTP-기반 스마트 종이 계약서들은 서비스 지불 등을 위해 기계 토큰화를 사용할 수 있다. 종이 문서 및 증명 계약서에 내장된 워터마크 또는 특수 염료 또는 안료로 된 인쇄 기반 보안 특징 및 QR 및 데이터 매트릭스 코드와 같은 2차원 코드와 달리, P-Chip® MTP는 복제가 쉽지 않을 수 있고 디지털 인증을 위한 매우 저렴한 옵션을 제공할 수 있다.
디지털 보안 시스템이나 유사한 기능의 데이터베이스, 데이터 레이크 또는 컴퓨터 기반 보관 및 검증 시스템에 문서 또는 물리적 기록을 추가하려면, 문서를 스캔하고 고유 ID 또는 일련 식별자를 추가해야 한다. P-Chip® MTP를 기반으로 하는 스마트 종이 계약서는, 고유하고 물리적으로 변경할 수 없는 ID 번호를 문서에 부여하는 MTP의 기질에 부착 및/또는 내장되는 저비용 에너지 활성화 식별자를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "스마트 계약서", "스마트 종이 계약서", "인쇄된 품목" 또는 "인쇄된 객체"라는 용어는 모든 유형의 인쇄 가능한 품목을 포함할 수 있지만, 계약서, 금융 거래서, 성적 증명서, 인증서, 수표, 보안 증명서, 의료 기록서, 품질 기록서, 주택에 대한 증서 검색서, 및 자동차, 보트, 농업 장비 및 레저용 차량에 대한 소유권 검색서 등에 제한되지 않는다. 예를 들어, MTP-기반 스마트 종이 계약서는, 보안 자격 증명서, 연락처, 증명서, 품질 기록증 등과 같은 문서를 생성하기 위해, 활용될 수 있다. 특정 원료 및 제품 특성은 분석 증명서, 의료 기록서, 품종 또는 인증된 종자와 같은 게놈 증명서에 의해 문서화될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "종이"는 이해를 쉽게 하기 위해 사용되지만, 합성 종이, 필름, 판지, 플라스틱, 금속 목재 및 복합재와 같은 모든 인쇄 관련 기재를 포함할 수 있는 본 발명의 실시예를 제한하는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 개념은 보안 "스마트 라벨", 보안 "스마트 태그" 및 보안 "스마트 패키지"를 생성하는 새로운 방식으로서 라벨의 인쇄 및 패키징을 포함할 수 있다. 본 발명은 상기한 기질 및 인쇄 품목에 대한 통상적인 2D 프린팅 프로세스 및 3D 프린팅 프로세스를 모두 포함할 수 있다.
도 16은 본 개시의 일부 실시예에 따른 스마트 종이 계약서를 구현하는 기능도를 도시한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 기능부(16A)는 데이터베이스 및 발신자 및 수신자 활동과 관련된 동작을 포함할 수 있다. 스마트 계약서 발신자(예를 들어, 문서 발신자)는 제1 컴퓨팅 장치를 통해 디지털 보안 시스템에 성취 또는 이벤트를 등록할 수 있다(블록 1602). 발신자의 데이터 및 문서는 데이터베이스(1601)(예컨대, DB 1)에 클라이언트 레코드로서 저장될 수 있다. 발신자는 인쇄 구매 오더를 생성할 수 있고(블록 1603), 주문 및 관련 금융 데이터를 클라이언트 금융 데이터로서 데이터베이스(1604)(예컨대, DB 4)에 저장할 수 있다. 스마트 계약서 발신자는 보안 인쇄 데이터를 스마트 계약서 수신자(예컨대, 문서 수신자)에게 전달할 수 있다(블록 1605).
도 16에 도시된 바와 같이, 기능부(16B)는 데이터베이스 및 디지털 보안 시스템과 관련된 승인된 프린터(들) 및 마킹 장치(들)에 의해 수행되는 및 동작을 포함할 수 있다.
블록 1613에서, 승인된 프린터(들) 및 마킹 장치(들)는 각각의 할당된 보안 일련 번호로 디지털 보안 시스템에 등록될 수 있다. 승인된 프린터는 발신자로부터 구매 오더를 수신할 수 있다. 승인된 프린터는 구매 오더와 관련된 보안 인쇄 데이터를 기계 실행가능 명령으로 변환할 수 있다(블록 1614). 수신된 보안 인쇄 데이터 및 구매 오더는 데이터베이스(1616)(예컨대, DB 2)에 저장될 수 있다. 승인된 프린터는 보안 기재를 획득하고(블록 1612) 보안 문서를 인쇄할 수 있다(블록 1615). 보안 기재(블록 1612) 및 보안 문서를 인쇄하는 동작(블록 1615)은 데이터베이스(1617)(예컨대, DB 4)에 저장될 수 있다. 승인된 마킹 장치는 보안 잉크를 획득할 수 있고(블록 1618), 보안 문서 상에 2D 보안 마크를 인쇄(블록 1619)하도록 구성될 수 있다. "보안 기재" 및 "보안 잉크"라는 용어는 인쇄에 의해 보안 문서를 생성하기 위한 레거시 재료(legacy materials) 및 프로세스를 나타낸다. 시중에 판매되는 많은 기재와 잉크가 있을 수 있다. 보안 기재의 예로는 워터마크 또는 엠보싱 구조를 갖는 종이가 있을 수 있다. 다른 예로는 "보이지 않는 잉크"로 미리 인쇄된 종이가 있을 수 있다. 일반적인 태양 조명 하에서, 상기 잉크는 가시 스펙트럼에서 반사하지 않는다. UV 광선에 노출되면, 미리 인쇄된 글자나 마크가 더 높은 에너지의 광을 가시 스펙트럼으로 하향 변환하여, 관찰자가 볼 수 있게 된다. 종이는 천연 또는 합성 기반일 수 있으므로, 보다 일반적인 용어 "기재"를 사용할 수 있다. 합성 종이는 더 비쌀 수 있으며 그 벌크 속성으로 설계된 특정 스펙트럼 응답을 갖도록 제조되고 또 다른 수준의 보안을 제공할 수 있다. 인쇄될 종이나 기재에 색상 변경 (각도 겉보기(gonio-apparent)) 섬유를 통합하면, 스레드가 문서의 관찰 각도가 변경될 때 변경될 수 있는 고유한 색상 반사율을 나타내므로, 또 다른 보안 레이어를 추가할 수 있다. 색상 변화는 상기 재료의 기능이다. 상기 재료는 매우 고가이며, 공식 국가에서 생성한 문서의 경우, 규제 물질일 수 있다. 보안 잉크는 사람 및/또는 기계에 변화하는 반사율(관찰 가능한 색상)을 야기할 수 있는 안료 또는 염료의 특정 물리적 구조일 수 있다. 보안 기재(블록 1612) 및 보안 잉크(블록 1618)는 모두 프린터에 의해 조달되는 원 재료일 수 있다. 고객은 보안 문서를 얻기 위해 인쇄 오더의 일부로서 보안 기재 및 잉크 또는 그 임의의 조합을 지정할 수 있다.
2D 보안 마킹은 최신 인쇄 기술이다. 보안 잉크와 보안 잉크들의 조합을 사용하는 것 외에도, 인쇄된 디자인은 초고도로 세부적으로 인쇄되는 의도적인 구조를 가질 수 있다. 주의 깊게 검사하거나 저배율로 확대하면 단순한 위조자가 알지 못하거나 만들 수 없는 미세 구조가 드러날 수 있다. 2D 보안 마크는 또한, 미세 구조가 잉크 방울 튐, 인쇄 기판으로의 흡광도 및 건조 변화의 함수라는 점에서, 버지니아 공과 대학의 원래 정의에 따라 PUF가 될 수 있다. 2D 구조는 촬영되고 디지털화될 수 있다. 디지털 특징은 모양에 대한 결합된 가장자리 찾기 알고리즘과 면적, 색상 및 휘도와 같은 다른 이미지 요소와의 결합을 통해 식별될 수 있다. 디지털 파일에는 고유한 ID가 부여될 수 있다. 고유 ID 및 파일 이미지는 데이터베이스에 보관되고 디지털 파일에 인덱싱될 수 있다. 또한, 디지털 이미지 캡처는 저장된 이미지와 비교되어 PUF 시도 응답 시퀀스로서 진위여부를 결정할 수 있다.
인쇄 용지에 RFID 장치를 부착하거나 내장하는 최근의 발전은 인쇄된 문서에 대해 또 다른 수준의 보안을 제공하여, RFID 태그 번호가 인쇄된 문서의 디지털 식별 번호 또는 디지털 ID의 일부가 된다. RFID 지원 시트지는 HP Indigo 프린터 및 기타와 같은 디지털 인쇄 플랫폼에서 사용될 수 있다. 경우에 따라, RFID 태그가 인쇄 후 문서에 부착될 수 있다. 인쇄된 문서의 인증을 위해 RFID 기술을 사용할 때의 이점은 다른 보안 매체에서의 사용과 일치한다. 이 보안 메카니즘의 단점은 인증되지 않은 엔티티에 의해 복제될 수 있고 사용시 내구성이 없으며 비싸다는 것이다. 본 명세서에 설명된 실시예는 위에서 설명한 2D 보안 마크에 추가로 또는 대신하여 RFID 지원 시트지와 함께 사용될 수 있다.
2D 보안 마크 및/또는 내장된 RFID 태그를 갖는 인쇄된 보안 문서는 문서 수신자에게 배송될 수 있고(블록 1620), 관련 기록은 데이터베이스(1621)(예컨대, DB 5)에 저장될 수 있다. 2D 보안 마크를 갖는 보안 문서는 송장과 함께 스마트 계약서 수신자에게 송신될 수 있다(블록 1622). 스마트 계약서 수신자는 네트워크 상에서 이메일 또는 문자 메시지를 통해 보안 문서의 디지털 사본을 수신하고 메일을 통해 2D 보안 마크를 갖는 인쇄된 보안 문서를 수신할 수 있다(블록 1606). 스마트 계약서 수신자는 보안 문서를 수신하고 서명할 수 있다(블록 1607). 서명된 문서의 디지털 트윈이 생성될 수 있고(블록 1608) 데이터베이스(1609)(예컨대, DB 6)에 저장될 수 있다. 스마트 계약서 수신자는 네트워크 상에서 제2 컴퓨팅 장치를 통해 수신된 문서와 관련된 송장을 처리하거나 지불하고 거래 기록을 클라이언트 금융 데이터베이스(1611)(예컨대, DB 7)에 저장할 수 있다. 지불된 송장의 금융 거래 기록은 제2 컴퓨팅 장치를 통해 디지털 보안 시스템으로 송신되고(블록 1623) 데이터베이스(1624)(예컨대, DB 8)에 저장될 수 있다. 본 명세서에 설명된 MTP-기반 문서 보안 방책은 전통적인 2D 보안 마크 및/또는 내장된 RFID 태그 대신에 또는 그들과 조합하여 사용될 수 있다. 어느 경우든, 본 명세서에서 설명된 실시예를 사용하여 형성된 스마트 종이 계약서는 전통적인 2D 보안 마크 및/또는 내장된 RFID 태그만에 의해 확보된 문서보다 더 내구성있게 안전할 수 있다.
블록체인 통합으로 안전한 문서 스마트 계약서 생성(Generating a secure document smart contract with blockchain integration)
일부 실시예에서, 블록체인은 스마트 계약 문서를 탐색하고 추적하기 위한 예정된 충돌 회피 해시 함수를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 충돌 회피 해시 함수는 특별한 유형의 해시 함수, 즉, 임의의 크기의 데이터를 고정된 크기의 해시 값의 비트 스트링에 매핑하는 수학 함수 또는 알고리즘을 의미하며, 상기 특별한 유형의 해시 함수는 또한 단방향 함수, 즉, 모든 입력에 대해 계산하기 쉽지만 임의 입력의 이미지가 주어지면 반전하기 어려운 함수가 되도록 설계된다. 바람직하게는, 충돌 회피 해시 함수는, hash(d1)=hash(d2)와 같은 두 개의 서로 다른 데이터 세트 d1 및 d2를 찾기가 어렵도록, 설계된다. 이들은 특정의 충분한 보안 수준을 수학적으로 증명할 수 있는 해시 함수이다. 본 보안 솔루션에서, 암호화 해시 함수의 보안은, 스마트 앵커를 구비하는 마킹의, 특히, 본 명세서에 개시된 바와 같은 복합 보안 마킹의, MTP ID 번호 리딩이 특별한 위치 및 시간에 발생하며 마킹을 갖는 물리적 객체는 그러한 위치와 시간에 실제로 존재한다는 사실에 의해 더욱 향상된다. 이것은, 달성할 수 있는 보안의 절대 수준을 높이거나 주어진 요구 보안 수준을 여전히 제공하면서 더 작은 데이터 세트로, 예컨대, 입력 및/또는 출력으로서의 더 짧은 데이터 스트링으로, 동작하는 충돌 회피 해시 함수의 사용을 허용하도록, 사용될 수 있다.
블록체인 기술을 활용하여, MTP ID는 충돌 회피 해시 함수와 함께 사용되어 스마트 계약서를 생성할 수 있다. 스마트 계약서 생성은 객체 인증, 객체 탐색 및 추적을 위한 다단계 인덱싱 프로세스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스마트 종이(Smart Paper) 상자의 각 인쇄가능한 페이지와 관련된 고유 MTP ID 번호 1을 모든 스마트 종이(Smart Paper)를 포함하는 종이 상자와 관련된 고유 ID 번호 2와 결합하면, 스마트 종이는 인쇄 시 블록체인의 충돌 회피 해시 함수에 즉시 통합될 수 있는 예정된 식별자를 가지고 프린터에 도달할 수 있다. 또한, 본 개시에서, 각 승인된 프린터 및/또는 마킹 장치는 그 자신의 고유 식별 ID 번호 3을 가질 수 있다. 종이로부터의 고유 MTP ID 1은 종이 상자의 고유 ID 2 및 승인된 프린터 또는 마킹 장치의 고유 일련 ID 번호 3과 결합될 수 있다. 또한, 모든 연관된 MTP ID를 충돌 회피 해시 함수에 적용하여 유사한 블록체인 가능 식별을 생성할 수 있다. 이 식별은 기계 토큰화 지불을 위해 프린터 또는 표시 장치를 등록하기 위한 추가 보안 수준으로서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 스마트 종이의 MTP 고유 ID 1은 팩스 기계를 등록하고 데이터 전송을 위한 팩스 기계의 보안을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
도 17은 블록체인과 통합되면서 보안 문서 스마트 계약서를 생성하는 예시적인 시스템 다이어그램을 도시한다. 예시적인 시스템(1700)은 다수의 스마트 종이SP(Ni)(1703), 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705), 승인된 인쇄 장치(1706), 승인된 p-칩 PUF 리더(예컨대, p-칩 식별자 리더)(1707), 및 블록체인 보안 아카이브(1710)를 포함할 수 있다. 다수의 스마트 종이 SP(Ni)(1703), 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705) 및 승인된 인쇄 장치(1706)는 각각의 p-칩 MTP 및 슈퍼 앵커로 구성된 각각의 슈퍼 앵커와 함께 내장될 수 있다. 승인된 p-칩 슈퍼 앵커 리더(1707)는 디지털 보안 시스템 내에서 일련 번호로 등록될 수 있다. 승인된 p-칩 슈퍼 앵커 리더(1707) 및 충돌 회피 해시 함수(1708)는 디지털 승인된 인쇄 장치(1706)로 통합될 수 있다.
승인된 p-칩 슈퍼 앵커 리더(1707)의 p-칩 고유 일련 번호는 충돌 방지 해시 함수(1708)에 의해 해당 해시 값을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 따라, 부가적인 보안 계층이 추가된다. 일부 실시예에서 인쇄 작업 흐름과 완전히 통합될 수 있지만, 충돌 회피 해시 함수(1708)는 인쇄 엔티티에 의해 실시간으로 디지털 승인 인쇄 장치(1706)에서 전자적으로 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 네트워크를 통해 사용자로부터 보안 문서 내용(1701) 및 인쇄 명령(1702)을 수신하여 보안 문서 스마트 계약서(1709)를 생성하도록 구성될 수 있다. 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705)로부터 스마트 종이SP(Ni)(1703)를 로드하여 보안 문서 스마트 계약서(1709)를 위한 인쇄물을 생성하도록 구성될 수 있다. 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 승인된 p-칩 슈퍼 앵커 리더(1707)와 통신하고 자동으로 제어하여, 로드된 스마트 종이 SP(Ni)(1703) 및 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705)의 슈퍼 앵커 ID를 읽을 수 있다.
일 실시예에서, 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 인쇄 장치(1706)의 보안 상태를 높이기 위한 ID 번호를 갖는 MTP를 포함하는 슈퍼 앵커와 내장되거나 통합될 수 있다. 상기 통합은 디지털 승인 인쇄 장치(1706) 및 그 출력이 검증되고 신뢰되는 소스로서 인식되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 블록체인 신뢰 센터를 통해 등록될 수 있고, 모든 후속 인쇄가 블록체인 내에서 보안되도록 허용할 수 있으며, 그에 의해, 비용이 많이 들고 시간 소모적인 단계를 제거할 수 있다. 충돌 회피 해시 함수(1708)는 디지털 승인 인쇄 장치(1706), 인쇄 명령(1702), 인쇄 시간 및 높은 보안 문서 스마트 계약서를 생성하기 위해 인쇄 장치(1706)에 의해 생성된 인쇄 날짜 스탬프와 관련된 p-칩 MTP ID 번호에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 종이 및 종이 컨테이너로의 p-칩의 통합은, 각각의 고유 ID 번호를 갖는 고유 슈퍼 앵커에 둘 다 연관된 두개의 추가적인 보안 레벨을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스마트 종이 SP(Ni)(1703)는 2D 슈퍼 앵커를 갖는 p-칩 MTP를 프린트 종이에 내장함으로써 생성될 수 있고, 2D p-칩 ID 번호(예컨대, 제1 및 제2 ID)에 링크될 수 있다. 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705)는 제3 p-칩 MTP를 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705)에 내장함으로써 생성될 수 있고, 제3 ID 번호에 링크될 수 있다. 디지털 승인 인쇄 장치(1706)는 제4 ID 번호를 갖는 MTP에 내장되거나 통합될 수 있다. 충돌 방지 해시 함수(1708)는 스마트 종이 SP(Ni)(1703)와 스마트 종이 컨테이너 SPC(Mi)(1705), 및 그 파트너 또는 제조 시점의 그 라이선스에 적용되어, 인쇄를 위한사전 제조된 스마트 계약서를 생성할 수 있다. 그러므로, 디지털 보관 목적으로 스캔한 기존 물리적 기록이나 새로 생성된 기록은 즉시 스마트 계약서의 일부 데이터가 될 수 있다.
충돌 방지 해시 함수(1708)는 다른 엔티티 또는 문서 특정 정보에 적용될 수 있으며 예외적으로 저렴한 비용으로 보안을 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 문서 보안을 향상시키면서 비용을 낮추는 데에는 여러 가지 이유가 있다.
1) 하나 이상의 인쇄 기반 슈퍼 앵커를 사용하는 것은 비용 효율적이지 않을 수 있다.
2) 스마트 종이(1704)로부터의 2D 보안 마킹 및 p-칩 ID 번호, 종이 컨테이너(1705)로부터의 하나의 p-칩 ID 번호 및 디지털 승인 인쇄 장치(1706)로부터의 하나의 p-칩 ID 번호를 사용하는 것은, 단일 보안 문서에 다중 레벨(예컨데, 4개 레벨)의 고유 식별을 제공할 수 있다.
3) 기존 2D 보안 마킹을 하나 내지 세 개 이상의 p-칩으로 교체함으로써, 문서 보안을 크게 향상시키면서 인쇄 장치의 운영 비용과 최종 사용자의 보안 인쇄물의 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, p-칩 인증은 서로 다른 브랜드들과 관련될 수 있는 보안 등급 잉크들에 대한 개별적인 인쇄 카트리지들에 적용될 수 있다. 잉크 카트리지의 고유한 p-칩 ID 번호를 인쇄 장치에 대한 다른 p-칩 ID 번호와 함께 사용하는 것은 기존 2D 인쇄 기반 시스템의 보안을 크게 향상시키는 또 다른 방법일 수 있다.
일부 실시예에서, 스마트 종이 및 스마트 종이 컨테이너는 재료 로트(lot) 번호 및 컨테이너 번호로 라벨링될 수 있다. 로트 번호는 제품 및/또는 재료 배치(batch)에 대한 여러 물리적 상수를 식별할 수 있는 고유한 분석 증명서(Certificate of Analysis: CoA) 정보를 가질 수 있다. 스마트 종이 및 스마트 종이 컨테이너에 인덱싱되거나 관련된 각각의 p-칩 ID 번호는 재료 로트 번호 및 스마트 종이 컨테이너의 컨테이너 제품 번호와 교환되거나 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 배치(batch)에 대한 임의의 수의 고유하고 가변적인 물리적 데이터 포인트는 PUF로서 사용될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 슈퍼 앵커가 보안 3D 인쇄물을 생성하기 위해 3D 인쇄 장치에 추가될 수 있다.
스마트 계약서로 전환하는 과정을 활용한 내장된 MTP를 갖는 3D 인쇄 객체의 인증(Authentication of 3D printed object with embedded MTPs utilizing the process of converting to smart contract)
본 개시는 적층 제조에 의해 생성된 부품 및 구성요소의 식별 및 인증을 위한 비용 효율적인 방법 및 시스템을 제공한다. 적층 제조 공정, 장비 및 기법의 폭발적인 증가는 객체의 물리적 제조에 혁명을 일으킬 가능성이 높다. 장비 자본 비용과 인쇄 객체 단위당 비용을 줄이는 동시에 속도를 증가시킨다. 비용 절감으로 인해 원본이 아닌 위조 제품을 만들고 판매하는 것이 가능해졌다. 위조의 부정적인 효과는 매출 및 세금 손실 및 보증 클레임 증가를 포함하여 잘 정립되어 있을 수 있다. 이러한 해로운 결과는 전 세계적으로 막대한 부정적인 영향을 미치고 있지만, 인간과 동물의 심각한 부상과 사망으로 이어지는 인간의 건강 및 가짜 부품의 안전과 관련하여 더 큰 문제가 존재할 수 있다.
인쇄된 객체에 P-Chip® MTP를 부착하면, 위에서 설명한 시도 응답 메카니즘을 활용하여 위조로부터 보호될 수 있는 고유 식별 번호를 객체에 제공할 수 있다. 상기한 바와 같이, P-Chip® MTP는 인쇄된 객체를 스마트 부품으로 그리고/또는 설명한 대로 스마트 종이에서 아웃라인된 방법에 의해 스마트 계약서로 변환하기 위해 사용될 수 있다.
P-Chip® MTP는 인쇄 단계에 배치되어 인쇄된 객체에 직접 통합될 수 있다. 예를 들어, MTP는 객체에 융합하기 위해 기계적, 열적 또는 방사에 기반한 방법에 의해 활성화되는 접착제 또는 테이프를 가질 수 있다. MTP는 인쇄 프로세스, 하위 프로세스 또는 포스트 인쇄 프로세스에 의해 파괴될 수 있는 희생 매체를 사용하여 통합될 수 있다. P-Chip® MTP는 테이프, 자산 태그 또는 라벨을 통해 인쇄된 객체로 직접적으로 통합될 수 있다.
일부 실시예에서, P-Chip® MTP는 기계적으로 별도의 공정에 의해 또는 적층 제조에 의해 매트릭스에 부착되거나 내장되는 P-Chip®을 갖는 하위 구성요소로 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현은 내장된 MTP를 갖는 얇은 기제(base)일 수 있다. 기제는 동일한 재료로 형성되거나 인쇄되는 객체의 재료와 호환될 수 있다. 인쇄는 얇은 기제의 상부에서 이루어질 수 있다. 대안적으로, 얇은 기제는 접착제, 코팅 또는 유기, 무기 또는 하이브리드 조성물의 고분자 재료에 의해 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 못, 탭, 라벨, 캡 또는, 완성된 부품, 구성요소, 하위 구성요소 또는 조립체의, 임의의 다른 구조적 요소와 같은, 유사한 재료 및 모양이, 내장된 MTP와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 구조물은 인쇄된 부품에 외부 표면으로서 부착되고 융합될 수 있다. MTP 및 MTP를 포함하는 구성 요소는 은밀한 보안 특징으로서 서비스 수명 동안 MTP의 내구성을 부여하기 위해 의도적으로 중복 인쇄될 수 있다.
MTP는, 서비스 기간 동안 기계적 보호를 제공하거나 물품의 유통 판매 및 서비스 수명 동안 리드를 위한 명시적인 또는 은밀한 기능으로 작용할 수 있는, 인쇄된 물품(printed article)의 특정 특징들에 추가될 수 있다. 기존 로봇 공학은 작업흐름 또는 임의의 수단에 의한 별도의 프로세스에서 별도의 스테이션으로서의 인쇄 직후 객체를 칩 처리하는 데 사용될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, MTP는 인쇄되거나 객체에 부착될 수 있으며, 추가된 보안 계층을 객체에 제공하기 위해 2D 보안 마킹, RFID 및 기타 알려진 PUF 기술과 결합될 수 있다. MTP는 객체에 인쇄된 라벨로서 제조될 수 있다. MTP는 스마트 계약서로서 종이 문서에 내장될 수 있다.
다양한 재료가, 인간과 동물을 위한 의료 및 치과 임플란트를 포함하는, 금속, 세라믹, 플라스틱, 고분자 재료, 단일 성분, 복수 성분 혼합물 및 이들의 조합의 적층 제조와 같은, 최종 사용 용도에 사용될 수 있다.
MTP에 의해 3D 인쇄된 객체는, 온도 범위, 유연성 특성 등과 같은, 특정 사용 조건, 효능 범위 또는 제한 사항이 필요할 수 있다. 유연성, 굽힘 반경 및 팽창 계수와 같은 인쇄 재료의 벌크 속성은, 하위 구성 요소를 무력화하거나 MTP 칩을 파괴하거나 사용 중인 부품으로부터 분리되도록 할 수 있는, 응력이 도입되는 것을 보장하지 않도록 주의 깊게 고려될 수 있다. 예를 들어, MTP 라벨이 RFID가 적용된 객체에 인쇄되어, 객체에 유연성과 추가적인 보안 레이어를 제공할 수 있다. 예를 들어, 트랜스폰더 안테나 생산에 사용되는 재료 및 방법과, 칩 본딩 방법 및 기질 상에서의 트랜스폰더의 방위에 따라, 모든 수동 RF 트랜스폰더는 최소(예컨대, 3인치 직경의) 허용 굽힘 반경(곡률 반경)을 가질 수 있다. 완성된 수동형 RFID 트랜스폰더 매체를 적용 프로세스의 어느 지점에서든 상기 최소 반경보다 작은 반경으로 굴곡시키거나 구부리면, 안테나 파손 또는 칩-안테나 결합의 파괴로 인해 RFID 오류가 발생할 수 있다. RFID 라벨 제조업체는 최소 굽힘 반경에 대한 값을 제공할 수 있다. MTP 라벨로 인쇄된 객체는 일반 RFID 라벨에 대해 여분의 굽힘 유연성을 가질 수 있다. 예를 들어, p-칩은 1/4인치 자동차 브레이크 라인에서 성공적으로 부착되고 리드되었다.
세라믹 및 금속의 적층 제조에 대한 특정 이슈가 적용될 수 있다. 적층 제조에 공통적인 모든 재료와 장비는 MTP에 의해 3D 인쇄된 객체에 사용될 수 있다. 예를 들어, 고분자 재료의 레이저 마킹은 식별물 및 2D 보안 마크를 만들기 위해 사용될 수 있다. 레이저 마킹은, 레이저 마킹 안료가 매트릭스(폴리머, 페인트, 접착제, 플라스틱 등)에 내장되는 상업적 프로세스이다.
안료는 복합 재료 내에 무작위로 분산될 수 있다. 복합 재료는 고에너지 방사로 조사될 수 있고, 안료는 가열되어 응답으로서 부품 또는 코팅의 주변 연속 상을 탄화시켜 색상을 변화시킨다. 방사 빔을 제어하면, 부품 내에 또는 표면에 내장된 기호, 구조 또는 식별 번호가 생성될 수 있다. 레이저 마킹은 객체에 부품 번호를 추가하는 저렴한 방법일 수 있지만, 레이저 마킹 안료, 방사 소스 및 자동화 제어는 어디에나 존재한다. 이것은 매우 안전한 마킹이 아니다. 스마트 계약서 인쇄에 대해 설명한 대로 레이저 마킹을 사용하고 무작위 특징들을 특성화하면, 간단한 레이저 마크보다 더 안전한 슈퍼 앵커를 생성할 수 있다. 이러한 방법은 탄소 기반 재료 및 복합 재료에 널리 사용될 수 있다.
레이저 마킹의 또 다른 방법은 직접적인 금속 제거이다. 고출력 레이저는 금속 표면을 부식시키고 표면 색상을 변화시켜(양극산화) 영구적인 마크를 남길 수 있다.
슈퍼 앵커는 플라스틱 및 유기물 기반 객체에 대한 레이저 마킹 및 2D 보안 마크를 대체할 수 있다. 그들은 방어적 보안 목적으로 사용될 수 있다. 세라믹 및 금속용 3D 프린터는 소결용 고출력 레이저를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 슈퍼 앵커는 2D 레이저 마크를 갖는 무기 3D 인쇄 물품에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 슈퍼 앵커는 무기 3D 인쇄 물품에 부착되어 2D 레이저 마크를 대체하고 보안을 증가시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 광 활성화 MTP는 테라헤르츠와 같은 IC 시그널링을 위해 개발되고 있는 더 긴 파형을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 음향 신호가 MTP 칩 ID를 전송하고 리드하기 위해 광 대신에 활용될 수 있다. 호환 장비 및, 변조-복조 회로, 코딩-디코딩 회로 및 MTP 리더를 포함하는, 회로 소자는 MTP 칩의 압전 장치를 통해 개발되어 해당 음향 신호와 관련될 수 있다.
또한, 모바일 애플리케이션이 물리적 객체에 부착된 MTP를 스캔하기 위한 해당 MTP 리더와 호환되도록 제공될 수 있다. 모바일 애플리케이션은 MTP 라벨이 부착되거나 MTP가 내장된 물리적 객체를 등록하기 위한 디지털 보안 시스템과 통신하도록 실행될 수 있다. 모바일 애플리케이션은 디지털 보안 시스템에서 반복되는 물리적 객체를 추적하고 인증하기 위한 디지털 보안 시스템과 통신하도록 실행될 수 있다. 모바일 애플리케이션은 대응하는 MTP 리더로 객체에 인쇄된 MTP ID를 리드하고 리드된 ID를 도 15에서 설명한 객체 인증 처리를 위한 디지털 보안 시스템 또는 유사한 기능 데이터베이스에 직접 송신하도록 실행될 수 있다.
향상된 리드 거리 마이크로트랜스폰더(Enhanced Read Distance Microtransponder(MTP))
현재 세대의 MTP는 금속 기판에 직접 부착될 때 제한된 읽기 성능을 가질 수 있다. MTP의 태양 전지를 활성화하는 데 필요한 변조 광은 금속 내에 와전류를 생성할 수 있는 금속 기판과 상호 작용할 수 있다. 생성된 와전류는 MTP로부터의 RF 신호 강도 응답을 감소시킬 수 있다. MTP의 고유 식별 번호를 포함하는 RF 신호를 성공적으로 획득하고 디코딩하는 능력은 MTP와 그 리더 사이의 신호 거리의 함수이다.
본 개시의 실시예는 와전류를 제거함으로써 MTP에 대한 리드 거리를 향상시키는 기법을 설명한다. 금속 표면에 직접 부착된 P-칩의 신호 거리는 비금속 기판에 비해 최대 30%까지 감소할 수 있다. 향상된 리드 거리 MTP는 설명한 바와 같이 내구성 있는 자체 파괴적인 PUF 기능이 내장될 수 있다. 금속 기판과 와전류의 영향을 받는 객체 사이에 물리적 간극을 형성하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 방식은, 집적 회로(IC) 제조 및 구조 외부에 있는, 테이프, 심 또는 충전된 고분자 접착제, 라미네이트 또는 필름에 의존할 수 있다. P-Chip® MTP의 최종 사용 용도를 위한 광범위한 기판 및 부착 방법을 고려할 때, 금속 기판으로부터 MTP의 제조 후 분리를 위한 단일의 대체적의 저렴한 솔루션은 불가능할 수 있다. 온-칩 구조의 일부로서 금속 기판으로부터의 와전류에 대한 저항을 달성하는 것이 매우 유리할 수 있다.
일부 실시예에서, 와전류의 성공적인 제거는 능동 또는 수동 재료 및/또는 이들의 조합으로 달성될 수 있다. 활성 재료는 칩과 그 신호에서 멀어지는 와전류를 흡수, 산란, 파괴 또는 반사시킬 수 있다. 페라이트와 같은 충전재도 활성 재료로 작용하는 것으로 알려져 있다. 수동 재료는 와전류와 전혀 상호 작용하지 않을 수 있으며 기판과 IC 신호 사이에 물리적 분리를 제공할 수 있다. 유리, 세라믹 및 무기 매체는 수동 분리를 제공하는 알려진 재료이며 IC 제조와 호환된다.
일부 실시예에서, IC 디자인의 베이스 또는 베이스 근처 층은 수동 재료로 제조되거나 활성 재료로 채워질 수 있다. 베이스 층은 MTP 칩에 수동 또는 능동 기판을 부착함으로써 포스트 파운드리로 형성될 수 있다.
다양한 방법 또는 기술이 IC 디자인의 베이스 층에 활용될 수 있지만, 다음을 포함하는 방법 또는 기술에 제한되지 않는다:
1) 기상 또는 화학적 증착에 의한 물리적 구축 프로세싱. 대부분의 패시베이션 층은 IC 및 구성 요소의 부식을 제거하기 위해 구축되지만, 비전도성 무기 레이어를 증착하여 칩 후면의 두께를 확장하는 것은 물리적 스페이서로서 작용하여, IC와 그 회로를 간섭을 유발하는 금속 기판으로부터 분리시킨다.
2) 폴리실라잔/폴리실록산 화학 분야에서 후속 열 또는 방사 경화에 의한 액체 매체로부터의 물리적 층 구축 프로세싱. 설명한 두 가지 화학 물질은 다른 무기 표면에 대한 우수한 접착력으로 내구성 있는 비도전성 필름 및 구조를 형성할 수 있다. 그러한 졸-겔 시스템은 정밀 필름에의 주조, 스프레이, 침지 또는 스핀-기반 적용에 의해 액체 코팅으로서 적용될 수 있다.
3) 폴리실라잔/폴리실록산 화학 분야에서, 열 또는 방사 경화가 수반되는, 액체, 젤 또는 고체 매체에 의한 웨이퍼에 대한 능동 또는 수동 모놀리식 층의 부착. 동일한 졸-겔 시스템이 유리 시트와 같은 다른 구조를 IC 웨이퍼의 뒷면에 결합하기 위한 접착제로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 모놀리식 층은 유리 또는 채워진 유리 구조일 수 있다.
4) 하이브리드 유기-무기 고분자 매트릭스는 더 큰 유연성을 갖기 때문에 고려될 수 있고, 더 낮은 온도의 응용 분야에 대한 유기 경로일 수 있다. 졸-겔 필름의 한 가지 단점은 부서지기 쉬울 수 있다는 것이다. 무기 졸-겔 시스템에 소량의 유기 재료를 추가하면 취성이 감소될 수 있다. 하이브리드 졸-겔 생성의 재료 절충은 고온 저항이 저하된다는 것이다.
모든 최종 사용 응용 분야는 금속으로 지정되거나 금속으로 채워진 층 또는 입자를 포함할 수 있다.
본 개시는 알려지거나 인지된 사용 조건, 효능 범위 또는 제한사항을 식별할 수 있다. 고온 서비스 조건이 P-Chip® MTP의 핵심 특징이지만, 자산 태깅과 같은 저온 또는 주변 온도 응용 분야에 사용되는 금속 객체도 똑같이 중요하다. 그러므로, 유기 기반 와전류 제거 방식은 저온에서 주변 온도까지의 응용 분야에도 활용될 수 있다. 향상된 신호 거리를 갖는 MTP의 제조 과정에서, 다양한 재료가 사용될 수 있지만, 무기 필름, 코팅 및 접착제, 고온 하이브리드 유무기 매트릭스 및 재료, 고온 유기 절연 재료 등에 제한되지 않는다.
특정 제품 또는 기술이 개시된 MTP와 함께 사용될 수 있다. 다양한 요소, 장치, 모듈 및 회로가 그 들 각각의 기능과 관련하여 위에서 설명되었다. 이러한 요소, 장치, 모듈 및 회로는 본 명세서에 설명된 그 들 각각의 기능을 수행하기 위한 수단으로 간주된다.
전술한 내용은 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 추가적인 실시예이 본 발명의 기본적인 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해 결정된다.
본 명세서에 언급된 특허들 및 특허 출원들을 포함하지만 이에 국한되지는 않는 간행물들 및 참고 문헌들이, 마치 각각의 개별적인 간행물 또는 참고 문헌이 완전히 설명된 것으로 본 명세서에 참고로 통합되도록 구체적이고 개별적으로 지시된 것처럼 언급된 전체 부분에서, 그 전체가 참고로 본 명세서에 통합된다. 본 출원이 우선권을 주장하는 어떠한 특허 출원도 또한, 간행물들 및 참고 문헌들에 대해 상기한 방식으로, 본 명세서에 참고로 통합된다.
일부 실시예가 위에서 논의되었지만, 다른 구현 예들 및 응용 예들도 또한 이하의 청구범위의 범위 내에 포함된다. 본 명세서에서 발명을 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 이들 실시예는 단지 본 발명의 원리 및 응용을 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 그러므로, 예시적인 실시예에 대해 수많은 수정이 이루어질 수 있고 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다른 배열들이 고안될 수 있음을 이해하여야 한다. 보다 구체적으로, 당업자는 본 명세서에 기재된 임의의 실시예가 다른 실시예의 하위 특징을 유리한 방식으로 가질 수 있다는 것을 인식할 것이며, 그 하위 특징을 갖는 것으로 기재될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (67)

  1. 트랜스폰더로서,
    전자기 방사를 수신하도록 구성되는 하나 이상의 포토셀; 및
    광도전체를 구비하는 클럭 복원 회로로서, 상기 광도전체는 소스 단자 및 전원에 연결되는 드레인 단자를 구비하고, 상기 광도전체는 수신된 방사 강도의 함수로서 변화하도록 구성되는 저항을 가지며, 상기 클럭 복원 회로는 복원된 클럭을 생성하도록 구성되는, 상기 클럭 복원 회로를 구비하는 트랜스폰더.
  2. 제1 항에 있어서,
    하나 이상의 포토셀에 연결되고 데이터를 전송하도록 구성되는 역방향 안테나 시스템을 추가로 구비하는 트랜스폰더.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광도전체는 상기 광도전체에 입사되는 변조된 방사 신호에 응답하여 상기 광도전체의 소스 단자에서 변조된 전압 신호를 생성하도록 구성되는 트랜스폰더.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 클럭 복원 회로는:
    상기 변조된 전압 신호를 수신하고 상기 변조된 전압 신호로부터 생성된 아날로그 신호를 출력하기 위한 커패시터를 통해 상기 광도전체의 상기 소스 단자에 연결되는 증폭기; 및
    상기 증폭기에 연결되고 상기 증폭기의 아날로그 신호를 디지털화하여 상기 복원된 클럭을 생성하도록 구성되는 인버터를 구비하는 트랜스폰더.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 클럭 복원 회로는, 상기 광도전체의 상기 소스 단자에 연결되는 제1 단자 및 접지에 연결되는 제2 단자를 구비하는 저항기를 구비하고, 상기 광도전체의 상기 소스 단자에서의 상기 변조된 전압 신호는 상기 광도전체의 상기 저항과 상기 저항기의 비율에 의해 결정되는 트랜스폰더.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는 고유한 식별자를 갖는 트랜스폰더.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는 두께가 약 2 mm 이하 x 2 mm 이하 x 0.2 mm 이하의 크기를 갖는 모놀리식 집적 회로인 트랜스폰더.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전자기 방사는 전자기 스펙트럼의 서브-테라헤르츠 부분의 하나 이상의 서브세트를 포함하는 트랜스폰더.
  9. 트랜스폰더로서,
    전자기 방사를 수신하도록 구성되는 하나 이상의 포토셀; 및
    하나 이상의 포토셀에 연결되고 데이터를 전송하도록 구성되는 역방향 안테나 시스템을 구비하는 트랜스폰더.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는 상기 역방향 안테나 시스템을 통해 자신의 식별자를 변조된 전류와 함께 전송하도록 구성되는 트랜스폰더.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 하나 이상의 안테나 및 다수의 전자 스위치를 구비하고, 상기 시스템은 2상 전송을 수행하여 상기 안테나 및 상기 다수의 전자 스위치를 통하도록 전류 흐름을 안내하도록 구성되는 트랜스폰더.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 2상 전송은, "1"비트 디지털 신호가 일 방향으로 상기 안테나 중 하나를 통해 제1 전류 흐름으로 전송되고 "0"비트 디지털 신호가 상기 안테나 중 하나에서 반대 방향으로 제2 전류 흐름으로 전송되도록, 수행되는 트랜스폰더.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 순방향 안테나 및 역방향 안테나를 구비하는 트랜스폰더.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 단일 안테나를 구비하는 트랜스폰더.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 실질적으로 동일한 전력으로 "1" 비트 디지털 신호 및 "0" 비트 디지털 신호를 전송하기 위해 2상 전송을 수행하도록 구성되는 트랜스폰더.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 상기 하나 이상의 포토셀을 둘러싸는 하나 이상의 루프 안테나를 구비하는 트랜스폰더.
  17. 제9 항에 있어서,
    1 비트를 전송하는데 할애된 사이클의 수가 8 개의 데이터 기간이 되도록 인코딩하는 것을 구비하는 트랜스폰더.
  18. 제9 항에 있어서,
    1 비트를 전송하는데 할애된 사이클의 수가 64 개의 데이터 기간이 되도록 인코딩하는 것을 구비하는 트랜스폰더.
  19. 트랜스폰더로서,
    두께가 약 2 mm 이하 x 2 mm 이하 x 0.2 mm 이하의 크기를 갖는 모놀리식 집적 회로; 및
    하나 이상의 안테나 및 다수의 전자 스위치를 구비하고, 상기 안테나 및 스위치는 2상 전송을 수행하여 상기 안테나 및 상기 다수의 전자 스위치를 통하도록 전류 흐름을 안내하도록 구성되는, 역방향 안테나 시스템을 구비하는 트랜스폰더.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 2상 전송은, "1"비트 디지털 신호가 일 방향으로 안테나를 통해 제1 전류 흐름으로 전송되고 "0"비트 디지털 신호가 상기 안테나에서 반대 방향으로 제2 전류 흐름으로 전송되도록, 수행되는 트랜스폰더.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 안테나는 순방향 안테나 및 역방향 안테나를 구비하는 트랜스폰더.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 안테나 시스템은 단일 안테나를 구비하는 트랜스폰더.
  23. 제19 항에 있어서,
    상기 역방향 안테나 시스템은 실질적으로 동일한 전력으로 "1" 비트 디지털 신호 및 "0" 비트 디지털 신호를 전송하기 위해 2상 전송을 수행하도록 구성되는 트랜스폰더.
  24. 제19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 안테나는 하나 이상의 포토셀을 둘러싸는 루프 안테나인 트랜스폰더.
  25. 보안 인레이로서,
    하부 인레이 세그먼트;
    상기 하부 인레이 세그먼트에 끼워지도록 구성되는 상부 인레이 세그먼트; 및
    상기 두 개의 인레이 세그먼트들 사이에 안착되는 상측 및 하측을 구비하는 전자기 방사 트리거 트랜스폰더로서, 상기 하측이 상기 하부 인레이 세그먼트 상에 배치되고 상기 상측이 상기 상부 인레이 세그먼트 상에 배치되며, 상기 보안 인레이는, 상기 하부 인레이 세그먼트로부터 상기 상부 인레이 세그먼트가 분리되면 상기 전자기 방사 트리거 트랜스폰더가 브레이크되어 상기 트랜스폰더가 리드될 수 없도록, 구성되는, 상기 전자기 방사 트리거 트랜스폰더를 구비하는 보안 인레이.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는, 작동하는 전자장치들이 위태로워지도록 하는 트랜스폰더의 쪼개짐 라인을 지시하도록 구성되는, 노치를 포함하는 보안 인레이.
  27. 제25 항에 있어서,
    상기 하부 인레이 세그먼트는 상기 트랜스폰더의 상기 하측에 접착되기 위한 접착제를 수용하도록 구성되는 하부 홈을 포함하고, 상기 상부 인레이 세그먼트는 상기 트랜스폰더의 상기 상측에 접착되기 위한 접착제를 수용하도록 구성되는 상부 홈을 갖는 보안 인레이.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 하부 홈과 상기 상부 홈은 상기 노치의 반대 측들에 각각 배치되는 보안 인레이.
  29. 제25 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더의 상기 상측 및 상기 하측은, 상기 트랜스폰더의 상기 상측 및 상기 하측의 각각의 비인접 부분들 상에 배치되는 접착제를 구비하는 보안 인레이.
  30. 제25 항에 있어서,
    상기 두 개의 세그먼트들은 보안 인레이가 필요한 객체에 접착되기 전에 조작될 때 쉽게 분리되지 않도록 구성되는 보안 인레이.
  31. 청구항 25의 상기 보안 인레이를 상기 하부 인레이 세그먼트를 통해 객체에 접착하는 단계, 및 상기 객체를 위한 마개를 제공하는 테이프 또는 캡슐에 상기 하부 인레이 세그먼트를 접착하는 단계를 구비하는 객체를 보안화하는 방법.
  32. 모놀리식 보안 인레이로서,
    인레이 세그먼트; 및
    상기 인레이 세그먼트에 결합되고 하나 이상의 모놀리식 보안 자체 파괴 특징을 구비하는 전자기 방사 트리거 마이크로트랜스폰더(MTP)를 구비하는 모놀리식 보안 인레이.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 MTP는 물리적 객체에 부착되도록 구성되는 몰드 라벨에 직접 부착되거나 주조되는 모놀리식 보안 인레이.
  34. 제32 항에 있어서,
    상기 MTP는 몰드 라벨에 직접 부착되거나 주조되며, 상기 MTP를 포함하는 상기 몰드 라벨 상에 또는 주변에 물리적 객체가 후속적으로 형성되는 모놀리식 보안 인레이.
  35. 제32 항에 있어서,
    하나 이상의 모놀리식 보안 자체 파괴 특징은 상기 MTP를 디스에이블하기 위해 상기 MTP를 외부 구조 특징으로 또는 외부 구조 특징을 가로질러 전송하도록 구성되는 모놀리식 보안 인레이.
  36. 제32 항에 있어서,
    하나 이상의 모놀리식 보안 자체 파괴 특징은 상기 MTP와 접하기 위해 외부 객체 또는 구조를 회전시키거나 외부 객체 또는 구조와 맞물리도록 구성되며, 이후 상기 MTP는 유도되는 응력에 의해 무력화되는 모놀리식 보안 인레이.
  37. 객체를 보안화하는 방법으로서,
    두 개 이상의 마이크로트랜스폰더(MTP)들을 타간트, 다수의 타간트들, 패키징, 객체 또는 그 조합 내로 내장하여 하나 이상의 적절한 매칭 쌍을 생성하고, 각 MTP는 각 식별자로 구성되는, 단계;
    상기 MTP들의 상기 각각의 식별자들을 상기 객체에 인덱싱하는 단계;
    상기 MTP들 및 상기 객체와 관련되는 인덱싱 정보를 디지털 보안 시스템의 데이터베이스에 저장하는 단계;
    식별자 리더를 통해 각각의 식별자들을 리드하는 단계; 및
    상기 리드에 기초하여 상기 인덱싱 정보를 검증하여, 상기 각각의 식별자들이 상기 적절한 매칭 쌍과 관련되는지 여부를 결정하는 단계를 구비하는 객체를 보안화하는 방법.
  38. 제37 항에 있어서,
    하나 이상의 적절한 매칭 쌍은 상기 타간트, 상기 다수의 타간트들, 상기 패키징 또는 상기 객체 또는 상기 그 조합에 내장된 두 개 이상의 상이한 MTP들과 관련되는 방법.
  39. 제37 항에 있어서,
    각 MTP는:
    광을 수신하도록 구성되는 하나 이상의 포토셀;
    광도전체를 구비하는 클럭 복원 회로로서, 상기 광도전체는 소스 단자 및 전원에 연결되는 드레인 단자를 구비하고, 상기 광도전체는 수신된 광도의 함수로서 변화하도록 구성되는 저항을 가지며, 상기 클럭 복원 회로는 복원된 클럭을 생성하도록 구성되는, 상기 클럭 복원 회로; 및
    하나 이상의 포토셀에 연결되고 데이터를 전송하도록 구성되는 역방향 안테나 시스템을 구비하는 방법.
  40. 제37 항에 있어서,
    각 MTP는 하나 이상의 모놀리식 보안 자체 파괴 특징으로 구현되는 방법.
  41. 객체를 보안화하는 방법으로서,
    하나 이상의 마이크로트랜스폰더(MTP) 및 하나 이상의 타간트를 객체에 내장하거나 부착하여 하나 이상의 적절한 매칭 쌍을 생성하고, 상기 MTP 및 상기 타간트는 각각의 식별자로 구성되는, 단계;
    상기 MTP 및 상기 타간트의 상기 각각의 식별자들을 상기 객체에 인덱싱하는 단계;
    상기 MTP, 상기 타간트 및 상기 객체와 관련되는 인덱싱 정보를 디지털 보안 시스템의 데이터베이스에 저장하는 단계;
    식별자 리더를 통해 각각의 식별자들을 리드하는 단계; 및
    상기 리드에 기초하여 상기 인덱싱 정보를 검증하여, 상기 각각의 식별자들이 상기 적절한 매치 쌍과 관련되는지 여부를 결정하는 단계를 구비하는 객체를 보안화하는 방법.
  42. 제41 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타간트는 QR 코드, 바코드, RFID 태그, 또는 그 조합을 포함하는 방법.
  43. 제41 항에 있어서,
    상기 내장 또는 부착은 상기 하나 이상의 MTP 및 상기 하나 이상의 타간트를 서로 옆에 또는 상기 객체의 표면 상이나 상기 객체 내의 상이한 위치들에 배치하기 위해 수행되는 방법.
  44. 제41 항에 있어서,
    상기 내장 또는 부착은 상기 하나 이상의 MTP와 상기 하나 이상의 타간트를 단일 화합물 보안 마킹으로 결합하기 위해 수행되는 방법.
  45. 물리적인 품목을 인증하기 위한 방법으로서,
    제1 식별자로 슈퍼 앵커를 구성하는 단계로서, 상기 슈퍼 앵커는 전자기 방사 트리거 마이크로트랜스폰더(MTP)를 구비하는, 단계;
    서버 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해, 디지털 보안 시스템의 데이터베이스에 저장된 제1 품목 번호에 인덱싱된 물리적 품목과 관련되는 상기 제1 식별자를 등록 및 저장하고, 상기 슈퍼 앵커는 상기 물리적 품목에 부착되는 타간트에 내장되고, 상기 데이터베이스는 각각의 물리적 품목들에 인덱싱된 다수의 식별자들 및 다수의 품목 번호들을 저장하도록 구성되는, 단계;
    식별자 리더로 상기 슈퍼 앵커를 비추는 단계;
    상기 식별자 리더에 의해, 상기 슈퍼 앵커로부터 응답 신호를 수신 및 디코딩하여 상기 물리적 품목과 관련되는 제2 식별자를 획득하는 단계; 및
    상기 서버 컴퓨팅 장치의 상기 프로세서에 의해, 상기 제2 식별자에 기초하여, 상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 단계를 구비하는 물리적인 품목을 인증하기 위한 방법.
  46. 제45 항에 있어서,
    상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 상기 단계는:
    상기 제2 식별자가 상기 데이터베이스에 등록되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제2 식별자가 상기 데이터베이스에 등록되었다는 결정에 응답하여, 상기 제2 식별자가 상기 물리적 품목의 품목 번호에 인덱싱된 제1 식별자와 일치하는지 여부를 결정하는 단계를 추가로 구비하는 방법.
  47. 제45 항에 있어서,
    상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 상기 단계는:
    상기 제2 식별자가 상기 물리적 품목의 품목 번호에 인덱싱된 제1 식별자와 일치한다는 결정에 응답하여, 상기 식별자 리더에 인증 메시지를 표시하는 단계를 추가로 구비하는 방법.
  48. 제45 항에 있어서,
    상기 MTP는 다층 제조 공정에서 상기 타간트의 기질 내로 내장되는 방법.
  49. 물리적인 품목을 인증하기 위한 방법으로서,
    하나 이상의 마이크로트랜스폰더(MTP) 및 하나 이상의 타간트를 갖는 슈퍼 앵커를 객체에 구성하여 하나 이상의 적절한 매칭 쌍을 생성하고, 상기 MTP 및 상기 타간트는 각각의 제1 및 제2 식별자들로 구성되는, 단계;
    서버 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의해, 디지털 보안 시스템의 데이터베이스에 저장된 제1 품목 번호에 인덱싱된 물리적 품목과 관련되는 상기 제1 및 제2 식별자를 등록 및 저장하고, 상기 데이터베이스는 각각의 물리적 품목들에 인덱싱된 다수의 식별자들 및 다수의 품목 번호들을 저장하도록 구성되는, 단계;
    식별자 리더로 상기 슈퍼 앵커를 비추는 단계;
    상기 식별자 리더에 의해, 상기 슈퍼 앵커로부터 응답 신호를 수신 및 디코딩하여 상기 물리적 품목과 관련되는 제3 식별자를 획득하는 단계;
    타간트 리더로 상기 슈퍼 앵커를 리드하는 단계;
    상기 타간트 리더에 의해, 상기 슈퍼 앵커로부터 응답 신호를 수신 및 디코딩하여 상기 물리적 품목과 관련되는 제4 식별자를 획득하는 단계; 및
    상기 서버 컴퓨팅 장치의 상기 프로세서에 의해, 상기 제3 및 제4 식별자들에 기초하여, 상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 단계를 구비하는 물리적인 품목을 인증하기 위한 방법.
  50. 제49 항에 있어서,
    상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 상기 단계는:
    상기 제3 및 제4 식별자들이 상기 데이터베이스에 등록되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 제3 및 제4 식별자들이 상기 데이터베이스에 등록되었다는 결정에 응답하여, 상기 제3 및 제4 식별자들이 상기 물리적 품목의 품목 번호에 인덱싱된 상기 각각의 제1 식별자 및 제2 식별자와 일치하는지 여부를 결정하는 단계를 추가로 구비하는 방법.
  51. 제49 항에 있어서,
    상기 물리적 품목이 인증되었는지 여부를 결정하는 상기 단계는:
    상기 제3 및 제4 식별자들이 상기 물리적 품목의 품목 번호로 인덱싱된 상기 각각의 제1 및 제2 식별자들과 일치한다는 결정에 응답하여, 상기 식별자 리더 또는 상기 타간트 리더에 인증 메시지를 표시하는 단계를 추가로 구비하는 방법.
  52. 보안 문서 스마트 계약서를 생성하는 시스템으로서,
    다수의 슈퍼 앵커들로서, 각 슈퍼 앵커는 식별자를 갖는 전자기 방사 트리거 마이크로트랜스폰더(MTP)를 구비하고, 각 MTP는 각 식별자에 링크되고 보안 시스템에 등록되는, 상기 다수의 슈퍼 앵커들;
    제1 식별자를 갖는 하나 이상의 제1 슈퍼 앵커가 내장된 스마트 종이;
    제2 식별자를 갖는 제2 슈퍼 앵커가 내장된 스마트 종이 컨테이너;
    보안 시스템에 등록되고 제3 식별자를 갖는 제3 MTP가 내장된 승인된 프린팅 장치; 및
    리더 식별자를 갖는 상기 보안 시스템에 등록된 식별자 리더로서, 상기 식별자 리더는 상기 승인된 프린팅 장치에 통합되고 상기 제1 슈퍼 앵커를 리드하여 제1 식별자를 획득하고 상기 제2 슈퍼 앵커를 리드하여 상기 제2 식별자를 획득하도록 구성되는, 상기 식별자 리더를 구비하는 보안 문서 스마트 계약서를 생성하는 시스템.
  53. 제52 항에 있어서,
    상기 승인된 프린팅 장치는:
    네트워크를 통해 사용자로부터 보안 문서 내용 및 프린팅 명령을 수신하고,
    상기 보안 문서 내용 및 프린팅 명령을 기반으로 상기 보안 문서 스마트 계약서를 위한 프린팅된 물품을 생성하도록 구성되는 시스템.
  54. 제52 항에 있어서,
    상기 승인된 프린팅 장치는, 상기 보안 문서 스마트 계약서와 관련된 각각의 해시 값들을 생성하기 위해 해시 함수를 실행하도록 구성되는, 프로세서와 통신하고; 각각의 해시 값들은 블록체인 보안 아카이브에 저장되고 물품 인증을 프린팅하기 위한 블록체인 보안 아카이브 내의 상기 보안 문서 스마트 계약서에 링크되는 시스템.
  55. 제54 항에 있어서,
    상기 각각의 해시 값들은 상기 스마트 종이의 상기 제1 식별자 및 상기 스마트 종이 컨테이너의 상기 제2 식별자와 관련되는 시스템.
  56. 제54 항에 있어서,
    상기 각각의 해시 값은 상기 스마트 종이의 상기 제1 식별자, 상기 스마트 종이 컨테이너의 상기 제2 식별자, 상기 승인된 프린팅 장치의 상기 제3 식별자 및 상기 리더 식별자와 관련되는 시스템.
  57. 제52 항에 있어서,
    상기 승인된 프린팅 장치는 3D 프린팅 장치인 시스템.
  58. 제52 항에 있어서,
    상기 스마트 종이의 상기 제1 식별자는 상기 스마트 종이의 재료 로트 번호를 포함하도록 구성되는 시스템.
  59. 제52 항에 있어서,
    상기 스마트 종이 컨테이너의 상기 제2 식별자는 상기 스마트 종이 컨테이너의 컨테이너 제품 번호와 교환되거나 또는 포함하도록 구성되는 시스템.
  60. 제52 항에 있어서,
    상기 MTP는 MTP 리드 거리를 증가시키기 위해 와전류를 제거하기 위한 공정에서 제조되는 시스템.
  61. 제60 항에 있어서,
    상기 공정은, 폴리실라잔/폴리실록산 화학 분야에서, 열 또는 방사 경화가 수반되는, 액체, 젤 또는 고체 매체에 의한 MTP 웨이퍼에 대한 능동 또는 수동 모놀리식 층의 인가를 포함하는 시스템.
  62. 제61 항에 있어서,
    상기 수동 모놀리식 층은 유리 또는 채워진 유리 구조를 포함하는 시스템.
  63. 제52 항에 있어서,
    상기 스마트 종이는 2D 보안 마크, RFID 태그, 또는 그 조합을 더 포함하는 시스템.
  64. 보안 스마트 계약서를 생성하는 시스템으로서,
    다수의 슈퍼 앵커들로서, 각 슈퍼 앵커는 식별자를 갖는 전자기 방사 트리거 마이크로트랜스폰더(MTP)를 구비하고, 각 MTP는 각 식별자에 링크되고 보안 시스템에 등록되는, 상기 다수의 슈퍼 앵커들;
    제1 식별자를 갖는 하나 이상의 슈퍼 앵커;
    보안 시스템에 등록되고 제2 식별자를 갖는 제2 MTP가 내장된 승인된 3D 프린팅 장치로서, 상기 3D 프린팅 장치는 네트워크를 통해 사용자로부터 보안 내용 및 프린팅 명령을 수신하고 상기 보안 내용 및 프린팅 명령을 기반으로 상기 보안 스마트 계약서를 위한 3D 프린팅된 물품을 생성하도록 구성되는, 상기 승인된 3D 프린팅 장치; 및
    리더 식별자를 갖는 상기 보안 시스템에 등록된 식별자 리더로서, 상기 식별자 리더는 상기 승인된 3D 프린팅에 통합되고 적어도 상기 제1 슈퍼 앵커를 리드하여 제1 식별자를 획득하도록 구성되는, 상기 식별자 리더를 구비하는 보안 스마트 계약서를 생성하는 시스템.
  65. 제64 항에 있어서,
    상기 3D 프린팅된 물품은 상기 제1 슈퍼 앵커 및 2D 레이저 마크들을 포함하는 시스템.
  66. 제64 항에 있어서,
    상기 3D 프린팅된 물품은 2D 레이저 마크들을 갖지 않는 상기 제1 슈퍼 앵커를 포함하는 시스템.
  67. 연속 매체를 모니터링하기 위한 방법으로서,
    제1 식별자로 슈퍼 앵커를 구성하고, 상기 슈퍼 앵커는 전자기 방사 트리거 마이크로트랜스폰더(MTP)를 구비하는, 단계;
    연속 매체 내에 상기 슈퍼 앵커를 분산시키는 단계;
    상기 슈퍼 앵커가 상기 연속 매체 내의 제1 위치에 있는 제1 시간에 식별자 리더로 상기 슈퍼 앵커를 비추는 단계;
    상기 식별자 리더에 의해, 상기 슈퍼 앵커로부터 제1 응답 신호를 수신하고 디코딩하는 단계;
    상기 제1 응답 신호에 응답하여, 상기 제1 시간 및 상기 제1 위치를 나타내는 제1 데이터를 저장하는 단계;
    상기 슈퍼 앵커가 상기 연속 매체 내의 제2 위치에 있는 제2 시간에 상기 식별자 리더로 상기 슈퍼 앵커를 비추는 단계;
    상기 식별자 리더에 의해, 상기 슈퍼 앵커로부터 제2 응답 신호를 수신하고 디코딩하는 단계;
    상기 제2 응답 신호에 응답하여, 상기 제2 시간 및 상기 제2 위치를 나타내는 제2 데이터를 저장하는 단계; 및
    상기 연속 매체의 하나 이상의 유체 특성을 결정하기 위해 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 처리하는 단계를 구비하는 연속 매체를 모니터링하기 위한 방법.
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