Brevet FR3008211A1 — publié le 20150109

Procédé d'impression d'éléments graphiques de sécurité interdépendants L'invention concerne un procédé d'impression d'éléments graphiques de sécurité sur n'importe quel support à sécuriser, par exemple des documents tels que des billets de banque, des cartes grises ou d'autres documents officiels, ou des objets, ou encore des emballages de produits solides, gazeux, ou liquides tels que boissons etc. Contexte de l'invention L'expansion des réseaux privés et publics de télécommunications entraine la 15 dématérialisation des procédures administratives de gestion de droits et l'automatisation de leurs traitements afin de réduire les coûts d'exploitation des procédures administratives. Parallèlement, les organisations ont un besoin croissant de se protéger 20 contre les fraudes de plus en plus importantes et efficaces du fait de cette expansion des réseaux de télécommunications et de la difficulté de maîtriser la complexité des systèmes mis en oeuvre. Dans cette volonté de modernisation, la persistance d'un document dépend 25 de la disponibilité et de la sécurité des systèmes qui le manipulent: il est obligatoire de conserver les niveaux de service de protection des droits quels que soient les incidents ou dénis de service que peuvent subir les systèmes. Pour assurer une réponse cohérente aux besoins d'efficacité de gestion des 30 droits, il est nécessaire de développer des systèmes qui permettent la dématérialisation d'un droit pour faciliter sa gestion et diminuer les coûts, tout en assurant sa matérialisation pour la protection et la sauvegarde de la preuve de l'existence de ce droit et sa synchronisation entre la représentation virtuelle du droit et sa matérialisation dans le monde réel. Ceci impose l'utilisation de techniques de protection liées aux techniques d'impression des documents et de protection de type fiduciaire. De façon similaire, les contrefaçons de produits représentent des menaces sur la sécurité des consommateurs, sur l'emploi des citoyens, et de manière générale, sur les économies des Etats. Un domaine particulier de gestion de droits est le domaine des droits affichés sur l'écran d'un téléphone mobile. La re-matérialisation d'un ticket ou d'un billet se fait alors par l'intermédiaire d'un affichage du ticket ou du droit sur l'écran du téléphone, mais elle n'offre aujourd'hui aucune garantie sur l'authenticité de cet affichage. Etat de la technique On connaît déjà un grand nombre de techniques de sécurisation de 20 documents ou de sécurisation de transactions dans le cas où le support papier est remplacé par un écran d'affichage, par exemple un écran de téléphone mobile. Dans le cas des techniques de sécurisation sur support papier, on connaît par exemple les guilloches, qui sont des gravures continues faites avec des couleurs 25 spéciales. Elles ont comme inconvénient principal le fait qu'elles sont prédéfinies et identiques pour tous les documents d'une série, par exemple tous les billets de banque d'une même valeur faciale auront les mêmes guilloches, sans lien avec l'information, à savoir par exemple le numéro du billet de banque. 30 La technique dite du Micro Texte fait appel à des technologies d'impression qui reprennent une information variable pour chaque document. Mais le Micro Texte utilise des impressions grand public et est donc de sécurité réduite. 3008 2 1 1 3 La technique dite du « Glossmark » utilise un hologramme difficile à reproduire, et nécessite des imprimantes spécifiques qui en limitent l'application. La technique dite du « dataglyphe » utilise une marque sous forme de tâches 5 de couleur réparties, discrètes, formant une signature. Mais la simple connaissance de l'existence de cette signature rend la contrefaçon possible. La technique dite du « digimark » est un tatouage numérique « digital watermarking » dans lequel on mélange une information et une image. 10 L'inconvénient consiste dans le fait qu'il est facile de récupérer l'information cachée dans l'image en utilisant une transformée par ondelettes. Certaines techniques connues utilisent une clé basée sur un aléa ou un chaos, qui sont des éléments non déterministes, pour générer des solutions qui permettent 15 une authentification forte pour chaque produit ou chaque document. Par exemple, dans cette catégorie, on connaît l'usage d'une caractéristique physique unique du document ou du produit à protéger : un code à bulles, la forme d'un flacon, l'état de surface particulier d'un papier. Ces dernières technologies sont reconnues comme étant les plus avancées. Cependant, elles ont toutes un problème récurrent : elles ne peuvent être contrôlées que par des outils spécifiques (par exemple un lecteur de code à bulles) en liaison avec une référence en ligne. On connaît enfin une technologie dite « Seal vector » qui est décrite dans les brevets US20130094064 et W02012/017161. Son inconvénient réside dans le fait qu'elle nécessite une connexion en ligne avec un serveur pour calculer la comparaison entre la référence de départ et une impression scannée. En outre, la possible dérive de la tête d'impression en fonction du temps n'est pas maitrisée. On connaît encore de par le brevet W02010/049415 (Schreiner), une technique consistant à utiliser des marqueurs dans le but de permettre la reconnaissance de motifs basés sur un pseudo bruit. La détection par auto corrélation du pseudo bruit permet d'authentifier le document. L'inconvénient de la méthode est identique à celui du « Seal Vector » hormis la capacité de mieux maitriser les dérives de la tête d'impression. Les techniques connues ont en outre en commun le fait que les éléments graphiques de sécurité (dits EGS) qu'elles utilisent sont appliqués de façon indépendante. C'est-à-dire que les EGS sont indépendants entre eux, et ils sont simplement empilés ou juxtaposés et ne produisent pas d'effet de sécurité supplémentaire lié à une quelconque interférence entre eux, puisque cette interférence n'existe pas. Le fait que les différents types d'EGS sont empilés ou juxtaposés est aussi lié au fait que ces EGS sont issus des techniques d'impression du fiduciaire, où on a tenté d'augmenter la sécurité des documents simplement en empilant davantage d'EGS indépendants sur un même document. Ces techniques ne peuvent pas s'auto protéger de la contrefaçon de façon certaine et ne protègent pas par construction les mentions variables unitaires du document ou de l'objet contre la falsification sans faire référence à une base de données. En effet, ces techniques sont conçues pour protéger un type de document, une gamme de produits, ou un lot de fabrication, et non pas le document personnalisé ou le produit pris individuellement. Buts de l'invention L'invention a pour but général de proposer un procédé d'impression d'un authentifiant comprenant des éléments graphiques de sécurité (EGS), ce procédé étant apte à créer un lien d'interdépendance entre les EGS qui le constituent, et étant propre à garantir l'intégrité, l'authenticité d'un document ou d'un objet, tout en permettant d'éviter les inconvénients précités des techniques connues. Un but spécifique de l'invention consiste à proposer un procédé d'impression d'un ensemble d'EGS capable de s'auto-vérifier sans faire appel à une base de références stockées dans une base de données externes. Pour ce faire, les éléments graphiques de sécurité utilisés doivent pouvoir être construits grâce à des propriétés qui permettent de définir un alphabet, et de créer un codage géométrique et un codage fréquentiel. Un autre but de l'invention est de faire en sorte qu'une tentative de falsification et/ou de contrefaçon de l'impression de l'authentifiant soit détectable, et de préférence rende le document ou plus généralement le support d'impression partiellement ou totalement impossible à valider en fonction du degré d'altération 10 constaté des EGS. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'impression d'un ensemble d'EGS qui puisse être mis en oeuvre par des imprimantes grand public, et qui soit robuste, dans le sens de permettre la validation partielle de l'intégrité du 15 document ou de l'objet aussi bien dans le cas d'une dérive des têtes d'impression que d'une copie de l'original. Principe de l'invention Le principal problème technique à résoudre par rapport à l'Etat de la 20 Technique est de pouvoir prouver l'intégrité du document ou objet portant l'authentifiant imprimé grâce à des EGS rendus interdépendants directement par le contenu informationnel du document ou le descriptif de l'objet, et sans nécessiter de lien en temps réel avec une base de données externe. 25 Le principe de la solution innovante proposée est l'agencement d'Eléments Graphiques de Sécurité (EGS) imprimables ou affichables qui sont rendus interdépendants par construction. L'interdépendance entre les EGS est réalisée en décomposant la signature 30 numérique du contenu informationnel à l'aide d'une représentation graphique de celle-ci composée d'au moins trois éléments graphiques de sécurité possédant chacun une caractéristique physique différente. Ces caractéristiques physiques sont liées aux techniques d'impression utilisées et sont adaptées aux fonctions de 3008 2 1 1 6 protection souhaitées. La représentation graphique de l'ensemble des EGS est imprimée à la même résolution. La décomposition de la signature permet de définir, à minima, pour chaque EGS un alphabet et un codage géométrique. Un codage fréquentiel, quant à lui, permet de renforcer la sécurité par l'introduction d'un aléa pour créer un code de validation ou pour construire un élément coercitif entre l'alphabet et le codage géométrique. L'authentifiant ainsi obtenu permet de combiner plusieurs niveaux de vérification sans faire appel à une base de données externe, à la différence du brevet WO 2012/017161. Chaque niveau de vérification donne une information sur le degré d'altération de l'authentifiant et permet selon l'altération de donner tout ou partie de l'information d'intégrité. A noter que c'est l'ensemble des EGS qui définit les différents niveaux d'altération et pas un seul EGS comme cela est décrit dans les brevets W02010/049415, W02012/017161 et US20130094064. Par exemple, dans le brevet W02012/017161, l'authentifiant est composé de trois EGS indépendants pour assurer l'authenticité d'un document ou d'un produit, à savoir : - la marque robuste - la marque fragile - une image L'authentification est alors réalisée par la capture de l'image des trois EGS, constituant ensemble la référence de vérification. Cette référence est stockée dans 25 une base de données externe. Le contrôle se fait par comparaison de l'image de référence et de l'image capturée lors du contrôle sur le serveur distant. Au contraire, la présente invention construit les EGS de façon à introduire les éléments de contrôle de chaque EGS dans la construction des deux autres EGS. Ceci 30 est réalisé en définissant trois éléments de codage indépendants pour chaque EGS: l'alphabet, le codage géométrique et le codage fréquentiel. De façon plus détaillée, selon le principe de l'invention : - on choisit au moins 3 EGS dans un groupe d'EGS « éligibles » (cette notion sera expliquée plus loin) faisant partie de classes d'EGS différentes (il y a 3 classes de fonctionnalités et des sous classes de propriétés physiques). - on sélectionne dans un ensemble de motifs, de signes ou de symboles, les « lettres » de l'alphabet de l'EGS à construire à partir de la décomposition de la signature numérique de l'information à protéger. Cet alphabet constitue les éléments de perception et dé transformation lors d'une tentative de reproduction. - on calcule le codage géométrique à partir des informations de la position de« l'alphabet des deux autres EGS dans la signature numérique. - on génère le codage fréquentiel si nécessaire en fonction des 15 fonctionnalités souhaitées (code de validation ou élément de coercition). L'élément de coercition correspond à une donnée qui est représentée à la fois par l'alphabet et à la fois par un positionnement spatial répétitif des lettres de l'alphabet ce qui rend très sensible la partie fréquentielle de l'EGS pour le décodage. 20 - dans la phase de création de l'impression, on construit une interdépendance physique et logique entre les 3 EGS choisis, et l'impression ainsi obtenue forme l'authentifiant. Dans cette solution, l'authentification d'un document ou objet (qu'on 25 appellera dans la suite un support d'impression ou un support d'affichage, et encore plus simplement, un support d'EGS, pour simplifier l'exposé), s'effectue lors du décodage de l'authentifiant, par le contrôle d'intégrité de la construction physique et logique, au vu des informations du support d'EGS et de la qualité visuelle restituée de l'impression ou de l'affichage des EGS. 30 A noter que l'existence et l'unicité du support d'EGS sont assurées par des mécanismes informatiques constituant de bonnes pratiques d'émission et d'enregistrement de documents ou d'objets. Autrement dit, ce n'est pas le procédé 10 décrit dans la présente demande de brevet qui assure l'unicité du code d'authentification, mais la spécification d'utilisation du code d'authentification par le-titulaire de droits. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé d'authentification consistant à imprimer un authentifiant comprenant un ensemble d'Eléments Graphiques de Sécurité (EGS) sur un support à sécuriser, caractérisé en ce que ledit authentifiant est une combinaison d'au moins trois types différents d'EGS pris dans un groupe d'EGS éligibles, et en ce que lesdits EGS utilisés sont interdépendants par construction, de sorte que la modification d'un des EGS constitutifs de l'impression entraîne automatiquement une incohérence identifiable sur l'authentifiant imprimé. Selon l'invention, les EGS éligibles sont pris dans un ensemble d'EGS qui sont des représentations graphiques calculées à partir d'un ensemble de motifs à base de, pixels, signes ou symboles, ces représentations graphiques étant lisibles et interprétables par un système de vision numérique, et chaque EGS possède au moins une caractéristique unique numérique ou physique qui le distingue des autres EGS. De façon avantageuse, l'un au moins des EGS éligibles pris en combinaison 20 est un EGS de type témoin, c'est-à-dire qu'il peut contenir des motifs, signes ou symboles qui s'altèrent lors d'une tentative de reproduction. Le procédé selon l'invention prévoit que les éléments de codage de chaque EGS éligible sont aptes à pouvoir être décomposés selon trois axes, à savoir un axe 25 de codage Alphabétique ou « Alphabet », un axe de codage géométrique ou « Métrique » et un axe de codage fréquentiel ou « Fréquence ». Pour construire les EGS interdépendants, le procédé selon l'invention comporte des étapes consistant à: 30 - initialiser les éléments de l'application, à savoir une clé privée d'application, un code d'application et au moins trois EGS éligibles (EGS1, EGS2, EGS3, ...) ; - initialiser les éléments de l'émetteur, à savoir un code d'émetteur et une clé privée d'émetteur; - construire un authentifiant à partir d'au moins trois EGS interdépendants en utilisant la décomposition de la signature d'application pour définir les trois axes de codage de chaque EGS et la signature- d'émission pour contrôler l'intégrité de la construction de l'authentifiant. De préférence, l'étape de construction de l'authentifiant comporte les étapes suivantes : - Envoi des informations à protéger par le serveur d'émetteur au serveur d'application ; - Calcul des éléments de base (condensat et signature d'application) du codage de l'authentifiant par le serveur d'application selon les informations à protéger transmise par le serveur d'émetteur ; - Génération d'une clé d'index (code de l'application + code de l'émetteur + condensat + du numéro d'ordre de la demande) - Composition par le serveur d'application du message avec les paramètres, de construction de l'authentifiant (l'index, la signature d'application et la liste d'EGS à utiliser); - Transmission cryptée dudit message par le serveur d'application au serveur d'émetteur ; - Réception et décryptage du message par le serveur d'émetteur ; - Construction de l'authentifiant par la décomposition de la signature d'application pour définir les trois axes de codages (Alphabétique, Métrique et Fréquentiel) de chaque EGS et calcul de la signature d'émission ; - Impression de l'authentifiant par le serveur d'émetteur Selon le procédé de l'invention, pour vérifier l'authentifiant, on procède de la manière suivante : - Capturer l'authentifiant à l'aide d'un système optique d'acquisition d'image - Traiter l'image de l'authentifiant pour en extraire les données d'Alphabet, de signature d'émetteur, des cryptogrammes de Métrique de chaque EGS, et d'Index ; - Vérifier l'émetteur grâce au décryptage de la signature d'émetteur et auxdits cryptogrammes ; - Reconstruire la signature d'application grâce au décodage de l'Alphabet, de la Métrique et de la Fréquence ; - Vérifier l'intégrité de l'authentifiant grâce à la comparaison du condensat de la clé d'index et du décryptage de la signature d'application. L'invention a également pour objet un système pour la mise en oeuvre du procédé d'authentification décrit ci-dessus, ce système étant caractérisé en ce qu'il comporte : un serveur d'application stockant une clé privée d'application et une clé publique d'émetteur ; un logiciel de serveur d'application apte à recevoir les informations à protéger, à les signer électroniquement (signature d'application), à fournir les informations complémentaires nécessaires à la construction de l'authentifiant avec des EGS Eligibles sur le serveur d'émetteur un serveur d'émetteur stockant une clé privée d'émetteur et une clé publique d'application ; un logiciel de serveur d'émetteur apte à provoquer l'impression de l'authentifiant composé d'au moins trois EGS interdépendants sur un support à sécuriser, ou l'affichage dudit authentifiant sur un écran ; un outil de contrôle stockant la clé publique d'émetteur et la clé publique d'application et apte à acquérir l'image de l'authentifiant, à traiter l'image pour en extraire les données des EGS et à effectuer les calculs et vérification permettant de faire la vérification d'intégrité de l'authentifiant. Le procédé selon l'invention et le dispositif pour sa mise en oeuvre seront maintenant décrits plus en détail à l'aide des figures. La figure 1 représente un schéma de principe de l'architecture matérielle et logicielle sur laquelle s'appuie la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 2 représente un organigramme simplifié des principales étapes de la phase de codage du procédé selon l'invention. La figure 3 représente un organigramme simplifié des principales étapes de la phase de décodage du procédé selon l'invention. 10 La figure 4 représente un exemple d'EGS informatif et les éléments qui le constituent. Cet exemple est appelé EGS 1 dans la description qui suit. La figure 5 représente un exemple d'EGS cryptographique et les éléments qui le constituent. Cet exemple est appelé EGS 2 dans la description qui suit. 15 La figure 6 représente un exemple d'EGS témoin et les éléments qui le constituent. Cet exemple est appelé EGS 3 dans la description qui suit. La figure 7 représente l'authentifiant issu de la génération des EGS 1, EGS 2 20 et EGS 3 des figures 4 à 6. Description détaillée de l'invention 25 L'authentifiant est composé d'au moins trois éléments graphiques de sécurité. Ces EGS doivent permettre d'encoder la signature numérique de l'information du document ou objet à protéger (signature d'application). L'interdépendance entre les EGS est obtenue par décomposition de cette signature numérique pour définir les trois paramètres (Alphabet, Métrique et Fréquence) qui définissent chacun des EGS 30 utilisés. En conséquence, chaque EGS de l'authentifiant contient une partie des informations de la signature d'application qui permet lors de la lecture de chacun des EGS de reconstruire cette signature d'application. Choix des Eléments Graphiques de Sécurité (EGS) Les Eléments Graphiques de Sécurité ou EGS constituent les briques de base' pour la construction de la solution de sécurisation de supports d'EGS selon l'invention, 5 permettant de sécuriser des supports d'EGS comme par exemple des documents imprimés et personnalisés ou des objets. De façon générale, les EGS sont des éléments imprimables ou affichables, connus en tant que tels, possédant les caractéristiques suivantes : 10 - L'EGS est une représentation géométrique d'un ensemble de motifs (à savoir une combinaison de pixels), signes ou symboles, qui est calculée. - La représentation géométrique de L'EGS est lisible et interprétable soit par l'oeil humain, soit par un système de vision numérique. 15 - L'EGS possède au moins une caractéristique unique numérique ou physique qui le distingue des autres EGS. - L'EGS peut contenir des motifs, signes ou symboles qui s'altèrent lors d'une tentative de reproduction. 20 Il existe plusieurs types d'EGS : Un EGS est dit informatif lorsqu'il utilise des caractères ou des chiffres qui ne nécessitent pas de transcription complémentaire pour connaître l'alphabet utilisé. 25 Un EGS est dit cryptographique lorsqu'il utilise des motifs, des signes ou des symboles dépendant d'un algorithme de codage. On peut avoir les mêmes éléments que dans un EGS informatif, mais un décodage est nécessaire pour connaître l'alphabet utilisé. 30 Un EGS dit témoin est un EGS dont les motifs, signes ou symboles s'altèrent lors d'une tentative de reproduction. Cela permet de vérifier s'il y a eu copie ou pas du support d'EGS. 3 0 0 82 1 1 13 Un EGS témoin est dit qualitatif s'il permet uniquement de faire la distinction entre un original et n'importe laquelle de ses copies. Un EGS témoin est dit quantitatif s'il permet de faire la distinction entre l'original du support, les copies issues directement de l'original, et les autres copies. Dans ce cas, un élément de sécurité permet de détecter le niveau de copie, à savoir une première copie, ou une copie ultérieure. L'information quantitative est importante car une première copie signifie que le copieur avait l'original en main, il est donc complice. Un EGS témoin est dit auto validant, lorsque la caractéristique témoin vient détruire de l'information en cas de copie du support d'EGS. On peut donner à titre d'exemples concrets d' EGS : - Une suite de caractères imprimés constituée de 40 caractères et obtenue par un algorithme de signature de type SHA-1, est considérée comme un EGS informatif. - Un DataMatrix ou un QRCode est considéré comme un EGS. cryptographique - Un numéro imprimé avec une encre qui possède une longueur d'onde hors du spectre des capteurs numériques des scanners est considéré comme un EGS témoin qualitatif. EGS Eligible : Parmi l'ensemble des EGS connus, seuls certains sont « éligibles » pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Un EGS éligible au sens de la présente invention est un ensemble organisé 30 d'éléments appartenant à un alphabet, imprimables ou affichables sur un écran, formant une représentation graphique sur le support auquel l'EGS est appliqué. De façon simple, on peut dire par exemple qu'une suite de chiffres ou de lettres est éligible comme EGS utilisable pour le procédé décrit dans la présente demande de brevet. Plus précisément, l'alphabet d'un EGS éligible est défini comme une suite 5 finie de motifs, symboles ou signes reconnaissables de façon automatique par un équipement d'acquisition optique. La représentation graphique, quant à elle, doit permettre de mesurer par le même équipement d'acquisition et de restituer la position relative des éléments de 10 l'alphabet dans la représentation. On distingue deux codages dans cette représentation graphique. Le codage dit géométrique, qui utilise l'information de présence ou d'absence d'un élément de l'alphabet à une certaine position dans la représentation graphique. 15 Le codage dit fréquentiel, qui utilise la séquence d'apparition des éléments de l'alphabet dans la représentation graphique, selon le sens de lecture du codage géométrique. 20 Afin de bien comprendre la notion d'EGS Eligible, il est donc important de comprendre que les éléments de codage de l'EGS Eligible doivent pouvoir être décomposés selon trois axes : un axe appelé codage Alphabétique ou « Alphabet », un axe appelé codage géométrique ou « Métrique » et un axe appelé codage fréquentiel ou « Fréquence » 25 Aujourd'hui, les codes barre imprimés par exemple ne sont que la représentation de données organisées séquentiellement dans un codage géométrique. En effet, dans un DataMatrix, la position d'un module noir ou blanc dans la matrice représente une valeur binaire d'un mot binaire défini selon le sens de 30 lecture des modules. De façon simple, cela se traduit par le parcours d'une matrice de MxN où chaque élément représente un module qui est noir ou blanc. Cette matrice peut encoder un mot binaire parmi eix" mots binaires. Le but recherché dans cette codification est de pouvoir représenter un maximum de mots, dans un 3 0 0 82 1 1 15 minimum d'espace et avec un maximum de robustesse de décodage. Le mot binaire a une longueur de MxN, prend une seule valeur parmi 2mx" valeurs, et peut être converti selon une base numérique différente (base 4, base 8, base 10, ou base 16). Imaginons maintenant que le noir et le blanc des modules de la matrice soient remplacés par quatre lettres, soit 5 valeurs (une valeur pour chacune des quatre lettres, et une valeur correspondant à l'absence des quatre lettres). Par extension, la matrice MxN représente alors un mot quinaire de longueur MxN dont la valeur appartient à un espace de 5 MxN valeurs. La matrice représente dans ce cas une et une seule valeur. Pour que cette matrice de modules devienne un EGS Eligible au sens du présent brevet, on déconnecte la partie « ensemble des valeurs » prises par le module, et la position d'un module donné dans la matrice. Dans ce sens, l'Alphabet (codage Alphabétique) est défini par l'ensemble des valeurs possibles plus une qui représente l'absence de valeur. La Métrique (codage géométrique) correspond à la matrice MxN de modules 20 où l'on ne considère que la présence ou l'absence de lettres de l'Alphabet. Formant ainsi un mot binaire de longueur MxN qui prend une seule valeur parmi 2mx". La Fréquence (codage fréquentiel), quant à elle, est définie par un ordre cyclique d'apparition des lettres de l'Alphabet dans la matrice, selon le sens de 25 parcours de la matrice, et un module doit refléter la présence d'une lettre de l'Alphabet. Cette séquence doit apparaître au moins 2 fois dans la matrice afin de confirmer lors de la lecture de la matrice l'emploi de cette séquence. Elle peut représenter une information complémentaire de coercition. 30 Chaque axe de codage (Alphabet, Métrique, Fréquence) représente des valeurs qui sont indépendantes des deux autres axes de codages. On entend par valeurs indépendantes le fait que chaque axe peut être lu de façon indépendante et n'a pas besoin de l'information des deux autres axes pour être décodé. Par contre la 3 0 0 82 1 1 16 reconstruction de la signature d'application nécessite le résultat du décodage de chacun des axes et de chacun des EGS. Remarque : les codes barres sont des cas particuliers d'EGS Eligible : 5 l'Alphabet est composé d'une seule composante (ou lettre), le codage géométrique correspond aux codages de standards des codes barres, et le codage fréquentiel est inexistant car nous ne disposons que d'une seule lettre. La solution proposée par l'invention impose l'utilisation d'au moins trois EGS 10 de types différents, dont l'un est un EGS de type témoin. En outre, les EGS retenus sont interdépendants par construction, de sorte que la modification d'un des éléments constitutifs de la construction entraîne automatiquement une incohérence identifiable lors du décodage. 15 Les EGS Eligibles que l'on va utiliser pour la description seront décrits en relation avec les figures 4, 5 et 6. L'authentifiant obtenu, composé des trois EGS précédents, sera décrit en relation avec la figure 7. On se réfère à la figure 1, qui représente un schéma de principe de l'architecture matérielle et logicielle nécessaire à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le système comporte un serveur d'application (1) contrôlé par le titulaire des droits. Il sert à recevoir des demandes d'impression ou d'affichage d'authentifiants 25 provenant de demandeurs ou d'émetteurs qui sont pourvus d'un serveur d'émetteur (2). Les usagers du système, ou des entités de contrôle, peuvent être pourvus de. terminaux de contrôle (3) aptes à lire les codes d'authentification imprimés sur des 30 objets ou affichés sur des écrans, et à vérifier que les codes d'authentification sont valides. 3 0 0 82 1 1 17 A titre d'exemple, dans une application du type émission de documents d'identité, le titulaire des droits serait typiquement le ministère de l'intérieur, l'émetteur serait par exemple une préfecture ou une autre entité locale apte à émettre et à délivrer des documents d'identité à des usagers. Mais bien entendu, il 5 n'y a pas de limite aux types d'applications qui sont susceptibles d'utiliser le procédé selon l'invention. Le serveur d'émetteur (2) établit l'information à protéger, par exemple sous la forme d'un document numérique à imprimer (4). L'information à protéger sera 10 transmise au serveur d'application (1) pour calculer la signature d'application. Le serveur d'émetteur (2) stocke une clé privée d'émetteur (7), et une clé publique d'application (9). La clé privée d'émetteur permet de calculer les cryptogrammes de chacun des EGS et la signature d'émetteur. La clé publique 15 d'émetteur permet de vérifier l'intégrité de la signature d'application. Le serveur d'application (1) stocke une clé publique d'émetteur (10) et une clé privée d'application (11). La clé publique d'émetteur permet l'envoi de la réponse du serveur d'application en toute sécurité et la clé privée d'application permet le 20 calcul de la signature d'application. Chaque terminal de contrôle (3) a accès à la clé publique d'application (9) et à la clé publique d'émetteur (10). Ces deux clés publiques permettent de décoder la signature d'émetteur et les cryptogrammes des EGS d'une part (avec la clé publique d'émetteur) et la signature d'application reconstruite d'autre part (avec la clé publique d'application). On va maintenant décrire le mécanisme de construction des EGS interdépendants, en relation avec la figure 1. 1- Phase d'initialisation des éléments de l'application 3008 2 1 1 18 - On génère une clé cryptographique asymétrique (11) de l'application : RSA, ECC, etc. - On définit un code d'application (index : exemple : application cartes grises) - On définit un triplet d'EGS de types différents, dont au moins un EGS témoin; (exemple : un Data Matrix, un MS code, ...) 2 - Phase d'initialisation des éléments de l'Emetteur 10 - On définit un code d'Emetteur - On définit une clé cryptographique asymétrique (8) d'émetteur 3 - Phase de codage, ou de construction de l'authentifiant du 15 support d'EGS (document ou objet) : On décrit plus en détail cette phase dite de « codage » de l'authentifiant et ses étapes en liaison avec la figure 2. 20 Etape (21) : L'émetteur envoie au serveur d'application son code, le code de l'application, et les informations du document à protéger. (22) : Le serveur d'application reçoit les données et en vérifie la cohérence : validité du code d'émetteur et du code d'application, conformité du format 25 des informations. Suivant le code de l'application, le serveur d'application sélectionne la clé privée d'application, calcule le condensat de l'information à protéger (résultat de la fonction de hachage à sens unique SHA-1, SHA512, ou autre) et la signature d'application de l'information à protéger. 30 (23) : Le Serveur d'application calcule l'Index du document, égal au code d'application (par exemple pour l'application des cartes grises) + un code d'émetteur (exemple : le code de l'imprimerie nationale) + le condensat + un numéro d'ordre. 3 0 0 8 2 1 1 19 (24): le serveur d'application compose le message de réponse au serveur d'émetteur, avec l'Index, la signature d'application et la liste d'EGS à utiliser pour cette application. Ce message de réponse est crypté avec la clé 5 publique de l'émetteur qui est connue du serveur d'application. (25): Le serveur d'application envoie le message de réponse élaboré ci-dessus au serveur d'émetteur. 10 (26): Le serveur d'émetteur reçoit le message de réponse et le décrypte avec sa clé privée (27): Le serveur d'émetteur traite la signature d'application transmise par le , serveur d'application pour en extraire les paramètres d'alphabet, de codage 15 géométrique et de codage fréquentiel pour les trois EGS à utiliser pour construire l'authentifiant : - Extraction de l'alphabet à partir d'une partie de la signature d'application pour chaque EGS à définir - Calcul du codage géométrique à attribuer à chaque EGS. Le codage 20 géométrique est l'information qui permet d'ordonner les éléments de l'alphabet de chacun des EGS pour reconstruire la signature d'application. Cette information est répartie sur chacun des EGS à construire, ce qui rend les EGS interdépendants. On peut ajouter des informations complémentaires à cette information en 25 fonction de la capacité de codage géométrique de L'EGS. - Si il y a lieu, calcul du codage fréquentiel à attribuer à chaque EGS. (28): Le serveur d'émetteur imprime sur le document l'authentifiant composé des 3 EGS. On imprime donc chaque EGS sur le document ou produit à 30 authentifier avec l'alphabet et la représentation graphique calculée : c'est l'impression de l'authentifiant. 3 0 0 8 2 1 1 20 L'impression des EGS (par exemple l'EGS de la figure 7) sur leur support (document ou autre) termine la phase de codage. Détail de calcul de l'étape (27) 5 Pour extraire les paramètres d'alphabet, de codage géométrique et de codage fréquentiel, le Serveur d'Emetteur décompose donc la signature d'application en trois séquences de caractères alphanumériques. 10 Par exemple, si la signature d'application est « F24DABB10E79 », les étapes de traitement sont les suivantes : Etape (271) : Le serveur d'émetteur décompose la signature en trois parties égales : « F24D », « ABB1 », « 0E79 » 15 (272) : Le serveur d'émetteur en déduit trois alphabets : « DF24 », « AB1 », « E079 » (273) : Le serveur d'émetteur calcule la transcription de la signature 20 d'application suivant le numéro d'ordre de chaque caractère dans les trois alphabets, on obtient alors trois clés d'ordre C01, CO2, CO3, représentant pour chaque partie de la signature d'application, l'ordre des lettres de l'alphabet utilisées : 25 F24D = > 2341 (C01) ABB1 => 1223 (CO2) 0E79 => 2134 (CO3) (274) : Le serveur d'émetteur concatène dans le serveur de l'Emetteur deux à 30 deux les clés d'ordre comme suit : CCO1 = CO2+CO3 = 12232134 CCO2 = C01+CO3 = 23412134 CCO3 = C01+CO2 = 23411223 Il est à noter que le procédé selon l'invention utilise au moins un triplet d'EGS, mais le principe est valable au-delà de 3 EGS, à condition de faire des cycliques 2 à 2. Par exemple, dans le cas d'utilisation de 4 EGS, le premier EGS comportera les clés d'ordre 2 et 3, le deuxième EGS comportera les clés d'ordre 3 et 4, le troisième EGS comportera les clés d'ordre 4 et 1 et le quatrième EGS comportera les clés d'ordre 1 et 2. (275) : Le serveur d'émetteur attribue à chaque EGS un alphabet et la concaténation des clés d'ordre qui ne concernent pas son propre alphabet, par exemple comme suit : EGS1 Le code fréquentiel obtenu est « 4D2F », noté CF1. Pour l'EGS 2 : On procède de la même manière, l'alphabet « AB1 » de EGS 2 ayant une longueur d'alphabet de 3, ce qui donne un code fréquentiel de validation CF2 tel que : « BAB1A1 » = CF2. Pour l'EGS 3 : On procède de la même manière avec une longueur d'alphabet de 4 ce qui donne CF3 tel que: « 9E0E7 » = CF3. 10 Le Codage fréquentiel CF1, CF2, CF3 des trois EGS doit impérativement comporter toutes les lettres de son alphabet. Dans le cas où on n'utilise pas le codage fréquentiel pour stocker des informations, on utilisera l'alphabet ordonné de base comme codage fréquentiel. 15 Remarque : rien n'interdit de coder dans les EGS d'autres informations qui ne participent pas au mécanisme de protection décrit ci-dessus. Phase de contrôle : Décodage de l'authentifiant 20 On décrit le procédé de décodage de l'authentifiant en liaison avec la figure 3. Etape 31 - Le contrôleur 3 capture numériquement à partir du support d'EGS (à l'aide d'un scanner, d'un appareil photo numérique) l'image de l'authentifiant comprenant l'ensemble des EGS. 25 32 - Il identifie à l'aide de son terminal de contrôle, le type de chaque EGS grâce à un traitement de l'image. 33 - Extraction des données 30 - Extraction de l'Alphabet de chaque EGS - Extraction de la signature d'émission - Extraction des cryptogrammes de la Métrique de chaque EGS - Extraction des informations de la Fréquence de chaque EGS 3 0 0 8 2 1 1 24 - Extraction de l'information de l'Index Remarque : si une tentative de reproduction a été faite, l'alphabet est altéré et ne permet pas le décodage. 34 - Vérification de l'émetteur : le contrôleur (terminal de contrôleur 3) utilise la clé publique 10 de l'Emetteur (préalablement stockée) pour vérifier la signature d'émission (SE définie plus haut) et l'intégrité de chaque cryptogramme (c'est-à-dire, est-ce qu'elle vient bien de cet Emetteur ?). Pour cela le terminal 3 du contrôleur concatène les cryptogrammes et les compare avec le résultat du décodage de la signature d'émission avec la clé publique d'émetteur. 15 35 - Reconstruction de la signature d'application : Le contrôleur 3 décode les clés d'ordre à partir des cryptogrammes d'EGS (chaque cryptogramme comporte deux clés d'ordre) avec la clé publique 10 de l'émetteur. Il reconstruit la signature d'application du document en ordonnant l'alphabet, grâce aux clés d'ordre calculées et à l'alphabet trouvé. 20 36 - Vérification d'intégrité de l'authentifiant : Le contrôleur 3 décrypte avec la clé publique 9 de l'application la signature d'application afin de trouver le condensat du document. Il compare le condensat ainsi trouvé, avec celui inclus dans l'Index (voir plus haut la structure de l'Index). En 25 cas d'égalité c'est OK, c'est-à-dire que l'authentifiant (AI code) est intègre, ni contrefait, ni falsifié ; sinon NOK, signifiant par exemple qu'il y a eu copie ou tentative de reproduction de l'authentifiant. En cas de OK, le contrôleur 3 accède à l'information complémentaire : quels sont les 30 droits associés à l'application. Le traitement du procédé de décodage selon l'invention se fait complètement offline, avec seulement la clé publique 10 de l'Émetteur et la clé publique 9 de l'application. 10 3 0 0 8 2 1 1 25 On se réfère aux figures 4 à 6 pour décrire des exemples d'EGS utilisables dans le procédé, et à la figure 7, qui représente l'authentifiant obtenu à partir d'eux. 5 En figure 4, on a représenté un premier exemple d'EGS éligible, noté EGS1. Cet EGS est un exemple d'EGS informatif. Les signes utilisables pour l'alphabet sont les lettres de A à F et les chiffres de 0 à 9. L'alphabet retenu pour l'exemple est « DF24 ». La matrice du codage métrique est composée de 32 cases. La présence d'un signe de l'alphabet dans la matrice représente la valeur binaire 1 et l'absence de signe représente la valeur binaire 2. La lecture de la matrice de la case 1 à la case 32 représente un mot binaire de 32 bits représentant la valeur du codage métrique. La séquence des signes lus de la case 1 à 32 donne le codage fréquentiel. Pour être valide cette séquence doit apparaître au moins deux fois dans la matrice. En figure 5, on a représenté un second exemple d'EGS éligible, noté EGS2. Cet EGS est un exemple d'EGS témoin. Les motifs utilisables pour l'alphabet sont des carrés bi-couleur prenant leur teinte parmi les quatre couleurs suivantes : Noir, Magenta, Cyan et Jaune. Toute tentative de reproduction remplacera chaque couleur primaire pure par une trame mélangée de ces mêmes couleurs primaires. En effet, les couleurs pures Magenta, Cyan et Jaune (couleurs soustractive) sont transcrites lors de leur capture par un équipement optique selon une décomposition sur les trois couleurs additives : une rouge, une verte et une bleue (RVB). La couleur ainsi décomposée perd en qualité. Pour pouvoir la réimprimer, cette couleur décomposée en RVB va être retransformée en une décomposition de couleurs soustractives Jaune, Magenta, Cyan et Noir. Ces deux transformations suffisent à mesurer la dégradation de l'EGS témoin. Dans EGS2, chaque carré représente une lettre de A à F ou un chiffre de 0 à 9. L'alphabet retenu pour l'exemple représente « AB1 » par le biais des motifs. La matrice du codage métrique est composée de 32 cases. La présence d'un motif de l'alphabet représente la valeur binaire 1 et l'absence de motif représente la valeur 3 0 0 8 2 1 1 26 binaire 2. La lecture de la matrice de la case 1 à la case 32 représente un mot binaire de 32 bits représentant la valeur du codage métrique. La séquence des motifs lus de la case 1 à la case 32 donne le codage fréquentiel. Pour être valide cette séquence doit apparaître au moins deux fois dans la matrice. 5 En figure 6, on a représenté un troisième exemple d'EGS éligible, noté EGS3. Cet EGS est un exemple d'EGS cryptographique. Les symboles utilisables pour l'alphabet sont des dessins représentants chacun une 10 lettre de A à Fou un chiffre de 0 à 9. Le décodage nécessite de connaître la table de correspondance entre les dessins et les lettres ou chiffres. L'alphabet retenu pour l'exemple représente « E079 ». La matrice du codage métrique est composée de 32 cases. La présence d'un symbole 15 de l'alphabet représente la valeur binaire 1 et l'absence de symbole représente la valeur binaire 2. La lecture de la matrice de la case 1 à la case 32 représente un mot binaire de 32 bits représentant la valeur du codage métrique. La séquence des symboles lus de la case 1 à la case 32 donne le codage fréquentiel. Pour être valide cette séquence doit apparaître au moins deux fois dans la matrice. 20 En figure 7, on a représenté l'authentifiant obtenu par combinaison/superposition des trois EGS précédents. Cet authentifiant est destiné à être imprimé sur un support à sécuriser, ou à être affiché sur un écran dans le cadre d'une transaction sécurisée. 25 Cet authentifiant permet : - D'être imprimé ou affiché par n'importe quel procédé d'impression - De détecter les tentatives de reproduction au travers de la mesure d'altération des couleurs par traitement d'image de l'EGS 2. - De vérifier l'émetteur de l'authentifiant. 30 - De détecter les falsifications éventuelles de l'information par la vérification de l'intégrité de la signature d'application. Avantages du procédé selon l'invention : Le procédé répond aux buts fixés et permet notamment de renforcer la sécurité d'impression d'éléments graphiques de sécurité sur des documents ou sur une grande variété d'objets dont il s'agit de prouver l'origine avec un grand degré de fiabilité. En outre, le procédé selon l'invention permet d'imprimer des EGS sur des imprimantes grand public, puis de vérifier des EGS de façon déconnectée, 10 indépendamment d'une base de données externe, ce qui diminue le coût unitaire et augmente la vitesse de traitement. Enfin, le procédé selon l'invention permet de rendre détectable une tentative de falsification et/ou de contrefaçon de l'impression. 15 '7 - r To: INPI Page 3 of 9 2013-12-01 16:36:27 (GMT) 33488714019 From: Bernard NONNENMACHER 28 REVENDICATIONS1. Procédé d'authentification consistant à imprimer un authentifiant comprenant un ensemble d'Eléments Graphiques de Sécurité (EGS) sur un support à sécuriser, caractérisé en ce que ledit authentifiant est une combinaison d'au moins trois types différents d'EGS pris dans un groupe d'EGS éligibles et définis par des éléments de codage, et en ce que lesdits EGS utilisés sont interdépendants par 10 construction, de sorte que la modification d'un des EGS constitutifs de l'impression entraîne automatiquement une incohérence Identifiable sur l'authentifiant imprimé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les EGS éligibles sont pris dans un ensemble d'EGS qui sont des représentations graphiques calculées 15 à partir d'un ensemble de motifs à base de pixels, signes ou symboles, ces représentations graphiques étant lisibles et interprétables par un système de vision numérique, et en ce que chaque EGS possède au moins une caractéristique unique numérique ou physique qui le distingue des autres EGS. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un au moins des EGS éligibles pris en combinaison est un EGS de type témoin, c'est-à-dire qu'il peut contenir des motifs, signes ou symboles qui s'altèrent lors d'une tentative de reproduction. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments de codage de chaque EGS éligible sont aptes à pouvoir être décomposés selon trois axes de codage, à savoir un axe de codage Alphabétique ou « Alphabet », un axe de codage géométrique ou « Métrique » et un axe de codage fréquentiel ou « Fréquence ». 30 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour construire les EGS interdépendants, il comporte, des étapes consistant à: - . r To: INPI Page 4 of 9 2013-12-01 16:36:27 (GMT) 33488714019 From: Bernard NONNENMACHER 29 initialiser des éléments d'uneapplication, à savoir une clé privée d'application (11), un code d'application, une signature d'application, etau moins trois EGS éligibles (EGS1, EGS2, EGS3, ...) ; - Initialiser des éléments d'unémetteur, à savoir un code d'émetteur et une clé privée d'émetteur (8) ; - construire un authentifiant à partir d'au moins trois EGS interdépendants en utilisant une décomposition de ladite signature d'application pour définir lesdits trois axes de codage de chaque EGS et une signature d'émission pour contrôler l'intégrité de la construction de l'authentifiant. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de construction de l'authentifiant comporte les étapes suivantes : - Envoi des informations à protéger par un serveur d'émetteur à un serveur d'application ; - Calcul des éléments de base (condense et signature d'application) du codage de l'authentifiant par ledit serveur d'application selon les informations à protéger transmise par ledit serveur d'émetteur ; - Génération d'une clé d'Index (code de l'application + code de l'émetteur + condensat + du numéro d'ordre de la demande) - Composition par le serveur d'application du message avec les paramètres de construction de l'authentifiant (clé drindexe la signature d'application et la liste d'EGS à utiliser); - Transmission cryptée dudit message par ledit serveur d'application au dit serveur d'émetteur ; - Réception et décryptage du message par ledit serveur d'émetteur ; - Construction de l'authentifiant par la décomposition de la signature d'application pour définir lesdits trois axes de codages (Alphabet, Métrique et Fréquence) de chaque EGS et calcul de la signature d'émission ; - Impression de l'authentifiant par ledit serveur d'émetteur 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour vérifier l'authentifiant, on procède de la manière suivante -mi -:, '8 To: INPI Page 5 of 9 2013-12-01 16:36:27 (G MT) 33488714019 From: Bernard NONNENMACHER 30 - Capturer l'authentifiant à l'aide d'un système optique d'acquisition d'image - Traiter l'image de l'authentifiant pour en extraire les données d'Alphabet, de signature d'émetteur, des cryptogrammes de Métrique de chaque EGS, et d'Index ; 5 - Vérifier l'émetteur grâce au décryptage de la signature d'émetteur et auxdits cryptogrammes ; Reconstruire la signature d'application grâce au décodage de l'Alphabet, de la Métrique et de la Fréquence ; - Vérifier l'intégrité de l'authentifiant grâce à la comparaison du condensat de 10 la clé d'index et du décryptage de la signature d'application. 8 - Système pour la mise en oeuvre du procédé d'authentification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : un serveur d'application (1) stockant une clé privée d'application (11) et une 15 clé publique d'émetteur (10) ; un logiciel de serveur d'application apte à recevoir des informations à protéger, à les signer électroniquement (signature d'application), à fournir des informations complémentaires nécessaires à la construction de l'authentifiant avec des EGS Eligibies sur le serveur d'émetteur 20 un serveur d'émetteur (2) stockant une clé privée d'émetteur (8) et une clé publique d'application (9) ; un logiciel de serveur d'émetteur apte à provoquer l'impression de l'authentifiant composé d'au moins trois EGS interdépendants sur un support à sécuriser, ou l'affichage dudit authentifiant sur un écran ; 25 un outil de contrôle (3) stockant la clé publique d'émetteur (10) et la clé publique d'application (9) et apte à acquérir l'image de l'authentifiant, à traiter ladite image pour en extraire les données des EGS et à effectuer les calculs et vérifications permettant de faire la vérification d'intégrité de l'authentifiant.