Brevet FR2567947A1 — publié le 19860124

SYSTEME DE CONTROLE D'ACCES A LECTURE DE TEXTURE DE SURFACE. La présente invention a pour objet un systè- me de contrôle d'accès, c'est-à-dire un système per- mettant de déclencher une action équivalente à une au- torisation après contrôle de l'identité d'un objet in- troduit dans ce système. D'une certaine manière, le système de l'in- vention constitue un ensemble "clé-serrure" à condi- tion de donner à ces termes un sens large: le mot "clé" doit être entendu comme désignant un objet-sup- port muni d'une identité et le mot "serrure", un orga- ne capable de reconnaître cette identité et de comman- der une action. Mais l'objet-support de l'invention ne prend pas nécessairement la forme traditionnelle d'une clé. Il peut se présenter sous une forme quelconque, notamment de carte. Quant à la fonction de "l'organe de commande", elle n'est pas nécessairement limitée à l'action sur le pène d'une porte, mais peut correspon- dre à une autorisation d'accès à un système quelcon- que, informatique, télématique, bancaire, etc... Quoi qu'il en soit, pour présenter l'origi- nalité et les caractéristiques essentielles de l'in- vention, on s'appuiera sur la variante du système qui prend la forme d'un ensemble "clé-serrure" tradition- nel, sans que cet exemple n'ait de caractère limita- tif. Le principe même de la serrurerie est de conférer à un objet portatif (la clé) une identité (un profil par exemple) et de réaliser un organe (la ser- rureY capable de reconnaître cette identité et de dé- clencher une action. Selon ce principe connu, la clé est un objet reproductible, pour des raisons évidentes qui tiennent à ce que plusieurs personnes devront pos- séder la même clé (les membres d'une même famille, d'une même société, etc...). Quant à la serrure, étant liée à une forme particulière donnée à une clé, elle ne peut coopérer qu'avec un seul type de clé. Récemment sont apparus des systèmes plus sophistiqués qu'on peut désigner par le terme généri- que de "serrures électroniques". Dans ces systèmes, l'identité est traduite en un code écrit sur une piste magnétique ou optique, cette piste étant fixée sur une carte genre "carte de crédit". Mais la philosophie du système reste la même: chaque clé (en l'occurrence chaque carte) est reproductible. Cependant, comme dans ces systèmes perfectionnés, l'information d'identité est de nature numérique et non plus mécanique, il est possible d'enregistrer plusieurs identités différen- tes dans une mémoire électronique. Plusieurs clés dif- férentes sont alors capables d'ouvrir une même serru- re. Ces clés peuvent être attribuées à différentes personnes habilitées. Mais elles peuvent aussi être utilisées par des services de maintenance ou de sécu- rité. Dans de tels systèmes, on écrit, dans une mémoire vive, plusieurs mots numériques qui servent en quelque sorte de référence ou de consigne et on écrit ces mêmes mots sur plusieurs cartes. Lorsque l'une de ces cartes est introduite dans un lecteur de carte, le code écrit sur la carte est détecté et le signal numé- rique qui en résulte est comparé aux divers mots de consigne écrits dans la mémoire. Un comparateur déter- mine s'il y a coïncidence ou non entre le mot lu et l'un des mots mémorisés. Dans l'affirmative, un signal est émis pour la commande d'une action quelconque, par exemple l'ouverture d'une gâche. Un tel système est décrit par exemple dans les documents de brevets français FR-A-2 107 529, FR-A-2 325 992, FR-A-2 457 524 et FR-A-2 533 340. Bien que satisfaisants à certains égards, ces systèmes présentent un inconvénient majeur Lié à l'absence de confidentialité du code porté par la car- te. Il est en effet facile, pour un fraudeur un tant soit peut averti, de lire le code inscrit sur une car- te dérobée et de réécrire ce code sur une carte vier- ge. En d'autres termes, la duplication frauduleuse du support est un risque réel. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvenient. Ce but est atteint par l'utilisation d'une clé qui, par nature, n'est pas reproductible. Cette caractéristique est obtenue en choisissant, com- me information capable de définir l'identité d'une clé, non plus une information fabriquée artificielle- ment (comme une denture ou une propriété magnétique ou optique d'une bande), mais une information naturelle qui est la texture de la surface d'une pièce. Cette information est d'une complexité telle qu'elle n'est pas reproductible. En outre, cette information est unique, car deux objets, même identiques au sens ma- croscopique, sont en réalité différents si l'on des- cend au niveau de leur texture de surface. Il va de soi que rien n'empêche d'ajouter à la texture naturel- le une texture artificielle (rayures, stries, marques, etc...). L'idée d'utiliser la texture d'une surface, comme moyen d'identification de certains objets, n'est pas nouvelle. L'article de B.C. D'Agraives et at. in- titulé "Surface Topography, a remarkable method for the identification-of seals or structure in general", pubLié dans "Proceedings of the 3rd Esarda Symposium on Safeguards and Nuclear Material Management", Karlsruhe, F.R. Germany", 6-8 May 1981, décrit déjà les propriétés et l'intérêt des textures des surfaces. Cet enseignement est par ailleurs repris dans la de- mande de brevet britannique n 2 097 979 publiée le Novembre 1982, au nom de "European Atomic Energy Community (EURATOM)" et intitulée "Utilization of sur- face textures as a random marking or unique identity". La présente invention reprend cette idée en l'appliquant au domaine des systèmes de contrôle d'accès. Le choix de la texture de surface comme source d'information pour le marquage d'une cLé va à l'encontre de tous Les principes connus rappelés plus haut puisque, par nature, cette information n'est pas reproductible. Dès lors, la serrure ne peut plus, comme par le passé, être conçue pour reconnaître une information définie à l'avance, puisqu'une texture est une grandeur quasiment aléatoire et, à ce titre, im- prévisible. On ne peut donc plus charger la mémoire de la serrure avec une information prévue à l'avance comme pour les systèmes antérieurs. IL faut rappeler, à ce sujet, que dans les serrures électroniques clas- siques, et comme décrit en particulier dans le docu- ment FR-A-2 325 992 cité plus haut, le chargement s'effectue à l'aide d'une carte spéciale qui comprend des informations de programmation de la serrure. Ces informations consistent en des listes de codes devant être admis et des listes de codes devant être refusés. Cette carte de programmation est introduite dans le lecteur, qui l'identifie comme telle, et elle est conçue pour modifier la liste des codes mémorisés. Ce système connu présente encore un risque de fraude, car il est possible de falsifier une carte de programmation en lui conférant des codes contre- faits. Dès lors la serrure pourrait être commandée par des cartes portant ces codes contrefaits. Le choix de la texture de surface comme moyen d'identification oblige à modifier la procédure de chargement des informations autorisées, de manière telle qu'il est impossible de contrefaire celles-ci. A cette fin, la serrure de l'invention, qui est munie, comme les serrures électroniques, de différents empla- cements mémoire est telle que ces emplacements ne peu- vent recevoir l'information de consigne que par lectu- re des clés habilitées à ouvrir la serrure. Autrement dit, on n'écrit plus dans la mémoire de la serrure une information qu'on a écrit sur un support. Selon l'in- vention on procède de manière inverse: des clés sont d'abord fabriquées avec une texture quelconque et les serrures sont ensuite conditionnées, a posteriori, en fonction desdites clés. On observera accessoirement que, dans l'in- vention, la grandeur servant à l'identification de la clé est une grandeur analogique continue et non une valeur numérique. On pourra donc éventuellement procé- der en analogique pour l'opération de comparaison en- tre la grandeur de consigne et la grandeur lue. Mais naturellement, il sera souvent préférable de convertir le signal analogique en numérique et de procéder en- suite par traitement numérique. Une autre originalité de la serrure de l'in- vention est que le moyen chargé de lire l'inforamtion contenue dans le support qui lui est présenté est un lecteur de texture et non plus un lecteur magnétique. Il faut observer que ces avantages du systè- me de l'invention ne sont pas acquis au détriment des possibilités des systèmes électroniques classiques qui sont entièrement conservées: validation tempo- raire d'une clé, gestion centralisée d'un ensemble de serrures, comptabilisation du nombre d'interventions d'une clé particulière, etc... De façon très générale, la présente inven- tion peut donc se définir comme suit. Il s'agit d'un système de contrôle d'accès permettant de déclencher une action après contrôle de L'identitéd'un objet-sup- port introduit dans ce système et portant une informa- tion d'identification, ce système comprenant de maniè- re connue: - un Lecteur apte à recevoir un tel objet- support et à lire l'information propre à cet objet- support, - un organe de mémorisation comprenant plu- sieurs emplacements mémoire chargés par des informa- tions de consigne correspondant à un ensemble d'objets-support habilités, - un moyen de comparaison entre, d'une part, le signal délivré par le lecteur lorsqu'un objet-sup- port quelconque est introduit dans le poste et, d'au- tre part, chacune des informations mémorisées dans les emplacements mémoire, ce moyen de comparaison détermi- nant le degré de coïncidence entre l'information cor- respondant à l'objet-support introduit dans le lecteur et l'une des informations contenues dans les emplace- ments mémoire de l'organe de mémorisation, et - un circuit relié-au circuit de comparaison et-délivrant, lorsque le degré de coïncidence est suf- fisant, un signal qui constitue un signal de déclen- chement d'une action, ce système étant caractérisé par le fait que l'infor- mation d'identification attachée à chaque objet-sup- port est constituée par la texture d'une portion de surface de cet objetsupport, le lecteur étant alors un lecteur de texture de surface, le chargement d'une information de consigne s'effectuant par introduction d'un objet-support habilité dans le lecteur, lecture de cet objet-support et mémorisation du signal lu dans un des emplacements en question. Selon un premier mode de réalisation, chaque objet-support présente la forme d'une clé avec une tê- te apte à être saisie manuellement et un corps présen- tant au moins une partie plane o est prise la portion de surface dont la texture est lue. Selon une variante avantageuse, le corps de la clé est métallique et de préférence en alliage, ce qui confère à la texture une complexité particulièreo Selon un autre mode de réalisation, chaque objet-support présente la forme d'une carte dont une partie de la surface est utilisée pour une lecture de texture. Cette carte peut être en matière plastique souple. Selon encore un autre mode de réalisation, la clé peut présenter une forme cylindrique avec une lecture soit rotative le long de la circonférence, soit rectiligne selon une génératrice. La clé peut présenter un aspect tubulaire, la lecture s'effectuant à l'extérieur ou à l'intérieur du tube. Selon encore un autre mode de réalisation, la clé peut consister en un objet usuel comme un sty- lo. Quant au lecteur, il comprend un bloc de ré- ception de l'objet-support, un transducteur apte à traduire le relief de la clé en signal électrique (par exemple une pointe piézoélectrique), ce transducteur étant disposé sur un bras et un moyen de déplacement relatif du bras et de l'objet-support le long d'une portion de surface de celuici. Dans une variante avantageuse, le bras est relié à un moyen de déplace- ment qui est mis en mouvement lorsque le support est immobilisé dans le bloc de réception. Ce moyen de dé- placement du bras peut être un mouvement d'horlogerie relié à un bras d'armement dont une extrémité est dé- placée par l'introduction de l'objet support dans le bloc de réception. Mais ce moyen de déplacement du bras peut être également un moteur électrique. Selon un autre mode de réalisation, la poin- te de lecture est immobile et la lecture de la texture de l'objet-support s'effectue pendant l'introduction de celui-ci dans le bloc de réception. -5 Mais dans un autre mode de réalisation, la lecture peut s'effectuer pendant le retrait de la clé du bloc de réception. En ce qui concerne le circuit de comparai- son, il est constitué de préférence par un corrélateur suivi d'un circuit à seuil. L'utilisation d'un corré- lateur est ici particulièrement utile du fait que le signal de mesure est de caractère analogique et qu'il est échantillonné en un grand nombre de points, par exemple 512 ou 1024 ou plus. La comparaison entre le signal lu et le signal de consigne peut donc faire appel à la technique de la corrélation, alors que dans l'art antérieur des serrures électroniques, on compare bit à bit des mots de quelques octets. D'autres métho- des de traitement numériques plus ou moins complexes peuvent être utilisées. - De toute façon les caractéristiques de l'in- vention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'un exemple de réalisation donné à titre expli- catif et nullement limitatif. Cette description se ré- fère à des dessins annexes sur lesquels: - la figure 1 est un schéma du bloc de lec- ture de la clé, - la figure 2 montre un détail du mécanisme d'armement du système d'horloge, - la figure 3 est une coupe schématique au niveau de la pointe de lecture, - la figure 4 est un schéma synoptique d'une installation conforme à l'invention, - la figure 5 est un schéma d'une carte électronique, - la figure 6 est un organigramme simplifié illustrant le proqramme de base mis en oeuvre. La description qui suit, et notamment celLe qui se réfère aux figures 1 à 3, se place dans le cas particulier d'un objet-support en forme de barreau mé- tallique lu par une pointe piézoélectrique disposée à l'extrémité d'un bras animé par un mouvement d'horlo- gerie. Mais, comme indiqué plus haut, d'autres modes de réalisation sont possibles. D'une façon générale, le lecteur peut utili- ser tous les capteurs de texture connus, lesquels ont fait l'objet de normes, notamment la norme française NF-E-05-050 de décembre 1970, intitulée "Etat de sur- face des produits - Généralités sur les appareils électroniques à capteur". Le dispositif représenté sur les figures 1, 2 et 3 comprend un bloc de réception 10 d'une clé 12 à section trapézoidale, une butée 14, un premier bras 16 déplacé par l'extrémité de la clé et mobile autour d'un axe 18, ce bras étant articulé sur un second bras lequel coopère avec une roue dentée 22 armant un ressort spirale 24. Lorsque la clé 12 vient en butée sur 14 (voir figure 2), le bras 16 est en position 16', le bras 18 en position 18' et la roue 22 échappe. Le ressort 24 commande alors le déplacement d'un troi- sième bras 25 articulé sur un quatrième bras 26, pivo- tant autour d'un axe 28 et dont l'extrémité porte un capteur 30 muni d'une pointe de lecture 32. Le remon- tage du système correspond au déplacement angulaire marqué 31 sur la figure 2 et la phase de lecture au déplacement marqué 33. Cette dernière correspond à une plage de lecture 34 située sur la face supérieure de la clé, et en forme d'arc de cercle. Mais on peut prévoir un système ou la plage de lecture serait rec- tiligne. Le capteur 30 délivre un signal électrique analogique qui est appliqué à un circuit électronique 40. Ce circuit comprend tout ou partie des moyens de traitement, lesquels sont illustrés sur les figures 4 à 6. Sur la figure 4, tout d'abord, est représen- té le schéma général d'une installation mettant en oeuvre l'invention. On y trouve un bloc de lecture 50 relié à un microprocesseur 52 par un bus de liaison 54. Le bloc 50 est relié à un autorelais 56, lequel est connecté à un relais 58 qui est le relais de com- mande de l'organe 60, qui est soit une gâche éLectri- que soit un verrou. L'ensemble est relié à une alimen- tation générale 62. Le bloc 50 peut également être relié à un circuit d'alarme 64, et à une interface 66 permettant la liaison éventuelle avec une autre serru- re du même type. En pratique, l'essentiel des moyens de trai- tement est rassemblé sur une carte électronique, bien que, dans certaines applications, on puisse centrali- ser la totalité des traitements concernant une famille de serrures, dans un microcalculateur conçu à cet ef- fet. Une telle carte est représentée fonctionnellement sur la figure 5. Elle comprend un microprocesseur 70 (par exemple de type 6800 ou 6809), une horloge 72, une mémoire vive 74 (de type RAM) comprenant plusieurs emplacements mémoire, un décodeur d'adresse 75, un convertisseur anaLogique-numérique 76 relié au cap- teur 30 du lecteur. Les données circulent sur un bus 80, les adresses sur un bus 82 et les ordres de com- mande (écriture-lecture en mémoire et échantillonna- ge-conversion) sur un bus 84. Le microprocesseur 70 est relié à un circuit d'entrée-sortie 90 lequel est relié par une connexion 91 à la gâche électrique à commander (à travers des relais - cf figure 4) par la connexion 92 à un interrupteur et par la connexion 93 à d'autres serrures ou organes divers. Le fonctionnement de ce système est le sui- vant. Le signal analogique délivré par le capteur 30 est échantillonné et chaque échantillon est converti en numérique par le convertisseur 76. Le microproces- seur 70 reçoit la totalité des signaux numériques lus et a accès aux divers signaux de consigne mémorisés dans 74. A l'aide de ces deux données, il effectue une corrélation et compare le résultat obtenu à un degré de corrélation fixé à l'avance. Le microprocesseur 70 assure également d'autres fonctions: - déclenchement d'un signal en cas d'effraction du bottier ou d'organes de surveillance avec effacement de toutes les mémoires, ce qui interdit la commande d'ouverture informatique et électrique, - gestion du calendrier, des priorités, des interdic- tions, - contrôle de présence. Ces fonctions peuvent être remplies soit par des circuits électroniques câblés, soit par programme informatique. Naturellement, ce schéma peut donner lieu à divers modes de réaLisation selon les applications. Il peut être prévu une version avec alimentation autonome et une mise au repos du microprocesseur. On peut aussi disposer une partie de la mémoire vive dans un boÂtier annexe situé à l'extérieur de la serrure ainsi qu'un microprocesseur supplémentaire faisant office de ges- tion centrale dans le cas d'un nombre élevé de clefs ou de lecteurs. La mémoire contenue dans chaque lec- teur sert alors de tampon, en attente de disponibilité de l'unité centrale. Selon les mesures effectuées par les inven- teurs, le temps global d'ouverture d'une serrure après introduction d'une clé est inférieur à 3 s. pour 10 clés et inférieur à 9 s. pour un nombre supérieur à une dizaine de clés. La carte qui vient d'être décrite est apte à communiquer avec tout périphérique informatique: im- primante, cLavier, écran vidéo, mémoire de masse, etc... L'organigramme simplifié d'un programme de base pour la mise en oeuvre de ces moyens de traite- ment, est illustré sur la figure 6, o tes différentes opérations du programme ont la signification suivan- te: : Début du programme. 101: Introduction du programme et chargement des mé- moires. 102: ContrôLe des circuits de surveillance et d'hor- loge. 103: Alarme. 104: Introduction de la clé. 105: Demande d'interruption. 106: Lecture de la cLé. 107: Enregistrement et comparaison. 108: Traitement du résultat. *109: Décision d'ouverture. 110: Alarme 111: Retour au circuit de surveillance. 13 2567947 REVENDICATIONS 1. Système de contrôle d'accès permettant de déclencher une action après contrôle de l'identité d'un objet-support introduit dans ce système et por- tant une information d'identification, ce système com- prenant de manière connue: - un lecteur (30) apte à recevoir un tel objet- support (32) et à lire L'information propre à cet objet-support, - un organe de mémorisation (74) comprenant plu- sieurs emplacements mémoire chargés par des informa- tions de consigne correspondant à un ensemble d'ob- jets-support habilités, - un moyen de comparaison (70) entre, d'une part, le signal délivré par le lecteur (30) lorsqu'un objet-support (12) quelconque est introduit dans le système et, d'autre part, chacune des informations mé- morisées dans les emplacements mémoire (74), ce moyen de comparaison déterminant le degré de coïncidence entre L'information correspondant à l'objet-support introduit dans le lecteur et l'une des informations contenues dans les emplacements mémoire de l'organe de mémorisation, et - un circuit (70) relié au circuit de comparai- son et délivrant, lorsque le degré de coïncidence est suffisant un signal qui constitue un signal de déclen- chement d'une action, ce système étant caractérisé par le fait que l'infor- mation d'identification attachée à chaque objet-sup- port est constituée par la texture d'une portion de surface (34) de cet objet-support (12), le lecteur étant alors un lecteur de texture de surface (30, 32), le chargement d'une information de consigne s'effec- 14 2567947 tuant par introduction d'un objet-support habilité dans le lecteur, lecture de cet objet-support et mémo- risation du signal lu dans un des emplacements en question (74). 2. Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce que chaque objetsupport présente la forme d'une clé (12) avec une tête apte à être saisie manuellement et un corps présentant au moins une par- tie plane o est prise la portion de surface (34) dont la texture est lue. 3. Système de commande selon la revendica- tion 2, caractérisé par le fait que le corps de la clé est métallique. 4. Système de commande selon la revendica- tion 3, caractérisé par le fait que le corps de la clé est en alliage. 5. Système de commande selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que chaque objet-sup- port présente la forme d'une carte dont une partie de la surface est utilisée pour une lecture de texture. 6. Système selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le lecteur comprend un bloc de réception (10) de l'objet-support (12) une pointe piézoélectrique (32) disposée sur un bras (26), un moyen de déplacement relatif du bras et de t'objet- support le long d'une portion de surface (34) de celui-ci. 7. Système selon la revendication 6, carac- térisé par le fait que le bras (26) est relié à un moyen de déplacement (22, 24) qui est mis en mouvement lorsque le support est en butée (14) dans le bloc de réception (10). 8. Système selon la revendication 7, carac- térisé par le fait que le moyen de déplacement du bras est un mouvement d'horlogerie (22, 24) relié à un bras d'armement (16, 8) dont une extrémité est déplacée par l'introduction de l'objet-support (12) dans le bloc de réception (10). 9. Système selon la revendication 7, carac- térisé par le fait que le moyen de déplacement du bras est un moteur électrique. 10. Système selon la revendication 6, ca- ractérisé par le fait que la pointe piézoélectrique (32) est immobile et que la lecture de la texture de l'objet-support (12) s'effectue pendant l'introduc- tion de celui-ci dans le bloc de réception (10). 11. Système selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le lecteur comprend un conver- tisseur analogique-numérique (76), le signal délivré par le lecteur étant alors numérique. 12. Système selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le circuit de traitement com- prend un microprocesseur (70). 13. Système selon la revendication 12, ca- ractérisé par le fait que le microprocesseur (70) ef- fectue une corrélation entre le signal lu et les si- gnaux de consigne.