Brevet FR2586122A1 — publié le 19870213

1. La présente invention se rapporte aux machines à affranchir électroniques et à des systèmes de mesure et concerne plus particulièrement un procédé et un appareil perfectionnés pour assurer la validité d'un indice postal imprimé par une machine à affranchir. Le terme de machine à affranchir électronique ou de système de mesure tel qu' il est utilisé ici se rapporte également à d'autres machi- nes similaires, comme des enregistreurs de paquets et des distributeurs de timbres qui émettent et comptabilisent des valeurs. Depuis la naissance des premières machines à af- franchir, la sécurité a été considérée comme l'essentiel du fonctionnement de ces machines. La sécurité doit être absolue car des valeurs monétaires sont imprimées. Dans des machines antérieures à affranchir, un in- dice est imprimé par une presse à lettres utilisant un poinçon gravé de façon unique contenant des informations postales, de manière que l'indice postal permette de re- trouver une machine à affranchir particulière. Des machi- nes à affranchir plus récentes ont été développées, qui com- portent des imprimantes à commande électronique comme des imprimantes thermiques, des imprimantes à jet d'encre ou à matrices de points pour imprimer les indices. Bien que ces nouvelles machines fonctionnent bien dans leur princi- pe, la sécurité qui doit leur être appliquée doit à nouveau être considérée. Les indices sont imprimés assez facilement par toute personne disposant d'un calculateur fonctionnant avec un programme approprié et une imprimante qui convient. Un moyen d'assurer la validité d'un indice particulier, est d'y coder un message de manière qu'une personne non autori- sée ne puisse reproduire le codage voulu. Des machines de ce genre utilisant des informations codées sont décrites par exemple dans la demande de Brevet Français N 8 605 550 déposée le 17 Avril 1986 au nom de la Demanderesse et dans la demande de Brevet Français N 8 605 548 déposée le 17 Avril 1986 également au nom de la Demandresse. Les demandes de Brevet Européen N 0132 782 et 0 131 964 déposées le 18 Juillet 1984 au nom de la Deman- deresse décrivent un autre procédé et un autre appareil pour produire un indice codé. Dans ce dispositif, le co- dage est tel que l'indice est imprimé en un format lisi- ble par l'homme mais les points formant l'indice sont modifiés par des vides ou des décalages ou autres afin de former un message codé qui peut ensuite être décodé pour assurer que les informations codées sont identiques aux informations lisibles de l'indice. Il est apparu, selon l'invention, qu'en utilisant un dispositif d'impression électronique connu à matrice de points binaires, comme une imprimante à jet d'encre, à tête thermique ou à diodes électroluminescentes ou autres, il était possible d'introduire une plus grande souplesse dans l'indice imprimé que cela était considéré comme possible jusqu'ici, et qu'il était donc possible de crypter avec une sécurité encore plus grande des varia- bles voulues y compris la valeur postale et particulière- ment, des variables telles que par exemple la prochaine date d'inspection, qui n'est connue que du fabricant de machine ou dans un centre de données afin de valider les transactions postales. La variable ou les variables cryp- téespeuvent être imprimées en plus de l'indice convention- nelle ou le remplacer. Selon l'invention, les informations à imprimer sont d'abord décrites en un format binaire d'éléments d'image ou de positions de points dans une matrice, de préférence une matrice carrée de configuration 2N x 2N, o N est un nombre de comptage, et appeléeci-après matrice objet (OB) Les éléments d'image de la matrice objet (OB) peuvent contenir des informations en code binaire dans un certain ordre prédéterminé ou peuvent constituer un ou plusieurs caractères alphanumériques ou autres sous forme graphique. Une transformation d'image est ensuite appliquée à cette matrice, de préférence en la multipliant par une autre matrice 2N x 2N "A" de manière que la transformation soit de la forme (IM) = (A) (OB) (A) o (IM) est la matrice d'image transformée. Les éléments d'image ou les points de la matrice d'image résultante (IM) sont ensuite imprimés. Il est bien entendu que si une plus grande sécu- rité est souhaitée, les bits ou les éléments d'image ré- sultants (IM) peuvent à nouveau être brouillés d'une ma- nière prédéterminée. Il faut remarquer que la redondance des informations peut être augmentée en imprimant un certain nombre de ma- trices similaires ayant la même configuration d'image et dans un format symétrique ou non. Si la matrice d'image est imprimée dans un premier format et ensuite comme une reflexion du premier format, la probabilité de perdre des informations est réduite si les données imprimées sont dé- fectueuses en raison d'une défaillance d'un élément d'im- primante. Il est bien entendu que de plus grandes matrices peuvent être adoptées et contenir de plus grands blocs d'informations mais l'utilisation de plus petite matrice carrée, par exemple des matrices 8 x 8 est préférable. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: La Fig. 1 est un schéma simplifié d'un dispositif adapté pour imprimer un indice selon l'invention, la Fig. 2 est un organigramme de l'exécution d'une transformation selon l'invention, les Fig. 3A et 3B montrent une transformation il- lustrant la création d'une matrice d'image particulière dans laquelle les "0" de la matrice imprimée représentent les points d'une matrice d'image selon l'invention. la Fig. 4 illustre diverses matrices imprimées, montrant la transformation d'informations de date cryp- tées selon l'invention, la Fig. 5 illustre la transformation matricielle de données graphiques, la Fig. 6 illustre un autre indice dans lequel les éléments de matrice d'image sont imprimés comme une matrice alphanumérique, et la Fig. 7 illustre l'impression de la matrice d'image transformée sous forme d'un code à batonnets en série. La Fig. 1 représente donc un ensemble de machine à affranchir 10 selon l'invention. L'essentiel de cet ensem- ble est l'unité centrale de traitement CPU ou micro-proces- seur 12 qui fonctionne sur des instructions spécifiques d'un programme résidant dans une mémoire permanente program- mable PROM 14, et qui commande les fonctions de base de la machine, qui effectue des calculs sur la base de données d'entrée et qui commande la circulation des données entre des diverses mémoires. En général, une mémoire à accès di- rect RAM 15 est connectée à l'unité centrale de traitement CPU pour mémoriser des informations en temps réel et pour la comptabilisation en temps réel d'informations de compta- bilisation critiques comprenant la mise à jour de registres ascendant et descendant- de la machine, ces valeurs étant ensuite mémorisées sous une forme plus permanente dans une mémoire rémanente 16 quand l'alimentation est interrompue ou sur une base en temps réel comme cela est bien connu. L'ensemble fonctionne en fonction de données, par exemple une valeur d'affranchissement, fournies par un dis- positif d'entrée approprié comme le clavier d'entrée 18 ou un dispositif de télécommunications comme cela est dé- crit dans le Brevet des Etats Unis d'Amérique N 4 301 507. L'unité centrale de traitement CPU 12 est également reliée à une imprimante 20 qui reçoit des signaux d'im- pression de l'unité centrale de traitement 12 pour imprimer des informations postales sur une enveloppe, une étiquette ou autre. L'imprimante utilisée selon l'invention est conventionnelle et elle peut être une imprimante à matrice de points courante ou l'un quelconque de plusieurs disposi- tifs similaires comme des imprimantes à jet d'encre, des imprimantes thermiques ou des imprimantes à diodes électro- luminescentes qui conviennent pour recevoir des signaux électroniques et les convertir en des points ou des élé- ments d'image imprimés sur un document. Comme le montre la fig. 1, et selon l'invention, l'unité centrale de traitement CPU 12 est également re- liée à un module de transformation 22 qui fonctionne, selon l'invention, en transformant des informations d'un format objet initial en un format d'image cryptée. qui contient des informations destinées à assurer la validité de l'indice. La fig. 2 est un organigramme montrant les fonctions remplies dans le module de transformation 22. Il est bien entendu que ces opérations peuvent être exécutées par un micro-calculateur inclus dans le module de transformation 22 qui communique ensuite de la manière connue avec l'unité centrale de traitement 12, ou au moyen d'un programme enre- gistré dans la mémoire permanente programmable PROM 14 à laquelle l'unité centrale de traitement CPU 12 peut accéder de la manière habituelle. Des données numériques sont reçues du clavier 18 ou des données graphiques ou autresdonnées numériques peuvent être produites par l'unité centrale de traitement CPU 12 comme une matrice d'éléments d'image pour former des informations graphiques, ces données en forme binaire étant généralement fournies à l'imprimante 20 sous forme de signaux électroniques pour imprimer une image voulue. Selon l'invention, les données sont fournies au module de transformation 22 et y sont mémorisées, par exemple dans un tampon approprié, sous forme de plusieurs bits repré- sentant les données alphanumériques ou graphiques dont elles sont dérivées. Les données mémorisées sont ensuite lues dans le tampon, vers d'autres registres dans un format qui con- vient pour former une matrice binaire 8 x 8, à savoir la matrice objet (OB). Les données peuvent être permutées de toute manière prédéterminée avant d'être lues en format matriciel et en outre, elles peuvent être incorporées dans la matrice binaire de toute manière prédéterminée selon des clés spécifiées. Ainsi, un flux de données en série peut être présenté sous forme de données de rangées et de colonnes, vers l'avant ou vers l'arrière ou sous forme d'une chaine en spirale commençant par les côtés ou près du centre, ou dans toute distribution aléatoire prédéter- minée dans la matrice. Ces descriptions sont présentées seulement à titre d'exemple et ne doivent pas être considé- rées comme limitatives de l'invention. Pour de meilleurs résultats, la matrice binaire comporte un bit de parité de manière que le nombre des bits soit toujours un nombre pair ou impair ou pour identifier et/ou sélectionner la parité pour un traitement approprié. Il faut noter qu'à ce moment, un opérateur ou un inspecteur, connaissant les clés, peut facilement extraire les données de la matrice de points o il ne doivent pas être imprimées ou visualisées. Il faut aussi noter que les données numériques formant la matrice (OB) peuvent aussi être la représentation binaire d'une chaine cryptée de don- nées alphanumériques produites de la manière décrite par exemple dans la demande de Brevet Français N 8 605 550 ce qui nécessite encore un autre décryptage pour obtenir les informations initialement cryptées. Selon l'invention, une transformation matricielle est appliquée à la matrice objet définie ci-dessus. Une transformation commode et qui convient est une multiplica- tion matricielle de la forme (IM) = (A) (OB) (A) o (A) est un multiplicateur matriciel de la même dimension que (OB) dans ce cas 8 x 8 le déterminant de (A) n'étant pas égal à zéro et (IM) étant le produit matriciel trans- formé résultant. Les éléments de la matrice multiplicatrice (A) peuvent être aussi bien positifsque négati fsque nuls. Pour de meilleurs résultats, une autre contrainte est que chacun des éléments résultants de la matrice d'images soit un nombre représenté par un maximum de six bits dans la ma- trice 8 x 8 illustrée. Avec un choix approprié de la matrice "A" tous les éléments de la matrice d'image (IM) sont des nombres positifs ou négatifs avec la même parité que la I matrice (OB). Des nombres négatifs dans ce format peuvent alors être représentés par leur complément de parité de matrice sélectionnée (OB). Bien entendu, le signe-négatif peut être représenté par un bit de signe, l'inconvénient étant qu'un élément d'impression supplémentaire est néces- saire pour produire le point. Il est bien entendu que de plus grandes matrices permettraient de crypter encore davantage de données mais au prix de la nécessité d'unemanipulation de données beau- coup plus importante. Plusieurs matrices 8 x 8 différentes peuvent bien entendu être produites et imprimées à volonté sur un document. Il faut aussi remarquer que des matrices carrées ayant un nombre impair de rangées et de colonnes peuvent convenir mais que dans ce cas la récupération des données initiales de la matrice objet est considérablement plus difficile car les éléments de matrice d'image ne sont pas nécessairement toujours dans les limites précitées quant à la dimension. La multiplication matricielle détaillée ci-dessus peut être faite par le microprocesseur ou CPU 12 fonction- nant d'après un programme approprié ou en variante elle peut être faite par une pastille LSI de multiplicateur ma- triciel fabriquéeet diffusée par INTEL, Santa Clara, Cali- fornie, et connectée de façon appropriée pour recevoir les éléments d'image de données de la matrice (OB) et pour com- muniquer le produit matriciel (IM) à un tampon dans le module de transformation 22 ou à la mémoire à accès direct RAM 14 pour être communiqué à l'imprimante 20. Il est bien entendu que les bits qui résultent de la transformation matricielle peuvent à nouveau être brouillés selon une clé prédéterminée si cela est souhaité afin d'augmenter encore la sécurité du cryptage. De préférence, la matrice d'image est imprimée au moins deux fois en utilisant une double symétrie et pour de meilleurs résultats, elle est imprimée quatre fois avec une symétrie quadruple, c'est-à-dire comme une re- flexion d'elle-même et une autre reflexion des deux images ainsi produites. L'avantage de cette redondance, en plus des qualités esthétiques, est que la probilité de perte d'informations résultant d'un élément d'impression défec- tueux de l'imprimante 20 peut être réduite. Il faut remar- quer que la matrice d'image formée de la manière décrite ci-dessus peut être imprimée en des formats contiguës ou non contiguës, comme aux bords d'une autre matière impri- mée et comme un supplément ou en place d'autres indices sur un article de courier ou un document. Si l'imprimante peut imprimer en plusieurs couleurs une configuration bi- naire prédéterminée dans la matrice objet peut être trans- formé et impriméesous forme de plusieurs points dansl'image colorés différemment des autres points imprimés. La confi- guration d'image résultante en couleurs est ainsi plus fa- cilement reconnue comme un indice valide par un inspecteur entrainé, simplement par inspection visuelle de la matrice imprimée. Comme cela a été mentionné précédemment, les élé- ments de la matrice d'image sont des nombres qui peuvent donc être représentés autrement que par la matrice d'image binaire décrite en regard de la Fig. 2. Ainsi, les éléments de matrice d'image peuvent être imprimés sous forme d'une matrice de caractères alphanumériques si cela est souhaité ou ils peuvent être imprimés en série comme un code à batonnets. Les Fig. 3A et 3B représentent une matrice objet (OB) consistant en une matrice de données binaires (re- présentée sur la FiG. 3A) et une représentation de la matrice d'image correspondant (IM) résultant d'une trans- formation selon l'invention. La matrice objet (OB) repré- sentée sur la Fig. 3A est multipliée par la matrice "HADAMARD" connue pour obtenir la matrice d'image repré- sentée sur la fig. 3B. Les "0" représentés dans la matrice d'image représentent les éléments d'image. excités de l'im- primante. Comme cela a été décrit précédemment, la matrice d'image (IM) de la Fig. 3B est imprimée en symétrie qua- druple; la matrice (IM) de l'angle supérieur droit étant une reflexion de l'angle gauche et les deux étant des re- flexions de la moitié inférieure de la matrice représentée sur la Fig. 3B. La Fig. 4 montre diverses matrices imprimées selon l'invention en une séquence, les données cryptées dans la matrice étant indiquées au-dessous. Comme cela est repré- senté, les données à crypter comprennent la date de l'in- spection prochaine, un nombre qui peut être conservé comme secret par le fabricant ou l'inspecteur de machine et la date de transaction. Le cryptage des données concernant la machine selon l'invention ajoute un autre niveau de sécurité que celui offert par le codage graphique prévu pour la validation et assurant l'authenticité de la trans- action. La Fig. 5 est une illustration de la transforma- tion matricielle de données graphiques qui, dans cet exem- ple, sont incorporées dans une matrice 16 x 16. Les carac- tères graphiques codés sont un "P" et un "B". Il faut noter qu'en constituant les matrices d'image, un très léger changement des éléments d'image formant la matrice objet peut entraîner un changement notable de la matrice d'image. La Fig. 6 représente une matrice d'image dans la- quelle les éléments qui ont été transformés selon l'inven- tion sont imprimés en une matrice de caractères alphanumé- riques. Il est bi en entendu que les caractères de cette matrice peuvent être mis en série et imprimés comme une série de données. La Fig. 7 illustre l'impression de données produites par une transformation selon l'invention sous la formoed'un code à batonnets en série. Les informations que contient la matrice objet dans l'un quelconque des formats illustrés sont accessibles à un inspecteur en appliquant un algorithme de transformation inverse des points cryptés dans la matrice d'image. REVENDICATIONS I - Appareil destiné à assurer la validité d'in- formations imprimées dans un appareil d'émission de va- leurs, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (12) destiné à définir des positions de points sélectionnées dans un premier ensemble dans lequel, si des points ont été imprimés dans lesdites positions de points, le premier ensemble donne des informations dans un format lisible conventionnel, un dispositif de transformation (22) desti- né à convertir le premier ensemble desdites positions de points, en un second ensemble de plusieurs positions de points sélectionnées, ledit second ensemble étant diffé- rent dudit premier ensemble d'une manière prédéterminée de manière que ledit ensemble puisse être récupéré à partir dudit second ensemble, un dispositif d'impression (20) des- tiné à imprimer des points en réponse à des signaux d'im- pression et un dispositif de communication d'imprimante destiné à transmettre des signaux d'impression dudit dis- positif de transformation vers ledit dispositif d'impres- sion, lesdits signaux d'impression indiquant les positions de points dudit second ensemble de manière que ledit dis- positif d'impression imprime un ensemble de points sélec- tionnés en fonction dudit second ensemble de positions de points, 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second ensemble n'est pas dans un format lisible conventionnel. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites positions de points définies dans ledit premier ensemble représentent des données en code binaire. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les informations contiennent des données connues seulement du fabricant de la machine. - Appareil d' émission de valeurs qui comporte une imprimante par points (20)caractérisé en ce qu'il com- porte un dispositif de transformation (22) ayant pour fonction de coder des informations à des fins de sécurité. ledit dispositif de transformation comprenant un disposi- tif de multiplication matricielle (12) destiné à transfor- mer d'une manière prédéterminée des signaux de positions de points, représentant des informations dans une première matrice binaire en des signaux de position de points re- présentant une seconde matrice binaire, et en ce que des signaux d'impression dérivés desdits signaux de positions de points représentant ladite seconde matrice binaire sont fournies à l'imprimante par points (20) pour imprimer des points en correspondance avec ces signaux de manière que les informations dans la première matrice binaire soient accessibles par une transformation inverse appliquée à la matrice de points imprimée dans la seconde matrice binaire 6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite seconde matrice binaire n'est pas dans un format lisible conventionnel. 7 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première matrice binaire est une matrice carrée de dimensions 2N x 2N, o N est un nombre de comp- tage. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première matrice binaire est une matrice de dimensions 8 x 8. 9 - Procédé de validation d'indices pour l'émis- sion d'une valeur sélectionnée, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à produire des informations numé- riques qui doivent être cryptées, à définir (12) une pre- mière matrice binaire de positions de points contenant des informations numériques dans un format binaire prédé- terminé, à transformer (22) la première matrice desdites positions de points en une seconde matrice de plusieurs positions de points par une multiplication matricielle de ladite première matrice binaire par une troisième matrice et à produire des signaux d'impression en fonction des positions des points de la seconde matrice, à imprimer des points (20) dans des positions sélectionnées en cor- respondance avec les signaux d'impression indiquant les positions des points de ladite seconde matrice et à comp- tabiliser l'impression de la valeur sélectionnée. - Procédé selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'une partie des points sont imprimés dans une couleur différente de celle des autres données. 11 - Procédé selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'il consiste en outre à brouiller les bits de la seconde matrice binaire avant d'imprimer les points à la phase d'impression. 12 - Procédé selon la revendication 6, caractéri- sé en ce qu'il consiste en outre à lire les points impri- més sélectionner pour définir la matrice d'image correspon- dante, à effectuer une transformation inverse pour obtenir ladite première matrice binaire de manière que les informa- tions dans ladite première matrice binaire puissent être lues. 13 - Procédé selon la revendication 9, caractéri- sé en ce que les informations numériques contiennent des informations qui ne sont connues que par le fabricant de la machine. 14 - Procédé de cryptage d'un indice, caractérisé en ce qu'il consiste à définir une première matrice binaire (12) des données à crypter, à multiplier (12) la première matrice binaire par une autre matrice de manière à trans- former ladite première matrice en une seconde matrice ayant des éléments en forme binaire et à imprimer des points (20) en fonction desdits éléments de ladite seconde matrice. - Procédé selon la revendication 14, caractéri- sé en ce que les éléments de ladite seconde matrice sont imprimés comme un code à batonnets. 16 - Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments de la seconde matrice sont imprimés comme des caractères alphanumériques. 17 - Procédé selon la revendication 16, carac- térisé en ce que les éléments sont imprimés comme une chaine en série de données alphanumériques. 18 - Appareil pour émettre des valeurs, carac- térisé en ce qu'il comporte un dispositif d'entrée numé- rique (18) destiné à recevoir des informations et une valeur à émettre, un dispositif (12) destiné à définir des positions de points sélectionnées dans un premier en- semble, dans lequel les points imprimés aux positions de points du premier ensemble codent lesdites informations dans un format binaire prédéterminé, un dispositif de transformation destiné à convertir le premier ensemble desdites positions de points en un second ensemble de po- sitions de points sélectionnées, ledit second ensemble étant dérivé dudit premier ensemble par une multiplication matricielle prédéterminée, un dispositif d'impression (20) pour imprimer des points en réponse à des signaux d'impres- sion, un dispositif de communication d'imprimante destiné à transmettre des signaux d'impression dudit dispositif de conversion vers ledit dispositif d'impression, lesdits sig- naux d'impression représentant les positions des points du- dit second ensemble de manière que ledit dispositif d'im- pression imprime un ensemble de points sélectionné en fonction dudit second ensemble de positions de points sélectionnées, et un dispositif de comptabilisation ayant pour fonction de comptabiliser l'impression de la valeur sélectionnée quand ledit ensemble de points sélectionné est imprimé par ledit dispositif d'impression.