NO336008B1 - Enkel og pålitelig autentisering av fingeravtrykk - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen omhandler en fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer, hvor fremgangsmåten omfatter avsetning av fingeravtrykk i kombinasjon med et personlig, egendefinert trykk- og/eller strekmønster (brukermønster) som avtegnes med en finger på sensorens overflate. Et digitalisert brukermønster lagres elektronisk og kan sammen med data knyttet til selve fingeravtrykket brukes som sammenlikningsgrunnlag for å bekrefte identiteten til den som avsetter fingeravtrykket. Fremgangsmåten anvender en sensorflate som er omgitt av en markert ramme bestående av følbare sidekanter og hjørner som gir støtte og fungerer som veiledning for fingeren når denne beveges langs ytterkanten av sensorflaten under tegning av brukermønsteret. Brukermønsteret startes i et hjørne, avsluttes i et hjørne og tegnes med fingeren i kontinuerlig kontakt med sensorrammen, hvor kun en liten del av fingertuppen behøver å være i kontakt med sensorflaten. Et fingersveip på tvers av sensorflaten kan benyttes som signal om at brukermønsteret er fullført og sikrer samtidig at eventuelle "lesbare" fingeravtrykkrester på sensorflaten ikke kan "løftes av" i kriminell hensikt. Fremgangsmåten gir en sikker og reproduserbar innmating av brukermønstre selv ved bruk av små flatesensorer - også i situasjoner hvor sensorflaten ikke er synlig for bruker eller tilfeldige iakttakere.

Description

Enkel og pålitelig autentisering av fingeravtrykk

Teknisk område

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer hvor avsetning av et fingeravtrykk kombineres med tegning av et personling, brukerdefinert mønster langs kantene av en ramme som omgir overflaten av sensoren.

Bakgrunn

Vi ser et økende behov for sikker identifikasjon av individer, f.eks. som del av tilgangskontroll og brukerautorisasjon. Med en forventet økende bruk av smarttelefoner for finansielle transaksjoner og «elektroniske lommebøker» blir behovet for en sikker og pålitelig metode for autorisasjon av brukere også påkrevet. I denne sammenheng har biometriske prinsipper vært utprøvet og benyttet for autentisering, for eksempel fingeravtrykk, håndavtrykk, øreform, ansiktsform, stemmeprofil, iris karakteristika, etc. Avsetning av fingeravtrykk er desidert den mest populære identifikasjonsmetoden, hvor forskjellige elektroniske sensorprinsipper (optoelektroniske, kapasitive og termiske) nå er i alminnelig bruk for å innhente og lagre biometrisk fingeravtrykkinformasjon.

Bruk av fingeravtrykk alene har den svakhet at det er mulig å framstille replika av fingre som tilhører individer som utsettes for imitasjon, f.eks. i forbindelse med falskneri. Slike replika kan framstilles med samme eller liknende egenskaper som ekte fingre og kan således benyttes for å avsette fingeravtrykk som vil bli akseptert av sensorsystemet.

Med moderne smarttelefoner, «tablet computers» og lesebrett blir skjermen benyttet for innmating av informasjon og for styring a programvare og applikasjoner. En konsekvens av at skjermen benyttes som bruker/program interfase er at denne vil inneholde store mengder av fingeravtrykkrester som stammer fra autoriserte brukere og hvor «lesbare» fingeravtrykk lett kan «løftes av» skjermen, f.eks. etter at utstyret har blitt stjålet eller mistet. Laserbaserte 3-D skrivere kan deretter bli brukt for framstilling av hudliknende strukturer som kan festes til fingertuppen og bli brukt for å lure systemet.

Av denne grunn er fingeravtrykkregistrering alene ofte utilstrekkelig og må suppleres med innmating av en brukerspesifikk kode, under forutsetning av at denne koden er hemmelig og bare kjent for autoriserte brukere.

Noen av de systemer som er i bruk for øyeblikket kombinerer fingeravtrykk med en personlig tilgangskode som mates inn ved hjelp av et numerisk eller alfanumerisk tastatur. I noen tilfeller kan det være uhensiktsmessig å benyttet et separat tastatur for innmating av en brukerspesifikk kode, både fordi dette krever ekstra utstyr men også fordi dette innebærer en separasjon av de trinn som er involvert i rutinen for identifikasjon og autorisering på to forskjellige innmatingsenheter. Et separat, ofte permanent installert tastatur tillater også montasje av utstyr som kan brukes for ulovlig avlesning av koden under innmating. Mange finner det også vanskelig å memorere en numerisk eller alfanumerisk kode, spesielt dersom brukeren har behov for å huske en hel rekke av slike koder.

Denne oppfinner har oppdaget at det er mulig å kombinere fingeravtrykkbasert identifikasjon med personlig, brukerdefinert autentisering av brukere ved hjelp av ett og samme sensorsystem. Dette oppnås ved at bruker, i tillegg til å avsette et fingeravtrykk også «tegner» et mønster («brukermønster») som kan omfatte bevegelser av fingeren på tvers av sensorflaten (for framstilling av «linjer») og korte, fram-og-tilbake bevegelser (for framstilling av «prikker»). Slike grafiske mønstre er for de fleste lettere å memorere enn bokstav- og tallkoder.

En forutsetning for innmating av slike mønstre i henhold til denne oppfinnelse er at sensoroverflaten er omgitt av en distinkt ramme som er følbar eller på annen måte tilkjennegis for bruker når denne tegner den brukerspesifikke kode. I henhold til oppfinnelsens spesifiserte fremgangsmåte vil brukers fingertupp være i kontinuerlig kontakt med rammen både for tegning av linjer og prikker, hvor en stor del av fingertuppen vil beveges på oversiden av rammen og delvis utenfor rammeområdet mens kun en mindre del av fingertuppen er i kontakt med sensoroverflaten. Hjørnene av rammen spiller en sentral rolle under innmating av koden, idet brukermønsteret både starter og avsluttes i et hjørne. Bruk av en ramme tillater også inkorporering av elektrisk ledende elementer nær sensoroverflaten, idet dette er en forutsetning for å kunne operere enkelte kapasitansbaserte sensorsystem er. I henhold til den beskrevne fremgangsmåte vil tegning av brukermønstre skje innenfor en såkalt «randsone» av sensorflaten, hvor sidekanter og hjørner anvendes for å styre fingerbevegelsen under mønstertegningen. Fremgangsmåten tillater også bruk av små sensorflater (13 x 13 mm og mindre) og gir en høy grad av presisjon og reproduserbarhet under innmating av kodemønstrene. I tillegg til dette er fremgangsmåten svært enkel og lett å utføre og representerer samtidig en ergonomisk og belastningsfri innmatningsmetode. Som følge av nærværet av en følbar ramme rundt sensorflaten kan avsetning av fingeravtrykk og innmating av brukermønstre på sensoren tillate at systemet opereres uten at det er visuell kontakt mellom bruker og fingeravtrykksensoren.

Når sensorflaten blir benyttet for innmating av et brukerspesifikt mønster gir fingerbevegelsene på sensorflaten den viktige tilleggseffekten at lesbare fingeravtrykkrester viskes ut og hindrer dermed at disse kan benyttes for framstilling av ulovlige kopier og replika av autoriserte brukeres fingeravtrykk, idet sensorflaten ville være det åpenbare første sted å lete etter slike avtrykk.

Flere oppfinnelser som omhandler fingeravtrykksensorer, brukerspesifikke kodemønstre og spesielle krav knyttet til enkelte sensortyper er beskrevet i patentlitteraturen.

EP 2544153 A1 beskriver en sensorbasert metode og en brukeridentifikasjonsenhet, hvor utstyret omfatter en generator som framskaffer et mønster, en brukerinterfase som kan korrelere det genererte mønsteret med et mønster som er avsatt av brukeren, samt en transmitter som kan overføre et signal som er indikativt for resultatet av korrelasjonen til en mottaker.

EP 2584485 A1 beskriver et berøringsbasert system for innmating av minst ett tall på en sensoroverflate.

EP 2575084 A1 beskriver teknikker brukt for innmating av hemmelig brukerinformasjon på en sikkerhetsenhet som anvender en taktil interfase med formål å verifisere bruker-informasjonen mot en lagret representasjon av samme informasjon.

EP 2509019 A1 beskriver en metode som omfatter innmating av en grafisk kode via en berøringsoverflate, hvor nevnte kode omfatter en første del tilknyttet en første fysiske verdi på berøringsoverflaten og en andre del tilknyttet en andre fysiske verdi på nevnte overflate.

US 20120042378 A1 beskriver et innloggingssystem for en grafisk brukerinterfase hvor brukeren avsetter et mønster som omfatter linjer av forskjellig lengde, retning og lokalisering.

EP 2176732 A2 beskriver et system som omfatter en deteksjonsenhet som prosesserer innmatinger via deteksjon av trykk i forskjellige retninger. En kontrollenhet er konfigurert for å kunne bestemme trykkretning og for å ekstrahere relevant informasjon fra minnet.

US 20090313693 A1 beskriver en metode basert på berøringer og bevegelser på en berøringssensitiv overflate. Grafiske passkoder omfatter forskjellige kombinasjoner av sveip, trykk og streker på overflaten, utført på en måte som er definert av bruker.

WO 2009095263 A1 beskriver et system som omfatter en fingeravtrykksensor samt tilbehør for innmating av et første datasett, hvor første datasett mates inn ved registrering av nærvær av et objekt i forhold til fingeravtrykksensoren og hvor første datasett er uavhengig av biometriske karakteristika hos objektet.

WO 2003007220 A1 beskriver et fingeravtrykkbasert autentiseringsutstyr hvor bruker kan mate inn et ID registreringsnummer i tillegg til fingeravtrykket via en fingeravtrykksensor. Sensorflaten er inndelt i et antall seksjoner hvor forskjellige tall er allokert til de ulike seksjoner.

EP 1113405 A2 beskriver et system hvor autentisering av en brukers fingeravtrykk via en sensor tillater bruker å mate inn kommandoer via samme interfase.

WO 2002028067 A1 beskriver et system som omfatter en tegngenerator basert på en berøringsfølsom skjerm som tillater innmating av kompleks tekst ved hjelp av sekvenser av retningsbestemte fingerbevegelser i minst en dimensjon.

US 8111136 B2 beskriver en fingeravtrykksensor med kontrollmodul til bruk for deteksjon og kontroll av signaloverføring, hvor systemet omfatter en berøringssensor som kan registrere berøringer som representerer ulike kommandosignaler.

US 6373967 B2 beskriver en innmatingsenhet som gjenkjenner brukers fingeravtrykk som mates inn sekvensielt, hvor avtrykk av forskjellige finger må registreres i riktig rekkefølge for å bli gjenkjent og akseptert av systemet.

US 6509847 B1 beskriver en metode for innmating av en tilgangskode via temporære variasjoner i styrken av trykk mot en berøringsføsom interfase.

CA 2340501 beskriver et system for registrering av fingeravtrykk og håndavtrykk, hvor finger-og håndavtrykkene representerer påfølgende avtrykksbilder mens bruker utøver en bestemt kraft, vridning og/eller en rullende bevegelse i løpet av et tidsintervall.

US 20070122013 A1 beskriver en fingeravtrykksensor som kan inkludere en fingeravtrykk-registrerende integrert krets (IC) som har et registreringsfølsomt område og en IC-montasjeenhet som omfatter en grop hvor montasjeenheten er plassert og som har minst en utstikkende, øvre kant og en ramme som omslutter i det minste en del av de ytre området av IC-montasjeenheten.

US 8378508 B2 beskriver en biometrisk sensorenhet, som f.eks. en fingeravtrykksensor som omfatter et substrat hvortil det er montert en form hvor det er plassert en sensormatrise og minst en elektrisk ledende kant. Formen og den ledende kanten er innstøpt i en enhetlig innkapslingsstruktur hvor en del av sensormatrisen og ledningskanten er eksponert eller alternativt beskyttet av en tynn innkapsling eller en hinne av dekkende materiale.

Denne oppfinner har tidligere patentsøkt et system for identifikasjon og autorisering av personer (WO 2005043451) som erkarakterisert vedat systemet anvender en fingeravtrykksensor hvor sensoroverflaten er inndelt i seksjoner (fysisk eller virtuelt) noe som tillater bruker å registrere en brukerspesifikk kode ved å bevege en finger fra seksjon til seksjon, enten horisontalt, vertikalt eller diagonalt, eller ved å avsette korte trykk på sensoroverflaten. Den brukerspesifikke kode kan ha form av et geometrisk mønster, en sekvens av symboler eller en sekvens av korte og lange trykk.

Systemet og metoden beskrevet i WO 2005043451 og i andre patenter og patentsøknader referert til ovenfor som baserer seg på innmating av brukerspesifikke koder, mønstre og kommandoer på en sensorflate har den svakhet at for at innmatingen skal være eksakt og reproduserbar må arealet av sensorflaten være relativt stort, gjerne minst 20 x 20 mm. En slik størrelse vil tillate inndeling av sensorarealet i distinkte, adskilte seksjoner som kan gi bruker mulighet for å posisjonere en fingertupp med en viss grad av nøyaktighet som del av innmating av tall/bokstaver, kommandoer eller tegning av brukermønstre. Fingeravtrykksensorer som brukes i praksis har imidlertid betydelig mindre utstrekning, gjerne fra 5 x 5 mm til 13 x 13 mm, noe som gjør presis posisjonering av fingeren svært vanskelig.

For å kunne eliminere svakheter assosiert med tidligere beskrevne tilnærminger har denne oppfinner utviklet en framgangsmåte som fjerner begrensninger knyttet til sensorarealets størrelse. Den beskrevne metoden kan benyttes for å mate inn et personlig, brukerspesifikt mønster på selv meget små sensorflater. Sentralt for fremgangsmåten er at den benytter en fingeravtrykksensor hvor sensorflaten er omgitt av en ramme med distinkte sidekanter og hjørner som kan føles eller på annen måte registreres av bruker når denne tegner det brukerspesifikke mønster ved hjelp av fingertuppen. Videre trenger bare en liten del av fingertuppen å være i kontakt med sensorflaten under tegneprosessen. En stor del kan med fordel hvile på rammen - og til og med befinne seg utenfor rammens ytterkanter for dermed å redusere behovet for tilgjengelig sensorflate.

Et annet viktig aspekt ved framgansmåten er den nøkkelrolle rammens hjørner spiller under tegning av brukermønsteret. Selv om fingeren kan plasseres i et vilkårlig punkt på sensorflaten som en forløper til tegning av brukermønsteret vil en første bevegelse av fingeren gå mot ett av de fire hjørner. Dette hjørnet representerer startpunktet for det brukerspesifikke mønster. Et hjørne er det lettest gjenkjennelige karakteristikum for det sensorarrangement som anvendes av denne oppfinnelsen og er derfor ideellt som startpunkt for tegning av et brukerspesifikt mønster, på samme måte som hjørnet representerer et naturlig punkt for avslutning av mønsteret. For å kunne ha full kontroll med tegning av mønsteret må bruker til enhver tid være bevisst fingerens posisjon i forhold til sensorflaten, selv i situasjoner hvor det ikke er visuell kontakt med fingeren. Av denne grunn krever fremgangsmåten at det er kontakt mellom fingertupp og ramme under innmating av brukermønsteret.

Fingertupp-«slag» og trykkøkninger kan benyttes for å avsette korte og lange trykk (prikk/ strek) på sensoroverflaten og representerer en enkel metode for innmating av en brukerspesifikk kode. En slik tilnærming har vært anvendt av denne oppfinner som beskrevet i WO 2005043451. En slik metode har imidlertid en rekke svakheter. For det første vil avsetning av en kode ved bruk av hørbare fingertupp-slag mot sensorflaten kunne oppfanges og enkelt reproduseres av illegitime brukere. For det andre gir en kombinasjon av korte og lange fingertupp-slag eller trykk et begrenset antall kodealternativer dersom ikke trykksekvensene gjøres meget lange og dermed bli vanskelig å memorere. Dessuten kan det være vanskelig å diskriminere mellom individuelle korte (prikk) og litt lengre trykkøkninger (strek) i tillegg til at anvendelse av slike metoder gir en viss belastning på fingeren.

Denne oppfinner har oppdaget at den tilnærming som anvendes ved innmating av brukerspesifikke linjemønstre også kan ha anvendelser for å simulere fingetupp-slag eller trykkøkninger som del av et brukerdefinert mønster. Mens fingertuppen er posisjonert i et hjørne kan bruker foreta en kort fingerbevegelse langs en av de tilstøtende sidekanter for deretter å bevege fingertuppen tilbake i hjørnet. Denne korte fram-og-tilbake bevegelsen er meget enkel å foreta og kan lett registreres av sensoren. En slik avsetning av «prikker» kan enkelt integreres i fremgangsmåten for tegning av brukermønstre som innebærer bevegelse av fingeren fra hjørne til hjørne og kan øke signifikant antall mulige brukermønstre som er tilgjengelige med utgangspunkt i fremgangsmåten som er beskrevet av denne oppfinnelsen.

Den nødvendige bruk av en ramme som omgir fingeravtrykksensoren og anvendelse av en fremgangsmåte som indikert ovenfor gir en rekke fordeler i tillegg til at den kan brukes for små sensorflater. En av disse er at en følbar ramme overflødiggjør visuell kontakt med finger og sensorflate under innmating av fingeravtrykk og brukermønster, idet rammens sidekanter og hjørner vil veilede fingeren under posisjonering for avsetning av fingeravtrykk og for tegning av brukermønsteret. Dette innebærer at sensoren kan opereres sikkert og reproduserbart selv når den er lokalisert på baksiden av utstyr hvor den er inkorporert (mobiltelefoner, smarttelefoner, PCer, lesebrett, etc.) og uten at bruker har øyekontakt med selve operasjonen. Man kan til og med foreta hele fingeravtrykkidentifikasjonen og brukermønsterautentiseringen mens utstyret befinner seg i brukerens bukselomme eller håndveske, uten at folk i nærheten engang behøver å være oppmerksomme på operasjonen. En annen fordel kan oppnås av eldre mennesker, som ofte har problemer med å huske og taste inn tallkoder og hvor skjelvende fingre gir upresis innslag av taster på numeriske tastaturer. Den beskrevne fremgangsmåte vil i stor utstrekning eliminere disse problemene, både fordi upresise bevegelser som følge av skjelving elimineres når fingeren legges an mot rammen og fordi enkle brukermønstre er enklere å huske en tallserier.

En mer spesifikk fordel ved å anvende den beskrevne fremgangsmåte har sammenheng med bruk av sensorer som utnytter kapasitive prinsipper. For slike sensorer kan rammen rundt sensorflaten også tjene som elektrisk kontakt mot fingertuppen og dermed tjene til å etablere en elektrisk potensialforskjell mellom sensorens matrise av kondensatorplater og fingeren, noe som kreves både for avsetning av fingeravtrykk og for tegning av brukermønstre på denne type sensorflater. Det elektrisk ledende element behøver kun å utgjøre en del av selve rammen så lenge elementet er eksponert overfor fingeroverflaten under avsetning av fingeravtrykk og tegning av brukerspesifikt mønster. Denne forutsetningen er helt i overensstemmelse med kravet om kontinuerlig kontakt mellom finger og ramme under tegning av brukermønstre i henhold til fremgangsmåten spesifisert av denne oppfinnelse.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer som er basert på optiske, optoelektroniske, ultrasoniske, trykkbaserte, radiofrekvensbaserte, termiske, kapasitive og andre fysiske prinsipper brukt for å registrere fingeravtrykk. Fremgangsmåten innbefatter avsetning av fingeravtrykk i kombinasjon med et personlig, brukerdefinert mønster (brukermønster) som kan omfatte «linjer» og «prikker» som er avtegnet ved at brukeren beveger fingertuppen på tvers av en sensoroverflate (noe som gir «linjer») eller utfører korte bevegelser eller trykk med fingertuppen mot sensoroverflaten (noe som gir «prikker»). Brukermønsteret kan enten omfatte en sekvens av et definert antall linjer («linjemønster»), en sekvens av et definert antall prikker («prikkmønster»), eller en sekvens av et definert antall av linjer og prikker i kombinasjon («kombinasjonsmønster»). Sensoren anvendes i kombinasjon med et system som er velegnet for å vurdere karakteristika knyttet til et fingeravtrykk som avsettes i kombinasjon med et brukermønster av en bestemt bruker og som kan anvendes for å sammenlikne slike kombinasjoner med lagret informasjon om fingeravtrykk og brukermønstre og som kan bruke resultatet av en slik sammenlikning for å autentisere (verifisere) identiteten av nevnte bruker. Fremgangsmåten gjør bruk av en sensoroverflate som er omgitt av en ramme som omfatter fire distinkte sidekanter og fire distinkte hjørner, hvor kanter og hjørner av rammen kan registreres av brukeren mens denne tegner brukermønsteret med fingertuppen. Kanter og hjørner tjener til å veilede fingeren mens den tegner brukermønsteret, hvor linjemønstre og kombinasjonsmønstre avtegnes med en fingertupp i kontinuerlig kontakt med rammen. Kun deler av fingertuppen berører sensoroverflaten mens resten av fingertuppen ligger ovenpå rammen mens den tegner brukermønsteret. Tegning av brukermønsteret skjer innenefor en randsone i ytterkant av sensoroverflaten, hvor brukermønsteret avtegnes ved å bevege en fingertupp langs overflaten av randsonen. Brukermønsteret avtegnes med start i ett av de fire hjørner og avsluttes i ett av hjørnene. Hjørnene tjener også som vendepunkter for fingeren under tegning av linjemønstre og kombinasjonsmønstre. Brukermønsteret omfatter minst to sammenhengende linjesegmenter og kan også omfatte prikkmønstre som er avsatt i rammens hjørner. Linjer og prikker avsatt på sensoroverflaten helt eller delvis utenfor randsonen kan representere tegn eller signaler som indikerer start og/eller avslutning for avsetning av brukermønsteret.

Mer spesifikt for avsetning av linjemønstre involverer fremgangsmåten at bruker plasserer en fingertupp på et vilkårlig sted på sensoroverflaten og beveger den inn i et spesifikt hjørne av rammen, eller fingertuppen kan alternativt plasserer direkte i hjørnet. Fingeren beveges deretter langs en av de tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne, hvor linjemønsteret enten avsluttes eller hvor fingeren alternativt beveges videre langs en av de tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne eller til forrige hjørne. Linjemønsteret avsluttes enten i dette hjørnet eller så kan det generelle bevegelsesmønsteret som omfatter bevegelser av fingeren langs sidekanter fra hjørne til hjørne gjentas et ønsket antall ganger inntil linjemønsteret avsluttes. Avsetning av avsluttede, kontinuerlige linjemønstre (som består av forbundne linjer) kan utføres en eller flere ganger for å oppnå det fullstendige brukermønsteret.

Alternativt, ved avsetning av kombinasjonsmønstre kan bruker plassere en fingertupp på et vilkårlig sted på sensoroverflaten og bevege den inn i et spesifikt hjørne av rammen, eller fingertuppen plasseres direkte i hjørnet. Bruker kan enten avsette et prikkmønster som omfatter en eller flere prikker mens fingeren er plassert i dette hjørnet, eller umiddelbart bevege fingeren videre langs en av de to tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne. Her kan bruker enten avslutte kombinasjonsmønsteret, alternativt avsette et prikkmønster som består av en eller flere prikker mens fingeren er plassert i hjørnet, eller bevege fingeren videre langs en av de to tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne eller til forrige hjørne. Her kan kombinasjonsmønsteret enten avsluttes eller bruker kan fortsette avsetning av det generelle tegnemønsteret som omfatter linjer og prikker med en finger som beveges langs sidekanter fra hjørne til hjørne et ønsket antall ganger intil kombinasjonsmønsteret avsluttes. Avsetning av avsluttede, kontinuerlige kombinasjonsmønstre (som består av forbundne linjer) kan utføres en eller flere ganger for å oppnå det fullstendige brukermønsteret.

Enkle prikker som del av kombinasjonsmønstre kan avsettes ved at bruker beveger en fingertupp raskt ut av et hjørne og tilbake til det same hjørne (fram-og-tilbake bevegelse), hvor lengden av en del av bevegelsen (enten fram eller tilbake) utgjør mindre enn 50% av lengden av den korteste av de tilknyttede sidekanter. Bevegelsen vil i foretrukne anvendelser utføres langs den sidekant som peker i samme retning som fingeren under tegning av brukermønsteret. Flere prikker i kombinasjon avsettes ved å gjenta fram-og-tilbake bevegelsen.

Fremgangsmåten kan også omfatte en operasjon hvorved bruker tegner en eller flere linjer på tvers av sensoroverflaten fra en sidekant til motstående sidekant for å indikere start og/eller avslutning av et brukermønster.

Fremgangsmåten anvender en fingeravtrykksensor som er omgitt av en distinkt ramme med sidekanter og hjørner som i foretrukne anvendelser vil være opphøyet eller nedsenket i forhold til sensoroverflaten. Fremgangsmåten kan alternativt anvende en fingeravtrykksensor som er omgitt av en ramme som har en ru eller ujevn overflate som er lett følbar når bruker beveger en finger på tvers av sidekanter og hjørner av rammen.

Fremgangsmåten kan også anvende en ramme som delvis omfatter en distinkt indre kant, en rand eller en stripe som er framstilt av et elektrisk ledende materiale som er velegnet for å etablere en elektrisk potensialforskjell mellom den kapasitansbaserte platematrisen i sensoren og fingeren når metoden brukes for å avtegne et brukermønster på en kapasitansbasert sensoroverflate.

Oppfinnelsen omfatter videre elektroniske fingeravtrykksensorer til bruk i mobiltelefoner, smarttelefoner, datamaskiner, lesebrett, kredittkort, transaksjonskort og annet utstyr som anvender fingeravtrykk for identifikasjon og/eller tilgangskontroll og hvor fingeravtrykksensoren som brukes i tilknytning til slikt utstyr anvender fremgangsmåter for autentisering som beskrevet ovenfor.

Systemet som brukes for å tolke, lagre og sammenlikne data som stammer fra bruk av fremgangsmåter beskrevet ovenfor omfatter en eller flere hjelpemidler, som mikroprosessorer, integrerte kretser/ASICs, elektroniske lagringsmedia og/eller dataprogrammer og som er velegnet for å omdanne analog informasjon knyttet til en fingers posisjon, kontaktflate, kontaktvarighet og bevegelse på sensoroverflaten til digitale brukermønstre som kan lagres elektronisk og som, sammen med digitale fingeravtrykkdata kan benyttes for å avgjøre likhet eller forsjell i forhold til lagrete fingeravtrykk/brukermønster-kombinasjoner og derved anvendes for å autentisere (bekrefte) identiteten til en person som avsetter et fingeravtrykk på en sensoroverflate.

Kort beskrivelse av figurer

Fig. 1 illustrerer en fingeravtrykksensor hvor sensoroverflaten er omgitt av en opphøyet ramme. Fig. 2 illustrerer en fingeravtrykksensor hvor sensoroverflaten er omgitt av en nedsenket ramme. Fig. 3 illustrerer en fingeravtrykksensor hvor overflaten av den omgivende ramme er ru og ujevn sammenliknet med sensoroverflaten.

Fig. 4 illustrerer avsetning av et fingeravtrykk på en sensoroverflate.

Fig. 5 illustrerer en finger som føler rammen som omgir en sensoroverflate.

Fig 6 illustrerer posisjonering av en fingertupp i et hjørne av rammen som omgir sensorflaten. Fig. 7 illustrerer tegning av et enkelt linjemønster som består av to forbundne linjer, med start i ett hjørne og slutt i et annet. Fig. 8 illustrerer et hjørne anvendt som vendepunkt for fingeren mens den tegner et brukermønster. Fig. 9 illustrerer lokaliseringen av en randsone i forhold til rammen og sensorflaten samt tegning av et linjemønster innenfor randsonen. Fig. 10 viser et eksempel på avsetning av en enkelt «prikk» i et hjørne ved bruk av en fram-og-tilbake bevegelse av fingertuppen.

Fig. 11 illustrerer tegning av et kombinasjonsmønster som omfatter linjer og prikker.

Fig. 12 illustrerer tegning av linjer fra en sidekant til den motstående sidekant av rammen for å indikere start og/eller avslutning av et brukermønster. Fig. 13 illustrerer en fingeravtrykksensor hvor deler av den omgivende ramme utgjøres av elektrisk ledende komponenter. Fig. 14 summerer hovedelementer av fremgangsmåten som benyttes i henhold til oppfinnelsen. Fig. 15 illustrerer prinsipper for å benevne hjørner av sensoroverflaten samt grafisk symbolbruk knyttet til beskrivelse av brukermønstre.

Fig. 16 illustrerer en smarttelefon med fingeravtrykksensor på baksiden.

Fig. 17 illustrerer et transaksjonskort som inkorporerer en fingeravtrykksensor samt bruken av dette.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsens anvendelse

En viktig forutsetning for å kunne anvende fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er kravet om at den fingeravtrykksensor (1; Fig. 1a) som brukes har en sensoroverflate 2 som er omgitt av en distinkt, fortrinnsvis følbar ramme 3. Rammen selv kan utgjøre en del av overflaten til det utstyret hvor sensoren er inkorporert 4 eller forøvrig være konstruert slik at bruker i foretrukne anvendelser vil føle den ytre kant av sensorflaten når brukers finger krysser sidekantene av rammen. Fig. 1b illustrerer en utførelse av oppfinnelsen hvor rammen 3 er hevet i forhold til sensorflaten 2 og kan bestå av en kvadratisk eller rektangulær utsparing av chassis 4 som omgir utstyret som inkorporerer sensoren. Rammen kan ha rette, skrånende sidekanter 3 som indikert i Fig. 1b, eller være svakt avrundet 5 som vist i Fig. 1c. I stedet for rammer som har rettvinklete hjørner (som er brukt konsekvent i dette dokument for å forenkle tegninger), kan hjørnene være avrundet eller avkuttet for å forbedre ergonomi og utseende, uten at dette har noen betydning for utøvelse av oppfinnelsens grunnleggende prinsipper. Selve sensoren er for enkelhets skyld illustrert som en kvadratisk skive 2, selv i erkjennelsen av at de fleste moderne fingeravtrykksensorer er ultratynne og har en indre struktur og en ytre ramme av kontaktpunkter som det ikke er gjort noen forsøk på å detaljere fordi sensorens form og struktur ikke har noen betydning for selve utøvelsen av oppfinnelsen.

En alternativ rammekonstruksjon som også oppfyller kravene om å være distinkt og fortrinnsvis følbar er illustrert i Fig. 2. Her er rammen 7 nedsenket i forhold til sensorflaten 2 og har form av en fure, noe som tillater plassering av sensoren 2 i flukt med overflaten av det omgivende utstyrschassis 8.

Når fremgangsmåten skal anvendes sammen med transaksjonskort, tilgangskort, bankkort, etc. vil en plasskrevende rammekonstruksjon som vist i Fig. 1b og Fig. 1c ikke kunne benyttes. For en slik applikasjon kan rammen istedet gjøres markert og følbar ved å endre strukturen av rammens overflate i forhold til den omgivende kortflate. Prinsippet er illustrert i Fig. 3, hvor sensoroverflaten 2 er omgitt av en ramme 10 som har en grovkornet, ujevn struktur i kontrast til resten av kortet 11.

Selv om det er nærliggende å benytte en kvadratisk eller rektangulær ramme for å omgi en kvadratisk eller rektangulær sensorflate er det konseptuelt mulig å bruke en triangelformet eller et polygonal (>4 sider) ramme dersom dette er krevet for spesielle anvendelser, men dette vil gjøre tilhørende fremgangsmåter mer komplekse. Fig. 4 serien illustrerer avsetning av et fingeravtrykk på en sensoroverflate 2. Bruk av en ramme 3 forenkler posisjonering av fingeren 12 og sikrer en rask og reproduserbar avsetning av fingeravtrykk. Et fingeravtrykk 13 som viser riller 14 og minutiae 15 er illustrert i Fig. 4c. Fig. 5 serien indikerer hvordan fysiske sidekanter kan tjene til å få bruker til å føle ytterkanten 3 av sensorflaten 2 i henhold til to forskjellige løsninger. Første eksempel (Fig. 5b) viser hvordan fingertuppflaten 12 spenner fra innsiden til utsiden av den opphøyete rammen 3 og i Fig. 5c hvordan den nedsenkete rammen 7 vil føles av fingeren. Et konseptuelt fingertuppavtrykk 13 plassert i forhold til sensorflaten 2 og rammen 3 er vist i Fig. 5d for å indikere at størstedelen av fingertuppens overflate kan være lokalisert utenfor sensorområdet under tegning av brukermønstre.

Ved tegning av brukermønstre vil fingertuppen befinne seg i en mer oppreist posisjon enn ved avsetning av fingeravtrykk, som illustrert i Fig. 6a. I dette tilfellet er fingertuppen orientert i en vinkel på ca. 60° i forhold til sensorflaten 2. En normal helningsvinkel vil være 50-70°. Fingeren er plassert i ett av de fire hjørner av rammen 3, som indikert ved bruk av det ovale kontaktsymbolet 20 i Fig. 6b. Kun en del av fingertuppen 17 vil være i kontakt med sensorflaten. Ifølge terminologi brukt i dette dokument vil en kvadratisk eller rektangulær ramme omfatte fire sidekanter 18 og fire hjørner 19. Når det tegnes brukermønstre vil fingertuppen beveges langs sidekanter 18 og inn i hjørner 19, hvor kontaktflaten 20 i stor utstrekning vil beveges utenfor det ytre omriss av rammen 3. Fig. 7 serien illustrerer tegning av et enkelt, to-streks brukermønster (linjemønster). Tegningen kan starte med at bruker plasserer fingertuppen i øvre venstre hjørne (20; Fig. 7a), som dermed representerer startpunktet for brukermønsteret. Bruker kan alternativt starte tegneprosessen ved å plasere fingeren et annet sted på sensorflaten 2 og deretter bevege fingertuppen inn i nevnte hjørne 20. Startpunktet for mønsteret er avmerket med «S» (21; Fig. 7b). Fingertuppen beveges deretter langs venstre sidekant 22 til nedre venstre hjørne 23 og videre langs den tilknyttede nedre sidekant (24; Fig. 7c) til nedre høyre hjørne 25 hvorpå det L-formete brukermønsteret er fullført.

Hjørnene av rammen representerer nøkkelposisjoner som er viktige for å kunne anvende fremgangsmåten beskrevet av oppfinnelsen. De representerer start- og endepunkter for tegning av brukermønstre og utgjør vendepunkter for fingertuppen når denne beveger seg innenfor de enkelte mønstre. Dette er vist i Fig. 8 serien, hvor fingertuppen på et bestemt tidspunkt befinner seg i nedre høyre hjørne (26; Fig. 8a). Ifølge et sentralt prinsipp i fremgangsmåten (krav om kontinuerlig kontakt med sidekantene av rammen under mønstertegning), vil bruker ha to alternativer for videre bevegelse av fingertuppen (med unntak av å avslutte mønsteret i dette hjørnet), enten å bevege fingeruppen til øvre høyre hjørne (27; Fig. 8b) eller å returnere fingertuppen til nedre venstre hjørne (28; Fig. 8c). I begge tilfeller representerer hjørnet et vendepunkt for fingertuppen som er lett gjenkjennelig og som i foretrukne anvendelser er følbart i fravær av visuell kontakt.

Fig. 9 serien illustrerer at en konsekvens av at fingertuppen følger sensorrammen 3 under tegning av brukermønsteret er at den del av kontaktområdet 20 som i virkeligheten berører sensorflaten 2 vil være ganske lite. Kontaktområdet mellom finger og sensor er begrenset til en randsone 29 som her er skravert i ytterkant av sensorområdet 2. Dimensjonene av denne randsonen 29 er ikke absolutte og vil avhenge av tegnepraksis hos den enkelte bruker. Idet ulike brukere kan ha behov for forskjellige randsonedimensjoner, kan dette representere et identifiserbart karakteristikum som differensierer en (legitim) bruker fra en annen (illegitim) bruker. Fig. 9 serien illustrerer hvordan en bruker kan tegne et brukerspesifikt mønster som er totalt begrenset til randsonen 29, hvor mønsteret starter i øvre venstre hjørne 20, beveger seg videre ned til nedre venstre hjørne 30 og ender opp i nedre høyre hjørne 31.

Et brukermønster som utelukkende består av linjer som er tegnet langs sidekantene av rammen er klart det enkleste, letteste å huske og gir det mest reproduserbare mønster, spesielt ved bruk av sensorer med lite overflateareal. En svakhet assosiert med tegning av rene linjemønstre er at antall mulige brukerkoder er begrenset. Antall koder tilgjengelig er forbundet med det faktum at rammen har fire hjørner fra hvilke mønsteret kan startes og at bevegelse av fingertuppen ut fra ett bestemt hjørne gir to alternativer:

Hjørne 1 (0 linjer): 4 mulige posisjoner

Hjørne 2 (1 linje): 8 linjemønstre

Hjørne 3 (2 linjer): 16 linjemønstre

Hjørne 4 (3 linjer): 32 linjemønstre

Hjørne n (n-1 linjer): 2n+2 linjemønstre

På en annen side kan man argumentere med at når slike brukermønstre brukes for å gi kunnskapsbasert informasjon i tillegg til et (egenskapsbasert) fingeravtrykk som i seg selv er vanskelig å reprodusere, så kan det synes overflødig å bruke en intrikat brukerkode på toppen av dette førstelinje sikkerhetssystemet. Et firelinjers brukermønster (64 alternativer) kan derfor synes å være tilstrekkelig for de fleste tilfeller, selv om linjemønsteret enkelt kan utvides uten at mønsteret behøver å bli for vanskelig å tegne og memorere.

Dersom et brukermønster splittes i to uavhengige linjemønstre vil dette fordoble antall mulige kodealternativer sammenliknet med et enkelt, sammenhengende linjemønster. Generelt vil antall mulige brukermønstre (M) som funksjon av uavhengige linjemønstre (N) og totalt antall linjer (n) være:

M = N x 2<n+2>

Variasjonsmulighetene for et brukermønster kan også utvides ved å introdusere «prikker» i tillegg til streker når mønsteret tegnes. Prikker kan avsettes ved å bruker fingertuppen til å foreta trykkøkninger eller små, sidelengs bevegelser når denne befinner seg på et bestemt sted på sensorflaten. I samsvar med grunnleggende prinsipper som har som formål å gjøre tegnemetoden reproduserbar, enkel og brukervennlig (unngå unødvendig belastning av fingre under mønstertegning), kan «prikker» i henhold til en foretrukket anvendelse avsettes ved hurtige, korte bevegelser mens fingeren er lokalisert i et hjørne.

Prinsippet er illustrert i Fig. 10 serien. Her er fingertuppen initielt lokalisert i nedre venstre hjørne 32 av rammen (Fig. 10a). En bevegelse av fingertuppen en kort distanse opp langs venstre sidekant av rammen til en ny posisjon (33; Fig. 10b) og deretter tilbake til hjørnet (34; Fig. 10c) vil være ekvivalent med tegning av en «prikk». Fingertuppen kan alternativt beveges fram og tilbake langs nedre sidekant av rammen og gi samme resultat. Men fra et ergonomisk og belastningsmessig synspunkt er det bedre å foreta denne korte, raske bevegelsen i samme retning som fingeren peker (indikert ved piler i Fig. 10b og Fig. 10c). Ifølge en foretrukket anvendelse av oppfinnelsen, vil prikker derfor tegnes ved hjelp av en kort, oppadrettet fram-og-tilbake bevegelse langs sidekanten når fingertuppen er lokalisert i en av de to nedre hjørner og som en kort, nedadrettet fram-og-tilbake bevegelse langs sidekanten når fingertuppen er lokalisert i en av de øvre hjørner av rammen. Lengden av den ene del av bevegelsen (enten fram- eller tilbakebevegelsen) vil vanligvis være begrenset til 20-40% av lengden av sidekanten og maksimum 50% av sidekantlengden, som indikert ved M1 og M2 i Fig. 10b.

Det grafiske symbol assosiert med en «prikkbevegelse» eller «prikktegning» er en kort, dobbeltsidig pil. Dette kan sees i Fig. 11 serien som viser innmating av et kombinasjonsmønster (som består av linjer og prikker). Mønsteret initieres med en fingertupp i øvre venstre hjørne 20 av rammen (3; Fig. 11a). Fingertuppen beveges deretter langs venstre sidekant til nedre venstre hjørne (35; Fig. 11b) hvor en enkelt fram-og-tilbake bevegelse 36 utføres. Til slutt beveges fingertuppen langs nedre sidekant til nedre høyre hjørne 37 hvor brukermønsteret avsluttes med innmating av to prikker 38.

Dersom det forutsettes at antall prikker som innmates i hjørnene begrenses til tre (noe som gir alternativene 0, 1, 2 og 3 prikker), vil formelen som angir maksimalt antall av brukermønstre (M) som funksjon av linjeantall (n) være følgende;

M=22n+4

Følgelig vil et enkelt kombinasjonsmønster som omfatter kun tre linjer gi 2<10>= 1024 alternative mønstre. Kombinasjonsmønstre som omfatter N separate, uavhengige deler med tilsammen n streker gir følgende antall alternative mønstre:

M=N x 2<2n+4>

Det viser seg derfor at ved å introdusere prikker som del av brukermønstre i tillegg til linjer kan antall alternative kodemønstre økes betraktelig.

Det har tidligere vært nevnt at en svakhet ved å bruke hele sensorflaten for innmating av fingeravtrykk og kodemønstre er at dette kan representere en risiko for avsetning av «lesbare» fingeravtrykkrester fra legitime brukere som kan «løftes av» sensoroverflaten med den intensjon å begå falskneri. I tillegg til å begrense mønstertegningen til randsonen av sensorflaten, angir denne oppfinnelse også en metode for å viske ut eller fjerne fingeravtrykkrester, som illustrert i Fig. 12 serien. I Fig. 12a er fingertuppen 39 initielt posisjonert på venstre sidekant av rammen 3 og deretter beveget tvers over sensorflaten 2 til høyre sidekant i et sammenhengende sveip 40. Denne form for bevegelse kan benyttes som signal for å indikere at brukermønsteret er fullført. Alternativt kan bevegelsen benyttes for å signalisere starten på tegning av et brukermønster, hvor f.eks. to sveip av samme type i rask rekkefølge kan gi signal om at brukermønsteret er fullført. Bevegelsen som er illustrert i Fig. 12b, hvor fingertuppen 41 beveges fra høyre sidekant til motstående venstre sidekant i et sveip 42 eventuelt kan brukes som signal for korreksjon, dvs. at mønstersekvensen som nettopp er matet inn er feil og skal ignoreres og at et nytt, korrekt mønster følger. Den vertikale bevegelse 44 av fingertuppen 43 i Fig. 12c, eller en tilsvarende oppadrettet bevegelse kan benyttes for andre signalformål relatert til bruk av fingeravtrykksensoren 1. Noen sensortyper som er basert på kapasitive prinsipper krever etablering av en elektrisk potensialdifferanse mellom sensorens kondensatorplatematrise og fingertuppen. Av denne grunn er slike sensorer utstyrt med et elektrisk ledende element som må være i kontakt med fingeren under avsetning av et fingeravtrykk. Den nødvendige bruk av en distinkt ramme for å gjennomføre autentiseringsprosedyren i henhold til foreliggende oppfinnelse kan med fordel kombineres med bruk av ledende elementer som del av en kapasitansbasert sensor 45, som illustrert i Fig. 13 serien. Her er sensorflaten 2 som inkorporerer kondensatorplate-matrisen omgitt av en ramme 3 som i Fig. 13b inkluderer en ledende kant 46, i Fig. 13c en ledende rand 47 og i Fig. 13d en ledende stripe 48. Fremgangsmåten som er beskrevet i henhold til denne oppfinnelse for tegning av brukerspesifikke mønstre vil sikre at fingeren er i kontinuerlig kontakt med det ledende element og således sikre at sensoren virker som den skal. (Signaler knyttet til start, avslutning og korreksjon av mønsterinnmating må modifiseres noe, f.eks. ved at sensorflaten sveipes med en flat finger i kontakt med den nedre sidekant av rammen).

Fig. 14 serien oppsummerer nøkkelelementer av oppfinnelsen og viser en noe oppreist fingertupp (16; Fig. 14a) som er plassert i et hjørne av rammen 3 som omgir sensorflaten 2, klar til å tegne et brukermønster. Fig. 14b illustrerer at en stor del av fingertuppen hviler på rammen 3 og chassisområdet utenfor, mens kun en liten del 17 er i kontakt med sensorflaten 2. Fig. 14c illustrerer elementer knyttet til den beskrevne fremgangsmåte som omfatter et kontaktområde 20 for fingertuppen og en ramme 3 som består av sidekanter 18 og hjørner

19. Fig. 14d illustrerer innmating av et U-formet linjemønster 49 og en linje 50 tegnet fra C over sensorflaten som signal om at brukermønsteret er fullført. Fig. 15 serien illustrerer prinsipper for å benevne hjørner av sensorflaten samt grafisk symbolbruk som kan brukes for å beskrive et brukermønster. I Fig. 15a benyttes store bokstaver 51 fra A til D organisert med urviseren for å navngi de fire hjørnene av rammen. I Fig. 15b benyttes tall 52 fra 1 til 4 på samme måte. Fig. 15c illustrerer et ganske kompleks kombinasjonsmønster, som starter i øvre venstre hjørne med en enkeltprikk 53, beveges til øvre høyre hjørne med avsetning av en dobbeltprikk 54, beveges tilbake til øvre venstre hjørne med påfølgende retur til øvre høyre hjørne og videre ned til nedre høyre hjørne med avsetning av en dobbeltprikk 55 og så videre til nedre venstre hjørne og opp til øvre venstre hjørne hvor det avsettes en enkeltprikk 56 og videre til nedre venstre hjørne hvor det avsettes en enkeltprikk 57 før mønsteret fullføres med en bevegelse til nedre høyre hjørne. Et slikt komplisert brukermønster kan beskrives på enklere måte ved symbolbruk (bokstaver og tall), hvor prikker kan representeres med «v», «o» eller «0» og linjer med AB, BCD, 12, 32, etc. Brukermønsteret tegnet i Fig. 15c kan således skrives som:

AvBvvABCvvDAvDvC, 1o2oo123oo41o4o3, eller med «tallet» 1020012300410403

Fig. 16 illustrerer en smarttelefon 58 som inkluderer en fingeravtrykksensor 59 som er plassert på baksiden av telefonen. Sensoren er utstyrt med en følbar ramme i henhold til en foretrukket anvendelse av oppfinnelsen og er derfor velegnet for enkel og korrekt avsetning av fingeravtrykk og for å kunne mate inn et brukerspesifikt mønster. Både brukeridentifikasjon (ved hjelp av fingeravtrykk) og autentisering (ved hjelp av brukermønster) kan utføres uten at bruker ser fingeravtrykksensoren, f.eks. når denne holdes med oversiden opp eller når telefonen oppbevares i en lomme eller i en håndveske. Dette forsterker sikkerheten knyttet til bruk av denne type redskap og gjør den velegnet for bruk som såkalt «elektronisk lommebok». Fig. 17 serien illustrerer inkorporering av en fingeravtrykksensor (61; Fig. 17a) i henhold til denne oppfinnelse til bruk som del av et transaksjonskort 60. En passende sensorutforming for denne type anvendelse er illustrert i Fig. 3. Fingeravtrykket kan avsettes med en finger 62 på sensorflaten 61 mens bruker skyver kortet inn i en kortleser (ikke vist). Mens kortet er plassert i kortleseren kan bruker enkelt avsette brukermønsteret på sensorflaten.

Industriell anvendbarhet

Et økende behov for sikker identifikasjon av individer, f.eks. som del av tilgangskontroll og brukerautorisering har åpnet opp nye markeder for identifikasjonsredskaper som er basert på biometriske prinsipper. Med en forventet økende bruk av smarttelefoner for finansielle transaksjoner og som «elektroniske lommebøker», vil behov for en pålitelig metode for autorisering av brukere bli en nødvendighet. Avsetning av fingeravtrykk er a priori en sikker, førstelinje identifikasjonsmetode. Bruk av fingeravtrykk har imidlertid den svakhet at det er mulig å framskaffe replika av fingre som tilhører individer som utsettes for imitasjon, f.eks. i forbindelse med falsknerier. Av denne grunn er avsetning av fingeravtrykk alene ofte utilstrekkelig og må suppleres med en brukerspesifikk kode, under forutsetning av at denne koden er hemmelig og kun kjent for autoriserte brukere. Noen av de systemer som anvendes for tiden kombinerer fingeravtrykk med en personlig tallkode som mates inn via et tastatur. I noen tilfeller er det uhensiktsmessig å benytte et separat tastatur for innmating av tallkoder. Mange brukere finner det også vanskelig å memorere numeriske eller alfanumeriske koder, spesielt dersom personen anvender mange slike koder. Ifølge foreliggende oppfinnelse er det mulig å mate inn en hemmelig, brukerspesifikk kode direkte på fingeravtrykksensoren. Dette kan utføres på en enkel og reproduserbar måte forutsatt at sensorflaten er omgitt av en distinkt ramme som i foretrukne anvendelser kan føles av brukeren og som også tillater at sensoren kan benyttes uten at bruker har visuell kontakt med sensorflaten. Et eksakt og reproduserbart brukermønster som kan brukes som annenlinje autentisering kan således innmates selv på små sensorflater. Den beskrevne autentiseringsmetode er forventet å kunne representere et ekstra nivå av sikkerhet for mange industrielle og kommersielle anvendelser.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer som er basert på optiske, optoelektroniske, ultrasoniske, trykkbaserte, radiofrekvensbaserte, termiske, kapasitive og andre fysiske prinsipper brukt for å registrere fingeravtrykk; hvor fremgangsmåten innbefatter avsetning av fingeravtrykk i kombinasjon med et personlig, brukerdefinert mønster (brukermønster) som omfatter «linjer» og «prikker» som er avtegnet ved at brukeren beveger fingertuppen på tvers av en sensoroverflate (noe som gir «linjer») eller utfører korte bevegelser eller trykk med fingertuppen mot sensoroverflaten (noe som gir «prikker»); hvor brukermønsteret enten omfatter en sekvens av et definert antall linjer («linjemønster»), en sekvens av et definert antall prikker («prikkmønster»), eller en sekvens av et definert antall av linjer og prikker i kombinasjon («kombinasjonsmønster»); hvor sensoren anvendes i kombinasjon med et system som er velegnet for å vurdere karakteristika knyttet til et fingeravtrykk som avsettes i kombinasjon med et brukermønster av en bestemt bruker og som kan anvendes for å sammenlikne slike kombinasjoner med lagret informasjon om fingeravtrykk og brukermønstre og som kan bruke resultatet av en slik sammenlikning for å autentisere (verifisere) identiteten av nevnte bruker;karakterisert vedat fremgangsmåten gjør bruk av en sensorflate som er omgitt av en ramme som omfatter fire distinkte sidekanter og fire distinkte hjørner; hvor kanter og hjørner tjener til å veilede fingeren mens den avtegner brukermønsteret; hvor linjemønstre og kombinasjons-mønstre avtegnes med en finger i kontinuerlig kontakt med rammen; hvor kun deler av fingertuppen berører sensoroverflaten mens resten av fingertuppen ligger ovenpå rammen mens den avtegner brukermønsteret; hvor avtegning av brukermønsteret skjer innenefor en randsone i ytterkant av sensoroverflaten; hvor brukermønsteret avtegnes ved å bevege en fingertupp langs randsonen av sensoroverflaten; hvor brukermønsteret avtegnes med start i ett av de fire hjørner og avsluttes i ett av hjørnene; hvor hjørnene tjener som vendepunkter for fingeren under avtegning av linjemønstre og kombinasjonsmønstre; hvor brukermønsteret omfatter minst to sammenhengende linjesegmenter; hvor brukermønsteret kan omfatte prikkmønstre som er avsatt i rammens hjørner; hvor linjer og prikker avsatt på sensoroverflaten helt eller delvis utenfor randsonen kan representere tegn eller signaler relatert til bruken av fremgangsmåten.

2. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor brukeren plasserer en fingertupp på et vilkårlig sted på sensoroverflaten og beveger den inn i et spesifikt hjørne av rammen; hvor fingertuppen alternativt plasserer direkte i hjørnet; hvor fingeren deretter beveges langs en av de tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne; hvor linjemønsteret enten avsluttes i dette hjørnet eller hvor fingeren alternativt beveges videre langs en av de tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne eller til forrige hjørne; hvor linjemønsteret enten avsluttes i dette hjørnet eller hvor det generelle bevegelsesmønsteret som omfatter bevegelser av fingeren langs sidekanter fra hjørne til hjørne gjentas et ønsket antall ganger inntil linjemønsteret avsluttes; hvor avsetning av avsluttede, kontinuerlige linjemønstre (som består av forbundne linjer) kan utføres en eller flere ganger for å oppnå det fullstendige brukermønsteret.

3. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor brukeren plasserer en fingertupp på et vilkårlig sted på sensoroverflaten og beveger den inn i et spesifikt hjørne av rammen; hvor fingertuppen alternativt plasseres direkte i hjørnet; hvor brukeren enten avsetter et prikkmønster som omfatter en eller flere prikker mens fingeren er plassert i hjørnet eller hvor brukeren umiddelbart beveger fingeren videre langs en av de to tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne; hvor brukeren enten avslutter kombinasjonsmønsteret i dette hjørnet, alternativt avsetter et prikkmønster som består av en eller flere prikker mens fingere er plassert i hjørnet, eller beveger fingeren videre langs en av de to tilknyttede sidekanter til et nytt hjørne eller til forrige hjørne; hvor kombinasjonsmønsteret enten avsluttes i dette hjørnet eller hvor det generelle tegnemønsteret som omfatter linjer og prikker med en finger som beveges langs sidekanter fra hjørne til hjørne gjentas et ønsket antall ganger intil kombinasjonsmønsteret avsluttes; hvor avsetning av avsluttede, kontinuerlige kombinasjonsmønstre (som består av forbundne linjer) kan utføres en eller flere ganger for å oppnå det fullstendige brukermønsteret.

4. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor enkle prikker avsettes ved at brukeren beveger en fingertupp raskt ut av et hjørne og tilbake til det same hjørne (fram-og-tilbake bevegelse); hvor lengden av den ene del av bevegelsen (enten fram eller tilbake) utgjør mindre enn 50% av lengden av den korteste av de tilknyttede sidekanter; hvor bevegelsen i foretrukne anvendelser utføres langs den sidekant som peker i samme retning som fingeren under avtegning av brukermønsteret; hvor flere prikker i kombinasjon avsettes ved å gjenta fram-og-tilbake bevegelsen.

5. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor brukeren avtegner en eller flere linjer på tvers av sensoroverflaten fra en sidekant til motstående sidekant (Fig. 12) for å indikere start, avslutning og/eller korreksjoner knyttet til et brukermønster.

6. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor fremgangsmåten anvender en fingeravtrykksensor som er omgitt av en ramme med sidekanter og hjørner som er opphøyet (3; Fig. 1) eller nedsenket (7; Fig. 2) i forhold til sensoroverflaten.

7. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor fremgangsmåten anvender en fingeravtrykksensor som er omgitt av en ramme (Fig.3) som har en ru eller ujevn overflate 10 som er lett følbar når bruker beveger en finger på tvers av sidekanter og hjørner av rammen.

8. Fremgangsmåte for autentisering av brukere av elektroniske fingeravtrykksensorer i henhold til Krav 1; hvor fremgangsmåten anvender en ramme (3; Fig. 13) som delvis omfatter en distinkt indre kant 46, en rand 47 eller en stripe 48 som er framstilt av et elektrisk ledende materiale som er velegnet for å etablere en elektrisk potensialforskjell mellom den kapasitansbaserte platematrisen i sensoren og fingeren når metoden brukes for å avtegne et brukermønster på en kapasitansbasert sensoroverflate.

9. Elektronisk fingeravtrykksensor til bruk i mobiltelefoner, smarttelefoner, datamaskiner, lesebrett, kredittkort, transaksjonskort og annet utstyr som anvender fingeravtrykk for identifikasjon og/eller tilgangskontroll;karakterisert vedat fingeravtrykksensoren som brukes i tilknytning til slikt utstyr anvender fremgangsmåter for autentisering i henhold til Krav 1 - 8.

10. Elektronisk fingeravtrykksensor i henhold til Krav 9; hvor systemet som brukes for å tolke, lagre og sammenlikne data som stammer fra bruk av fremgangsmåter i henhold til Krav 1-8 omfatter en eller flere hjelpemidler, som mikroprosessorer, integrerte kretser/ASICs, elektroniske lagringsmedia og/eller dataprogrammer og som er velegnet for å omdanne analog informasjon knyttet til en fingers posisjon, kontaktflate, kontaktvarighet og bevegelse på sensoroverflaten til digitale brukermønstre som kan lagres elektronisk og som, sammen med digitale fingeravtrykkdata kan benyttes for å avgjøre likhet eller forsjell i forhold til lagrete fingeravtrykk/brukermønster kombinasjoner og derved anvendes for å autentisere (bekrefte) identiteten til en person som avsetter et fingeravtrykk på en sensoroverflate.