Brevet FR2858083A1 — publié le 20050128

Description La présente invention concerne un dispositif d'authentification et d'identification permettant de sécuriser l'accès à des zones, des lieux ou des véhicules ou bien autoriser l'utilisation d'un appareil ou un service. Les dispositifs d'authentification et d'identification ont pour objectif de prouver l'identité de la 5 personne qui sollicite un accès à un lieu, à un service ou à une machine. Pour prouver son identité, il existe différentes solutions qui concernent ce que l'on possède (carte, badge, document), ce que l'on sait (mot de passe, code) ou ce que l'on est. La dernière solution fait référence à la biométrie qui consiste à identifier une personne sur la base de caractères physiques ou de traits comportementaux automatiquement reconnaissables et vérifiables. Le marché du contrôle d'accès s'est ouvert avec la prolifération des systèmes, mais aucun ne se révèle efficace contre la fraude, car la plupart utilisent un identifiant externe tel que badge, carte, clé, code. Ces identifiants externes peuvent être volés, perdus ou falsifiés. Les mots de passe et les codes peuvent être dérobés ou oubliés. Pour pallier ces inconvénients, les procédures d'authentification peuvent devenir très contraignantes pour l'utilisateur 15 (mémorisation des codes, changement des mots de passe...) 11 est donc évident que la seule authentification non falsifiable est de se référer non à un identifiant externe mais à la personne elle-même. C'est ce que permet la biométrie. Actuellement, on peut considérer qu'il existe deux catégories de technologies biométriques: o Les techniques d'analyse de la morphologie humaine (empreintes digitales, forme de la 20 main, traits du visage, dessin du réseau veineux de l'oeil, balayage rétinien, la voix...) o Les techniques d'analyse du comportement: * La façon d'utiliser un clavier d'ordinateur ( pression exercée, vitesse de frappe... ) * La dynamique de la signature ( vitesse de déplacement, accélérations, 25 pression exercée...) De manière générale, les techniques d'analyse de la morphologie humaine sont considérées comme coûteuse car faisant appel à des technologies de capteurs et de traitement du signal très sophistiqués. Certaines de ces techniques sont relativement inconfortables et intrusives comme le balayage rétinien. D'autres ne sont pas très précises lorsqu'on considère leur taux de fausses 30 acceptations (voix, forme de la main ou du visage). En ce qui concerne les techniques d'analyse comportementale, celles-ci sont considérées généralement comme peu coûteuses, peu intrusives mais pas très précises et assez gourmandes en puissance de traitement et de stockage de données. Pour pallier ces inconvénients, la présente invention a pour but de fournir un moyen 3s d'authentification et d'identification sûr et bon marché qui repose sur l'analyse d'un signal électrique généré par une surface sensible sur laquelle l'utilisateur dessine un graphique ou signe le caractérisant (signature, paraphe, code graphique). Ce dispositif s'apparente à l'analyse dynamique d'une signature sans en avoir la complexité. En effet, l'analyse d'une signature dynamique requiert des tablettes ou dalles tactiles 40 spécifiques permettant d'analyser l'aspect graphique de la signature à travers une grille de capteurs permettant de numériser la signature dans l'espace. D'autres dispositifs, assez complexes, utilisent le placement dans l'espace d'un stylet numérique comportant différents capteurs (accélération et pression). A l'inverse, la présente invention ne nécessite aucun réseau de capteurs sur la surface sensible ni d'objet particulier pour analyser le graphisme. Dans une de ses réalisations préférée, la présente invention utilise un simple élément piézoélectrique couplé à la surface sensible pour générer le signal électrique propre et unique à chaque utilisateur. Dans le domaine des éléments piézoélectriques appliqués aux dispositifs d'authentification et 50 d'identification, on peut citer le brevet US4833279 (1999) Digital computer writing board qui fait appel à un réseau d'éléments piézoélectriques pour détecter la position d'un stylet sur une dalle tactile. Un autre brevet (US-2002053857 2002- Piezoelectric identification device and application thereof) utilise des feuilles de matériaux plastiques piézoélectriques de type PVDF pour réaliser un réseau de capteurs multicouche afin de fixer l'image d'une 55 empreinte digitale. Un brevet ( FR62674051 1992 - Device for identifying a person, especially by fingerprint detection) du même type mais utilisant une technologie différente permet d'enregistrer les empreintes digitales. Toutes ces techniques font appel à des dalles tactiles conçues en utilisant des technologies de réseau de capteurs, de grilles d'électrodes, de multicouches assez complexes conduisant a 60 pixéliser (ou numériser) un graphisme. La fiabilité et la précision de ces dispositifs d'authentification reposent sur les performances et la définition du réseau de capteurs associé. D'autre part, les technologies de réseau de capteurs mises en oeuvre font appel à des moyens de fabrication assez coûteux et sophistiqués proches de l'industrie du semi-conducteur ou du circuit imprimé. A contrario, la présente invention a pour but de fournir un dispositif d'authentification et d'identification très simple, bon marché, fiable et robuste basé essentiellement sur: o L'analyse spectrale du signal temporel généré par la réalisation du graphisme o La mémorisation par apprentissage d'un graphisme de référence. o Une technologie de couplage simple d'un ou plusieurs éléments électroactifs. o La comparaison du graphisme d'authentification au graphisme de référence. La présente invention a donc pour objet un dispositif d'authentification et d'identification, comportant une surface sensible (1) sur laquelle est couplée un capteur de contrainte 75 dynamique (2) lié à une électronique de traitement (3) permettant d'analyser, par une algorithmique adéquate, le signal issu de la surface sensible, caractérisé en ce que le dit dispositif délivre un signal électrique corrélé à la fois au tracé géométrique d'une figure et à l'impulsion nécessaire à ce tracé. Cette double corrélation permet d'authentifier la signature, le paraphe ou le code graphique d'une personne en basant cette authentification non seulement 80 sur l'originalité du graphisme mais aussi sur l'impulsion, propre à chacun, lors de la réalisation de ce graphisme. De préférence, la surface sensible (1) est une plaque de matériau isolant ou conducteur robuste comportant au moins un élément électroactif qui génère un signal lorsque la surface sensible 85 est sollicitée mécaniquement lors de la réalisation du graphisme. Avantageusement, le ou les éléments électroactifs sont réalisés en matériau piézoélectrique comme des céramiques ou des plastiques du type PVDF. Avantageusement, le ou les éléments électroactifs sont couplés à la plaque par collage mais un couplage mécanique par un quelconque moyen de fixation peut aussi être réalisé. Selon un premier mode de réalisation, la plaque comportant le ou les éléments piézoélectriques est sollicitée en flexion mais tout autre mode de sollicitation mécanique peut être utilisé. Selon ce même mode de réalisation, la plaque est fixée sur ses bords mais d'autres fixations mécaniques peuvent être réalisées dans la mesure ou les performances du dispositif ne sont pas liées aux modes de réalisation de la surface sensible. Selon ce mode de réalisation, la 95 dimension de la plaque peut être variable suivant que le graphisme s'effectue avec le doigt ou avec un objet de type stylet. Selon un premier mode de réalisation, l'électronique de traitement ( 3) se compose d'un boîtier placé à distance de la surface sensible mais cette électronique pourrait être intégrée à la surface 100 sensible. Avantageusement, cette électronique comporte un processeur de signal et des moyens de mémorisation permettant d'analyser les signaux et de les stocker. Avantageusement, l'électronique de traitement comporte un logiciel permettant de définir une algorithmique analysant les signaux temporels et fréquentiels. Avantageusement, le logiciel de traitement comporte un mode d'apprentissage permettant de constituer et de stocker des 105 signaux de référence. Avantageusement, le logiciel de traitement compare le signal d'authentification et d'identification aux signaux de référence. Avantageusement, l'électronique de traitement rejette ou accepte le signal d'authentification et d'identification. Avantageusement, l'électronique de traitement déclenche un avertissement sonore ou lumineux lors du rejet du signal d'authentification. Lors de l'acceptation du signal d'authentification, un 110 avertissement sonore ou lumineux peut être émis signalant l'acceptation. Avantageusement, l'électronique de traitement envoie un signal de commande à différents organes contrôlant un accès, un appareil ou un service. Avantageusement, la surface sensible ne sera pas alimentée en énergie, dans la mesure ou, dans un mode de réalisation privilégié, celle-ci utilise un ou des éléments piézoélectriques qui 115 génèrent le signal d'authentification par la simple sollicitation mécanique de la surface sensible. Selon une variante du dispositif, le signal d'authentification produit par la dalle sensible peut être utilisé pour alimenter un émetteur radiofréquence qui transmettra ce même signal à l'électronique de traitement qui sera déportée. Le dispositif suivant l'invention est destiné à différentes applications de contrôle d'accès dont on donnera, sans que cela constitue une limitation à ses applications, quelques exemples. Le dispositif suivant l'invention peut être installé en tant qu'appareil autonome mais la surface sensible peut, aussi, être une partie constitutive des éléments de construction tels que portes, fenêtres, afficheurs et structures porteuses, pour contrôler l'accès à des lieux ou des espaces. 125 Cette notion d'espace étant clairement étendue à des moyens de transport quels qu'ils soient. -:5 Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé ou intégré dans des appareils ou dispositifs (écran, boîtiers, structure mécanique ou plastique) nécessitant une authentification avant utilisation. Aucune restriction n'est à faire sur les types d'appareils qui peuvent être issus d'applications aussi variées que la télématique, l'informatique, les équipements industriels, la 130 domotique, les télécommunications, le matériel médical... Nous allons, ci après d'abord décrire un premier mode de réalisation en référence aux figures 1, 2,3 et 4. En se référant à la figure 1, on constate que la plaque (4) est fixée sur un cadre fixe (5) de 135 manière à tolérer un mouvement de flexion de cette plaque. Cette plaque comporte un élément piézoélectrique (6) collé sur sa face inférieure. Cette plaque étant en matériau conducteur, une seule électrode (7) est connectée à l'électronique de traitement (3), l'autre électrode étant la masse (8). En référence à la figure 2, lorsqu'un doigt ou un objet de type stylet trace un graphique ou un signe (9), la plaque (4) est sollicitée mécaniquement. Le capteur 140 piézoélectrique (6) traduit cette contrainte mécanique en un signal temporel (10) qui rend compte à la fois de la forme du graphique et de la pression dynamique exercée lors de sa réalisation. Ces deux caractéristiques sont propres à la personne qui trace ce graphique ou signe. La figure 2 donne un exemple (ou un échantillon) de signal temporel correspondant à un graphique ou signe original (Alpha). La figure 3.1 correspond à un signal de référence 145 préalablement mémorisé et la figure 3.2 à un signal d'authentification qui sera analysé et comparé au signal de référence. Les figures 4.1 & 4.2 correspondent à d'autres échantillons respectivement, de signal de référence et de signal d'authentification. L'électronique de traitement (3) comporte un processeur et un logiciel associé qui permet de comparer un quelconque signal d'authentification aux signaux de référence stockés préalablement en 150 mémoire lors de la phase d'apprentissage. Revendications: 1. Dispositif d'authentification et d'identification, comportant une surface sensible (1) sur laquelle est couplée un capteur de contrainte dynamique (2) lié à une électronique de traitement (3) permettant d'analyser, par une algorithmique adéquate, le signal issu de la surface sensible, caractérisé en ce que le dit dispositif délivre un signal électrique lié à 5 l'impulsion générée par un tracé donné imbriquant ainsi, dans un même signal, un code confidentiel (le tracé) et une caractéristique comportementale (l'impulsion du tracé) propre à chaque individu. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans le quel le capteur de contrainte dynamique est constitué d'éléments piézo-actifs comme par exemple piézoélectriques, piézorésistifs, 10 magnétoélectriques, capacitifs ou optiques. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans le quel la surface sensible est elle même constituée en matériaux piézoélectriques soit en céramiques piézoélectriques soit en plastiques piézoélectriques par exemple de type PVDF. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans le quel la surface sensible est sollicitée en 15 flexion ou en compression et sur laquelle sont couplés un ou plusieurs éléments piézoélectriques quelle que soit la nature du matériau et la manière de les disposer. 5. Dispositif selon les revendications 1 & 4, dans le quel la surface sensible est constituée de matériaux isolants ou conducteurs comme, par exemple, du verre, de l'acier inox, de l'aluminium ou du plastique sans qu' aucune restriction sur la nature du matériau de la 20 surface ne soit donnée. 6. Dispositif selon les revendications 1, dans le quel la surface sensible est constituée d'éléments de construction comme fenêtres, portes, afficheurs et plus généralement de structures porteuses situés dans des lieux exigeant un contrôle d'accès. 7. Dispositif selon les revendications 1, dans le quel la surface sensible est constituée 25 d'éléments de construction comme écrans, boîtiers ou structures mécaniques dans un quelconque appareil ou dispositif exigeant une authentification avant utilisation. 8. Dispositif selon les revendications 1, dans le quel le code graphique ou la signature sont inscrits sur la surface sensible soit avec le doigt soit avec un objet de type stylet. 9. Dispositif selon la revendication 1, dans le quel l'électronique permet d'acquérir les signaux, de les traiter par analyse spectrale et de les sauvegarder. 10. Dispositif selon la revendication 1, dans le quel l'électronique permet de mémoriser des signaux de référence par apprentissage. 11. Dispositif suivant la revendication 1& 3, dans le quel la surface sensible n'est pas 35 alimentée par une source électrique. 12. Dispositif suivant la revendication 1 & 3, dans le quel le signal utile d'authentification est utilisé pour fournir l'énergie à un émetteur radiofréquence. 13. Dispositif suivant la revendication 12, dans le quel l'émetteur radiofréquence transmet le signal utile d'authentification à une électronique de traitement comportant un 40 récepteur.