專利名稱：不可偽造的識別裝置，識別裝置讀取器和識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及不可偽造的識別裝置，識別裝置讀取器及識別方法。
現在已知道多種塑料卡，存儲卡便宜且包含存儲裝置，但易被偽造和復制。智能卡還包含微處理器并可被用于密碼的目的，如支付電視使用及銀行費用，但它要貴用多。
本發(fā)明的目的是提供便宜而不可偽造的存儲卡。
本發(fā)明的存儲卡的特征在于它一旦被有關部門簽發(fā)，就幾乎不可能被復制。此卡在成本上優(yōu)于帶微處理器的智能卡，因為不必再需要存儲保護裝置和計算能力來實現真實性。
新卡的制作方法與標準卡的不同之處，在于微小的金屬或鐵氧體顆粒(如鋼彈子)被與塑料糊相混合，卡的塑料支撐就是用該混合物作的。
因而制成的各個卡包含粒子的不同隨機分布圖案。這種粒子的隨機分布被認為是在制作過程中無法控制或影響的。
每個讀取器被提供有磁感應檢測器，后者使它能讀取顆粒的分布數p;還提供有芯片讀取器，以讀取卡的存儲裝置。
為了把卡個人化，簽發(fā)當局采取下列步驟1.建立持卡人的身份細節(jié)ID;
2.拿出一個卡并閱讀它的隨機圖案p;
3.計算s＝SIG(ID，p);
4.在卡的存儲裝置中記錄s和ID;
5.把卡給用戶。
這里“SIG”代表任何安全公共關鍵數字標記圖。存儲裝置最好是電子防護的。
當把卡插入確認讀取器時，讀取器將掃描它并把顆粒的隨機分布轉換成數p。隨后，確認讀取器從卡的存儲裝置讀取s和ID，并通過執(zhí)行SIG-1檢查s確定是(ID，p)標記圖。
在原理上，本發(fā)明的不可偽造識別裝置包括存儲裝置和一個區(qū)域，在后者中其位置可檢測的基元有隨機的分布;該分布可用值p表示，從而使得所述基元的位置在生產時無法控制，但卻可在讀取裝置中檢測和測定，且至少在所述存儲裝置中存儲身份數據ID和公共關鍵數字標記圖s＝SIG(ID，p)的數據s。
本發(fā)明的又一目的，是提供一種用于此識別裝置的讀取器。
在原理上，本發(fā)明的識別裝置讀取器包括檢測裝置，尤其是磁感應讀取器，用于確定所述基元的位置，從而產生所述分布值p;讀取裝置，至少用于所述身份數據ID和存在所述識別裝置的所述存儲裝置中的數據s。
本發(fā)明的另一個目的，是提供一種利用了本發(fā)明的識別裝置和讀取器的識別方法。
在原理上，本發(fā)明的方法采用了識別裝置和識別裝置讀取器，并包括下列步驟-收集用戶的身份細節(jié)ID;
-計算s＝SIG(ID，p)，其中SIG是公共關鍵數字標記圖方案函數;
-把s和ID存在所述識別裝置的所述存儲裝置(13)中。
并包括下列識別步驟-用所述識別裝置讀取器讀取所述識別裝置，從而產生所述分布值p并從所述存儲裝置(13)讀出至少s和ID;
-通過進行相應的逆公共關鍵數字標記圖函數SIF-1，檢查s真正是連在一起的p和ID的標記圖。
結合附圖時本發(fā)明的最佳實施例進行了描述，在附圖中

圖1是本發(fā)明的存儲卡的結構;
圖2是用于存儲卡的本發(fā)明讀取器的結構。
在圖1中，有標準形狀的、埋置的鐵氧顆粒分布在存儲卡的塑料支撐物14中。該卡包含芯片13，通過它可在相應的讀取器中例如以非接觸的方式交換數據。在卡的兩側設有電子掃描同步標記12。
在圖2中，卡被插入讀取器(掃描器)。該讀取器包括用于產生分布值p的電磁掃描單元22，例如一光掃描同步頭23和至少用于身份數據ID和存在芯片13的存儲器中的數據s的讀取裝置(智能卡芯片讀取器)。ID、s、分布值p及可能的口令w在微處理器21中計算;后者可是讀取裝置的一部分。
數字標記圖的一個例子是Rabin的標記圖，其中n是RSA模量，而s由s＝SIG(m)＝m1/2mod n定義。相應的確認通過檢查S2mod n＝m來進行。
也可選擇通過包括用戶口令w，來改善基本的標記圖。在此情況下，簽發(fā)一個卡并確認其正確性的過程是1.建立持卡人的身份細節(jié)ID;
2.取一張卡并閱讀它的隨機圖案p;
3.決定為用戶指定的口令w。
4.計算s＝SIG(ID，p，w)。
5.在卡的存儲裝置中記錄s和ID。
6.把卡及w給用戶。
為證實此卡的正確，確認讀取器將象前面那樣工作，但將請求用戶鍵入w。
SIG方案可是下列方法之一-Rabin的數字標記圖;
-RSA算法，Rivest，Shamir，Aclelman，“Amethodforobtainingdigitalsignaturesandpublic-keycryptosystems”，CommumicationsoftheACM，Vol21，No2，pp120-126，1978);
-數據標記圖標準(DSS);
-ELG，“Apublic-keycrysptosystemandasignatureschemebasedonthediscretelogarithm”，IEEETransactionsonInfovmationTheory，Vol.31，No.4，pp.469-472，1985;
-Fiat，FeigeandShamir，“Zero-KnowledgeProofsofIdentity”，JournalofCryptology，Vol，pp，77-94.又見EP-A-02524499和EP-A-0325238。
對于使鐵顆粒掃描同步(不論卡的插入速度如何)，可在卡上(如在其邊界處)作出機械或光學標記序列。標記最好由讀取器用光學方法檢測，并觸發(fā)對塑料逐道的掃描。標記也可基于電磁檢測技術，相應地再觸發(fā)掃描。
除了塑料材料外，也可采用其他允許對顆粒的分布進行檢測的材料。同樣，除了磁性顆粒外，也可采用其他基元，只要其分布可被檢測且不容復制。
除卡之外，也可采用其他類型的裝置或形狀，因而讀取器也要相應改動。
識別也指鑒別。
權利要求
1.不可偽造的識別裝置，包括存儲裝置(13)和區(qū)域(14)，在區(qū)域(14)中其位置可檢測的基元(11)有隨機的、可用值p表示的分布，從而使所述基元的位置在制作時不能被控制但可在讀取裝置(22)中得到檢測和測定，且使至少身份數據ID和公共關鍵數字標記圖s=SIG(ID，p)被存在所述存儲裝置中。
2.根據權利要求1的裝置，其特征在于所述區(qū)域(14)由其中包含有磁性顆粒-特別是鋼或鐵氧體顆粒-的塑料材料制成。
3.根據權利要求1或2的裝置，其特征在于所述存儲裝置(13)是電子非防護或防護型的。
4.根據權利要求1至3中任一項的裝置，其特征在于所述裝置帶有用于控制掃描-如掃描速度和/或同步-的標記。
5.根據權利要求1至4中任一項的裝置，其特征在于所述裝置是標準的存儲卡。
6.用于根據權利要求1至5中的任一項的識別裝置的識別裝置讀取器，包括用于檢測所述基元(11)的位置的檢測裝置-特別是磁感應讀取器-和用于讀取至少所述身份數據和存在所述識別裝置的所述存儲裝置(13)中的數據s的讀取裝置(24)，所述分布值p即從所述基元(11)的位置產生。
7.根據權利要求6的讀取器，包括用于測定所述掃描控制標記(12)的裝置(23)。
8.根據權利要求7或8的讀取器，包括用于至少測定ID、s和p的計算裝置(21)。
9.識別系統(tǒng)，包括根據權利要求1至5中的任一項的識別裝置和根據權利要求6至8中的任一項的識別裝置讀取器。
10.利用根據權利要求1至5中任一項的識別裝置和根據權利要求6至8任一項的識別裝置讀取器識別方法，包括下列簽發(fā)步驟-收集用戶的身份細節(jié)ID;-計算s＝SIG(ID，p)，其中SIG是公共關鍵數字標記圖方案函數;-把s和ID存在所述識別裝置的所述存儲裝置(13)中。并包括下列識步驟-用所述識別裝置讀取器讀取所述識別裝置，從而產生所述分布值p并從所述存儲裝置(13)讀出至少s和ID;-通過進行相應的逆公共關鍵數字標記圖函數SIF-1，檢查s真正是連在一起的p和ID的標記圖。
11.根據權利要求10的方法，其特征在于所述公共關鍵數字標記圖s＝SIG(ID，p，w)的簽發(fā)步驟包括專門指定給所述用戶的口令w，且在識別步驟中用戶輸入所述口令w，在此后檢查s真是連在一起的w，ID和p。
12.根據權利要求10和11的方法，其特征在于利用所述掃描控制標記(12)使所述識別裝置的所述讀取同步。
全文摘要
本發(fā)明的卡的塑料支撐14包含隨機分布的鐵氧顆粒11，為使卡個人化，簽發(fā)當局用磁感應檢測器掃描卡的塑料基底，從而讀取鐵氧顆粒的位置p。隨后當局計算s＝SIG(ID，p)，其中“SIG”指任何安全公共關鍵數字標記圖算法，且ID是卡擁有者的識別細節(jié)。最后，s和ID被記錄在卡的存儲裝置13中。當這種卡被插入讀取器時，讀取器掃描卡的塑料部分并讀取分特性p。隨后從卡的存儲裝置獲得ID和s并且讀取器檢查s(ID，p)的真正標記圖。
文檔編號G06K19/10GK1082742SQ93116429
公開日1994年2月23日 申請日期1993年8月16日 優(yōu)先權日1992年8月17日
發(fā)明者大衛(wèi)·納卡什, 帕特里撕·弗萊芒杜 申請人:湯姆森電子消費品公司