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Allgemein
betrifft die vorliegende Erfindung Systeme und Prozesse, welche
die wiederholbaren Eigenschaften eines Magnetstreifens zum Authentifizieren,
von einem Streifen tragenden Gegenständen nutzen, beispielsweise
Dokumenten wie Kreditkarten.
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Verschiedene
Formen von Karten und anderen Dokumenten, die einen Magnetstreifen
aufweisen, sind seit langem für
verschiedene unterschiedliche Zwecke verwendet worden. Derartige
Magnetstreifenkarten werden momentan in großer Anzahl eingesetzt, beispielsweise
in Form von Kreditkarten, Kundenkarten, Fahrscheinen, Pässen, Identitätskarten
usw. Typischerweise enthalten die Magnetstreifen derartiger Karten
digital aufgezeichnete Daten, die beispielsweise die Benutzung der
Karte betreffen, und zugeordnete Benutzer, usw.
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Obwohl
Magnetstreifendokumente in großem
Ausmaß und
erfolgreich im Handel und in der Industrie eingesetzt werden, sind
verschiedene Arten von Kopien üblich
geworden. Die Gesamtverluste infolge betrügerisch kopierter Magnetstreifenkarten sind
sehr groß.
Daher besteht ein beständiges
Bedürfnis
nach einem praktischen und kostengünstigen System und Verfahren
zum verläßlichen
Identifizieren, und daher Verifizieren oder Authentifizieren von Magnetstreifendokumenten.
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Im
Verlauf der Jahre hat es zahlreiche Vorschläge zum Verifizieren von Dokumenten
gegeben, einschließlich
Verfahren zum Authentifizieren von Magnetstreifen. Eine beträchtliche
Anzahl früherer Vorschläge beruhte
auf dem Konzept, bestimmte magnetische Eigenschaften des Magnetstreifen
zum Verifizieren von Dokumenten als Karten zu verwenden. In dieser
Hinsicht wurde festgestellt, daß Magnetstreifen
intrinsische, im wesentlichen einzigartige, beispielsweise aufweisen,
die wiederholt abgerufen werden können. Von besonderem Nutzen
kann hierbei das Authentifizieren aufgrund stochastisch variierender
magnetischer Eigenschaften sein (
US 4,985,614 A ;
US 4,806,740 A ).
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Im
Verlauf der Jahre wurde in Bezug auf diese Eigenschaften festgestellt,
daß sie
eine Signalkomponente bereitstellen, die manchmal als Rauschen in
dem abgetasteten Analogsignal angesehen wird. Zusammen mit den abgetasteten
Daten ist daher eine wiederholbare Signalkomponente (Rauschen) ebenfalls
vorhanden. Ein Beispiel hierfür
ist das remanente Rauschen nach Sättigung durch Anlegen eines
statischen Magnetfelds (
US
5,428,683 A ).
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Im
wesentlichen sind, ebenso wie die magnetischen Eigenschaften individueller
Streifen unterscheidungskräftig
sind, die sich ergebenden "Rauschsignale" in gewisser Weise
einzigartig, und können
Magnetstreifen charakterisieren oder identifizieren. Daher wurde
vorgeschlagen, derartige magnetische Eigenschaften und die sich
ergebenden "Rauschsignale" als Grundlage zum
Identifizieren und Verifizieren individueller Magnetstreifendokumente
zu verwenden. In einigen Fällen
wurde das allgemeine Verfahren mit dem Gebiet menschlicher Fingerabdrücke verglichen,
also mit der Verwendung einer in gewisser Weise einzigartigen physikalischen Eigenschaft
zum Zwecke der Identifizierung. Obwohl verschiedene Verifikationsverfahren
und -Strukturen auf der Grundlage der Rauschkompenente oder der charakteristischen
magnetischen Komponente eines abgetasteten Magnetstreifensignals
vorgeschlagen wurden, fanden sie jedoch keine breite Akzeptanz.
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Ein
bisheriger Vorschlag umfaßt
die Verwendung eines getrennten, keine Daten aufweisenden Magnetstreifens,
der auf einem Dokument spezielle zum Zwecke der Identifizierung
des Dokuments angebracht wurde. Andere Vorschläge umfaßten verschiedene Behandlungen
des Magnetstreifens, üblicherweise
der Signale, die aufgezeichnet und von Magnetstreifen abgetastet
werden.
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Typischerweise
sind die Magnetstreifen auf herkömmlichen
Magnetstreifenkarten in parallele Spuren unterteilt, welche digital
aufgezeichnet und abgetastet werden. Zahlreiche der früheren Vorschläge zum Verifizieren
von Magnetstreifendokumenten umfaßten die Aufzeichnung einer
Spur auf dem Magnetstreifen in Form digitaler Daten, die durch magnetische Übergänge entlang
der Länge des
Magnetstreifens repräsentiert
werden. Abschnitte von Analogsignalen, die aus den Magnetspurübergängen abgetastet
wurden, oder andere Abschnitte des Signals wurden zum Einsatz beim
Charakterisieren der Karte oder des Dokuments vorgeschlagen. Beispielsweise
wurden im Zeitbereich Spitzenwerte in dem abgetasteten Analogsignal
(welche magnetische Übergänge repräsentieren)
zum Einsatz beim Verifizieren des Magnetstreifens vorgeschlagen.
Andere Vorschläge
betrafen die Verwendung anderer Abschnitte des abgetasteten Analogsignals
von einer der Magnetspuren. Beispielsweise wurden die relativ ebenen
Signalabschnitte, welche magnetisierte Bereiche des Streifens repräsentieren
(die zwischen magnetischen Übergängen liegen)
zum Einsatz vorgeschlagen.
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Weiterhin
wurden verschiedene Techniken zu dem Zweck vorgeschlagen, konsistentere
Ergebnisse bei der Abtastung der magnetischen Eigenschaftssignale
zu erhalten. Derartige Techniken umfaßten beispielsweise: Mittlung
der Ergebnisse mehrerer Abtastungen, Oversampling (erhöhte Abtastung,
beispielsweise um einen Faktor 100 erhöht), und Verwendung einer PLL
zum Steuern der Abtastung. Weiterhin wurde die Auffassung vertreten,
daß zum
Zwecke der Identifizierung und Verifizierung beträchtliche
Variationen zwischen einzelnen Abtastungen von Magnetstreifeneigenschaften
recht akzeptabel sind.
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Bei
der endgültigen
Wertung fand jedoch, wie dies voranstehend bereits erwähnt wurde,
trotz der zahlreichen Strukturen und Techniken, die für Magnetstreifen-Fingerabdrücke vorgeschlagen
wurden, das Konzept keine breite Akzeptanz. Daher ist die Verwendung
des sogenannten "remanenten
Rauschens" in einem
Signal, das von Magnetstreifen ausgelesen wurde, um individuelle
Dokumente zu verifizieren, zu keiner großen Verbreitung gelangt. Obwohl
zahlreiche Vorschläge
in Bezug auf eine derartige Operation gemacht wurden, hat das Verfahren einfach
keine signifikante Akzeptanz im Handel oder der Industrie erlangt.
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Typischerweise
umfaßt
der Betrug in Bezug auf Magnetstreifen die Kopie, auf verschiedene
Arten und Weisen, der aufgezeichneten Daten (einschließlich Verifikationsdaten)
entweder in digitaler oder analoger Form, und deren Verwendung zum
Verifizieren einer Transaktion.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verläßliches System zur Bekämpfung von
Betrug in Bezug auf Magnetstreifendokumente zu schaffen, wobei dieser
Betrug verschiedene Arten des Kopierens, des Duplizierens oder des
Fehlleitens von Daten umfassen kann.
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Allgemein
beruht das System gemäß der vorliegenden
Erfindung auf der Erkennung der verschiedenen Probleme beim Einsatz
der wiederholbaren Eigenschaften eines Magnetstreifens zum Zwecke
der Verifikation, beispielsweise bei umfangreichen Anwendungen im
Handel und in der Industrie. In dieser Hinsicht wurde festgestellt,
daß zahlreiche Probleme
auf den Gebieten des allgemeinen Einsatzes in der Industrie und
im Handel auftreten, die im Labor nicht wahrgenommen werden.
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Eine
Haupterwägung
in Bezug auf den umfangreichen Einsatz magnetischer Eigenschaften
für die
Kartenverifikation betrifft die Anzahl an Karten, die in einem System
eingesetzt werden. Es kann beispielsweise bei einem kommerziellen
Kreditkartensystem erforderlich sind, mehrere Tausend einzelner Karten
zuzulassen, die statistisch in Kombination mit Hunderten, wenn nicht
Tausenden, einzelner Verarbeitungseinheiten arbeiten. Darüber hinaus
wird in einem ausgedehnten System die Verläßlichkeit überaus wichtig, beispielsweise
auf den Gebieten der Finanz- und Wertpapiertransaktionen, die bei
Karten auf dem Finanzgebiet auftreten.
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Allgemein
betrifft das System gemäß der vorliegenden
Erfindung Verbesserungen, die es ermöglichen, daß Verifikationstechniken auf
der Grundlage magnetischer Eigenschaften erfolgreich und verläßlich auf
den Gebiet weit verbreiteter Anwendungen im Handel und in der Industrie
arbeiten. Genauer gesagt sind die Prozesse und Systeme gemäß der vorliegenden
Erfindung darauf ausgerichtet, eine verläßliche Magnetstreifenverifikation
in einem großmaßstäblichen
System zu entwickeln.
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Wie
bereits erwähnt
können
wiederholbare Magneteigenschaftssignale (die aus spezifischen, charakteristischen
Eigenschaften des Magnetstreifens herrühren) aus definierten Bereichen
eines digital aufgezeichneten Magnetstreifens ausgewählt werden.
Die definierten Bereiche können
zwischen Magnetdatenübergängen liegen.
Derartige definierte Bereiche des Streifens können bis zum Sättigungspegel
magnetisiert sein, und daher relativ ebene (stabile) Abschnitte
in dem abgetasteten Analogsignal erzeugen. Obwohl diese Signalabschnitte
relativ flach oder eben sind, stellen sie ein niedrigpegeliges Signal
(Rauschen) dar, welches die wiederholbaren magnetischen Eigenschaften
oder Merkmale des Streifens repräsentiert.
Derartige Signalabschnitte können
daher dazu verwendet werden, verläßlich jeden Magnetstreifen
auf eine Art und Weise zu charakterisieren, die gewisse Analogien
zu einem Fingerabdruck zeigt. Wie dies noch genauer erläutert wird,
wird eine zusätzliche
Verläßlichkeit
dadurch erhalten, daß Signalamplituden-
und Symmetrieeigenschaften getestet werden, und digitale Kopien
in Frage gestellt werden, durch exzessive Ähnlichkeitstests, die kürzlich abgetastete
Eigenschaften umfassen.
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In
Bezug auf die Feststellung der grundlegenden Eigenschaften wird,
wie nachstehend noch genauer erläutert
wird, nach der Abtastung eines Magnetstreifens zur Erzeugung eines
magnetischen Analogsignals (das typischerweise Digitaldaten enthält), eine
Sollanzahl an Proben aus mehreren relativ flachen Abschnitten des
Analogsignals genommen, unter Verwendung einer Frequenzverriegelungsschleife.
Einzelne Proben in jeder Gruppe werden in Digitalform umgewandelt,
und dann selektiv verarbeitet, um eine vorbestimmte Untergruppe
an Proben zu erhalten. Die vorbestimmte Untergruppe digitalisierter
Proben wird dann weiter durch eine Offsetauswahl verarbeitet, um
eine Untergruppe digitalisierter Proben zu erhalten, die zu einer
Komponente einer Eigenschaftsfestlegung wird, die zur Identifizierung verwendet
wird. Daher werden mehrere Untergruppen digitalisierter Proben gesammelt,
um einen Teil eines Identifizierers für die einen Magnetstreifen
aufweisende Karte zu bilden.
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Dadurch,
daß die
magnetischen Eigenschaften zu einer digitalen Darstellung aufgelöst werden, wird
Dynamikbereichsinformation aus den digitalisierten Proben abgezogen,
um die magnetische Eigenschaft in dem repräsentativen Identifizierer zu
ergänzen.
Bei der geschilderten Ausführungsform
beruht die Dynamikbereichsinformation auf Amplitudensymmetrie- oder
Signalformeigenschaften, die dies nachstehend noch genauer erläutert wird.
Allgemein können
durch Einschluß von
Dynamikbereichsinformation in dem Identifizierer für einen
Magnetstreifen bestimmte Formen des kopierten Identifizierers unterschieden
werden, wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird.
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Andere
Kopierverfahren können
den Identifizierer in digitaler Form bereitstellen, beispielsweise
in der endgültigen
Form für
den Testvergleich. Wie dies nachstehend noch erläutert wird, wird eine derartige Kopie
dadurch in Frage gestellt, daß der
repräsentierte
Identifizierer mit kürzlich
abgetasteten Identifizierern verglichen wird, welche die wahrscheinliche Quelle
von Kopien darstellen. Ist das Ausmaß der Übereinstimmung sehr groß, so wird
auf eine Kopie geschlossen. Anderenfalls wird der frisch abgetastete
Identifizierer durch Korrelation mit Bezugsidentifizierern getestet,
um die Karte oder ein anderes Dokument zu verifizieren.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 ein Blockschaltbild eines
Systems, welches gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist;
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2 eine graphische Darstellung
eines Abschnitts eines Datensatzes auf einer Magnetstreifenspur,
wie in 1 gezeigt, und
entsprechend verwendet;
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3 eine stark vergrößerte Ansicht
eines Magnetdatenmusters, wobei ein kleiner Abschnitt einer Streifenspur
dargestellt ist, die in 2 gezeigt ist;
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4A und 4B ein zusammengehöriges Paar von Darstellungen,
welche einen kleinen Abschnitt einer Spur gemäß 2 darstellen;
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5 ein Blockschaltbild einer
Ausführungsform
einer Eigenschaftsabziehschaltung, die in dem System von 1 verwendet werden kann;
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6A 6B, 6C, 6D und 6E eine Gruppe von Darstellungen, die
an kleines Fragment eines repräsentativen Analogsignals
von einer Magnetstreifenspur gemäß 4 betreffen;
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7 ein Blockschaltbild einer
Ausführungsform
einer Identifizierererzeugungsschaltung, wie sie im System von 1 verwendet werden kann;
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8 ein Flußdiagramm,
welches ein Beispiel für
einen Prozeß gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das in dem System gemäß 1 eingesetzt werden kann; und
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9A und 9B ein Flußdiagramm eines entsprechenden
Beispiels für
einen Prozeß.
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Detaillierte,
beispielhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden hier beschrieben, wie dies erforderlich
ist. Allerdings können Dokumente,
physikalische Magnetsysteme, Datenaufzeichnungsformate, und Betriebsablaufstrukturen gemäß der vorliegenden
Erfindung eine große
Vielzahl unterschiedlicher Formen annehmen, von denen sich einige
deutlich von den beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden
können.
Die spezifischen Einzelheiten in Bezug auf die Struktur und die Funktion,
die hier beschrieben werden, sind daher nur als Beispiele zu verstehen;
allerdings werden sie in dieser Hinsicht als die besten Ausführungsformen zum
Zwecke der Beschreibung angesehen, und sollen eine Grundlage für die Patentansprüche darstellen,
die den Umfang der vorliegenden Erfindung abdecken sollen.
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In 1 ist eine Magnetstreifenkarte 10 (links)
als Beispiel für
ein Dokument dargestellt, welche (Pfeil 12) in eine Abtasteinheit 14 eindringt.
Die Magnetstreifenkarte 10 kann die Form einer herkömmlichen
Bankkarte aufweisen, die eine dünne Platte
aus Kunststoffmaterial mit für
Brieftaschen geeigneter Größe aufweist,
welches den Magnetstreifen 16 trägt. Bei dem Beispiel ist die
Karte 10 durch Prägen
und Drucken mit Markierungen 17 versehen, welche den Aussteller,
den Namen des Inhabers, die Kontonummer und dergleichen anzeigen.
Bei dem Magnetstreifen 16 auf der Karte 10 ist
in zumindest einer Spur eine Aufzeichnung mit Digitaldaten vorhanden,
wobei diese Spur eine wiederholbare magnetische Eigenschaft aufweist,
wie dies voranstehend erläutert
wurde.
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In
Bezug auf die Funktion erzeugt die Abtasteinheit 14 zumindest
ein Analogsignal AS aus einer aufgezeichneten Spur, welche sowohl
die aufgezeichneten Digitaldaten DD des Streifens 16 und Darstellungen
der wiederholbaren magnetischen Eigenschaft NC enthält. Entsprechend
wird das Analogsignal AS verarbeitet, um drei digitale Darstellungen
zur Verfügung
zu stellen, nämlich
digitale Kartendaten (beispielsweise Kontonummer, usw.), Magneteigenschaftsdaten
und Signalform- oder Bereichseigenschaftsdaten. Die Kartendaten
werden zur Verarbeitung der Karte verwendet, und möglicherweise dazu,
eine Transaktion zu ermöglichen
oder wiederzugeben. Die Eigenschaftsdaten (magnetisch und Signalform)
dienen zum Verifizieren der Karte, gegenüber direkten und indirekten
Kopien, sowie fehlgeleiteten Daten. Darüber hinaus werden Darstellungen
der Eigenschaftsdaten mit früheren
Darstellungen in Bezug auf übermäßig hohe
Ausmaße
der Ähnlichkeit oder
der Exaktheit verglichen, was auf eine Kopie hindeuten könnte. Es
wird darauf hingewiesen, daß nachstehend
gleiche Bezeichnungen für
Daten und Darstellungssignale verwendet werden.
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Bei
der Anordnung gemäß 1 weist wie dargestellt
die Abtasteinheit 14 eine Magnetstreifenleseeinheit zum
Abtasten des Magnetstreifens 16 auf der Karte 10 auf,
um das Analogsignal zu erzeugen. Es wird darauf hingewiesen, daß durch
wiederholte Abtastungen, obwohl die durch den Streifen 16 aufgezeichneten
Digitaldaten DD sich im Verlauf der Zeit ändern können, die magnetische Eigenschaft
NC als wiederholbare Komponente des abgetasteten Analogsignals AS
abgezogen werden kann. Wie voranstehend erwähnt wurde manchmal das Magneteigenschaftssignal
MC (welches die Eigenschaft MC repräsentiert) als Rauschen angesehen.
Allerdings gibt das Signal MC ein charakteristisches Merkmal des Magnetstreifens 16 wieder,
und dient dementsprechend als eine Grundlage zum Verifizieren der
Karte 10. Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, werden
aus dem Analogsignal die Signalkomponenten DD und MC getrennt abgezogen,
durch ein Paar von Abziehschaltungen 18 bzw. 20.
Die Dynamikbereichsdaten DR, die das Analogsignal AS charakterisieren,
(beispielsweise durch Signalformamplituden) werden durch Abzugsschaltungen 25 abgezogen.
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Von
der Schaltung 18 wird das Digitaldatensignal GD einem Steuer-
und Transaktionssystem 28 für eine weitere Verarbeitung
zugeführt,
die nachstehend geschildert wird. Bei verschiedenen Anwendungen
kann das Datensignal DD unterschiedlich eingesetzt werden, beispielsweise
zur Unterstützung
einer Kredittransaktion oder zum Betreiben eines Bankautomaten.
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Wie
nachstehend noch genauer erläutert wird,
wird in der Abzugsschaltung 20 das Eigenschaftsanalogsignal
AS während
festgelegter Abtastintervalle SI abgetastet, wobei die Proben digitalisiert
werden, um Gruppen aus digitalisierten Proben DS zu erhalten. Ausgewählte Proben
aus den Gruppen, welche die magnetische Eigenschaft repräsentieren,
werden durch Signalformschaltungen 22 behandelt, und mit
Bereichsdatensignalen kombiniert (Schaltungen 25), in den
Schaltungen 22, um ein abgetastetes Testwort STW zur Verfügung zu
stellen.
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Repräsentative
Signale für
das "abgetastete" Testwort, die als
STW bezeichnet werden, werden einer Korrelationsschaltung 24 zugeführt. Für ihre Funktion
empfängt
die Korrelationsschaltung 24 darüber hinaus zumindest ein "Bezugs-"Testwort RTW von
einer Quelleneinheit 26. Die Bezugsquelleneinheit 26 kann
verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann ein abgetastetes
Testwort STW wie hier geschildert ausgebildet werden, und dann digital auf
der Karte 10 aufgezeichnet werden, zur direkten Bereitstellung
durch die Einheit 26 als Bezugstestwort STW. Bei der momentan
bevorzugten Ausführungsform
führt jedoch
die Bezugseinheit 26 einen Zugriff auf eine Datenbank (nicht
dargestellt) durch, um mehrere Bezugstestwörter RTW zur Korrelation mit
einem neu abgetasteten Testwort STW zur Verfügung zu stellen, wie dies nachstehend
noch genauer erläutert
wird.
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Zusätzlich zu
der Korrelation von Bezugstestworten und abgetasteten Testworten
durch die Korrelationseinheit 24 wird ein vorläufiger Test
der Wörter
durch einen Bit-Bit-Koinzidenzdetektor 27 durchgeführt. Im
wesentlichen untersucht der Detektor 27 das abgetastete
Testwort SW gegenüber
dem Bezugstestwort RTW nach dem Ausmaß exakter Gleichheit, welches
einen Betrug andeuten kann. Ist der Test erfolgreich (keine zu große Obereinstimmung),
dann führt
unabhängig
die Korrelationseinheit 24 eine Korrelation der Testwörter durch.
Ist dieser Test erfolgreich, wird ein Signal an das Steuer- und Transaktionssystem 28 geschickt.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß das
Steuer- und Transaktionssystem 28 entfernte Komponenten aufweisen
kann, und darüber
hinaus Einrichtungen, welche die Quelleneinheit 26 betreffen,
einschließen oder überlappend
mit diesen arbeiten kann. Beispielsweise kann das Transaktionssystem 28 vereinigt
mit der Bezugseinheit 26 ausgebildet sein, die eine Anordnung
zum Adressieren einer Datenbank aufweist, welche Daten in Bezug
auf die Kontonummer eines Kartenbenutzers enthält. Daher stellt die Datenbank
zumindest ein Bezugstestwort für
Vergleichstests zur Verfügung.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß derartige Daten mit anderen
Identifizierern kombiniert werden können, beispielsweise PIN, PAN
und dergleichen, um einen Betrug auf andere Weise durch verschiedene
Vergleiche zu bekämpfen.
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Das
Steuer- und Transaktionssystem 28 kann darüber hinaus
verschiedene andere Betriebseinrichtungen oder -systeme enthalten,
beispielsweise Bankautomaten, Zugriffs- oder Eingangskontrollen,
Kartenverifikationseinheiten, usw. Daher wird das digitale Datensignal
PD von dem Steuer- und Transaktionssystem 28 verarbeitet
und auf verschiedene Arten und Weisen genutzt.
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Wie
vorgeschlagen enthält
der Streifen 16 (1)
mehrere einzelne Aufzeichnungsspuren. Nachstehend wird eine einzelne
Spur erläutert.
Im einzelnen ist ein typisches Format für eine Spur 29 (2) des Magnetstreifens 16 teilweise
dargestellt (nicht maßstabsgetreu).
Zuerst speichert ein Abschnitt 30 eine Gruppe (beispielsweise
annähernd zwanzig)
führender
Nullen, die mit LZs bezeichnet sind. Das Analogsignal AS von dem
Abschnitt 30 aus führenden
Nullen führt
in herkömmlicher
Weise die Zeitsynchronisierung für
nachfolgende Operationen durch. Allerdings wird die gleichmäßige digitale
Aufzeichnung des Abschnitts 30 mit führenden Nullen darüber hinaus
auch dazu verwendet, die Magneteigenschaftsdaten zur Verfügung zu
stellen.
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Weiterhin
enthält
in dem Format der Spur 29 von 2 ein Abschnitt 32 eine Startmarkierung
SS. Danach speichert ein Abschnitt 35 eine primäre Kontonummer
PAN für
den zugeordneten Kartenbenutzer. Der nächste Abschnitt 36 speichert
einen Feldseparator FS, auf welchen ein Abschnitt 38 zum Speichern
verschiedener zusätzlicher
Daten AD folgt. Die Abschnitte sind wohlbekannt, und werden von
der International Standards Organization (ISO) festgelegt. Wie gezeigt
dienen sie jedoch nur als Beispiel, und kann jedes unter einer Vielzahl
von Formaten in Systemen gemäß der vorliegenden
Entwicklung eingesetzt werden.
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In
Bezug auf die Digitaldaten, die auf dem Streifen 16 aufgezeichnet
sind, beispielsweise in der Spur 29 (2), sind Geräte zur tatsächlichen Beobachtung der magnetischen
Anordnung einschließlich des
digitalen Aufzeichnungsmusters wohlbekannt. Magnetisierte Bereiche
sind deutlich erkennbar, die durch magnetische Übergänge getrennt sind. Eine derartige
Ansicht ist in 3 dargestellt,
in welcher individuelle magnetische Übergänge 40 und 41 zwischen
magnetisierten Bereichen 42 auftauchen. Es wird darauf
hingewiesen, daß in
der Figur auch Kratzer 44 erkennbar sind.
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Daher
ist es wesentlich zu verstehen, daß Magneteigenschaftsdaten MC
aus den magnetisierten Bereichen 42 (3) in dem Abschnitt 30 mit führenden
Nullen (2) der Spur 29 abgetastet
werden. Die Bereiche 42 führen zu relativ flachen oder stabilen
Abschnitten des Signals AS.
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4A zeigt einen stark vergrößerten Ausschnitt 39 aus
der Magnetstreifenspur 29. Es sind zwei magnetische Übergänge 40 und 41 (welche
die Digitaldaten repräsentieren)
dargestellt, die zwischen sich einen magnetisierten Bereich 42 festlegen.
In dem Querschnitt sind auch einzelne magnetische Teilchen 46 (rechts)
dargestellt. Allgemein wurde festgestellt, daß die inhärenten Variationen dieser Teilchen 46 an
spezifischen Orten für
die magnetischen Eigenschaften MC (Fingerabdruck) des Streifens 16 verantwortlich
sind.
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Unterhalb
des Spurausschnitts 39 (4A) zeigt
eine ausgerichtete Signalform 50 (4B) das repräsentative Analogsignal AS,
welches selektiv Signalamplitudenvariationen 48 aus einem
Bereich 42 (4A)
zeigt. Selbstverständlich
enthalten andere Abschnitte des Analogsignals AS ebenfalls derartige Variationen
in Bezug auf die Impulse 52 und 54, jedoch richtet
sich das primäre
Interesse auf die Variationen 48, und sind daher diese
isoliert in der idealisierten Signalform 50 gezeigt. Die
Impulse 52 und 54 repräsentieren daher die Übergänge 40 und 41 als Digitaldaten
DD, und die Variationen 48 geben die magnetischen Eigenschaften
(Rauschen) an, welche von Interesse sind. Es wird daran erinnert,
daß bei der
vorliegenden Ausführungsform
die Magneteigenschaft MC (4B)
aus den Variationen 48 in den relativ flachen Abschnitten 56 entnommen
wird (als verschachtelte Abschnitte IP bezeichnet), des Analogsignals
AS, welches den Abschnitt 30 mit führenden Nullen (2) der Spur 29 repräsentiert.
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Für magnetische
Eigenschaft MC werden, wie voranstehend bereits erwähnt, digitale
Proben der Variationen 48 in digitale Darstellungen umgewandelt.
Für die
Dynamikbereichsinformation DR werden Signalformeigenschaften des
Analogsignals AS auf digitale Darstellungen reduziert. Beispielsweise
kann, wie nachstehend erläutert,
die Dynamikbereichsinformation beispielsweise die Form von Relativamplituden
von Spitzenwerten oder von Linienoffsetverhältnissen in dem Analogsignal
AS annehmen. Genauer gesagt kann, unter Bezugnahme auf 4B, die Bereichsinformation
ein Verhältnis
der Spitzenwertamplituden der Impulse 52 und 54 bilden, und
ebenso Verhältnisse
der Impulsamplitude zum Zentrumslinienoffset am Abschnitt 56.
Derartige Information kann in Form einiger weniger Binärbits dargestellt
werden, während
die Magneteigenschaften MC durch mehrere Bits repräsentiert
werden, beispielsweise zwanzig. Ein Beispiel für ein Testwort STW mit 24 Bits
kann daher folgendermaßen
formuliert werden:
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Ein
spezifisches Testwort TW charakterisiert daher jede Magnetstreifenkarte,
und wird für
Bezugsvergleiche gespeichert, wie dies voranstehend erwähnt wurde.
Allerdings wurde in diesem Zusammenhang erkannt, daß ein früheres Testwort
STW bei dem Versuch, eine betrügerische
Transaktion zu unterstützen,
kopiert sein könnte.
Im allgemeinen führt ein
kopiertes Wort zu einer stärkeren
Korrelation als dann, wenn das Testwort STW neu erzeugt wäre. Durch
digitales Kopieren eines Testwortes kann daher eine exakte Koinzidenz auftreten,
und dies stellt ein Ereignis dar, das bei der Abtastung und Entwicklung
eines neuen Testwortes STW äußerst unwahrscheinlich
ist. Dementsprechend wird ein Datensatz von Bezugstestwörtern RTW
(beispielsweise ursprünglich
und kürzlich
benutzte Wörter)
für eine
bitweise Korrelation mit Wörtern
gespeichert, die als ordnungsgemäß abgetastete
Testwörter
beurteilt wurden, um Transaktionen zu unterstützen. Das Auftreten einer sehr
starken bitweisen Übereinstimmung beim
Vergleich deutet das betrügerische
digitale Kopieren eines Testwortes an. Ein Unterschied von nur vier
oder weniger Bits zwischen einem abgetasteten Testwort STW und einem
zugehörigen
Bezugstestwort RTW kann beispielsweise auf einen Betrug hinweisen.
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Daher
werden zugeordnete Testwörter
STW zuerst mit Bezugstestwörtern
RTW verglichen, um zu starke Übereinstimmungen
aufzufinden. Im Falle einer annähernden
Identität
wird die Transaktion verweigert, auf der Grundlage des anscheinenden
Vorhandenseins einer digitalen Kopie. Im wesentlichen kann eine
Ausschußliste
aus den letzten mehreren abgetasteten Testwörtern STW als Bezugstestwörter RTW
für Vergleichszwecke
gespeichert werden. Wenn der bitweise Vergleich eine ausreichende
Verschiedenheit anzeigt, fährt
dann das System mit einer Korrelation eines Bezugstestwortes RTW
mit dem abgetasteten Testwort STW fort, das als neu abgetastet zugeordnet
wird.
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Auf
der Grundlage der Erkenntnis, daß verschiedene Strukturen und
Prozesse dazu verwendet werden können,
Testwörter
mit Magneteigenschaftsdaten MC und Dynamikbereichsdaten DR zu entwickeln,
werden nunmehr Vorgehensweisen des geschilderten Systems betrachtet.
Gemäß 4B werden die Spitzenwerte
der Impulse 52 und 54 in den Abzugsschaltungen 20 (1) detektiert, um ein Abtastintervall
SI festzulegen. Die tatsächliche
Abtastoperation wird während
jedes Abtastintervalls SI durchgeführt, ebenfalls durch die Abzugsschaltung 20 (1), für welche ein Beispiel in 5 angegeben ist. Der Betriebsablauf
wird unter Bezugnahme auf 6 verständlich,
welche die verschiedenen Signale in schematischer Form und nicht
maßstabsgerecht
darstellt. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß der Maßstab von 6 in Bezug auf die Kurven von 4 stark vergrößert ist,
und daß die
Kurven von 6 unterbrochen
sind, um die Darstellung zu vereinfachen.
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Während des
Abtastintervalls SI (6A, Zeichnung
62) wird das Analogsignal AS an einen Spitzenwert-Spitzenwert-Detektor 60 (5) angelegt. Derartige Schaltungen
sind wohlbekannt, und können
zur Festlegung von Intervallen zwischen wiederholt auftretenden
Spitzenwerten in dem Analogsignal AS (4B und 6B) verwendet werden. Daher stellt
der Spitzenwertdetektor 60 binäre Zeitsignale 62 (6A) zur Verfügung, welche
jedes Abtastintervall SI festlegen.
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Während eines
definierten Abtastintervalls SI (von Spitzenwert zu Spitzenwert
in 6A) wird das Analogsignal
AS (6B, Kurve 64)
abgetastet, um annähernd
einhundertachtundzwanzig digitale Probenwerte DS zur Verfügung zu
stellen (6C, nicht maßstabsgerecht).
Die einzelnen Proben werden durch eine Frequenzverriegelungsschleife 66 (5) definiert, welche einen
Oszillator (nicht gezeigt) aufweist. Arten derartiger Schaltungen
sind zu dem Zweck wohlbekannt, eine Sollanzahl an Zyklen während jedes
Intervalls festzulegen.
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Bei
dem beispielhaften System ist das Ziel der Frequenzverriegelungsschleife 66,
einhundertachtundzwanzig Proben während jedes Abtastintervalls
SI (6A) festzulegen.
Daher werden annähernd
einhundertachtundzwanzig Proben von der Schleife 66 (5) einem Analog-Digitalwandler 68 während jedes
Abtastintervalls zugeführt.
Variationen in dem System, Medium usw. führen jedoch normalerweise dazu,
daß mehr
oder weniger als genau einhundertachtundzwanzig Proben erhalten
werden.
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Der
A/D-Wandler 68 (5)
wandelt jede Probe (analog) in digitale Form um, die beispielsweise
durch eine Anzahl binärer
Bits festgelegt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß zwar eine
Umwandlung in Digitalform erfolgt, die Proben DS jedoch in 6C als vertikale Säulen dargestellt
sind. Signale, welche die digitalisieren Proben DS repräsentieren, werden
von der Abzugsschaltung 20 (1)
der Abzugsschaltung 25 und der Testworterzeugungsschaltung 22 zugeführt.
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Daher
wird eine vorbestimmte Anzahl an digitalisierten Proben DS (Untergruppe)
konsistent für jedes
Abtastintervall SI verwendet. Um die vorbestimmte Anzahl an Proben
DS für
jedes Abtastintervall SI zu erhalten, wird eine Größenumwandlungsoperation
durchgeführt,
um eine Untergruppe (beispielsweise "64")
aus der sich ändernden
Gesamtanzahl an Proben (beispielsweise "128±") zu erzeugen. Die Größenumwandlungsoperation
wird in der Eigenschaftserzeugungsschaltung 22 (1) durchgeführt, wie
nachstehend noch genauer erläutert
wird. Vorher werden jedoch noch einige graphische Überlegungen
angestellt.
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Bei
der geschilderten Ausführungsform
werden die Proben zum Repräsentieren
der Magneteigenschaft MC aus den letzten acht verschachtelten Abschnitten 56 (4B) des Abschnitts 30 mit
führenden
Nullen (2) der Spur 29 entnommen.
Diese Signalabschnitte 56 repräsentieren die magnetisierten
Bereiche 42 (4A)
in dem Abschnitt 30 mit führenden Nullen der Spur 29,
die zwischen Datenübergängen 40 und 41 liegen.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die 4 und 6 ein einzelnes Abtastintervall SI zeigen.
Daher werden, wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird,
die letzten acht Intervalle in dem Abschnitt 30 mit führenden
Nullen in der Ausbildungsschaltung 22 (1) gespeichert), und verarbeitet, um
eine Gruppe aus binären
Wörtern
zu erzielen, die dann mit den Dynamikbereichsdaten kombiniert werden,
um das Testwort STW auszubilden.
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Die
Ausbildungsschaltung 22 (7)
enthält eine
Steuereinheit 80 (unten links), die so angeschlossen ist,
da sie Abtastintervallsignale SI zusammen mit einem Signal von einem
Markierungsdetektor 82 empfängt, der wiederum das Analogsignal
AS empfängt.
Im Betrieb tastet der Detektor 28 ein Signal ab, welches
die Markierung SS (2)
repräsentiert,
die das Ende der führenden
Nullen angibt. Das Ende des Abschnitts 30 mit führenden
Nullen (2) wird daher
der Steuereinheit 20 mitgeteilt.
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Die
Steuereinheit 80 (7)
ist weiterhin an ein Register 86 angeschlossen, welches
Gruppen digitalisierter Proben DS von dem Analog-Digitalwandler 68 (5) empfängt. Das Register 86 (7) ist grundsätzlich ein Überlaufregister,
welches nur die letzten acht Gruppen empfangener digitalisierter
Proben DS für
die Verarbeitung zurückbehält. Die
gespeicherten acht Gruppen digitalisierter Proben DS werden dann
als Gruppe von dem Register 86 (7) an einen Arbeitsspeicher 88 für die Verarbeitung übertragen.
Der Arbeitsspeicher 88 ist als Schnittstelle für einen
Prozessor 90 für
eine N-te Probe und einen Offsetprozessor 92 angeschlossen.
Die Prozessoren 90 und 92 sind ebenfalls mit der
Steuereinheit 80 verbunden.
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Im
wesentlichen werden Gruppen (beispielsweise "8")
der digitalisierten Proben DS (6C)
zuerst von dem Prozessor 90 (7)
verarbeitet, um Untergruppen zur Verfügung zu stellen, die konsistent
eine vorbestimmte Anzahl an digitalisierten Proben enthalten, beispielsweise "64" Proben. Die sich ergebenden
Untergruppen aus digitalisierten Proben DS werden weiter auf Unter-Untergruppen
durch den Prozessor 92 verkleinert, beispielsweise "24" Proben. Die zweite
Verringerung begrenzt Proben auf zentrale Proben, nämlich solche,
die deutlich innerhalb der "flachen" Abschnitte des Analogsignals
AS liegen. Im wesentlichen wird jede Gruppe aus digitalisierten
DS zuerst auf eine Unter-Untergruppe mit einer bestimmten Anzahl
von Proben verringert, um dann eine zentrale Unter-Untergruppe als
endgültige Magneteigenschaft
MC zur Verfügung
zu stellen. Die Unter-Untergruppen aus digitalisierten Proben DS werden
in dem Speicher 94 angesammelt, der ebenfalls die digitalisierten
Dynamikbereichsdaten DR empfängt,
um das Testwort STW zu erzeugen.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß bestimmte Elemente
der Ausbildungsschaltung, wie sie in 7 gezeigt
ist, getrennt dargestellt wurden, jedoch nur, um die Beschreibung
zu erleichtern. Insgesamt kann in einem Betriebssystem eine Vereinigung
oder Kombination verschiedener Elemente vorgenommen werden. Selbstverständlich kann
eine große
Bandbreite an unterschiedlichen Verarbeitungsverfahren eingesetzt
werden, um den Prozeß durchzuführen, wie dies
nachstehend noch genauer unter Bezugnahme auf ein Logik-Flußdiagramm
erläutert
wird.
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Angesichts
der voranstehenden Beschreibung läßt sich ein vollständiges Verständnis des
geschilderten Systems nunmehr am besten dadurch erreichen, daß mit der
Erläuterung
des Prozesses fortgefahren wird, und eine weitere Beschreibung von Komponenten
erfolgt, so weit dies sinnvoll ist. Nunmehr wird angenommen, daß eine Magnetstreifenkarte 10 (1) vorhanden ist, die einen
Magnetstreifen 16 mit einer digital aufgezeichneten Spur 29 (2) aufweist. Wie durch einen
Block 100 (8) angedeutet,
tastet die Einheit 14 (1)
den Abschnitt 30 mit führenden
Nullen als den Abschnitt des Analogsignals AS (4B) ab, das an die Datenabzugsschaltungen 18 (1), Magneteigenschaftsabzugsschaltungen 20 und
die Bereichsdatenabzugsschaltungen 25 angelegt wird. Die
Datenabzugsschaltungen 18 ziehen die Digitaldaten DD ab,
welche dem Steuer- und Transaktionssystem 28 zugeführt werden.
Diese Daten enthalten Darstellungen zum Zugriff auf eine Datenbank,
um Bezugstestwörter
RTW zur Verfügung
zu stellen, wie dies bereits erläutert
wurde.
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Die
Abzugsschaltungen 20 digitalisieren zuerst das Analogsignal
AS (8, Block 102),
und speichern die letzten acht Gruppen ("128±") von Proben (Block 104). Die
Gruppen der Proben werden dann Gruppe für Gruppe verarbeitet (Block 106).
Im wesentlichen werden die Gruppen auf Untergruppen aus "64" verkleinert.
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Diese
Operation wird deswegen durchgeführt,
da zwar die Abtastintervalle durch eine Frequenzverriegelungsschleife
gesteuert werden, in einer Betriebsumgebung die Anzahl an Proben,
die während
eines Abtastintervalls genommen werden, variieren kann, so daß potentiell
entweder einige wenige Proben mehr oder weniger vorhanden sind.
Eine Größenumwandlung,
um eine bestimmte Anzahl an Proben (beispielsweise "64") zu erhalten, hat
sich bei bestimmten Anwendungen als in gewissem Ausmaß kritisch
herausgestellt. Der Prozessor 90 (7) führt
die Untergruppenauswahl durch, und kann einfach so implementiert
sein, daß er
die Logik gemäß 8 ausführt. Eine anfängliche
Abfrage (Block 108, 8)
gibt drei Möglichkeiten
in Bezug auf die Gruppe der digitalisierten Proben an. Die Gruppe
kann entweder: (1) gleich der Sollanzahl von einhundertachtundzwanzig
sein, (2) größer als
die Sollanzahl sein, oder (3) kleiner als die Sollanzahl sein.
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Wurde
die Sollanzahl von einhundertachtundzwanzig erreicht, so geht der
Prozeß einfach
zu einem Übergang 110 (8, unterhalb des Zentrums) über, von
dem aus ein weiterer Verkleinerungsschritt durchgeführt wird.
Wenn die tatsächliche Anzahl
an digitalisierten Proben in der Gruppe kleiner als einhundertachtundzwanzig
ist, geht der Prozeß zu
einem Schritt eines Abfrageblocks 112 über, der drei unterschiedliche
Möglichkeiten
zuläßt, wobei
die Probenanzahl entweder einhundertfünfundzwanzig beträgt, einhundertsechsundzwanzig
oder einhundertsiebenundzwanzig. Selbstverständlich können größere Beträge der Abweichung von der Sollanzahl berücksichtigt
werden; zur Vereinfachung der Erläuterung werden jedoch Variationen
bis hinauf zu "drei" Proben DS als Beispiele
behandelt, die Berücksichtigung
finden können.
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Es
wird angenommen, daß die
Abweichung gegenüber
der Sollzahl dazu führt,
daß einhundertfünfundzwanzig
Proben vorhanden sind. In diesem Fall geht der Prozeß zu einem
Schritt über,
wie er durch einen Block 114 angedeutet ist, der in 6B dargestellt ist. Grundsätzlich werden
abwechselnde Proben nicht berücksichtigt
(gerade oder ungerade), mit bestimmten zusätzlichen Ausnahmen, um die vorbestimmte
Anzahl zu erreichen, beispielsweise vierundsechzig. Bei Hinzufügen oder
Löschen
von Proben an beabstandeten Orten verschiebt sich die Folge aus
ungeraden und geraden Werten bei jeder Löschung oder Hinzufügung. Zur
Vereinfachung wird eine Gruppe von vierzehn Proben angenommen, und das
Erfordernis, daß eine
Untergruppe aus acht Proben vorhanden ist. Falls ursprünglich "ungerade" Proben ausgewählt werden,
so erfolgt die Umschaltung auf "gerade" Proben durch eine
Addition. Im einzelnen werden die unterstrichenen Proben als acht Proben
ausgewählt:
Zum
Addieren von Proben werden die unterstrichenen ausgewählt:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14.
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Zum
Entfernen von Proben wird eine entsprechende Auswahl durchgeführt. Um
beispielsweise eine Untergruppe mit acht Proben aus einer Gruppe
von siebzehn Proben zu erhalten, kann das Muster folgendermaßen aussehen:
Zum
Löschen
von Proben werden die unterstrichenen ausgewählt:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17.
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Bei
diesem Prozeß werden
daher abwechselnde Proben mit Additionen genommen, um eine Untergruppe
aus exakt vierundsechzig digitalisierten Proben DS zu erhalten.
Mit einer derartigen vorbestimmten Untergruppe geht der Betriebsablauf
zum Verbindungspunkt 110 über, und wird darauf erneut verarbeitet.
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Wenn
die ursprüngliche
Gruppe aus digitalisierten Proben DS aus einhundertsechsundzwanzig Proben
bestand, geht der Prozeß (8) zu einem Schritt über, der
durch einen Block 116 angedeutet ist. Hierbei wird bei
dem Prozeß erneut
eine Auswahl abwechselnder Proben DS zusammen mit zusätzlichen
Proben vorgenommen, um die gewünschte
Untergruppe zu erhalten, beispielsweise vierundsechzig.
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Entsprechend
geht, wenn einhundertsiebenundzwanzig Proben erhalten wurden, der
Prozeß zu einem
Schritt über,
der durch einen Block 118 angedeutet ist, und eine alternative
Auswahl darstellt, wobei erneut eine Addition stattfindet, um den
Wert von vierundsechzig zu erreichen. Durch Einsatz beabstandeter
oder verteilter, normalerweise zurückgewiesener Proben zur Ergänzung der
ausgewählten Proben
werden daher Untergruppen SDS mit einer exakten Anzahl mit dem Prozessor 90 erhalten.
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Wie
voranstehend erwähnt
kann die tatsächliche
Anzahl an Proben in einer Gruppe auch die Sollanzahl von Proben überschreiten.
In diesem Fall geht der Prozeß zu
einem Abfrageblock 120 (8, oben
rechts) über,
der einen Schritt andeutet, in welchem eine Feststellung erfolgt,
ob die überschüssige Anzahl
an Proben "eins", "zwei" oder "drei" beträgt. Ist "eine" überschüssige Probe vorhanden, geht
der Betriebsablauf zu einem Schritt eines Blockes 122 über, bei
welchem abwechselnde Proben DS ausgewählt werden, und eine Löschung erfolgt,
um die gewünschte
Anzahl von vierundsechzig zu erreichen. Daher wird eine exakte Untergruppe
von "64" Proben DS erhalten,
und geht der Betriebsablauf zu SDS über, nämlich dem Verbindungspunkt 110.
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Entsprechende
Löschungen
treten im Falle von zwei oder drei überschüssigen Proben auf, wie dies
durch die Blöcke 124 und 126 angedeutet
ist. In derartigen Fällen
werden Proben weggelassen, zusätzlich
zur abwechselnden Auswahl. Mit einer Untergruppe aus exakt vierundsechzig
Proben DS geht daher der Prozeß von
dem Verbindungspunkt 110 aus weiter.
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Mit
jeder Untergruppe aus exakt vierundsechzig digitalisierten Proben
wird die nächste
Phase des Prozesses durch den Prozessor 92 (7) durchgeführt, um
eine Unter-Untergruppe
durch Offsetauswahl zu erhalten. In dieser Hinsicht werden mehrere
anfängliche
und endgültige
digitalisierte Proben DS weggelassen, so daß eine Unter-Untergruppe aus digitalisierten
Proben DS übrigbleibt,
die aus dem relativ stabilen (zentralen) Abschnitt 56 (4B) des Analogsignals AS
stammen. Der verschachtelte Abschnitt des Probenabschnitts wird
daher ausgewählt,
der den zentralen magnetisierten Bereich 42 (4A) repräsentiert, wie dies voranstehend
erläutert
wurde.
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Die
Operation des Offsetprozessors 92 kann relativ einfach
sein, wie dies durch einen Block 128 in 8 angedeutet ist. Im einzelnen wird eine
zentrale Unter-Untergruppe aus digitalisierten Proben DS, beispielsweise
vierundzwanzig, aus jeder gespeicherten Untergruppe von vierundsechzig
ausgewählt,
wie dies in 6E dargestellt
ist.
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Nachdem
jede Unter-Untergruppe (vierundzwanzig Proben DS) erhalten wurde,
geht der Prozeß zu
einem Abfrageblock 130 (8,
unten links) über, der
den Schritt repräsentiert,
festzustellen, ob sämtliche
acht Unter-Untergruppe verarbeitet wurden. Wenn die letzte der acht
Gruppen abgearbeitet ist, repräsentieren
diese die Magneteigenschaft MC, die mit den Bereichsdaten durch
die Schaltung 22 kombiniert werden soll, um das Testwort
STW zur Verfügung
zu stellen. Die Operation ist in 8 durch
einen Block 132 angedeutet.
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Um
die digitalisierten Dynamikbereichsdaten als Digitalwort zu erzeugen,
werden im Speicher 88 (7)
gespeicherte, digitalisierte Proben DS der Abzugsschaltung 25 zugeführt. Die
digitalisierten Proben definieren das Analogsignal AS, und werden daher
zu dem Zweck verarbeitet, den Dynamikbereich (Signalformmerkmale)
des Analogsignals zu charakterisieren. Bei der geschilderten Ausführungsform
werden zwei Amplitudenverhältnisse
als die Bereichsdaten verwendet. Zuerst wird, wie in 4B gezeigt, die Amplitudensymmetrie
als Verhältnis
des nach Plus hingehenden Impulses 52(x) zu einem benachbarten,
nach Minus gehenden Impulses 54(a) ermittelt. Daher wird
bei der vorliegenden Ausführungsform
die Amplitudensymmetrie durch das Verhältnis von x/a bestimmt. Wie
dargestellt werden verfügbare
digitale Darstellungen dieser Werte in dem Speicher 88 (7) festgehalten, und daher
empfangen die Abzugsschaltungen 25 (1) einfach derartige Werte, um die Verhältnisberechnung
durchzuführen,
nach welcher der Wert auf einige wenige Bits verkleinert ist. Die
Signalformkomponente der digitalisierten Dynamikbereichsdaten DDR
wird im wesentlichen entsprechend ermittelt.
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Bei
der geschilderten Ausführungsform
ist die Signalformeigenschaft tatsächlich ein Standardparameter,
wie er speziell festgelegt ist durch "ISO/IEC Standard 7811-6, Tabelle 1 – Parameter Ui6".
Der angegebene Parameter hat andere Einsatzzwecke in Bezug auf Magnetbänder; bei
dem Ausführungsbeispiel
dient er als festgelegte Signalformeigenschaft. Wie aus 4B hervorgeht, ist der ausgewählte Parameter
das Verhältnis
a/b, wobei b eine zentrale Ableitung in dem Abschnitt 5 (4B) ist. Nachdem die Bereichsdateneigenschaft
so ausgebildet wurde, wird sie mit den Magneteigenschaftsdaten durch
die Ausbildungsschaltungen 22 vereinigt. Die Vereinigung
kann einfach darin bestehen, die repräsentativen Daten als abgetastetes
Testwort STW zu vereinigen.
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Um
den Gesamtvorgang zu verstehen wird angenommen, daß sich die
Karte 10 (1)
im Rohzustand befindet, und für
die Ausgabe bearbeitet werden soll. Daher werden am Anfang im Streifen 16 Digitaldaten
DD aufgezeichnet (9A,
Block 148). Daraufhin wird die Karte abgetastet, und wird
ein Testwort STW formuliert, wie dies voranstehend geschildert wurde,
welches den Streifen 16 charakterisiert. Auf die Ausbildung
des Testwortes, repräsentiert
als ein Prozeßschritt
durch einen Block 150 in 9A,
folgt die Speicherung des Testwortes STW als Bezugstestwort RTW
(Block 152), das in der Zukunft von der Bezugseinheit 26 (1) verfügbar ist, die durch die Digitaldaten
DD adressiert wird.
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Nachdem
die Aufzeichnung auf der Karte erfolgte, und das Bezugstestwort
RTW gespeichert wurde, wird die Karte an einen Inhaber ausgegeben. In 9 wird die Ausgabeoperation
durch einen Block 154 dargestellt.
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Irgendwann
wird dann die Karte vorgelegt, beispielsweise um eine Transaktion
zu unterstützen, wie
dies durch den Block 156 angedeutet ist. Daher wird die
Karte durch eine Anordnung gemäß 1 zur Verifizierung bearbeitet.
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Die
Karte 10 wird nach dem Analogsignal AS abgetastet, das
dazu dienen soll, die Digitaldaten DD (Identifizierung) und das
abgetastete Testwort (Block 158) zur Verfügung zu
stellen.
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Unter
Verwendung der Digitaldaten DD holt sich das Steuer- und Transaktionssystem 28 (1) zumindest ein Bezugstestwort
RTW (ursprünglich
nur eins, wobei später
jedoch auch mehrere kürzliche Testwörter beteiligt
sein können),
von der Quelleneinheit 26 (einschließlich einer zentralen Datenbank), welches
dem Koinzidenzdetektor 27 zugeführt wird. Vergleiche den Block 160.
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Das
abgetastete Testwort STW und die Bezugstestwörter werden dem Detektor 27 zum
Vergleich zugeführt.
Der Detektor 27 führt
einen bitweisen Vergleich zwischen jedem Bezugstestwort RTW und
dem abgetasteten Testwort STW durch, und sucht nach einer Koinzidenz.
In Bezug auf den Aufbau kann der Detektor 27 einfach ein
Schrittregister zum Bewegen der Bezugstestwörter RTW durch Stufen für wiederholten
Vergleich mit dem abgetasteten Testwort STW aufweisen, um eine Koinzidenz
zwischen einzelnen binären
Bits anzuzeigen. Jedes Fehlen einer Bitkoinzidenz wird gezählt. Der
Verarbeitungsschritt ist durch den Block 162 in 9A angedeutet.
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Wie
voranstehend erläutert
stellt eine vollständige
Koinzidenz zwischen einem der Bezugstestwörter RTW und dem abgetasteten
Testwort STW ein sehr starkes Indiz für digitales Kopieren dar. Obwohl
zwar die Grundlage des "Fingerabdrucksystems" die Identifizierung
durch das Ausmaß der
Koinzidenz betrifft, ist eine Identität der Koinzidenz äußerst unwahrscheinlich.
Daher wird der Detektor 27 so eingestellt, daß er bitweise
Abweichungen zählt, und
einen entsprechenden Gesamtwert der Korrelationseinheit 24 zur
Verfügung
stellt. Nur im Falle einer geringeren als einer wesentlichen Koinzidenz
zwischen dem abgetasteten Testwort STW und jedem der Bezugswörter RTW
arbeitet die Einheit 24 weiter. Eine derartige Abweichung
zeigt die Abwesenheit einer digitalen Kopierung von einem kürzlich abgetasteten
Testwort an. Im Gegensatz hierzu veranlaßt eine Koinzidenz oder annähernde Koinzidenz
(geringe Anzahl an Abweichungen) den Detektor 27 dazu, ein
Signal an das System 28 auszusenden, welches eine Zurückweisung
der Transaktion anzeigt. Diese Operationen sind in 9A durch den Abfrageblock 164 und
den Zurückweisungsblock 166 angedeutet. Ein
ordnungsgemäßer Vergleich
(mit signifikanten Abweichungen) veranlaßt die Korrelationseinheit 24 (1) dazu, so vorzugehen,
wie dies durch den Block 168 angedeutet ist (vgl. einen Übergang
von 9A zu 9B).
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Die
Fortsetzung des Tests wird von der Korrelationseinheit 24 (1) ausgeführt, und
ist als zwei Schritte in 9B dargestellt,
also Korrelation der Dynamikbereichsinformation DR (Blöcke 170, 172 und 174),
und nachfolgende Korrelation der Magneteigenschaft MC (Blöcke 176, 178 und 180). Selbstverständlich hängt die
Art und das Ausmaß einer
akzeptablen magnetischen Korrelation von Auslegungsgesichtspunkten
für das
spezifische System ab. Normalerweise zeigt allerdings selbst ein
relatives geringes Ausmaß einer
magnetischen Korrelation das Nichtvorhandensein einer Kopierung
an.
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Bei
dem Vorhandensein einer zugelassenen Transaktion wird das abgetastete
Testwort STW, wie es zur Verfügung
gestellt wurde, gespeichert (9B,
Block 182), zur nachfolgenden Verwendung als Bezugstestwort
RTW. In dieser Hinsicht wird das abgetastete Wort von der Korrelationseinheit 24 über das
Transaktionssystem 28 an die Quelleneinheit 28 zur
Speicherung übergeben.
Daher wird eine begrenzte Liste oder Gruppe aus Bezugstestworten RTW
für nachfolgende
Vergleiche zur Verfügung
gestellt. In dieser Hinsicht hat sich allgemein als sinnvoll herausgestellt,
die Anzahl aktiver Bezugstestwörter auf
eine vorbestimmte Anzahl zu begrenzen. Beim Speichern eines neuen
Testwortes kann daher ein Test durchgeführt werden, der die aktive
Gruppe auf die vorbestimmte Anzahl beschränkt (9B, Block 184). Es wird darauf
hingewiesen, daß die
vorbestimmte Anzahl, also die Anzahl an benutzten, aktiven Bezugstestwörtern, verschiedene
Konstruktionskriterien berücksichtigen
muß, unter
weiterer Berücksichtigung
der Häufigkeit
der Kartenbenutzung, der beteiligten Werte usw. Wie dargestellt,
wobei dies nur als Beispiel zu verstehen ist, können sechs oder acht Wörter ausreichend
sein.
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Als
letzter Schritt in dem Prozeß kann
eine Karte 10 freigegeben werden, wie durch den Block 186 in 9B angedeutet ist. Damit
ist der Prozeß beendet.
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In
Bezug auf die Ausführung
des Prozesses sollte darauf hingewiesen werden, daß die Implementierungskomponenten
an verschiedenen Orten vorhanden sein können. Typischerweise umfassen die
Orte eine zentrale Station, welche mehrere entfernte Endgerätestationen
bedient, beispielsweise Händlerorte.
Bei einer Ausführungsform
befinden sich Implementierungsschaltungen usw. zur Erzeugung des
abgetasteten Testwortes STW und der Digitaldaten DD an Kartenendgeräten, und
befindet sich der Rest des Systems an einem zentralen Endgerät. Allerdings
sind verschiedene andere Variationen für bestimmte Systeme in der
Praxis einsetzbar.
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Angesichts
der voranstehenden Erläuterung eines
Systembeispiels sollte deutlich geworden sein, daß andere
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bei unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt
werden können,
um Dokumente, insbesondere Karten mit Magnetstreifen, zu verifizieren,
zu authentifizieren, zu identifizieren oder zu bestätigen. Zwar wurden
hier Beispiele für
Operationen beschrieben, und bestimmte Detailanordnungen erläutert, jedoch ergeben
sich Wesen und Umfang der Erfindung aus der Gesamtheit der vorliegenden
Anmeldeunterlagen und sollen von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein.