DE102014226660A1

DE102014226660A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments

Info

Publication number: DE102014226660A1
Application number: DE102014226660.2A
Authority: DE
Inventors: Jorge Cuellar; Tiago Gasiba
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-23
Also published as: EP3210196A1; US20170351916A1; WO2016096412A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (10) zum Verifizieren eines Inhalts (24) eines analogen Dokuments (20) bereitgestellt. Die Vorrichtung (10) weist eine Abtasteinheit (11), die zum Erzeugen von Abtastinformationen durch Abtasten des analogen Dokuments (20) und zum Speichern der Abtastinformationen in einem Speicherelement (21), das auf dem analogen Dokument (22) bereitgestellt ist, gestaltet ist, und eine Verifizierungseinheit (12), die zum Verifizieren des Inhalts (24) des analogen Dokuments (20) unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen gestaltet ist, auf. Ferner wird ein entsprechendes Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments bereitgestellt. Unter Verwendung der bereitgestellten Vorrichtung zum Verifizieren des Inhalts eines analogen Dokuments kann sichergestellt werden, dass der Inhalt des analogen Dokuments nicht durch einen Angreifer verändert wurde. Falls der Inhalt verändert ist, würde die Verifizierung fehlschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments.
In der Vergangenheit gab es einen Bedarf analoge Dokumente zu sichern, besonders offizielle und von der Regierung ausgestellte Dokumente. Allgemein fallen die verwendeten Ansätze in zwei Kategorien: (i) mache es durch Mittel spezieller Kennzeichnungen im Dokument so schwer wie möglich, das analoge Dokument physikalisch zu reproduzieren, kopieren oder zu ändern, oder (ii) ignoriere den analogen Inhalt und stelle dieselben Informationen in einem digitalen Sicherungselement bereit, welches in das Dokument eingebettet ist (z. B. E-Pass).
Es existieren verschiedene Möglichkeiten, physikalische Dokumente digital zu unterzeichnen:

a. Verwendung einer üblichen handschriftlichen Unterschrift: dieser Ansatz ist sehr schwach und garantiert die Integrität des analogen Inhalts nicht. Ferner ist jeder mit der Fähigkeit, die Unterschrift händisch zu reproduzieren, imstande, eine abgeänderte Version des Dokuments zu produzieren.
b. Verwendung von Unterschrift und Plastifizierung (z. B. Plastikkarten): dieser Ansatz ist schwach und kann durch Nachkonstruktions- und Wiederzusammenbauvorgänge angegriffen werden. Jeder der fähig ist, händisch die Unterschrift zu reproduzieren und ein Dokument zu plastifizieren, kann eine abgeänderte Version des Dokuments produzieren.
c. Verwendung eines digitalen Sicherungselements (DSE) in der Form eines Chips, das in das Dokument eingebettet ist: dieser Ansatz ist auch sehr schwach. Nach der aktuellen Technologie schützt das DSE nur digitale Informationen, nicht den analogen Teil des Dokuments. Ferner beruht dieser Ansatz auf händische Überprüfung, Erkennung und Gegenprüfung von Informationen.
d. Verwendung von gedruckten Seriennummern, welche durch eine Klarschrifterkennung (”Optical Character Recognition”, OCR) erkannt werden können und per Hand mit einer Datenbank kontrolliert werden: dieser Ansatz ist auch sehr schwach. Er ist auf händische Inspektion, Erkennung und Gegenprüfung von Informationen angewiesen. Ferner ist die Verwendung der OCR sehr auf nur wenige Zeichen begrenzt. Eine analoge Form von Zeichen ist irrelevant. Bekannte Seriennummern könnten wiederverwendet werden und ein Angreifer könnte leicht Informationen fälschen, was durch händische Inspektion nicht festgestellt werden kann.
e. Verwendung von besonderen Materialien für das physische analoge Dokument: dieser Ansatz ist schwach. Das Material des Dokuments muss auf spezielle Weise hergestellt (z. B. Banknoten) und nicht leicht reproduzierbar sein. Jedoch kann der analoge Inhalt mit Hilfe fortgeschrittener Techniken immer noch manipuliert werden und ist an sich nicht gesichert. Jeder mit der Fähigkeit, die speziellen Materialien zu produzieren, kann eine abgeänderte Version des Dokuments produzieren.
f. Verwendung besonderer lichtempfindlicher Markierungen für das physische Dokument: dieser Ansatz ist schwach. Dies können zum Beispiel Wasserzeichen, usw., wie in einer Banknote verwendet, sein. Jedoch kann der analoge Inhalt mit Hilfe fortgeschrittener Techniken immer noch manipuliert werden und ist an sich nicht gesichert. Jeder mit der Fähigkeit. die Markierungen zu reproduzieren, kann eine abgeänderte Version des Dokuments produzieren.
g. Verwendung besonderer Stempel, zum Beispiel ”Weißstempel” oder Wachsstempel: dieser Ansatz ist sehr schwach. Der Weißstempel oder Wachsstempel, usw. garantiert in keinster Weise, dass die Integrität des analogen Teils des Dokuments unverändert ist. Jeder (z. B. ein Dieb) mit einem ”Weißstempel” kann eine abgeänderte Version des Dokuments produzieren.

Wie ersichtlich ist, kann keines der obigen Verfahren zuverlässig verwendet werden, um wirklich und sicher den analogen Inhalt eines Dokuments zu schützen oder zu verifizieren.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Abtasteinheit, die dazu gestaltet ist, durch Abtasten des analogen Dokuments, Abtastinformationen zu erzeugen und die Abtastinformationen in einem Speicherelement, das auf dem analogen Dokument bereitgestellt ist, zu speichern, und eine Verifizierungseinheit, die gestaltet ist, den Inhalt des analogen Dokuments unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen zu verifizieren, auf.
Die jeweilige Einheit, z. B. die Abtasteinheit, kann in Hardware und/oder Software implementiert sein. Falls die Einheit in Hardware implementiert ist, kann sie als eine Vorrichtung verkörpert sein, z. B. als ein Computer oder als ein Prozessor oder als ein Teil eines Systems, z. B. eines Computersystems. Falls die Einheit in Software implementiert ist, kann sie als ein Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als ein Programmcode oder als ein ausführbares Objekt verkörpert sein.
Die Abtasteinheit und die Verifizierungseinheit können in ein Modul integriert sein oder sie können an verschiedenen Stellen gelegen sein, auch entfernt voneinander.
Die Vorrichtung basiert auf der Idee, digitale Informationen des analogen Inhalts in der Form von Abtastinformationen direkt in einem Speicherelement auf oder in dem analogen Dokument bereitzustellen und den Inhalt des analogen Dokuments unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen später zu verifizieren.
Ein analoges Dokument kann in diesem Zusammenhang ein übliches Dokument in Papierform sein, welches normal gedruckt oder auf Papier handgeschrieben ist, das heißt es ist nicht in digitalem Format. Beispiele analoger Dokumente reichen von ID-Karten, Führerscheinen, Haus- oder Landbesitzurkunden, bis zu Zertifikaten, usw., können aber auch jede andere Art von Dokument in analoger Form sein.
Durch Bereitstellen einer Verifizierung des Inhalts unter Verwendung der Abtastinformationen, welche basierend auf dem ursprünglichen analogen Dokument erzeugt sind, das heißt bevor irgendjemand die Gelegenheit hatte, das Dokument zu manipulieren oder zu verändern, kann sichergestellt werden, dass, sobald das Dokument abgetastet wurde und die Abtastinformationen gespeichert sind, keine unerlaubten Änderungen vorgenommen werden können, im Speziellen, der analoge (z. B. handgeschriebene Teil) nicht ohne die Verifizierung zu verfehlen auf irgendeine Weise geändert werden kann.
Abtasten kann sich in diesem Zusammenhang auf ein visuelles Aufgreifen des Inhalts des analogen Dokuments und Umwandeln des aufgegriffenen Inhalts in digitale Daten beziehen. Die Abtasteinheit kann verschiedene Abtastparameter verwenden. Solche Abtastparameter können die Auflösung des Abtastprozesses sein (z. B. Punkte je Inch (DPI) oder Pixel je Inch (PPI) oder die Farbtiefe (z. B. Schwarz/Weiß (2 Bit) oder Farbe (8 Bit, 16 Bit, usw.).
Gemäß einer Ausführungsform ist die Abtasteinheit gestaltet, eine digitale Signatur basierend auf den Abtastinformationen zu erzeugen und die digitale Signatur im Speicherelement zu speichern.
Die Signatur kann unter Verwendung bekannter Verschlüsselungstechniken erzeugt werden. Zum Beispiel kann die digitale Signatur auf einer Hash-Funktion der digitalen Daten des abgetasteten Dokuments basieren.
In einer Ausführungsform kann die Signatur, wenn verifiziert, angeben, dass der Inhalt des analogen Dokuments nicht geändert wurde.
In einer anderen Ausführungsform kann die Signatur zusätzlich den Besitzer des analogen Dokuments verifizieren. In diesem Fall kann die Signatur, zusätzlich zu Informationen betreffend den Inhalt des analogen Dokuments, eine, den Nutzer oder Besitzer des analogen Dokuments authentifizierende, digitale Signatur enthalten. In diesem Fall kann die Abtasteinheit angepasst sein, mit einer zeichnungsberechtigten Stelle, zum Beispiel unter Verwendung einer privaten/öffentlichen Schlüssel-Technik, zu kommunizieren, um die digitale Signatur zu erzeugen. Die Verifizierungseinheit kann zum Verifizieren der digitalen Signatur wieder unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels mit der zeichnungsberechtigten Stelle kommunizieren. Die Verifizierungseinheit kann zum Beispiel von der zeichnungsberechtigten Stelle zum Verifizieren der Gültigkeit des analogen Dokuments, welches von der zeichnungsberechtigten Stelle unterzeichnet wurde, verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abtasteinheit gestaltet, Fehlerkorrekturinformationen zu erzeugen, wenn sie das analoge Dokument abtastet und wobei das analoge Dokument einen bestimmten Bereich aufweist, an welchen die Fehlerkorrekturinformationen anfügbar sind.
Im Abtastprozess des, den (analogen) Inhalt aufweisenden, Bereichs oder Segments des analogen Dokuments, im Folgenden auch Bereich 1 genannt, können manche Fehler aufgrund von Abtastoptik, Papieralterung oder Farbkalibrierung der Abtasteinheit die ergebende Bitmap beeinflussen. Deshalb kann ein Fehlerkorrekturcode implementiert werden. Zusätzlich können auch Farbabgleich- und Abstimmungsfunktionen hinzugefügt werden, was bedeutet, dass die Abtasteinheit, die zum Abtasten des analogen Dokuments verwendet wird, um die Signatur zu erzeugen, und der Abtastprozess während der Verifizierung aufeinander abgestimmt sind.
Die Fehlerkorrekturinformationen, die sich aus dem Fehlerkorrekturcode ergeben, der bei dem abgetasteten Inhalt angewendet wird, können auf einem bestimmten Bereich des analogen Dokuments bereitgestellt sein.
Der Fehlerkorrekturcode kann zum Beispiel ein Reed-Solomon Code oder irgendein anderer passender Code sein. Der Entschlüsselungsprozess kann auf ähnliche Weise wie bei Turbo-Codes ausgeführt werden.
Die Idee des Fehlerkorrekturcodes ist es, ein wenig Redundanz, das heißt, ein wenig extra Bits zur digitalen (das heißt abgetasteten) Version des analogen Dokuments hinzuzufügen, welche die Verifizierungseinheit verwenden kann, um die Einheitlichkeit des analogen Dokuments zu kontrollieren und Teile des analogen Dokuments wiederherzustellen, die als korrupt bestimmt wurden. Es sollte angemerkt werden, dass der Fehlerkorrekturcode verwendet werden kann, um Ausfälle und Fehler und damit Unstimmigkeiten, die durch Alterung oder Abtastausfälle und nicht durch Beeinflussung verursacht werden zu beseitigen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Druckeinheit auf, die zum Drucken der Fehlerkorrekturinformationen auf den speziellen Bereich gestaltet ist.
Die Fehlerkorrekturinformationen können direkt auf das analoge Dokument gedruckt werden oder kann auf einen Aufkleber gedruckt werden, welcher an das analoge Dokument angefügt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abtasteinheit gestaltet, horizontale Fehlerkorrekturinformationen und vertikale Fehlerkorrekturinformationen zu erzeugen.
Gemäß dieser Ausführungsform gibt es für jede abgetastete Zeile und Spalte einige entsprechende Paritätsbits auf der horizontalen beziehungsweise vertikalen Achse. Anstelle eines Paritätsbits für jede Zeile kann ein Satz von Paritätsbits für einen Satz abgetasteter Zeilen hinzugefügt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Druckeinheit gestaltet, die horizontalen Fehlerkorrekturinformationen auf ein erstes Segment des speziellen Bereichs zu drucken und die vertikalen Fehlerkorrekturinformationen auf ein zweites Segment des speziellen Bereichs zu drucken.
Das erste Segment kann ein horizontaler Bereich und das zweite Segment kann ein vertikaler Bereich des analogen Dokuments sein. Diese Segmente sind außerhalb des, den Inhalt des analogen Dokuments aufweisenden, Bereichs 1.
Diese Bereiche können optional sein. Im Falle, dass diese Bereiche nicht verwendet werden, kann der Abtastprozess sehr empfindlich für jegliche Fehler und/oder Papieralterung (welche durch z. B. Einschließen des Dokuments in durchsichtigen Kunststoff vermieden werden kann) sein. Falls die Bereiche verwendet werden, können sie durch einen Computer erzeugt werden und auf das analoge Dokument, wie oben erklärt direkt oder indirekt, nachgedruckt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das analoge Dokument ein Kalibrierungsmuster auf und wobei die Abtasteinheit gestaltet ist, unter Verwendung des Kalibrierungsmusters, vor Abtasten des analogen Dokuments, kalibriert zu werden.
Zur Vermeidung von Fehlern aufgrund verschiedener Kalibrierungsparameter der Abtasteinheit ist ein Kalibrierungsmuster auf dem analogen Dokument bereitgestellt. Das Kalibrierungsmuster kann von der Abtasteinheit verwendet werden, um ordnungsgemäß zu arbeiten, z. B. um kalibriert zu werden, die relevanten Teile des analogen Dokuments abzutasten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Speicherelement eine visuelle Darstellung eines, an das analoge Dokument anfügbaren, Binärcodes.
Die visuelle Darstellung kann direkt auf das analoge Dokument gedruckt werden oder kann auf ein Stück Papier, wie einen Aufkleber, gedruckt und an das Dokument angefügt werden. Der Binärcode kann ein Strichcode oder ein QR-Code oder irgendeine andere Art von passendem druckbarem Code sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Speicherelement ein digitales Sicherungselement, das im analogen Dokument enthalten ist.
Gemäß dieser Ausführungsform sind digitale Sicherungselemente (DSE), wie sie für ID-Karten oder dergleichen verwendet werden, im analogen Dokument enthalten. Gewöhnlich verwendete DSEs können dieselben (und letztendlich mehr) Informationen wie im analogen Dokument vorliegend enthalten. Diese Informationen sind jedoch vom analogen Teil getrennt, so dass die Informationen nicht verwendet werden können, um den analogen Inhalt des Dokuments automatisch, mit einem hohen Grad an Präzision, zu schützen. Die gewöhnlich verwendeten DSEs schützen deshalb nur die, in sich selbst enthaltenen, digitalen Informationen.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das DSE auf vielfältigere Weise verwendet werden, als es verwendet werden kann, den analogen Inhalt des analogen Dokuments zu verifizieren. So können die Abtastinformationen in diesem Sicherungselement gespeichert werden. Zum Beispiel kann die Signatur, die unter Verwendung der Abtastinformationen erzeugt wird, im Sicherungselement gespeichert werden.
Somit können gemäß dieser Ausführungsform, anstatt die Abtastinformationen zu drucken, die Abtastinformationen digital gespeichert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abtasteinheit gestaltet, zumindest eine abgetastete Version des analogen Dokuments als Abtastinformationen zu speichern.
Eine oder mehr abgetastete Versionen des analogen Dokuments können sicher in das Sicherungselement gespeichert werden. So kann der Inhalt des analogen Dokuments abgetastet und anschließend in digitaler Form im Sicherungselement gespeichert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verifizierungseinheit gestaltet, das analoge Dokument abzutasten und ein Vergleichsergebnis durch Vergleichen des abgetasteten analogen Dokuments mit der zumindest einen gespeicherten abgetasteten Version des analogen Dokuments zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann die Verifizierungseinheit in das Speicherelement in der Form eines digitalen Sicherungselements (DSE) integriert sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Verifizierungseinheit außerhalb des DSE angeordnet sein.
Die Verifizierungseinheit kann das analoge Dokument unter Verwendung der Abtasteinheit oder einer anderen Abtasteinheit abtasten. Zu diesem Zeitpunkt könnte das analoge Dokument bereits manipuliert oder verändert sein. Nach Abtasten kann die Verifizierungseinheit die gespeicherten Abtastinformationen vom Speicherelement abrufen und kann die gespeicherten Abtastinformationen mit der tatsächlich abgetasteten Version des analogen Dokuments vergleichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verifizierungseinheit gestaltet, den Inhalt des analogen Dokuments basierend auf dem Vergleichsergebnis zu verifizieren.
Die Verifizierungseinheit kann unter Verwendung eines Schwellenwerts entscheiden, ob der Inhalt geändert wurde oder nicht. Falls eine Korrelation zwischen den zwei abgetasteten Versionen höher ist als der Schwellenwert, kann der Inhalt des analogen Dokuments verifiziert werden. Falls die Korrelation niedriger ist als der Schwellenwert, kann der Inhalt nicht verifiziert werden und die Verifizierung schlägt fehl.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abtasteinheit gestaltet, unter Verwendung verschiedener Abtastparameter das analoge Dokument abzutasten und für jeden Abtastparameter eine abgetastete Version des analogen Dokuments zu speichern.
Gemäß dieser Ausführungsform können verschiedene abgetastete Versionen gespeichert werden. Die verschiedenen abgetasteten Versionen können unter Verwendung verschiedener Abtastparameter, z. B. Abtastauflösungen, Anzahl abgetasteter Farben, usw. erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verifizierungseinheit gestaltet, das analoge Dokument abzutasten und mehrere Vergleichsergebnisse durch Vergleichen des abgetasteten analogen Dokuments mit jeder der gespeicherten abgetasteten Versionen des analogen Dokuments zu erzeugen und den Inhalt des analogen Dokuments unter Verwendung der mehreren Vergleichsergebnisse zu verifizieren.
Die Abtasteinheit und die Verifizierungseinheit können zum Beispiel folgendes ausführen:
Zuerst wird das analoge Dokument zu einem Abtastbild S abgetastet.
Dann werden ein oder mehr verschiedene Abtastversionen V_n des analogen Dokuments zur Verifizierung verwendet. Diese Versionen V_n werden von der Abtasteinheit im Speicherelement gespeichert.
Für jede V_n, wird folgendes berechnet: X_n = 1 – |S – Vn|², wobei 0 < X_n < 1 und wobei X_n → 0 eine niedrige Korrelation bezeichnet und X_n → 1 eine hohe Korrelation bezeichnet. Eine hohe Korrelation bezeichnet eine bestandene Verifizierung und eine niedrige Korrelation bezeichnet eine fehlgeschlagene Verifizierung.
Anschließend wird P = F(X₁, X₂, ...X_n) berechnet, wo die Funktion F eine monotone Funktion auf jeder Komponente ist (das heißt: falls X_i kleiner oder gleich X*_i ist, dann ist F{X₁, X₂, ..., X_i, ...X_n) kleiner oder gleich F{X₁, X₂, ..., X*_i, ...X_n)). Sie kann als ein zusammengesetztes Maß des Abstands von S zum Raum einzelner X_i's interpretiert werden.
Einige Beispiele solcher Funktion sind die folgenden:

– Falls irgendein X_n so ist, dass X_n < Schwellenwert, dann P = O, ansonsten P = 1
– P = PRODUKT(X_n). Man beachte hier, dass falls irgendein X_n gleich 0 ist, dann P = 0, ansonsten ist P in 0...1.

Am Ende wird bestimmt:
falls P < t1: Verifizierung fehlgeschlagen
falls P > t2: Verifizierung bestanden
sonst: unklar

wobei t1 und t2 zwei anpassbare Parameter sind. Für die Verifizierung von Farbbildern kann eine Farbkalibrierungsvorgang verwendet werden. Das Abtastbild kann dann in z. B. drei verschiedene Komponenten, R, G und B (Rot, Grün, Blau) oder irgendein anderes Farbmodell aufgeteilt werden. Die verschiedenen Komponenten können dann mit VR_n, VG_n und VB_n, unter Verwendung desselben Vorgangs wie oben beschrieben, verglichen werden.
Die Verifizierung, unter Verwendung einer anderen abgetasteten Version, kann mit Fehlerkorrekturcodes, wie oben beschrieben, kombiniert werden. In diesem Fall können die Bereiche des analogen Dokuments, die ECC Codes enthalten, als S_E,n abgetastet werden, zusätzlich zum Dokument S, wobei n den ECC Bereich n darstellt. Eine ECC-Decodierung kann unter Verwendung eines ECC-Decodieralgorithmus (z. B. einer Turbo-Decodierung) ausgeführt werden.
Dies kann in S_D = Decodieren (S, S_E,1, S_E,2, ..., S_E,n) resultieren. Dann wird die Verifizierung wie oben ausgeführt, wobei S S_D entspricht.
Unter Verwendung der hierin beschriebenen Vorrichtung kann analoger Inhalt sicher vor unerlaubten Änderungen geschützt werden. Der analoge Inhalt und Verifizierungsvorgang ist gegen natürliche Alterung und Abtastungewissheiten geschützt. Aufgrund der beschriebenen ECC-Mechanismen ist der Vorgang gegen Abtastrauschen und z. B. Dokumentalterung sehr robust. Falls zusammen mit Plastifizierung verwendet, ist der Vorgang extrem robust, da Dokumentalterung nicht so kritisch ist. Ferner kann unter Verwendung eines DSE zur Verifizierung, das auf verschiedenen abgetasteten Versionen des analogen Dokuments basiert, Schutz gegen Dokumentennachbildung bereitgestellt werden.
Die beschriebene Vorrichtung kann einen variierbaren Ansatz zum Verifizieren des Inhalts eines analogen Dokuments aufgrund der folgenden Gründe bereitstellen: Die Menge von ECC kann variiert werden und somit kann die Fehlerschutzstufe variiert werden; die Abtastauflösung und somit die Präzision kann variiert werden; die Schwellenwertstufen für einen Verifizierungsvorgang, usw. können variiert werden; die Verifizierung kann sowohl mit Schwarz-und-Weiß als auch mit farbigen Dokumenten verwendet werden. Deshalb kann die beschriebene Vorrichtung mit einer Vielfalt verschiedener Dokumente in einer Vielfalt von Präzisions- und Schutzstufen verwendet werden.
Jede Ausführungsform des ersten Aspekts kann mit jeder Ausführungsform des ersten Aspekts kombiniert werden, um eine andere Ausführungsform des ersten Aspekts zu erhalten.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erzeugen von Abtastinformationen durch Abtasten des analogen Dokuments, Speichern der Abtastinformationen in einem Speicherelement, das auf dem analogen Dokument bereitgestellt ist, und Verifizieren des Inhalts des analogen Dokuments unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments aufweist, wenn es zumindest auf einem Computer läuft.
Ein Computerprogrammprodukt, wie ein Computerprogrammmittel, kann als eine Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD oder als eine Datei, welche von einem Server im Netzwerk heruntergeladen werden kann, verkörpert sein. Zum Beispiel kann solch eine Datei durch Übertragen der Datei, die das Computerprogrammprodukt aufweist, von einem kabellosen Kommunikationsnetzwerk, bereitgestellt sein.
Die mit Bezug auf das Gerät der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und Eigenschaften sind entsprechend beim Verfahren der vorliegenden Erfindung anzuwenden.
Weitere mögliche Umsetzungen oder alternative Lösungen der Erfindung umfassen auch Kombinationen – welche nicht ausdrücklich hierin erwähnt sind – von zuvor oder in der Folge in Bezug auf die Ausführungsformen beschriebenen Merkmalen. Der Fachmann auf dem Gebiet kann auch unabhängige oder getrennte Aspekte und Eigenschaften zur grundlegendsten Form der Erfindung hinzufügen.
Fernere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die anschließende Beschreibung und abhängigen Ansprüche, gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen, offensichtlich, in welchen:
1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Vorrichtung zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments zeigt;
2 eine Ausführungsform eines analogen Dokuments zeigt, das von der Vorrichtung von 1 verwendet wird; und
3 eine Ausführungsform einer Abfolge von Verfahrensschritten zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments zeigt.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionell äquivalente Elemente, außer anders angegeben.
1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Verifizieren eines Inhalts 24 eines analogen Dokuments 20, welches ausführlicher mit Bezug auf 2 beschrieben wird.
Die Vorrichtung 1 weist eine Abtasteinheit 11, eine Verifizierungseinheit 12 und eine Druckeinheit 13 auf. Obwohl als in ein Modul integriert dargestellt, können die Abtasteinheit 11, die Verifizierungseinheit 12 und die Druckeinheit 13 auch entfernt voneinander gelegen sein.
Die Abtasteinheit 11 tastet das analoge Dokument 20 ab und erzeugt Abtastinformationen. Die Abtastinformationen werden dann in einem Speicherelement 21, bereitgestellt auf dem analogen Dokument 20, gespeichert.
Das Speicherelement 21 kann ein auf das analoge Dokument 20 gedruckter oder geklebter Binärcode sein. Das Speicherelement 21 kann auch ein in das analoge Dokument 20 eingebettetes, digitales Sicherungselement sein.
Die Verifizierungseinheit 12 verifiziert den Inhalt 24 des analogen Dokuments 20 unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen.
In einer Ausführungsform können die Abtastinformationen einer Signatur entsprechen, welche unter Verwendung der abgetasteten Version des analogen Dokuments 20 erzeugt wird. In diesem Fall kann die Verifizierungseinheit 12 vergleichen, ob die gespeicherte Signatur dem tatsächlichen Inhalt des analogen Dokuments entspricht.
In einer anderen Ausführungsform können die Abtastinformationen mit mehreren abgetasteten Versionen des analogen Dokuments 20 übereinstimmen. In diesem Fall kann die Verifizierungseinheit 12 die gespeicherten abgetasteten Versionen mit einer tatsächlich abgetasteten Version vergleichen, um den Inhalt des analogen Dokuments zu verifizieren.
2 zeigt eine Ausführungsform eines analogen Dokuments 20, das von der Vorrichtung 10 verwendet wird.
Das Dokument weist einen reservierten Bereich 24 für analogen Inhalt auf. Ein Bereich 22 kann einen rechtsseitigen Rand für einen horizontalen Fehlerkorrekturcode enthalten. Ein Bereich 23 kann einen unterseitigen Rand enthalten, der für einen vertikalen Fehlerkorrekturcode verwendet wird. Ein Bereich 21 kann für das Speicherelement 21 in der Form eines Aufklebers oder einen direkten Druck reserviert sein.
Die Signatur 21 wie auch die Fehlerkorrekturcodes in den Bereichen 22, 23 können mit einem Drucker direkt auf das Papier gedruckt werden.
Zum Kalibrieren der Abtasteinheit 11, Bereich 21 vor Hinzufügen der Signatur kann ein Kalibrierungsmuster bereits in das Papier eingebettet sein. Wenn der Aufkleber 21 auf das Dokument 21 aufgebracht wird, deckt er das Kalibrierungsmuster ab, aber das Format des Signatursaufklebers 21 (z. B. Breite und Länge, usw.) kann zur Kalibrierung des gesamten Dokuments 20 verwendet werden. Andernfalls kann ein zusätzlicher Bereich (nicht gezeigt) zu dem Dokument 20 hinzugefügt werden, z. B. in der oberen rechten Ecke des Dokuments 20 oder im Bereich oben rechts oder links oder unten links. Diese(r) Bereich(e) kann bzw. können Kalibrierungsmuster enthalten, damit die Abtasteinheit 11 ordnungsgemäß arbeitet.
Das Kalibrierungsmuster kann eine eingebettete Erkennungsmarke aufweisen, damit die Abtasteinheit 11 fähig ist zu erkennen, welche Auflösung (z. B. in DPI – Punkten pro Inch) für das Abtasten des Inhalts 21 zu verwenden ist.
Das Kalibrierungsmuster und/oder die Signatur 21 können Informationen bezüglich einer zeichnungsberechtigten Stelle aufweisen. Es kann auch weggelassen werden, im Falle dass sie vorbehaltlos ermittelt werden kann, z. B. aus den analogen Informationen, die im Bereich 24 enthalten sind. Es ist auch möglich händisch eine zeichnungsberechtigte Stelle im Verifizierungsgerät auszuwählen.
Eine zeichnungsberechtigte Stelle kann zum Beispiel verwendet werden, wenn eine Instanz einen privaten Schlüssel besitzt, welcher anderen nicht bekannt ist und verwendet wird, ein Dokument digital zu unterzeichnen (z. B. durch Verschlüsseln des Ergebnisses einer Hash-Funktion). Der öffentliche Schlüssel, welcher für jeden verfügbar ist, kann verwendet werden, um die Signatur zu verifizieren. Solange die Beziehung zwischen dem Besitzer des öffentlichen Schlüssels und dem öffentlichen Schlüssel selbst bestätigt werden kann, kann dasselbe für die Verifizierung der Signatur eines Dokuments behauptet werden. Im Speziellen könnte der Prozess durch eine vertrauenswürdige Zertifizierungsbehörde gehen, welche verwendet wird, die Beziehung zwischen dem Besitzers des öffentlichen Schlüssels und dem öffentlichen Schlüssel selbst (durch eine Vertrauenskette) zu bestätigen.
Das Folgende ist eine kurze Beschreibung des erwarteten Lebenszyklus des analogen unterzeichneten Dokuments 20. Eine Person nimmt ein bereits ordnungsgemäß formatiertes Stück Papier, welches den z. B. in 2 gezeigten Mustern folgt, das heißt mit verschiedenen Bereichen. Die Person verwendet einen Stift, um frei im Bereich 24 (das heißt händisch) zu schreiben. Wenn fertig, kann dem Dokument von einer zeichnungsberechtigten Stelle eine digitale Signatur verliehen werden, welche der Besitzer selbst oder eine Zertifizierungsbehörde, wie eine Regierung, sein kann. Zwei Situationen könnten auftreten:

Erstens, der Besitzer des Dokuments unterzeichnet selbst – der Verifizierungsprozess kann nur angeben, dass das Dokument 20 vom Besitzer kommt und der analoge Inhalt 21 nicht verändert wurde.
Zweitens, das Dokument 20 kann von einer zeichnungsberechtigten Stelle (z. B. Regierung oder anerkannte Vertreter) unterzeichnet werden. Das Dokument 20 könnte nur unterzeichnet werden, falls einige Kriterien erfüllt sind (was von der zeichnungsberechtigten Stelle abhängen kann), z. B. der Besitzer des Dokuments ist anwesend. In diesem Fall kann die zeichnungsberechtigte Stelle (oder ein Vertreter davon) später die Gültigkeit des Dokuments 20, das von der Behörde oder deren Vertreter unterzeichnet wurde, verifizieren. Die Vertrauenskette ist durch die Verwendung von Schlüsseln und die zum Ausstellen der analogen Signatur verwendeten Kriterien errichtet.
3 zeigt ein Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts eines analogen Dokuments. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
In einem ersten Schritt 301 werden Abtastinformationen durch Abtasten des analogen Dokuments 20 erzeugt.
In einem zweiten Schritt 302 werden die Abtastinformationen in einem Speicherelement 21, bereitgestellt auf dem analogen Dokument 20, gespeichert.
In einem dritten Schritt 303 wird der Inhalt 24 des analogen Dokuments 20 unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen verifiziert.
Obwohl die vorliegende Erfindung gemäß bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass Abänderungen in allen Ausführungsformen möglich sind.

Claims

Vorrichtung (10) zum Verifizieren eines Inhalts (24) eines analogen Dokuments (20), wobei die Vorrichtung (10) aufweist: eine Abtasteinheit (11), die zum Erzeugen von Abtastinformationen durch Abtasten des analogen Dokuments (20) und Speichern der Abtastinformationen in einem Speicherelement (21), das auf dem analogen Dokument (22) bereitgestellt ist, gestaltet ist, und eine Verifizierungseinheit (12), die zum Verifizieren des Inhalts (24) des analogen Dokuments (20) unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Abtasteinheit (11) zum Erzeugen einer digitalen Signatur basierend auf den Abtastinformationen und zum Speichern der digitalen Signatur im Speicherelement (21) gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Abtasteinheit (11) zum Erzeugen von Fehlerkorrekturinformationen gestaltet ist, wenn sie das analoge Dokument (20) abtastet, und wobei das analoge Dokument (20) einen speziellen Bereich (22, 23) enthält, auf welchem die Fehlerkorrekturinformationen bereitstellbar sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, ferner aufweisend eine Druckeinheit (13), die zum Drucken der Fehlerkorrekturinformationen auf den speziellen Bereich (22, 23) gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Abtasteinheit (11) zum Erzeugen horizontaler Fehlerkorrekturinformationen und vertikaler Fehlerkorrekturinformationen gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Druckeinheit (13) zum Drucken der horizontalen Fehlerkorrekturinformationen auf ein erstes Segment (22) des speziellen Bereichs und zum Drucken der vertikalen Fehlerkorrekturinformationen auf ein zweites Segment (23) des speziellen Bereichs gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das analoge Dokument (20) ein Kalibrierungsmuster aufweist und wobei die Abtasteinheit (11) gestaltet ist, unter Verwendung des Kalibrierungsmusters, vor Abtasten des analogen Dokuments (20) kalibriert zu werden.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Speicherelement (21) eine visuelle Darstellung eines an das analoge Dokument (20) anhängbaren Binärcodes ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Speicherelement (21) ein digitales Sicherungselement ist, das im analogen Dokument (20) enthalten ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Abtasteinheit (11) zum Speichern zumindest einer abgetasteten Version des analogen Dokuments (20) als Abtastinformationen gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei die Verifizierungseinheit (12) zum Abtasten des analogen Dokuments (20) und zum Erzeugen eines Vergleichsergebnisses durch Vergleichen des abgetasteten analogen Dokuments mit der zumindest einen gespeicherten abgetasteten Version des analogen Dokuments (20) gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei die Verifizierungseinheit (12) zum Verifizieren des Inhalts des analogen Dokuments (20) basierend auf dem Vergleichsergebnis gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10–12, wobei die Abtasteinheit (11) zum Abtasten des analogen Dokuments (20) unter Verwendung verschiedener Abtastparameter und zum Speichern einer abgetasteten Version des analogen Dokuments (20) für jeden Abtastparameter gestaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei die Verifizierungseinheit (12) zum Abtasten des analogen Dokuments (20) und zum Erzeugen mehrerer Vergleichsergebnisse durch Vergleichen des abgetasteten analogen Dokuments mit jeder der gespeicherten abgetasteten Versionen des analogen Dokuments (20) und zum Verifizieren des Inhalts (24) des analogen Dokuments (20) unter Verwendung der mehreren Vergleichsergebnisse gestaltet ist.
Verfahren zum Verifizieren eines Inhalts (24) eines analogen Dokuments (20), wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen (301) von Abtastinformationen durch Abtasten des analogen Dokuments (20), Speichern (302) der Abtastinformationen in einem Speicherelement (21), das auf dem analogen Dokument (20) bereitgestellt ist, und Verifizieren (303) des Inhalts (24) des analogen Dokuments (20) unter Verwendung der gespeicherten Abtastinformationen.