專利名稱：適合于鑒別的介質(zhì)、及其鑒別系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于鑒別的介質(zhì)、及其鑒別系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在許多環(huán)境中，資質(zhì)鑒別和贗品制止力量是重要的。貨幣帳單、股票 及債券證書、信用卡、護(hù)照提貨單以及許多其它法律文件(例如契約、遺囑 等)，所有這些都必須真實(shí)可靠，以供可用。贗品的鑒別和制止在許多看起 來次要的環(huán)境中同樣是有重要性的。例如，改進(jìn)的檢驗(yàn)/贗品抵制機(jī)制將在 例如船舶集裝箱內(nèi)容的檢驗(yàn)、個(gè)人的健康或犯罪歷史的快速鑒定等方面非 常有用。根據(jù)定義，假冒產(chǎn)品是指一種產(chǎn)品、包裝、標(biāo)簽和/或其標(biāo)志的未 經(jīng)授權(quán)的復(fù)制物。造假者的誘人的目標(biāo)是具有重要商標(biāo)或象征價(jià)值的物品， 其中的生產(chǎn)費(fèi)用低于市場的價(jià)值。
在商業(yè)制造界，用于贗品或未經(jīng)授權(quán)貨品來說，在制作、分銷及銷售 中與真實(shí)的貨品直接竟?fàn)幰咽菍こＶ?。仿造已?jīng)成了全世界的傳染病， 特別在生活消費(fèi)品領(lǐng)域，包括織品、塑料、皮革、金屬的生活消費(fèi)品，或 這些種類的組合，例如衣服、手提包、皮夾、香水及其它生活消費(fèi)品。電 子及軟件產(chǎn)品也是假造者的特定目標(biāo)，這些假造者看中不使用許可證的條 件下的商標(biāo)或版權(quán)的價(jià)值。由于以降低生產(chǎn)費(fèi)增加(許可證費(fèi)用的獨(dú)占)為基 礎(chǔ)的成本節(jié)省在贗品生產(chǎn)中不是一個(gè)必要的因素，所以假貨顯然可以具有 高質(zhì)量并且與真實(shí)產(chǎn)品相似。的確，假貨與真貨的接近程度能夠讓消費(fèi)者 容易把假貨與真貨混淆。在其它情況中，針對不同的銷售及分銷實(shí)踐而分 割世界市場，以使該"贗品"貨實(shí)質(zhì)上與經(jīng)授權(quán)的貨品完全一樣。進(jìn)一步，在 許多實(shí)例中，生產(chǎn)商在來自知識產(chǎn)權(quán)所有者的許可證下產(chǎn)生貨品，因此在 該使用許可協(xié)議條款之外的銷售也是"贗品"。單在美國，預(yù)防犯罪和/或欺詐就是一個(gè)幾十億美元的市場。在商業(yè)領(lǐng) 域，象牛仔褲、化妝品及光盤/錄象帶之類的日常產(chǎn)品的標(biāo)記能夠防止仿造 (私賣)，并且通過合法的廠商防止未經(jīng)授權(quán)的欺詐復(fù)制品的進(jìn)口 。
已經(jīng)嘗試了各種方法限制贗品的出現(xiàn)。例如，某些人已經(jīng)嘗試通過在 產(chǎn)品上放置編碼或未編碼的標(biāo)記來保證物品的真實(shí)性(例如在藝術(shù)家的畫上 簽字)。很遺憾，該代碼很快被破譯，例如假造者學(xué)習(xí)復(fù)制一個(gè)簽字，這種 方法變成對鑒別目的來說無價(jià)值。在紙類產(chǎn)品的范圍中(例如貨幣)，預(yù)防仿 造的方法已經(jīng)使用二維筌別機(jī)制，例如水印標(biāo)記或?qū)ｉT的線紋裝飾，結(jié)合 在用于制造該貨幣的紙中。這些機(jī)制顯然有幫助，但是他們還可以被勝過。 例如，假造者漂白一個(gè)l美元的紙票(其方式使得標(biāo)志該專用貨幣紙的著色線
紋裝飾不被損壞)，然后在那上面打印一個(gè)100美元鈔票。因此，僅僅把物理
安全性資料投入到市場中將形式對于其自由使用的 一個(gè)限制。
其它的鑒別方法已經(jīng)利用了提供三維數(shù)據(jù)的機(jī)制。例如，在許多信用 卡上提供的全息照相提供可以預(yù)先校準(zhǔn)的多個(gè)變量(即相對于二維線水印標(biāo) 記而言)，并且隨后用于一個(gè)物品的真實(shí)性的檢驗(yàn)。然而，由于全息照相具 有一個(gè)預(yù)置的或決定性的圖案，它們也可以被復(fù)制及仿造制成品。而且， 由于該全息照相恒定不變，他們將會在應(yīng)用到貨品之前受竊，即在商業(yè)中 心從經(jīng)授權(quán)的貨品轉(zhuǎn)移到未經(jīng)授權(quán)的貨品。
由于假造者在本質(zhì)上已經(jīng)具有一個(gè)"固定的"獵取的目標(biāo)，所以利用確定 性圖案的鑒別機(jī)制先天地易受到仿造的傷害。高保密性方案，例如軍事碼 方案，具有時(shí)常變化的加密密鑰。然而，這種方法在保證有價(jià)值的時(shí)間敏 感信息方面有幫助，但是不能防止先前傳送信息的隨后解密。在該頻鐠的 另一端，基于鑒別機(jī)制的一個(gè)隨機(jī)的元素將提供一個(gè)不斷"移動"及非重復(fù)的 目標(biāo)，在不知道該編碼方案的條件下實(shí)際地不可能不被發(fā)現(xiàn)地復(fù)制。
最后，雖然現(xiàn)有的鑒別機(jī)制提供了在某些范圍中的足夠的保護(hù)而抵制 仿造，但是可得到的日漸強(qiáng)大的工具軟件將解碼加密信息，使得需要更安 全的方案用于長期保護(hù)的目的。例如，與其監(jiān)視及偵察活動結(jié)合，政府慣 例尋求對加密碼的破譯或智取。使用的技術(shù)隨即很快地被秘密部門采用， 并且甚至政府的規(guī)章力圖保持弱的加密標(biāo)準(zhǔn)，而促進(jìn)密碼破解。除了計(jì)算 機(jī)之外，當(dāng)今的假造者已經(jīng)介入了很強(qiáng)大的工具用于暗地里破壞物理復(fù)制 保護(hù)方案，例如彩色照相復(fù)制設(shè)備半導(dǎo)體芯片器件的逆轉(zhuǎn)工程等。這些元素的組合不斷地對于鑒別物品的新方法及機(jī)制提出強(qiáng)烈的需求，特別是要 求很少受到仿造和/或使用新防復(fù)制機(jī)制的影響的方法和機(jī)制。
在 一種意義上講，用于貼標(biāo)簽的消費(fèi)品的寬用途的安全性問題的考慮 歸結(jié)為是否有人能夠大批量生產(chǎn)具有對應(yīng)保密碼的仿造標(biāo)簽而不被檢測出 來。在一種極端的情況下，如果掃描器只是簡單地尋找標(biāo)志的位置，例如 尋找二維定位纖維的位置，則一個(gè)標(biāo)簽的筒單照相復(fù)制就的確見效。使用 熒光纖維將要求掃描器正確地照明該纖維以便使該纖維發(fā)熒光并且對照具 有異常熒光彩色的纖維鑒別。分色纖維將要求根據(jù)照射光源的極化以及彩 色筌別不同反映的反差纖維，并且需要在檢測到該圖案時(shí)復(fù)制該圖案的裝 置。顯然包括的要素越多越好。因此，最好測量那些需要專門設(shè)備進(jìn)行量 度及復(fù)制的安全特征。
現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的 一個(gè)問題是該方案進(jìn)行真品和贗品的鑒別時(shí)的可靠 性。如果鑒別方案過于嚴(yán)厲，真品將由于例如環(huán)境、曝光量、形變等方面 中的微小變化而被拒斥。另一方面，如果鑒別方案不嚴(yán)格，則可能使假貨
通過；即假造者可以學(xué)會在一個(gè)規(guī)則的基礎(chǔ)上欺騙該鑒別假貨的鑒別系統(tǒng)。 已有技術(shù) 反仿造標(biāo)簽方案
結(jié)合在此處作為參考的美國專利5592561建議了一個(gè)鑒別、跟蹤/反轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)，以及能夠跟蹤各種貨品的反贗品系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)控制計(jì)算機(jī)、 一個(gè)主計(jì)算機(jī)、 一個(gè)標(biāo)記系統(tǒng)和一個(gè)字段閱讀器系統(tǒng)，它們?nèi)考嫒莶⑶?能夠通過數(shù)據(jù)傳送鏈路實(shí)體鏈接。 一個(gè)可確認(rèn)、且是唯一的標(biāo)記置于每一 貨品上，或置于將要制造的貨物的外部材料上，以便使實(shí)現(xiàn)隨后的檢查。 該標(biāo)記或圖案包括加有加密圖案的標(biāo)記士某介的區(qū)域以及是加有這種標(biāo)記4某 介的區(qū)域。該圖案能夠由一個(gè)閱讀器掃描或捕獲并且解密成編碼數(shù)據(jù)。該 輸入隨即能夠在一個(gè)數(shù)據(jù)庫上直接地與一組真實(shí)輸入比較，或者被解碼并 且在中心定位的主數(shù)據(jù)庫上與 一組數(shù)據(jù)比較。該標(biāo)記系統(tǒng)提供對于壓印的 控制，實(shí)現(xiàn)在要求的重新鑒別之前打印有限數(shù)目的授權(quán)碼。為了提供標(biāo)記 確認(rèn)， 一個(gè)攝像機(jī)獲得壓印的圖像。在編碼的標(biāo)記壓印之后，獲得該標(biāo)記 的圖像并且集中地鑒別為 一個(gè)有效碼，它可以隨著涉及具體產(chǎn)品的相關(guān)信 息一起存儲在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中。通過把一個(gè)唯一加密圖案包括在標(biāo)記的物品 上而改進(jìn)標(biāo)記物品的監(jiān)視，該加密圖案具有例如唯一擁有者的標(biāo)識、唯一生產(chǎn)商的標(biāo)識、唯一工廠標(biāo)識、唯一目的地標(biāo)志和時(shí)間及日期信息。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,367,148、 5,283，422和4，814，589提供 用于檢測贗品目標(biāo)的系統(tǒng)，采用具有被存儲在經(jīng)授權(quán)的ID碼數(shù)據(jù)庫中的隨 機(jī)數(shù)的ID碼。
專利在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,367,319提供一個(gè)系統(tǒng)，其中例 如貨幣的一個(gè)目標(biāo);波隨機(jī)用例如一個(gè)噴墨打印機(jī)加標(biāo)記。通過測知隨片幾才莫 式的復(fù)制，檢測通過對標(biāo)的物進(jìn)行復(fù)制的制假。
自鑒別壓印碼
在此處結(jié)合作為參考的WO 97/25177(Shachrai等人發(fā)明)涉及一個(gè)寶石 標(biāo)記方法和設(shè)備，其中在一個(gè)實(shí)施例中提供一個(gè)記在寶石上的一個(gè)加密碼， 在一定程度上是基于該寶石的一個(gè)隨機(jī)或不可再生特征。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,499，924涉及一個(gè)數(shù)字照相機(jī)，具有 用于鑒別從一個(gè)圖像文件生產(chǎn)的圖像的設(shè)備。在此處結(jié)合作為參考的美國 專利5,351,302涉及一種用于鑒別目標(biāo)的方法,根據(jù)一個(gè)公用密鑰密碼方法而 編碼該目標(biāo)的一個(gè)可確定特征，例如一個(gè)順序編號。
物理安全光學(xué)方案
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,574,790提供一個(gè)多閱讀器系統(tǒng)，用 于根據(jù)多個(gè)傳感的熒光識別變量而鑒別產(chǎn)品，例如根據(jù)相對于一個(gè)調(diào)制照 明燈的波長、幅度和延時(shí)。該焚光標(biāo)志結(jié)合例如由于識別特征的條碼空間 分布，以便定義產(chǎn)品真實(shí)標(biāo)識的一個(gè)用戶確定的和可編程序的加密。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,623,579公開一個(gè)裝飾復(fù)合物產(chǎn)品， 它可以縱裂以便形式一種紗線產(chǎn)品，具有結(jié)合發(fā)熒光的和熒光裝飾的外觀。 該復(fù)合物產(chǎn)品包括一對兒熱塑性樹脂外層，在它們之間放置一個(gè)包括著色 成分的合成裝飾層，具有發(fā)磷光的著色劑和熒光著色劑，以及一個(gè)樹脂粘 合材料。出現(xiàn)的熒光著色劑在重量上相等于發(fā)磷光的著色劑的量。出現(xiàn)的 粘合劑材料可以從多元酯、聚亞安酯、以及丙烯酸的聚合物和共聚物中選 定，以丁二烯-丙烯腈橡膠以及聚亞安酯合成的混合物最好。該復(fù)合物產(chǎn)品 通過以合成物敷兩個(gè)樹脂薄膜制備，隨后在該薄膜涂覆面上互相連接這兩 個(gè)樹脂薄膜，并且加熱和加壓，把它們連接一起以便形成該裝飾復(fù)合物產(chǎn)
口cr o
在此處結(jié)合作為參考的美國專利3,942,154公開了 一種用于識別著色圖案的方法和設(shè)備。該方法包括對一個(gè)織品圖案中的個(gè)別象素的顏色進(jìn)行編 碼，通過把該象素在預(yù)選波長的透射或反射電平與表示一個(gè)基準(zhǔn)色的存儲 值比較，而產(chǎn)生表明象素該色的一個(gè)多比特代碼。用于此目的的一個(gè)比較 器結(jié)合了正比于波長或常量的一個(gè)誤差，以使如果用于該象素的輸入值是 在該存儲值的一個(gè)確定的范圍之內(nèi)，則該比較器的輸出將以存儲值表示標(biāo) 識。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利3，839,637公開具有在日光之下發(fā)不可 見光的材料的 一 個(gè)織品中的紗線中空過程的原始設(shè)想，但是只在當(dāng)蒙受紫 外線光的時(shí)候才有可見光，使得提供用于切割或測量標(biāo)志的引導(dǎo)線，以實(shí) 現(xiàn)在一巻布中的布的碼數(shù)量的可視計(jì)數(shù)而不必解開該布巻。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,289,547公開一種用于鑒別產(chǎn)品的方 法，把至少兩個(gè)光致變色的化合物的混合物合并到一個(gè)載體合成物中，兩
性，以便形成在產(chǎn)品上的鑒別顯示數(shù)據(jù)，讓顯示數(shù)據(jù)經(jīng)歷該鑒別的各種步 驟，激活全部光致變色的化合物，先漂白該光致變色的化合物的不足全部， 和/或漂白該光致變色的化合物的全部，各種激活，激活和漂白步驟之后， 通過檢驗(yàn)裝置檢查顯示數(shù)據(jù)以便實(shí)現(xiàn)鑒別。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,767,205公開一種標(biāo)識方法和標(biāo)識工 具，根據(jù)正?？醚劭梢姷奈⑿×Ｗ訄F(tuán)，每一團(tuán)中的粒子具有選定均勻的尺 寸、形狀和彩色。通過把粒子的全體從粒子團(tuán)的選定數(shù)目傳送到將要標(biāo)識 的物品而建立編碼識別，然后通過用光顯纟效4竟在高》丈大率之下4僉查該標(biāo)記 物品來確i人這種才示i只。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,883,332公開一個(gè)掃描焚光檢測。 在此處結(jié)合作為參考的美國專利5，591,527提供了光學(xué)安全產(chǎn)品和用于
制造該產(chǎn)品的方法，產(chǎn)品具有形成一個(gè)圖像的變化折射率層，它只能通過
一個(gè)窄觀看角度范圍觀看，并且在環(huán)境光(散射)中觀看，因此提供基片的真
實(shí)性的一個(gè)迅速地顯見的檢驗(yàn)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5，580,950提供負(fù)雙向折射硬芯聚合物
薄膜，由具有硬的芯主鏈的一類溶解聚合物組成，當(dāng)用于鑄造薄膜時(shí)，經(jīng)
歷一個(gè)自動取向處理，把該聚合物的主鏈并行到薄膜表面，導(dǎo)致一個(gè)顯示 負(fù)向雙折射的薄膜。在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,549,953提供具有光學(xué)可變的安全特 性的光記錄介質(zhì)。薄膜結(jié)構(gòu)具有隨觀察視角移動的一種固有彩色，既提供 光學(xué)變量安全性質(zhì)又提供由光裝置解碼的光數(shù)據(jù)。多層干擾具有一個(gè)透明 電介質(zhì)材料，以及由吸光材料、晶體結(jié)構(gòu)改變材料或磁光材料制造的記錄 層。數(shù)據(jù)被光學(xué)編碼或光學(xué)影印成象為條碼或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
物理安全方案打印
在多種應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中都具有使用光學(xué)可變色素的描述，例如在貨幣 的防制假應(yīng)用的油墨以及用于敷層合成物的各種應(yīng)用中。例如描述在美國 專利4,434，010、 4,704,356、 4,779,898、 4,838,648、 4，930，866、 5,059,245、 5,135,812、 5,171,363,以及5，214，530中，在此處結(jié)合作為參考。這些類型色 素的制備是通過把無機(jī)透明電介質(zhì)層、半透明金屬層和金屬反射層沉積到 一張韌性網(wǎng)形物，以及從該網(wǎng)形物分離那些層，使得把沉積薄膜的分層結(jié) 構(gòu)破碎成色素粒子。這些粒子是在不規(guī)則成形的平面色素碎片的形式。這 些色素能夠產(chǎn)生引人注目的可視效果，包括在其它色素類型中觀察不到的 分光效果。形成具有至少一個(gè)金屬反射層、至少一個(gè)透明電介質(zhì)層以及至 少一個(gè)半透明金屬層的一個(gè)多層薄膜干擾結(jié)構(gòu)。可利用這些層的各種組合 實(shí)現(xiàn)所期望的光學(xué)可變的效果。根據(jù)該色素的特定期望的特性可以有不同 的層厚度。例如，在此處結(jié)合作為參考的美國專利5，135,812中描述的用于 該金屬反射層的可用厚度是在80nm的數(shù)量級，用于半透明金屬層的是5nm, 以及多個(gè)特定設(shè)計(jì)波長的半波長厚度用于透明電介質(zhì)層。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5，193,853以及5,018,767提供了抗復(fù)制 方法，其中一個(gè)標(biāo)記的圖像具有一個(gè)微小的點(diǎn)或線間距，隨著通常的復(fù)制 裝置的正常掃描清晰度變化，使得這種機(jī)械的復(fù)制可檢測。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,514,085提供一個(gè)通過以封裝液晶標(biāo) 記文件而鑒別文件的方法，然后在把文件暴露在液晶的獨(dú)有光學(xué)特性之下 觀測該文件。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,507，349提供一個(gè)貨幣安全性系統(tǒng)， 采用合成物質(zhì)層以及可升華的染料在該層上形成圖像。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,601,683提供一個(gè)抵抗照相復(fù)制文 件，具有以溶劑敏感染基涂油墨打印的背景圖案或標(biāo)志。抵抗照相復(fù)制的 背景圖案或標(biāo)志的存在限制了復(fù)制。物理安全電石茲方案
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,602,381以及5,601,931涉及用于鑒別 標(biāo)簽的系統(tǒng)和方法，其根據(jù)在標(biāo)簽之內(nèi)的隨機(jī)分布的磁性粒子以及表示打 印在該標(biāo)簽上的分布的加密代碼以及壓印在該標(biāo)簽上的可能數(shù)據(jù)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利3，701,165公開一種標(biāo)記衣裝的方法， 利用了可用磁性檢測裝置檢測的一種物質(zhì)。當(dāng)在制造衣裝的過程中檢測到 衣裝部分上的磁化物質(zhì)時(shí)，隨即響應(yīng)該針腳的檢測而起動衣裝制造步驟。
結(jié)合在此處作為參考的美國專利4,820,912提供了 一個(gè)利用微波鑒別文 件的方法和設(shè)備，具有一種嵌入和散落在一個(gè)卡片基層構(gòu)件中的不銹鋼纖 維的隨機(jī)分布。對一個(gè)文件或卡片中隨機(jī)嵌入和散落的大量金屬線加微波， 響應(yīng)根據(jù)特定的規(guī)則在該文件或卡片的一個(gè)適當(dāng)區(qū)域中記錄的微波簽字， 作出一種正確數(shù)字的標(biāo)志響應(yīng)。為了檢查該文件或卡片的真實(shí)性，微波加 到該文件或卡片，微波簽字響應(yīng)與該數(shù)字的標(biāo)記核對。當(dāng)該微波簽字及該 標(biāo)志對應(yīng)時(shí)，該文件或卡片^皮確定是真實(shí)的。
物理安全方案-薄膜和嵌入燈絲
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,157，784公開一個(gè)文件安全系統(tǒng)，光 學(xué)地揭露印刷品的擦除或修改。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利3，391,479公開一種卡片安全系統(tǒng)，在 該卡片上提供一個(gè)分光的薄膜覆蓋信息。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利3,880，706公開一個(gè)文件安全系統(tǒng)，在 一個(gè)紙漿基片之內(nèi)提供一個(gè)熔融聚合物網(wǎng)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,247,318提供一個(gè)安全紙，由非編織 聚乙烯薄膜纖維紙頁形成。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，186，943公開一種鈔票或文件安全系 統(tǒng)，在該鈔票或文件體內(nèi)提供一個(gè)光學(xué)顯著不同的薄膜結(jié)構(gòu)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,445,039公開一個(gè)編碼文件安全系 統(tǒng)，具有一個(gè)利用可讀物理特征的一個(gè)安全部件。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，652，015公開用于紙幣以及貨幣的安 全紙，具有一種金屬化薄膜，在上面壓印有精確壓印。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，552,617公開一個(gè)文件安全系統(tǒng)，提 供微小載體材料的可溶解特性，在載體溶解之后在那上面有固定的編碼。
ii在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，437，935公開一個(gè)文件安全系統(tǒng)，提供微 小網(wǎng)形物材料的可溶載體，在網(wǎng)形物溶解之后在那上面有紙纖維和固定的 編碼。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,393,099提供一個(gè)用于貨幣類的抗復(fù)
制方法，有嵌入的微圖像安全特征，例如全息照相和衍射光柵。 加密和編碼方案
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5，426，700提供一個(gè)公眾密鑰/專用密鑰 系統(tǒng)，用于檢驗(yàn)文件的類別，以便檢驗(yàn)它的信息內(nèi)容。在此處結(jié)合作為參 考的美國專利5，420,924以及5，384，846提供安全標(biāo)識卡，帶有將要被鑒別的 目標(biāo)的圖象。在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,388,158提供一種用于制造 一種抵抗竄改或變更的安全的文件方法。
在此處結(jié)合的作為參考的美國專利5,375,170、 5,263,085和4，405,829提 供了加密和數(shù)字簽字方案。在此處結(jié)合的作為參考的美國專利5，600,725以 及5,604,804提供了公用密鑰-專用密鑰加密系統(tǒng)。在此處結(jié)合的作為參考的 美國專利5,166，978提供了一個(gè)微型控制器，用于實(shí)現(xiàn)所謂的RSA方案。所謂 的公眾密鑰/專用密鑰加密協(xié)議，例如可從RSA、 Redwood CA得到的協(xié)議可 能用來以"It字簽名"給細(xì)工品加標(biāo)記。參見R丄.Rivest 、 A.Shamir和 L.Adelmann的"用于獲得數(shù)字簽名和公開密鑰保密系統(tǒng)的方法"，(1978年2月 的ACM21(2):120-126頁)，特別在此處結(jié)合作為參考。在此情況中，利用所 謂的專用密鑰，編碼部分用一個(gè)適當(dāng)?shù)乃惴ň幋a該數(shù)據(jù)。為了解碼該消息 該消息必須擁有第二個(gè)碼，稱為公用密鑰，因?yàn)槠淇梢苑咒N到公開并且與 編碼當(dāng)事人關(guān)聯(lián)。使用此公用密鑰時(shí)，解密該加密信息以及編碼方檢驗(yàn)的 標(biāo)識。在此方案中，編碼方不需要被通知檢驗(yàn)程序。關(guān)于此方案的已知變 化允許在每一方之間依次傳送，或附帶條件密鑰確保除了鑒別過程之外的 數(shù)據(jù)的安全性。請參閱W.Diffie以及M.E.Hellman的"加密術(shù)中的新方向 "(IEEE信息論Vol.IT 22 pp. 644-654 , 1976 ， 11月)；R.C.Merkle以及 M.E.Hellman"隱藏信息和門限信息庫中的簽字"(正EE信息論Vol. IT pp. 525-530, 1978， 9月)；Fiat和Shamir"如何驗(yàn)證你自己的標(biāo)識和簽字問題的 實(shí)際解決方案"(Proc. Crypto 86 pp. 186-194 1986， 8月)；"DSS: —種數(shù)字簽 名算法的規(guī)范"(National Institute Standards and Technology, 1991, 8月)；和 H. Fell和W. Diffie"根據(jù)多項(xiàng)式代替的 一 種公用密鑰方案的分析"(Proc.Ciypto.(1985)pp. 340- 349),特別地在此處結(jié)合作為參考。
使用DES類型加密系統(tǒng)的不同編碼方案不允許由公眾解碼該信息，而 是只由經(jīng)授權(quán)的人擁有該碼。因此需要編碼方的巻入，其解碼該信息并且 協(xié)助寶石鑒別。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,191,613、 5,163,091 、 5,606,609和 4,981，370提供利用電子公證人技術(shù)的文件鑒別系統(tǒng)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利5,142,577、 5,073,935、和4,853，961提 供用于鑒別電子文件的數(shù)字公證人方案。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，816，655提供一個(gè)文件鑒別方案，它 使用 一種公用密鑰-專用密鑰方案并且進(jìn)一步使用來自該文件的未加密的信 息。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4，637，051提供一個(gè)用于打印加密信息 的系統(tǒng)，其加密信息難于偽造或變更。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,630,201提供一個(gè)電子的事務(wù)處理檢 驗(yàn)系統(tǒng)，把隨機(jī)數(shù)值用于編碼處理事項(xiàng)數(shù)據(jù)。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4,463,250提供一個(gè)方法，根據(jù)低密度 編碼方案和一個(gè)文電鑒別算法檢測仿造碼。
在此處結(jié)合作為參考的美國專利4463250涉及有全息安全性裝置的鑒定。
還請參閱美國專利4,150,781、 4，494，381 、 4,637,051、 4,864,618、 4,972,475、 4,982,437、 5,075,862、 5,142,577、 5,227,617、 5,283,422、 5,285,382、 5,337,361、 5,337,362、 5,380,047、 5,370,763、 5,243,641 、 4,514,085、 4,199,615、 4,059,471、 4,178,404、 4,121,00、 35,422,954、 5,113,445、 4,893,338、 4,995,081、 4,879,747、 4，868,877、 4，853，961、 4，812，965、 4,507,744、和EP專利0，328,320, 在此處結(jié)合作為參考。
因此，依然存在對于制造過程中貨品進(jìn)行控制、實(shí)現(xiàn)貨品直接標(biāo)記的 系統(tǒng)和方法，且實(shí)現(xiàn)標(biāo)志的檢測/交叉允許，以使貫穿商務(wù)的流動中貨物被 唯一地標(biāo)識和跟蹤。另外，在依然存在對一種用于標(biāo)記的方法和系統(tǒng)的需 要，使得該標(biāo)記不能以通?？傻玫降难b置容易復(fù)制，以使該標(biāo)記包含用于 產(chǎn)品鑒別、標(biāo)識及跟蹤的充分的信息。依然存在對于一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)記方法的 需要，其中針對個(gè)別產(chǎn)品詳細(xì)說明該標(biāo)記，因此防止真實(shí)標(biāo)簽被置于不同產(chǎn)品上，并且防止該標(biāo)簽或關(guān)聯(lián)實(shí)物的偽造。
進(jìn)一 步存在改進(jìn)提供用于標(biāo)簽的安全特征以及抗復(fù)制方案的系統(tǒng)以及
方法的需要，提供物理安全，其適用于大批市場消費(fèi)品；即需要一個(gè)改進(jìn) 的系統(tǒng)以及方法，其低成本、容易應(yīng)用、具有安全的硬件設(shè)計(jì)、并且容易 由物理安全和標(biāo)識碼鑒別。直到此時(shí)，這樣的系統(tǒng)具有各種缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一個(gè)提供物品鑒別的系統(tǒng)，提供安全性的至少兩個(gè) 級別， 一個(gè)物理級別，由一個(gè)可觀測特征提供的鑒別證書；以及一個(gè)信息 級別，通過把該鑒別證書和/或?qū)⒁昏b別物品的唯一特征(例如可觀測特 征)編碼成在該證書上的 一個(gè)標(biāo)記而提供。
為了提供阻礙標(biāo)簽轉(zhuǎn)移(從真實(shí)的貨物清除并且與假貨重新關(guān)聯(lián))的一 個(gè)安全性的級別，加標(biāo)記物品的一個(gè)特征也可以用加密格式在該鑒別證書 上編碼。因此，該標(biāo)簽針對該物品特定制造。在此情況中，物品的特定特 征不需要被公開，例如從一組潛在特性中選定。在此情況中，在此級別的 鑒別不由不可相信的人員直接執(zhí)行，或是在一個(gè)安全的環(huán)境中完全自動執(zhí) 行。例如， 一個(gè)特定隨機(jī)或非確定圖案或該物品的關(guān)系，最好包括該物品 標(biāo)簽的關(guān)系，可以被測量作為該特征。物品的不同類別可以限制，例如八 或更多不同和隨機(jī)的分布配置。該標(biāo)簽以物品的類編碼，由于該類必須被 確定然后才能正確地實(shí)現(xiàn)以鑒別為目標(biāo)的編碼，所以4吏得大批復(fù)制變得困 難。確定期望的需要程度將確定該物品的屬性和它的測量方法，記住，該 屬性必須在用于鑒別的字段中可靠地測量；反過來，屬性和測量方法的選 擇將影響鑒別的可靠性和穩(wěn)定性。明顯地，也可以編碼多個(gè)屬性用于附加 安全性。
在此處使用的"不規(guī)則地間距"詞組包括隨機(jī)的間距，例如沒有采用圖案 和承易受統(tǒng)計(jì)的變化，以及偽隨機(jī)數(shù)間距，例如由一個(gè)復(fù)雜的公式確定的 一個(gè)圖案中的間距，在共同的分析的范圍之內(nèi)，不可能觀察到重復(fù)或解密 該復(fù)雜的7^式。
因此，為了解決以假貨重新關(guān)聯(lián)一個(gè)真實(shí)證書的第二問題，可以測量 貨物的唯一或隨機(jī)的屬性，并且以與該物品或證書上壓印關(guān)聯(lián)的方式存儲。 因此，在該證書鑒別中，除了必須做標(biāo)簽之外，還要原始貨品的分析。對任何特征來說，總數(shù)可以具有類別的有限數(shù)目，給定對于實(shí)現(xiàn)制造而提供 一個(gè)測量可靠性容差的需要，并且測量容差及允許貨物在時(shí)間之上輕微的 變化仍然被歸類為真實(shí)的。因此，真實(shí)性證書以及物品兩者的特性編碼都 適當(dāng)帶有預(yù)定的精度，以便提供具有很少誤差的可靠鑒別。在一個(gè)實(shí)施例 中，將要測量物品的特征本身被安全地編碼鑒別證書上，以使直到解碼為 止，其編碼不被知道將要度量哪一特征。
編碼的壓印可以用公知方式形成，例如墨水噴射、激光印刷機(jī)、機(jī)械 的壓印等等。對金融界儀器來說，例如支票，編碼壓印最好打印，象一個(gè)
磁性墨水編碼記錄(MICR)那樣，以便兼容現(xiàn)有的支票閱讀設(shè)備。在銀行支 票情況下，鑒別最好結(jié)合一個(gè)支票截短系統(tǒng)中使用，其中鑒別的支票被檢 驗(yàn)、成像，然后物理毀壞的支票及處理的圖像并用于清除該資金。見在此 處結(jié)合作為參考的美國專利5，668,897和5，748,780。
在許多實(shí)例中，例如紙幣和支票實(shí)例中，鑒別證書本身是有價(jià)值的物 品，并且沒有外部的貨物關(guān)聯(lián)；但是，證書可以具有單獨(dú)標(biāo)志(例如一個(gè)支 票的說明)或序列編號。在此情況中，這些標(biāo)記可以編碼成代碼，以便防止 竄改或偽造。
與之前方法相對照，根據(jù)本發(fā)明該紙幣以及支票自鑒別，即它們包含 充分的信息和信息編碼的充分安全性，以便提供一個(gè)高真實(shí)性的可能。雖 然可以提供一個(gè)索引用于一個(gè)遙控?cái)?shù)據(jù)庫的基準(zhǔn)，但是在一個(gè)最佳實(shí)施例 中，針對顯示鑒別來說，此遙控?cái)?shù)據(jù)庫不需要。
因此本發(fā)明包含一個(gè)鑒別裝置，其可能由相對非專業(yè)用戶用來鑒別一 個(gè)證書，以便提供該證書的一個(gè)確認(rèn)(例如標(biāo)簽、鈔票、支票、編織物品等)， 同時(shí)保持方案的安全性。因此，例如安全特征可以被提供來防止使用該鑒 別裝置"破譯"該編碼方案。因此，可以希望該鑒別裝置有若干特性(l)小 尺寸，例如小于0.05立方米，最好小于0.01立方米；(2)低功率消耗，例如小 于100瓦特平均值，最好小于l瓦特靜止功耗，從電源的20瓦特最高功率消 耗；(3)物理安全性，抵抗折卸和逆轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)；(4)電子保密，抵抗逆轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)或 代碼讀出；(5)操作的安全，抵抗重復(fù)檢驗(yàn)仿造證書企圖；(6)超時(shí)授權(quán)，需 要周期的重新鑒別用于其余操作；(7)審計(jì)跟蹤能力，跟蹤用戶以及特定用 途；(8)自適應(yīng)能力，補(bǔ)償轉(zhuǎn)換時(shí)間，例如污祐、故障像素、佩戴等等；(9) 不可預(yù)測的鑒別方案，例如在用于正常分解的大細(xì)節(jié)中選擇地分解該證書的不同子部分；(IO)用于多個(gè)冗余的和獨(dú)立加密方案的高保密性加密算法和 任意支持。
標(biāo)簽或證書可以帶有具有多級別的碼提供。因此，即使第一級別代碼 被破譯， 一個(gè)或者多個(gè)后備代碼可以隨即使用。此系統(tǒng)較單一級別復(fù)雜的 碼的優(yōu)點(diǎn)在于，使用在第一實(shí)例中的檢測裝置的復(fù)雜性可以降低，并且更 高級別代碼的特性甚至其存在直到需要為止不需要顯示。
為了防止標(biāo)簽或證書的大批復(fù)制，最好是加密和打印一個(gè)表示該標(biāo)簽 或證書的變化特征的一個(gè)代碼。在檢驗(yàn)該代碼過程中，必須對應(yīng)關(guān)聯(lián)的特 性。這種系統(tǒng)顯著地附加了任何贗品方案的復(fù)雜性，仍然允許標(biāo)簽或貨品以 及證書的生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行。在一個(gè)簡單系統(tǒng)中，僅僅檢測隨機(jī)的或偽隨機(jī)代 碼的重復(fù)，指示簡單的復(fù)制。
為了防止在一個(gè)不同物品上的真實(shí)標(biāo)簽的替換，該物品一個(gè)唯一、隨 機(jī)的或準(zhǔn)唯一特征被編碼在該標(biāo)簽上。這樣，可以檢測標(biāo)簽到其它貨品的 變換。
為了提供抵制加密泄露的穩(wěn)定性，可以使用多個(gè)編碼方案，例如，如 果編碼方案之一被"破譯"，避免整個(gè)系統(tǒng)失效。例如在該證書上可以提供三 個(gè)不同代碼，釆用三個(gè)不同算法，并且可能地根據(jù)三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。
最好，該編碼和鑒別使用防止竄改、逆轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)、或重大詢問的一個(gè)系 統(tǒng)，其可以導(dǎo)致基礎(chǔ)的算法的確定和/或針對假貨的有效代碼的產(chǎn)生。因此， 例如， 一個(gè)安全中心的服務(wù)器可以在安全的通信信道之上提供鑒別業(yè)務(wù)。
自鑒別可以根據(jù)一種公用的試驗(yàn)算法，但是，除非此算法是非常安全 的，最好不被用于高保密性應(yīng)用，而可以接受在中等的安全性應(yīng)用中。該 危險(xiǎn)是，如果發(fā)現(xiàn)或釋放專用(秘密)力。密密鑰，則丟失編碼的有效性，進(jìn)一 步，直到帶有破譯編碼的真實(shí)的貨品的存儲被耗盡為止，假造者可以繼續(xù) 從事假造而未被發(fā)現(xiàn)的。自鑒別方案直到代碼被破譯一直易受連續(xù)的泄露 嘗試； 一旦發(fā)現(xiàn)鑒別代碼(專用密鑰)，其可以反復(fù)地使用。
應(yīng)該指出，在證書上壓印的代碼不需要是可見的和/或可理解的，但是 應(yīng)該本身是一個(gè)安全特征。因此，可以使用專用油墨、打印技術(shù)或信息存 儲方案。
例如，策劃的或"偽隨機(jī)"不規(guī)則性(表面上隨機(jī)，但是以數(shù)據(jù)圖案攜帶 信息)可以加于該標(biāo)記，以1"更在一個(gè)顯式標(biāo)志圖之上編碼附加信息。在標(biāo)記過程中的這種不規(guī)則性可以包括點(diǎn)位置、強(qiáng)度和/或尺寸調(diào)制、以及點(diǎn)的重 疊變化程度。由于不知道編碼圖案，位置的不規(guī)則性將象隨機(jī)圖像跳動那 樣出現(xiàn)，強(qiáng)度不規(guī)則性將隨機(jī)出現(xiàn)。因?yàn)橐粋€(gè)偽隨機(jī)圖案將重疊在一個(gè)隨 機(jī)噪聲圖案上，所以可以希望利用正向和/或反向誤差校正碼相對于一個(gè)實(shí) 際編碼的位置或先前形成標(biāo)記的強(qiáng)度不同地編碼該偽隨機(jī)噪聲。因此，通 過利用實(shí)際的標(biāo)志圖的反饋而不是理論的圖案的反饋，偽隨機(jī)信號的幅度 可以降低接近到實(shí)際的噪聲幅度，同時(shí)允許可靠的信息檢索。通過減小偽 隨機(jī)信號級別和把該偽隨機(jī)信號調(diào)制在實(shí)際的噪聲上，使得該標(biāo)記的復(fù)制 變成困難得多，因?yàn)樵肼暠旧硎请S機(jī)的，并且靠近或超出該標(biāo)記系統(tǒng)精度， 所以不事先知道編碼方案將更難于檢測該代碼。
雖然字母數(shù)字的代碼和其它直觀代碼可以通過眼閱讀，但是復(fù)雜的編 碼方法可能需要專門的設(shè)備閱讀。因此，本發(fā)明的另一方面提供了一個(gè)用 于閱讀證書上銘記代碼的自動系統(tǒng)。圖像分析能力通常將被調(diào)諧或適合用 于使用編碼的類型，減少對該標(biāo)記相關(guān)細(xì)節(jié)的分析。因此，出現(xiàn)在標(biāo)志圖 中的偽隨機(jī)代碼、分別標(biāo)志位置和其相互關(guān)系被分析。
因此，本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例在于解決上述指出的問題并且通過提供一 個(gè)利用熒光分色纖維的鑒別機(jī)制來克服已有技術(shù)中內(nèi)在的不足。纖維被隨 機(jī)的而非確定性地嵌入到、或形成基片的一部分。這意味著，通過研究任 何一個(gè)基片，在任何其它基片中的圖案、以及表示圖案的代碼都不顯見。 可以利用基片的一個(gè)標(biāo)識把圖案存儲在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，索引該基片的存儲 特性，和/或用一個(gè)壓印加密代碼編碼在該基片上。
最佳系統(tǒng)采用了一個(gè)片狀材料，鑒別證書或標(biāo)簽，包含熒光染料浸漬 的分色纖維，組合形成一個(gè)高保密性系統(tǒng)，在一個(gè)廣泛的應(yīng)用范圍中阻礙 仿造。分光聚合纖維也可形成將要鑒別的物品的局部。這些纖維生產(chǎn)是相 對困難的，把它們嵌入到紙或編織貨品中需要專用的設(shè)備。而且，這些纖 維是可用肉眼觀測的，令人失望的低復(fù)雜性嘗試的證書仿造將沒有此特征。 通過使逆向工程過程極為困難和昂貴，本系統(tǒng)允許即時(shí)的標(biāo)簽字段的鑒別， 同時(shí)保持抵制復(fù)制的高等級的安全性。沒有兩個(gè)標(biāo)簽是相似的，然而它們 能夠非常經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)生。為了確定壓印代碼是否對應(yīng)于證書本身，完全隨機(jī) 的光纖圖形由一個(gè)光照明并且由一個(gè)掃描器閱讀。產(chǎn)生的圖案隨即與編碼 圖案比較以便確定真實(shí)性。根據(jù)一個(gè)最佳實(shí)施例，證書上的圖案被表示為投影在一個(gè)表面上的圖 像，該表面不需要被限制為一個(gè)紙頁平面。因此，證書圖案的相對形變可 以利用公知技術(shù)的數(shù)學(xué)分析決定。表現(xiàn)為纖維的損失或晦澀、噪聲、由于 干擾因素引起的環(huán)境的污染、原始編碼過程中的誤差或干擾等的相對形變 以及該編碼圖案的任何其它失常，都隨即被用于確定該證書本身是否對應(yīng) 于原來編碼證書的可能性。因此，根據(jù)鑒別證書的性質(zhì)中的隨機(jī)變化以及 關(guān)聯(lián)安全碼的產(chǎn)生中的隨機(jī)變化，該確定的真實(shí)性與它的可靠性關(guān)聯(lián)。在 鑒別處理中可以隨即使用一個(gè)閾值，定義一個(gè)可接收的誤碼率(虛假的正以 及虛假的負(fù))。
為了產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)鑒別而不訪問中心信息儲存(數(shù)據(jù)庫)的 一個(gè)信息的安全 級別，確定該分色纖維的隨機(jī)或唯一的位置或特定特性，并且用于產(chǎn)生一 個(gè)加密代碼，其中該加密算法密鑰(或?qū)Ｓ妹荑€)被保持在秘密狀態(tài)。因此， 代碼必須匹配用于該證書鑒別的該分色纖維位置或特性。因?yàn)樵摲止庑再|(zhì) 提供了現(xiàn)有復(fù)制系統(tǒng)不能控制的一個(gè)特征，所以利用編碼的該證書很難未 暴露地復(fù)制。
在一個(gè)實(shí)施例中，物品本身以一個(gè)或者多個(gè)分色纖維加標(biāo)記，其位置、 方向或特性被編碼在該證書上。例如， 一個(gè)設(shè)備可以把分色纖維縫合到衣 裝的唯一或半唯一的位置。這些纖維可能是幾乎不可見，然而用專門檢測
設(shè)備可容易地檢測；此外，分色纖維可能明顯地出現(xiàn)，例如形成一個(gè)標(biāo)識。 這種標(biāo)識可以呈現(xiàn)有特色的可見的特征，允許人們鑒別該目標(biāo)，至少在安 全的級別上鑒別該目標(biāo)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，纖維可以帶有圖案中的空間變化，例如分 光性、彩色、涂層厚度等等變化，把附加的、難于再生的自由度提供到安 全方案中。這些變化可以是隨機(jī)或相對地唯一的，例如可以包括唯一地鑒 定該物品的足夠信息內(nèi)容。例如，可以在制造過程中通過改變纖維的"延伸" 而控制一個(gè)分色纖維沿著長度方向的極化角，或是通過后置修改，例如用 激光二極管加熱，以便形成在該纖維上的極化角圖案在距離上的變化。該 圖案可以是真正隨機(jī)的，或偽隨機(jī)的，具有一個(gè)任意大的重復(fù)周期或具有 一個(gè)規(guī)則的圖案。在任何情況下，隨著纖維(或者在物品或者在證書本身上) 編碼在一個(gè)鑒別證書上，該纖維被針對其特定性質(zhì)作分析，并且此性質(zhì)以 及與其它性質(zhì)的可能的相互關(guān)系在一定程度上被用于編碼該證書。要指出，纖維上的這種圖案的復(fù)印是特別困難的，使得這種可用的附加安全特征超 出了僅僅存在的分色纖維。
如上所述，用選擇染色或漂白一個(gè)纖維或通過選擇地延伸纖維的某些 部分而引入分光性，紗線或纖維可以被賦予一個(gè)變化的分光特征。在一個(gè) 實(shí)施例中， 一個(gè)光束，例如一個(gè)激光光束可能用來激發(fā)和選擇在該纖維中 的漂白染料，提供一個(gè)用于把信息"寫入"到纖維中的系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施例 中，纖維或基片涂覆有一個(gè)磁-光記錄層，被有選擇地在高于居里溫度之上 加熱并且有選擇地經(jīng)歷磁場處理，以便引入一個(gè)可測量的光偏振效果。
在與制造工藝結(jié)合過程中或根據(jù)一個(gè)使用目的可以修改纖維。當(dāng)一個(gè) 激光器用于修改纖維時(shí)，其加熱該纖維，從而改變分子的排列，和/或可以 漂白纖維中的染料，因此減小熒光類的濃度。激光器可以按一個(gè)規(guī)則圖案 驅(qū)動， 一個(gè)隨機(jī)模式驅(qū)動， 一個(gè)偽隨機(jī)圖案驅(qū)動或在一個(gè)混亂的狀態(tài)操作 中驅(qū)動。在后者的情況中，使用的是該激光器的內(nèi)在的不穩(wěn)定性。要指出，
根據(jù)Van Wiggeren和Roy在論文"用無序激光器的通信"(Science, 279:1198-1200， 1998年2月20日)中的方法， 一個(gè)信息信號可以調(diào)制到激光器 輸出并且用無序變化掩蓋，提供一個(gè)加密的數(shù)據(jù)信號。通過復(fù)制具有相似 特性的接收系統(tǒng)激光器的狀態(tài)，包括操作參數(shù)和起動狀態(tài)，有可能從該輸 出信號解碼出該數(shù)據(jù)。請參閱Gauthier.D丄"混沌已經(jīng)再 一 次出現(xiàn)" 一 文 (Science 279:1156- 1157, 1998年2月20日)。因此，例如一個(gè)可以把一個(gè)順序 編號或其它編碼傳授到纖維，其將難于在不知道編碼系統(tǒng)參數(shù)的情況下檢 測或復(fù)制，從而提供附加的安全性級別。
因?yàn)槔w維的分光性與染料分子相關(guān)，所以有可能在該纖維之內(nèi)包括多 個(gè)染料類型。具有不同的吸收和熒光頻鐠的每一染料是可分別地檢測的。 而且，不同染料濃度可以在制造工藝過程中改變，或隨后通過一個(gè)激光器 以一個(gè)特定染料類的最大吸收波長有選擇地漂白。因此，例如通常利用可 用的三個(gè)彩色圖象檢測器，可以檢測三個(gè)分別的染料，提供用于一個(gè)鑒別 方案的附加自由度。要指出，雖然分色纖維是最佳選擇，但是不需要把每 一染料與一個(gè)分光的性質(zhì)或一不同的分光的性質(zhì)關(guān)聯(lián)。因此，分光性、熒 光性及吸收和/或傳送特性可以是該纖維的潛在的不同特性。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供具有分光性質(zhì)的微粒。在此情況中， 數(shù)據(jù)映象包括微粒的位置和極化軸方向，在來自一種染料線性熒光輻射軸的情況下應(yīng)該理解為是一個(gè)三維矢量，而在來自 一種染料放射對稱焚光輻 射情況下應(yīng)該理解為是一個(gè)二維矢量?？梢岳靡粋€(gè)打印處理，例如光刻 技術(shù)、噴墨打印、專用激光打印(仔細(xì)從事以避免在溶劑中的分光特性的不 希望的更改)等把這些微粒加到 一個(gè)物品。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分色纖維是由把熒光染料混合到聚合物基 體中的酰胺纖維組成。在形成處理過程中，纖維被延伸，沿著延伸軸對準(zhǔn) 分子。這種非均勻性特征導(dǎo)致分光特性，不同地影響變化偏振軸的光。因 此，由于這種差動效果，纖維將具有一個(gè)光偏振旋轉(zhuǎn)，特別是以對應(yīng)于熒 光染料的吸收和/或輻射的波長偏振旋轉(zhuǎn)。要指出，酰胺纖維本身也可能是
分光的，但是以直觀或其它容易測量的波長通常不容易觀察到該效果；另
一方面，這種染料是專門選定用于進(jìn)行可用的光學(xué)交互作用，并且在過程 條件之下獲得高程度的非均勻性。
最佳酰胺纖維分色纖維允許若干鑒定變化，例如纖維中染料的量或類 型的變化，在制造過程中或之后、或在一個(gè)鑒定基片中布局之后，纖維在 光、熱、物理或化學(xué)(例如化學(xué)或光漂白、加熱、延伸或纖維形變)方面的特 性的變更。如所見，若干自由度的可能提供若干用于檢測的策略，使得復(fù) 制困難。最佳變化是染料的量和物理延伸的變化，二者都可以在纖維的制 造工藝的早期被控制。最好在相當(dāng)短距離上提供這兩個(gè)變化，例如在毫米 范圍或更小的距離上，提供相當(dāng)高的信息攜帶能力，并且這將允許相當(dāng)短 的纖維長度，以便提供充分的信息鑒定該基片。此外， 一個(gè)調(diào)制激光器可 能用來修改該纖維，以便改變?nèi)玖虾?或分子的鏈接結(jié)構(gòu)。這種激光器編碼 能夠被應(yīng)用在微米物理等級，并且能夠被控制以便減小容差。但是，微觀 等級變化可以在加標(biāo)記處理過程中封閉，并且在纖維中可能相對于封閉元
素出現(xiàn)偏移；因此，用于讀出微觀變化而設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)必須是可靠的，
并且提供統(tǒng)計(jì)閾值以便避免誤證實(shí)和/或誤鑒定。
也可以使用對環(huán)境條件有選擇地敏感的纖維，例如對溫度、濕氣、氣 體等等敏感的纖維，以使在特性中的改變，例如光特性的改變能夠根據(jù)這 種條件中的 一個(gè)變化而被測量。
以纖維形成的標(biāo)簽可以根據(jù)纖維的鑒定位置和/或纖維的鑒定特性而;f皮 標(biāo)識。纖維可以用實(shí)現(xiàn)可靠的標(biāo)識但是不劣化鑒定特征的密度隨機(jī)地散布 在一個(gè)載體材料中。例如，纖維可以混合到紙漿中以便形成紙，例如用于美國貨幣紙的處理過程。隨即確定纖維的位置，實(shí)現(xiàn)在纖維位置和基片的 標(biāo)識之間的相關(guān)。
纖維的使用最好保持在可以接受的低范圍中，以便控制和最小化纖維 材料和標(biāo)簽的公開發(fā)行。如果大量的纖維材料或標(biāo)簽被制作得公開可得， 則隨即增加這些纖維或標(biāo)簽的重新使用的危險(xiǎn)性，因此把限制該纖維的出 現(xiàn)作為一個(gè)安全性量度。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該纖維可以包括一個(gè)在經(jīng)過時(shí)間或環(huán)境曝光 的過程中不逆變的成分，使得纖維在市場中更難于長期存留。這種成分例 如是一種染料或添加劑，隨環(huán)境光或正常狀態(tài)下氧曝光而降低，甚至是在 形成纖維之內(nèi)的一個(gè)漸進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)然，這種退化限制了存儲和 運(yùn)送正常貨品能力，即在一個(gè)長時(shí)間期之后確認(rèn)真實(shí)的能力，而強(qiáng)迫對可 疑貨品加快鑒別。因此，選擇這種程序的實(shí)施方案局限于適當(dāng)?shù)臈l件。
纖維的編碼特性最好可以在相當(dāng)高速自動地確定，允許原始標(biāo)簽和鑒 別處理有效率地進(jìn)行，不需要非常熟練的操作員或可信的人員。
其中該纖維被結(jié)合到與 一個(gè)物品鏈接的標(biāo)簽，該圖像掃描器最好是一 個(gè)二維圖像掃描器,而用于紙幣、證書和支票最好是一個(gè)行掃描成像傳感器。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中， 一種編織標(biāo)簽被形成包括安全性絲狀物， 例如分色纖維，和/或各種編碼纖維，作為其結(jié)構(gòu)的一部分。分色纖維也可 以被與具有低分光性的幾乎完全相同的纖維相混合。以足夠的密度提供特 殊纖維以便提供期望的安全性級另lj(定義一種最小的信息內(nèi)容)，并且被限制 在最大的密度中，以便避免在感興趣的特定性質(zhì)的檢測中的干擾。該標(biāo)簽 可以是象單一短的纖維的長度那樣小，或甚至可以完全由編碼或?qū)Ｓ玫睦w 維形成。這種標(biāo)簽可以是自身用一個(gè)安全性或識別碼打印標(biāo)簽，或是打印 在與該物品關(guān)聯(lián)的另一基片上的一種代碼，例如一個(gè)裝飾標(biāo)識牌或其它標(biāo) 簽。
因此，分色纖維可以結(jié)合到一種產(chǎn)品標(biāo)簽中。例如，許多衣裝具有編 織的標(biāo)簽。因此該分色纖維可以被結(jié)合到該編織過程中，以便在編織或縫 紉處理中利用分色纖維線軸形成標(biāo)簽的整體部分。為了在僅出現(xiàn)分色纖維 之處提供增加的安全性，例如酰胺纖維的分色纖維具有一種熒光染料并且 具有分光特征，沿著其長度非均勻染色和/或分光。這種非均勻性可以集合 到該酰胺纖維形成過程，或一個(gè)形成纖維的后續(xù)改良過程。該分光特性可以通過在制造步驟過程中通過機(jī)械延伸該纖維而被改變，以便改變分子的 相對排列，從而改變偏振軸，導(dǎo)致分光性。這些制造變形可以真正是隨機(jī) 的、規(guī)則的或偽隨機(jī)的，即表面上是隨機(jī)，但是通過一個(gè)公知算法產(chǎn)生的。 可能使用一個(gè)相對小的數(shù)目的分色纖維，攜帶充分的信息，以便唯一地或 似唯一地鑒定該標(biāo)簽。但是，整個(gè)的編織的標(biāo)簽可以由編碼、混合編碼、 未編碼纖維組成，或組成整個(gè)編織標(biāo)簽的任何部分。
在衣服或編織貨品的情況下，分色纖維可以形成貨物本身的一個(gè)部分， 并且的確可以編織成一個(gè)標(biāo)識或標(biāo)記。例如，在一個(gè)衣裝中， 一個(gè)特定針 腳圖案或接縫針腳與基礎(chǔ)織品編織的關(guān)系可以被作為該特征。例如，根據(jù) 針腳編織及織品編織，衣裝的類可以具有10種不同和隨機(jī)的分布配置。在 該衣裝的一個(gè)特定部分的針腳圖案與布的絲狀的相互關(guān)系通常是隨機(jī)、然 而是穩(wěn)定的。對其它產(chǎn)品來說產(chǎn)品可以測量一個(gè)尺寸或容差、彩色或著色 分布、不可見的標(biāo)記分布等等。
為了檢測該分光特性，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了使用具有不同特性 的兩個(gè)光源，例如具有不同波長或極化角的兩個(gè)光源，以便按序照明該分 色纖維，為了達(dá)到更大的精度和安全性。此外，單一光源可以按順序被濾 波。
因此，本發(fā)明包含一個(gè)系統(tǒng)，閱讀一個(gè)一個(gè)標(biāo)簽或證書的唯一特征并 且在那上面壓印一個(gè)定義該唯一特征的加密信息，使得該標(biāo)簽或證書自鑒 別。作為選擇，與標(biāo)簽或證書關(guān)聯(lián)的一個(gè)物品的唯一或鑒定特征可以被進(jìn) 一步確定并且作為 一個(gè)加密信息打印在該標(biāo)簽上，4巴標(biāo)簽或證書與該物品 唯一地關(guān)聯(lián)。物品的特征最好是一個(gè)隨機(jī)的容差或高變量狀況，其難于重 建。該物品的特征在時(shí)間上相當(dāng)穩(wěn)定，以使測量能夠是可重復(fù)的。特征在 時(shí)間上改變的場合，這些改變最好是可預(yù)測的或可標(biāo)識的，例如標(biāo)識制造 的曰期。如上所述，該鑒別算法可以補(bǔ)償或考慮到"正常"改變或"失常"改變， 因此把該證書或標(biāo)簽的再檢查或手工檢查最小化。
因此，標(biāo)簽系統(tǒng)包括一個(gè)閱讀器，用于閱讀該標(biāo)簽或證書的唯一特性，
例如一個(gè)偏振傳感攝象裝置，用于閱讀嵌入在紙中的分色纖維的分布；以 及可選的測量裝置，測量將要被加標(biāo)簽的物品的一個(gè)鑒定特征，例如尺寸、 容差、彩色、縫紉或成線圖案等。此信息隨即利用一個(gè)算法加密，以便產(chǎn) 生一個(gè)加密信息，隨即將此加密信息打印在標(biāo)簽中，例如利用一個(gè)染料凝華或噴墨式打印機(jī)打印。該加密最好是一個(gè)多等級系統(tǒng)，例如包括40比特 算法、56比特算法、128比特橢圓算法和1024比特算法的多等級系統(tǒng)。每一 信息等級最好分別地打印在標(biāo)簽上，例如，40比特加密信息作為一個(gè)字母 數(shù)字的串打印、56比特加密信息作為二進(jìn)制或條形碼打印、128比特橢圓加 密信息作為二維矩陣碼打印、1024比特算法作為該標(biāo)簽面上的一個(gè)或多個(gè) 顏色點(diǎn)的偽隨機(jī)布局打印。此外，較高級別信息可以用較低級別的算法加 密，提供一個(gè)多加密系統(tǒng)。每一加密的信息最好對應(yīng)于關(guān)于該標(biāo)簽和/或該 物品的更詳細(xì)信息，作為選擇，利用冗余的編碼或沒有任何潛在的編碼信 息的重疊。此系統(tǒng)允許閱讀器在時(shí)間上隨著閱讀器解碼更復(fù)雜的代碼而處 于接連替換或升級的環(huán)境狀態(tài)中。直到需要，通過限制更復(fù)雜代碼的使用， 并且對應(yīng)代碼閱讀器的發(fā)布，過早破譯這些代碼的危險(xiǎn)性被降低。另外， 變化復(fù)雜性的代碼的使用將實(shí)現(xiàn)國際使用，即使在出口或該閱讀器裝置所 在地限制使用的場合。
本發(fā)明還要提供一個(gè)閱讀器，用于讀出對應(yīng)于該編碼特征的該標(biāo)簽的 特征，有選擇地傳感或輸入關(guān)聯(lián)物品的特征，并且手動或者自動地檢驗(yàn)該 標(biāo)簽上的打印代碼。如果代碼查對，則標(biāo)簽和/或物品是真實(shí)的。
標(biāo)記系統(tǒng)以及閱讀器最好都具有一個(gè)用于算法的安全存儲器，該算法 在裝置的物理損害情況中丟失。而且，該裝置最好具有一個(gè)安全模式，在 重大不可恢復(fù)的誤差的情況下擦除該算法。最后，系統(tǒng)最好包括抵制嘗試 標(biāo)記或連續(xù)訊問的保安4普施，而允許高流量或標(biāo)記以及物品和標(biāo)簽的校驗(yàn)。
因?yàn)樵陂喿x器之內(nèi)的該算法存儲器可能是脆弱，所以在數(shù)據(jù)損失的情 況下，在調(diào)查清楚損失的原因之后，可以提供數(shù)據(jù)庫或服務(wù)器來重編程序 該單元。任何這種傳送最好在安全信道上進(jìn)行，例如通過一個(gè)TCP/IP通信 協(xié)議的128比特加密或所謂的安全插入層(SSL)傳送。每一閱讀器和標(biāo)記系統(tǒng) 最好具有一個(gè)唯一的標(biāo)識號碼以及用于與該中心的系統(tǒng)進(jìn)行任何通信的加 密密鑰組，以及置于在表明該標(biāo)記條件的標(biāo)簽上的一個(gè)標(biāo)記，例如標(biāo)記系 統(tǒng)ID、日期、位置、標(biāo)記順序編號等等。
標(biāo)簽?zāi)軌蛸N到許多消費(fèi)以及高保密性應(yīng)用的場合，例如包括CD/軟件、 設(shè)計(jì)衣服、葡萄酒、化妝品、印章、錄像帶、軟磁盤、香水、電子儀器、 貨幣、錄音帶、書、唱片、文件、和金融儀器。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)鑒別系統(tǒng)，包括具有多個(gè)元素的一個(gè)介質(zhì)，該元素是有特色的、可檢測和不規(guī)則的，每一元素特征在于一
個(gè)可決定的屬性，其不同于簡單光吸收或筒單光反射強(qiáng)度的二維坐標(biāo)表示； 檢測器，相對于一個(gè)位置基準(zhǔn)檢測多個(gè)元素的屬性和位置；處理器，用于 產(chǎn)生包括這多個(gè)元素的屬性和位置的至少一部分的一個(gè)加密的信息；和一 個(gè)記錄系統(tǒng)，用于以該介質(zhì)物理關(guān)聯(lián)地記錄該加密信息。這些簡單光吸收 和簡單光反射二維坐標(biāo)分布在此處是指色度-亮度映射(彩色和/或強(qiáng)度二維 坐標(biāo)分布)，以及指光獨(dú)立偏振。正常掃描器并不能夠;險(xiǎn)測光的極化角，并 且因此在沒有專門設(shè)備的條件下難于檢測和復(fù)制。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一個(gè)鑒別系統(tǒng)，包括一個(gè)介質(zhì)，在其上或 在其中具有多個(gè)有特色的可檢測元素，每一元素包括至少一個(gè)可決定的自 由度，其自由度不同于彩色、強(qiáng)度和位置(光吸收、光反射和二維位置)；一 個(gè)掃描器，為了定義一個(gè)位置基準(zhǔn)并且檢測多個(gè)可檢測元素的至少一個(gè)自 由度，以及相對于該位置基準(zhǔn)的一個(gè)位置；處理器，用于加密包括檢測的 至少一個(gè)自由度以及多個(gè)可檢測的元素的位置的一個(gè)信息；以及一個(gè)記錄 系統(tǒng)，用于在該介質(zhì)上記錄該加密的信息。該介質(zhì)最好包括展現(xiàn)分光性的 纖維，并且該至少一個(gè)自由度包括光極化角、在長度上變化的著色強(qiáng)度、 或在長度上變化的光的極化角。該有特色的可檢測元素被不規(guī)則地排列， 意思是隨機(jī)或偽隨機(jī)數(shù)排列，并且因此該元素的位置提供對不同介質(zhì)進(jìn)行 辨別時(shí)的有用信息。
在此處使用的術(shù)語"有特色"是指事實(shí)可檢測元素通常從背景或碎片 中可辨別，因此^r測是相當(dāng)可靠的。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一個(gè)鑒別系統(tǒng)，其中處理器接收與該介質(zhì) 相關(guān)的一個(gè)物品的有關(guān)參數(shù)，并且根據(jù)檢測的至少一個(gè)自由度、多個(gè)可檢 測元素的位置和參數(shù)加密該信息。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一個(gè)故障寬容的編碼方案，在從首次成像 一個(gè)物品得到的代碼和從第二次成像一個(gè)物品得到的 一個(gè)圖像之間提供統(tǒng) 計(jì)相關(guān)性，其中該統(tǒng)計(jì)相關(guān)性在出現(xiàn)噪聲、物理失真、環(huán)境變化和條件及 在時(shí)間上的條件變化的情況下，以一個(gè)指定的肯定度或信心把真品從贗品 區(qū)別開。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供在介質(zhì)上的有特色 的可檢測元素的矢量映象，實(shí)現(xiàn)一個(gè)加密矢量映象和一個(gè)測量矢量映象的一個(gè)對應(yīng)的計(jì)分。用這種方式，該介質(zhì)的整個(gè)圖像不需要被記錄為一個(gè)加 密的信息，以便在時(shí)間上用針對測量容差和介質(zhì)配置中的變化的容限鑒別 該介質(zhì)，同對實(shí)現(xiàn)充分的自由度，以便可靠地鑒別該介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種適合于鑒別的介質(zhì)，包括具有一 厚度的基片；多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基片的厚度內(nèi)的 被定義位置，多個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性；和與所述基片 相關(guān)聯(lián)的加密鑒別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測特性鑒別的 所述安全元素的至少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼地編碼，所 述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的厚度內(nèi)的多 個(gè)真正安全元素具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義位置而被鑒 別，和編碼所述加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的介質(zhì)的一組 位置的一致性適合于在不需要所述保密信息的知識的情況下被證實(shí)，從而 允許基于所述保密信息的保密性來鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述介質(zhì)，并 且使得難以再現(xiàn)具有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的安全元素 的介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于鑒別介質(zhì)的系統(tǒng)，所述介質(zhì) 包括具有一厚度的基片；多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基 片的厚度內(nèi)的被定義位置，多個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性； 和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密鑒別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測 特性鑒別的所述安全元素的至少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼 地編碼，所述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的 厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義 位置而被鑒別，和編碼所述加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的 介質(zhì)的一組位置的一致性適合于不需要在所述保密信息的知識的情況下被 證實(shí)，從而允許基于所述保密信息的保密性鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述 介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的 安全元素的介質(zhì)，所述系統(tǒng)包括光學(xué)子系統(tǒng)，適用于照亮和鑒別所述多 個(gè)安全元素，并且確定所述基片內(nèi)的所述多個(gè)安全元素的至少一部分的位 置，且讀取所述加密鑒別消息，和處理器，適用于基于所述多個(gè)安全元素 的鑒別、所述多個(gè)安全元素的位置和所述加密鑒別消息來確定所述介質(zhì)的 真實(shí)性。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種用于鑒別介質(zhì)的方法，所述介質(zhì)
包括具有一厚度的基片；多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基 片的厚度內(nèi)的被定義位置，多個(gè)安全特征具有光學(xué)可^r測和鑒別的特性； 和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密鑒別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測 特性鑒別的所述安全元素的至少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼 地編碼，所述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的 厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義 位置而被鑒別，和編碼所述加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的 介質(zhì)的一組位置的一致性適合于在不需要所述保密信息的知識的情況下被 證實(shí)，從而允許基于所述保密信息的保密性鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述 介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的 安全元素的介質(zhì)，所述方法包括照亮所述多個(gè)安全元素；獲取所述多個(gè) 安全元素的至少一個(gè)圖像；基于所述至少一個(gè)圖像鑒別所述多個(gè)安全元素； 基于所述至少一個(gè)圖像確定所述基片內(nèi)的所述多個(gè)安全元素的位置；讀取 所述加密鑒別消息；和基于所述多個(gè)安全元素的鑒別、所述多個(gè)安全元素 的位置和所述加密鑒別消息來確定所述介質(zhì)的真實(shí)性。
如在此處使用的那樣，提供的介質(zhì)具有多個(gè)有特色的不規(guī)則元素。該 元素因此具有一個(gè)不容易判讀的圖案的排列或呈現(xiàn)。每一元素的進(jìn)一步特
征是一種可決定的屬性，不同于簡單的光吸收或簡單的光反射的一個(gè)二維 坐標(biāo)表示。因此，元素不表現(xiàn)為一個(gè)筒單的平面強(qiáng)度反射或吸收強(qiáng)度圖案。
應(yīng)該理解，在其它實(shí)施例中，可以利用其它或附加的反復(fù)制技術(shù)以及 該i正書(標(biāo)簽)和/或物品的隨機(jī)或唯一屬性。
這些和其它目標(biāo)將變得顯見。為了完整理解本發(fā)明，隨后詳細(xì)描述的 本發(fā)明最佳實(shí)施例的基準(zhǔn)將在附圖中示出。


現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明，其中
圖l是4艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)鑒別i正書的正3見圖2是根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)鑒別證書產(chǎn)生系統(tǒng)的筒圖3是根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)鑒別證書讀出系統(tǒng)的簡圖4A和4B分別是流程圖，是產(chǎn)生和鑒別一個(gè)鑒別證書的方法。
具體實(shí)施方式
.
將參照附圖描述本發(fā)明的詳細(xì)最佳實(shí)施例。相同的附圖特征用相同的 標(biāo)號表示。
為了提供改進(jìn)的鑒別及避免贗品，本發(fā)明利用了焚光分光指示器。分 光材料可以具有針對在不同方南極化的光的不同吸收系數(shù)(即電磁能量、從 紅外線到紫外線波長的典型測距)。入射的光子(偏振光)的能量對應(yīng)于分子 的吸收轉(zhuǎn)移，在吸收偶極子和入射光子之間的交互作用是最大值，并且觀 察到入射光子的高吸收。例如，這種能量是通過一個(gè)熒光分子重發(fā)射的， 該熒光分子具有與該熒光分子的發(fā)射偶極子對準(zhǔn)的發(fā)射光子的極化平面。 大多數(shù)的分子具有大致在同一直線上的吸收和發(fā)射偶極子。當(dāng)激勵(lì)光的偏 振是與吸收偶極子在同一直線上時(shí)，該熒光輻射將是最大值。極化的光垂 直于吸收偶極子，另一方面，不作大程度的吸收，因此從這種吸收產(chǎn)生的 輻射強(qiáng)度是低的。在光源不被極化的場合，每一纖維將導(dǎo)致各自極化的反 射、傳送和輻射的分光特性。
根據(jù)一個(gè)最佳實(shí)施例，該鑒別指示器是一個(gè)分光材料。該分光材料最 好展現(xiàn)一個(gè)高程度的分光特性。但是，以什么形式引進(jìn)被鑒別的介質(zhì)是不 重要的。例如，可能有這樣的情形，利用帶狀、長方、棱錐、球體等形狀 的分光指示器有助于鑒別。只要在產(chǎn)品的形成過程中適度地保存指示器的 分光性(即分光指示器與產(chǎn)品的結(jié)合)，該分光指示器的形狀/形式是不重要 的。用于該分光指示器的最佳形式是一個(gè)纖維。纖維可以被有利地用于把 期望分光性能合并到該產(chǎn)品中，因?yàn)槔w維可以結(jié)合在許多處理過程中而無 損于該處理過程(例如造紙、紡織、縫紉)或分色纖維。纖維可以具有寬的變 化剖面和長度。實(shí)質(zhì)上，只要求該纖維的配置不擾亂基礎(chǔ)的制造工藝(例如 利用空氣密閉應(yīng)用纖維必須足夠小，以便被噴射)。在只要可行的場合，分 色纖維稍加伸長，因?yàn)楸簧扉L的纖維在材料的一個(gè)基體中更容易鑒定，并
且更具有潛力比較短的纖維提供更多的數(shù)據(jù)(例如，因?yàn)橛眉埨w維沿著一個(gè) 長纖維的長度的不同點(diǎn)可以或多或少地遮蓋，所以距紙表面將是更近一點(diǎn) 或更遠(yuǎn)一點(diǎn)，因此展現(xiàn)分光特性的增減)。最后，在某些情況中，有可能使 用均勻長度的纖維以便容易地提供能證實(shí)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即當(dāng)追究 一個(gè)標(biāo)記產(chǎn) 品是否真實(shí)時(shí)，如果出現(xiàn)適當(dāng)長度的纖維。則能夠很快地認(rèn)定。合成物質(zhì)聚合材料是用于纖維的最好材料，例如酰胺纖維6,6。多種多樣的可以接受 的指示器材料可以非常低成本得到。例如，聚酯、聚酰胺、聚(酰胺-酰亞胺) 和聚(酯-酰亞胺)能夠被產(chǎn)生雙向折射。使用在制備具有一個(gè)正內(nèi)在的雙折 射的延伸薄膜的的聚合物的實(shí)例包括聚碳酸酯、多芳基化合物、聚對苯 二曱酸乙酯、聚醚砜、對聚苯硫、對聚苯氧、聚烯丙基砜、聚酰胺-酰亞胺、 聚酰亞胺、聚烯烴、聚氯乙烯、纖維素和多芳基化合物以及聚酯。負(fù)內(nèi)在 的雙折射延伸薄膜的實(shí)例包括苯乙烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙 烯酯聚合物、丙烯腈聚合物、曱基丙烯腈聚合物。
在必要或想要的條件下，適合的染色包括萘二曱酰亞胺、香豆素、 噸、硫代噸、萘內(nèi)脂、氮雜內(nèi)脂(azlactones)、次曱基、惡嗪、和噻嗪、對 曱氨基酚、若丹明(參見US5,227，487，和US5,442，045)、熒光素和核黃素是 最適合可見熒光。在利用染料中，應(yīng)該顯見的是不是采用單一染料或調(diào)整 單一染料的內(nèi)容，而是可能把多個(gè)不同的染料加到該纖維基體，提供不同 的和相對地正交編碼方案的可能。例如，分子測探Alexa染料系列包括一般 用于制備有機(jī)結(jié)合的五個(gè)熒光染料的系列。這些五個(gè)譜性不同的磺化若丹 明書亍生4勿Alexa488、 Alexa532、 Alexa546、 Alexa 568和Alexa 594染泮牛匹酉己 通用激勵(lì)源的基本輸出波長，因此容許多色的編碼。當(dāng)然，其它多樣著色 或適合的染料組也可以使用。
也可以把焚光共振的能量轉(zhuǎn)移(FRET)技術(shù)用于標(biāo)簽纖維和檢測標(biāo)簽。 需要指出，分光性不是必要的，特別是在復(fù)雜的光致效應(yīng)的場合，例如出 現(xiàn)熒光或FRET的場合。同樣，利用組合技術(shù)，提供在纖維的仿造中的更多 的高效編碼和更大的困難。
分光媒介能夠以多種方式與該指示器關(guān)聯(lián)。為了最大化該分光性，分 光媒介(例如染料分子)最大程度地對準(zhǔn)；利用染料分子的隨機(jī)分布實(shí)現(xiàn)非分 光性。該染料的對準(zhǔn)通常是在制造過程中利用聚合物基體的延伸實(shí)現(xiàn)的， 其改變聚合物鏈的非均質(zhì)性以及排列。染料被點(diǎn)綴或鏈接到該鏈，并且因 此同時(shí)地對準(zhǔn)。如果該纖維被有選擇地延伸，或有選擇地在延伸之后韌化， 則將顯見以分光特性方面的空間變化。在一個(gè)輔助處理過程中，該染料也 可以被漂白，例如光子漂白。因?yàn)樵S多染料具有窄吸收帶，這種染料可以 有選^^地漂白，實(shí)現(xiàn)在空間染料濃度上的獨(dú)立控制。通常不選擇例如加熱 或其它韌化過程，以及改變纖維整個(gè)部分的晶體結(jié)構(gòu)該過程。這種有選擇的加熱有可能例如利用紅外激光二極管甚至紅外線LED實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)簡單的纖維被用作為指示器時(shí)，最好分光標(biāo)記材料被沿著該纖維的 長度對準(zhǔn)。這樣，假設(shè)吸收偶極子是沿著該纖維軸，則當(dāng)以垂直于該纖維 軸的并行極化的光激勵(lì)時(shí)，纖維將具有非常不同輻射光語(即相對于強(qiáng)度)。 總體上，熒光標(biāo)記分子的吸收偶極子將不是完全地與該纖維軸對準(zhǔn)。這是 可允許的，但最好是該吸收偶極子是幾乎并行或正交于該纖維軸。
在使用更復(fù)雜的纖維的場合，該轉(zhuǎn)移最好包括在兩個(gè)極端之間的極化 旋轉(zhuǎn)。例如，纖維可以沿著90度"擠壓"-沿著長度移動坐標(biāo)軸?？梢杂闷渌?技術(shù)有選擇地定向在該纖維中的分子，例如利用磁的-光學(xué)記錄技術(shù)。
還要指出，在此標(biāo)簽本身是由分色纖維組成，可以用來自激光器的光 或熱分別地通過光子漂白或韌化在纖維上形成圖案。因此，分光特性的缺 乏可以隨即被確定為在那上面的一個(gè)圖案。同樣在嵌入分色纖維的一個(gè)紙 標(biāo)簽中，可以通過有選擇地漂白或加熱在該標(biāo)簽中的纖維來提供一個(gè)代碼， 以便分別地改變它們的光子吸收或分光性。
標(biāo)記材料(例如熒光染料)可以在形成過程中與指示器材料(例如纖維) 相關(guān)(即該標(biāo)記材料可以結(jié)合在該指示器本身中)，或該標(biāo)記材料可以在該指 示器的形成之后被加到指示器。例如，當(dāng)纖維被用作為指示器和發(fā)光染料 被用作為標(biāo)記材料時(shí)，保證的最大的分光性的優(yōu)選方法(即最大的染料分子 的匹配)是熔化調(diào)和該纖維及染色，然后延伸該纖維。利用其它纖維/標(biāo)記染 料的組合，有可能在沒有延伸步驟的條件下實(shí)現(xiàn)滿意的分光性，例如通過 在一個(gè)染料容器中浸漬該纖維。
在本發(fā)明中最好的染料是發(fā)光染料(即熒光的或發(fā)熒光的染料)。最好該 熒光染料被利用作為標(biāo)記材料。但是也可以使用發(fā)熒光的標(biāo)記材料。使用 在特定應(yīng)用中的適當(dāng)?shù)娜玖蠈⑷Q于具體的情形?？傮w上，最好是選定一 種焚光染料，以使染料的分光性在打算使用的檢測器波長是最大化的。標(biāo) 記染料可以被配制得當(dāng)以便用于相當(dāng)具體的應(yīng)用。例如，在頻譜的紅外線 部分放射的染料可能用來產(chǎn)生一個(gè)鑒別簽字，即眼睛不可見、然而利用適 當(dāng)?shù)臋z測儀器容易檢測的一個(gè)鑒別簽字。
最好通過摻雜到該纖維聚合物基體中的熒光染料或色素提供熒光信 號，該纖維聚合物基體具有一個(gè)長的主軸，在拉制處理過程中與纖維的聚 合鏈對準(zhǔn)?？梢允褂霉玖希缭诮贤饩€范圍的紅外線中具有吸收
29和輻射能力的有機(jī)熒光染料。這些染料對多種其他使用也是公知的，例如 焚光顯微術(shù)、化學(xué)藥品檢測和加標(biāo)簽、物理光子捕獲應(yīng)用等等。熒光染料 或色素也必須是足夠熱穩(wěn)定，以便經(jīng)得起纖維生產(chǎn)處理以及不受控制的環(huán) 境曝光。也許除了如上所述的一個(gè)附加過程步驟把在該指示器纖維內(nèi)的染 料分子/沿著該指示器纖維的染料分子匹配之外，使用在纖維技術(shù)中的染料
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的指示器和標(biāo)記材料提供了 一個(gè)很可靠的鑒別介質(zhì)的方法(例 如鑒別紙，塑料等)。在針對特定應(yīng)用選定適當(dāng)?shù)睦w維聚合物基體和染料材 料之后，將這些材料組合(例如組合一個(gè)熒光分色纖維)。隨后，鑒別/指示 器材料可以結(jié)合到各種制造工藝中而沒有對于處理過程、制成品或鑒別材 料的不利影響。例如，焚光分色纖維可以結(jié)合到造紙過程中，作為在紙漿 基體中的纖維或加到紙的表面，并且該襯底甚至不需要是紙。該標(biāo)記材料
可以結(jié)合到多樣的其它制造工藝，例如膠合板或結(jié)合到塑料產(chǎn)品；結(jié)合到 空氣密閉標(biāo)記噴射等。
如上所述，熒光分色纖維可用于提供增加鑒別/贗品檢測的若干級別。 例如，如果包含熒光分色纖維的紙被用于打印標(biāo)簽，則通過校驗(yàn)包含熒光 纖維的標(biāo)簽提供鑒別的第 一級別。鑒別的隨后級別可能包括確定是否該熒 光纖維是分光的熒光纖維。隨后級別確定纖維的圖案是否匹配一個(gè)編碼的 或存儲的圖案。最后的級別確定關(guān)聯(lián)物品的屬性是否對應(yīng)于在該標(biāo)簽上的 一個(gè)碼。
如圖l所示，鑒別證書l提供作為一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)簽。在此情況中，該證書 是一張非紡織材料片，如紙等，具有在制造工藝過程中在隨機(jī)的基礎(chǔ)上嵌 入在其中的分色纖維3。該鑒別證書l也可以包括其它特征，例如商標(biāo)5、產(chǎn) 品標(biāo)識6、版權(quán)所有文本7(在簡單復(fù)制的情況下提供來幫助獲得一法律補(bǔ) 救)、MICR文本8(利用MICR閱讀器實(shí)現(xiàn)自動閱讀一個(gè)有限的信息量)、 一個(gè) 二維條形碼9和一個(gè)立體圖案10。每一個(gè)代碼(MICR文本8、條形碼9和立體 圖案IO)可以包括定義在分色纖維3和起始位置4之間的一種空間關(guān)系的加密 信息，在此情況中其空間關(guān)系是一個(gè)打印的矩形方框。要指出，分色纖維3不需要由 一個(gè)方框環(huán)繞，而是可能對位置參考具有任何相當(dāng)固定的關(guān)系。
位置基準(zhǔn)4也可以由在鑒別證書1中的一個(gè)分色纖維定義。
為了復(fù)制包含該熒光分色纖維的標(biāo)簽，假造者將需要做復(fù)制使用的焚光染料(以便在選定的檢測器波長產(chǎn)生相同的輻射行為)；使用相同長度和形狀的纖維；紙的每一給定區(qū)域產(chǎn)生具有相同的纖維總數(shù)的仿造標(biāo)簽原料。任何企圖通過基于打印過程對包含標(biāo)簽的纖維的仿造過程都將失效，因?yàn)榇蛴⒉辉偕w維的分光性，并且甚至該熒光也是難于實(shí)現(xiàn)的。
因此，在較高級別的鑒別，熒光分色奸維的圖案#1檢測并且在初始處理過程(在標(biāo)簽被流通之前)中歸檔。當(dāng)檢查一個(gè)特定標(biāo)簽時(shí)，檢測器可用于確定纖維在該紙中的位置，以及它的分光性，例如極化角e。能夠由利用一個(gè)攝象裝置，例如利用具有相關(guān)偏振器的一個(gè)CCD成像陣列，容易地提供一個(gè)三維(即x,y， e)鑒別機(jī)制。CCD成像陣列可以是一個(gè)區(qū)域陣列或線性掃描陣列，而線性掃描陣列需要一個(gè)單獨(dú)的掃描系統(tǒng)。旋光儀可以包括固定的或轉(zhuǎn)動的(可變的)偏振器。
在安全性和鑒別的最大級別，在標(biāo)記的標(biāo)簽^皮流通之前測量該標(biāo)記的標(biāo)簽，以便記錄該路徑(x, y)、 e,， (在位置x,y處波長X的極化角)、A^r(在位置x,y處波長X的吸收率)、在該介質(zhì)(例如標(biāo)簽)中的纖維的物理布置。復(fù)制這些參數(shù)將是很難的。此數(shù)據(jù)或它的一個(gè)子集被用公式表示為一個(gè)普通信息，而由一個(gè)加密算法，例如利用三元組56比特DES加密算法或RSA公用密鑰-專用密鑰算法加密成密碼文本。在前一種情況下，鑒別需要一個(gè)安全的和可信當(dāng)事人，其保持一個(gè)對稱妁密鑰。在后一種情況中，該公用密鑰被發(fā)布，并且可能用來解密該信息，以便確定是否其對應(yīng)于該標(biāo)簽特性。
裝置
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的適合于使用在一個(gè)鑒別系統(tǒng)中的 一個(gè)檢測器的簡圖。此單元都可以用于在生產(chǎn)過程中(即用于歸檔目的)閱讀指示器纖維的圖案，和/或可以在一個(gè)樣品的鑒別過程中檢測在介質(zhì)中的纖維。圖3示出一個(gè)只進(jìn)行鑒別的實(shí)施例。
來自光源39，例如激光束、閃光燈或發(fā)光二極管的光源的循環(huán)極化輻射在染料的吸收極點(diǎn)被擴(kuò)展并且聚焦在該標(biāo)簽40上。由纖維發(fā)射的熒光輻射由透鏡38聚集，利用帶通濾波器41以熒光波長隔離，并且由CCD成像系統(tǒng)成像，在此情況中包括一個(gè)方解石晶體37(雙向折射晶體)，用于分離不同偏振的光，以及兩個(gè)CCD成像器35、 36。此外，移動或轉(zhuǎn)動偏振器或雙交叉偏振器可以出現(xiàn)在光源或出現(xiàn)在成像器，以使得用于每一纖維的偏振軸的清晰度被分析，或用于標(biāo)簽40的一個(gè)小區(qū)域，其可以包含許多纖維。實(shí)際上，可以使用任何公知分光特性的檢測系統(tǒng)。隨即通過位置、熒光強(qiáng)度和極化角映射纖維或區(qū)域。
在另一個(gè)實(shí)施例中帶有一個(gè)線掃描器，例如300-1200點(diǎn)/清晰度的線掃描器。因此該技術(shù)類似于在傳真機(jī)和手持圖像掃描器中使用的技術(shù)。但是，在標(biāo)簽43和光行掃描傳感器(沒顯示)之間提供一個(gè)偏振器，它與標(biāo)簽43和光學(xué)行掃描傳感器的相對運(yùn)動同步。此偏振器機(jī)構(gòu)效果上提供兩個(gè)不同偏振狀態(tài)，用于該纖維的讀出，實(shí)現(xiàn)偏振軸的計(jì)算。
其中測量多個(gè)光波長，照明波長被改變和/或各種濾波器或被去除或被提供適當(dāng)?shù)奶鎿Q。在此情況中，濾波器可以集成到檢測器，例如允許使用標(biāo)準(zhǔn)型彩色CCD或CMOS成像檢測器。在此情況中，該波長，例如焚光輻射的波長最好相應(yīng)于在標(biāo)準(zhǔn)型傳感器中使用的濾波器的波長。
用于確定針對每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的極化角的典型算法是
信號氣D2-D1)/(D2 + D1)
其中D2是該平行偏振光的強(qiáng)度而D1是垂直偏振光的強(qiáng)度。信號的絕對值與一個(gè)閾值比較，該閾值由纖維的非均質(zhì)性和它在該紙中的局部環(huán)境限定。D2和D1的和也被與一個(gè)閾值比較，以便確保信息是起源于焚光(或發(fā)光)而不是起源于背景信號或檢測器噪聲。通過按照一個(gè)比率定義該信號，起源于光源強(qiáng)度起伏的誤差被消除。這將實(shí)現(xiàn)沿著纖維長度上的分光特性中的變化的測量，其中特別表示一個(gè)二進(jìn)制模式。
在根據(jù)熒光分色纖維設(shè)計(jì)的一個(gè)檢測系統(tǒng)中，相關(guān)于該纖維、來自該紙(介質(zhì))的熒光強(qiáng)度建立在該成像中的最佳的像素尺寸；背景信號隨該像素的區(qū)域增加，同時(shí)該纖維輻射信號隨該像素的線性尺寸增加。例如，0.3 x 0.3mm的有效像素尺寸可以提供一個(gè)可以接受的信噪比。應(yīng)該指出，在不需要高流量的場合，可以在若干照明周期上取圖象信號的平均值，減少非特定的噪聲，并且實(shí)現(xiàn)分光特性的更準(zhǔn)確的檢測；但是，背景熒光性是一信號，將不會由于取平均值去除。另一方面，背景通常是不分光的，以使重復(fù)的或長時(shí)期測量可以允許極化角的敏感測量。在光傳感器具有比該期望的有效像素尺寸小的一個(gè)像素尺寸的場合，可以求和若干真實(shí)的像素以便得出一個(gè)有效像素。但是要注意，為了獲得更高質(zhì)量的結(jié)果，可能要使用比求和更復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。而且，如果光傳感器具有比用于大多數(shù)的閱讀所需要的清晰度更高的一個(gè)清晰度，則可以使用 一 個(gè)自適應(yīng)算法以便優(yōu)化的該數(shù)據(jù)采集和分析。
在使用激光器照明熒光分色纖維的場合，需要的來自激光頭的光子功
率P。由方程式給定
P0=SdNd /AeQedffaIeOe，其中
S d是每一檢測器部件的光子功率，Nd是檢測器部件的數(shù)量，
Ae是由該熒光團(tuán)光子吸收的概率，
Qe是熒光團(tuán)的量子效率，df是由檢測器光學(xué)系統(tǒng)聚集的光部分，f a是由纖維占用的像素區(qū)域部分，
Ie是輸入光學(xué)系統(tǒng)的傳輸效率，而
Oe是^r測器光學(xué)系統(tǒng)的傳輸效率。
假設(shè)背景信號應(yīng)該至少是該檢測器和前置放大器的均方根噪聲的10X,
并且Ae和Qe的概率為0.05,則獲得1瓦特的值用于P。。利用暫態(tài)平均可以使
用較低的平均功率照明光源，同時(shí)保持讀出流量，例如大約每分鐘5到60的讀出流量。此功率容易從商業(yè)提供的激光器得到，例如氬離子、氪和二極管激光器。
自鑒別碼
在一個(gè)實(shí)施例中，該標(biāo)記用一個(gè)自鑒別碼加密，并且從而用一種密鑰，例如一個(gè)公用密鑰處理，以便確定真實(shí)性。標(biāo)簽和物品的實(shí)際特征形成加密信息的一部分，解密的信息被與該標(biāo)簽和物品的實(shí)際特性比較。從而可以確定真實(shí)性。此外，該標(biāo)記可以包括鑒定該物品的一個(gè)碼，實(shí)現(xiàn)乂人一個(gè)數(shù)據(jù)庫作品有關(guān)的信息檢索，其過程可以是本機(jī)信息檢索或遙控信息檢索。
從而該數(shù)據(jù)庫存儲該特征信息。
如圖2中所示，微型計(jì)算機(jī)20接收來自CCD傳感器35、 36的信號。這些光信號被根據(jù)一個(gè)程序處理，程序可以存儲在隨機(jī)存取存儲器21、只讀存
儲器22或安全的存儲器23中。在產(chǎn)生一個(gè)加密的信息的過程中，密鑰只被 存儲在安全存儲器中，并且不以允許外部截留或閱讀的方式傳送。實(shí)際上， 安全存儲器23也可以包括一個(gè)加密處理器，接收這則明碼通信信息而返回 一個(gè)加密信息。安全存儲器23模塊接收來自 一個(gè)竄改傳感器27和監(jiān)視傳感 器28的輸入。如果這些傳感器的任一個(gè)檢測到一個(gè)誤差條件，例如竄改或 缺乏或最近重新鑒別，則這些傳感器控制該安全存儲器，以便擦除(損失) 它的內(nèi)容，尤其是擦除該加密密鑰。微型計(jì)算機(jī)20也從這些傳感器接收輸 入。通過一個(gè)接口，微型計(jì)算機(jī)20把加密的信息傳送到證書打印機(jī)34,在 此情況中是一個(gè)噴墨式打印機(jī)，其在該標(biāo)簽40上產(chǎn)生一條形碼9和立體圖案 10。微型計(jì)算機(jī)20還提供具有LCD顯示器31和鍵盤32的一個(gè)用戶接口30， 以便允許例如用戶鑒別和授權(quán)碼的輸入以及各種類型的編程。提供一個(gè)統(tǒng) 計(jì)系統(tǒng)24，具有它自己的安全存儲器25,實(shí)現(xiàn)安全事務(wù)處理及提供審計(jì)能 力。例如，該裝置可以被授權(quán)用于由一個(gè)集中控制系統(tǒng)在重新鑒別之間打 印一個(gè)確定數(shù)目的標(biāo)簽40。因此，該編碼裝置最好具有一個(gè)傳送裝置，例 如調(diào)制解調(diào)器26，用于與一個(gè)中心系統(tǒng)的通信，以便復(fù)位該監(jiān)視傳感器28 定時(shí)器，以及提供適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)以及對于該裝置使用的限制。在進(jìn)行竄改的 情況下，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的安全存儲器25存儲它的內(nèi)容以及裝置的框圖實(shí)質(zhì)上的 操作。
在第二實(shí)施例中，該鑒別過程包括一個(gè)遙控系統(tǒng)。該標(biāo)記因此^1傳送 到 一個(gè)中心系統(tǒng)。標(biāo)簽和物品的特征被讀出或析取并且還傳送到該中心系 統(tǒng)。該中心系統(tǒng)隨即鑒別該標(biāo)記和特性，例如對照標(biāo)記的標(biāo)簽以及實(shí)物的 特征的 一個(gè)存儲數(shù)據(jù)庫。鑒別結(jié)果隨即傳送到遙控站點(diǎn)。
如圖3所示，顯示缺乏打印能力的一個(gè)鑒別裝置。在此情況中，表示的 掃描器44是一個(gè)行掃描型的掃描器，而不是圖2示出的區(qū)域傳感型的掃描 器。行掃描傳感器通常比區(qū)域傳感器慢，但是構(gòu)造上不復(fù)雜且價(jià)格比較低 廉。行掃瞄傳感器還用于閱讀在標(biāo)簽43上的加密信息。來自在掃描器44中 的光傳感器的、從編碼標(biāo)簽43讀出的信號用微型計(jì)算機(jī)45接收，與一個(gè)隨 機(jī)存取存儲器46和一個(gè)只讀存儲器47關(guān)聯(lián)。如根據(jù)圖2的實(shí)施例，安全存儲 器52存儲該解密鑰。在非對稱加密算法的情況下，密鑰可以不同于編碼裝 置使用的密鑰，并且甚至可以獲準(zhǔn)以一個(gè)較小安全方式存儲。竄改傳感器53和監(jiān)視傳感器54監(jiān)視該裝置的物理以及電子的使用，以便檢測不適當(dāng)?shù)?使用，例如嘗試讀出安全存儲器、以一個(gè)企圖仿造標(biāo)簽的形式利用該裝置 或沒有繼續(xù)授權(quán)的情況下利用該裝置。與圖2的實(shí)施例相對照，提供一個(gè)統(tǒng) 計(jì)系統(tǒng)55，不要求一個(gè)非常的安全存儲器。該統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可以是一個(gè)微型計(jì) 算機(jī)45的軟件構(gòu)成，監(jiān)視使用者，使用和隨意仿造標(biāo)簽閱讀。調(diào)制解調(diào)器 56被提供用于與一個(gè)中心系統(tǒng)的通信，例如裝入統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)55數(shù)據(jù)，并且通 過復(fù)位觀測傳感器54定時(shí)器而獲得繼續(xù)授權(quán)。用戶接口 48包括任意 一 個(gè) LCD顯示器51、鍵盤50及警報(bào)器44或其它指示一個(gè)裝置狀態(tài)的輸出，例如 真實(shí)的標(biāo)簽、仿造標(biāo)簽、誤讀的標(biāo)簽等等。
圖4A示出該編碼裝置流程圖的操作細(xì)節(jié)。在操作100的起始，裝置首先 執(zhí)行自診斷IOI,其包括存儲器失效、傳感器故障、監(jiān)視時(shí)鐘超時(shí)或竄改 的校驗(yàn)。如果系統(tǒng)通過自診斷，則用戶被隨即鑒別102，及讀出在標(biāo)簽上的 分色纖維的圖案103。系統(tǒng)隨即產(chǎn)生一個(gè)加密的信息，包含分色纖維104的 圖案的描述，打印在該標(biāo)簽105上。事務(wù)處理數(shù)據(jù)隨即被記錄以一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)庫106中。作為選擇，成像和/或者信息存儲在一個(gè)數(shù)據(jù)庫107中。系統(tǒng)隨 即返回到準(zhǔn)備狀態(tài)，用于隨后操作108。
圖4B示出該鑒別裝置流程圖的操作細(xì)節(jié)。在操作109的起始，裝置首先 執(zhí)行自診斷IIO，其包括存儲器失效、傳感器故障、監(jiān)視時(shí)鐘超時(shí)或竄改 的校驗(yàn)。如果系統(tǒng)通過自診斷，隨即鑒別用戶lll,及執(zhí)行安全程序以便檢 測裝置的不適當(dāng)使用，例如重復(fù)鑒別一個(gè)無效的或贗品標(biāo)簽112的嘗試。在 標(biāo)簽上的分色纖維的圖案被讀出113。系統(tǒng)隨即從標(biāo)簽114讀出 一個(gè)加密信 息，并且把該檢測的分光圖案與編碼信息115比較，該編碼信息115在鑒別裝 置內(nèi)解碼。在該鑒別裝置之內(nèi)的處理器隨即確定鑒別116的一個(gè)可靠性，并 且輸出鑒別117的指示。當(dāng)高可靠性鑒別失敗時(shí)，執(zhí)行安全性程序112，以便 防止使用該裝置產(chǎn)生仿造標(biāo)簽或挫敗該提供的安全。系統(tǒng)隨即返回到準(zhǔn)備 狀態(tài)，用于隨后操作118。
調(diào)制點(diǎn)邊界
在一組坐標(biāo)位置的標(biāo)記像素的出現(xiàn)或不出現(xiàn)通常定義該數(shù)據(jù)圖案，而 在更復(fù)雜的編碼方案中，該數(shù)據(jù)標(biāo)記不由像素邊界限制。在此情況中，標(biāo)記#皮中斷地隔開或部分地重疊，以 <吏每一標(biāo)記點(diǎn)的外形或部分外形可以#皮 標(biāo)識。由于隨機(jī)過程， 一個(gè)標(biāo)記的中心的實(shí)際布局或它的結(jié)果外形可以變 化。但是，施加的調(diào)制圖案在幅度上可以比噪聲大，或使用一個(gè)差分編碼 技術(shù)來補(bǔ)償噪聲。因此，在通常的坐標(biāo)位置上的，以根據(jù)一個(gè)圖案調(diào)制的 準(zhǔn)確位置形成一個(gè)點(diǎn)陣列。在不知道調(diào)制方案的情況中，將難于閱讀該代 碼，因此難于實(shí)現(xiàn)該代碼的復(fù)制。而且，對于靠近該記錄設(shè)備的視在精度 的噪聲幅度的范圍，由于該很高的精度要求， 一個(gè)復(fù)制系統(tǒng)將很難執(zhí)行。 應(yīng)該指出，對被編碼的標(biāo)記隨機(jī)特性的范圍來說，例如對由紙纖維實(shí)現(xiàn)的 一個(gè)油墨吸收圖案來說，原始標(biāo)記系統(tǒng)不需具有由該檢測器檢測的高精度， 例如只要在基本信息被壓印和分析之后通過一個(gè)附加信息把實(shí)際圖案最終 編碼在該標(biāo)簽上即可。
反制假系統(tǒng)
本鑒別標(biāo)簽和閱讀器的組合形成一個(gè)高安全性系統(tǒng)，在一個(gè)廣泛的應(yīng) 用范圍內(nèi)阻止仿造。由于從衣服和裝飾物品到CD和軟件的各個(gè)方面欺詐復(fù) 制或未經(jīng)授權(quán)制造，每年損失幾十億的美元。通過使逆轉(zhuǎn)工程過程很困難 和很昂貴，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的瞬間字段檢驗(yàn)，同時(shí)保持安全抵制仿造的一 個(gè)高水平。沒有兩個(gè)標(biāo)簽是相似的，然而它們能夠非常經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)生。
該鑒別標(biāo)簽系統(tǒng)包括一個(gè)材料薄片，浸漬有包含熒光染料的分色纖維。 隨機(jī)的(不規(guī)則的)光纖圖形由特殊的光照射，并且在生產(chǎn)處理中由一個(gè)掃描 器讀出。表示此圖案的一個(gè)編碼數(shù)伴隨例如制造信息隨即打印在標(biāo)簽上， 例如順序編號、日期、場所、批號、版權(quán)說明和其它產(chǎn)品信息。該碼是根 據(jù)一個(gè)安全算法，利用專用于使用標(biāo)簽系統(tǒng)的每一生產(chǎn)商的編碼。
在本領(lǐng)域中，對一個(gè)檢查員來說有可能利用一個(gè)手持掃描器確認(rèn)圖案 (鑒別標(biāo)簽)。只有當(dāng)該掃描器確定該標(biāo)簽的特征以及伴隨的貨品符合在該標(biāo) 簽上的打印碼時(shí)，該標(biāo)簽才是真實(shí)的，例如可以通過顯示一個(gè)與壓印碼手 動比較的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)這種確定。此外，該掃描器能夠讀出該代碼并且提供 一個(gè)繼續(xù)/不繼續(xù)的指示。例如，甚至可以添加一個(gè)條形碼以使得確認(rèn)過程 完全自動化。
仿造標(biāo)簽的生產(chǎn)不僅需要復(fù)制該分色纖維的長度和寬度，而且需要復(fù)制該熒光染料，還需要復(fù)制纖維位置和分光特性方向，或知道被保留為秘 密的編碼算法。
圖象處理
證書上的掃描圖案被捕獲為一組像素，作為一個(gè)投影在一個(gè)表面上的 成像在成像處理器內(nèi)顯示，該表面不需要被限制為一個(gè)紙頁平面。此處理 器可以提供一個(gè)光柵-矢量轉(zhuǎn)換處理。打印碼也被成像，且由該處理器捕獲，
例如通過光學(xué)字符識別、條形碼識別、圖形識別、》茲油墨編碼記錄(MICR)
閱讀器或其它公知裝置捕獲。投影成像隨即與由打印在證書上的代碼表示 的理想的圖象比較。對于任何失常的類型和幅值以及相關(guān)理想值的偏離執(zhí) 行一個(gè)隨機(jī)分析。表現(xiàn)為纖維的損失或晦澀、噪聲、由于干擾因素引起的 環(huán)境的污染、原始編碼過程中的誤差或干擾等的失常圖案以及從該編碼圖 案的任何其它失常，都隨即被用于確定該證書本身是否對應(yīng)于原來編碼證 書的可能性。因此，根據(jù)鑒別證書的性質(zhì)中的隨機(jī)變化以及關(guān)聯(lián)安全碼的 產(chǎn)生中的隨機(jī)變化，該確定的真實(shí)性與它的可靠性關(guān)聯(lián)。在鑒別處理中可 以隨即使用一個(gè)閾值，定義一個(gè)可接收的誤碼率(虛假的正以及虛假的負(fù))。 隨即輸出鑒別的可靠性或一個(gè)繼續(xù)/不繼續(xù)的指示。
為了避免對于證書的一個(gè)圖像的整個(gè)或?qū)嵸|(zhì)部分進(jìn)行加密的要求，介 質(zhì)可以被細(xì)分為多個(gè)區(qū)域，每一區(qū)域與一個(gè)矢量相關(guān)，例如與二維或更高 維數(shù)的一個(gè)矢量相關(guān)。表示一個(gè)不可逆的的數(shù)據(jù)壓縮的該矢量從該區(qū)域獲 得，隨即被編碼及加密在該加密信息中。為了檢驗(yàn)，從該記錄的信息解密 和解碼出該矢量映象。隨即掃描該介質(zhì)，從該最新的掃描圖泉獲得一個(gè)模 擬矢量的映象。該記錄的矢量映象與測量的矢量映象比較，實(shí)現(xiàn)將要被確 定的相關(guān)性。在此情況中，給出大量的自由度，例如針對每一區(qū)域或范圍 有一個(gè)極化矢量，甚至在鑒別過程中可以允許在記錄的和測量的矢量映象 之間有相當(dāng)大的偏離。因此，可以使用解扭曲和解巻曲算法來最初對準(zhǔn)區(qū) 域邊界，以便實(shí)現(xiàn)最大的交叉相關(guān)。這種算法以及圖像處理系統(tǒng)在本專業(yè) 是公知的。即使幾百分之一或幾千分之一的的自由度的交互相關(guān)都足以實(shí) 現(xiàn)具有低的正負(fù)誤差數(shù)的非?？煽康蔫b別。
因此該標(biāo)簽可以細(xì)分為多個(gè)區(qū)域，每一區(qū)域與一個(gè)加密代碼部分關(guān)聯(lián)。 在此情況中，由于每一細(xì)分的區(qū)域獨(dú)立，所以具有充分自由度的任何這種區(qū)域或區(qū)域組合都可以被用于鑒別整個(gè)標(biāo)簽。在小區(qū)域或具有有限數(shù)目的 自由度的場合，通過任何一個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的整個(gè)標(biāo)簽的鑒別的可靠性都可能 是不夠的。因此，可以鑒別多個(gè)區(qū)域，以每一鑒別區(qū)域增加該鑒別結(jié)果的 可靠性。任何鑒別失敗的區(qū)域也可以被加權(quán)到該分析中，雖然該失敗鑒別 的加權(quán)通常低于正確鑒別區(qū)域的加權(quán)。
至此已經(jīng)示出和描述了抗造假系統(tǒng)的新穎基礎(chǔ)和新穎方面，其完成了 迄今探求的全部目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可以有使用和應(yīng)用方面的許多變化、 改良、組合、再組合，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在考慮了披露最佳實(shí) 施例的此說明書和附圖之后，這些變化、改良、組合、再組合都是顯見的。 不背離本發(fā)明精神和范圍的全部這種改變、改良、變化和其它的使用和應(yīng)
用都被認(rèn)為是由本發(fā)明所覆蓋，這些改變、改良、變化由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1. 一種適合于鑒別的介質(zhì)，包括具有一厚度的基片；多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置，多個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性；和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密鑒別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測特性鑒別的所述安全元素的至少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼地編碼，所述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義位置而被鑒別，和編碼所述加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的介質(zhì)的一組位置的一致性適合于在不需要所述保密信息的知識的情況下被證實(shí)，從而允許基于所述保密信息的保密性來鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的安全元素的介質(zhì)。
2. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所迷加密鑒別消息是通過不可逆數(shù) 據(jù)壓縮而生成的。
3. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，與一種系統(tǒng)相結(jié)合，所述系統(tǒng)適用于光 學(xué)地鑒別所述多個(gè)安全元素，確定所述基片內(nèi)的安全元素的至少一部分的 位置，讀取所述加密鑒別消息，并且基于所述多個(gè)安全元素的鑒別、所確 定的基片內(nèi)的安全元素的至少一部分的位置和所述加密鑒別消息來確定所 述介質(zhì)的真實(shí)性。
4. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所述多個(gè)安全元素包括纖維性基片 內(nèi)的分光聚合體纖維。
5. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所述多個(gè)安全元素包括磷光性顆粒。
6. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所述安全元素不適用于通過打印過程 淀積在所述基片上。
7. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中所述多個(gè)安全元素包括在聚合物基體中的具有熒光染料的熒光分色纖維，有選擇地吸收具有第一波長的光并 且以第二波長發(fā)出具有特性極化角的焚光。
8. 如權(quán)利要求l所述的介質(zhì)，其中加密鑒別消息包括使用作為公共密鑰加密方案的 一部分的私有密鑰鑒別代碼加密的消息。
9. 一種用于鑒別介質(zhì)的系統(tǒng)，所述介質(zhì)包括具有一厚度的基片；多 個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置，多 個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性；和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密鑒 別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測特性鑒別的所述安全元素的至 少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼地編碼，所述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素具 有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義位置而被鑒別，和編碼所述加 密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的介質(zhì)的一組位置的一致性適合 于不需要在所述保密信息的知識的情況下被證實(shí)，從而允許基于所述保密 信息的保密性鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具有 放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的安全元素的介質(zhì)，所述系統(tǒng)包 括光學(xué)子系統(tǒng)，適用于照亮和鑒別所述多個(gè)安全元素，并且確定所述基 片內(nèi)的所述多個(gè)安全元素的至少一部分的位置，且讀取所述加密鑒別消息，和處理器，適用于基于所述多個(gè)安全元素的鑒別、所述多個(gè)安全元素的 位置和所述加密鑒別消息來確定所述介質(zhì)的真實(shí)性。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)安全元素包括在聚合物基 體內(nèi)具有熒光染料的熒光分色纖維，有選擇地吸收具有第一波長的光并且 以第二波長發(fā)出具有特性極化角的熒光。
11. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中加密鑒別消息包括使用作為公共密 鑰加密方案的 一部分的私有密鑰鑒別代碼加密的消息。
12. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)安全元素包括纖維性基片 內(nèi)的分光聚合體纖維。
13. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)安全元素包括磷光性顆粒。
14. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述安全元素不適用于通過打印過 程淀積在所述基片上。
15. —種用于鑒別介質(zhì)的方法，所述介質(zhì)包括具有一厚度的基片； 多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置， 多個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性；和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密 鑒別消息，其中使用保密信息將被光學(xué)可檢測特性鑒別的所述安全元素的 至少一部分的位置在所述加密鑒別消息中密碼地編碼，所述介質(zhì)適合于通 過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素 具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義位置而被鑒別，和編碼所述 加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的介質(zhì)的一組位置的一致性適 合于在不需要所述保密信息的知識的情況下被證實(shí)，從而允許基于所述保 密信息的保密性鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具 有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的安全元素的介質(zhì)，所述方法 包括照亮所述多個(gè)安全元素；獲取所述多個(gè)安全元素的至少 一個(gè)閨像；基于所述至少一個(gè)圖像鑒別所述多個(gè)安全元素；基于所述至少一個(gè)圖像確定所述基片內(nèi)的所述多個(gè)安全元素的位置；讀取所述加密鑒別消息；和基于所述多個(gè)安全元素的鑒別、所述多個(gè)安全元素的位置和所述加密 鑒別消息來確定所述介質(zhì)的真實(shí)性。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)安全元素包括纖維性基 片內(nèi)的分光聚合體纖維。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)安全元素包括磷光性顆粒。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述安全元素不適用于通過打印過 程淀積在所述基片上。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)安全元素包括在聚合物 基體內(nèi)具有熒光染料的熒光分色纖維，有選擇地吸收具有第一波長的光并 且以第二波長發(fā)出具有特性極化角的熒光。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中加密鑒別消息包括使用作為公共 密鑰加密方案的 一部分的私有密鑰鑒別代碼加密的消息。
全文摘要
提供一種適合于鑒別的介質(zhì)，包括具有一厚度的基片；多個(gè)安全元素，每一安全元素被放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置，多個(gè)安全特征具有光學(xué)可檢測和鑒別的特性；和與所述基片相關(guān)聯(lián)的加密鑒別消息，其中所述介質(zhì)適合于通過證實(shí)光學(xué)讀取圖案表示被放置在所述基片的厚度內(nèi)的多個(gè)真正安全元素具有與被密碼地編碼的消息一致的相應(yīng)被定義位置而被鑒別，和編碼所述加密鑒別消息，從而具有所述加密鑒別消息的介質(zhì)的一組位置的一致性適合于在不需要所述保密信息的知識的情況下被證實(shí)，從而允許基于所述保密信息的保密性來鑒別所述介質(zhì)和防止偽造所述介質(zhì)，并且使得難以再現(xiàn)具有放置在所述基片的厚度內(nèi)的被定義位置處的安全元素的介質(zhì)。
文檔編號G09F3/00GK101505220SQ20081017681
公開日2009年8月12日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者戴維·I·德斯特, 杰伊·弗雷澤, 諾曼·凱什 申請人:特雷瑟檢測技術(shù)公司