DE10027178B4 - Magnetstreifen-Authentifizierungs-Verifizierungssystem - Google Patents

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Abstract

Magnetstreifendokumente werden identifiziert und authentifiziert auf der Grundlage wiederholbarer magnetischer Eigenschaften eines Streifens, auf welchem Digitaldaten und Signalformeigenschaften der abgetasteten Digitaldaten aufgezeichnet sind. Streifen werden abgetastet, um ein Analogsignal bereitzustellen, wobei nur der Abschnitt verwendet wird, in welchem führende Nullen gespeichert sind. Der Abschnitt für führenden Nullen wird zyklisch abgetastet und digitalisiert, um eine Sollanzahl an Proben während einer Frequenzverriegelungsschleife zur Verfügung zu stellen. Die Sollanzahl an Proben wird dann durch einen Auswahlvorgang verringert, bei welchem eine vorbestimmte Anzahl an digitalen Proben aus zentralen Orten in magnetisierten Abschnitten der Aufzeichnung erhalten wird, im einzelnen aus Räumen zwischen Datenübergängen. Ausgewählte Gruppen, jeweils mit einer vorbestimmten Anzahl an digitalen Proben, werden dann kombiniert, um Magneteigenschaftsdaten zur Verfügung zu stellen. Derartige Daten werden dann mit Signalformdaten (Bereich) kombiniert, um ein Identifizierungswort zur Verfügung zu stellen. Dokumente werden verifiziert durch das Korrelieren von Bezugsidentifizierungswörtern und abgetasteten Identifizierungswörtern. Ein oder mehrere Bezugsidentifizierungswörter können auch in Bezug auf zu starke Ähnlichkeit getestet werden, was eine betrügerische Kopie andeutet.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 ).
  • 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 ).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Systems, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 eine graphische Darstellung eines Abschnitts eines Datensatzes auf einer Magnetstreifenspur, wie in 1 gezeigt, und entsprechend verwendet;
  • 3 eine stark vergrößerte Ansicht eines Magnetdatenmusters, wobei ein kleiner Abschnitt einer Streifenspur dargestellt ist, die in 2 gezeigt ist;
  • 4A und 4B ein zusammengehöriges Paar von Darstellungen, welche einen kleinen Abschnitt einer Spur gemäß 2 darstellen;
  • 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Eigenschaftsabziehschaltung, die in dem System von 1 verwendet werden kann;
  • 6A 6B, 6C, 6D und 6E eine Gruppe von Darstellungen, die an kleines Fragment eines repräsentativen Analogsignals von einer Magnetstreifenspur gemäß 4 betreffen;
  • 7 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Identifizierererzeugungsschaltung, wie sie im System von 1 verwendet werden kann;
  • 8 ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel für einen Prozeß gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, das in dem System gemäß 1 eingesetzt werden kann; und
  • 9A und 9B ein Flußdiagramm eines entsprechenden Beispiels für einen Prozeß.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • TESTWORT
    Figure 00170001
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Identifizieren von Dokumenten (10) mit einem Magnetstreifen (16), in dem digitale Daten (DD) aufgezeichnet sind und der eine wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) aufweist, die wiederholt abgetastet werden kann, um individuelle Dokumente (10) zu identifizieren, mit folgenden Schritten: Abtasten des Magnetstreifens (16), um ein Analogsignal (AS) bereitzustellen, welches repräsentativ für die aufgezeichneten digitalen Daten (DD) und die wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) ist; Extrahieren von Magneteigenschaftsdarstellungen, welche die wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) angeben, aus dem Analogsignal (AS); Extrahieren von Dynamikbereichsdarstellungen, welche den Dynamikbereich (DR) von den Bereichen des Analogsignals (AS) anzeigen, die zum Extrahieren der Magneteigenschaftsdarstellungen verwendet wurden, aus dem Analogsignal (AS); Erzeugen von Dokumentidentifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Dynamikbereichsdarstellungen; Vergleichen der erzeugten Dokumentidentifizierungsdarstellungen mit gespeicherten Dokumentidentifizierungsdarstellungen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei beim Vergleichen die Korrelation zwischen den erzeugten Dokumentidentifizierungsdarstellungen mit gespeicherten Dokumentidentifizierungsdarstellungen ermittelt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Verifizierung ein gewisses Maß an Ver schiedenheit erfordert.
  4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magneteigenschaftsdarstellung aus dem Analogsignal (AS) an im wesentlichen flachen Abschnitten (56) extrahiert werden, um eine vorbestimmte Anzahl von digitalen Proben (DS) zu erzeugen.
  5. Identifizierungssystem zum Identifizieren von Dokumenten (10), die einen Magnetstreifen aufweisen (16), auf welchem Digitaldaten (DD) aufgezeichnet sind und der eine wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) aufweist, die wiederholt abgetastet werden kann, um individuelle Dokumente (10) zu identifizieren, umfassend: ein Magnetstreifensensor (14) zum Abtasten des Magnetstreifens (16), um ein Analogsignal (AS) zur Verfügung zu stellen, welches die aufgezeichneten Digitaldaten (DD) und die wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) repräsentiert; eine Magneteigenschaftsschaltung (20) zum Extrahieren von Magneteigenschaftsdarstellungen aus dem Analogsignal (AS), welche die wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) angeben; eine Signalformschaltung (25) zum Extrahieren von Dynamikbereichsdarstellungen aus dem Analogsignal (AS), welche den Dynamikbereich (DR) von den Bereichen des Analogsignals (AS) anzeigen, die zum Extrahieren der Magneteigenschaftsdarstellungen verwendet wurden; eine Ausbildungsschaltung (22) zum Erzeugen von Dokumentenidentifizierungsdarstellungen auf der Grundlage der Magneteigenschaftsdarstellungen und der Dynamikbereichsdarstellungen, um die Dokumente zu identifizieren; und eine Identifizierungseinrichtung (24) zum Vergleichen der erzeugten Dokumentenidentifizierungsdarstellungen mit gespeicherten Dokumentidentifizierungsdarstellungen.
  6. Identifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Identifizierungseinrichtung (24) die Korrelation zwischen den erzeugten Dokumentenidentifizierungsdarstellungen und den gespeicherten Dokumentidentifizierungsdarstellungen ermittelt.
  7. Identifizierungssystem nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Speicher (26), der mehrere Dokumentenidentifizierungsdarstellungen (RTW) für den Vergleich mit der von der Ausbildungsschaltung (22) erzeugten Dokumentenidentifizierungsdarstellung (STW) speichert, wobei Verifizierung ein gewisses Maß an Verschiedenheit erfordert.
  8. Identifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Magneteigenschaftsschaltung (20) Magneteigenschaftsdarstellungen von im wesentlichen flachen Abschnitten (56) des Analogsignals (AS) extrahiert, um eine vorbestimmte Anzahl digitaler Proben (DS) zu erzeugen.
  9. Identifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Signalformschaltung (25) Dynamikbereichsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche Amplituden des Analogsignals (AS) anzeigen.
  10. Identifizierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Signalformschaltung (25) Dynamikbereichsdarstellungen zur Verfügung stellt, welche Verhältnisse von Amplituden des Analogsignals (AS) an vorbestimmten Orten anzeigen.
  11. Identifizierungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, ferner umfassend: einen Digitalisierer zur Abtastung des Analogsignals, um digitalisierte Proben zur Verfügung zu stellen, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft anzeigen.
  12. Identifizierungssystem nach Anspruch 11, wobei auf dem Magnetstreifen (16) eine Gruppe von führenden Nullen aufgezeichnet ist, und der Digitalisierer das Analogsignal (AS) in einem Abschnitt abtastet, welcher die Gruppe von führenden Nullen repräsentiert.
  13. Identifizierungssystem nach Anspruch 11, wobei auf dem Magnetstreifen (16) Digitaldaten (DD) aufgezeichnet sind, die durch magnetische Übergänge repräsentiert werden, und der Digitalisierer einen Abschnitt des Analogsignals (AS) abtastet, der Zwischenräume zwischen den magnetischen Übergängen repräsentiert, um digitali sierte Proben zur Verfügung zu stellen, welche die wiederholbare magnetische Eigenschaft (MC) anzeigen.
  14. Identifizierungssystem nach Anspruch 11, wobei die Dokumente (10) Magnetstreifenkarten umfassen, und die Digitaldaten (DD), die auf dem Magnetstreifen aufgezeichnet sind, Daten zum Holen von Identifizierungsdaten aus dem Speicher (26) umfassen.
  15. Dokument mit einem Abschnitt mit einem magnetischen Medium, welches eine wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) und einen magnetischen Fingerabdruck aufweist, der für die spätere Verifizierung seiner Identität im magnetischen Medium aufgezeichnet ist, wobei der magnetische Fingerabdruck Magneteigenschaftsdarstellungen, welche die wiederholbare intrinsische magnetische Eigenschaft (MC) angeben, und Dynamikbereichsdarstellungen eines analogen Signals, das aus dem Abschnitt mit dem magnetischen Medium abgetastet wird, umfasst.
  16. Dokument nach Anspruch 15, wobei die Eigenschaft der analogen Signalform das Verhältnis von Signalformamplituden an bestimmten Orten ist.
  17. Dokument nach Anspruch 16, wobei die Eigenschaft der analogen Signalform das Verhältnis der Amplitude von Spitzenwerten an beanstandeten Orten der Signalform ist.
  18. Dokument nach Anspruch 15, umfassend: eine Kunststoffkarte, die einen Magnetaufzeichnungsstreifen (16) aufweist.
  19. Dokument nach Anspruch 15, wobei das remanente Rauschen oder die Eigenschaft einer analogen Signalform als der magnetische Fingerabdruck zur Korrelation mit später abgetasteten und ausgebildeten magnetischen Fingerabdrücken aufgezeichnet sind.
  20. Dokument oder dergleichen nach Anspruch 15, wobei in dem Abschnitt mit dem magnetischen Medium Daten zum Auffinden eines magnetischen Bezugsfingerabdrucks zur Korrelation mit einem magnetischen Fingerabdruck aufgezeichnet sind, der von dem Dokument abgetastet wird.
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