CN104428798B - 用于明确标记对象的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于明确标记对象(1)的方法或***，其中，将独特特征(3)数字化并用私钥(9)进行签名，并且除数字化特征(6)的签名(8)之外，将独特特征(3)本身布置在对象(1)或对象(1)的包装(2)上，或由对象(1)或其包装(2)的至少一部分形成，并且，对象(1)的真实性通过独特特征(3)与数字化特征(6)的签名(8)的比较来确定，所述签名布置在对象或对象包装上并且用公钥进行解密。为了产生可以简单并高性价比地实施的安全方法，独特特征(3)由具有根据视角(15)而不同的光学特性的光学可检测的三维结构或材料形成，并且数字化特征(6)通过应用于利用至少一个数字摄像机(5)记录的独特特征(3)的至少两个数字图像(16、16’)的算法(17)来产生。

Description

用于明确标记对象的方法
技术领域
本发明涉及一种分别用于明确标记对象的方法或***，其中将独特特征数字化并用私钥进行签名，除数字化特征的签名之外，独特特征本身也被布置在对象或对象包装上，或者由对象或其包装的至少一部分形成，并且通过将独特特征与经解密的数字化特征的签名进行比较来鉴定对象，该签名布置在对象或其包装上并且用公钥进行解密。
此外，本发明涉及根据以上方法或***标记的对象或其包装。
本发明的方法用于通过应用数字签名以尽量简单的方式、例如凭借移动终端装置来区分原版与剽窃版、即未被创造者授权的复制品。应用的范围从药物、数据载体、奢侈品到门票。
背景技术
已知的方法使用不同类型的安全码，为了验证，通过合适的读取装置检测所述安全码并将其与数据库中存储的代码进行比较。一个很大的缺点在于需要访问数据库以验证对象的真实性。因此，只有具有相应设备的使用者才可以验证真实性。
其他方法只依赖于难以复制的安全特征的使用。例如，它们包括通常布置在原厂商的软件包装上的全息图。虽然验证真实性不需要从外部数据库检索任何信息，但是用或多或少的努力可以复制这种安全特征。
其他方法将独特特征的二维视觉特性数字化，用私钥对其进行签名，并将该签名应用到对象上。非常小的结构用作独特特征以阻止其被容易地复制，因此验证需要合适的读取装置。使用较大且用数字摄相机可记录的特征的类似方法需要使用者进行额外的触觉或视觉验证，从而降低了可获 得的安全性和简单性。另外，已知的方法基于独特特征的完全对应，因此甚至在一些轻微损坏之后都不再能进行独特特征的验证。
WO 2004/013735 A2描述了一种用于明确标记对象的方法或***，其中，应用了磁性二维码并且包含在码中的信息由相应的扫描仪读出并验证。实际上，这种磁码具有不能用常规复印机仿造的优点，但是验证所需的扫描仪复杂且昂贵，因此不是待保护对象的全部使用者或所有者都可使用的。
WO 2005/024697 A2描述了一种用于标记对象的方法，其中包含待保护对象的产品特有数据和RFID(射频识别)芯片的独特特征的数字签名存储在RFID芯片中并且附在待保护对象或其包装上。独特特征以内置到RFID芯片中的数字码的形式提供。这不是通过随机制造方法产生的特性，因此可以利用相应的知识或合适的硬件来复制。一旦从原件移除RFID芯片并将其应用到剽窃品的包装上，就不再能确定它不是原件。
从WO 1997/24699 A1中得知一种用于独特地标记对象的方法，其中将独特特征的微形貌数字化并用私钥进行签名，然后将签名布置在对象上。实际上，微形貌具有不能通过常规复印机仿造的优点，但是，验证所需的扫描仪复杂且昂贵，因此不是待保护对象的全部使用者或所有者都可使用的。
WO 2003/021541 A2示出一种用于明确标记对象的方法，其中将独特特征的视觉特性数字化并用私钥进行签名，然后将签名布置在对象上。为此使用的结构非常小，例如金刚石的杂质。因此，验证所需的扫描仪复杂且昂贵，并且因此不是待保护对象的全部使用者或所有者都可使用的。此外，该方法仅基于独特特征的二维特性来验证它们，这使得复制或伪造独特特征相当容易。另外，该方法基于独特特征的完全匹配，因此例如在运输期间产生的独特特征的轻微损坏都阻止验证。
US 2006/091208 A1示出一种用于明确标记对象的方法，其中将独特特征的视觉特性数字化并用私钥进行签名，然后将签名布置在对象上。该方法仅基于独特特征的二维特性来检验它们。这确实使得通过使用仅反射特定波长的光的特征的简单二维复制的任何伪造更加困难，但是，检验所 需的扫描仪复杂且昂贵，因此不是待保护的对象的全部使用者或所有者都可使用的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种上述用于明确标记对象以确定其真实性的方法或***，该方法可以以简单且高性价比的方式来实施，并且该方法还使得对象的所有者能够通过简单手段来检验对象的真实性。
以如下方法解决了所述目的：独特特征由具有根据视角而不同的光学特性的光学可检测的三维结构或材料形成，并且数字化特征通过应用于利用至少一个数字摄像机记录的独特特征的至少两个数字图像的算法来产生。本方法的特征在于，一些独特特征用于对象标记，所述独特特征是尽可能难以重现或复制的。例如，具有不同光学特性的这种独特特征可以包含在根据视角具有不同随机图案的膜中，或包含在具有示出随机三维特性的内置颗粒的透明膜中，或包含在难以复制的序列化的或随机的全息图中。独特特征布置在对象上或其包装上，或者由对象或其包装的至少一部分形成。另外，将这些独特特征的视觉特性数字化并用私钥进行签名，并且除独特特征本身之外，还将得到的这些数字化特征的签名布置在对象或其包装上。现在通过将特征本身与用公钥解码的数字化特征的解码签名进行比较可以鉴定对象，而不用从外部数据库检索信息。在最简单的情况下，为此使用摄像机，所述摄像机如今包含在几乎任何手机、平板电脑等中。特征的制造及其数字化以及签名可以利用简单的方法以相对简单和高性价比的方式来实现，因而使得能够具有广泛的对象应用，甚至用于保护大型产品。由于如全息图一样具有三维效果、例如即具有取决于视角的光学特性的光学可检测的三维结构或材料的使用，所使用的算法的任务是确定由复制品引起的例如显示为缺少三维结构或缺少取决于视角的光学特性的质量差异。
独特特征通过具有取决于视角的不同光学特性的随机的、光学可检测的、三维结构或随机布置的材料有利地形成。
独特特征有利地由包含三维结构或材料的膜的至少一部分形成。根据视角或照明类型，包含在膜中的三维结构或材料具有不同的随机图案。生产膜的至少一部分会增加安全性。例如，膜可以由全息图形成。
由于膜的至少一部分是随机选择的，安全性的程度被进一步提高。该部分可以通过将其从膜中切割出或冲压出而产生。
至少两个数字图像在各种情况下都有利地由使用至少一个数字摄像机从不同视角制作的独特特征的至少两个图像建立。
同样地或另外地，至少两个数字图像也可以在各种情况下都由利用至少一个数字摄像机并使用来自不同方向的照明制作的独特特征的至少两个图像建立。至少一个摄像机的位置也可以在记录图像时保持不变。
独特特征有利地来源于对象本身或其包装。例如，对象本身或包装的表面结构可以用作独特特征。重要的是独特特征使得能够与其他对象清楚区分。另外，独特特征必须难以或不可能复制，由此使得更难以标记剽窃品。不同的方法有助于清楚地将具有独特特征的复制品与原件区分开
优选通过以下来步骤鉴定对象：利用至少一个数字摄像机从至少两个不同的视角和/或利用至少一个数字摄像机分别以来自不同方向的照明从一个视角对独特特征或对象或其包装的至少一部分进行光学检测，和对数字化特征的签名进行光学检测并处理光学图像。因此，对象的购买者不必购买特定装置或访问特定数据库就可以鉴定对象。例如，购买者可以凭借其通常配有摄像机的手机、平板电脑或笔记本电脑来记录应用于对象或其包装的特征和其签名，并且立即查出其是原件还是剽窃品。解密签名所需要的仅是公钥。如果特征和/或签名的特性是人可读的，则使用者可以读出特性并将其输入到适合于处理的装置、例如手机中。
独特特征和/或数字化特征的签名可以直接应用到对象或其包装的表面上、例如印刷到其上。如果独特特征由对象本身或其包装形成，则仅必须将数字化特征的签名应用到对象或其包装的表面上。为了标记独特特征来源于的对象或包装表面的区域，可以在对象或包装上提供相应的标记，例如以框的形式。所述标记向使用者示出用于例如利用其手机鉴定的待扫描的区域。
为了防止通过将独特特征和数字化特征的签名从原始包装分离并将其应用到剽窃品的包装上的任何滥用，提供了在操作时通过预定断点等在视觉上和/或功能上损坏直接应用到对象或其包装的表面上的独特特征和/或数字化特征的签名。由于包含的预定断点，试图从对象或包装分离特征或签名会毁坏特征或签名，并由此会使得不能鉴定对象。如果例如签名存储在RFID芯片中，则试图从对象或其包装分离RFID芯片会毁坏应答器的天线，并由此使得不能读出内容。
作为将独特特征和/或数字化特征的签名直接应用到对象或其包装的表面上的替代方案，这些特征也可以应用到至少一个载体上，特别是印刷到其上，并且可以将至少一个载体应用到对象或其包装的表面上，特别是粘附或胶粘到其上。这有利于之后会被应用到、例如胶粘到各个对象或其包装上的独特特征和数字化特征的签名的制造。独特特征和签名可以布置到一个载体或在不同的载体上。如果独特特征由对象本身或其包装形成，则对于数字化特征的签名而言只需要一个载体。
在这种情况下，为了提高安全性，有利的是通过在操作时、特别在分离期间使用预定断点在视觉上和/或功能上损坏至少一个载体。这使得不能将原始产品的独特标记转移到剽窃品或其包装上。
根据本发明的另一特征，独特特征具有取决于视角的不同的光反射特性作为光学特性。所述取决于视角的不同的光反射特性可以例如通过在膜中的反射颗粒产生。
根据本发明的另一特征，提供了应用到对象或其包装上的独特特征和数字化特征的签名包含至少一个额外的安全特征。这种额外的安全特征可以例如如同纸币一样通过升高或降低的表面、水印、全息图、反射表面等形成。该措施有助于实现更加改进的防伪保护。
另外，对象的数字化信息可以在签名前添加到数字化特征。例如，信息可以包括对象或产品的名称、关于制造商的详情、制造日期等。因此，数字化特征包含待标记的对象的信息，这有助于建立签名和对象之间的更紧密的关系。
另外地或作为替代方案，可以将对象和/或数字化特征的数字化信息添加到数字化特征的签名。
数字化特征的签名优选以一维条形码或二维条形码的形式来显示。扫描这种码是容易的，特别是利用普通装置，例如手机的摄像机，并且因此鉴定对象是容易的。
另外地或作为替代方案，独特特征和/或签名可以是人可读的，并且可以由使用者读出并输入到适合于处理的装置中，优选移动终端，例如手机。
另外地或作为替代方案，数字化特征的签名还可以存储在RFID元件中。当然，特征的数字化和签名所需的工作量和时间还取决于待标记的对象和其价值。
如果数字化特征的签名和/或对象的数字化信息存储在中央数据库中，则可以获得重要的信息用于之后的检索。另外，签名可以由明确的数字来替代，该数字是指存储在中央数据库中的数字化特征的签名和/或对象的数字化信息。
当鉴定对象时，可以检测用于对象的明确识别的数据和用于其定位的数据(例如全球定位***(GPS)的坐标)，并将其存储在中央数据库中。
附图说明
会根据附图更详细地说明本发明。这些附图示出了用于明确标记对象的方法或***的实施方案。
图1为用于标记对象的一个使用实例的框图；
图2为用于鉴定根据图1标记的对象的一个使用实例的框图；
图3为其中独特特征是由待标记的对象包装本身的包装形成的另一实施方案；
图4为借助于来自不同视角的两次采集的独特特征的数字化的细节图；和
图5为用于鉴定对象的一个使用实例的框图，其中用于明确识别对象及其定位的数据另外地存储在中央数据库中。
具体实施方式
图1示出了用于标记布置在包装2中的对象1的一个使用实例的框图。根据本发明，独特特征3布置在对象1的包装2上。如图1中所示，这些独特特征3可以例如由随机布置的颗粒来制造，所述颗粒被压到载体4上并且根据视角具有不同的光学特性，例如光反射特性。布置在载体4上的独特特征3被另外地数字化，这可以利用至少一个数字摄像机5、例如手机来完成。为此，在各种情况下都获取来自不同视角的至少两个图像或利用来自不同方向的照明的至少两个图像，并借助于算法将所述图像变成其取决于视角的独特三维特征或光学特征。现通过签名方法7对这些数字化的特征6进行签名，并且例如以二维码的形式将签名8直接应用到包装2上或载体4上，然后将所述载体4应用到、特别是胶粘到包装2上。签名8通过应用私钥9进行。在签名方法7之前，可以将关于待标记的对象1的数字化信息10，例如产品名称、制造数据、生产数据等添加到数字化特征6。图1中示出的实施方案示出了一种用于明确标记对象1的方法，对象1本身不具有任何独特特征3，即因此必须产生独特特征3并将其添加到对象1或其包装2。如果对象1或其包装2已经包括独特特征3，则不需要添加独特特征3，但是可以使用对象1本身或其包装2的一部分。例如，为此可以使用对象1或其包装2的一部分的表面质量。需要限定的仅是对象1或其包装2的区域，该区域包含具有取决于视角的不同的光学特性的独特特征3，并且由该区域产生签名8。
无论如何，重要的是独特特征3以及数字化的独特特征3的签名8被布置在对象1或其包装2上以用于其明确标记，或者由对象1或其包装2的至少一部分形成。为了防止特征3以及签名8被从原件转移到剽窃品，有利的是在操作时通过预定断点等来视觉上和/或功能上损坏这些独特特征3或数字化的特征6的签名8。试图将特征3或签名8或其载体4分离会导致毁坏它们，并且使得不能鉴定对象1。
独特特征3可以以多种方式来制造。例如，可以在透明膜制造期间将漂浮颗粒添加到透明膜，该颗粒根据视角表现出不同的随机图案。根据视角具有不同的光反射特性的膜的片段的随机应用还可以用于这种独特特征3的制造。例如，膜可以由不同着色的颗粒制成，由于不同着色的颗粒具有随机结构，所述膜的一部分可以用作这些独特特征3的载体。将液体染料应用到吸收性衬底上也可以用于这种独特特征3的制造。
全息图的随机选择的部分也可以用作独特特征3的制造。这种随机全息图可以通过例如随机的、即全息图膜的未登记的冲压或戳记来生产。
很多已知方法可以作为用于数字化和签名的方法来应用。特别地，非对称密码***或加密将用于签名。
在图2中，框图示出了如何基于根据图1的标记来检验对象1的真实性。为此，通过摄像机5从至少两个视角记录独特特征3，并将其数字化，由此获得数字化特征6’。另外，读出布置在对象1或其包装2上的签名8，在框14中利用公钥11进行解密以用于解密和比较操作，并由此产生数字化特征6。将这些数字化特征6与数字化特征6’进行比较，并且在充分对应的情况下，确定对象1的真实性。因此，检验对象1的真实性不需要中央数据库，需要的仅是让使用者知道公钥11，使用者可以利用该公钥11进行签名8的解密。另外，因为独特特征3具有使得能够验证真实性的其他特性，所以可以提高安全性。特别地，可以进行特征3的感知检查12，这使得能够确定特征3不属于特征3的复制品。这样的实例是一些升高或降低的表面、水印、全息图、反射表面等。
图3示出了另一个实施方案，其中独特特征3由对象1本身或其包装2形成。在这种情况下，限定了其中包含独特特征3并且用于特征3的数字化和签名的区域13。将得到的签名8例如紧挨着该区域13直接布置在包装2的表面上，或将包含签名8的载体4应用到对象1的包装2上的。
图4示出了图1和图2中所示的独特特征3的数字化的详细框图。在此，举例来说，例如借助于数字摄像机5获得独特特征3的数字图像16。之后，改变摄像机5的位置并从视角15’进行另一采集，由此产生数字图像16’。通过由于三维结构或例如取决于视角15的特征3的光反射特性而 彼此不同的这两个数字图像16、16’，算法17计算数字化的三维特征6或6’或者分别来自具体二维信息的取决于视角15的特征6或6’。
图5示出了图2中所示的检验对象1的真实性的使用实例的扩展的框图。在检验真实性之后，关于待标记的对象1的数字化信息10与用于对象1的定位的数据18、例如全球定位***(GPS)的坐标一起存储在中央数据库19中。这些数据可以提供与对象1有关的关注的信息。
根据本发明的方法可以用于例如将原制造商的药物与剽窃品区分开，并使得最终使用者乃至经销商能够容易地检验真实性。不需要专门的读取装置或访问数据库。由于该方法考虑了独特特征3的光学三维特性，因此不需要额外过程、例如使用者的感知检验来防止复制品。该方法可以以简单和高性价比的方式来实施。

Claims (27)

1.一种用于明确标记对象(1)的方法，其中将独特特征(3)数字化并用私钥(9)进行签名，并且除数字化特征(6)的签名(8)之外，所述独特特征(3)本身被布置在所述对象(1)或所述对象(1)的包装(2)上，或由所述对象(1)或其包装(2)的至少一部分形成，并且通过将所述独特特征(3)与经解密的数字化特征(6)的签名(8)进行比较来确定所述对象(1)的真实性，所述签名布置在所述对象(1)或其包装(2)上并用公钥(11)进行解密，其特征在于，所述独特特征(3)通过具有根据视角(15)而不同的光学特性的三维结构或材料形成，所述结构或材料是能够通过各自配有摄像机的手机、平板电脑或笔记本电脑光学检测的，并且所述数字化特征(6)通过应用于利用至少一个数字摄像机(5)从不同视角(15、15’)和/或分别以来自不同方向的照明记录的独特特征(3)的至少两个数字图像(16、16’)的算法(17)来产生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述独特特征(3)由具有根据视角(15)而不同的光学特性的随机的、光学可检测的三维结构或随机布置的材料形成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述独特特征(3)由包含所述三维结构或材料的膜的至少一部分形成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述膜的至少一部分是随机选择的。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述独特特征(3)来源于所述对象(1)或其包装(2)。
6.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤检测所述对象(1)的真实性：利用至少一个数字摄像机(5)总是从至少两个不同的视角和/或利用至少一个数字摄像机(5)以来自不同方向的照明从一个视角对所述独特特征(3)或所述对象(1)或其包装(2)的至少一部分进行光学检测，和对所述数字化特征(6)的签名(8)进行光学检测并处理光学图像。
7.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述独特特征(3)和/或所述数字化特征(6)的签名(8)直接应用到、即印刷到所述对象(1)或其包装(2)的表面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在操作时通过预定断点视觉地和/或功能地损坏直接应用到所述对象(1)或其包装(2)的表面上的所述独特特征(3)和/或所述数字化特征(6)的签名(8)。
9.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述独特特征(3)和/或所述数字化特征(6)的签名(8)直接应用到至少一个载体(4)上，和将所述至少一个载体(4)应用到所述对象(1)或其包装(2)的表面上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在操作时通过预定断点视觉地和/或功能地损坏所述至少一个载体(4)。
11.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述独特特征(3)具有至少部分随机的表面几何结构、着色或其结合。
12.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，根据视角(15)，所述独特特征(3)具有不同的光反射特性作为光学特性。
13.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，应用到所述对象(1)或其包装(2)上的独特特征(3)和所述数字化特征(6)的签名(8)包含至少一个额外的安全特征。
14.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，在签名之前将所述对象(1)的数字化信息(10)添加到所述数字化特征(6)。
15.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述对象(1)的数字化信息(10)和/或所述数字化特征(6)添加到所述数字化特征(6)的签名(8)。
16.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，以一维条形码或二维条形码的形式描绘所述数字化特征(6)的签名(8)。
17.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述独特特征(3)和/或所述签名(8)为人可读的，并且由使用者读出并输入到适合于处理的装置中。
18.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，将所述数字化特征(6)的签名(8)存储在RFID元件(射频识别元件)中。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述数字化特征(6)的签名(8)和/或所述对象(1)的所述数字化信息(10)存储在中央数据库(19)中。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述数字化特征(6)的签名(8)和/或所述对象(1)的所述数字化信息(10)存储在中央数据库(19)中。
21.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述数字化特征(6)的签名(8)存储在中央数据库(19)中。
22.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，当检查所述对象(1)的真实性时，检测用于明确识别所述对象(1)的数据和用于定位所述对象(1)的数据，并将其存储在中央数据库(19)中。
23.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少一个额外的安全特征是升高或降低的表面、水印、全息图或反射表面。
24.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述独特特征(3)和/或所述数字化特征(6)的签名(8)印刷到所述至少一个载体(4)上。
25.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述至少一个载体(4)粘附到所述对象(1)或其包装(2)的表面上。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，将所述至少一个载体(4)粘附到所述对象(1)或其包装(2)的表面上。
27.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在分离期间通过预定断点视觉地和/或功能地损坏所述至少一个载体(4)。
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