WO2004006191A1 - Verfahren zur biometrischen zugangskontrolle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur biometrischen Zugangskontrolle, das als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung eines Lebewesens zumindest teilweise auswertet.

Description

B E S C H R E I B U N G

Verfahren zur biometrischen Zugangskontrolle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biometrischen Zugangskontrolle nach Anspruch 1 und eine entsprechende Vorrichtung nach Anspruch 18.

Zur biometrischen Zugangskontrolle sind verschiedene Verfahren bekannt, die wenigstens ein charakteristisches Merkmal eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, auswerten. Bekannt ist die Auswertung des Fingerabdrucks bzw. -bildes eines Menschen. Das Fingerbild eignet sich deshalb so gut für biometrische Zugangskontrolle, da es fast jeden Menschen eindeutig identifiziert. Weitere für die Identifikation einer Person geeignete charakteristische Merkmale ergeben sich durch Auswertung der Iris oder Regenbogenhaut, der Gesichtslinien, der Stimme oder auch der Handschrift eines Menschen.

Um eine besonders hohe Zugangssicherheit zu erreichen, können biometrische Zugangsverfahren auch dynamische Komponenten bei der Zugangskontrolle verarbeiten. Beispielsweise wird bei der dynamischen Handschriftenerkennung eines Menschen der zeitliche Verlauf der Handschrift während einer Zugangskontrolle ausgewertet. Hierzu muss eine Person eine Schriftprobe vor der Zugangskontrolle abgeben.

Ein Vorteil der Auswertung von dynamischen Komponenten bei biometrischen Zugangskontrollen gegenüber den statischen biometrischen Zugangskontrollen wie der Fingerbild-, Iris- und Gesichterkennung ist die höhere Fälschungssicherheit. Während es relativ einfach ist, statische biometrische Zugangskontrollen beispielsweise durch Kopien von Iris, Gesicht oder Fingerbild zu täuschen und damit zu „überlisten", ist dies bei den dynamischen biometrischen Zugangskontrollen schwieriger, da die dynamischen Komponenten nur sehr schwer, beispielsweise durch Training einer bestimmten Handschrift, zu fälschen sind. Einen aktuellen Bericht über biometrische Erkennungsverfahren und deren Fälschungssicherheit findet sich in der Fachzeitschrift c't magazin für Computertechnik, Heft 5/2002, Heise- Verlag, S. 156 bis 161.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei biometrischen Zugangskontrollen ist die Nutzerakzeptanz der Kontrolle. Diese wird vor allem durch die Nutzerfreundlichkeit und die Zuverlässigkeit geprägt. Um einen hohen Grad an Nutzerfreundlichkeit zu erzielen, sollte eine biometrische Zugangskontrolle von Nutzern nicht als lästig empfunden oder gar ganz abgelehnt werden. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, sollte die Wahrscheinlichkeit, dass legitime Nutzer fälschlicherweise zurückgewiesen werden (die so genannte FRR: False Rejection Rate) , möglichst gering sein. Um schließlich eine hohe Sicherheit zu erzielen, soll dagegen die Wahrscheinlichkeit niedrig sein, dass ein falscher, nicht legitimer Nutzer akzeptiert wird (so genannte FAR: False Acceptance Rate) . Aus dem

Bericht „Test und Erprobung der Alltagstauglichkeit von biometrischen Systemen" von Dr. Gunter Lassmann, vorgestellt beim 12. SIT smartCard Workshop 2002 in Darmstadt, ergibt sich ein Überblick über die Alltagstauglichkeit und Akzeptanz von biometrischen Zugangskontrollen bei Benutzern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle vorzuschlagen, welche zum einen eine hohe Fälschungssicherheit und zum anderen Nutzerakzeptanz aufgrund einfacher Handhabbarkeit bieten.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur biometrischen Zugangskontrolle mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 18 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung insbesondere des Ganges eines Lebewesens zumindest teilweise auszuwerten. Anders ausgedrückt wird mit der Erfindung der Gang oder genauer gesagt das Gangverhalten eines Lebewesens, vorzugsweise eines Menschen, für eine biometrische Zugangskontrolle ausgewertet. Es hat sich herausgestellt, dass der Gang eines Lebewesens als biometrisches Merkmal in etwa die gleiche Sicherheit vor Fälschungen oder Täuschungen wie beispielsweise die dynamische Handschriftenerkennung bietet. Durch eine zumindest teilweise Auswertung der Bewegung eines Lebewesens können daher charakteristische Informationen über das Lebewesen ermittelt werden, die für eine biometrische Zugangskontrolle vorteilhaft eingesetzt werden können.

Vorzugsweise umfasst das mindestens eine charakteristische Merkmal die Geschwindigkeit des

Lebewesens, die Beschleunigung aus einer Ruheposition des Lebewesens, die Richtung von Schritten des Lebewesens, die Schrittgeschwindigkeit und/oder die Schrittfrequenz des Lebewesens. All diese Faktoren können zur Auswertung als charakteristisches Merkmal der Bewegung des Lebewesens herangezogen werden, insbesondere da aus ihnen Daten zur automatischen Verarbeitung abgeleitet werden können.

Das mindestens eine charakteristische Merkmal wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit mindestens einem Sensor am Lebewesen gemessen. Der mindestens eine Sensor kann einen Beschleunigungssensor umfassen, der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Lebewesens misst und speichert. Mit den so gemessenen Bewegungsdaten kann wie bei einer dynamischen Handschriftenerkennung mindestens ein charakteristisches Merkmal der Fortbewegung bzw. des Gangverhaltens eines Lebewesens bestimmt werden.

Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor ein monolithischer Silizium-Beschleunigungssensor mit mindestens einem, in Silizium geätzten Biegebalken, der eindotierte Dehnungssensoren aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der Beschleunigungssensor ein kapazitiver monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor sein. Ein Vorteil der monolithischen Silizium-Beschleunigungssensoren besteht darin, dass diese sehr klein sind und daher beispielsweise in der Kleidung eines Menschen integriert werden können, ohne dass sich dies beispielsweise auf das Gewicht der Kleidung und damit den Tragekomfort wesentlich auswirkt. Ferner sind Beschleunigungssensoren Standardbauteile und damit Massenprodukte, die einerseits kostengünstig und andererseits technisch ausgereift und dadurch zuverlässig sind. Beispielsweise sind von dem Unternehmen Analog Devices GmbH Beschleunigungssensoren unter der Bezeichnung ADXL202/210 erhältlich. Mit diesen Beschleunigungssensoren können unmittelbar durch Integration Geschwindigkeits- und Ortvektoren sowohl in analoger als auch in digitaler Form bestimmt werden.

Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor in oder an einem Schuh platziert, insbesondere im Absatz und/oder der Sohle des Schuhs. Schuhe eignen sich besonders gut zur Aufnahme derartiger Sensoren, da viele Menschen Schuhe täglich tragen und demnach die Gefahr gering ist, dass ein Mensch von einer biometrischen Zugangskontrolle abgewiesen wird, da er seinen Zugangsausweis nicht mit sich führt. Zudem ist die Gefahr gering, dass Schuhe wie ein Ausweis verloren oder gar von einem Dieb entwendet werden. Selbst wenn ein Unberechtigter im Besitz der Schuhe ist, ist gemäß der Erfindung der unberechtigte Zugang beispielsweise zu einem gesicherten System kaum möglich, da der Unberechtigte das Gangverhalten des Schuheigentümers kopieren müsste, was sehr unwahrscheinlich ist. Der mindestens eine Sensor kann auch in einer Schuheinlage platziert sein. Hierdurch ist es möglich, Schuhe mit dem Sensor nachzurüsten.

Schließlich ist es auch möglich, den mindestens einen Sensor in oder an einem Fußband zu platzieren, das an einem Fuß des Lebewesens befestigbar ist. Diese Lösung bietet sich vor allem für Personen an, die keine Schuhe oder Schuheinlagen mit dem Sensor besitzen und/oder tragen wollen. Um diesen Personen dennoch Zugang zu einem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gesicherten System zu ermöglichen, können diese das Fußband anlegen.

Um die Handhabung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter zu vereinfachen und damit die Nutzerakzeptanz zu erhöhen, sendet der mindestens eine Sensor Daten drahtlos mittels Funk und/oder Infrarot, um Zugang beispielsweise zu einem gesicherten Raum oder einem Computersystem zu erhalten. Insbesondere überträgt er Daten an einen Empfänger in einer

Zugangskontrolleinrichtung. Dadurch muss eine Person den mindestens einen Sensor für eine Zugangskontrolle nicht ablegen, um ihn beispielsweise in ein Lesegerät einer Zugangskontrolleinrichtung einzulegen. Die drahtlose Übertragung von Daten kann beispielsweise mittels Bluetooth oder gemäß dem DECT-Standard, der bei Schnurlostelefonen weit verbreitet ist, erfolgen. Denkbar sind selbstverständlich alle weiteren drahtlosen Übertragungsverfahren, die Daten vorzugsweise über kurze Abstände zwischen Sender und Empfänger mit geringer Sendeleistung übermitteln. Um zu verhindern, dass während der Übertragung von Daten von mindestens einem Sensor zu einer Zugangskontrolleinrichtung insbesondere bei einer drahtlosen Übertragung die Daten ausspioniert werden können, werden diese in einer bevorzugten

Ausführungsform der Erfindung verschlüsselt übertragen. Hierzu können alle gängigen, insbesondere symmetrischen Verschlüsselungsverfahren eingesetzt werden.

Insbesondere bei einer drahtlosen Übertragung bzw.

Übermittlung der Daten bietet es sich an, diese mittels mindestens eines Fehlerkorrekturkodes für eine sichere Übertragung zu versehen. Hierdurch wird vermieden, dass die Daten bei Übertragungsproblemen, die beispielsweise durch Störsignale verursacht werden können, mehrfach vom mindestens einen Sensor zur Zugangskontrolleinrichtung übertragen werden müssen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der mindestens eine Sensor von einem

Piezoelement mit elektrischer Energie versorgt. Hierbei ist das Piezoelement derart am Lebewesen platziert, dass es bei einer Fortbewegung des Lebewesens eine Piezospannung erzeugt. Diese Ausführungsform benötigt zur Stromversorgung keine Batterie. Dadurch ist auch kein Batteriewechsel mehr erforderlich. Der mindestens eine Sensor und zusätzliche Schaltungselemente sowie das Piezoelement können somit fest in einen Schuh integriert werden. Beispielsweise kann das Piezoelement im Absatz oder der Sohle des Schuhs derart integriert werden, dass bei einem Auftreten mit dem Schuh ein Druck auf das Piezoelement ausgeübt wird, so dass dieses eine elektrische Spannung zur Versorgung des mindestens einen Sensors erzeugt. Denkbar wäre auch, das Piezoelement in einer Schuheinlage zu implementieren, die ebenso wie der Absatz durch Druck beim Fortbewegen regelmäßig belastet wird.

Schließlich kann der mindestens eine Sensor eine Auswerteschaltung zum Verarbeiten von Signalen des mindestens einen Sensors und Aufbereiten zum Übertragen der verarbeiteten Signale aufweisen. Beispielsweise kann die Auswerteschaltung zusammen mit dem mindestens einen Sensor auf einem Chip integriert sein, ähnlich wie bei einem Airbag-Sensorsystem. Eine derartig integrierte Schaltung kann als Massenprodukt hergestellt und in Schuhe oder Schuheinlagen eingebaut werden.

Die Auswerteschaltung umfasst vorzugsweise einen Prozessor mit einem Speicher, der ein im Speicher abgelegtes Programm ausführt. Dieses Programm verarbeitet die vom mindestens einen Sensor empfangenen Signale mit einem Algorithmus, der anhand der Signale typische Merkmale der Fortbewegung des Lebewesens ermittelt.

Insbesondere ermittelt der Algorithmus

Geschwindigkeits- und Ortsvektoren als typische Merkmale der Bewegung des Lebewesens.

Um zu verhindern, dass die charakteristischen Merkmale der Fortbewegung eines Lebewesens, die von der

Auswerteschaltung ermittelt und gespeichert worden sind, unberechtigt ausgelesen werden, können sicherheitsrelevante Daten in einem Modul von der Auswerteschaltung abgelegt werden, das vor unberechtigtem Zugriff geschützt ist. Dies kann beispielsweise ein besonders geschützter Halbleiterspeicher sein, beispielsweise ein Flash- EEPROM, der Zusatzschaltungen aufweist, die verhindern, dass durch einen unberechtigten Zugriff auf den Speicher Daten ausgelesen werden können.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle, die ausgebildet ist, um als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung eines Lebewesens zumindest teilweise auszuwerten.

Hierzu umfasst die Vorrichtung in einer bevorzugten

Ausführungsform mindestens einen Sensor zur Messung der Bewegung.

Der mindestens eine Sensor weist vorzugsweise einen Beschleunigungssensor und Schaltungen zur Messung von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Lebewesens auf.

Der Sensor kann ein monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor mit mindestens einem, in Silizium geätztem Biegebalken sein, der eindotierte Dehnungssensoren aufweist.

Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor auch ein kapazitiver monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor sein. Schließlich kann der mindestens eine Sensor einen Sender zum drahtlosen Senden von Daten mittels Funk und/oder Infrarot aufweisen, insbesondere zum Übertragen von Daten an einen Empfänger in einer Zugangskontrolleinrichtung.

Ferner kann der mindestens eine Sensor eine Schaltung zum Verschlüsseln der Daten aufweisen, beispielsweise eine Schaltung zum symmetrischen Verschlüsseln der Daten mit einem kryptografischen Schlüssel.

Schließlich kann der mindestens eine Sensor auch eine Schaltung aufweisen, um die Daten mittels mindestens eines Fehlerkorrekturkodes für eine sichere Übertragung zu versehen.

Die elektrische Versorgung des mindestens einen Sensors mit elektrischer Energie kann mittels eines Piezoelements erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Sensor eine Auswerteschaltung auf, an die er Signale zum Auswerten liefert, die zum Verarbeiten der empfangenen Signale und zum Aufbereiten der verarbeiteten Signale zum Übertragen an einen Empfänger ausgebildet ist-.

Die Auswerteschaltung umfasst vorzugsweise einen Prozessor und einen Speicher, in dem ein Programm abgelegt ist, das der Prozessor ausführt. Das Programm verarbeitet die vom mindestens einen Sensor empfangenen Signale mit einem Algorithmus, der anhand der Signale typische Merkmale der Bewegung des Lebewesens ermittelt .

Vorzugsweise ermittelt der Algorithmus als typische Merkmale der Bewegung Geschwindigkeits- und Ortsvektoren.

Schließlich umfasst die Auswerteschaltung in einer bevorzugten Ausführungsform ein Modul, in das sicherheitsrelevante Daten abgelegt werden können und das vor unberechtigtem Zugriff geschützt ist. Insbesondere werden in diesem Modul die ermittelten charakteristischen Merkmale der Bewegung eines Lebewesens abgelegt. Dadurch wird verhindert, dass die darin abgelegten Daten über Schnittstellen, also nicht nur vom Prozessor ausgelesen werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fußband, das die erfindungsgemäße Vorrichtung wie oben erläutert aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Schuh, der die erfindungsgemäße Vorrichtung wie oben erläutert umfasst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst eine Schuheinlage, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung wie oben erläutert aufweist.

Schließlich betrifft die Erfindung gemäß einem weiteren Aspekt ein Schaltungsmodul, das zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Insbesondere kann dieses Schaltungsmodul einen leistungsfähigen Mikroprozessor mit Speicher aufweisen, sowie mindestens einen Sensor, sowie weitere anwendungsspezifische Schaltungsteile, die im Sinne der Erfindung ausgebildet sind. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung zur biometrischen Zugangskontrolle ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel .

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Beschreibung, in den

Patentansprüchen, der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur biometrischen

Zugangskontrolle 10 dargestellt, die einen Sensor 12 zum Messen und Auswerten mindestens eines charakteristischen Merkmals der Bewegung eines Menschen sowie eine Zugangskontrolleinrichtung 22 und ein Piezoelement 28 umfasst.

Die Zugangskontrolleinrichtung 22 kann beispielsweise ein Modul eines Datenverarbeitungssystems sein, das den Zugang zum Datenverarbeitungssystem kontrolliert. Das Piezoelement 28 dient zur Versorgung des Sensors 12 der Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle 10 mit elektrischer Energie. Im folgenden wird der Aufbau des erwähnten Sensors 12 erläutert, der beispielsweise als Chip bzw. integrierte Schaltung in einem Schuh, im Absatz eines Schuhs, in der Sohle eines Schuhs, in einer Schuheinlage oder in einem Fußband eingebaut sein kann. Der Sensor 12 dient unter anderem zum Messen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung eines Menschen, welcher den Sensor 12 mit sich trägt. Hierzu weist er einen Beschleunigungssensor 14 auf, der beispielsweise ein monolithischer integrierter Silizium- Beschleunigungssensor ist, der nach dem kapazitiven Verfahren arbeitet, oder mindestens einen in Silizium geätzten Biegebalken mit eindotierten Dehnungssensor aufweist .

Die Signale des Beschleunigungssensors 14 werden Schaltungen 16 zugeführt, welche die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Lebewesens messen. Diese Schaltungen 16 umfassen einen nicht gezeigten Analog- Digital-Wandler, der die analogen Signale des

Beschleunigungssensors 14 in digitale Werte zur Weiterverarbeitung umsetzt.

Die Ausgangssignale der Schaltungen 16 zur Messung von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Lebewesens werden einer Auswerteschaltung 30 zugeführt, die einen Prozessor 32, einen Speicher 34 und ein Modul 36 umfasst, in das sicherheitsrelevante Daten abgelegt werden können und das vor unberechtigtem Zugriff geschützt ist. Mit anderen Worten kann das Modul 36 nur vom Prozessor 32 gesteuert, insbesondere gelesen oder beschrieben werden, so dass ein externer Zugriff, beispielsweise über eine Schnittstelle des Sensors 12 nicht möglich ist. Somit bietet das Modul 36 einen Schutz vor unberechtigtem Zugriff auf sicherheitsrelevante Daten, insbesondere auf Passwörter, Schlüssel und wichtige Messdaten des Beschleunigungssensors 14, die mindestens ein charakteristisches Merkmal der Fortbewegung des Menschen umfassen.

Dem gegenüber stellt der Speicher 34 einen herkömmlichen Speicher zum Ablegen von Daten, beispielsweise zum Zwischenspeichern von Daten dar. Im Speicher 34 ist zudem ein Programm abgelegt, das die vom Beschleunigungssensor 14 empfangenen Signale mit einem Algorithmus verarbeitet, der anhand der empfangenen Signale charakteristische Merkmale der

Fortbewegung des Menschen ermittelt, der den Sensor 12 mit sich trägt. Dieses Programm wird vom Prozessor 32 ausgeführt. Dementsprechend weist der Speicher 34 einen flüchtigen Teil zum Zwischenspeichern von Daten und einen nichtflüchtigen Teil für das Programm auf.

Im normalen Betrieb der Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle 10 wird bei Betrieb des Sensors 12 das im Speicher 34 befindliche Programm vom Prozessor 32 abgearbeitet. Im Rahmen dieses Programms werden die Signale des Beschleunigungssensors 14, die von den Schaltungen 16 (vor) verarbeitet wurden, verarbeitet, indem daraus charakteristische Merkmale der Fortbewegung des Menschen ermittelt werden, insbesondere dessen Schrittfrequenz, -geschwindigkeit, -beschleunigung oder dergleichen wesentliche Informationen über die Fortbewegung. Die Auswerteschaltung 30 erzeugt Daten, die auf den ermittelten charakteristischen Merkmalen der Fortbewegung des Menschen basieren, und überträgt diese an eine Schaltung 24 zum Verschlüsseln. Die Schaltung 24 verschlüsselt die Daten mit einem vorgegebenen Schlüssel mittels eines symmetrischen

Verschlüsselungsalgorithmus. Anschließend überträgt sie die so verschlüsselten Daten an eine Schaltung 26 für Fehlerkorrekturkodes. Die Schaltung 26 fügt den empfangenen Daten Fehlerkorrekturdaten hinzu, so dass bei einer fehlerhaften Übertragung ein Empfänger aus den fehlerhaften Daten die ursprünglichen Daten anhand des Fehlerkorrekturkodes rekonstruieren kann.

Die verschlüsselten und mit einem Fehlerkorrekturkode versehenen Daten werden anschließend von einem Funksender 18 über eine Funkverbindung 38 an einen Funkempfänger 20 in der Zugangskontrolleinrichtung 22 übertragen. Vorzugsweise überprüft der Funksender 18 laufend, ob sich in seiner Umgebung ein entsprechender Funkempfänger 20 befindet. Beispielsweise kann hierfür der Funkempfänger .20 der Zugangskontrolleinrichtung 22 Daten periodisch aussenden, die ihn identifizieren und einem entsprechenden Empfänger mitteilen, dass er sich im Empfangsbereich des Funkempfängers 20 befindet.

Sobald eine Funkverbindung 38 zwischen Funksender 18 und Funkempfänger 20 besteht, überträgt der Funksender 18 die Daten an den Funkempfänger 20, der diese an nicht dargestellte Schaltungen der

Zugangskontrolleinrichtung 22 zur Auswertung übergibt. Diese Schaltungen vergleichen nun die empfangenen Daten, welche die charakteristischen .Merkmale der Fortbewegung des Menschen umfassen mit Daten aus einer Datenbank, die Informationen über Personen umfasst, die eine Zugangsberechtigung besitzen. Diese Informationen umfassen ebenfalls charakteristische Merkmale der Fortbewegung der entsprechenden Personen. Die

Schaltungen vergleichen die einzelnen Datensätze aus der Datenbank mit den empfangenen Daten und gewähren, sofern ein Datensatz mit den empfangenen Daten übereinstimmt, einer derart identifizierten Person Zugang.

Typischerweise erfolgt also die Zugangskontrolle ohne Eingriff des Menschen, der den Sensor 12 mit sich trägt. Sie erfolgt automatisch, sobald sich der Funksender 18 im Empfangsbereich des Funkempfängers 20 befindet und dies vom Sensor 12 detektiert wird. In diesem Fall sendet der Sensor 12 automatisch Daten über eine bestehende Funkverbindung 38 zwischen Funksender 18 und Funkempfänger 20 und die Zugangskontrolle läuft in der Zugangskontrolleinrichtung 22 ab.

Der Sensor 12 wird vom Piezoelement 28 mit elektrischer Energie versorgt. Das Piezoelement 28 ist hierzu in der Schuhsohle oder im Schuhabsatz im Schuh des Menschen integriert und gibt bei jedem Auftreten einen

Spannungsimpuls ab, der einen Kondensator C des Sensors 12 auflädt. Der Kondensator C dient zur Versorgung der Schaltungsteile des Sensors 12. Bevorzugt werden als Schaltungsteile stromsparende Schaltungselemente, insbesondere ein stromsparender Prozessor 32 eingesetzt, um die Energieversorgung durch den Kondensator C nur schwach zu belasten. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung eines Lebewesens zumindest teilweise ausgewertet wird. Hierdurch kann eine ähnlich hohe Sicherheit wie bei der dynamischen

Handschriftenkontrolle sowie eine hohe Nutzerakzeptanz insbesondere aufgrund der einfachen und bequemen Handhabbarkeit erreicht werden.

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

10 Vorrichtung zur biometrischen Zugangskontrolle

12 Sensor

14 Beschleunigungssensor

16 Schaltungen zur Messung von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung 18 Funksender

20 Funkempfänger

22 Zugangskontrolleinrichtung

24 Schaltung zum Verschlüsseln

26 Schaltung für Fehlerkorrekturkodes 28 Piezoelement

30 Auswerteschaltung

32 Prozessor

34 Speicher

36 Modul mit gesichertem Zugriff 38 Funkverbindung

C Kondensator

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E

1. Verfahren zur biometrischen Zugangskontrolle, das als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung eines

Lebewesens zumindest teilweise auswertet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine charakteristische Merkmal die Geschwindigkeit des Lebewesens, die Beschleunigung aus einer Ruheposition des Lebewesens, die Richtung von Schritten des Lebewesens, die Schrittgeschwindigkeit und/oder die Schrittfrequenz des Lebewesens umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (12) am Lebewesen das mindestens eine charakteristische Merkmal misst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor

(12) einen Beschleunigungssensor (14) aufweist, der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des

Lebewesens misst und speichert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (14) ein monolithischer Silizium-

Beschleunigungssensor mit mindestens einem, in Silizium geätzten Biegebalken ist, der eindotierte Dehnungssensoren aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor

(14) ein kapazitiver monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) in oder an einem Schuh platziert ist, insbesondere im Absatz und/oder der Sohle des Schuhs.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor in einer Schuheinlage platziert ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) in oder an einem Band platziert ist, das an einer der Extremitäten des Lebewesens befestigbar ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) Daten drahtlos mittels Funk und/oder Infrarot sendet, insbesondere Daten an einen

Empfänger (20) in einer Zugangskontrolleinrichtung (22) überträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten verschlüsselt übertragen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mittels mindestens eines Fehlerkorrekturkodes für eine sichere Übertragung versehen werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) von einem Piezoelement (28) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei das Piezoelement (28) derart am Lebewesen platziert ist, das es bei der Bewegung des Lebewesens eine Piezospannung erzeugt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine

Sensor eine Auswerteschaltung (30) aufweist, an die er Signale liefert, die von ihr verarbeitet und zum Übertragen an einen Empfänger (20) aufbereitet werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (30) einen Prozessor (32) mit einem Speicher (34) umfasst, der ein im Speicher (34) abgelegtes Programm ausführt, das die vom mindestens einen

Sensor (14) empfangenen Signale mit einem Algorithmus verarbeitet, der anhand der Signale typische Merkmale der Bewegung des Lebewesens ermittelt .

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus Geschwindigkeits- und Ortsvektoren als typische Merkmale der Bewegung des Lebewesens ermittelt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die

Auswerteschaltung (30) sicherheitsrelevante Daten in einem Modul (36) ablegt, das vor einem unberechtigtem Zugriff geschützt ist.

18. Vorrichtung (10) zur biometrischen

Zugangskontrolle, die ausgebildet ist, um als biometrisches Merkmal mindestens ein charakteristisches Merkmal der Bewegung eines Lebewesens zumindest teilweise auszuwerten.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Sensor (12) zur Messung der Bewegung umfasst.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) einen Beschleunigungssensor (14) und Schaltungen (16) zur Messung von Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Lebewesens aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (14) ein monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor mit mindestens einem, in Silizium geätzten Biegebalken ist, der eindotierte Dehnungssensoren aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (14) ein kapazitiver monolithischer Silizium- Beschleunigungssensor ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) in einem Schuh platziert ist, insbesondere im Absatz und/oder der Sohle des Schuhs.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) in einer Schuheinlage platziert ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) in einem Band platziert ist, das an einer der Extremitäten des Lebewesens befestigbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) einen Sender (18) zum drahtlosen Senden von Daten mittels Funk und/oder Infrarot aufweist, insbesondere zum Übertragen von Daten an einen Empfänger (20) in einer Zugangskontrolleinrichtung (22) .

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) eine Schaltung (24) zum Verschlüsseln der Daten aufweist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (12) eine Schaltung (26) aufweist, um die Daten mittels mindestens eines Fehlerkorrekturkodes für eine sichere

Übertragung zu versehen.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Piezoelement (28) vorgesehen ist, das den mindestens einen

Sensor (12) mit elektrischer Energie versorgen kann.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine

Sensor (12) eine Auswerteschaltung (30) aufweist, an die er Signale zum Auswerten liefert, die zum Verarbeiten der empfangenen Signale und zum Aufbereiten der verarbeiteten Signale zum Übertragen an einen Empfänger ausgebildet ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (30) einen Prozessor (32) und einen Speicher (34) umfasst, in dem ein Programm abgelegt ist, das der Prozessor (32) ausführt, das die vom mindestens einen Sensor (14) empfangenen Signale mit einem Algorithmus verarbeitet, der anhand der Signale typische Merkmale der Bewegung des

Lebewesens ermittelt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus Geschwindigkeits- und Ortsvektoren als typische Merkmale der Bewegung des Lebewesens ermittelt.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (30) ein Modul (34) umfasst, in das sicherheitsrelevante Daten ablegt werden können und das vor unberechtigten Zugriff geschützt ist.

34. Band, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33.

35. Schuh, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33.

36. Schuheinlage, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33.

37. Schaltungsmodul, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.