NO853901L - Anordning og fremgangsm¨te for lesing fra et substrat. - Google Patents

Abstract

Et substrat, slik som et transaksjonskort (C) enten for kontanter eller varer bærer et par med algoritmegenererte tall.Disse kan bli lest fra kortet og matet til signalbehandlings - kretsene. Det andre tallparet, normalt et personidentitets-nummer (PIN) blir matet til kretsen fra et tastatur. Kretsen behandler de to tallene i samsvar med algoritmen for å gi et resultat som blir sammenlignet med en tredje informasjonsdel som også kan bli skrevet på kortet (C). Dersom sammenligningen er riktig, fremkommer et gyldighetssignål. Algoritmen kan bli tilført kretsen ved hjelp av skiftregistrene (SRI, SR2).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning og fremgangsmåte for lesing fra et substrat, slik som et kredittkort. Oppfinnelsen innbefatter også selve substratet.

For øyeblikket anvendes et personalidentifikasjonsnummer (PIN) i forbindelse med kredittkort for å tilveiebringe kontanter og kontantrela-terte dokumentasjoner fra bank kontantautomater o.l. Automatene er normalt forbundet med en sentral database som er gitt tilgang til en transaksjon for å se om kortet som blir anvendt har blitt stjålet og/eller for å se om kunden er kredittverdig. Et slikt system kan bli anvendt med en alenestående terminal, men sikkerheten tilveiebrakt med den fjerntlig-gende databasen er da tapt. PIN kan bli lest fra kort og/eller kopiert fra et forfalsket kort og kontanter eller tjenester kan bli tilveiebrakt uberettiget.

Ifølge et trekk ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en anordning for å lese fra et substrat innbefattende et hode, innretning for behandling av signaler lest eller skrevet av hodet og innretning for å muliggjøre at en operatør innfører et signal til behandlingsinnretningen, idet innretningen for å behandle signalene gjøres operativ for å behandle et signal mottatt fra hodet og et signal mottatt fra operatøren og for å frembringe derfra et kortgyldig signal eller et ikke-kortgyldig signal.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å drive en anordning for å lese et substrat for å validere substratet innbefattende trinnet med å lese et par med algoritmerelaterte tall på substratet ved hjelp av et lesehode i anordningen, tasting inn i anordningen det andre nummeret til paret som behandler de to numrene i samsvar med algoritmen, og sammenligne resultatet med det ønskede resultatet for å bestemme substratvaliditeten.

Oppfinnelsen innbefatter også et substrat som bærer et par med nummer relatert ved hjelp av algoritmen.

Ved en form for anordning, representerer signalet mottatt fra hodet og det mottatt fra operatøren numrene til et par relatert med og som danner løsningen til en algoritme. Disse signalene blir behandlet ved anvendelse av algoritmen for å tilveiebringe et signal som så blir sammenlignet med det ønskede signalet fastholdt i et lager for å gi et validitetssignal dersom sammenligningen er riktig og et invaliditetssignal dersom det er ukorrekt.

Ved en annen form for anordning representerer signalet fra hodet numrene til et flersiffernummer som er spaltet i siffergrupper. Operatør-signalet identifiserer differansepunktet ved operasjonen av en pseudoslumptallgenerator fra hvilken generatorsyklusene blir talt i samsvar med grupper med sifrer til flersiffertallet. Utgangssignalet etter hver telling av første fire blir mottatt i kryptert form, idet dekryptering kun bli utført når det endelige utgangssignalet (etter den femte telleverdien) blir mottatt. Dekrypterte utgangssignaler representerer de første fem bokstavene til korteierens navn som så kan bli sammenlignet med navnet på kortet for å gi et gyldighets- eller ikke-gyldighetssignal.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av en utførelsesform med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et blokkretsdiagram av en utførelsesform av systemet

i samsvar med oppfinnelsen.

Fig. 2 til 6 viser respektive blokkretsdiagrammer for alternative

utførelsesformer til den vist på fig. 1.

Prinsippene ved utførelsesformen vist på fig. 1 er å anvende en algoritme for å generere et par tall som er forskjellige, men som er relatert i forhold til hverandre ved hjelp av algoritme. Disse tallparene når behandlet av algoritmen vil alltid gi samme resultat. Dette resultatet kan så bli sammenlignet med et resultat i lageret og om riktig, avgi et gyldighetssignal. Dersom ikke riktig, vil et ikke-gyldighetssignal bli avgitt. Algoritmen virker som en formel til hvilken et par med tall er løsningene. En riktig løsning gir et gyldighetssignal og en ikke riktig løsning gir et ikke-gyldighetssignal.

Ved kortsystem for kontanter, varer eller tjenester, blir et antall par lagret magnetisk på kortet, mens det andre tallet blir memorert av korteieren. Selv om tall som har ethvert siffer kan bli anvendt, er som følge av sikkerheten og nødvendigheten for memoreringen det foretrukket med fire siffer. Algoritmen og det gyldige resultatet blir lagret i lageret til kortleser/skriveranordningen. Lageret kan være statisk eller dynamisk. Et statisk lager har den fordelen at det ikke taper dets innhold som følge av svikt i strømforsyningen og den potensielle ulempen at tilgang kan bli gitt illegalt til lagerinneholdene. Lageret og tilknyttet krets kan bli anordnet for å redusere denne risikoen. Et dynamisk lager har den ulempen at en strømforsyning er nødvendig for å opprettholde dens innhold, men fordelen av at denne kan bli anvendt for automatisk å viske innholdene dersom anordningen blir tuklet med.

Det ovenfor beskrevne systemet har spesielle fordeler med kort for utlevering av varer av relativt lav verdi eller tjenester av relativt lav verdi. Med henvisning til tegningene, hvis mengde med varer, tjeneste-verdier er skrevet magnetisk på et kort C. Et av tallene NI til et par er også skrevet magnetisk på kortet C. Det andre tallet til paret N2 er gitt konfidensielt til korteieren. Dette tallet er hans personlige identifika-sjonsnummer (P.I.N.). Kortleser/skriveranordningen D inneholder algoritmen og det gyldige resultatet i lageret M. Anordningen innbefatter også et magnetisk lese/skrivehode H, tastatur K, signalbehandlingskrets SPG og en fremvisningsanordning L (f.eks. en væskekrystallfremvisningsanord-ning). For å få f.eks. en kopp med kaffi, blir kortet C satt inn i anordningen D og P.I.N. tastet inn via tastaturet K. Disse to uavhengige inngangssignalene blir behandlet av signalbehandlingskretsen SPC i samsvar med algoritmen i anordningen D og resultatet sammenlignet med resultatet i lageret M. Et riktig resultat vil bevirke en gyldighetsfrem-visning som tillater utlevering av kaffi. Prisen på kaffien blir så trukket fra kontantene på kortet og en oppdatert totalsum blir skrevet på kortet. Dersom resultatet er galt, blir et ikke-gyldighetssignal fremvist og ingen kaffi vil bli utlevert. Avhengig av typen på anordninger vil et visst antall forsøk på å få kaffi bli tillatt etter hvilke ingen ytterligere forsøk kan bli gjort, og valgvis blir kortet fastholdt av anordningen.

I tilfelle av kontantuttak med lav verdi, kan banken skrive en viss størrelse på kontantbeløpet på kortet. Dette kan bli tilveiebrakt ved en kontantautomat ved anvendelse av kort på en måte som allerede beskrevet ovenfor.

I begge ovenfornevnte tilfeller ble heller verdiene (kontant, varer eller tjenester) skrevet på kortet, mens transaksjoner kan bli debitert på en konto. Dette unngår nødvendigheten av å skrive på kortet etter hver transaksjon, men kompliserer naturligvis avregningssystemet.

Det skal bemerkes at ovenfor beskrevne system tilveiebringer en sikker kortbasert automat for lavere kontantverdi, varer eller tjenestetrans-aksjoner. Systemet krever tre avhengige innføringer, de to tallene og algoritmen for å muliggjøre at verdier blir utlevert. Dersom en misser kortet eller det blir kopiert, kan ikke verdier bli tilveiebrakt på grunn av at P.I.N.-tallet ikke er på kortet. Selv om både algortimen og kortet ble funnet, ville algoritmen kreve dekodering for å muliggjøre at det andre nummeret ble tilveiebrakt, en anstrengelse som ikke står i forhold til verdien på kortet. Det skal forøvrig nevnes at i ethvert tilfelle er det mulig å holde algoritmen sikker eller i det minste å sikre at enhver tukling med anordningen ville umiddelbart fremkomme.

Om ønskelig kan ovenfor beskrevne system bli modifisert for å forbedre sikkerheten til systemet ytterligere. For dette formål, med henvisning til fig. 2, er et ikke-lineært skiftregister SR inkorporert i anordningen og virker som en pseudoslumptallgenerator. På fig. 2 har deler lik delene på fig. 1 samme henvisningstall. I stedet for korttallene som tidligere beskrevet, er femten sifferkortnummer representert magnetisk på kortet. Disse femten siffertallene er spaltet i fem grupper på tre siffer hver. Et firesifret P.I.N.-tall forbundet med, men ikke skrevet på kortet, kan bli tastet inn i lese/skriveanordningen D som tidligere via et tastatur K.

Det ikke-lineære skiftregisteret SR og også en dekoderingsanordning DD danner en del av signalbehandlingskretsen SPC. Skiftregisteret går gjennom syklusen kontinuerlig. Når kortet blir satt inn og lest av hodet H og P.I.N. tastet inn via tastaturen K, blir et antall sykluser som representerer den første gruppen med tre siffer talt fra et referanse-punkt bestemt av P.I.N. og et utgangssignal frembrakt som representerer de første bokstavene, f.eks. korteierens navn. Dette blir gjentatt for hver gruppe med tre siffer. Bok stavutgangs signal et forblir i kodeform inntil den femte bokstaven blir bestemt når dekoderingen blir utført for således å tilveiebringe de første fem bokstavene til korteierens navn. De kan bli sammenlignet i sammenligneren C med de første fem bokstavene til navnet lest fra selve kortet for å gi med riktig sammenligning et gyldig signal eller ved uriktighet i sammenligningen et ikke-gyldig signal på fremvisningen L.

De femten digitale sifrene og tilsvarende fire digitale nummer ble generert i par ved hjelp av et software program kjent kun for kort-utstederen.

Bort sett fra dette er operasjonen av systemet det samme som tidligere beskrevet system.

Sikkerheten for systemet kan bli øket ytterligere og fire slike økede sikkerhetssystemer er vist på fig. 3, 4, 5 og 6. Som tidligere inneholder kortet, med henvisningstallet C på tegningene, brukerens navn eller annen personalinformasjon og en rekke med tall. Brukeren har et personlig identitetsnummer (PIN). I prinsippet bruker kortgyldighets-innretningen en hemmelig algoritme som består av to mindre algoritmer (som vi kan kalle algoritmen 1 og algoritmen 2) pluss en komparator. Algoritmen 1 koder brukerens navn i en streng av biter og frembringer så fra den en sekvens på bitstrenger på lengden k. (Den nøyaktige verdien for k vil bli bestemt av konstruktøren). Lignende algoritme 2 koder PIN og frembringer fra den en (annen) sekvens av bitstrenger av lengden k. Hver gang de to algoritmene frembringer to k-bitstrenger, sammenligner komparatoren dem og en teller, som til å begynne med er satt til null, blir inkrementert. Dersom komparatoren detekterer at de to k-bitsamplene er de samme, så blir verdien for telleren opptegnet og telleren blir tilbakestilt til null, forutsatt at tellerverdien er større enn k. Denne prosedyren fortsetter inntil rekken med opptegnede taller er så lang som rekken med tall på kortet. Kortet blir så validert om og kun dersom rekken med tall er identisk. Et bestemt eksempel på denne sikkerhetsforsterkeren i systemet er vist ved blokkretsdiagrammet på fig. 3. Denne kretsen innbefatter to skiftregistre SRI og SR2, respektive klokker CL1 og CL2, to komparatorer COl og C02 og en teller CT.

Med henvisning til fig. 3 er PIN kodet i binær form og "sår" algoritmen 2 ved å bestemme starttilstanden for skiftregisteret SR2 med primitiv tilbakekopling. Siden sikkerheten for systemet avhenger stort sett på sikkerheten på tilbakekoplingskoeffesientene er det nødvendig å anvende et fornuftig langt register, i dette tilfellet 61 trinn. Algoritmen 1 er svært enkel og innebærer ikke noen kryptering. Navnet blir kodet i binær form og bestemmer inneholder til skiftregisteret (med ingen tilbakekopling). Registeret SRI har 60 trinn.

De første seks bitene på SRI blir lastet inn i en 6-bits komparator COl, telleren CT blir satt til null og SR2 blir så klokket med CL2. Etter hver klokke blir telleren inkrementert og siste seks bitene til SR2 entrer komparatoren og blir sammenlignet med seks biter i denne. Denne prosessen blir gjentatt inntil der er samsvar. Dersom det opptegnede tallet på telleren ikke er større enn seks, blir denne enheten ignorert og prosessen fortsetter. Dersom tallet imidlertid er større enn seks, så blir tallet opptegnet og telleren blir tilbakestilt til null gjennom tilbakestil-lingen R5, og de neste seks bitene til SRI erstatter de eksisterende bitene i komparatoren og prosessen blir startet på nytt. Dette fortsetter inntil ti verdier i telleren har blitt opptegnet. Kortet inneholder verdiene som disse ti tallene (N) skulle ha og kortet blir kjent gyldig dersom, og kun dersom, de to settene med ti tall er identiske. For dette formål blir de ti tallene og de ti telleverdiene matet til komparatoren C02 som utsteder et kortgyldighetssignal hvor der er identitet og et ikke-gyldig signal hvor der ikke er identitet.

Størrelsen på registerne, komparatoren etc. valgt for dette eksempelet kan naturligvis bli endret. Det er imidlertid funnet at for å endre dem må det utvises forsiktighet for å sikre at sikkerheten ikke blir påvirket. Det er sannsynligvis klokt å sikre at størrelsen på de to registrene er sammenlignbare. Dersom vi bruker et 61 trinns register for SR2, så vil den praktiske begrensningen på at størrelsen på komparatoren er en multippel av 6 angi at 60 er den beste størrelsen for SRI. Man kunne naturligvis velge en komparator på en størrelse 12 og denne vil i virkeligheten sannsynligvis forbedre sikkerheten. Men den vil også øke gyldigkjennelsestiden for hvert kort. Valg av størrelse på komparatoren kan bli gjort ut fra utførelsesbetraktninger.

Fig. 4 viser et blokkretsdiagram av en ytterligere forbedret sikkerhetsut-førelse. I dette eksemplet utgjør begge algoritmene en spesiell kryptering. Registeret til algoritmen 1, som er betegnet med SRI, har størrelse på 29 mens den for algoritmen 2, betegnet med SR2, har lengden 31. Etter å ha blitt kodet sørger navnet for begynnelsestilstanden for SRI og PIN sørger for tilstanden for SR2. Begge registrene har primitive tilbakekoplinger.

Telleren CT er innstilt ved null og begge registrene blir så klokket ved respektive klokker CL1 og CL2. Etter hver klokke blir telleren inkrementert og de siste seks bitene til de to registrene blir sammenlignet med komparatoren COl. Denne prosessen blir gjentatt inntil der er samsvar. Dersom det opptegnede tallet på telleren ikke er større enn 6, blir dette samsvaret ignorert og prosessen fortsetter. Dersom tallet er større enn 6 blir tallet opptegnet, og telleren blir tilbakestilt til null og prosessen startes på nytt. Hele tiden blir samsvar som forekommer med tall mindre enn 7 på telleren ignorert og registrene fortsetter å kjøre inntil 5 verdier for telleren har blitt opptegnet. Kortet inneholder verdiene som disse 5 numrene skulle ha. Gyldigheten blir kontrollert som ved eksemplet på fig. 3 med komparatoren C02. Kortet er gyldig dersom og kun dersom de to settene med 5 nummer er identiske. Igjen er der mulighet for å anvende forskjellige størrelsesregistre.

Fig. 5 viser en ytterligere anordning, ved hvilken sikkerheten er øket. To skiftregistre er igjen anordnet, men denne gangen er registrene i serie. Ekvivalente deler på fig. 3, 4, 5 og 6 har samme henvisningstall. Personalidentitetsnummeret (PIN) blir tilført skiftregisteret SRI for å tilveiebringe starttilstanden til det registeret. Skiftregisteret SRI blir så klokket et fast antall ganger (f.eks. 50) ved hjelp av klokken CL1 for å tilveiebringe via dens utgang starttilstanden til det andre skiftregisteret SR2. Operasjonen av fig. 5 er så som ved anordningen på fig. 2 og 3 med unntak av at en av inngangene til komparatoren COl er navnet lest direkte fra kortet C i binærtall. Telleverdien til telleren CT er sammenlignet med tallet N på kortet i komparatoren C02 og et kortgyldig signal eller ikke-gyldidg signal utsendt i forhold til dette.

Anordningen på fig. 4 kan bli ytterligere modifisert ved å mate tallet N lest fra kortet gjennom et ytterligere skiftregister SR3 med lineær tilbakekopling (se fig. 6) som så blir klokket av klokken CL3 et fast antall ganger før det blir tilført komparatoren C02. Tallet N opptegnet på kortet C blir så det kodede tallet krevd av SR3 i stedet for det ikke-kodede tallet krevd som en inngang til komparatoren C02.

Ovenfor beskrevne utførelsesformer har blitt beskrevet ved hjelp av kun et eksempel og mange variasjoner kan bli gjort uten at det avviker fra oppfinnelsens ramme. F.eks. kan antall siffer i tallene blir endret og komparatoren til den andre utførelsesformen kan bli forsynt med en betjent terminal, idet navnsammenligningen blir visuelt utført av be-tjeningen ved terminalen. Algoritmen kan bli tilført på annen måte enn skiftregisteret. F.eks. D.E.S, (datakryptstandard) chips kan bli anvendt. I stedet for mateinformasjon ved hjelp av et substrat til terminalen, kan også en delinformasjon bli fastholdt og tilført av et individ og en annen av et annet individ, idet resultatet blir fremvist for sammenligning med en tredje informasjonsdel fastholdt enten av begge individene eller av en tredje kilde. En ytterligere alternativ form er at denne tredje delen med informasjon kan inneholde en del fastholdt av et individ og en del fastholdt av en annen. Om ønskelig kan denne delen med informasjon bli gyldiggjort av et substrat lest av terminalen og fastholdt av egnet individ.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å drive en anordning for å lese et substrat (C) for å gyldiggjøre substratet, karakterisert ved at et par med algoritmerelaterte tall på substratet leses ved hjelp av et lesehode (H) i anordningen, tasting av de andre tallene til parene, behandling av de to tallene i samsvar med algoritmen og sammenligning av resultatet med et ønsket resultat for å bestemme substratets gyldighet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det ønskede resultatet leses fra substratet (C).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at algoritmen er forsynt med en eller flere skiftregistre (SRI, SR2).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at der er to skiftregistre (SRI, SR2) forbundet i serie, idet et av parene med algoritmerelaterte tall mates til det første skriftregisteret (SRI) som bestemmer starttilstanden til det andre skiftregisteret (SR2), idet det andre paret med algoritmerelaterte tall mates direkte til en komparator (COl) til hvilken utgangssignalet til det andre skiftregisteret (SR2) er matet.

5. Anordning for lesing av et substrat, karakterisert ved at det innbefatter et hode (H), innretning for behandling av signalene (SPC) lest fra eller skrevet til hodet (H) og innretning (K) for å muliggjøre operatøren å introdusere et signal til behandlingsinnretningen, idet innretningen for å behandle signalene (SPC) er operativ for å behandle et signal mottatt fra hodet (H) og et signal mottatt fra operatøren og for å frembringe derfra et substratgyldighetssignal eller et substrat ikke-gyldighetssignal.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at innretningen for å behandle signalene (SPC) innbefatter en eller flere skiftregistre.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at der er to skiftregistre (SRI, SR2) forbundet i serie, idet det første (SRI) er anbrakt for å motta et signal fra et av hodene og innretning for klargjøring og det andre skiftregisteret (SR2), som har dens utgang forbundet med ene inngangen til en første komparator (COl) som har dens andre inngang tilpasset for å motta et signal fra det andre av hodene og innretning for klargjøring, klokkene (CL1, CL2) for klokking av respektive registre, en teller (CT) for telling av klokkene til klokken (CL2) forbundet med det andre skiftregisteret (SR2) og en andre komparator (C02) for sammenligning av utgangssignalet fra teller med et ytterligere signal (N) mottatt fra hodet for å frembringe gyldighets - signalet eller ugyldighetssignalet.

8. Anordning ifølge krav 6-7, karakterisert ved at et tredje skiftregister (SR3) og tilknyttet klokke (CL3) er anordnet for å motta det ytterligere signalet fra hodet og utsending av et annet signal til den andre komparatoren (C02).

9. Substrat som bærer en av paret med algoritmegenererte tall og ytterligere del av informasjon, idet tallene er tilpasset til å frembringe sammen med det andre tallparet matet fra den andre kilden fra substratet et signal som kan bli sammenlignet med ytterligere informasjonsdel for å frembringe et signal for gyldig substrat eller ikke-gyldig substrat.

10. Fremgangsmåte for å drive en anordning for å motta informasjon fra hvilken et gyldighetssignal kan bli frembrakt innbefattende trinnet med å føre inn et par med algoritmerelaterte tall fra en kilde inn i anordningen, innføring av det andre tallparet fra den andre kilden i anordningen, behandling av de to tallene i samsvar med algoritmen og sammenligning av resultatene med det ønskede resultatet for å frembringe gyldighets-signalet.