Способы и устройства для создания печатных изделий с возможностью установления их подлинности и с последующей их проверкой

Способы и устройства для создания печатных изделий с возможностью установления их подлинности и с последующей их проверкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Изобретение относится к способам обеспечения защиты, более конкретно, к проверке подлинности печатного документа или другого печатного изделия, такого как персональная идентификационная (ID, ИД) карта, картонное упаковочное изделие, или уникальный документ, такой как товарная накладная или документ, имеющий оригинальную сигнатуру, печать или штамп.

Многие традиционные системы удостоверения подлинности, предназначенные для обеспечения безопасности, основаны на процессе, который является трудновыполнимым для любого лица, кроме изготовителя, при этом трудность может быть обусловлена высокой стоимость капитального оборудования, сложностью технологических процессов или, предпочтительно, использованием обоих этих подходов. В качестве примеров можно привести изготовление водяных знаков на банкнотах и голограмм на кредитных картах или паспортах. К сожалению, преступники постоянно совершенствуют свою технику и могут воспроизводить практически все, что могут сделать сами изготовители.

В связи с этим существует известный подход удостоверения подлинности в системах безопасности, который основан на создании защитных меток для обеспечения безопасности с использованием некоторого процесса, управляемого законами природы, в результате которого получают уникальную метку, и что еще более важно, имеющую уникальную характеристику, которую можно измерять и которую, таким образом, можно использовать как основу для последующей проверки подлинности. В соответствии с таким подходом метки изготавливают и измеряют установленным способом для получения уникальной характеристики. Такая характеристика может быть затем сохранена в компьютерной базе данных или другим образом. Метки такого типа можно внедрять в изделие-носитель, например банкноту, паспорт, ИД карту, важный документ. После этого изделие-носитель можно снова подвергать измерениям, и измеренную характеристику можно сравнивать с характеристиками, сохраненными в базе данных, для установления их соответствия.

При таком общем подходе было предложено использовать разные физические эффекты. Один эффект, который был исследован, состоит в измерении характеристики магнитного отклика после нанесения магнитных материалов, при этом каждый образец имеет уникальный магнитный отклик в результате естественно возникающих дефектов в магнитном материале, которые формируются невоспроизводимым образом [1]. Другой эффект, который рассматривается в большом количестве документов предшествующего уровня техники, состоит в использовании изображения пятна дифракционного рассеяния при лазерном освещении, возникающего в результате присущих изделию свойств, для получения уникальной характеристики.

В GB 2 221 870 [2] раскрыт способ, в котором защитное устройство, такое как ИД карта, снабжено эффективной меткой, которая внедрена в него. Для формирования метки используют структурированную поверхность, получаемую по шаблону (оригиналу). Структура пятна дифракционного рассеяния от структуры, рассеивающей свет, является уникальной для оригинала и поэтому ее можно измерять для проверки подлинности метки на защитном устройстве. Метку на защитном устройстве измеряют в устройстве считывания, которое снабжено лазером для генерирования когерентного луча с размером, приблизительно равным размеру метки (2 мм диаметром), и детектором, таким как детектор на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС, CCD), предназначенным для измерения диаграммы дифракционного рассеяния, создаваемой в результате взаимодействия луча лазера с меткой. Полученные в результате данные записывают. Для проверки устройство обеспечения безопасности может быть помещено в устройство считывания, и записываемый им сигнал диаграммы дифракционного рассеяния сравнивают с аналогичным образом записанным сигналом от эталонного устройства, созданного с использованием того же шаблона.

В US 6 584 214 [3] описан альтернативный подход к использованию диаграмм дифракционного рассеяния при отражении от специально подготовленной структуры поверхности, в котором в отличие от этого используются диаграммы дифракционного рассеяния, полученные при прохождении света через специально подготовленную прозрачную метку. Предпочтительно такая методика воплощена с использованием эпоксидных меток с размерами приблизительно 1 см x 1 см, в которых внедрены стеклянные шарики. Метки изготовляют путем смешивания стеклянных шариков в коллоидной суспензии с жидким полимером, который затем отверждают для фиксаций положения стеклянных шариков. Уникальное взаимное расположение стеклянных шариков затем проверяют, используя пропускание когерентного лазерного луча с детектором ПЗС, установленным для измерения дифракционной диаграммы. В модификации такого подхода известный идентификатор кодируют на отражающей поверхности, которую затем приклеивают к одной стороне метки. Зондирующий свет проходит через метку, отражается от известного идентификатора и снова проходит через метку. Стеклянные шарики, таким образом, модифицируют структуру дифракционной диаграммы, в результате чего генерируется уникальный рандомизированный ключ на основе известного идентификатора.

В публикации автора Kralovec [4] кратко описано, что в 80-ые годы сотрудники Sandia National Laboratories в США проводили эксперименты со специальной бумагой для банкноты, которая была импрегнирована рубленными оптическими волокнами. Можно было измерять параметры диаграммы дифракционного рассеяния этих оптических волокон, и ее версию с цифровой сигнатурой распечатывали в виде штрихкода на боковой стороне банкноты. Однако в публикации автора Kralovec указано, что не удалось найти правильное воплощение этой идеи, поскольку оптические волокна оказались слишком хрупкими, и диаграмма дифракционного рассеяния быстро изменялась при циркуляции банкноты в результате износа. Это означало, что диаграмма дифракционного рассеяния оптических волокон, измеренная на использованной банкноте, больше не соответствовала штрихкоду, поэтому достоверность банкноты больше нельзя было проверить по диаграмме дифракционного рассеяния так, как это предполагалось.

В публикации автора Anderson [5] на странице 251 его учебника 2001 г. также кратко описана схема, по-видимому, аналогичная той, которая была описана автором Kralovec [4], которую использовали для отслеживания соглашений по контролю над вооружениями. В публикации автора Anderson указано, что многие материалы имеют поверхности, которые являются уникальными или которые могут быть сделаны уникальными в результате их эрозии небольшим зарядом взрывчатого вещества. При этом указано, что можно легко идентифицировать капитальное оборудование, такое как тяжелая артиллерия, в случае, когда идентификация каждого ствола орудия является достаточной для предотвращения мошенничества любой стороной договора о контроле над вооружениями. В публикации автора Anderson указано, что такую структуру поверхности ствола орудия измеряют с использованием методики дифракционного отражения луча лазера, и результаты измерения либо записывают в регистрационный журнал, или прикрепляют к устройству в качестве машиночитаемой цифровой сигнатуры.

Вместо использования дифракционного пятна лазерного луча существует более непосредственная группа предложенных схем, которая просто создает изображение изделия с высоким разрешением, и это изображение с высоким разрешением используют в качестве уникальной характеристики, изображение которой можно в последующем повторно создавать для проверки подлинности. Такой подход можно рассматривать как адаптацию обычного подхода, используемого в дактилоскопических лабораториях в полиции.

В US 5,521,984 [6] предложено использовать оптический микроскоп для получения изображения небольшой зоны ценного изделия, такого как картина, скульптура, печать, ювелирные украшения или определенный документ.

В публикации автора Anderson [5] на странице 252 его учебника 2001 г. указано, что почтовые системы рассматривают схемы такого типа, основанные на получении непосредственного изображения конвертов с использованием микроскопа. При этом отмечалось, что получали изображение волокон бумаги конверта, выделяли структуру и записывали ее в качестве метки для франкированных почтовых отправлений, для которых получали цифровую сигнатуру.

В US 5,325,167 [7] предложено с использованием аналогичной схемы создавать изображение зернистой структуры частиц тонера, частично расположенных на ценном документе.

В результате такой проведенной ранее работы были определены различные предпочтительные свойства, которые очевидны для идеальной схемы удостоверения подлинности.

Описанные технологии, основанные на магнитном или дифракционном подходах, вероятно, позволяют обеспечить высокий уровень безопасности, но требуют использования специальных материалов, которые должны быть приготовлены [1, 2, 3] для практической реализации и обеспечения долговременной стабильности проверяемой структуры [4]. Во многих случаях внедрение метки в изделие выглядит нетривиальным. В частности, внедрение метки из смолы или магнитной крошки в бумагу или картон является трудоемким и приводит к существенным затратам. Для внедрения в бумагу или картон любая метка должна в идеале обеспечивать возможность нанесения способом печати. Кроме того, также существует неотъемлемый риск, связанный с обеспечением безопасности из-за использования подхода на основе прикрепляемой метки, поскольку такая метка потенциально может быть отсоединена и прикреплена к другому изделию.

Описанные технологии непосредственного получения изображения [5, 6, 7] имеют преимущество, состоящее в том, что они позволяют получать цифровую сигнатуру непосредственно на основе самого изделия, что исключает необходимость использования специальных меток. Однако они обеспечивают низкий собственный уровень безопасности. Например, они подвержены мошенническому доступу к сохраненным данным изображения, что может позволить изготовить изделие, которое может быть неправильно удостоверено как подлинное, или подделать его путем простого использования принтера с высокой разрешающей способностью для печати изображения, которое должно быть видимым под микроскопом при просмотре соответствующей части подлинного изделия. Уровень защиты способов непосредственного съема изображения также зависит от объема данных изображения, что вынуждает использовать дорогостоящее оборудование для съемки изображения с высокой разрешающей способностью, для обеспечения более высоких уровней защиты. Такой подход может быть приемлемым для некоторых вариантов применения, таких как почтовая сортировка или проверка банкнот, но во многих вариантах использования его нельзя будет использовать.

Сущность изобретения

Изобретение предусматривает новую систему, в которой проверяемые документы или другие печатные изделия могут быть сформированы, и затем их подлинность может быть удостоверена без трудностей и с высоким уровнем защиты. Принтер со встроенным в него сканером предусмотрен для получения цифровой сигнатуры с листа бумаги или другого изделия во время его печати. Встроенный сканер освещает изделие и собирает точки данных по результату рассеяния когерентного света от множества различных частей изделия по мере его печати для сбора большого количества независимых точек данных, обычно 500 или больше. Цифровую сигнатуру, получаемую из точек данных, сохраняют в базе данных с изображением того, что было напечатано на изделии. В более позднее время подлинность предположительно первоначально напечатанного изделия может быть удостоверена путем сканирования предположительно подлинного изделия для получения его цифровой сигнатуры. Затем выполняют поиск в базе данных для установления соответствия. При установлении соответствия изображение, сохраненное в базе данных с сопоставленной цифровой сигнатурой, отображают для пользователя, что обеспечивает возможность дальнейшей визуальной проверки для удостоверения подлинности изделия. Изображение отображают вместе с другими релевантными библиографическими данными, которые относятся к изделию. Это позволяет создать систему, обладающую высокой защитой, которая также включает в себя проверку человеком в форме визуального сравнения документа или другого проверяемого печатного изделия с документом или другим печатным изделием, показанным на дисплее.

Таким образом, принтер можно использоваться как обычно, при этом каждое печатаемое изделие автоматически сканируется и его цифровая сигнатура регистрируется в базе данных вместе с файлом изображения изделия. Каждое отпечатанное изделие может в последующем быть проверено как подлинное или нет. Например, фотокопии или поддельные документы можно легко отличить от оригинальных документов, поскольку цифровая сигнатура является уникальной для печатной подложки, например листа бумаги, на котором производили печать.

Различные аспекты изобретения относятся к печатающему устройству со встроенным сканером, устройству для создания изделий, достоверность которых можно проверять, которое работает вместе с печатающим устройством, а также к устройству для последующей проверки подлинности изделия, представленного как подлинное, подлинность которого требуется проверять в других случаях. Соответствующие способы создания изделий, подлинность которых можно проверять, и проверки подлинности изделий составляют другие аспекты изобретения.

Согласно одному аспекту изобретение направлено на печатающее устройство, содержащее: печатающую головку, предназначенную для печати на изделии; механизм подачи, который при работе перемещает печатное изделие вдоль печатающей головки; и головку сканирования, в которую встроен когерентный источник и узел детектора, в котором когерентный источник выполнен с возможностью направления света на изделие, перемещаемое механизмом подачи, и узел детектора выполнен с возможностью сбора набора точек данных по сигналам, полученным при сканировании светом изделия, в котором разные точки данных относятся к рассеянию от разных частей изделия.

Согласно другому аспекту изобретение обеспечивает устройство для создания изделий, подлинность которых может быть проверена, содержащее: драйвер принтера, который во время работы формирует инструкции для печатающего устройства для печати изображения; интерфейс получения данных, предназначенный для получения набора точек данных по сигналам, полученным в результате сканирования когерентным светом изделия во время печати, в котором разные точки данных относятся к рассеянию когерентного света от разных частей изделия; и процессор, предназначенный для определения цифровой сигнатуры изделия по набору точек данных и создания записи в базе данных, при этом запись включает в себя цифровую сигнатуру и представление изображения.

Согласно еще одному аспекту изобретение обеспечивает устройство, предназначенное для проверки подлинности изделий, содержащее: сканирующее устройство, в которое встроен когерентный источник, предназначенный для сканирования светом изделия, и узел детектора, выполненный с возможностью сбора набора точек данных по сигналам, получаемым по мере сканирования светом, в котором разные точки данных относятся к рассеянию когерентного света от разных частей изделия; процессор, предназначенный для определения цифровой сигнатуры изделия по набору точек данных; базу данных, содержащую множество записей для ранее сканированных изделий, причем каждая запись включает в себя цифровую сигнатуру, ранее определенную для этого изделия, и визуальное представление этого изделия; и модуль проверки сигнатуры, во время работы выполняющий поиск в базе данных для установления соответствия между цифровой сигнатурой, полученной устройством сканирования, и цифровой сигнатурой, сохраненной в одной из записей, и, в случае определения соответствия, для отображения визуального представления изделия, сохраненного в записи, для которой было определено соответствие.

Кроме того, для пользователя может быть представлен уровень достоверности соответствия, который обозначает, в какой степени цифровые сигнатуры, полученные при первоначальном сканировании и при повторном сканировании, соответствуют друг другу. В этом отношении следует отметить, что повторно отсканированная цифровая сигнатура, даже от подлинного изделия, никогда не будет идеально соответствовать ее копии, сохраненной в базе данных. Проверка на соответствие или несоответствие представляет собой оценку определенной степени схожести между первоначально сканированной сигнатурой, содержащейся в эталонной базе данных, и повторно отсканированной сигнатурой. Мы определили, что обычно соответствие с хорошим качеством имеет приблизительно 75% согласующихся битов, по сравнению со средним уровнем 50% соответствия для поддельного изделия.

Записи в базе данных предпочтительно могут включать в себя библиографические данные, относящиеся к сканированному изделию. Кроме того, модуль проверки сигнатуры может отображать библиографические данные при определении соответствия. Например, в случае документа библиографические данные могут включать в себя краткое описание документа в виде повествовательного текста и обозначение даты создания, лица, создавшего документ, принтера и т.д., использованного для создания документа.

Изобретение в еще одном дополнительном аспекте обеспечивает способ создания изделий с возможностью проверки их подлинности, содержащий: печать изображения на изделии; сканирование изделия когерентным светом и сбор набора точек данных по сигналам, полученным при рассеянии когерентного света от изделия, в котором разные точки данных относятся к рассеянию от разных частей изделия; определение цифровой сигнатуры изделия по набору точек данных; и создание записи в базе данных, в которой запись включает в себя цифровую сигнатуру и представление изображения.

Изобретение также направлено на другой способ создания изделий с возможностью проверки их подлинности, содержащий: сканирование когерентным светом изделия и сбор набора точек данных по сигналам, полученным при рассеянии когерентного света от изделия, в котором разные точки данных относятся к рассеянию от разных частей изделия; определение цифровой сигнатуры изделия по набору точек данных; и печать на изделии изображения и метки, в которой закодирована цифровая сигнатура, в соответствии с машиносчитываемым протоколом кодирования. Метка, таким образом, представляет собой характеристику встроенной структуры изделия. В этом случае сигнатуру предпочтительно кодируют в метке с использованием алгоритма асимметричного шифрования. Например, метка может представлять собой криптограмму, дешифруемую с использованием открытого ключа в системе шифрования с открытым ключом/частным ключом. Это чрезвычайно удобно для множества печатных материалов, в частности бумаги и картона, если метка представляет собой чернильную метку, нанесенную в процессе печати, предпочтительно в том же процессе создания изделия, то есть в том же процессе, в котором осуществляют печать изображения на документ. Например, на части бумаги может быть напечатано изображение, и бумага затем может быть снова передана через принтер для печати метки с кодированной сигнатурой, или с использованием двойного механизма подачи листов. Метка может быть видимой, например в виде штрихкода, или невидимой, например включенной как данные в микропроцессор в случае, когда изделие представляет собой карту со встроенным микропроцессором.

Печать и сканирование обычно осуществляют во время подачи изделия с перемещением его рядом с печатающей головкой и головкой сканирования соответственно.

Согласно еще одному аспекту изобретение обеспечивает способ проверки подлинности изделия, содержащий: сканирование изделия когерентным светом и сбор набора точек данных по сигналам, полученным при рассеянии когерентного света от изделия, в котором разные точки данных относятся к рассеянию от разных частей изделия; определение цифровой сигнатуры изделия по набору точек данных; обеспечение базы данных, содержащей множество записей для ранее сканированных изделий, причем каждая запись включает в себя цифровую сигнатуру, ранее определенную для этого изделия, и визуальное представление этого изделия; и проведение поиска в базе данных для установления соответствия между цифровой сигнатурой, полученной с помощью сканера, и любой из цифровых сигнатур, сохраненных в базе данных, и, в случае определения соответствия, отображение визуального представления изделия, сохраненного в базе данных.

Предпочтительно, чтобы изделие было изготовлено из бумаги или картона или представляло собой любую подложку, пригодную для печати, с поверхностью, пригодной для обеспечения цифровой сигнатуры при сканировании в соответствии с изобретением. Также следует понимать, что ссылки на свет не должны быть ограничены видимым электромагнитным излучением и включают в себя, например, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

Считается, что изобретение может быть особенно пригодным для изделий из бумаги или картона, входящих в следующий список примеров:

1) ценные документы, такие как сертификаты акций, товарные накладные, паспорта, межправительственные соглашения, договора, водительские удостоверения, сертификаты пригодности автомобиля для эксплуатации, любые сертификаты, удостоверяющие подлинность;

2) любой документ, предназначенный для отслеживания или для цели отслеживания, например, конверты в почтовых системах, банкноты при отслеживании исполнения законов;

3) упаковка изделий, предназначенных для продажи;

4) этикетка марочных товаров, таких как модные товары;

5) упаковка косметических, фармацевтических препаратов или других продуктов;

6) нотариально заверенные и легализованные оригинальные документы;

7) карты и документы удостоверения личности.

Например, выбранные партии печатных изделий определенного рода могут быть сформированы для слежения или сопровождения. Партия банкнот может быть специально напечатана для внедрения их в известные криминальные круги, например для оплаты выкупов или взяток или для покупки нелегальных наркотиков. Они могут быть идентичными нормальным банкнотам, но могут быть внесены в базу данных так, что в базу данных будет внесена не только уникальная цифровая сигнатура бумаги банкноты для каждого денежного знака, но также и изображение банкноты, включающее в себя ее серийный номер.

Предполагается, что любой другой материал подложки, на который может быть нанесена печать, может быть идентифицирован в соответствии с изобретением, при условии, что он имеет соответствующую структуру поверхности. Материалы такого типа, которые имеют очень гладкую поверхность на микроскопическом уровне, могут быть непригодны. Пригодность печатного материала может быть легко определена путем тестирования нескольких представительных образцов.

В одной группе вариантов осуществления изобретения модуль получения и обработки данных во время работы дополнительно анализирует точки данных для идентификации компонентов сигнала в соответствии с определенным протоколом кодирования и для формирования по ним эталонной сигнатуры. Характеристика предварительно заданного протокола кодирования, как предполагается, должна быть основана на контрасте, то есть силе рассеиваемого сигнала, в большинстве вариантов осуществления. В частности, можно использовать обычный протокол штрихкода, в котором штрихкод печатают или наносят другим способом на изделие в форме полосок, в случае 1-мерного штрихкода или более сложных структур для 2-мерного штрихкода. В этом случае модуль сбора и обработки данных может во время работы выполнять сравнение для установления соответствия эталонной сигнатуры той сигнатуре, которая была получена при считывании изделия, помещенного в объем для считывания. Следовательно, изделие, такое как лист бумаги, можно маркировать так, что на него будет нанесена версия его собственной характеристики с цифровой сигнатурой в форму штрихкода. Эталонная сигнатура должна быть получена по характеристикам изделия с использованием односторонней функции, то есть с использованием асимметричного алгоритма шифрования, для которого требуется частный ключ. Благодаря этому обеспечивается барьер для неуполномоченной третьей стороны, имеющей устройство считывания, которая пытается считывать поддельное изделие и печатать на нем метку, которая представляет результат сканирования устройства считывания, в соответствии со схемой шифрования. Обычно метка в виде штрихкода или другая метка представляет собой криптограмму, дешифруемую с использованием открытого ключа, и частный ключ сохраняется у уполномоченной стороны, которая установила метку.

База данных может быть установлена в запоминающем устройстве большой емкости, которое является частью устройства считывания, или может быть расположена в удаленном местоположении с доступом со стороны устройства считывания через канал передачи данных. В качестве канала передачи данных можно использовать любую обычную форму передачи данных, включая беспроводную и фиксированную связь, и, кроме того, доступ может быть организован через Интернет. Модуль сбора и обработки данных может, по меньшей мере, в некоторых режимах работы обеспечивать возможность добавления сигнатуры к базе данных, если не будет найдено соответствие. Такой режим работы обычно может быть разрешен только для уполномоченных лиц по очевидным причинам.

Кроме сохранения сигнатуры также полезно ассоциировать эту сигнатуру в базе данных с другой информацией об изделии, такой как отсканированная копия документа, фотография владельца паспорта, подробная информация о месте и времени изготовления изделия, или подробная информация о предполагаемом месте назначения продажи товаров, предназначенных для продажи (например, для отслеживания "серого" импорта).

В большинстве вариантов применения предполагается, что сигнатура представляет собой цифровую сигнатуру. Обычный размер цифровой сигнатуры при использовании существующей технологии может находиться в пределах от 200 бит до 8 кбит, причем в настоящее время предпочтительно использовать цифровую сигнатуру с размером приблизительно 2 кбита для обеспечения высокой степени защиты.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания изобретения и возможностей его выполнения сделана ссылка в качестве примера на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1A показан вид в перспективе головки сканирования для варианта осуществления изобретения с также показанным листом бумаги;

на фиг.1B показан вид сбоку представленной на фиг.1A головки сканирования с листом бумаги;

на фиг.2 схематично показан вид в перспективе, изображающий порядок сбора данных с поверхности бумаги n раз по его области сканирования путем сканирования вдоль нее протяженным лучом;

на фиг.3 схематично показана принципиальная блок-схема функциональных компонентов системы, предназначенной для создания изделий, пригодных для удостоверения подлинности;

на фиг.4 показан вид в перспективе печатающего устройства со встроенной головкой сканирования;

на фиг.5 схематично показан вид сбоку альтернативной компоновки создания изображения для сканера, в соответствии с настоящим изобретением, на основе сбора направленного света и при полном освещении;

на фиг.6 схематично показана в плане зона оптического охвата в дополнительной альтернативной компоновке получения изображения для сканера, в соответствии с настоящим изобретением, в котором направленные детекторы используют в комбинации с локализованным освещением с применением протяженного луча;

на фиг.7 показано микроскопическое изображение поверхности бумаги, при этом изображение охватывает область размером приблизительно 0,5x0,2 мм;

на фиг.8A показаны необработанные данные, получаемые одним фотодетектором, с использованием головки сканирования по фиг.1A, которые состоят из сигналов от фотодетектора и сигналов кодирования;

на фиг.8B показаны данные фотодетектора по фиг.8A после линеаризации с сигналом кодирования и усреднения амплитуды;

на фиг.8C показаны данные, представленные на фиг.8B, после перевода их в цифровую форму в соответствии со средним уровнем;

на фиг.9 показана блок-схема последовательности операций, представляющая процесс формирования цифровой сигнатуры по сканированному изображению;

на фиг.10 показана блок-схема последовательности операций, представляющая процесс печати, во время которого бумагу, на которую наносится печатное изображение, сканируют и ее цифровую сигнатуру рассчитывают и сохраняют в базе данных;

на фиг.11 схематично показан вид сбоку устройства считывания, предназначенного для сканирования изделий для проверки их подлинности;

на фиг.12 показана блок-схема функциональных компонентов устройства считывания по фиг.11 и соответствующих компонентов системы;

на фиг.13 показан вид в перспективе устройства считывания по фиг.11 с представлением его внешней формы;

на фиг.14 показана блок-схема последовательности операций, представляющая, как цифровую сигнатуру изделия, полученную в результате сканирования, можно сверять с базой данных, в которой сохранены цифровые сигнатуры ранее отсканированных изделий;

на фиг.15 показана блок-схема последовательности операций, представляющая общий процесс сканирования документа с целью проверки его подлинности и представления результатов для пользователя;

на фиг.16 показан моментальный снимок экрана интерфейса пользователя, отображаемый в случае удостоверения, что повторно отсканированный документ является подлинным;

на фиг.17 схематично показан вид в плане ИД карты, на которую нанесена метка в виде штрихкода, в которой закодирована цифровая сигнатура, полученная от свойственной для измеряемой поверхности характеристики;

на фиг.18 показан схематичный вид в плане ИД карты с микросхемой, содержащей данные, в которых закодирована цифровая сигнатура, полученная от свойственной для измеряемой поверхности характеристики; и

на фиг.19 схематично показан вид в плане гарантийного документа, на который нанесены две метки в виде штрихкода, для кодирования цифровой сигнатуры, полученной от свойственной для измеряемой поверхности характеристики.

Подробное описание изобретения

На фиг.1A и 1B схематично представлен перспективный вид и вид сбоку соответственно головки 10 сканирования в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Головка 10 сканирования предназначена для измерения цифровой сигнатуры листа бумаги 5 или другого изделия, на которое может быть нанесена печать, которое перемещают вдоль головки 10 сканирования в направлении х, через ее объем считывания (см. оси, обозначенные на чертеже). Основные оптические компоненты представляют собой лазерный источник 14, предназначенный для формирования когерентного лазерного луча 15, и узел 16 детектора, состоящий из множества k элементов фотодетектора, где k=4 в этом примере, обозначенных как 16a, 16b, 16c и 16d. Лазерный луч 15 фокусируют с помощью цилиндрической линзы 18 в виде удлиненного фокуса, продолжающегося в направлении y (перпендикулярном плоскости чертежа) и лежащего в плоскости траектории перемещения листа бумаги. В примере прототипа удлиненный фокус имеет главную ось, равную приблизительно 2 мм, и меньшую ось приблизительно 40 микрометров. Эти оптические компоненты установлены в блоке 11 установки. В представленном варианте осуществления четыре элемента детектора 16a...d распределены с обеих сторон оси луча со смещением под разными углами от оси луча в виде гребенчатой компоновки для сбора света, рассеянного при отражении от изделия, присутствующего в объеме считывания. В примере прототипа углы смещения составляют -70, -20,+30 и +50 градусов. Легкий доступ к элементам 16a....d детектора обеспечивается благодаря сквозным отверстиям в блоке 11 установки. Углы с обеих сторон оси луча выбирают таким образом, чтобы они не были равны, что делает точки данных, которые собирают с их помощью, настолько независимыми, насколько это возможно. Все четыре элемента детектора расположены в общей плоскости. Элементы 16a...d фотодетектора детектируют свет, рассеиваемый от поверхности бумаги 5, перемещаемой вдоль головки 10 сканирования, когда когерентный луч рассеивается от бумаги 5. Как представлено на чертеже, источник установлен таким образом, чтобы он мог направлять лазерный луч 15 с его осью луча в направлении z, так чтобы он падал на бумагу 5 в направлении по нормали.

Обычно предпочтительно обеспечить большую глубину фокусирования, с тем чтобы различия в установке бумаги в направлении z не приводили к существенным изменениям размера луча, падающего на бумагу. В примере прототипа глубина фокусирования составляет приблизительно 0,5 мм, что достаточно для получения хороших результатов. Параметры глубины фокусирования, цифровой апертуры и рабочего расстояния являются взаимосвязанными и приводят к необходимости поиска хорошо известного компромисса между размером пятна и глубиной фокусирования.

Когда головка 10 сканирования встроена в обычный принтер, механизм подачи бумаги служит для линейного перемещения бумаги в направлении x, рядом с головкой 10 сканирования, в результате чего луч 15 сканирует в направлении, поперечном основной оси протяженного фокуса. Поскольку когерентный луч 15 имеет такие размеры в фокусе, что его поперечное сечение в плоскости xz (плоскость чертежа) намного меньше, чем проекция объема считывания в плоскости, нормальной к когерентному лучу, то есть в плоскости бумаги 5, при подаче бумаги когерентный луч 15 позволяет получать характеристики из множества различных частей бумаги.

На фиг.2, которая приведена для иллюстрации такого сбора характеристик и которая представляет собой схематичный вид в перспективе, показано, как из области считывания осуществляют выборку характеристики n раз в результате сканирования протяженным лучом по ней. Положения съема (выборки) характеристик фокусированного луча лазера, по мере его сканирования по бумаге, в результате подачи бумаги, представлены соседними прямоугольниками, пронумерованными от 1 до n, в которых считывают характеристики в области длиной "l" и приблизительной шириной "w", где "w" представляет собой длинный размер цилиндрического фокуса. Сбор данных выполняют таким образом, что снимают сигнал в каждом из n положений по мере перемещения бумаги вдоль головки сканирования. Следовательно, собирают последовательность из k x n точек данных, которые относятся к рассеянию света от n разных представленных частей бумаги. Обычно характеристики измеряют только на части длины бумаги. Например, длина "l" может составлять приблизительно несколько сантиметров.

При представленных в данном примере малых размерах фокуса, составляющих приблизительно 40 мкм, и длине сканирования в направлении x, составляющей 2 см, n=500, что позволяет снять 2000 точек данных при k=4. Обычный диапазон значений для k x n, в зависимости от требуемого уровня безопасности, типа изделия, количества каналов "k" детектора и других факторов, как считается, равен

100<k x n<10,000. Также было определено, что при увеличении количества детекторов k также повышается интенсивность измерений, с учетом деградации поверхности изделия, его обработки, печати и т.д. На практике, в прототипах, используемых до настоящего времени, применяют эмпирическое правило, которое состоит в том, что общее количество независимых точек данных, то есть k x n, должно составлять 500 или больше, для получения приемлемо высокого уровня защиты для широкого разнообразия поверхностей.

На фиг.3 показана принципиальная блок-схема функциональных компонентов системы, предназначенной для создания изделий, пригодных для проверки их подлинности. Принтер 22 соединен с персональным компьютером (ПК) 30 с использованием обычного соединения 25. Детекторы 16a...d модуля 16 детектора соединены с испол