WO2017178331A1 - Identifiktaionselement, identifikationssystem sowie verfahren zur herstellung des identifikationselements - Google Patents

Identifiktaionselement, identifikationssystem sowie verfahren zur herstellung des identifikationselements Download PDF

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WO2017178331A1
WO2017178331A1 PCT/EP2017/058253 EP2017058253W WO2017178331A1 WO 2017178331 A1 WO2017178331 A1 WO 2017178331A1 EP 2017058253 W EP2017058253 W EP 2017058253W WO 2017178331 A1 WO2017178331 A1 WO 2017178331A1
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coding
identification
identification element
signature
random
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PCT/EP2017/058253
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Gerd Reime
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Gerd Reime
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00658—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B19/00—Keys; Accessories therefor
    • E05B19/0017—Key profiles
    • E05B19/0041—Key profiles characterized by the cross-section of the key blade in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the key
    • E05B19/0047—Key profiles characterized by the cross-section of the key blade in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the key with substantially circular or star-shape cross-section
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B49/00—Electric permutation locks; Circuits therefor ; Mechanical aspects of electronic locks; Mechanical keys therefor
    • E05B49/002—Keys with mechanical characteristics, e.g. notches, perforations, opaque marks
    • E05B49/006—Keys with mechanical characteristics, e.g. notches, perforations, opaque marks actuating opto-electronic devices

Definitions

  • the invention relates to an identification element with at least one signature according to the preamble of claim 1, to an identification system according to the preamble of claim 10 and to a method for producing the identification element according to the preamble of claim 17.
  • Identification systems are used in the most diverse fields. In this application, the main focus is on the security area in which identification elements or systems are to be found as far as possible in the form of keys and locks for the protection of objects or information against unauthorized access. In principle, however, the invention can also be transferred to other areas, such as in the production area for the identification of objects or tools or in product piracy.
  • the key may be present in an object, for example a code card, or consist of a code, e.g. a secret number. If the electronic key is correct, it triggers only an electrical or hydraulic unlocking of the lock, for example by means of a simple motor control.
  • the electronic keys or codes can be stored in a central computer, which is connected to the electronic lock. For example, it is possible to determine when or by whom the key was used, which is particularly important for time recording systems.
  • Electronic keys such as a code card
  • Electronic keys are sensitive to external influences, such as e.g. Temperature or mechanical effects.
  • strong magnetic fields can lead to the destruction or loss of the electronic key or stored electronic coding or information.
  • a key in the form of a code e.g. a secret number, it may be forgotten.
  • the lock cylinder is a magnetic flux, which is generated for example by a permanent magnet. Furthermore, the lock cylinder on movably arranged query elements which are moved and aligned by means of a magnetic force.
  • the key is made of a material with a certain magnetic resistance and has areas with changed lower magnetic resistance. This forms a "magnetically acting coding".
  • the interrogation elements align with the areas of lower magnetic resistance, thereby initiating an unlocking mechanism.
  • a disadvantage of the magnetic locks described is that a strong magnetic field emanating from the key or the lock, which can affect or destroy magnetic cards, for example. Furthermore, a permanent magnetic field is required either in the key or in the lock to ensure the function.
  • the present invention seeks to provide an identification element, an identification system and a method for producing the identification element, which are not copied or only with appropriate knowledge and considerable technical effort.
  • This object is achieved by an identification element having the features of claim 1, an identification system having the features of claim 11 and a method for producing the identification element having the features of claim 17.
  • identification element is an object or an object that bears a unique identification feature linked to a specific identity, using very different objects, which can be of material as well as material For example, a finger or a fingerprint uniquely identifies a specific person, and with the help of identification systems, an unambiguous association between the designator and the designated person takes place for these particular objects.
  • signature is, in contrast to the identification element, a specific property and / or a specific feature of a particular object, which can be determined and / or read by means of suitable methods.
  • the signature is associated with the item so that it can be uniquely identified and assigned, and it is also possible that an item has several signatures that can be determined by various methods.
  • the signature is a” fingerprint "of the item a way determined by a certain method and can be determined, for example, in the form of any curve course.
  • An object also provided with a signature in this sense would be a key.
  • the key is uniquely determined by a signature in the form of a key bar, which is coded by the individual prongs and can be read out by means of a suitable method, a corresponding lock.
  • coding element An encoding element is part of a coding which is reflected in and influences a signature
  • coding elements are formed as embossing processes that entail frozen mechanical stresses
  • individual coding elements influence the signature A and other coding elements the signature B.
  • the Signature A with a specific, eg an electrical, method is readable, while the signature B with another method, eg a mechanical method, can be read out.
  • a classic key has a mechanical signature, in the form of a key bit.
  • the key introduced, which cause a second electromagnetic signature.
  • the key receives in addition to its mechanical signature or to its mechanical key bit an electromagnetic signature or an electromagnetic key bit in the form of frozen mechanical stresses. This adds another level to the security of the key.
  • embossing processes or embossing are to be understood as all processes which lead to changes in the material structure, for example a metal grid, or to frozen mechanical stresses. This also applies to embossing machines. If this application refers to embossing processes or embossing machines, all operations or machines are always meant which lead to frozen mechanical stresses. In this sense, for example, it is also possible to use optical methods, e.g. be embossed by a laser process. By selective heating also frozen mechanical stresses can be generated. Also conceivable are chemical processes which bring about such a change in the material structure or trigger a change in the atomic structure. Other mechanical methods such as, for example, a method of twisting, stretching or distortion are conceivable as embossing processes in this sense.
  • randomness level refers to various types of randomness algorithms that summarize arbitrariness or variability. This term may not necessarily be a local or spatial level, but rather parameters Several random planes can be superimposed in such a way that they form a signature with their characteristics: For example, a codeword can consist of a random plane, the lowercase Latin letters If these two random levels are superimposed or combined, the result is an analogous codeword that contains both letters and numbers, but which is not recognizable or perceptible. The length of the codeword or the number of letters or numbers would be eb in this sense enso a random plane superimposed on the other random planes.
  • the code word in this example could therefore be "e3t5j4m47.”
  • Random levels can be very different depending on the coding and can vary greatly. the.
  • embossments for example at different locations, the duration of the embossings, the depth of the embossments, the embossing temperature, the preceding temperature treatment of the object to be embossed and the order of the embossments as random levels are also valid understand that can be superimposed with each other. It is conceivable that a coding or individual coding elements are based on a plurality of superimposed random planes and form a signature with their characteristics, which can be determined, for example, in the form of an arbitrary curve course.
  • the invention describes an identification element and an identification system, comprising the at least one identification element and at least one identification console with a corresponding electronic reading unit.
  • the identification element has at least one signature.
  • the signature comprises at least one coding which can be generated by means of a random generator and optionally at least one known coding, which in turn is formed by frozen mechanical stresses and comprises at least one coding element.
  • the advantageous generation of the coding by means of a random generator results a large number, in the range of several hundred billions, of possible coding and thus increased security with regard to copying the identification element.
  • a known coding it is possible, for example, to encode any fixed bit-coded number into the signature.
  • a gradual coding of the signature is also conceivable, in which the signature comprises a combination of known codings and codings which can be generated by means of a random number generator.
  • the signature has codings which can be generated exclusively by means of a random generator and possibly known codings.
  • the coding that can be generated by means of the random generator also has at least one random plane.
  • the coding itself is formed by frozen mechanical stresses which penetrate into the depth of the identification element. Thus, the coding is closely linked to the identification element and can be very difficult to decouple from this again.
  • the at least one encoding that can be generated by means of a random generator and optionally the at least one known coding has a plurality of coding elements, which results in increased security.
  • the identification element is advantageously formed by a metal body, preferably made of stainless steel, and has the shape of a rod, preferably a round rod. This allows a simple and cost-effective production of the identification element and protects the identification element with regard to weather conditions, high temperatures and mechanical effects. Also conceivable are other forms of the identification element, such as the shape of a classic key.
  • the signature is an electromagnetically effective signature.
  • the signature itself is not magnetic. By using an electromagnetically effective signature, this is initially not open and can not be recognized by a human without further aids, as is the case, for example, with a key or the corresponding key bit.
  • the electromagnetically effective signature thus corresponds to an "electromagnetic key bit" of the object which uniquely identifies it, but an electromagnetically effective signature can be read out by suitable methods such as an inductive vector analysis according to the earlier German patent application DE 10 2014 007 491 A1 there is a contactless scanning of the signature, which has a positive effect on the wear of the identification element.
  • the random plane is advantageously superposed with at least one other random plane.
  • the identification element has at least one coding region in which coding elements of the coding are at least partially arranged.
  • the coding has at least one, preferably a multiplicity of coding elements.
  • adjacent or integrated into the coding area is a signal zone which is recognizable by a reading unit as the end of the coding area. This ensures that the complete identification element or the complete coding area or the complete coding is scanned.
  • the coding on the identification element for a human without further aids not palpable, visible or perceptible.
  • the coding information is not available. This prevents the coding can be spied by a photo or wax print of the identification element, read and imitated.
  • the identification system comprises a signature having identification element and an identification console for identifying the identification element and / or for actuating a mechanism, in particular an opening / closing mechanism.
  • the identification console has at least one reading unit and preferably a decoding unit.
  • the decoding unit can, in principle, be located everywhere, in particular also outside the identification console.
  • the coding that can be generated by means of the random generator has at least one random plane.
  • the reading unit is designed as a non-contact and electromagnetically operating reading unit.
  • the identification console is adapted to the shape of the identification element.
  • An advantage here is a simple detection of the corresponding identification element with the appropriate identification console.
  • use of the identification console is only possible by means of identification elements which have the correct geometry of the identifier. have onselements. Otherwise, the identification element would not fit in the identification console, which further increases the security of the entire identification system by a further step.
  • Different positions, movements and / or orientations of the identification element can be detected by the reading unit independently of the starting position of the identification system relative to the reading unit. The detection is also independent of the initial position of the identification element, in which it is introduced into the identification console. This advantageously serves for rapid detection of the identification element and for easy operation of the entire identification system.
  • a sequence is understood to mean a sequence of different movements or orientations of the identification element, for example a rotation by 40 degrees counterclockwise and then by 90 degrees in the clockwise direction. This makes it possible to emulate the mechanical closing movement of a mechanical key with the identification element, which is reflected in a very intuitive handling of the identification element. It is also conceivable, for additional safety, e.g. a dial, which is arranged around the opening on the identification console. If the identification element is inserted into the opening of the identification console and recognized as correct, a number lights up on the dial. By turning the identification element different numbers are selected depending on the rotation. Thus, for example, a numerical code can be implemented as an additional security element, which must be entered after introduction of the identification element.
  • the reading unit In order to determine whether an identification element is introduced, the reading unit is preceded by a sensor unit. As soon as the sensor unit registers that the identification element is being introduced, the reading unit is switched on and the identification element can be scanned. This saves a constant standby operation of the entire reading unit, so that only the sensor unit must be constantly supplied with power.
  • a sensor unit can manage with a current of, for example, 0.5 ⁇ .
  • the identification element is produced by means of a special method.
  • the coding that can be generated by means of a random generator and optionally the at least one known coding is impressed onto the identification element during an embossing process with the aid of an embossing machine.
  • the identification element processed until, for example, the entire coding is embossed with all its coding elements of a random plane.
  • the position of the embossing or whether at a certain position at all an embossing should take place as a random plane, determined and varied by means of the random number generator.
  • the sequence of impressions should be mentioned as a further random level, ie which position is marked first or next.
  • the identification element is further processed after the embossing process so that the embossed coding for a human is not perceptible without further aids. This material is removed until the impressions are neither visible nor palpable.
  • Fig. 2 shows the identification element according to the invention according to Figure 1 in another
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of the housing for an identification console
  • 6a is a side view of the identification element with frozen mechanical stresses and signature
  • 6b shows a section through the identification element with frozen mechanical stresses after stamping processes A, B and C
  • FIGS. 1 and 2 show an identification element 10 with at least one signature 100 according to FIG. 6a, which comprises at least one coding which can be generated by means of a random generator and / or at least one known coding which is formed by frozen mechanical stresses 20 according to FIGS. 5a-5c and comprises at least one coding element.
  • the coding generated advantageously by means of the random number generator is very difficult to copy and with a high degree of technical complexity, since the number of different coding possibilities in the range of several hundred billion possibilities is quantified.
  • the at least one coding which can be generated by means of a random generator can be combined together with a known coding so that step-by-step coding or decoding is made possible. It is also conceivable to use a completely generated by means of a random generator coding.
  • the identification element 10 consists in this embodiment essentially of a cylindrical metal body 22, preferably made of stainless steel, which has the shape of a rod, in particular a round rod with a length of for example 50 mm and in addition a length of 25 mm for a handle portion, and a diameter of 8 mm.
  • the identification element 10 preferably has a hole 26 for a key ring 28 for easy handling on a conventional keychain.
  • the identification element 10 can also have other geometric shapes and dimensions.
  • the at least one encoding that can be generated by means of a random generator and / or the at least one known coding comprises a plurality of coding elements.
  • the signature 100 is preferably an electromagnetically effective signature 100.
  • the signature 100 corresponds to the output value of an amplitude 102 from a reading unit 32.
  • the electromagnetic signature 100 can be scanned without contact.
  • the random-generable coding formed by frozen mechanical stresses 20 has at least one random plane, which in the exemplary embodiment is given by the local position of the frozen mechanical stresses 20. For example, at a defined local position there is a frozen mechanical tension 20, whereas at a different position there is no frozen mechanical tension 20.
  • At least one further random plane is superimposed on at least one random plane.
  • This is the case, for example, in the variation of the depth of the frozen mechanical stress 20.
  • the variation of the order in which the mechanical stresses 20 are applied to their local position is also conceivable and, depending on the sequence, leads to possibly different signatures 100 due to the solidification occurring when the coding is introduced.
  • the identification element 10 has, according to FIG. 2, an encoding area 12 by at least partially encoding elements of the coding being arranged.
  • the coding Area 12 has an adjacent or integrated signal zone 18, which is recognizable by means of a reading unit 32 as the end of the coding area 12.
  • the entire coding is imperceptible to a human being without further aids, in particular neither visible nor palpable.
  • the identification element 10 is not to be regarded or felt, whether it contains a coding and what kind of a possible coding is procured.
  • the identification element 10 is part of an identification system 30 together with an identification console 40.
  • the identification console 40 has a housing 44 and an opening 42 on one side and connection contacts 46 on the other side according to FIG. 4.
  • the opening 42 has a slightly larger diameter than the identification element, for example 8, 1 to 8.2 mm.
  • the housing 44 is preferably made of plastic or metal and has a tube 48, for example of Teflon or ceramic, inside as shown in FIG. 4.
  • the tube 48 has a slightly larger inner diameter than the identification element 10, e.g. 8, 1 to 8,2mm.
  • the electronics for scanning the signature 100 of the identification element 10 is located inside the housing 44 and, according to FIG.
  • the 4 a has a reading unit 32 completely extending around the tube 48, and preferably a decoding unit 34.
  • the decoding unit 34 can in principle also be arranged at a different location, in particular also outside the identification console 40. Also located in the interior of the housing 44 after the opening 42, a sensor unit 36. If the identification element 10 is brought into the identification console 40, the signature 100 is completely read out during insertion of the identification element 10 of the reading unit 32 and then from the decoding 34 decoded.
  • the reading unit 32 which extends completely around the tube 48, is likewise located in the interior of the housing 44.
  • the signature 100 is only read as soon as the identification element 10 has been completely inserted into the identification console 40 and subsequently decoded. It is also conceivable that the reading unit 32 does not extend completely around the tube 48 and thereby the identification element 10 has to perform at least one rotation in order to be completely read out.
  • the reading unit 32 is embodied in the exemplary embodiment as a non-contact reading unit 32. By means of the reading unit 32, the at least one random level having signature 100 of the identification element 10 is read and a contained coding transmitted to the decoding unit 34.
  • the invention is based on the fact that frozen mechanical stresses, which form the coding, lead to a changed signal of the energy exchange, in particular in the case of a magnetic field.
  • This change in the signal can be measured, for example, by evaluating the re-magnetization losses.
  • the reading unit 32 operates on an electromagnetic basis.
  • the identification console 40 is adapted to the shape of the identification element 10 in a further preferred embodiment. According to FIG. 3, the identification console 40 has an elongated shape and an opening 42. Due to the advantageous adaptation of the identification console 40 to the shape of the identification element 10, geometrically other identification elements 10 can not be used with the identification console 40 due to their inappropriate shape.
  • the identification element 10 is preferably detectable in different positions and / or orientations relative to the reading unit 32 by the reading unit 32. Furthermore, a detection is independent of the starting position in which the identification element 10 has been introduced into the identification console 40. For this purpose, position information is preferably introduced into the signal zone 18 in order to detect the position of the identification element 10.
  • the signature 100 of the identification element 10 can be detected with the reading unit 32, it is also possible to record a sequence of different positions, movements and / or orientations of the identification element 10 relative to the reading unit with the reading unit 32.
  • the identification element 10 can initiate an opening / closing mechanism by rotation, such as a mechanical key. It is also conceivable as an additional security level that the opening / closing mechanism is set in motion only by the execution of a specific sequence of movements with the identification element 10, similar to, for example, a combination lock on a vault.
  • the reading unit 32 is preferably preceded by a sensor unit 36.
  • the sensor unit 36 may be, for example, an inductive, capacitive or optically operating sensor unit 36. Only when a signal of the sensor unit 36 or as soon as the sensor unit 36 detects the insertion of the identification element 10, the reading unit 32 is activated. As a result, a permanent power supply to the reading unit 32 is not required.
  • the production of the identification element 10 is shown in FIGS. 5a-5c.
  • the identification element 10 has a metal body 22, preferably an elongated rod or rod, from which is assumed. In principle, however, any other form of identification element 10 is also conceivable.
  • the encoding which can be generated by means of a random generator and comprises at least one random plane, is impressed on the metal element 22 having identification element 10 during an embossing process 52 according to FIG. 5b within the coding region 12 by means of an embossing machine 50.
  • the embossing forms frozen mechanical stresses 20 on the identification element 10 to produce the random plane.
  • the embossing process 52 is repeated until the entire coding is impressed.
  • the effect of embossing 52 on signature 100 is shown in Figures 6a and 6c as a plot of amplitude 102 versus location 104, e.g. shown in the longitudinal direction of a rod-shaped identification element 10 in each case arbitrary units. According to FIG.
  • the identification element 10 has mechanical stresses frozen by at least one embossing process 52, resulting in a corresponding signature 100. Depending on the location 104, a certain amplitude 102 results.
  • FIG. 6b shows the frozen mechanical stresses 20 of the identification element 10 after several embossing processes 52A, 52B and 52C.
  • the corresponding signatures 100 are after the respective embossing processes 52A , 52 B and 52 C are shown. It is possible that a solidified by a first embossing process area after the second embossing process 52 B has a different nature than after the first embossing process 52 A.
  • the first embossing process affects the material properties to affect the result of the second embossment, resulting in a different result than a non-pretreated material.
  • the signature 100 changes, for example, after each embossing process 52.
  • FIGS. 7a and 7b It is also conceivable in a further exemplary embodiment according to FIGS. 7a and 7b that, for example, impressed on one side of a wandformigen identification element 10 a known coding and on, for example, three other pages of FIG. 7a to the rod-shaped identification element 10 by means of a random generator generated codings as random planes are.
  • the signature 100 A resulting from the known coding serves as a system clock shown in dashed line according to FIG. 7 b, which specifies at which sampling points, eg at which location 104 or above a certain amplitude, the other signatures 100 B, 100 C, and 100 D, which result from the codings produced by means of a random generator can be read out.
  • the sample points shown here, symbolized by the chelten lines starting from the system clock, are only to be seen as an example, in practice also substantially more sampling points can be used.
  • the identification element 10 is processed further such that the embossed coding can not be perceived by a human without further aids, in particular neither is visible nor palpable.
  • the round rod is turned off to a smaller diameter, which is illustrated by the dashed line in Fig. 5c.

Landscapes

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Abstract

Das Identifikationssystem (30) weist eine Identifikationskonsole (40) und ein Identifikationselement (10) mit wenigstens einer Signatur (100) auf. Die Signatur (100) umfasst eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls wenigstens eine bekannte Codierung, welche durch eingefrorene mechanische Spannungen (20) gebildet ist, wenigstens ein Codierungselement umfasst und mittels geeigneter Ausleseverfahren mittels der Identifikationskonsole (40) ausgelesen werden kann. Dadurch, dass die mittels des Zufallsgenerators erzeugbare Codierung wenigstens eine Zufallsebene aufweist, wird ein Identifikationselement (10) geschaffen, dass nicht oder nur mit entsprechendem Wissen und erheblichem technischen Aufwand kopierbar ist.

Description

Identifikationselement, Identifikationssystem sowie Verfahren zur Herstellung des
Identifikationselements
Beschreibung
Bezug zu verwandten Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 106 737.7, hinterlegt am 12. April 2016, deren Offenbarungsge- halt hiermit ausdrücklich auch in seiner Gesamtheit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Identifikationselement mit wenigstens einer Signatur nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Identifikationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Identifikationselements nach dem Oberbegriff des Anspruches 17. Identifikationssysteme werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. In dieser Anmeldung liegt das Hauptaugenmerk auf dem Sicherheitsbereich, in dem Identifikationselemente bzw. -Systeme weitestgehend in Form von Schlüsseln und Schlössern zum Schutz von Gegenständen oder Informationen vor unberechtigten Zugriffen zu finden sind. Grundsätzlich lässt sich die Erfindung aber auch auf andere Bereiche übertragen, wie beispiels- weise im Produktionsbereich zur Identifikation von Gegenständen bzw. Werkzeugen oder in der Produktpiraterie.
Stand der Technik Es gibt verschiedene Arten von Schlüsseln und Schlössern bzw. Schließsystemen, vor allem im Sicherheitsbereich. Unterschiedlichkeiten treten bei der Art des Schlüssel bzw. des Schlosses auf. Bei einem rein mechanischen Schloss wird mit einem mechanischen Schlüssel eine mechanische Entriegelung beispielsweise einer Tür erreicht. Zuerst wird der mechanische Schlüssel bzw. die Beschaffenheit des Schlüssels in Form des Schlüsselbarts vom Schloss abgetastet und identifiziert.„Passt" der Schlüssel, stimmt die Schlossformvorgabe mit der des Schlüssels überein, so wird zur Bewegung des Riegels die aus der Drehbewegung des Schlüssels aufgebrachte Kraft verwendet. Solche Schlüssel und Schlösser sind relativ einfach und normalerweise aus Metall herzustellen. Dadurch ergibt sich eine gewisse Stabilität in Hinsicht auf mechanischen Einwirkungen und der Temperatur.
Bei einem elektronischen Schloss kann der Schlüssel in einem Gegenstand vorliegen, bei- spielsweise einer Codekarte, oder aus einem Code bestehen, z.B. einer Geheimzahl. Ist der elektronische Schlüssel korrekt, löst dieser lediglich eine elektrische oder hydraulische Entriegelung des Schlosses aus, beispielsweise mittels einer einfachen Motorsteuerung. Die elektronischen Schlüssel bzw. Codes können in einem Zentralrechner gespeichert werden, welcher mit dem elektronischen Schloss verbunden ist. So lässt sich beispielsweise ermit- teln, wann oder durch wen der Schlüssel benutzt wurde, was insbesondere bei Zeiterfassungssystemen wichtig ist.
Kein Schloss oder Schließsystem ist jedoch absolut sicher. Die meisten Schlösser und Schließsysteme lassen sich mit genügend Zeit, krimineller Energie und technischem Auf- wand„knacken". Ebenfalls können Schlüssel heimlich kopiert werden oder elektronische Systeme ausspioniert und gehackt werden.
Mechanische Schlüssel können heutzutage bei Schlüsseldiensten preiswert und schnell in wenigen Minuten problemlos kopiert werden. Dazu genügt in manchen Fällen ein einfaches Foto, da die mechanische Codierung in Form des Schlüsselbartes offen vorliegt. Ebenfalls kann durch sogenanntes„Lockpicking", ohne den passenden Schlüssel, mittels entsprechender Verfahren und Werkzeugen ein mechanisches Schloss geöffnet werden.
Elektronische Schlüssel, wie beispielsweise eine Codekarte, sind empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie z.B. Temperatur oder mechanischen Einwirkungen. Ebenfalls können starke magnetische Felder zur Zerstörung oder zum Verlust des elektronischen Schlüssels bzw. der gespeicherten elektronischen Codierung oder Information führen. Im Falle eines Schlüssels in Form eines Codes, z.B. einer Geheimzahl, kann diese unter Umständen vergessen werden.
Im Stand der Technik sind in den Schriften AT 341901 B und AT 357430 B sogenannte Magnetschlösser beschrieben. Die Schlösser weisen als wesentliche Bestandteile Drehelemente bzw. Abfrageelemente in Form von Magnetrotoren auf. Die Magnetrotoren stellen ihre Position je nach der magnetischen Struktur des zugehörigen Schlüssels ein. Wird ein Schlüssel mit passender magnetischer Struktur verwendet, bewegen sich die Magnetrotoren in eine entsprechende Position und erlauben so eine Steuerung eines Entsperrungsele- ments, welches die Entsperrung oder Sperrung des Schlosses bewirkt, die Codierung wird also durch Magnete bzw. magnetisch (mit einer magnetischen Signatur) und nicht durch mechanische Spannungen durch "kodierte Magnetscheiben", "kodierte Magnete" oder "kodierte Schlüsselmagnete" gebildet Aus der EP 2 468 987 A2 ist ein magnetisch arbeitender Schließzylinder mit passendem Schlüssel bekannt. Im Schließzylinder befindet sich ein magnetischer Fluss, der beispielsweise von einem Permanentmagnet erzeugt wird. Weiterhin weist der Schließzylinder beweglich angeordnete Abfrageelemente auf, die mittels einer magnetischen Kraft bewegt und ausgerichtet werden. Der Schlüssel besteht aus einem Material mit einem bestimmten mag- netischen Widerstand und weist Bereiche mit verändertem geringerem magnetischem Widerstand auf. Damit bildet sich eine "magnetisch wirkende Codierung" aus. Wird der Schlüssel in den Schließzylinder gesteckt, richten sich die Abfrageelemente entsprechend der Bereiche mit geringerem magnetischem Widerstand aus, wodurch ein Entsperrungsmechanis- mus in Gang gesetzt wird.
Nachteilig bei den beschriebenen Magnetschlössern ist, dass ein starkes Magnetfeld vom Schlüssel oder vom Schloss ausgeht, welches beispielsweise Magnetkarten beeinträchtigen oder zerstören kann. Weiterhin wird ein ständiges Magnetfeld entweder im Schlüssel oder im Schloss benötigt, um die Funktion zu gewährleisten.
Aus der dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche zu Grunde liegenden URL:
http.//www.quantumkey.de/de/ des Anmelders, archiviert in http://web.archive.org am 29.02.16 (abgerufen am 15.02.2017) ist es bekannt, an einem stabförmigen, massiven Metallkörper eine reproduzierbare oder auch nicht reproduzierbare Codierung quantenphysika- lisch durch lokal begrenzte Strukturveränderungen des Metallgitters aufzubringen, die weder sichtbar noch fühlbar sind. Dabei ergeben sich bis zu 900 Milliarden Codiermöglichkeiten. Hierfür kann ein randomisiertes Codierverfahren verwendet werden, d.h. eine Zufallszahl.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Identifikationselement, ein Identifikationssystem und ein Verfahren zur Herstellung des Identifikationselements zu schaffen, die nicht oder nur mit entsprechendem Wissen und erheblichem technischen Aufwand kopierbar sind. Diese Aufgabe wird durch ein Identifikationselement mit den Merkmalen des Anspruches 1 , ein Identifikationssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 1 und ein Verfahren zur Herstellung des Identifikationselements mit den Merkmalen des Anspruches 17 gelöst. Bevor die Erfindung und Ihre Vorteile näher erläutert werden, werden die folgenden Definitionen getroffen:
Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Begriff„Identifikationselement" verwendet. Ein Identifikationselement ist ein Objekt oder ein Gegenstand, das ein mit einer bestimmten Identität verknüpftes Merkmal zur eindeutigen Identifizierung trägt. Hierfür finden ganz unterschiedliche Objekte Verwendung. Die Objekte können sowohl von materieller als auch von nicht materieller Natur sein. Beispielsweise identifiziert ein Finger bzw. ein Fingerabdruck eindeutig eine bestimmte Person. Mit Hilfe von Identifikationssystemen findet für diese bestimmten Objekte eine eindeutige Zuordnung zwischen Bezeichner und Bezeichnetem statt.
Auch wird im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff„Signatur" verwendet. Eine Signatur ist, im Gegensatz zum Identifikationselement, eine bestimmte Eigenschaft und/oder ein bestimmtes Merkmal eines bestimmten Gegenstands, welche(s) mittels geeigneter Methoden bestimmt und/oder ausgelesen werden kann. Die Signatur ist mit dem Gegenstand ver- knüpft, so dass dieser eindeutig identifiziert und zugeordnet werden kann. Auch ist es möglich, dass ein Gegenstand mehrere Signaturen besitzt, die mittels verschiedener Methoden bestimmt werden können. Die Signatur ist ein„Fingerabdruck" des Gegenstands auf eine durch eine bestimmte Methode festgelegte Art und Weise und ist beispielsweise in Form eines beliebigen Kurven Verlaufs ermittelbar. Ein in diesem Sinne auch als mit einer Signatur versehener Gegenstand wäre ein Schlüssel. Der Schlüssel wird durch eine Signatur in Form eines Schlüsselbarts, welcher durch die einzelnen Zacken codiert ist, eindeutig bestimmt und kann mittels einer geeigneten Methode, eines entsprechenden Schlosses, ausgelesen werden. Darunter zählen sowohl mechanische als auch elektronische Schlüssel und Schlösser.
In dieser Anmeldung wird der Begriff„Codierungselement" benutzt. Ein Codierungselement ist Teil einer Codierung, welche sich in einer Signatur widerspiegelt und diese beeinflusst. In dieser Anmeldung sind Codierungselemente als Prägungen bzw. Prägevorgänge ausgebildet, die eingefrorene mechanische Spannungen nach sich ziehen. Die Prägevorgänge lau- fen auf ganz unterschiedliche Weise, beispielsweise unter Überlagerung und Kombination mehrerer Zufallsebenen ab. Denkbar ist auch, dass einzelne Codierungselemente die Signatur A und andere Codierungselemente die Signatur B beeinflussen. Denkbar ist, dass die Signatur A mit einem bestimmten, z.B. einem elektrischen, Verfahren auslesbar ist, während die Signatur B mit einem anderen Verfahren, z.B. einem mechanischen Verfahren, auslesbar ist. Beispielsweise besitzt ein klassischer Schlüssel eine mechanische Signatur, in Form eines Schlüsselbarts. Zusätzlich sind eingefrorene mechanische Spannungen in den
Schlüssel eingebracht, welche eine zweite elektromagnetische Signatur bedingen. Der Schlüssel erhält zusätzlich zu seiner mechanischen Signatur bzw. zu seinem mechanischen Schlüsselbart eine elektromagnetische Signatur bzw. einen elektromagnetischen Schlüsselbart in Form der eingefrorenen mechanischen Spannungen. Dadurch wird der Sicherheit des Schlüssels eine weitere Stufe hinzugefügt.
Als Prägevorgänge bzw. Prägungen sind in dieser Anmeldung alle Vorgänge zu verstehen, die zu Änderungen des Materialgefüges, beispielsweise eines Metallgitters, bzw. zu eingefrorenen mechanischen Spannungen führen. Analog gilt dies auch für Prägemaschinen. Wird in dieser Anmeldung von Prägevorgängen bzw. Prägemaschinen gesprochen, sind immer alle Vorgänge bzw. Maschinen gemeint, die zu eingefrorenen mechanischen Spannungen führen. In diesem Sinne kann beispielsweise auch mit optischen Verfahren, z.B. einem Laserverfahren geprägt werden. Durch punktuelles Erhitzen sind ebenfalls eingefrorene mechanische Spannungen erzeugbar. Denkbar sind auch chemische Verfahren, welche eine derartige Änderung des Materialgefüges bewirken bzw. eine Veränderung der ato- maren Struktur auslösen. Auch weitere mechanische Verfahren wie beispielsweise Verfahren bzgl. einer Verdrehung, Streckung oder Verzerrung sind als Prägevorgänge in diesem Sinne denkbar.
Ebenfalls wird im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff„Zufallsebene" verwendet. Hiermit sind verschiedene Arten von Zufallsalgorithmen gemeint, die Willkürlichkeiten oder Variabilitäten zusammenfassen. Bei diesem Begriff muss es sich nicht unbedingt um eine örtliche bzw. räumliche Ebene handeln. Es handelt sich vielmehr um Parameter, die in unterschiedlicher Ausprägung die Codierung beeinflussen. Mehrere Zufallsebenen können dabei so überlagert sein, dass sie mit ihren Ausprägungen eine Signatur bilden. Beispielsweise kann ein Codewort aus einer Zufallsebene, den kleingeschriebenen lateinischen Buchstaben bestehen. Eine weitere Zufallsebene wären in diesem Sinne z.B. die arabischen Zahlen. Werden diese beiden Zufallsebenen überlagert bzw. kombiniert ergibt sich ein sinngemäßes Codewort, welches sowohl Buchstaben als auch Zahlen enthält, das aber nicht erkennbar bzw. wahrnehmbar ist. Die Länge des Codeworts bzw. die Anzahl der Buchstaben oder Zahlen wäre in diesem Sinne ebenso eine Zufallsebene, die den anderen Zufallsebenen überlagert ist. Das Codewort in diesem Beispiel könnte demnach„e3t5j4m47" lauten. Zufallsebenen können je nach Codierung ganz unterschiedlich ausgeführt sein und sich stark unterschei- den. Bezüglich dieser Anmeldung sind in diesem Sinne bei einer Erzeugung eingefrorener mechanischer Spannungen auch Prägungen z.B. an verschiedenen Orten, die Dauer der Prägungen, die Tiefe der Prägungen, die Prägetemperatur, die vorhergehende Temperaturbehandlung des zu prägenden Objekts sowie die Reihenfolge der Prägungen als Zufalls- ebenen zu verstehen, die miteinander überlagert werden können. Denkbar ist, dass einer Codierung bzw. einzelnen Codierungselementen mehrere überlagerte Zufallsebenen zugrunde liegen und eine Signatur mit ihren Ausprägungen bilden, welche beispielsweise in Form eines beliebigen Kurvenverlaufs ermittelbar ist. Die der Codierung entsprechenden eingefrorenen mechanischen Spannungen sind nach Abschluss des Prägevorgangs nicht mehr als die ursprüngliche Codierung erkennbar bzw. wahrnehmbar, insbesondere wenn sie mit einem Zufallsgenerator erzeugt wurden. In diesem Fall ergibt sich aus der Überlagerung der Zufallsebenen zwar eine Signatur, die aber nicht reproduzierbar ist. Bei einer bekannten Codierung ist dies nicht der Fall. Ein weiterer, in dieser Anmeldung verwendeter Begriff sind„eingefrorene mechanische
Spannungen". Eingefrorene mechanische Spannungen entsprechen Änderungen des Mate- rialgefüges bzw. Abweichungen des idealen periodischen Materia Igefüges wie z.B. eines Metallgitters. Diese Änderungen oder Abweichungen können durch unterschiedliche Einflüsse und Einwirkungen auf das Material entstehen. Beispielsweise durch mechanische, ther- mische und/oder chemische Bearbeitung des Materials. Auch können diese Änderungen bereits auf natürlichem Weg im Materialgefüge entstanden sein und vorliegen. Der Gegenstand würde demnach bereits natürliche eingefrorene Spannungen aufweisen, die im Rahmen der Anmeldung als eine natürliche Codierung erkennbar sind. Das Materialgefüge ist bzw. wird jedoch in der Regel bezüglich seiner ursprünglichen Form verändert. Die Ände- rungen erstrecken sich auf einer mesoskopischen Längenskala von etwa einem Nanometer bis etwa einem Mikrometer über mehrere Größenordnungen. Der gesamte Änderungs- bzw. Codierungsbereich ist hingegen makroskopisch.
Die Erfindung beschreibt ein Identifikationselement und ein Identifikationssystem, bestehend aus dem wenigstens einem Identifikationselement und wenigstens einer Identifikationskonsole mit entsprechender elektronischer Leseeinheit.
Das Identifikationselement weist wenigstens eine Signatur auf. Die Signatur umfasst erfindungsgemäß wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls wenigstens eine bekannte Codierung, welche wiederum durch eingefrorene mechanische Spannungen gebildet ist und wenigstens ein Codierungselement umfasst. Durch die vorteilhafte Erzeugung der Codierung mittels eines Zufallsgenerators ergibt sich eine große Anzahl, im Bereich mehrerer hundert Milliarden, möglicher Codierungen und dadurch eine erhöhte Sicherheit in Bezug auf ein Kopieren des Identifikationselements. Mit einer bekannten Codierung ist es beispielsweise möglich eine beliebige feststehende bitcodierte Nummer in die Signatur zu codieren. Denkbar ist aber auch eine stufenweise Codie- rung der Signatur, bei der die Signatur eine Kombination aus bekannten Codierungen und mittels eines Zufallsgenerators erzeugbaren Codierungen umfasst. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Signatur ausschließlich mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierungen und gegebenenfalls bekannte Codierungen aufweist. Die mittels des Zufallsgenerators erzeugbare Codierung weist zudem wenigstens eine Zufallsebene auf. Die Codierung selbst wird durch eingefrorene mechanische Spannungen gebildet, welche in die Tiefe des Identifikationselements eindringen. So ist die Codierung eng mit dem Identifikationselement verbunden und kann nur sehr schwer wieder von diesem entkoppelt werden.
Vorteilhaft weist die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls die wenigstens eine bekannte Codierung mehrere Codierungselemente auf, wodurch sich eine erhöhte Sicherheit ergibt.
Das Identifikationselement ist vorteilhaft durch einen Metallkörper, vorzugsweise aus Edelstahl, gebildet und besitzt die Form eines Stabs, vorzugsweise eines Rundstabs. Dies er- laubt eine einfache und kostengünstige Herstellung des Identifikationselements und schützt das Identifikationselement bzgl. Witterungsverhältnissen, hohen Temperaturen und mechanischen Einwirkungen. Denkbar sind auch andere Formen des Identifikationselements, wie z.B. die Form eines klassischen Schlüssels. Vorzugsweise ist die Signatur eine elektromagnetisch wirksame Signatur. Die Signatur selbst ist nicht magnetisch. Durch das Verwenden einer elektromagnetisch wirksamen Signatur liegt diese zunächst nicht offen vor und ist für einen Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel zu erkennen, wie dies beispielsweise bei einem Schlüssel bzw. dem entsprechenden Schlüsselbart der Fall ist. Die elektromagnetisch wirksame Signatur entspricht sozusa- gen einem„elektromagnetischen Schlüsselbart" des Gegenstands, welcher ihn eindeutig identifiziert. Eine elektromagnetisch wirksame Signatur kann aber durch geeignete Verfahren wie z.B. eine induktive Vektoranalyse nach der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 007 491 A1 ausgelesen werden. Vorteilhaft erfolgt eine berührungslose Abtastung der Signatur, was sich positiv auf den Verschleiß des Identifikationselements auswirkt. Um eine größere Anzahl an Möglichkeiten für die Codierung zu erhalten, ist die Zufallsebene vorteilhaft mit wenigstens einer anderen Zufallsebene überlagert. Prinzipiell denkbar ist eine Überlagerung beliebig vieler Zufallsebenen, wie beispielsweise bei einem Prägevorgang die Geschwindigkeit, mit der die Prägung durchgeführt wird, der Prägedruck, die Temperatur beim Prägen sowie der Einfluss einer vorhergehenden Temperaturbehandlung des zu prägenden Gegenstands, wodurch sich die Möglichkeiten der Codierung potenzieren.
Das Identifikationselement weist wenigstens einen Codierungsbereich auf, in dem zumindest teilweise Codierungselemente der Codierung angeordnet sind. Die Codierung weist wenigs- tens ein, vorzugsweise eine Vielzahl an Codierungselementen auf. Vorzugsweise ist benachbart oder integriert in den Codierungsbereich eine Signalzone, welche von einer Leseeinheit als Ende des Codierungsbereichs erkennbar ist. Dies gewährleistet, dass das komplette Identifikationselement bzw. der komplette Codierungsbereich bzw. die komplette Codierung abgetastet wird.
Vorteilhaft ist die Codierung am Identifikationselement für einen Menschen ohne weitere Hilfsmittel nicht tastbar, sichtbar oder wahrnehmbar. Die Codierungsinformation liegt nicht offen vor. Dies verhindert, dass die Codierung mittels eines Fotos oder Wachsabdrucks des Identifikationselements ausspioniert, ausgelesen und nachgemacht werden kann.
Das Identifikationssystem umfasst ein eine Signatur aufweisendes Identifikationselements sowie eine Identifikationskonsole zur Identifizierung des Identifikationselements und/oder zum Betätigen eines Mechanismus, insbesondere eines Öffnungs-/Schließ-Mechanismus. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass mehrere Identifikationselemente und Identifika- tionskonsolen zu einem großen mehrteiligen Identifikationssystem zusammengefügt werden. Die Identifikationskonsole weist wenigstens eine Leseeinheit und vorzugsweise eine Deco- dierungseinheit auf. Die Decodierungseinheit kann sich prinzipiell überall, insbesondere auch außerhalb der Identifikationskonsole, befinden. Die mittels des Zufallsgenerators erzeugbare Codierung weist wenigstens eine Zufallsebene auf.
Vorzugsweise ist die Leseeinheit als eine berührungslos und elektromagnetisch arbeitende Leseeinheit ausgeführt.
Die Identifikationskonsole ist an die Form des Identifikationselements angepasst. Vorteilhaft ist hierbei eine einfache Erkennung des entsprechenden Identifikationselements mit der passenden Identifikationskonsole. Ebenfalls ist so eine Benutzung der Identifikationskonsole nur durch Identifikationselemente möglich, welche die korrekte Geometrie des Identifikati- onselements aufweisen. Andernfalls würde das Identifikationselement nicht in die Identifikationskonsole passen, was die Sicherheit des gesamten Identifikationssystems weiter um eine weitere Stufe erhöht. Unterschiedliche Positionen, Bewegungen und/oder Orientierungen des Identifikationselements sind von der Leseeinheit unabhängig von der Ausgangsstellung des Identifikationssystems relativ zu der Leseeinheit erfassbar. Die Erfassung ist ebenfalls unabhängig von der Ausgangsstellung des Identifikationselements, in der es in die Identifikationskonsole eingeführt wird. Dies dient vorteilhaft einer schnellen Erfassung des Identifikationselements und einer einfachen Bedienung des gesamten Identifikationssystems.
Für eine erweitere Funktionsweise des Identifikationssystems ist eine Abfolge von verschiedenen Positionen, Bewegungen und/oder Orientierungen des Identifikationselements mit der Leseeinheit erfassbar. Unter einer Abfolge wird eine Aneinanderreihung unterschiedlicher Bewegungen bzw. Orientierungen des Identifikationselements verstanden, beispielsweise eine Drehung um 40 Grad gegen den Uhrzeigersinn und anschließend um 90 Grad mit dem Uhrzeigersinn. Dadurch ist es möglich, mit dem Identifikationselement die mechanische Schließbewegung eines mechanischen Schlüssels nachzuempfinden, was sich in einer sehr intuitiven Handhabung des Identifikationselements widerspiegelt. Denkbar ist zur zusätzli- chen Sicherheit auch z.B. ein Zifferblatt, welches um die Öffnung an der Identifikationskonsole angeordnet ist. Wird das Identifikationselement in die Öffnung der Identifikationskonsole gesteckt und als korrekt erkannt, leuchtet eine Zahl auf dem Ziffernblatt auf. Durch Drehen des Identifikationselements werden unterschiedliche Zahlen je nach Drehung ausgewählt. So lässt sich als zusätzliches Sicherheitselement beispielsweise ein Zahlencode realisieren, welcher nach Einführung des Identifikationselements eingegeben werden muss.
Um festzustellen, ob ein Identifikationselement eingeführt wird, ist der Leseeinheit eine Sensoreinheit vorgelagert. Sobald die Sensoreinheit registriert, dass das Identifikationselement eingeführt wird, wird die Leseeinheit eingeschaltet und das Identifikationselement kann ab- getastet werden. Dies erspart einen ständigen Standby-Betrieb der kompletten Leseeinheit, so dass nur die Sensoreinheit ständig mit Strom versorgt werden muss. Eine solche Sensoreinheit kann mit einem Strom von beispielsweise 0,5 μΑ auskommen.
Das Identifikationselement wird mittels eines speziellen Verfahrens hergestellt. Die mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls die wenigstens eine bekannte Codierung wird während eines Prägevorgangs mit Hilfe einer Prägemaschine auf das Identifikationselements eingeprägt. In mehreren Prägevorgängen wird das Identifikations- element bearbeitet, bis z.B. die gesamte Codierung mit all ihren Codierungselementen einer Zufallsebene geprägt ist. Dabei wird beispielsweise die Position der Prägung bzw. ob auf einer bestimmten Position überhaupt eine Prägung stattfinden soll, als eine Zufallsebene, mittels des Zufallsgenerators bestimmt und variiert. Als weitere Zufallsebene wäre bei- spielsweise die Reihenfolge der Prägungen zu nennen, d.h. welche Position als Erstes bzw. Nächstes geprägt wird. Denkbar sind auch weitere Zufallsebenen wie beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der die Prägung durchgeführt wird, die Tiefe der Prägung, die Kraft, mit welcher die Prägung ausgeführt wird, die Form des Prägestempels sowie die Prägetemperatur. Die Zufallsebenen können miteinander überlagert und verschränkt werden. Beispiels- weise wird die Position A mit einer Kraft A geprägt, die Position B mit einer Kraft B und dann wieder die Position A mit einer Kraft C bei einer Temperatur C usw. Grundsätzlich können allen Parametern des Prägevorgangs Zufallsebenen zugeordnet werden und diese überlagert werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird nach dem Prägevorgang das Identifikationselement so weiterbearbeitet, dass die geprägte Codierung für einen Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbar ist. Hierbei wird Material soweit abgetragen, bis die Einprägungen weder sichtbar noch tastbar sind. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Kurzbeschreibung der Figuren Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Identifikationselement in Seitenansicht,
Fig. 2 das erfindungsgemäße Identifikationselement gemäß Fig.1 in einer weiteren
Seitenansicht, wobei die Codierung angedeutet ist,
Fig. 3 eine dreidimensionale Ansicht des Gehäuses für eine Identifikationskonsole,
Fig. 4a einen Schnitt durch die Identifikationskonsole gemäß Fig.3,
Fig. 4b einen Schnitt durch die Identifikationskonsole gemäß Fig.3,
Fig. 5a-c Schnitte durch das Identifikationselement und schematische Darstellung des
Prägevorgangs,
Fig. 6a eine Seitenansicht des Identifikationselements mit eingefrorenen mechanischen Spannungen und Signatur, Fig 6b einen Schnitt durch das Identifikationselement mit eingefrorenen mechanischen Spannungen nach Prägevorgängen A, B und C,
Fig 6c Signaturen gemäß
Fig 7a einen Schnitt durch das Identifikationselement mit eingefrorenen mechanischen Spannungen A, B, C und D,
Fig 7b Signaturen gemäß Fig. 7a, wobei die Signatur 100 A als Systemtakt dient.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen. Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Identifikationselement 10 mit wenigstens einer Signatur 100 gemäß Fig. 6a, welche wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und/oder wenigstens eine bekannte Codierung umfasst, die durch eingefrorene mechanische Spannungen 20 gemäß Figuren 5a - 5c gebildet ist und wenigstens ein Codie- rungselement umfasst. Die vorteilhaft mittels des Zufallsgenerators erzeugte Codierung ist nur sehr schwer und mit hohem technischem Aufwand zu kopieren, da sich die Anzahl der unterschiedlichen Möglichkeiten der Codierung im Bereich von mehreren hundert Milliarden Möglichkeiten beziffert. Die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung lässt sich zusammen mit einer bekannten Codierung kombinieren, sodass eine stu- fenweise Codierung bzw. Decodierung ermöglicht wird. Denkbar ist aber auch, eine komplett mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung zu verwenden. Das Identifikationselement 10 besteht in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Metallkörper 22, vorzugsweise aus Edelstahl, welcher die Form eines Stabes, insbesondere eines Rundstabes mit einer Länge von beispielsweise 50 mm und zusätzlich einer Länge von 25 mm für einen Griffbereich, und einem Durchmesser von 8 mm aufweist. Das Identifikationselement 10 weist vorzugsweise zur einfachen Handhabung an einem üblichen Schlüsselbund ein Loch 26 für einen Schlüsselring 28 auf. Vorteilhaft weist das Identifikati- onselement 10 an einem Ende eine symmetrische Vertiefung oder Ausfräsung 24 auf, wodurch sich eine angenehme Haptik des Identifikationselements 10 ergibt und es gut mit den Händen bzw. den Fingern zu benutzen ist. Grundsätzlich kann das Identifikationselement 10 aber auch andere geometrische Formen und Abmessungen aufweisen. Auch sind andere Materialien wie Metalle denkbar, solange die mit der Codierung versehene Signatur 100 auslesbar ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und/oder die wenigstens eine bekannte Codierung mehrere Codierungselemente. Die Signatur 100 ist vorzugsweise eine elektromagnetisch wirksame Signatur 100. Die Signatur 100 entspricht dem Ausgangswert einer Amplitude 102 von einer Leseeinheit 32.
Grundsätzlich sind verschiedene Arten von Signaturen 100 möglich, solange die Signatur 100 eindeutig mit dem Gegenstand verknüpft ist und identifiziert bzw. zugeordnet werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist die elektromagnetische Signatur 100 berührungslos abtast- bar.
Die mit einem Zufallsgenerator erzeugbare Codierung, die durch eingefrorene mechanische Spannungen 20 gebildet ist, weist wenigstens eine Zufallsebene auf, welche im Ausführungsbeispiel durch die örtliche Position der eingefrorenen mechanischen Spannungen 20 gegeben ist. Beispielsweise befindet sich an einer definierten örtlichen Position eine eingefrorene mechanische Spannung 20, wohingegen sich an einer anderen Position keine eingefrorene mechanische Spannung 20 befindet.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine weitere Zufallsebene der we- nigstens einen Zufallsebene überlagert. Diese liegt beispielsweise in der Variation der Tiefe der eingefrorenen mechanischen Spannung 20 vor. Aber auch die Variation der Reihenfolge, in der die mechanischen Spannungen 20 an ihre örtliche Position angebracht werden, ist denkbar und führt je nach Reihenfolge auf Grund der beim Einbringen der Codierung auftretenden Verfestigung zu ggf. unterschiedlichen Signaturen 100. Weiterhin ist es möglich, die Prägegeschwindigkeit, die Form eines Prägestempels 54 sowie die Prägetemperatur zu ändern und als Zufallsebenen zu überlagern. Alle Änderungen oder Variationen resultieren in einer unterschiedlichen Codierung, wodurch sich die Anzahl möglichen Codierungen vervielfacht. Das Identifikationselement 10 weist gemäß Fig. 2 einen Codierungsbereich 12 auf, indem zumindest teilweise Codierungselemente der Codierung angeordnet sind. Der Codierungs- bereich 12 weist eine ihm benachbarte oder integrierte Signalzone 18 auf, welche mittels einer Leseeinheit 32 als Ende des Codierungsbereichs 12 erkennbar ist.
Die gesamte Codierung ist von einem Menschen ohne weitere Hilfsmittel nicht wahrnehm- bar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar. Dem Identifikationselement 10 ist nicht anzusehen oder zu erfühlen, ob es eine Codierung enthält und von welcher Art und Weise eine eventuelle Codierung beschaffen ist.
Das Identifikationselement 10 ist zusammen mit einer Identifikationskonsole 40 Teil eines Identifikationssystems 30. In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist die Identifikationskonsole 40 ein Gehäuse 44 und auf einer Seite eine Öffnung 42 und auf einer anderen Seite Anschlusskontakte 46 gemäß Fig. 4 auf. Die Öffnung 42 hat einen etwas größeren Durchmesser als das Identifikationselement, beispielsweise 8, 1 bis 8,2mm. Das Gehäuse 44 ist vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt und weist ein Rohr 48, beispielsweise aus Teflon oder Keramik, im Innern gemäß Fig. 4 auf. Das Rohr 48 besitzt einen etwas größeren inneren Durchmesser als das Identifikationselement 10, z.B. 8, 1 bis 8,2mm. Die Elektronik zur Abtastung der Signatur 100 des Identifikationselements 10 sitzt im Innern des Gehäuses 44 und weist gemäß Fig. 4a eine komplett rund um das Rohr 48 verlaufende Leseeinheit 32 und vorzugsweise eine Decodierungseinheit 34 auf. Die Decodierungseinheit 34 kann grundsätzlich auch an einer anderen Stelle, insbesondere auch außerhalb der Identifikationskonsole 40, angeordnet sein. Ebenfalls im Innern des Gehäuses 44 befindet sich nach der Öffnung 42 eine Sensoreinheit 36. Wird das Identifikationselement 10 in die Identifikationskonsole 40 gebracht, wird die Signatur 100 beim Einführen des Identifikationselements 10 von der Leseeinheit 32 rundum komplett ausgelesen und von der Decodierungs- einheit 34 anschließend decodiert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4b befindet sich ebenfalls im Innern des Gehäuses 44 die Leseeinheit 32, welche komplett rund um das Rohr 48 verläuft. In dieser Variante wird die Signatur 100 erst ausgelesen, sobald das Identifikationselement 10 kom- plett in die Identifikationskonsole 40 gesteckt wurde und anschließend decodiert. Denkbar ist auch, dass die Leseeinheit 32 nicht komplett um das Rohr 48 verläuft und dadurch das Identifikationselement 10 wenigstens eine Drehung vollführen muss, um vollständig ausgelesen zu werden. Die Leseeinheit 32 ist im Ausführungsbeispiel als eine berührungslos arbeitende Leseeinheit 32 ausgeführt. Mittels der Leseeinheit 32 wird die wenigstens eine Zufallsebene aufweisende Signatur 100 des Identifikationselements 10 ausgelesen und eine enthaltene Codierung an die Decodierungseinheit 34 übermittelt. Dabei liegt der Erfindung die Tatsache zu Grunde, dass eingefrorene mechanische Spannungen, welche die Codierung bilden, zu einem veränderten Signal des Energieaustausches insbesondere bei einem magnetischen Feld führen. Diese Änderung des Signals kann z.B. über die Auswertung der Ummagnetisie- rungsverluste gemessen werden. Die Leseeinheit 32 arbeitet auf elektromagnetischer Basis.
Die Identifikationskonsole 40 ist in einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel an die Form des Identifikationselements 10 angepasst. Gemäß Fig. 3 weist die Identifikationskonsole 40 eine längliche Form und eine Öffnung 42 auf. Durch die vorteilhafte Anpassung der Identifikationskonsole 40 an die Form des Identifikationselements 10 können geometrisch andere Identifikationselemente 10 aufgrund ihrer unpassenden Form nicht mit der Identifikationskonsole 40 verwendet werden.
Das Identifikationselement 10 ist vorzugsweise in verschiedenen Positionen und/oder Orien- tierungen relativ zur Leseeinheit 32 von der Leseeinheit 32 erfassbar. Ferner ist eine Erfassung unabhängig davon, in welcher Ausgangsstellung das Identifikationselement 10 in die Identifikationskonsole 40 eingeführt wurde. Dazu wird vorzugsweise in die Signalzone 18 eine Positionsinformation eingebracht, um die Position des Identifikationselements 10 zu erkennen.
Mit der Leseeinheit 32 lässt sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht nur die Signatur 100 des Identifikationselements 10 erfassen, auch ist es möglich eine Abfolge von verschiedenen Positionen, Bewegungen und/oder Orientierungen des Identifikationselements 10 relativ zur Leseeinheit mit der Leseeinheit 32 zu erfassen. Das Identifikationsele- ment 10 kann durch Drehung, wie ein mechanischer Schlüssel, einen Öffnungs-/Schließ- Mechanismus in Gang setzen. Auch ist es als zusätzliche Sicherheitsstufe denkbar, dass erst durch die Ausführung einer bestimmten Abfolge an Bewegungen mit dem Identifikationselement 10, ähnlich wie beispielsweise für ein Zahlenkombinationsschloss an einem Tresor, der Öffnungs-/Schließ-Mechanismus in Gang gesetzt wird.
Um zu erkennen, ob ein Identifikationselement 10 in die Identifikationskonsole 40 eingeführt wurde, ist der Leseeinheit 32 bevorzugt eine Sensoreinheit 36 vorgelagert. Die Sensoreinheit 36 kann beispielsweise eine induktive, kapazitive oder optisch arbeitende Sensoreinheit 36 sein. Erst bei einem Signal der Sensoreinheit 36 bzw. sobald die Sensoreinheit 36 das Einführen des Identifikationselements 10 erkennt, wird die Leseeinheit 32 aktiviert. Dadurch ist eine dauerhafte Stromversorgung der Leseeinheit 32 nicht erforderlich. Die Herstellung des Identifikationselements 10 ist in den Figuren 5a - 5c dargestellt. Im Ausführungsbeispiel weist das Identifikationselement 10 einen Metallkörper 22 auf, vorzugsweise ein länglicher Stab bzw. Rundstab, von dem ausgegangen wird. Denkbar ist grundsätzlich aber auch jede andere Form des Identifikationselements 10.
Die mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare, wenigstens eine Zufallsebene umfassende Codierung wird während eines Prägevorgangs 52 gemäß Fig. 5b innerhalb des Codierungsbereichs 12 mittels einer Prägemaschine 50 auf das den Metallkörper 22 aufweisende Identifikationselement 10 eingeprägt. Durch das Prägen bilden sich eingefrorene mechanische Spannungen 20 an dem Identifikationselement 10 unter Erzeugung der Zufallsebene. Der Prägevorgang 52 wird so oft wiederholt, bis die gesamte Codierung eingeprägt ist. Die Wirkung eines Prägevorgangs 52 auf die Signatur 100 ist in den Figuren 6a und 6c als Diagramm einer Amplitude 102 in Abhängigkeit eines Ortes 104, z.B. in Längsrichtung eines stabformigen Identifikationselements 10 in jeweils willkürlichen Einheiten dargestellt. Gemäß Fig. 6a weist das Identifikationselement 10 durch wenigstens einen Prägevorgang 52 eingefrorene mechanische Spannungen 20 auf, wodurch eine entsprechende Signatur 100 resultiert. Je nach Ort 104 ergibt sich eine bestimmte Amplitude 102. Fig. 6b zeigt die eingefrorenen mechanischen Spannungen 20 des Identifikationselements 10 nach mehreren Prägevorgängen 52 A, 52 B und 52 C. In Fig. 6c sind die entsprechenden Signaturen 100 nach den jeweiligen Prägevorgängen 52 A, 52 B und 52 C dargestellt. Dabei ist es möglich, dass ein durch einen ersten Prägevorgang verfestigter Bereich nach dem zweiten Prägevorgang 52 B eine andere Beschaffenheit als nach dem ersten Prägevorgang 52 A aufweist. Der erste Prägevorgang beeinflusst die Werkstoffeigenschaften so, dass diese das Ergebnis der zweiten Prägung beeinflussen, sodass dies zu einem anderen Ergebnis führt als bei einem nicht vorbehandelten Material. Die Signatur 100 ändert sich beispielsweise nach jedem Prägevorgang 52.
Denkbar ist auch in einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7a und 7b, dass z.B. auf einer Seite eines stabformigen Identifikationselements 10 eine bekannte Codierung und auf, z.B. drei anderen Seiten gemäß Fig. 7a um das stabförmige Identifikationselement 10 mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierungen als Zufallsebenen eingeprägt sind. Die aus der bekannten Codierung resultierende Signatur 100 A dient als gestrichelt dargestellter Systemtakt gemäß Fig. 7b, welcher vorgibt, an welchen Abtastpunkten, z.B. an welchem Ort 104 oder ab einer bestimmten Amplitude, die anderen Signaturen 100 B, 100 C, und 100 D, die aus den mittels eines Zufallsgenerators erzeugbaren Codierungen resultieren, ausgelesen werden. Die hier dargestellten Abtastpunkte, symbolisiert durch die gestri- chelten Linien ausgehend vom Systemtakt, sind nur als Beispiel zu sehen, in der Praxis können auch wesentlich mehr Abtastpunkte verwendet werden.
Sind die Prägevorgänge 52 abgeschlossen und ist die gesamte Codierung eingeprägt, wird das Identifikationselement 10 so weiterbearbeitet, dass die eingeprägte Codierung für einen Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Rundstab auf einen kleineren Durchmesser abgedreht, was durch die gestrichelte Linie in Fig. 5c veranschaulicht ist. Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.
Bezugszeichenliste
10 Identifikationselement
12 Codierungsbereich
18 Signalzone
20 mechanische Spannungen
22 Metallkörper
24 Symmetrische Vertiefung oder Ausfrasung
26 Loch für Schlüsselring
28 Schlüsselring
30 Identifikationssystem
32 Leseeinheit
34 Decodierungseinheit
36 Sensoreinheit
40 Identifikationskonsole
42 Öffnung
44 Gehäuse
46 Anschlusskontakte
48 Rohr
50 Prägemaschine
52 Prägevorgang
54 Prägestempel
100 Signatur
102 Amplitude
104 Ort

Claims

Patentansprüche
1. Identifikationselement (10) mit wenigstens einer Signatur (100), die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls wenigstens eine bekannte Codierung umfasst, die jeweils durch eingefrorene mechanische Spannungen (20) gebildet ist und wenigstens ein Codierungselement umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Zufallsgenerators erzeugbare Codierung wenigstens eine Zufallsebene aufweist.
2. Identifikationselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und/oder die wenigstens eine bekannte Codierung mehrere Codierungselemente umfasst.
3. Identifikationselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationselement (10) durch einen Metallkörper, vorzugsweise aus Edelstahl, (22) gebildet ist.
4. Identifikationselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper (22) die Form eines Stabs, vorzugsweise eines Rundstabs, aufweist.
5. Identifikationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signatur (100) eine elektromagnetisch wirksame Signatur (100) ist und berührungslos abtastbar ist.
6. Identifikationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zufallsebene mit wenigstens einer anderen Zufallsebene überlagert ist.
7. Identifikationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationselement (10) wenigstens einen Codierungsbereich (12) aufweist, in dem zumindest teilweise Codierungselemente der Codierung angeordnet sind.
8. Identifikationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einer Leseeinheit (32) als Ende des Codierungsbereichs (12) erkennbare Signalzone (18) dem Codierungsbereich (12) benachbart oder in den Codierungsbereich (12) integriert ist.
9. Identifikationselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung für einen Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar ist.
10. Identifikationssystem (30) mit einem eine Signatur (100) aufweisenden Identifikationselement (10) und einer Identifikationskonsole (40) zur Identifizierung des Identifikationselements (10) und/oder zum Betätigen eines Mechanismus, insbesondere eines Öffnungs-/Schließ-Mechanismus,
wobei die Signatur (100) wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls wenigstens eine bekannte Codierung umfasst, die jeweils durch eingefrorene mechanische Spannungen (20) gebildet ist und wenigstens ein Codierungselement umfasst, und
wobei die Identifikationskonsole (40) wenigstens eine Leseeinheit (32) zum Lesen der Codierung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Zufallsgenerators erzeugbare Codierung wenigstens eine Zufallsebene aufweist.
1 1 . Identifikationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zufallsebene mit wenigstens einer anderen Zufallsebene überlagert ist.
12. Identifikationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit (32) eine berührungslos und elektromagnetisch arbeitende Leseeinheit (32) ist.
13. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationskonsole (40) an die Form des Identifikationselements (10) an- gepasst ist.
14. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Positionen, Bewegungen und/oder Orientierungen des Identifikationselements (10) mit der Leseeinheit (32) unabhängig von der Ausgangsstellung des Identifikationssystems (30) relativ zur Leseeinheit (32) erfassbar sind, in welcher Ausgangsstellung das Identifikationselement (10) in die Identifikationskonsole (40) eingeführt wird.
15. Identifikationssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Abfolgen, welche die verschiedenen Positionen, Bewegungen und/oder Orientierungen des Identifikationselements (10) umfassen, mit der Leseeinheit (32) erfassbar sind.
16. Identifikationssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Leseeinheit (32) vorgelagerte Sensoreinheit (36) zur Erkennung vorgesehen ist, ob ein Identifikationselement (10) eingeführt wird.
17. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Signatur (100) versehenen Identifikationselements (10), die wenigstens eine mittels eines Zufallsgenerators erzeugbare Codierung und gegebenenfalls wenigstens eine bekannte Codierung umfasst, die jeweils durch eingefrorene mechanische Spannungen (20) gebildet wird und wenigstens ein Codierungselement umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Codierung auf das Identifikationselement (10) während wenigstens eines Prägevorgangs (52) mittels einer Prägemaschine (50) unter Erzeugung einer Zufallsebene eingeprägt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unabhängige Prägevorgänge (52) überlagert vorgenommen werden, von denen wenigstens ein Prägevorgang (52) eine vom Zufallsgenerator erzeugbare Codierung und/oder eine bekannte Codierung einprägt.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Prägevorgang (52) das Identifikationselement (10) so weiterbearbeitet wird, dass die durch den Prägevorgang (52) eingeprägte Codierung für einen Menschen nicht ohne weitere Hilfsmittel wahrnehmbar, insbesondere weder sichtbar noch tastbar ist.
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