Brevet FR2895541A1 — publié le 20070629

La présente invention concerne le domaine technique de l'extraction d'une signature d'un élément matériel sujet, soit en vue d'identifier cet élément matériel sujet, soit en vue d'utiliser la signature extraite dans un processus associé à l'élément matériel sujet ou indépendant de cet élément matériel sujet. La problématique de la signature d'un élément matériel sujet réside dans la nécessité de pouvoir garantir l'unicité de cette signature de manière à pouvoir être certain ou quasiment certain que deux éléments matériels sujets distincts auront deux signatures différentes et ce quel que soit la taille de l'échantillon des deux éléments matériels sujets. L'invention propose d'atteindre cet objectif d'unicité de la signature en extrayant cette signature à partir des caractéristiques structurelles de l'élément matériel sujet. Par caractéristiques structurelles de l'élément matériel sujet il convient notamment d'entendre les caractéristiques géométriques internes et/ou externe éventuellement associé à des caractéristiques de composition chimique et/ou de couleur liées à leur localisation spatiale sur l'élément matériel sujet. Ainsi l'invention concerne un procédé d'extraction d'une signature aléatoire d'un élément matériel sujet, comprenant : • la mise en oeuvre d'une base de décomposition comprenant des vecteurs de décomposition en composantes aléatoires, ^ une phase de génération d'au moins un vecteur d'acquisition de caractéristiques structurelles d'au moins une région de l'élément matériel sujet, • une phase de décomposition de chaque vecteur d'acquisition selon la base de décomposition pour obtenir un vecteur image comprenant des composantes aléatoires qui correspondent chacune à la contribution dans le vecteur d'acquisition d'un vecteur de décomposition en composante aléatoire appartenant à la base de décomposition, ^ une phase de génération d'au moins un vecteur signature aléatoire qui comprend, un nombre de composantes inférieur ou égal au nombre de composantes aléatoires de chaque vecteur image, chaque composante du vecteur signature aléatoire étant obtenu par extraction et/ou traitement d'au moins une composante aléatoire d'au moins un vecteur image, ^ utilisation en tant que signature aléatoire du vecteur signature aléatoire. Selon l'invention le résultat du procédé est qualifié de signature aléatoire car, d'une part, il possède tous les caractères d'une signature et notamment le caractère d'unicité pour chaque élément matériel sujet et plus particulièrement pour chaque région de l'élément matériel sujet et, d'autre part, les composantes constitutives du vecteur signature aléatoire sont quasi indépendantes et quasi équiprobables voire indépendantes et équiprobables. Selon une caractéristique de l'invention, la phase de génération d'au moins un vecteur d'acquisition comprend les étapes suivantes : ^ génération d'au moins une acquisition, selon une fenêtre d'acquisition, de caractéristiques structurelles d'une région de l'élément matériel sujet, ^ numérisation, selon un parcours de numérisation, de chaque acquisition en un vecteur d'acquisition. Dans la mesure où il est mis en oeuvre une fenêtre d'acquisition particulière, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire peut comprendre une étape de définition des caractéristiques de la fenêtre d'acquisition. Ainsi lors de cette étape de définition des caractéristiques de la fenêtre d'acquisition il est possible de choisir notamment les dimensions et/ou la forme de la fenêtre d'acquisition qu'il devient alors un paramètre de mise en oeuvre du procédé d'extraction de la signature aléatoire. De la même manière, dans la mesure où il est mis en oeuvre un parcours de numérisation particulier, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire de comprendre une étape de définition des caractéristiques du parcours de numérisation. Ainsi si lors de l'étape des définitions des caractéristiques du parcours de numérisation il peut être choisi de lire les données de la fenêtre d'acquisition par exemple en ligne selon un balayage horizontal ou en colonne selon un balayage vertical ou encore selon, par exemple, une combinaison d'un balayage vertical et d'un balayage horizontal. Selon une caractéristique du procédé d'extraction d'une signature aléatoire, pendant la phase de génération d'un vecteur de signature aléatoire il est effectué une quantification de sorte que chaque composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire est susceptible de présenter un nombre fini de valeurs ou niveaux. Conformément à une autre caractéristique du procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon l'invention pendant la phase de génération d'au moins un vecteur d'acquisition il est généré n vecteurs d'acquisition d'une même région de l'élément matériel sujet et en ce qu'il est mis en oeuvre n vecteurs image correspondant chacun à un vecteur d'acquisition. Dans le cadre de l'utilisation n vecteurs d'acquisition d'une même région de l'élément matériel sujet et selon une caractéristique du procédé d'extraction d'une signature aléatoire, pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire : ^ il est procédé à une quantification de sorte que chaque composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire est susceptible de présenter un nombre fini de valeurs ou niveaux qui correspondent à des classes statistiques, ^ la valeur ou niveau de chaque composante du vecteur de signature aléatoire est définie par le résultat de tests et/ou de traitements statistiques appliqués à l'ensemble des valeurs de la composante d'un rang donné des n vecteurs image. Selon une autre caractéristique de l'invention, pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire les composantes des vecteurs image subissent un traitement statistique consistant à les centrer réduire. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire : ^ il est mis en oeuvre : ^ un nombre C de classes statistiques correspondant à des valeurs ou niveaux susceptibles d'être adoptées par les composantes aléatoires du vecteur de signature aléatoire, ^ et une classe statistique correspondant au caractère instable des composantes d'un même rang des n vecteurs image, ^ pour déterminer la valeur de chaque composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire, il est effectué un traitement statistique et un test statistique de stabilité de l'ensemble des composantes d'un même rang des n vecteurs images de manière à ce que : ^ si à l'issue du test de stabilité il apparaît que les composantes du même rang des vecteurs image présente un caractère stable alors il est attribué à la composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire la valeur ou niveau de la classe statistique à laquelle appartiennent les composantes du même rang des n vecteurs image, ^ si à l'issue du test il apparaît que les composantes du même rang des vecteurs image présente un caractère instable alors il est attribué à la composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire la valeur ou niveau de la classe statistique à laquelle appartient la composante du même rang d'un des n vecteurs image. Selon encore une autre caractéristique de l'invention et dans le cadre de la mise en oeuvre de la forme ci-dessus du procédé, la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire le test de stabilité est réalisé sur la base de la moyenne et de l'écart type des composantes de même rang des vecteurs image. Selon une caractéristique de l'invention les n vecteurs d'acquisitions sont générés virtuellement à partir d'un nombre d'acquisitions réelles inférieur à n voire à partir d'une seule acquisition réelle. Selon une caractéristique de l'invention, le vecteur de signature aléatoire, généré à l'issue du procédé d'extraction, comprend au moins une composante aléatoire possédant un caractère stable, la valeur de cette composante aléatoire stable étant susceptible d'être retrouvée à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. Selon une caractéristique de l'invention, le vecteur de signature aléatoire, généré à l'issue du procédé d'extraction, comprend au moins une composante aléatoire qui possède un caractère instable, la valeur de cette composante aléatoire instable étant susceptible de varier de manière aléatoire à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. Selon une caractéristique de l'invention, à l'issue du procédé d'extraction, toutes les composantes aléatoires du vecteur de signature aléatoire possèdent un caractère stable, la valeur de chaque composante aléatoire stable étant susceptible d'être retrouvée à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. Selon une caractéristique de l'invention, à l'issue du procédé d'extraction, toutes les composantes aléatoires du vecteur de signature aléatoire possèdent un caractère instable, la valeur de chaque composante aléatoire instable étant susceptible de varier de manière aléatoire à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. Selon une caractéristique du procédé d'extraction d'une signature aléatoire conforme à l'invention, pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire, il est généré : ^ un vecteur de signature aléatoire stable dont les composantes aléatoires possèdent un caractère stable, la valeur de chaque composante aléatoire stable étant susceptible d'être retrouvée à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet, ^ un vecteur de signature aléatoire instable dont les composantes aléatoires possèdent un caractère instable, la valeur de chaque composante aléatoire instable étant susceptible de varier de manière aléatoire à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. Selon encore une autre caractéristique de l'invention et à l'issue de la mise en oeuvre du procédé d'extraction d'une signature aléatoire : le vecteur de signature aléatoire comprend : ^ au moins une composante aléatoire qui possède un caractère stable de sorte que sa valeur est susceptible d'être retrouvée à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet, ^ au moins une composante aléatoire qui possède un caractère instable de sorte que sa valeur est susceptible de varier de manière aléatoire à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. ^ pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire il est généré un masque de lecture donnant la position dans le vecteur de signature aléatoire des composantes aléatoires stables et/ou des composantes aléatoires instables. La signature aléatoire ou le vecteur signature aléatoire généré par la mise en oeuvre du procédé d'extraction selon l'invention peut être utilisé de différentes manières. Ainsi selon une caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins de la signature aléatoire stable en tant qu'identifiant de l'élément matériel sujet ou d'un objet associé à l'élément matériel sujet dans le cadre d'un processus de contrôle d'accès. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins de la signature aléatoire stable en tant que masque jetable dans un processus de cryptographie. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins de la signature aléatoire stable en tant que séquence d'instructions ou qu'identifiant de séquence d'instructions dans un processus de contrôle d'un automate ou d'un machine. Selon une caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins de la signature aléatoire stable en tant en tant que variables ou paramètres d'un programme informatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins de la signature aléatoire stable en tant que masque jetable pour crypter des variables et/ou des parties exécutables d'un programme informatique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend une phase d'utilisation une partie au moins des composantes aléatoires instables en tant qu'identifiant de l'élément matériel sujet ou d'un objet associé à l'élément matériel sujet et une phase d'utilisation d'une partie au moins des composantes aléatoires stables en tant que masque jetable pour le cryptage de l'identifiant afin d'obtenir un identifiant sécurisé. Selon une caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend : ^ une phase d'utilisation une partie au moins des composantes aléatoires instables en tant que clé privée d'un processus de cryptographie à clé publique/clé privée, ^ une phase d'utilisation d'une partie au moins des composantes aléatoires stables en tant que masque jetable pour le cryptage de la clé privée pour 20 obtenir une clé privé sécurisée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend : ^ une phase d'utilisation une partie des composantes aléatoires instables en tant que clé privée d'un processus de cryptographie à clé publique/clé 25 privée, ^ une phase d'utilisation une partie des composantes aléatoires instables en tant que clé publique du processus de cryptographie à clé publique/clé privée, • une phase d'utilisation d'une partie au moins des composantes aléatoires 30 stables en tant que masque jetable pour le cryptage de la clé privée pour obtenir une clé privé sécurisée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, conforme à l'invention, comprend : ^ une phase d'utilisation une partie au moins des composantes aléatoires instables en tant qu'identifiant de l'élément matériel sujet ou d'un objet associé à l'élément matériel sujet, ^ une phase de chiffrement de l'identifiant au moyen d'un processus de cryptographie à clé publique/clé privée pour obtenir un identifiant chiffré ou signé, ^ une phase d'utilisation d'une partie au moins des composantes aléatoires stables en tant que masque jetable pour le cryptage de l'identifiant chiffré ou signé pour obtenir un identifiant chiffré et sécurisé. Dans le cadre de la variante ci-dessus, il peut être utilisé en tant que clé privée une partie des composantes aléatoires instables et, de la même manière, il peut être utilisé en tant que clé publique une partie des composantes aléatoires instables. D'autres exemples d'utilisations d'une signature aléatoire ou d'un vecteur signature aléatoire produit au moyen du procédé d'extraction selon l'invention peuvent être trouvés dans les demandes FR2866139, WO200578651, US2005262350, FR2870376. Selon l'invention, la base de décomposition utilisée pour le procédé d'extraction d'une signature aléatoire peut être une base préexistante ou au contraire une base générée pour les besoins du procédé d'extraction d'une signature aléatoire conforme à l'invention. Ainsi, l'invention concerne également un procédé de génération d'une base de décomposition utilisable pour l'extraction d'une signature aléatoire d'un élément matériel sujet, comprenant les étapes suivantes : ^ génération de N vecteurs d'acquisitions de caractéristiques structurelles d'au moins une région d'au moins un élément matériel distinct de l'élément matériel sujet et/ou de l'élément matériel sujet lui-même, ^ analyse de l'ensemble des vecteurs d'acquisition selon des méthodes statistique pour obtenir la base de décomposition formée de vecteurs de décomposition permettant une représentation de chaque vecteur décomposition permettant une représentation de chaque vecteur d'acquisition sous la forme d'un vecteur image dont chaque composante correspond à la contribution d'un vecteur de décomposition dans le vecteur d'acquisition, ^ enregistrement de la base de décomposition, ^ projection de chaque vecteur d'acquisition sur la base de décomposition pour obtenir un vecteur image dont chaque composante correspond à la contribution d'un vecteur de décomposition dans le vecteur d'acquisition, ^ analyse d'une partie au moins des vecteurs image pour identifier celle ou celles des composantes qui sont fortement déterministes et/ou communes à tous les vecteurs images, les composantes déterministes correspondant à des vecteurs de décompositions dans la base de décomposition dit vecteurs de décomposition communs ou de contribution certaine, les autres composantes d'un vecteur image étant considérée comme des composantes aléatoires, ^ enregistrement éventuel d'un masque de lecture donnant, dans chaque vecteur image, la position des éventuelles composantes déterministes et/ou la position des composantes aléatoires. Selon une caractéristique de l'invention, il est considérer qu'une 20 composante possède un caractère fortement déterministe si sa valeur est prévisible en fonction de la nature de l'élément matériel. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque vecteur d'acquisition est de nature bidimensionnelle au moins. Selon encore une autre caractéristique du procédé de génération d'une 25 base de décomposition, conforme à l'invention, le procédé de génération comprend une étape de retrait des vecteurs de décomposition commun ou à contribution certaine de la base de décomposition et une étape d'enregistrement de la base de décomposition réduite dite base de décomposition en composantes aléatoires. 30 Selon encore une autre caractéristique du procédé de génération d'une base de décomposition, conforme à l'invention, l'étape de génération des vecteurs d'acquisition est réalisée avec au moins un élément matériel de la même famille que l'élément matériel sujet. Conformément à une autre caractéristique du procédé de génération d'une base de décomposition selon l'invention, l'étape de génération des vecteurs d'acquisition comprend les étapes suivantes : ^ génération d'un nombre N d'acquisitions, selon une fenêtre d'acquisition, de caractéristiques structurelles d'au moins une région d'au moins un élément matériel distinct de l'élément matériel sujet et/ou de l'élément matériel sujet lui-même, ^ numérisation, selon un parcours de numérisation, de chacune des acquisitions sous la forme d'un vecteur d'acquisition. De la même manière que pour le procédé d'extraction d'une signature aléatoire, le procédé de génération d'une base de décomposition peut comprendre une étape de définition des caractéristiques géométriques de la fenêtre d'acquisition. Ainsi, selon une variante de l'invention le procédé de génération d'une base de décomposition comprend une étape de lecture des caractéristiques géométriques de la fenêtre d'acquisition. De même le procédé de génération de la base de décomposition peut comprendre également une étape d'enregistrement des caractéristiques géométriques de la fenêtre d'acquisition. De la même manière le procédé de génération d'une base de décomposition peut aussi comprendre une étape de définition des caractéristiques du parcours de numérisation. Le procédé de génération d'une base de décomposition peut alors comprendre une étape de lecture des caractéristiques du parcours de numérisation ainsi qu'une une étape d'enregistrement des caractéristiques du parcours de numérisation utilisé pour l'étape de numérisation. Selon une caractéristique de l'invention le procédé de génération d'une base de décomposition met en oeuvre pour l'obtention de la base de décomposition, en tant que méthode d'analyse statistique, un algorithme d'Analyse en Composantes Principales. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de génération d'une base de décomposition met en oeuvre pour l'obtention de la base de décomposition, en tant que méthode d'analyse statistique, un algorithme d'Analyse en Composantes Indépendantes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé de génération d'une base de décomposition met en oeuvre pour l'identification des composantes déterministes un algorithme de décomposition spectrale et une identification des vecteurs de décompositions à contribution certaine par filtrage. Selon une caractéristique du procédé de génération d'une base de décomposition applicable également au procédé d'extraction d'une signature aléatoire d'un élément matériel sujet, chaque élément matériel utilisé est choisi parmi : des matériaux d'origines biologiques morts, des matériaux d'origines organiques, des matériaux d'origines minérales ou des matériaux obtenus par mélange et/ou composition et/ou dépôt de plusieurs des matériaux précédents. Bien entendu, les différentes caractéristiques du procédé d'extraction d'une signature aléatoire peuvent être eux combinées les unes avec les autres de différentes manières dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles entre elles. De la même manière, les différentes caractéristiques du procédé de génération d'une base de décomposition peuvent être combinées les unes avec les autres de différentes manières dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles entre elles. Diverses aux autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci-dessous réalisée en référence aux dessins annexés. Comme cela a été dit précédemment l'invention concerne un procédé - d'extraction d'une signature numérique aléatoire quasi-pure, partiellement ou totalement stable, à partir d'un élément matériel à microstructure stable dans le temps en partie chaotique, révélée par une sollicitation physique, chimique, biologique ou autre, et de mise en oeuvre de cette signature pour produire des séquences aléatoires, des paires de clés publique / privé, des identifiants auto-protégés de l'élément. Le matériau peut être d'origine biologique mort, organique, minérale ou résulter du mélange, de la composition ou du dépôt de matériaux d'origines biologique morts, organiques, minérales. L'extraction est réalisée à partir du signal analogique ou non délivré par un capteur approprié. Certains éléments matériels comme le papier renferment intrinsèquement une part chaotique issue de la variabilité de leurs composants, de la variabilité de leur arrangement et/ou de la complexité du processus de fabrication. La sollicitation peut quant à elle provenir d'une action mécanique ou d'une source de rayonnement ou tout autre source physique. Dans le cas d'un élément translucide comme le papier, la sollicitation physique peut être fournie par un rayonnement lumineux cohérent ou non, polarisé ou non, éclairant un morceau de papier en transmission ou en réflexion, le signal pouvant être numérisé par une caméra matricielle. Ce procédé se distingue des autres procédés de génération de signatures en ce sens que la signature présente un caractère aléatoire (quasi-)pure et est extraite d'un élément matériel sujet via un signal de nature multidimensionnel appelé signal-image après décomposition dans une base (figure 1), la base pouvant elle-même être générée à partir du même élément matériel ou d'un élément matériel différent (figure 2). Les signatures aléatoires classiquement générées résultent (de l'acquisition) d'un signal monodimensionnel (usuellement la variable est le temps) suivi d'un post-traitement analogique et/ou numérique. Le procédé objet de l'invention procède quant à lui à une réduction du signal-image (le signal-image d'interaction entre un matériau chaotique et une sollicitation physique) sans qu'une importante manipulation algorithmique ne soit nécessaire après extraction. Sur les figures 3 à 5, le procédé a été mis en oeuvre sur un morceau de papier éclairé en transmission en lumière incohérente après avoir généré la base à partir d'un premier morceau de papier. La qualité de la signature extraite selon le procédé est illustrée de façon directe à la figure 6 avec les résultats de tests statistiques montrant la pureté de la séquence aléatoire extraite et de façon indirecte à la figure 7 avec la recherche aléatoire de nombres premiers dans une séquence aléatoire extraite montrant l'uniformité de la répartition des nombres trouvés dans l'ensemble des premiers (de 18 bits ici). Traditionnellement traitée comme du bruit, la part du signal-image correspondant au contenu chaotique de l'élément matériel est ici exploitée de façon à extraire une signature aléatoire c'est à dire non prévisible a priori. Cette signature présente un caractère numérique c'est-à-dire qu'elle est constituée de composantes à valeurs quantifiées en nombre fini ou niveaux . L'ensemble des composantes de la signature constitue ainsi une séquence aléatoire quasi-pure de niveaux qui peut être utilisée telle quelle ou pour générer un germe aléatoire dans tous les domaines où cela est nécessaire comme par exemple en identification, en certification, en tracabilité, en cryptographie, notamment pour l'authentification, la génération de clés privées et/ou publiques, et la sécurisation de données, en stéganographie, mais aussi en informatique ou en robotique pour la simulation ou la commande d'événements aléatoires (jeux informatiques, programmation, ...). Le procédé objet de l'invention qualifie chaque composante de la signature aléatoire de stable ou d'instable (figure 1). Une composante de la signature est déclarée stable lorsque son niveau est susceptible d'être retrouvé à l'identique strictement ou quasiment avec une très forte probabilité après toute nouvelle sollicitation de l'élément matériel dans des conditions identiques ou semblables. Un code détecteur/correcteur d'erreur peut être mis en oeuvre pour accroître la stabilité des composantes. A travers les composantes stables qui peuvent en être extraites, l'élément matériel peut être utilisé comme une clé physique au porteur. Les composantes aléatoires stables peuvent aussi être utilisées pour réaliser un One Time Pad ou générer un identifiant propre à l'élément matériel. Les figures 8 à 12 montrent des applications possibles d'une séquence aléatoire extraite selon le procédé. Les composantes instables de la signature aléatoire peuvent être utilisées pour générer un ou plusieurs identifiants et/ou une ou plusieurs clés privées, chacun étant protégé au moyen de composantes aléatoires stables, par exemple grâce à un ou plusieurs One Time Pad . La combinaison des composantes stables et des composantes instables est une caractéristique du procédé. Les figures 13 à 16 constituent des schémas de mises en oeuvre du procédé dans chacun de tels cas. Dans son principe, le procédé d'extraction décompose la fenêtre de signal-image de chaque région pré-définie sur l'élément matériel selon une somme de contributions de modes élémentaires, chaque contribution étant constituée d'un mode affecté d'un poids scalaire ou composante.Certains de ces modes peuvent traduire dans le signal-image la présence de certains phénomènes physiques évolutifs décrits par des Equations aux Dérivées Partielles comme la diffusion ou la propagation. De tels modes peuvent en particulier constituer des modes propres d'un opérateur spatial (tel le laplacien) et dépendre de la frontière des régions d'investigation pré-définies. A ce titre, l'allure de la frontière, la position et l'orientation de ces régions constituent une donnée d'entrée à part entière du procédé. L'ensemble des modes utiles à la description du signal c'est à dire à sa décomposition, appelé base de décomposition , peut être surabondant (modes obtenus au moyen de filtres de Gabor par exemple) ou non. La base de décomposition peut être fixée (comme dans le cas des filtres de Gabor) ou adaptée au signal-image. Les bases adaptées peuvent provenir d'une analyse de pourséquence par projections, notamment d'une analyse en composantes reposant ou non sur une décomposition de type décomposition en valeurs singulières comme l'Analyse en Composantes Principales (ACP), ou présentant des liens avec l'ACP comme l'Analyse en Composantes Indépendantes (ACI) ou de toute autre analyse proche de l'ACP ou de l'ACI (par exemple une ACP éparse). La décomposition dans une base de décomposition donnée d'une matrice de n acquisitions réelles ou virtuelles d'un même ensemble pré-défini de N régions de l'élément matériel fournit une matrice de valeurs de composantes, données utilisées pour un raffinement de l'analyse. Ce raffinement délivre la signature aléatoire sans autre traitement qu'une réduction et une quantification des composantes après classification. La signature est la séquence des niveaux des composantes quantifiées. La réduction retire les composantes sur-actives, incompatibles avec la pureté du caractère aléatoire de la signature cherchée. Une classification attribue alors à chaque valeur de composante une classe parmi un ensemble pré-définis de classes stables (autant que de niveaux). Une composante est jugée stable (respectivement instable) lorsque la majorité de ses valeurs (pour toutes les acquisitions) appartiennent à la même classe (respectivement à deux classes contigus à part sensiblement égales). Les composantes qui n'ont été jugées ni stables ni instables sont retirées et ne contribuent donc pas à la signature. La quantification d'une composante stable revient à lui affecter le niveau correspondant à sa classe. La quantification d'une composante instable consiste à lui affecter le niveau de la classe stable correspondant à une acquisition pré-déterminée. La phase d'extraction d'une signature aléatoire est illustrée par le synoptique de la figure 1 (étapes 1 à 5). Un élément matériel sujet est sélectionné pour la nature chaotique stable dans le temps de sa microstructure laquelle est révélée par une sollicitation physique, chimique, biologique ou autre. L'étape 1 est la génération de n vecteurs d'acquisition par région d'investigation de l'élément matériel sujet, ces vecteurs d'acquisition pouvant résulter d'une acquisition réelle ou d'une synthèse calculée à partir d'une acquisition réelle et simulant un déplacement. Cet ensemble d'images peut permettre par moyennage de diminuer : le bruit d'acquisition (bruit de la caméra et de la source de rayonnement) en considérant les vecteurs d'acquisition réels et le bruit qu'occasionnerait un repositionnement de l'élément matériel en considérant les vecteurs d'acquisition de synthèse. Les vecteurs d'acquisition sont des vecteurs colonnes (de données acquises selon la forme de la fenêtre d'acquisition des N régions d'investigation et le parcours de la numérisation définis lors de la phase de génération de la base), placés dans une matrice à N colonnes (correspondant aux différentes régions observées de l'élément matériel sujet) et n plans de profondeur (correspondant aux n acquisitions réelles ou virtuelles des régions d'investigation). Cette matrice à trois entrées constitue les données d'entrée de l'étape 4. A noter que les positions et orientations de la fenêtre d'acquisition associées aux N zones d'investigation peuvent être ici différentes de celles utilisées lors de la phase de génération de la base (en respectant une distance entre régions supérieure à la longueur de corrélation des données) c'est à dire redéfinies. A l'étape 2, une décomposition des vecteurs d'acquisition sur la base des vecteurs de décomposition fournit n vecteurs image par région d'investigation. Une matrice image de mêmes dimensions que la matrice de données de l'étape 3 est ainsi formée. La génération du vecteur de signature aléatoire proprement dite est réalisée en trois étapes, les étapes 3 à 5. Chaque région d'investigation fournit un vecteur de signature aléatoire. La concaténation des vecteurs de signature aléatoire constitue le vecteur de signature aléatoire total. Chaque composante du vecteur de signature aléatoire associé à une région d'investigation provient d'une composante (aléatoire) jugée valide à l'issue de l'étape 3, stable ou instable à l'issue de l'étape 4, d'un vecteur_image de cette région d'investigation (c'est à dire d'une colonne de la matrice image). L'étape 3 est une étape de réduction de la matrice image par retrait de tout plan (horizontal) correspondant à un rang de composantes de vecteurs image sur-actives - dites invalides - et de ce fait non conformes à la recherche d'une composante purement aléatoire pour le vecteur-signature. L'activité d'une composante de rang donné peut être mesurée par analyse d'une ligne du plan de la composante dans la matrice image, par exemple une ligne du premier plan de profondeur. La mesure peut être statistique après une estimation de l'histogramme de la ligne précédente. Elle peut aussi être définie comme l'énergie de la ligne. La décision de retrait d'une composante invalide peut se juger en relatif par rapport aux autres composantes après avoir évaluer l'activité de chacune des composantes. L'étape 4 procède à une classification des composantes des vecteurs image de la matrice image réduite (conformément à l'étape 3) conduisant à la qualification de leur caractère stable ou instable. Pour cela, l'axe des valeurs associé à chacune de ces composantes est partitionné en différentes classes statistiques prédéfinies qui serviront à la quantification en niveaux (discrets) de l'étape 5. Une composante d'une région d'investigation donnée qui est jugée appartenir à l'une de ces classes û dites classes de quantification - est déclarée stable. L'appartenance à une telle classe peut être définie après analyse statistique de la ligne correspondant à la composante. Cette analyse peut procéder à une estimation de l'histogramme de la ligne puis à celle de ses moyenne et écart-type. L'appartenance à la classe en question peut être considérée vraie lorsque l'histogramme est quasi-complètement inclus dans la classe en question (par exemple l'intervalle centrée en la moyenne, de rayon égal à un certain nombre de fois l'écart-type est complètement contenu dans la classe). Dans le cas, où l'histogramme est équiréparti entre deux classes, la composante est jugée instable et affectée à une classe autre dite classe des instables. Enfin, lorsque l'histogramme est réparti sur plusieurs classes, la composante sera généralement déclarée inapte et affectée à une classe dite classe des inaptes. L'étape 5 réalise la quantification (ou attribution de niveaux discrets parmi un ensemble fini de nombres) des composantes (valides) stables ou instables. Au cours de cette étape', les composantes inaptes (c'est-à-dire appartenant à la classe des inaptes) ne sont pas traitées (considérés comme des termes absents ou trous dans la matrice image) et ne donnent lieu à aucune composante dans le vecteur-signature. Un masque de lecture repérant les composantes stables des composantes instables dans le vecteur-signature peut alors être généré à ce stade. Les composantes stables se voient attribuées le niveau de quantification correspondant à leur classe (stable). Une quantification sur deux niveaux ou binarisation peut ainsi être réalisée en affectant le niveau 1 à une composante positive et le niveau 0 à une composante négative lorsque les vecteurs d'acquisition sont centrés réduits. Les composantes instables ont une valeur qui peut être dans une classe de quantification dite gauche ou sa suivante (sur l'axe des valeurs de composante) dite droite. Une composante instable se voit attribuée un niveau binaire, 0 (par exemple) si la valeur de la composante dans un plan de profondeur prédéfinie (le premier par exemple) est dans la classe de gauche, 1 si elle est dans la classe de droite. Le procédé d'extraction possède trois entrées qui peuvent être autant de clés vis à vis de la partie stable de la signature extraite : - l'élément matériel sujet, - la forme de la fenêtre d'acquisition des N régions d'investigation et le parcours de la numérisation qui sont fixés a priori ainsi que les positions et orientations de la fenêtre d'acquisition pour les N régions d'investigation, tout cela constituant la structure , -et la base de décomposition ou éventuellement l'élément matériel (ou les éléments matériels) qui peut avoir servi à la génération de la base de décomposition s'il est différent de l'élément matériel sujet (cf ci-dessous). Description de la génération de la base Dans son principe, le procédé objet de l'invention met en oeuvre une base, éventuellement redondante, pouvant ou non être générée en partie ou totalement à partir d'un premier élément matériel de la même famille d'éléments ou non que l'élément matériel sujet, ou à partir de l'élément matériel sujet lui-même. La figure 2 décrit les étapes de génération de la base de décomposition à partir d'un élément matériel. A l'étape 1, N régions différentes au sein d'une région d'investigation de l'élément matériel font l'objet d'une acquisition (en statique ou en mouvement relatif) puis d'une numérisation. Un capteur est ainsi utilisé pour enregistrer la réponse de l'élément matériel à une sollicitation ou excitation physique. Destinées à saisir l'organisation de la microstructure sollicitée, ces N données sont de nature au moins bidimensionnelle et sont considérées comme représentatives d'une famille d'éléments matériels. Chacune des N données est rangée dans un vecteur selon un parcours exhaustif de numérisation qui peut être, par exemple, un parcours de type balayage télévision selon les lignes ou selon les colonnes ou encore selon une courbe de Péano. N vecteurs d'acquisition sont ainsi formés. La forme de la fenêtre d'acquisition des N régions d'investigation et le parcours de la numérisation sont fixés a priori. Chacune des N régions d'investigation peut être acquise plusieurs fois de façon à réduire par moyennage le bruit de signal lié à la source d'excitation d'une part et au capteur d'autre part. L'étape 2 est l'analyse de l'ensemble des vecteurs d'acquisition selon une méthode d'obtention de modes élémentaires caractéristiques décrivant les données. Chaque vecteur d'acquisition peut alors être représenté au moyen de ces modes, chaque mode apportant une contribution plus ou moins importante. Les modes sont des vecteurs permettant la décomposition de chaque vecteur d'acquisition sous forme d'une somme de contribution, chaque contribution étant constituée d'un vecteur de décomposition affecté d'un poids scalaire ou composante. L'ensemble des composantes constitue un vecteur image de description du vecteur d'acquisition considéré. Ainsi, les vecteurs d'acquisition constituent les colonnes d'une matrice de données qui peut s'exprimer comme un produit de la matrice des vecteurs-colonnes de décomposition, dits encore vecteurs de base , par la matrice des vecteurs-colonnes image. De façon générale, les méthodes d'analyse construisant des bases adaptées aux données sont des méthodes candidates. L'Analyse en Composantes Principales (ACP) et ses variantes en font partie. Ainsi l'ACP centrée réduite délivre, par décomposition en valeurs singulières de la matrice des vecteurs d'acquisition centrés réduits, la matrice orthogonale des vecteurs de base ou vecteurs de décomposition. Les vecteurs-image s'en déduisent par simple projection des vecteurs d'acquisition sur cette base. Les composantes du vecteurs-image ont alors la propriété d'être centrées et décorrélées. L'Analyse en Composantes Indépendantes (ACI) qui fournit le même type d'analyse que l'ACP (en ce sens que les composantes obtenus du vecteurs-image ont la propriété d'être centrées, décorrélées et même quasi- indépendantes) peut aussi être utilisée. Les vecteurs de décomposition et les vecteurs image sont obtenus simultanément, par maximisation de la nongaussianité des composantes du vecteur image. Différents algorithmes réalisent ce critère selon l'implantation qui en est faite (FastICA, JADE, InfoMax, ...) REVENDICATIONS 1 - Procédé de génération d'une base de décomposition utilisable pour l'extraction d'une signature aléatoire d'un élément matériel sujet, comprenant les étapes suivantes : ^ génération de N vecteurs d'acquisitions de caractéristiques structurelles d'au moins une région d'au moins un élément matériel distinct de l'élément matériel sujet et/ou de l'élément matériel sujet lui-même, • analyse de l'ensemble des vecteurs d'acquisition selon des méthodes statistique pour obtenir la base de décomposition formée de vecteurs de décomposition permettant une représentation de chaque vecteur d'acquisition sous la forme d'un vecteur image dont chaque composante correspond à la contribution d'un vecteur de décomposition dans le vecteur d'acquisition, ^ enregistrement de la base de décomposition, ^ projection de chaque vecteur d'acquisition sur la base de décomposition pour obtenir un vecteur image dont chaque composante correspond à la contribution d'un vecteur de décomposition dans le vecteur d'acquisition, ^ analyse d'une partie au moins des vecteurs image pour identifier celle ou celles des composantes qui sont fortement déterministes et/ou communes à tous les vecteurs images, les composantes déterministes correspondant à des vecteurs de décompositions dans la base de décomposition dit vecteurs de décomposition communs ou de contribution certaine, les autres composantes d'un vecteur image étant considérée comme des composantes aléatoires, ^ enregistrement éventuel d'un masque de lecture donnant, dans chaque vecteur image, la position des éventuelles composantes déterministes et/ou la position des composantes aléatoires. 2 - Procédé de génération d'une base de décomposition selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de retrait des vecteurs de décomposition commun ou à contribution certaine de la base de décomposition et une étape d'enregistrement de la base de décomposition réduite dite base de décomposition en composantes aléatoires. 3 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire d'un élément matériel sujet, comprenant : ^ la mise en oeuvre d'une base de décomposition comprenant des vecteurs de décomposition en composantes aléatoires, ^ une phase de génération d'au moins un vecteur d'acquisition de caractéristiques structurelles d'au moins une région de l'élément matériel sujet, ^ une phase de décomposition de chaque vecteur d'acquisition selon la base de décomposition pour obtenir un vecteur image comprenant des 10 composantes aléatoires qui correspondent chacune à la contribution dans le vecteur d'acquisition d'un vecteur de décomposition en composante aléatoire appartenant à la base de décomposition, ^ une phase de génération d'au moins un vecteur signature aléatoire qui comprend, un nombre de composantes inférieur ou égal au nombre de 15 composantes aléatoires de chaque vecteur image, chaque composante du vecteur signature aléatoire étant obtenu par extraction et/ou traitement d'au moins une composante aléatoire d'au moins un vecteur image, • Utilisation en tant que signature aléatoire du vecteur signature aléatoire. 4 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon la revendications 20 3 caractérisé en ce que pendant la phase de génération d'au moins un vecteur d'acquisition il est généré n vecteurs d'acquisition d'une même région de l'élément matériel sujet et en ce qu'il est mis en oeuvre n vecteurs image correspondant chacun à un vecteur d'acquisition. 5 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon la revendication 4 25 caractérisé en ce que pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire : ^ il est procédé à une quantification de sorte que chaque composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire est susceptible de présenter un nombre fini de valeurs ou niveaux qui correspondent à des classes 30 statistiques, ^ la valeur ou niveau de chaque composante du vecteur de signature aléatoire est définie par le résultat de tests et/ou de traitementsstatistiques appliqués à l'ensemble des valeurs de la composante d'un rang donné des n vecteurs image. 6 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon la revendication 5 caractérisé en ce que pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire les composantes des vecteurs image subissent un traitement statistique consistant à les centrer réduire. 7 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon la revendication 5 ou 6 caractérisé en ce que pendant la phase de génération d'au moins un vecteur de signature aléatoire : ^ il est mis en oeuvre : • un nombre C de classes statistiques correspondant à des valeurs ou niveaux susceptibles d'être adoptées par les composantes aléatoires du vecteur de signature aléatoire, ^ et une classe statistique correspondant au caractère instable des composantes d'un même rang des n vecteurs image, ^ pour déterminer la valeur de chaque composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire, il est effectué un traitement statistique et un test statistique de stabilité de l'ensemble des composantes d'un même rang des n vecteurs images de manière à ce que : ^ si à l'issue du test de stabilité il apparaît que les composantes du même rang des vecteurs image présente un caractère stable alors il est attribué à la composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire la valeur ou niveau de la classe statistique à laquelle appartiennent les composantes du même rang des n vecteurs image, • si à l'issue du test il apparaît que les composantes du même rang des vecteurs image présente un caractère instable alors il est attribué à la composante aléatoire du vecteur de signature aléatoire la valeur ou niveau de la classe statistique à laquelle appartient la composante du même rang d'un des n vecteurs image. 8 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de génération d'une base de décomposition conformément au procédé de génération d'une base de décomposition selon la revendication 1 ou 2. 9 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon l'une des revendications 3 à 8 caractérisé en ce que le vecteur de signature aléatoire comprend au moins une composante aléatoire possédant un caractère stable, la valeur de cette composante aléatoire stable étant susceptible d'être retrouvée à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet. 10 - Procédé d'extraction d'une signature aléatoire selon l'une des revendications 3 à 9 caractérisé en ce que le vecteur de signature aléatoire comprend au moins une composante aléatoire qui possède un caractère instable, la valeur de cette composante aléatoire instable étant susceptible de varier de manière aléatoire à chaque mise en mise en oeuvre du procédé sur une même région de l'élément matériel sujet.