(57)【要約】  信憑性検証の方法。第１当事者と第２当事者の間での取引の実施を含むことができ、各当事者は、互いに遠隔の第１および第２の場所に位置し、取引の結果は、権利トークンに対する権利の第１当事者から第２当事者への提供である。取引結果に続いて、権利トークンの書出し書式を記述するデータを第１当事者から第２当事者に伝送できる。権利トークンは、書出し書式を記述するデータを使用して第２の場所で書き出せる。さらに、この権利トークン書の第１の署名を第２の場所で生成き、この署名は、権利トークン書の固有特性に基づき、第１の署名が署名データベースに格納される。さらに、権利トークン書の第２の署名を第２の場所から遠隔の第３の場所で生成でき、第２の署名は、権利トークン書の固有特性に基き、さらに、権利トークン書の信憑性を検証するために、第２の署名の属性を、データベース内に格納された第１の署名の属性と比較することを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１当事者と第２当事者の間で取引を実施するステップであって、前記当事者それぞれが、互いに遠隔の第１および第２の場所に位置し、前記取引の結果が、権利トークンに対する権利の第１当事者から第２当事者への提供であるステップと、
権利トークンの書出し書式を記述するデータを前記第１当事者から前記第２当事者に伝送するステップと、
書出し書式を記述するデータを使用して、前記第２の場所で前記権利トークンを書き出すステップと、
前記権利トークン書の第１の署名を前記第２の場所で生成するステップであって、前記第１の署名が、コヒーレントビームを前記権利トークン書の上に向け、前記コヒーレントビームが前記権利トークン書により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって生成され、データ点の群の異なる組が、前記権利トークン書のそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記第１の署名を前記第１当事者に伝送するステップと、
前記権利トークン書のその後の信憑性検証のために、前記第１の署名およびその属性を保持するステップとを含む、信憑性検証の方法。
【請求項２】
前記保持するステップが、その後の信憑性検証のために前記第１の署名を署名データベースに格納するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記保持するステップが、機械読取り可能な符号化プロトコルに従って前記第１の署名を符号化するラベルデータを生成するために、前記第１の署名を前記第１当事者が処理するステップと、前記ラベルデータを前記第２当事者に伝送するステップと、前記ラベルデータを表すラベルを前記第２の場所で前記権利トークンに書き出すステップとを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の署名が、非対称暗号化アルゴリズムを使用してラベル内に符号化される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ラベルが公開鍵／秘密鍵暗号方式の公開鍵を表す、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ラベルが、印刷プロセスを用いて適用されたインクラベルである、請求項３、４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記権利トークン書の第２の署名を第２の場所から遠隔の第３の場所で生成するステップであって、前記第２の署名が、コヒーレントビームを前記権利トークン書の上に向け、前記コヒーレントビームが前記権利トークン書により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって生成され、データ点の群の異なる組が、前記権利トークン書のそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記権利トークン書の信憑性を検証するために、前記第２の署名の属性を前記第１の署名の属性と比較するステップとをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記比較ステップで前記第１の署名の属性と前記第２の署名の属性の間に実質的な同一性が示された場合に肯定的な比較結果が返される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記権利トークンを書き出す装置と一体化された装置を使用して前記第１の署名を生成するステップをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記権利トークンを書き出す前記ステップが、トークンを記述するデータを印刷シートに印刷するステップを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記印刷シートが、紙シート、厚紙シート、プラスチックシート、および金属シートから選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記印刷シートが、前記データをその上に印刷する前に、パターンをその上に有する、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記権利トークンを書き出す前記ステップが、前記権利を記述するデータをデータ記憶デバイスに書き込むステップを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記データ記憶デバイスが、プラスチックカードまたは金属カードと物理的に関連性のある磁気記憶デバイスまたは電子記憶デバイスから選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記トークンが商品またはサービスに対する権利を表示する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記商品またはサービスに対する権利が、前記権利トークン書の信憑性の肯定的な検証に依存している、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記権利トークンがチケットである、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記権利トークンが代金振込書類である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記権利トークンがアクセス許可証である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の場所が電子商取引サーバを含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の場所がコンピュータ端末を含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第３の場所がコンピュータ端末を含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第３の場所が前記権利トークン書の請戻し場所に位置している、請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
互いに遠隔にあり、データ通信チャネルを介してその間で通信するように動作可能な第１および第２のコンピュータシステムであって、前記第１のコンピュータシステムが、前記第２のコンピュータシステムの利用者が前記第１のコンピュータシステムと取引を行えるように動作可能であり、前記取引の結果が、権利トークンに対する権利の第１のコンピュータシステムから前記利用者への提供であり、第１のコンピュータシステムがさらに、前記権利トークンを記述しているデータを前記第２のコンピュータシステムに前記データ通信チャネルを介して伝送するように動作可能である、第１および第２のコンピュータシステムと、
前記第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、前記トークンを記述している前記データを使用して前記権利トークンを書き出すように動作可能なライタと、
前記第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、前記権利トークン書の第１の署名を生成するように動作可能な第１の署名発生器とを含む信憑性検証のシステムであって、前記署名発生器が、コヒーレントビームを前記権利トークン書の上に向け、前記コヒーレントビームが前記権利トークン書により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記署名を生成するように動作可能であり、データ点の前記群の異なる組が、前記権利トークン書のそれぞれの異なる部分による散乱と関連し、前記署名発生器がさらに、前記第１の署名を前記第１当事者まで伝送するように動作可能である、信憑性検証のシステム。
【請求項２５】
前記第１の署名をその後の信憑性検証のために格納するように動作可能である署名データベースをさらに含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１のコンピュータシステムが、機械読取り可能な符号化プロトコルに従って前記第１の署名を符号化するラベルデータを生成するための前記第１の署名を処理するように、また前記ラベルデータを前記第２当事者に伝送するように動作可能であり、前記ライタが、前記ラベルデータを符号化するラベルを前記権利トークンに書き込むように動作可能である、請求項２４または２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の署名が、非対称暗号化アルゴリズムを使用して前記ラベル内に符号化される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ラベルが、公開鍵／秘密鍵暗号方式の公開鍵を表す、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ライタが、前記ラベルをインクラベルとして前記権利トークン書に印刷するように動作可能である、請求項２６、２７または２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第２のコンピュータシステムから遠隔の第３のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、前記権利トークン書の第２の署名を生成するように動作可能な第２の署名発生器であって、コヒーレントビームを前記権利トークン書の上に向け、前記コヒーレントビームが前記権利トークン書により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記第２の署名を生成するように動作可能であり、データ点の前記群の異なる組が、前記権利トークン書のそれぞれの異なる部分による散乱と関連する、第２の署名発生器と、
前記権利トークン書の信憑性を検証するために、前記第２の署名の属性を前記第１の署名の属性と比較するように動作可能なコンピュータとをさらに含む、請求項２４から２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記コヒーレントビームの焦点を前記読取りボリュームに合わせる集束装置をさらに含む、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記集束装置が、細長い焦点を前記コヒーレントビームが結ぶように構成され、その駆動装置が、前記細長い焦点の長軸を横切る方向に前記コヒーレントビームを前記読取りボリュームの上で動かすように構成される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記読取りボリュームのそれぞれの異なる部分による散乱を感知するように配置され構成された複数の検出器チャネルを検出器装置が含むことで、前記データ点の異なる組が、読取りボリュームの異なる部分による散乱と関連することが保証される、請求項３０から３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記検出器装置の少なくとも一部を収容するためのハウジングであって、権利トークン書が読取りボリューム内に配置されるように、権利トークン書をあてがうことができる、または中に入れることができる読取り開口を有するハウジングをさらに含む、請求項３０から３３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記コヒーレントビームを通り越して物品を移動させる権利トークン書コンベアをさらに含む、請求項３０から３４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３６】
前記読取りボリュームに対して所与の形の権利トークン書を固定位置に位置決めするための物理的な位置決め補助を含む、請求項３０から３５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３７】
前記検出器装置が単一の検出チャネルからなる、請求項３０から３６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記検出器装置が、角をなして分配され、前記読出しボリュームのそれぞれ異なる部分についての一群のデータ点を収集するように動作可能な一群の検出器要素を含む、請求項３０から３７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記コヒーレントビームがほぼ直角の入射角で権利トークン書に当たるように、その発生源が、前記コヒーレントビームを前記読出しボリュームの上に向けるように取り付けられる、請求項３０から３８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記検出器装置が、前記読取りボリュームにより後方散乱された放射を検出するように反射の形で構成される、請求項３０から３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
データ獲得および処理モジュールが、所定の符号化プロトコルに従う信号要素を識別するためにデータ点をさらに解析するように、またそれにより基準の署名を生成するように動作可能である、請求項３０から４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記ライタが前記第１の署名発生器と同じ場所に配置される、請求項２４から４１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記権利トークン書が、印刷されたパターンを印刷基材上または印刷シート上に含む、請求項２４から４２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記印刷シートが、紙シート、厚紙シート、または金属シートから選択される、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記印刷シートが、前記データをその上に印刷する前に、パターンをその上に有する、請求項４３または４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記印刷基材が梱包箱または製造物から選択される、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４７】
前記権利トークン書がデータ記憶デバイスを含む、請求項２４から４６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記データ記憶デバイスが、プラスチックカードまたは金属カードと物理的に関連性のある磁気記憶デバイスおよび電子記憶デバイスから選択される、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記権利トークン書が、商品またはサービスに対する権利を表示する、請求項２４から４８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５０】
前記商品またはサービスに対する前記権利が、前記権利トークン書の信憑性の肯定的な検証に依存している、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５１】
前記権利トークンがチケットである、請求項２４から５０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５２】
前記権利トークンが代金振込書類である、請求項２４から５０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５３】
前記権利トークンがアクセス許可証である、請求項２４から５０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５４】
前記第３の場所が前記権利トークン書の請戻し場所である、請求項２４から５３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５５】
権利トークン書の信憑性を検証するための、請求項２４から５４のいずれか一項のシステムの使用。
【請求項５６】
権利トークン書が変更されているかどうかを確認するための、請求項２４から５４のいずれか一項のシステムの使用。
【請求項５７】
チケットを認証する方法であって、
チケットの発行事業体から遠隔の場所でチケットを作成するステップと、
コヒーレントビームを前記チケットの上に向け、前記コヒーレントビームが前記チケットにより散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記チケットの第１の署名を作成するために、前記作成場所で前記チケットをスキャンするステップであって、データ点の前記群の異なる組が、前記チケットのそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記第１の署名を前記発行事業体に伝送し、前記第１の署名またはその属性をその後のチケット検証のために保持するステップと、
請戻しのための前記チケットの提示に応じて、コヒーレントビームを前記チケットの上に向け、前記コヒーレントビームが前記チケットにより散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記チケットの第２の署名を作成するために前記チケットをスキャンするステップであって、データ点の前記群の異なる組が、前記チケットのそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記チケットの有効性信頼度を判定するために、前記第１の署名の属性と前記第２の署名の属性とを比較するステップとを含む、方法。
【請求項５８】
前記第１の署名またはその属性が、その後のチケット検証のためにデータベースに格納され、このチケット検証では、前記データベースを参照して比較するために前記第１の署名の属性が検索される、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
機械読取り可能な符号化プロトコルに従って第１の署名を符号化するラベルデータを生成するために、前記第１の署名またはその属性が発行事業体によって使用され、前記ラベルデータが第２当事者に伝送され、前記第２の場所で、その後のチケット検証のためのラベルとして前記権利トークンに書き出され、このチケット検証では、前記データベースを参照して比較するために前記第１の署名の属性が検索される、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
アクセス許可証を認証する方法であって、
アクセス許可証の発行事業体から遠隔の場所でアクセス許可証を作成するステップと、
コヒーレントビームを前記アクセス許可証の上に向け、前記コヒーレントビームが前記アクセス許可証により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記アクセス許可証の第１の署名を作成するために、前記作成場所で前記アクセス許可証をスキャンするステップであって、データ点の前記群の異なる組が、前記アクセス許可証のそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記第１の署名を前記発行事業体に伝送し、前記第１の署名またはその属性をその後のアクセス許可証検証のために保持するステップと、
請戻しのための前記アクセス許可証の提示に応じて、コヒーレントビームを前記アクセス許可証の上に向け、前記コヒーレントビームが前記アクセス許可証により散乱したときに得られる信号からのデータ点の群からなる組を収集し、前記データ点の群の組を処理することによって前記アクセス許可証の第２の署名を作成するために前記アクセス許可証をスキャンするステップであって、データ点の前記群の異なる組が、前記アクセス許可証のそれぞれの異なる部分による散乱と関連するステップと、
前記アクセス許可証の有効性信頼度を判定するために、前記第１の署名の属性と前記第２の署名の属性とを比較するステップとを含む、方法。
【請求項６１】
前記第１の署名またはその属性が、その後のアクセス許可証検証のためにデータベースに格納され、このアクセス許可証検証では、前記データベースを参照して比較するために前記第１の署名の属性が検索される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
機械読取り可能な符号化プロトコルに従って第１の署名を符号化するラベルデータを生成するために、前記第１の署名またはその属性が発行事業体によって使用され、前記ラベルデータが第２当事者に伝送され、前記第２の場所で、その後のアクセス許可証検証のためのラベルとして前記権利トークンに書き出され、このアクセス許可証検証では、前記データベースを参照して比較するために前記第１の署名の属性が検索される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
図１３を参照して実質的に明細書に記載されたシステム。
【請求項６４】
実質的に明細書に記載された装置。
【請求項６５】
実質的に明細書に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信憑性検証に関し、詳細には、代金、商品またはサービスに対する権利が、その代金、商品またはサービスの引き渡し点から時間的または空間的に遠隔の場所で移る状況での信憑性検証に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子商取引、および類似の状況において、代金、商品またはサービスに対する権利の移転が、その代金を管理する、あるいはその商品またはサービスを提供する事業体から遠隔の場所でしばしば行われる。また、そのような権利を示すトークンが、その権利が表明される場所から遠隔の場所で発行されることがある。したがって、最終利用者、およびサービス提供者または商品供給者の両方の部分で詐欺行為の危険を最小限にするために、そのような取引が高いレベルのセキュリティの下にあることが望ましい。
【０００３】
これらの課題に対処するために、権利トークンの多くの発行者は、オンラインまたは類似の遠隔アクセスシステムを通したチケットの購入者に、オンラインシステムを通してトークンの代金を支払うように要求し、その後そのトークンを従来の郵便配達サービスによって購入者に発送する。したがってトークンは、発行者の詐欺行為対策要件を満たす方法を使用して、発行者の選択の場所で、かつ／または発行者の選択の機械を使用して作成することができる。こうすることは、購入者に対して権利トークンの発注とその受取りの間に遅れをもたらし（これはまた、トークンを受け取る前に購入者がその代金を支払うので、購入者の不安の元になることもある）、発注される権利トークンを作成し発送するための設備を維持することを購入者に要求する。
【０００４】
代金、商品またはサービスに対する権利への遠隔アクセスについての課題に対処するために使用される他の技術は、オンラインのアクセスまたは発注設備など、遠隔アクセスシステムで品物の代金を支払うためのセキュリティ機構を含む。このような状況では、購入者から供給者へ代金を移すための権限の数値標識が与えられることがある。通常これは、クレジットカード番号またはデビットカード番号を含むことができ、数字のＰＩＮ（個人識別番号）または英数字のパスワードで補足することができる。しかし、このシステムは、クレジットカードまたはデビットカードの送り状作成住所に基づく送付先住所の制約がさらなる安全措置として利用できるものの、購入者が実際にクレジットカードまたはデビットカードを所持しているという保証を与えない。
【特許文献１】国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０３／０３９１７号
【特許文献２】英国特許第２２２１８７０号
【特許文献３】米国特許第６５８４２１４号
【非特許文献１】Ｋｒａｖｏｌｅｃ、「Ｐｌａｓｔｉｃ  ｔａｇ  ｍａｋｅｓ  ｆｏｏｌｐｒｏｏｆ  ＩＤ」、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｎｅｗｓ、２００２年１０月２日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、少なくとも一部には、従来のシステムの課題および欠点を考慮して行われた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも一部には、磁性材料製のトークンを使用する認証技術の応用についての本発明者の研究からもたらされ、本発明では、トークンの磁気応答（Ｃｏｗｂｕｒｎの国際特許出願ＰＣＴ／ＧＢ０３／０３９１７号（特許文献１）に詳述）に影響を及ぼす磁性材料中の再現不可能な欠陥によって一意性が実現される。この研究の一部として、磁性材料は、バーコードの形式、すなわち何本かの平行な帯の形に製作された。磁気リーダで磁界を掃引することによって帯の固有の磁気応答を読み取るとともに、バーコード上にレーザビームをスキャンし、バーコード帯と、帯がその上に形成されている物品との変化する反射率によるコントラストを利用することによってバーコードを読み取るための光学式スキャナが作られた。この情報は、磁気特性と相補的であった。というのは、バーコードは、たとえば紙幣について上でも説明したように（たとえば、Ｋｒａｖｏｌｅｃ、「Ｐｌａｓｔｉｃ  ｔａｇ  ｍａｋｅｓ  ｆｏｏｌｐｒｏｏｆ  ＩＤ」、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｎｅｗｓ、２００２年１０月２日（非特許文献１）参照）、よく知られた自己認証方式の型式での、固有の磁気応答のデジタル署名を符号化するために使用されていたからである。
【０００７】
本発明者が驚いたことには、この光学式スキャナを使用したとき、磁気チップがその上に支持されていた裏紙材料が、スキャナに固有の光学応答を与えることが発見された。さらなる調査で、様々な種類の厚紙およびプラスチックの表面など、他の多くの未加工の表面が同じ効果を示すことが確証された。さらに、固有の特性は、少なくとも一部にはスペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）により生じるが、非スペックルの寄与もまた含むことが本発明者によって確証された。
【０００８】
すなわち、特別に準備されたトークンを使う必要なしに、あるいは他のどんな方法によっても特別に物品を加工する必要なしに、スペックルをベースとする技術の利点のすべてを得ることが可能であることが発見された。具体的には、多くの種類の紙および厚紙が、コヒーレント光ビームにより固有の特徴的な散乱信号を与え、その結果、固有のデジタル署名が、ほとんどあらゆる紙の書類または厚紙の梱包物から得ることができるようになることが見いだされた。
【０００９】
セキュリティデバイス用に使用される上記の既知のスペックルリーダは、レーザビームでトークンの全体を照光し、得られたスペックルパターンの有意な立体角をＣＣＤを用いて画像化することに基づくように見受けられ（たとえば、英国特許第２２２１８７０号（特許文献２）および米国特許第６５８４２１４号（特許文献３）参照）、それによって、大きな配列のデータ点から構成されるトークンのスペックルパターン画像を得る。
【００１０】
本発明者によって使用されるリーダは、このようには動作しない。このリーダは、４つの単チャネル検出器（４つの簡単なフォトトランジスタ）を使用し、これらは、散乱レーザビームから４つの信号要素だけを集めるように角をなして隔離される。レーザビームは、表面の非常に小さな部分だけを覆うスポットに集束される。信号は、そのスポットが表面をスキャンするときに、４つの単チャネル検出器によって表面の異なる局部領域から集められる。したがって、物品からの特徴的な応答は、物品表面の多数（一般に数百または数千）の異なる局部領域からの個別の測定値により構成される。４つのフォトトランジスタが使用されるが、単一のフォトトランジスタからのデータだけを使用する解析により、固有の特徴的な応答がこの単チャネルだけから導出できることが示される。しかし、４つのチャネルのうちのさらなるチャネルが応答に含まれる場合には、より高いセキュリティレベルが得られる。
【００１１】
第１の態様から見ると、本発明は、信憑性検証の方法を提供する。この方法は、第１当事者と第２当事者の間の取引を実施することを含むことができ、この当事者はそれぞれ、互いに遠隔の第１および第２の場所に位置しており、取引の結果は、権利トークンに対する権利の第１当事者から第２当事者への提供である。取引結果に続いて、権利トークンの書出し書式を記述するデータを第１当事者から第２当事者に伝送することができる。権利トークンは、書出し書式を記述するデータを使用して第２の場所で書き出すことができる。この方法はさらに、この権利トークン書の第１の署名を第２の場所で生成することを含むことができ、この署名は、権利トークン書の固有特性に基づいており、第１の署名が署名データベースに格納される。さらに、この方法は、書き込まれた権利トークンの第２の署名を第２の場所から遠隔の第３の場所で生成することを含むことができ、第２の署名は、権利トークン書の固有特性に基づいており、この方法はさらに、権利トークン書の信憑性を検証するために、第２の署名の属性をデータベース内に格納された第１の署名の属性と比較することを含む、したがって、権利トークンの信憑性を確実に検査して、トークンに印を付けることやその他のセキュリティ機構を必要としないで、トークンの不正な複写または変更を回避することができる。
【００１２】
一実施形態では、この方法はさらに、権利トークンを書き出す装置と一体化された装置を使用して前記第１の署名を生成することを含む。それによって、署名は、書出しと署名生成の間でトークンの変更が回避できるように、書出し過程の一部として生成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、第１および／または第２の署名を生成するステップは、権利トークン書をコヒーレント光にさらすステップと、権利トークン書の固有構造によるコヒーレント光の散乱を評価する一連のデータ点を集めるステップと、権利トークン書の署名を一連のデータ点により判定するステップとを含む。それにより、高い信頼限界を備えた安全で信頼性のある署名発生システムを使用して、認証を行うことができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、トークンは印刷物とすることができ、印刷物の作成には、電子ファイルからのデータを印刷シートに印刷することが含まれる。印刷シートは、紙シート、厚紙シート、プラスチックシート、または金属シートでよい。印刷シートには、データを印刷する前に、パターンがその上にあってもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、トークンは、プラスチックカードまたは金属カードと物理的に関連性のある磁気記憶デバイス、または電子記憶デバイスなどのデータ記憶デバイスであってよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、この物品は、商品またはサービスに対する権利を示す権利トークン、または他のものとすることができる。商品またはサービスに対する権利は、物品の信憑性の肯定的な検証に依存することができる。いくつかの実施形態では、トークンは、チケット、代金振替書類、またはアクセス許可証であってよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第１の場所は、遠隔ショッピングポータルまたは遠隔注文ポータルの上位装置として働くために使用できるような、電子商取引サーバである。
【００１８】
第２の態様から見ると、本発明は、信憑性検証のためのシステムを提供する。このシステムは、互いに遠隔にある、データ通信チャネルを介してその間で通信するように動作可能な第１および第２のコンピュータシステムを含むことができ、第１のコンピュータシステムは、第２のコンピュータシステムの利用者が第１のコンピュータシステムと取引を行えるように動作可能であり、取引の結果は、権利トークンに対する権利の第１のコンピュータシステムからこの利用者への提供であり、第１のコンピュータシステムはさらに、権利トークンを記述しているデータを第２のコンピュータシステムにデータ通信チャネルを介して伝送するように動作可能である。このシステムはまた、第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置された、トークンを記述しているデータを使用して権利トークンを書き出すように動作可能なライタと、第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、その権利トークン書の固有特性に基づき、権利トークン書の第１の署名を生成するように動作可能な第１の署名発生器とを含む。このシステムはまた、第１の署名を格納するように動作可能な署名データベースと、第２のコンピュータシステムから遠隔の第３のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、権利トークン書の固有特性に基づき権利トークン書の第２の署名を生成するように動作可能な第２の署名発生器とを含む。加えて、このシステムは、権利トークン書の信憑性を検証するために第２の署名の属性をデータベース内に格納された第１の署名の属性と比較するように動作可能な比較器も含むことができる。したがって、物品の信憑性は、その物品に印を付ける、あるいはその物品の中に他のセキュリティ機構を実施する必要なしに、確実に検証することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、第１および第２の署名発生器は、物品を受けるように構成された読取りボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）と、コヒーレント光ビームの発生源と、読取りボリュームによりコヒーレント光ビームが散乱するときに得られる信号から一連のデータ点を集めるための検出器構成とを含み、データ点の異なる点は、読取りボリュームの異なる部分による散乱と関連し、データ獲得および処理モジュールは、一連のデータ点による物品の署名を判定するように動作可能である。したがって、署名をシステムの機能の高い信頼性によって生成して、物品の一意性を立証することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、ライタは、第１の署名発生器と同じ場所に配置することができる。それによって、物品は、生成中または生成の直後にスキャンされて、物品の不正な操作の可能性を低減させることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、トークンは、印刷基材または印刷シート上に印刷された模様を含むことができる。印刷シートは、紙シート、厚紙シート、プラスチックシート、または金属シートでよい。印刷シートの上には、トークンデータがその上に書き出される前に模様があってもよい。印刷基材は、梱包容器または製造された物品でよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、権利トークン書は、データ記憶デバイスを含むことができる。このデータ記憶デバイスは、プラスチックカードまたは金属カードと物理的に関連性のある磁気記憶デバイス、または電子記憶デバイスなどのデータ記憶デバイスとすることができる。
【００２３】
権利トークンは、商品またはサービスに対する権利を表示することができる。商品またはサービスに対する権利は、物品の信憑性の肯定的な検証に依存することができる。この物品は、チケット、代金振替書類、またはアクセス許可証であってよい。
【００２４】
第３の場所は、権利トークン書の請戻し場所とすることができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、このシステムは、物品の信憑性を立証するために、かつ／または物品が変更されているかどうかを確認するために使用することができる。
【００２６】
別の態様から見ると、本発明は、チケットを認証する方法を提供し、この方法は、チケットの発行事業体から遠隔の場所でチケットを作成すること、チケットの固有特性に基づきチケットの第１の署名を生成するためにその生成場所でチケットをスキャンすること、第１の署名を発行事業体に伝送し、第１の署名またはその属性をその後のチケット検証のために保持すること、請戻しのためのチケットの提示に応じて、チケットの固有特性に基づきチケットの第２の署名を生成するためにチケットをスキャンすること、およびチケットの有効性の確かさを判定するために第１と第２の署名の属性を比較することを含む。それによって、チケットを任意の場所で作成することができ、またそのチケットを有効にするためにスキャンすることができる。その後、チケットが請け戻しのために提示されるときに、チケットの信憑性を検証して、そのチケットを引き受けるかどうかを判断することができる。
【００２７】
第１の署名またはその属性は、その後のチケット検証のためにデータベースに格納することができ、このチケット検証では、データベースを参照して比較するために第１の署名の属性が検索される。あるいは、または加えて、第１の署名またはその属性を発行事業体が使用して、機械読取り可能な符号化プロトコルに従って第１の署名を符号化するラベルデータを生成することができ、そのラベルデータは、第２当事者に伝送され、第２の場所で、その後のチケット検証のためのラベルとして権利トークンに書き出され、このチケット検証では、ラベルを参照して比較するために第１の署名の属性が検索される。
【００２８】
他の態様から見ると、本発明は、アクセス許可を認証する方法を提供し、この方法は、アクセス許可の発行事業体から遠隔の場所でアクセス許可証を作成すること、アクセス許可証の固有特性に基づきアクセス許可証の第１の署名を生成するための生成場所でアクセス許可証をスキャンすること、第１の署名を発行事業体に伝送し、第１の署名またはその属性をその後のアクセス許可証検証のために保持すること、請戻しのためのアクセス許可証の提示に応じて、アクセス許可証の固有特性に基づきアクセス許可証の第２の署名を生成するためにアクセス許可証をスキャンすること、およびアクセス許可証の有効性の確かさを判定するために第１と第２の署名の属性を比較することを含む。
【００２９】
それによって、航空便または船旅の搭乗券など、アクセス許可証を任意の場所で印刷することができ、また署名を生成するためのスキャンによって有効化することができる。その後、許可証が、ある場所、イベント、旅行手段などへのアクセスのために提示されるときに、許可証の信憑性を検証して、その許可証によって与えられると主張されているアクセスを与えるかどうかを判断することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、この物品に対してコヒーレントビームを移動させることによって、物品の固有特性に関係した収集データのうちの異なるデータが、物品の異なる部分による散乱と関連することが保証される。この移動は、固定された物品の上でビームを動かすモータによって実現することができる。モータは、サーボモータ、自走モータ、ステッパモータ、または任意の適切なモータ型でよい。別法として、低コストのリーダでは駆動装置を手操作とすることもできる。たとえば、操作者は、物品がその上に載せられた往復台を静止ビームが横切るように動かすことによって、物品の上でビームをスキャンすることができる。コヒーレントビームの断面は通常、有効な数の個別データ点を収集できるように、物品の投影よりも少なくとも１桁（好ましくは少なくとも２桁）小さくする。コヒーレントビームの焦点を物品に合わせるために、集束装置を設けることができる。この集束装置は、コヒーレントビームが細長い焦点を結ぶように構成することができ、この場合、駆動装置は、細長い焦点の長軸を横切る方向にコヒーレントビームを物品の上で動かすように構成されることが好ましい。細長い焦点は、好都合には円柱レンズ、または同等の反射鏡構成を用いて実現することができる。
【００３１】
他の実施形態では、検出器装置が、物品のそれぞれ異なる部分による散乱を検出するように配置され構成された複数の検出チャネルを含むことで、データ点のうちの異なるデータが、物品の異なる部分による散乱と関連することを保証することができる。これは、方向検出器、光ファイバによる信号の局部収集、または他の方法で実現することができる。方向検出器、または他の信号の光局部収集では、コヒーレントビームは集束させなくてよい。実のところコヒーレントビームは、静止状態でサンプルボリューム全体を照光することができる。方向検出器は、検出器要素に融合させたレンズ、または他の方法で検出器要素に対して固定したレンズの焦点を合わせることによって実施することができる。光ファイバをマイクロレンズと組み合わせて使用してもよい。
【００３２】
検出器装置が単一の検出器チャネルだけからなる場合に、使用可能なリーダを作製することができる。他の実施形態では、角をなして分配され、読出しボリュームのそれぞれ異なる部分についての一群のデータ点を収集するように動作可能な一群の検出器要素、好ましくは小さな群の数個の検出器要素を含む検出器装置を使用する。同じ群のデータ点間の比較による寄与を署名が組み込む場合には、セキュリティが強化される。この比較は、好都合には相互相関を含むことができる。
【００３３】
使用中のリーダは、検出器チャネルを１つだけ用いて作製することができるが、少なくとも２つのチャネルがあることが好ましい。これによって検出器信号間の相互相関をとることができ、これは、署名を判定することに関連する信号処理に有用である。ほとんどの応用例では、２個から１０個の検出器チャネルが適切であると予想され、現在２個から４個が装置の簡素性とセキュリティの間の最適なバランスと考えられる。
【００３４】
検出器要素は、有利には読取りボリュームを横切る平面内にあるように配置され、対の各要素は、コヒーレントビーム軸に対してその平面内に角をなして分配され、好ましくはビーム軸のどちらの側にも１つまたは複数の検出器要素がある。しかし、非平面の検出器配置もまた許容できる。
【００３５】
異なる検出器から得られた信号の相互相関を使用することが、セキュリティレベルを向上させる、また署名を長期間にわたりより確実に再現可能にもできる有益なデータを与えることが見出された。スペックルパターンが本来は相互に関連していないので（パターン内の向かい合う点からの信号を例外として）、相互相関の有用性は、科学的な観点からいくぶん意外である。言い換えると、スペックルパターンの場合、異なる検出器が、励起位置を横切る共通平面内で励起位置からオフセットされた等しい大きさの角度に配置されていない限り、異なる検出器からの信号間にある相互相関は、本来ゼロである。したがって、相互相関の寄与を使用することの有用性は、散乱信号の重要な部分がスペックルではないことを示す。この非スペックルの寄与は、直接散乱の結果であるとして、あるいは紙繊維のよじれなどの複雑な表面による乱反射散乱の寄与として見ることができる。今のところ、スペックル散乱信号の寄与と非スペックル散乱信号の寄与との相対的な重要度は明らかではない。しかし、今まで行われた実験から、検出器は、純粋なスペックルパターンを測定しているのではなく、スペックル要素および非スペックル要素を有する復号信号を測定していることが明らかである。
【００３６】
署名内に相互相関要素を組み入れることはまた、セキュリティを改善するためにも有益になりうる。というのは、真正な物品の表面のコントラスト変化を再生する物品を高解像度印刷を用いて作製することがたとえ可能であっても、作製した物品が、真正な物品をスキャンすることによって得られる相互相関係数に適合できないからである。
【００３７】
一実施形態では、検出器チャネルは、簡単なフォトトランジスタの形をとる個別検出器要素で構成される。ＰＩＮダイオードまたはフォトダイオードなど、他の簡単な個別要素を使用することもできる。検出器アレイなど、集積検出器要素もまた使用できるが、これはデバイスのコストおよび複雑さを増す。
【００３８】
スキャンされるべき物品の上のレーザビームの照光角度を変更する最初の実験から、各測定間に物品が劣化したときでもほとんど変化のない同じ表面により繰り返して測定できる特性を得るには、レーザビームは、スキャンされる面に対してほぼ直角に入射することが実際上好ましいようでもある。少なくとも一部の既知のリーダは、斜め入射を使用する（英国特許第２２２１８７０号参照）。ひとたび理解されると、この効果は明らかなようであるが、英国特許第２２２１８７０号のものを含む一部の従来技術のスペックルリーダの設計によって立証されるように、また実のところ本発明者により作られた最初の試作リーダの設計によっても立証されるように、はっきりと、直ちに明白になるものではない。本発明者の入射が斜めである最初の試作リーダは、研究所の条件ではかなりよく機能したが、物品として使用された紙の劣化に非常に影響されやすかった。たとえば、再測定時に重大な相違が現れるようにするには、指で紙をこすることで十分であった。２番目の試作リーダは、直角入射を使用し、通常の取扱いによる紙の劣化に対して、またより厳しい状況、すなわちレーザプリンタを含む様々な種類のプリンタに通すこと、複写機に通すこと、書き込むこと、印刷すること、オーブンの中で意図的に焦がすこと、およびしわくちゃにし、再度平らにすることなどによる紙の劣化に対して丈夫であることが判明した。
【００３９】
したがって、コヒーレントビームを読取りボリューム上に向けるようにその発生源を取り付け、その結果コヒーレントビームがほぼ直角の入射角で物品に当たるようになると有利であり得る。ほぼ直角の入射角とは、±５°、１０°または２０°を意味する。別法として、ビームは、物品に対して斜めの入射角を有するように向けることもできる。こうすることには通常、物品の上にビームをスキャンさせる場合にマイナスの影響がある。
【００４０】
発明を実施するための最良の形態で説明するリーダでは、検出器装置は、読取りボリュームにより後方散乱された放射を検出するように反射の形で構成されることに注意されたい。しかし、物品が透明の場合には、検出器は透過の形で構成することができる。
【００４１】
署名発生器は、以前に記録された署名のデータベースにアクセスするように動作可能にでき、また読取りボリューム内に置かれた物品の署名と一致するものをデータベースが含んでいるかどうかを確定するための比較を実施するように動作可能にすることもできる。このデータベースは、リーダ装置の一部を形成する大容量記憶デバイスの一部でよく、あるいは遠隔の場所にあり、遠隔通信リンクを介してリーダによってアクセスされてもよい。遠隔通信リンクは、無線リンクおよび固定リンクを含む任意の従来の形式をとることができ、またインターネットを介して利用可能であってもよい。データ獲得および処理モジュールは、少なくともいくつかの動作モードでは、一致するものが見つからない場合にその署名をデータベースに加えることができるように動作可能である。
【００４２】
データベースを使用するときに、署名を格納することに加えて、データベース内のその署名を、スキャンした書類のコピー、パスポート所持者の写真、製品の製造場所および製造時期についての詳細、または売れる商品の意図した販売目的地についての詳細（たとえば、違法に近い輸入品を追跡するため）など、物品についての他の情報と関連付けることもまた有用なことがある。
【００４３】
本発明は、紙、厚紙およびプラスチックなど、様々な異なる種類の材料からなる物品の識別を可能にする。
【００４４】
固有構造とは、物品がその製造によって本質的に有する構造を意味し、それにより、トークンによって、または物品の中に組み込まれた人造繊維によって与えられた構造など、セキュリティの目的に特に与えられた構造にわたって識別する。
【００４５】
紙または厚紙とは、木材パルプまたは同等の繊維プロセスから作られるどんな物品も意味する。紙または厚紙は、コーティングまたは含浸によって処理することができ、あるいはセロファンなどの透明な材料で覆うこともできる。表面の長期安定性が特別な問題になる場合には、紙は、たとえばアクリル製の吹付け用透明コーティングで処理することができる。
【００４６】
したがって、データ点は、コヒーレントビームによる照光の位置の関数として収集することができる。これは、物品の上に局部コヒーレントビームをスキャンすること、または物品の異なる部分による散乱光を収集する指向性検出器を使うことのどちらかによって、あるいは両方の組合せによって実現することができる。
【００４７】
署名は、ほとんどの応用例ではデジタル署名であると予想される。現在の技術を用いたデジタル署名の典型的なサイズは、２００ビットから８ｋビットの範囲であるが、現在では、高いセキュリティを得るために約２ｋビットのデジタル署名サイズを有することが好ましい。
【００４８】
本発明の別の実施は、データベース内にデジタル署名を格納しないで、むしろ、署名から導出されたラベルで権利トークンを標識することで可能であり、このラベルは、機械読取り可能符号化プロトコルに準拠するものである。
【００４９】
より具体的には、本発明の別の態様は、信憑性検証の方法を提供し、この方法は、第１当事者と第２当事者の間の取引を行うことを含み、その当事者は、互いに遠隔の第１および第２の場所にそれぞれ位置し、取引の結果は、権利トークンに対する権利の第１当事者から第２当事者への提供であり、この方法はさらに、権利トークンの書出し書式を記述するデータを第１当事者から第２当事者に伝送すること、書出し書式を記述するデータを使用して第２の場所で権利トークンを書き出すこと、この権利トークン書の固有特性に基づく権利トークン書の第１の署名を第２の場所で生成すること、この第１の署名を第１当事者に伝送すること、および第１の署名またはその属性をその後の権利トークン書の信憑性検証のために保持することを含み、この保持ステップは、機械読取り可能符号化プロトコルに従って第１の署名を符号化する標識データを生成するように第１の署名を処理する第１当事者と、この標識データを第２当事者に伝送すること、および標識データを示すラベルを権利トークン上に第２の場所で書き出すことを含む。
【００５０】
さらに、本発明は、信憑性検証のシステムを提供し、このシステムは、互いに遠隔の、データ通信チャネルを介してその間で通信するように動作可能な第１および第２のコンピュータシステムを含み、第１のコンピュータシステムは、第２のコンピュータシステムの利用者が第１のコンピュータシステムと取引を行えるように動作可能であり、取引の結果は、権利トークンに対する権利の第１のコンピュータシステムからこの利用者への提供であり、第１のコンピュータシステムはさらに、権利トークンを記述しているデータを第２のコンピュータシステムにデータ通信チャネルを介して伝送するように動作可能であり、このシステムはさらに、第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置された、トークンを記述しているデータを使用して権利トークンを書き出すように動作可能なライタと、第２のコンピュータシステムと同じ場所に配置され、その権利トークン書の固有特性に基づき権利トークン書の第１の署名を生成するように動作可能な、また第１の署名を第１当事者に伝送するようにも動作可能な第１の署名発生器とを含み、第１のコンピュータシステムは、機械読取り可能符号化プロトコルに従って第１の署名を符号化する標識データを生成するための第１の署名を処理するように動作可能であり、またこの標識データを第２当事者に伝送するようにも動作可能であり、ライタは、標識データを示すラベルを権利トークン上に書き出すように動作可能である。
【００５１】
第１の署名は、非対称暗号化アルゴリズムを使用してラベル内に符号化されることが好ましい。このラベルは、公開鍵／秘密鍵暗号方式の公開鍵を表すことができる。好都合には、たとえば電子チケット発行の場合、ラベルは、印刷プロセスを用いて権利トークンに適用されたインクラベルとすることができる。
【００５２】
この一群の実施形態では、データ獲得および処理モジュールは、所定の符号化プロトコルに従う信号要素を識別するためにデータ点をさらに解析するように、またそれにより基準の署名を生成するようにも動作可能である。所定の符号化プロトコルの特性は、ほとんどの実施形態では、コントラスト、すなわち散乱信号強度に基づくと想定される。特に、従来のバーコードプロトコルを使用することができ、バーコードは、１Ｄバーコードの場合にはストライプの形で、あるいは２Ｄバーコード、たとえばｐｄｆ４１７に従うような高密度バーコードではより複雑なパターンの形で物品に印刷、または別の方法で付けられる。この場合、データ獲得および処理モジュールは、第１の（基準の）署名が、読取りボリュームに置かれた物品を読み取ることによって得られた第２の署名と合致するかどうかを確定するための比較を行うように動作可能にできる。その結果、紙チケットなどの物品は、バーコードなど、それ自体の特性がデジタル的に示されるものを記載するように印を付けることができる。基準の署名は、一方向性関数を用いて、すなわち発行事業体にだけ知られている秘密鍵を必要とする非対処暗号化アルゴリズムを使用して、物品の特性から得られるものでなくてはならない。これは、第１の署名を得るために偽造物をスキャンし、次いで暗号化方式に従ってリーダのスキャンを表示するラベルを偽造物の上に印刷することによって偽造物を作り出したい、リーダを有する無認可の第３事業者に対する障壁として働く。通常、バーコードラベルまたは他の印は、公開鍵によって解読可能な暗号文を表し、秘密鍵は、認可された発行事業者のために保存される。
【００５３】
データベースを使用するときに、署名を格納することに加えて、データベース内のその署名を、スキャンした書類のコピーなどの物品、パスポート所持者の写真、製品の製造場所および製造時期についての詳細、または物品の意図した行き先についての詳細（たとえば、航空チケットが引き渡されるべき搭乗空港）などについてのさらなる情報、あるいは第２事業者の身元についての情報など、他の情報と関連付けることもまた有用である（たとえば、チケットの購入者についてのデータを保持して、チケットの引渡し時の物理的な所有者が、チケットを購入し作成した人物と同じであるかを検査することが第３の場所での比較に含まれることで、転売によるチケットの押売りを防止できるようになる）。
【００５４】
次に、本発明の具体的な実施例を例示的にのみ、添付の図を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本発明は、様々な修正および代替形態の余地があるが、特定の実施形態を図面で例示的に示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、図面およびそれに対する詳細な説明は、開示された特定の形態に本発明を限定するものではなく、それどころか本発明は、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲に入るすべての修正、等価物、および代替物を包含するものであることを理解されたい。
【００５６】
電子商取引環境などの環境におけるセキュリティおよび認証サービスを提供することに関し、物理的品目を一意的に識別するシステムを使用して、プロバイダおよび最終利用者の両方のために、詐欺行為の可能性を低減させることができ、また電子商取引システムの実際の信頼性も予測される信頼性も高めることができる。
【００５７】
このような品目識別を行うのに適したシステムの例を、次に図１から図１２を参照して説明する。
【００５８】
図１は、リーダ装置１の第１の例の概略側面図を示す。光学リーダ装置１は、装置の読取りボリュームに配置された物品（図示せず）から署名を判定するものである。読取りボリュームは、ハウジング１２内のスリットである読取り開口１０によって形成される。ハウジング１２は、装置の主な光学構成要素を収容する。スリットは、その領域の長い方がｘ方向にある（図面中の差込み図の軸参照）。主要な光学構成要素は、コヒーレントレーザビーム１５を発生するレーザ源１４、および検出器装置１６であり、検出器装置１６は、複数のｋ個（この例ではｋ＝４）の、１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄで標識された光検出器要素で構成されている。レーザビーム１５は、円柱レンズ１８によって、ｙ方向（図面の面に垂直）に延び、読取り開口の平面にある細長い焦点に集束される。一例のリーダでは、この細長い焦点は、長軸寸法が約２ｍｍであり、短軸寸法が約４０マイクロメートルである。これらの光学構成要素は、小組立品２０内に収容される。本例では、４つの検出器要素１６ａ〜ｄは、読取りボリュームに存在する物品による反射の形で散乱した光を収集するために、互いにかみ合わせた配置での異なる角度でビーム軸からオフセットされて、ビーム軸のどちらの側にも分配されている。本例では、オフセット角度は、−７０°、−２０°、＋３０°および＋５０°である。検出器要素が収集するデータ点ができるだけ独立しているように、ビーム軸のどちらの側の角度も等しくならないように選択される。４つの検出器要素すべてが共通平面内に配置される。光検出器要素１６ａ〜ｄは、コヒーレントビームが読取りボリュームにより散乱したときに、ハウジング上に置かれた物品により散乱した光を検出する。図示のように、発生源は、レーザビーム１５がそのビーム軸をｚ方向に向けるように取り付けられ、その結果、レーザビームが読取り開口内の物品に直角に当たるようになる。
【００５９】
一般には、物品の位置決めにおけるｚ方向のどんな相違も読取り開口の平面内でのビームサイズの顕著な相違をもたらさないように、焦点深度は大きいことが望ましい。本例では、焦点深度は約０．５ｍｍであり、この焦点深度は、スキャナに対する物品の位置がある程度制御できる場合には、良好な結果をもたらすのに十分なだけ大きい。焦点深度、開口数、作業距離のパラメータは相互に依存しており、その結果、スポットサイズと焦点深度の間のよく知られたトレードオフということになる。
【００６０】
駆動モータ２２は、矢印２６で示すように、適切なベアリング２４または他の手段によって光学部品組立品２０の直線の動きを実現するために、ハウジング１２内に配置される。すなわち駆動モータ２２は、読取り開口１０の上でコヒーレントビームをｘ方向に直線的に移動させる働きをして、ビーム１５が、細長い焦点の長軸を横切る方向にスキャンされるようになる。コヒーレントビーム１５は、コヒーレントビームに直角の平面内、すなわち読取り開口が設置されているハウジング壁の平面内の読取りボリュームの投影像よりもずっと小さい断面をｘｚ平面（図面の面）内に有するように、その焦点で寸法設定されるので、駆動モータ２２のスキャンによりコヒーレントビーム１５が、駆動モータ２２の動作のもとで読取りボリュームの多くの異なる点をサンプリングすることになる。
【００６１】
図２は、このサンプリングを示すために含まれており、細長いビームを読取り領域の端から端までスキャンさせることによって、読取り領域がどのようにｎ回サンプリングされるかを示す概略斜視図である。駆動装置の動作のもとで集束レーザビームが読取り開口に沿ってスキャンされるときの集束レーザビームのサンプリング位置は、長さが「１」で幅が「ｗ」の領域をサンプリングする、１からｎまで番号が付けられた隣り合わせの長方形によって表される。データ収集は、駆動装置がスリットに沿ってスキャンされるときに、ｎ個の位置それぞれで信号を収集するように行われる。その結果、読取りボリュームのｎ個の異なる図示部分による散乱と関連する、一連のｋ×ｎ個のデータ点が収集される。
【００６２】
スリット１０近傍のハウジング１２の下側に、ｘ方向、すなわちスキャン方向に沿って形成される任意選択の距離マーク２８もまた、概略的に図示されている。このマーク間のｘ方向の例示的な間隔は、３００マイクロメートルである。これらのマークは、細長い焦点の末端でサンプリングされ、後でより詳細に説明するように、線形化が必要な状況においてｘ方向のデータの線形化を行う。その測定は、スリット近傍のマーク２８の領域からの光を収集するように配置された指向性検出器である、追加のフォトトランジスタ１９によって行われる。
【００６３】
代替例では、マーク２８は、光学装置組立品２０の一部である専用のエンコーダエミッタ／検出器モジュール１９によって読み取ることができる。エンコーダエミッタ／検出器モジュールは、バーコードリーダ内で使用される。一例では、集束発光ダイオード（ＬＥＤ）および光検出器をベースとしたＡｇｉｌｅｎｔ  ＨＥＤＳ−１５００モジュールを使用することができる。モジュール信号は、追加の検出器チャネルとしてのＰＩＣ  ＡＤＣに供給される（図３についての以下の議論参照）。
【００６４】
焦点の短軸寸法が４０マイクロメートルで、ｘ方向のスキャン長が２ｃｍ、ｎ＝５００の例では、ｋ＝４で２０００個のデータ点が与えられる。所望のセキュリティレベル、物品の種類、検出器チャネルの数「ｋ」、および他の要因で決まるｋ×ｎの値の典型的な範囲は、１００＜ｋ×ｎ＜１００００になると予想される。また、検出器の数ｋを増加させると、取扱い、印刷などによる物品の表面劣化の影響を受けないように改善されることも判明した。実際には、現在まで使用された試作品の場合、経験則は、許容できる高いセキュリティレベルを多種多様な表面について与えるには、個別データ点の総数、すなわちｋ×ｎが５００以上でなければならないということである。他の最小数（より高い、またはより低い）は、スキャナが、１つだけの特定の表面の種類について使用するためのものである場合、あるいは一群の表面の種類について使用するためのものである場合に当てはまり得る。
【００６５】
図３は、リーダ装置の機能構成要素のブロック概略図である。モータ２２は、電気リンク２３を介してプログラマブル割込み制御回路（ＰＩＣ）３０に接続される。検出器モジュール１６の検出器１６ａ〜ｄは、それぞれの電気接続線１７ａ〜ｄを介して、ＰＩＣ  ３０の一部であるアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）に接続される。同様な電気接続線２１が、マーカ読取り検出器１９をＰＩＣ  ３０に接続する。電気リンクの代わりに、または電気リンクと組み合わせて、光リンクまたは無線リンクが使用できることを理解されたい。ＰＩＣ  ３０は、データ接続３２を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３４とインタフェースされる。ＰＣ  ３４は、デスクトップまたはラップトップでよい。ＰＣの代替物として、他のインテリジェントデバイス、たとえば携帯情報端末（ＰＤＡ）、または専用の電子ユニットを使用することができる。ＰＩＣ  ３０およびＰＣ  ３４はひとまとめで、検出器１６ａ〜ｄによって収集されたデータ点の組から物品の署名を判定するデータ獲得および処理モジュール３６を形成する。
【００６６】
いくつかの例では、ＰＣ  ３４は、インタフェース接続３８を介してデータベース（ｄＢ）４０へのアクセスを有することができる。データベース４０は、ＰＣ  ３４のメモリに常駐することができ、あるいはＰＣ  ３４の駆動装置に格納することもできる。あるいは、データベース４０はＰＣ  ３４から遠方にあり、無線通信によって、たとえば移動電話サービス、またはインターネットと組み合わせた無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用することによって、アクセスされてもよい。さらに、データベース４０は、局部的にはＰＣ  ３４に格納されるが、遠隔の供給源から定期的にダウンロードされてもよい。このデータベースは、遠隔の事業体によって管理されてよく、この事業体は、データベース全体のうちの一部だけへのアクセスを特定のＰＣ  ３４に与えることができ、かつ／またはセキュリティ方針に基づいてデータベースへのアクセスを制限することができる。
【００６７】
データベース４０は、以前に記録された署名のライブラリを含むことができる。ＰＣ  ３４は、使用の際、データベース４０にアクセスでき、また、データベース４０が、読取りボリュームに置かれた物品の署名と一致するものを含んでいるかどうかを確定するための比較を行うことができる。ＰＣ  ３４はまた、一致するものが見つからなかった場合に署名をデータベースに追加できるようにプログラムすることもできる。
【００６８】
ＰＣとデータベースの間のデータの流れを処理する方法は、ＰＣの場所、およびＰＣの操作者とデータベースの操作者の間の関係に依存することができる。たとえば、ＰＣおよびリーダが、物品の信憑性を確認するために使用されている場合、ＰＣは、新しい物品をデータベースに加えることができなくてもよく、実際にデータベースに直接アクセスできないが、その代わりに比較のための署名をデータベースに提供する。この構成では、データベースは、信憑性の結果をＰＣに提供して、物品が真正であるかどうかを示すことができる。一方、ＰＣおよびリーダが、品目をデータベース内に記録するために、あるいはデータベース内の品目を検証するために使用されている場合は、データベースに記憶するために署名がデータベースに提供されてよく、比較の必要がない。しかし、この状況では、単一の品目がデータベースに２回入力されることを回避するために、比較が行われてよい。
【００６９】
図４は、リーダ装置１の外形を示す斜視図である。ハウジング１２、およびスリット形状の読取り開口１０が明らかである。物理的位置決め補助４２もまた明らかであり、所与の形状の物品を読取り開口１０に対して固定位置に位置決めするために設けられている。本例では、物理的位置決め補助４２は、直角ブラケットの形であり、それにより書類または梱包箱の角を位置決めすることができる。これにより、物品をスキャンする必要があるときはいつでも、物品の同じ部分を読取り開口１０に確実に位置決めできるようになる。簡単な角ブラケットまたは等価物が、紙のシート、パスポート、ＩＤカード、および梱包箱など、適切に画定された角を有する物品用には十分である。他の形状の位置決めガイドが、ＣＤおよびＤＶＤを含む円形の品物、または円筒形梱包容器など湾曲した面を有する品物など、異なる形状の品物を受けるために設けられてもよい。１つだけのサイズおよび形状の品物がスキャンされる場合には、その品物を受けるためのスロットが設けられてよい。
【００７０】
以上で物品信憑性の遠隔検証のためのセキュリティ機構における使用に適したスキャンおよび署名発生装置の例を説明した。このようなシステムは、物品を複数の場所でスキャンできるように、また物品が両方の場合で同一の物品であることを保証するために行われる検査のために、また任意選択で、最初のスキャンとその後のスキャンの間に物品が変更されていないことを保証するために行われる検査のために配備することができる。
【００７１】
図５は、物品の配置を安定にするように書類供給器が設けられるリーダ用の、代替の物理的構成の例を示す。この例では、ハウジング６０が設けられ、それに物品供給トレー６１が取り付けられている。トレイ６１は、リーダでスキャンするための１つまたは複数の物品６２を保持することができる。モータが供給ローラ６４を駆動し、物品６２をデバイスに通して、またそれを前述の光学装置組立品２０のスキャン開口と交差させて搬送することができる。すなわち、物品６２は、光学組立品と物品の間の相対的動きが物品の移動によってもたらされるようにして、以上で議論した方法で光学装置組立品２０によってスキャンすることができる。このようなシステムを使用すると、スキャンされる品物の動きを直線性が十分なモータを使用して制御することができ、距離マークの使用および線形化処理が不要になることがある。この装置は、書類スキャナ、複写機または書類管理システムの任意の従来の形式に従うことかできる。このようなスキャナは、（たとえばミシン目結合で複数のシートが一緒につながっている）ライン供給シート、ならびに、または代わりに単シートを扱うように構成することができる。梱包箱の場合には、代替物が、適切なガイド穴、たとえば、長方形の箱の底を受けるための長方形断面の穴、または管状の箱（すなわち円筒箱）の底を受けるための円形断面の穴を設けることになる。
【００７２】
以上で自動供給器型式デバイス内で物品をスキャンするのに適した装置を説明した。供給装置の物理的構成に応じて、スキャナは、１つまたは複数の、材料の単シート、材料の結合シート、または梱包箱などの３次元品をスキャンすることができてよい。
【００７３】
図６は、リーダ用の別の代替の物理的構成の例を示す。この例では、利用者が物品を動かしてリーダに通す。図６Ａに示されるように、リーダハウジング７０の中に、スキャンする物品を挿入するためのスロット７１を設けることができる。光学装置組立品２０には、スロットに通される物品６２をスキャンできるようにスロット７１に向けたスキャン開口を設けることができる。加えて、光学装置小組立品２０からの正確な焦点距離まで物品を案内するのを補助するために、かつ／またはスロットを通る物品の一定速度の通過を実現するために、ガイド要素７２をスロット７１内に設けることができる。
【００７４】
図６Ｂに示されるように、リーダは、ハウジング７０を通る長手方向のスロットに沿って、矢印で示すように動かしたときに物品をスキャンするように構成することができる。あるいは、図６Ｃに示されるように、リーダは、物品が矢印で示すようにリーダハウジング７０内に延びるスロットに挿入されたとき、またはスロットから取り出されたときに物品をスキャンするように構成することができる。この型式のスキャナは、カード、プラスチックシート、または金属シートなど、少なくとも部分的に堅い物品をスキャンするのに特に適していることがある。このようなシートは、たとえば、クレジットカード、または他の銀行カードなどのプラスチック品でもよい。
【００７５】
以上で手操作により開始される物品のスキャンのための装置を説明した。これは、銀行カード、および／またはクレジットカードのスキャンに使用することができる。したがって、カードが使用のために提示される端末装置のところでカードをスキャンすることができ、またカードの信憑性、および変更されていない状態を調べるために、カードから取得された署名をそのカードの格納されている署名と比較することができる。このようなデバイスはまた、たとえば軍様式の金属ＩＤタグを読み取るという状況で使用することもできる（このタグはまた、アレルギー患者が自分のアレルギーを他人に知らせるために携帯されることも多い）。これにより、患者を治療している医療要員が、治療されている患者が実際にタグの適正な所持者であったことを保証できるようにもなる。同様に、災害の状況において、回収されたタグを信憑性についてスキャンして、家族、および／または同僚に知らせる前に、死傷者が正しく身元が確認されていることを保証することができる。
【００７６】
図７は、リーダ用の別の代替の物理的構成の例を示す。本例では、図７に斜視図で示されたように、プリンタ１２２が提供され、上述の光学装置組立品２０がその中に組み込まれている。プリンタ１２２は、スキャンヘッドおよび関連する電子部品があること以外、従来のものとすることができる。紙供給機構を概略的に表すために、その最終ローラ対１０９が示されている。この紙供給機構は、付加的なローラおよび他の機構部品も含むことを理解されたい。試作品の例では、スキャンヘッドは便宜上、図示のように最終ローラ対のすぐ後に取り付けられている。このスキャンヘッドは、紙の供給経路に沿って多くの異なる位置に取り付けることも可能であることを理解されたい。さらに、図はレーザプリンタのものであるが、どんな種類の印刷デバイスも使用できることを理解されたい。インクジェットプリンタ、サーマルプリンタ、またはドットマトリクスプリンタなど、他の形式のプリンタばかりでなく、印刷デバイスは、ネットワーク化複写機、または工業用印刷機など、従来はプリンタとみなされなかった他のどんな種類の印刷デバイスであってもよい。たとえば、印刷デバイスは、紙幣、小切手、または旅行者小切手を印刷するための印刷機でもよい。
【００７７】
以上で印刷、および物品のスキャンに適した装置の例を説明した。それによって、製造中に物品をスキャンして、製造とスキャンの間で物品が変更される可能性を回避することができる。したがって、スキャンユニットをプリンタに付加するための増加コストが、専用のスキャンデバイスのコストよりも容易に低くなりうるので、装置はまた、そのようなリーダの所有コストの低減も可能にする。
【００７８】
上記の例は、断面の小さいコヒーレント光ビームを検出器と組み合わせて用いた局部励起に基づいており、この検出器は、局部励起領域を含むずっと広い領域にわたって散乱した光信号を受ける。その代わりに、ずっと広い領域の励起と組み合わせて局部領域からだけの光を収集する指向性検出器に基づいて、機能的に同等の光学システムを設計することも可能である。
【００７９】
図８Ａは、リーダ用のそのような画像化装置を側面図で概略的に示し、これは、指向性光収集、およびコヒーレントビームを用いた全面照光に基づいている。アレイ検出器４８は、検出器アレイ４８の隣り合う帯が読取りボリューム内の対応する隣り合う帯からの光だけを収集するように、円柱マイクロレンズアレイ４６と組み合わせて配置されている。図２を参照すると、それぞれの円柱マイクロレンズは、ｎ個のサンプリング帯のうちの１つからの光信号を収集するように配置されている。その場合、コヒーレント照光は、読取りボリューム全体の全面照光とともに行うことができる（図に示さず）。
【００８０】
局部励起と局部検出の組合せを用いたハイブリッドシステムもまた、場合によっては有用でありうる。
【００８１】
図８Ｂは、リーダ用のそのようなハイブリッド画像化装置の光学フットプリントを平面図で概略的に示し、指向性検出器が、細長いビームを用いた局部照光と組み合わせて使用されている。この例は、指向性検出器が設けられた図１の例の展開と考えることができる。この例では、３群の指向性検出器が設けられ、各群は、「ｌ×ｗ」の励起帯に沿った異なる部分からの光を収集するように目標が定められている。読取りボリュームの平面の収集領域は、破線の円で示されており、その結果、第１群のたとえば２個の検出器が、励起帯の上部からの光信号を収集し、第２群の検出器が、励起帯の中間部からの光信号を収集し、第３群の検出器が、励起帯の下部からの光を収集する。示された検出器の各群は、直径が約ｌ／ｍの円形の収集領域を有し、ここでｍは、励起帯の再分割の数であり、本例ではｍ＝３である。このように、個別データ点の数は、所与のスキャン長ｌに対してｍの係数によって増加させることができる。以下でさらに説明するように、１つまたは複数の異なる群の指向性検出器を、スペックルパターンをサンプリングする光信号の収集以外の目的に使用することができる。たとえば、群の１つを、バーコードスキャンに最適化したような形で光信号を収集するために使用することができる。この場合には、一般にその群が検出器を１つだけ含めば十分である。というのは、コントラストをスキャンするだけの場合には、相互相関を得ることに利益がないからである。
【００８２】
様々なリーダ装置の主要な構成要素および機能要素をここまで説明してきたが、次に、署名を判定するために使用される数値処理を説明する。この数値処理は、ＰＩＣ  ３０に従属するいくつかの要素を用いてＰＣ  ３４上で実行するコンピュータプログラム内のほとんどの部分について実施することができることを理解されたい。代替例では、この数値制御は、専用の数値処理デバイス、あるいはハードウェアまたはファームウェア内のデバイスによって実行することもできる。
【００８３】
図９は、紙表面の顕微鏡画像であり、画像は、約０．５×０．２ｍｍの領域を含む。この図は、紙などの巨視的には平坦な表面が、多くの場合に顕微鏡的尺度では高度な構造になっていることを示すために含まれている。紙の場合、その表面は、紙を構成する木材または他の繊維がからみ合うネットワークのために、顕微鏡的に高度な構造になっている。図はまた、約１０ミクロンという木材の繊維の特徴的な長さの尺度も表している。この寸法は、本例のコヒーレントビームの光波長と適正な関係があるために、回折、したがってスペックルをもたらし、また繊維の向きによって決まるプロファイルを有する散乱も起こす。したがって、リーダが特定の部類の商品用に設計されるべき場合、レーザの波長は、スキャンされる部類の商品の構造特徴的寸法に合わせることができることを理解されたい。紙の各１枚ごとの局部的表面構造が、個別の木材繊維がどのように配置されるかによって決まることで、その局部的表面構造が固有のものになることが図から明らかである。したがって、１枚の紙は、それが自然の法則に支配されたプロセスによって作製される結果、固有な構造を有するという点で、従来技術の特殊な樹脂のトークンまたは磁性材料堆積物など、特別に作り出されたトークンと何ら変わりはない。同じことが他の多くの種類の物品にも当てはまる。
【００８４】
言い換えると、多様なありふれた物品から簡単な方法で固有の特徴が測定可能であるときに、特別に準備されるトークンを作製する労力および費用に向かうことは、本質的に無意味である可能性がある。次に、物品の表面（または、透過の場合には内部）の自然構造を利用する、散乱信号のデータ収集および数値制御を説明する。
【００８５】
図１０Ａは、図１のリーダの光検出器１６ａ〜ｄの単一検出器からの生データを示す。グラフは、点番号ｎに対する信号強度Ｉを任意の単位（ａ．ｕ．）で示す（図２参照）。Ｉ＝０〜２５０の間で変動する高い方の線は、光検出器１６ａからの生信号データである。Ｉ＝５０付近にある低い方の線は、マーカ２８（図２参照）から捕捉されたエンコーダ信号である。
【００８６】
図１０Ｂは、エンコーダ信号を用いた線形化後の、図１０Ａの光検出器データを示す（注  ｘ軸は図１０Ａと目盛りが異なるが、これは特に意味がない）。前述のように、スキャナに対する物品の動きが十分に線形である場合には、位置合わせマークを基準とした線形化を使用する必要がない。加えて、強度の平均値が計算され、強度値から減算されている。したがって、処理データ値は、ゼロの上下で変動している。
【００８７】
図１０Ｃは、デジタル化後の図１０Ｂのデータを示す。採用されたデジタル化方式は簡単な２進法であり、正のどんな値も値１に設定され、負のどんな値もゼロに設定される。代わりに、多状態デジタル化、または他の多くの可能なデジタル化手法の任意のものが使用されてもよいことを理解されたい。デジタル化の主な重要特徴は、単に同じデジタル化方式が一貫して適用されるということにすぎない。
【００８８】
図１１は、スキャンにより物品の署名がどのように生成されるかを示す流れ図である。
【００８９】
ステップＳ１はデータ取得ステップであり、このステップ中に各光検出器における光強度が、スキャンの全期間を通じて約１ｍｓごとに取得される。同時に、エンコーダ信号が時間の関数として取得される。スキャンモータが高度な線形化精度を（たとえば、ステッパモータのように）有する場合には、データの線形化の必要がないことに注意されたい。データは、ＰＩＣ  ３０によってＡＤＣ  ３１からデータを引き出して取得される。データ点は、リアルタイムでＰＩＣ  ３０からＰＣ  ３４へ転送される。別法として、データ点をＰＩＣ  ３０内のメモリに格納し、その後スキャンの終止時にＰＣ  ３４に渡すこともできる。各スキャンで収集された、検出器チャネル当たり個数ｎのデータ点は、以下ではＮと定義する。さらに、値ａｋ（ｉ）を、光検出器ｋからｉ番目に格納された強度値と定義し、ここでｉは、１からＮである。このようなスキャンにより得られた２つの生データの組の例が図８Ａに示されている。
【００９０】
ステップＳ２は、エンコーダ遷移が時間的に等しい間隔になるように、数値補間を使用してａｋ（ｉ）を局部的に拡張し短縮する。これによってモータ速度の局部変動を補正する。このステップは、コンピュータプログラムによってＰＣ  ３４内で実行することができる。
【００９１】
ステップＳ３は任意選択のステップである。実行される場合、このステップは、データを数値的に時間に関して微分する。弱い平滑関数をデータに適用することも望ましい。微分は、相互関係のある（スペックル）寄与に相対的な信号による、相互関係のない寄与を減衰する働きをするので、高度な構造になっている表面に対して有用である。
【００９２】
ステップＳ４は、各光検出器について、Ｎ個のデータ点にわたってレコード信号の平均値が取得されるステップである。各光検出器について、この平均値が、すべてのデータ点から減算され、その結果、データは強度ゼロの周りに分散するようになる。線形化、および計算平均値の減算後のスキャンデータの組の例を示す図１０Ｂを参照されたい。
【００９３】
ステップＳ５で、スキャンを表すデジタル署名を計算するために、アナログの光検出器データをデジタル化する。デジタル署名は、ａｋ（ｉ）＞０で２進数「１」にマップ、ａｋ（ｉ）＜＝０で２進数「０」にマップ（ak(i) >0 maps onto binary ‘1’ and ak(i) <=0 maps onto binary ‘0’）の規則を適用することによって得られる。デジタル化データの組はｄｋ（ｉ）と定義され、ここでｉは１からＮになる。物品の署名は、説明したばかりの強度データからなるデジタル化署名に加えて、別の構成要素を組み込むことができる。次に、これら別の任意選択の署名構成要素を説明する。
【００９４】
ステップＳ６は、より小さい「サムネイル」デジタル署名が生成される任意選択のステップである。これは、隣り合う群のｍ個の読取り値を一緒に平均化すること、またはより好ましくは、すべてのｃ番目のデータ点を取得することのどちらかによって行われ、ここでｃはサムネイルの圧縮率である。平均化がノイズを不均衡に増幅することがあるので、後者が好ましい。次に、ステップＳ５で使用されたのと同じデジタル化規則が、低減されたデータの組に適用される。サムネイルデジタル化は、ｔｋ（ｉ）と定義され、ここでｉは１からＮ／ｃであり、ｃは圧縮率である。
【００９５】
ステップＳ７は、複数の検出器チャネルが存在する場合に適用可能な任意選択のステップである。追加の構成要素は、異なる光検出器から得られた強度データ間で算出される相互相関要素である。２チャネルでは１つの可能な相互相関係数があり、３チャネルでは３つまで、４チャネルでは６つまで、などとなる。相互相関係数は、材料の種類の良好な指標であることが分かっているので有用である。たとえば、所与の種類のパスポート、またはレーザプリンタ紙など、特定の種類の書類では、その相互相関係数は常に予想可能な範囲にあるようである。正規化相互相関は、ａｋ（ｉ）とａｌ（ｉ）の間で計算することができ、ここでｋ≠ｌであり、ｋ、ｌは、すべての光検出器のチャネル番号にわたって変化する。正規化相互相関関数Γは、次式で定義される。
【００９６】
【数１】
2008541592.tif 000003
【００９７】
後の検証の際に使用するために格納できる相互相関関数の別の態様は、相互相関関数におけるピークの幅、たとえば全幅半値（ＦＷＨＭ）である。検証処理での相互相関係数の使用については、以下でさらに説明する。
【００９８】
ステップＳ８は別の任意選択のステップであり、信号強度分布を表す簡単な強度平均値を計算するためのものである。これは、ａｋ（ｉ）の根二乗平均（ｒｍｓ）値など、異なる検出器の各平均値の全体平均、または各検出器の平均である。前述のリーダ内のように、検出器が垂直入射のどちらの側にも対で配置されている場合には、検出器の各対の平均値を使用することができる。強度値は、サンプルの全体反射率および粗さの簡単な指標であるので、材料の種類に対する良好な粗フィルタになることが分かっている。たとえば、非正規化ｒｍｓ値を強度値として、平均値すなわちＤＣバックグランドの除去後に使用することができる。
【００９９】
物品をスキャンすることにより得られた署名データは、検証の目的のために署名データベース内に保持されているレコードと比較することができ、かつ／または署名の新しいレコードを追加するためにデータベースに書き込んで、現存するデータベースを拡張することができる。
【０１００】
新しいデータベースのレコードは、ステップＳ５で得られたデジタル署名を含む。これは任意選択で、各光検出器チャネルについてステップＳ６で得られた１つまたは複数の、デジタル署名のより小さなサムネールバージョンと、ステップＳ７で得られた相互相関係数と、ステップＳ８で得られた平均値とによって補足することができる。別法として、サムネイルは、高速サーチ用に最適化されたその独自の分離データベース上に格納し、残りのデータ（サムネイルを含む）を主データベース上に格納することもできる。
【０１０１】
図１２は、スキャンにより得られた物品の署名をどのように署名データベースと突き合わせて検証することができるかを示す流れ図である。
【０１０２】
簡単な実施では、データベースを単にサーチして、一致するものを全部の組の署名データに基づいて見つけることができる。しかし、検証プロセスを高速化するために、この処理は、次に説明するように、計算された平均値および相互相関係数に基づくより小さいサムネイル、およびプリスクリーニングを使用することができる。
【０１０３】
検証ステップＶ１は、検証プロセスの第１ステップであり、このステップでは、上述のプロセス、すなわちスキャンステップＳ１〜Ｓ８を実行するプロセスに従って物品をスキャンする。
【０１０４】
検証ステップＶ２では、各サムネイル入力を取り込み、この入力とｔｋ（ｉ＋ｊ）の間の一致ビットの数を評価する。ここでｊはビットオフセットであり、スキャン領域の配置の際の誤差を補償するように変えられる。ｊの値が決定され、次いで、一致ビットの最大数を与えるサムネイル入力が決定される。これは、その後の処理に使用される「ヒット」である。
【０１０５】
検証ステップＶ３は、任意選択のプリスクリーニングテストであり、レコード用に格納された全部のデジタル署名をスキャンされたデジタル署名と突き合わせて解析する前に実行される。このプリスクリーニングでは、スキャンステップＳ８で得られたｒｍｓ値が、ヒットのデータベースレコード内の対応する格納値と突き合わせて比較される。それぞれの平均値が所定の範囲内で合致しない場合には、「ヒット」は、その後の処理により拒否される。その場合、物品は、非検証として拒否される（すなわち、検証ステップＶ６にジャンプし、不合格の結果を発行する）。
【０１０６】
検証ステップＶ４は、別の任意選択のプリスクリーニングテストであり、全部のデジタル署名を解析する前に実行される。このプリスクリーニングでは、スキャンステップＳ７で得られた相互相関係数が、ヒットのデータベースレコード内の対応する格納値と突き合わせて比較される。それぞれの相互相関係数が所定の範囲内で合致しない場合には、「ヒット」は、その後の処理により拒否される。その場合、物品は、非検証として拒否される（すなわち、検証ステップＶ６にジャンプし、不合格の結果を発行する）。
【０１０７】
相互相関係数を使用し、検証ステップＶ４で実行できる別の検査は、相互相関関数におけるピークの幅を検査するものであり、相互相関関数は、上述のスキャンステップＳ７の最初のスキャンにより格納された値と再スキャンされた値とを比較することによって、次式で数値が求められる。
【０１０８】
【数２】
2008541592.tif 000004
【０１０９】
再スキャンされたピークの幅が、最初のスキャンの幅よりも著しく広い場合、これは、再スキャンされた物品が変更されているか、そうでなければ疑わしいことを表すものと取ることができる。たとえば、この検査は、スキャンされる面による、光検出器によって予想されるのと同じ強度変化を有するバーコードまたは他のパターンを印刷することによってシステムをだまそうと試みる詐欺師を退けるはずである。
【０１１０】
検証ステップＶ５は、スキャンステップＳ５で得られたスキャンデジタル署名と、ヒットのデータベースレコード内の対応する格納値との間の主比較である。全格納デジタル化署名ｄｋｄｂ（ｉ）は、ｋ個の検出器チャネル上のｑ個の隣り合うビットからなるｎ個のブロックに分割され、すなわちブロック当たりｑｋ個のビットがある。ｑの典型的な値は４であり、ｋの典型的な値は４であり、したがって典型的にはブロック当たり１６ビットが生成する。次に、このｑｋ個のビットが、格納されたデジタル署名ｄｋｄｂ（ｉ＋ｊ）中のｑｋ個の対応するビットと突き合わされる。ブロック内の突合わせビットの数が、ある所定の閾値ｚｔｈｒｅｓｈ以上である場合には、突合わせブロックの数がインクリメントされる。ｚｔｈｒｅｓｈの典型的な値は１３である。これがｎブロックのすべてについて繰り返される。スキャン領域の配置の際の誤差を補償するために、この全プロセスが、ｊ個の異なるオフセット値について突き合わせブロックの最大数が見つかるまで繰り返される。突合わせブロックの最大数をＭと定義すると、偶然の一致の確率は、次式の数値を求めることで算出される。
【０１１１】
【数３】
2008541592.tif 000005
【０１１２】
上式でｓは、任意の２つのブロック間での偶然の一致の確率（これはｚｔｈｒｅｓｈｏｌｄの選択値によって決まる）、Ｍは突合わせブロックの数、ｐ（Ｍ）は、Ｍ個以上のブロックが偶然に一致する確率である。ｓの値は、類似の材料からなる異なる物体のスキャン、たとえば紙の書類などの何回かのスキャンによるデータベース内で、各ブロックを比較することによって決定される。ｑ＝４、ｋ＝４、およびｚｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝１３の場合、ｓの典型的な値は０．１である。ｑｋ個のビットが完全に独立している場合、確率論によりｚｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝１３ではｓ＝０．０１が与えられる。より高い値が経験的に見出されるのは、ｋ個の検出器チャネル間の相互関係と、ブロック内の隣り合うビット間の有限のレーザスポット幅による相互関係とのためである。１枚の紙の典型的なスキャンでは、その紙のデータベース入力と突き合わせて比較される場合、総数が５１０のブロックから約３１４の突合わせブロックが得られる。上式でＭ＝３１４、ｎ＝５１０、ｓ＝０．１と設定すると、１０−１７７という偶然の一致の確率が与えられる。
【０１１３】
検証ステップＶ６は、検証プロセスの結果を発行する。検証ステップＶ５で得られた確率の数値は、ベンチマークが既定の確率閾値である合否テストに使用することができる。この場合、確率閾値は、システムによってあるレベルに設定することができ、あるいは利用者によって選択されたレベルに設定される可変パラメータとすることもできる。別法として、確率の数値は、確率それ自体として生の形、あるいは関係のある用語（たとえば、一致なし（ｎｏ  ｍａｔｃｈ）／一致不足（ｐｏｏｒ  ｍａｔｃｈ）／一致良（ｇｏｏｄ  ｍａｔｃｈ）／一致優（ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ  ｍａｔｃｈ））または他の格付けを使用する変更した形のどちらかで、信頼度レベルとして利用者に出力することができる。
【０１１４】
多くの変形形態が可能であることを理解されたい。たとえば、プリスクリーニング要素として相互相関係数を扱う代わりに、主署名の一部としてデジタル化強度データとともににそれらを扱うことができる。たとえば、相互相関係数はデジタル化でき、デジタル化強度データに付加することができる。相互相関係数はまた、それ自体でデジタル化でき、またビット列などを生成するために使用することができ、次にこのビット列などは、ヒットを見つけるために、デジタル化強度データのサムネイルについて前述したのと同じ方法でサーチすることができる。
【０１１５】
以上で、物品をスキャンしてその物品の固有特性に基づく署名を得る、いくつかの例示的装置を説明した。またスキャン中に収集したデータからその署名をどのように生成することができるかという例と、その署名を同一または異なる物品による後のスキャンとどのように比較して、同じ物品が後のスキャンでスキャンされた可能性がどのくらいであるかの尺度を提供できる例とを説明した。
【０１１６】
このようなシステムには多くの用途があり、その中でも詐欺行為防止のためのセキュリティおよび品物の信頼度スクリーニング、ならびに品物のトレーサビリティがある。
【０１１７】
電子商取引システムおよび同様なシステムでは、代金、商品、またはサービスに対する権利を示す書類または権利トークンは、代金、商品、またはサービスに対するアクセスポイントから遠隔の時間、および／または場所で発行することができる。このようなシステムの正常な動作中に詐欺行為および他の妨害に対するセキュリティを提供するために、書類または権利トークンを個別に検証して、その権利の主張者が実際にその権利が与えられていることを保証することができる。
【０１１８】
このセキュリティ設備を実現する適切なシステムを以下の例において、そのセキュリティ設備を適用できる多様な実世界の応用例を参照して説明する。
【０１１９】
一例は、人がオンラインショッピング施設を使用して、イベントへのアクセスのための、または旅行のためのチケットを購入する場合である。この例では、その利用者には、チケットの画像を利用者のアクセス端末まで供給することができる。次いで利用者は、アクセス端末に付随するプリンタを使用して、イベントにアクセスする際の使用のため、または旅行のためにチケットを印刷することができる。次に、利用者はチケットをスキャンして、チケットを識別するための署名を生成することができ、この署名は、チケットを有効化するためにチケット発行者に返される。署名は、印刷されたチケットの固有特性に基づくものにでき、この固有特性は、チケットの写真複製によって、またはチケットの別のコピーを印刷することによって複製することができない。チケット発行者は、有効化チケット署名の署名データベースにその署名を格納することができる。利用者が、イベントへのアクセスを得るために、または旅行のためにチケットを提示したとき、チケットをスキャンして、そのチケットを識別する署名を生成することができる。次に、この新しい署名をデータベース内の署名と比較して、提示されたチケットが有効化されているかどうかを判定することができる。有効化されていないチケットが提示された場合には、イベントまたは旅行へのアクセスを保留することができる。
【０１２０】
このプロセスは図１３に示されている。図１３に示されるように、電子商取引環境２０１はプロバイダ２０３を含み、このプロバイダは、イベント（スポーツ競技、コンサートなど）へのアクセスのための、または旅行（たとえば列車による）のためのチケットを発行する権限を有する。インターネットなどのネットワーク２０６を介してプロバイダ２０３と通信することによって、利用者端末２０８のところの利用者は、プロバイダ２０３からチケットを購入することができる。この購入機構は、遠隔の利用者がショッピングポータルまたは注文ポータルを介して商品またはサービスを購入できるようにする、任意の従来のシステムでよい。このようなオンライン遠隔注文システムは、多くの企業、慈善団体、および政府によって使用されている。チケットを購入するプロセスは、たとえば利用者が、購入のために選択できる１つまたは複数のチケットを見るオンラインショッピングバスケットシステムを使用して、実行することができる。イベントチケットの場合では、異なるチケットが異なるイベントへのアクセス、またはそのイベントでの異なる観覧場所へのアクセスを提供することができる。旅行のチケットの場合では、使用されるルート、および旅行の質／クラスに応じて、異なるチケットを所与の旅行のために提供することができる。
【０１２１】
チケット購入に応じて、プロバイダ２０３は、チケットの画像データファイルを利用者の端末２０８まで、端末に付随するプリンタ２０９での出力用に送信する。このチケットは、特別なチケット印刷シート（特定のチケット情報がその所定の印刷位置に印刷されるようにあらかじめ構成された紙またはカードのシートなど）に印刷することができ、あるいは普通紙のシートなど通常の印刷シートに印刷することもできる。次に、印刷されたチケットは、スキャナ２１０によってスキャンされて、印刷されたチケットの固有特性に基づく署名を生成する。スキャナ２１０は、図１〜８のいずれかを参照して前述したスキャナでよい。一例では、スキャナ２１０は、プリンタ２０９と一体化した、図７を参照して前述したものである。したがって本例では、署名は、その上に署名が印刷されるシートの物理的な表面に基づくものであり、顕微鏡レベルで判定される。すなわち、この署名は、印刷されたチケットに固有のものであり、チケットの別印刷コピーは、同じようにスキャンされても異なる署名を有するはずである。
【０１２２】
次に、署名は、利用者端末２０８からプロバイダ２０３へ送信され、そこで署名データベース２０４に格納される。それによって印刷チケットが有効化され、プロバイダによって有効なチケットとして認められることができる。
【０１２３】
チケットが発行されたイベントに利用者が参加するとき、または利用者が旅行用のチケットを使用するとき、利用者は、印刷チケットを請求場所２１１で提示することができる。この請求場所は、サービスプロバイダと同じ場所に配置されてよく、あるいは、そこから遠隔でもよい。たとえば、１つのサービスプロバイダが、異なる場所でそれぞれのイベントが行われることがある、いくつかのイベントのチケットを販売することができる。あるいは、旅行用のチケットの場合には、１つのプロバイダが、いくつかの異なる場所への行きまたは帰りの旅行用のチケットを発行することができる。請求場所２１１での印刷チケットの提示時に、スキャナ２１２を使用してその印刷チケットをスキャンして、提示された印刷チケットの署名を生成することができる。この署名は、スキャナ２１０を使用して生成された署名と同じようにして、またチケットの同じ特性を使用して生成される。次に、この新しい署名は、署名データベース２０４内に格納された署名と比較される。格納されている署名の１つと新しい署名が一致した場合は、印刷チケットが上述のように有効化されている場合であり、肯定的な認証結果が返される。その場合、印刷チケットが権利を与えるイベントまたは旅行へのアクセスを利用者に提供することができる。
【０１２４】
印刷チケットがチケット画像の単一印刷インスタンスと突き合わせて認証されるとき、チケット画像の別コピーは、有効化された印刷チケットのシートとは異なる固有特性を有するシートに印刷されているので、確認テストに不合格になる。それによって、余分のチケットを作成して支払をせずにイベントアクセスまたは旅行を得ようとする利用者の側での詐欺行為を防止することができる。
【０１２５】
以上で、チケットなどの権利トークンを権利トークンの購入者にとって便利な場所で生成できるようにし、代金、商品、またはサービスへのアクセスのために権利トークンが提示される将来の認証のために、権利トークンの発行者がトークンを有効化するシステムの例を説明した。それによって、権利トークンの不正な複製または再使用を、トークンを入手するために不便な場所まで行く必要に購入者が迫られずに防止することができる。
【０１２６】
遠隔購入システムの別の例では、利用者が飛行機旅行のチケットを購入できるようにする。よく知られているように、飛行機旅行業界では通常、２段階のチケット発行プロセスを使用する。プロセスの第１の段階は、実際のチケットであり、所与の１つまたは複数の旅行で飛行機に乗る権利を与える。第２の段階は搭乗券であり、一般には旅行のために旅行者が「チェックイン」するときに旅行者に提供される（チケットとの引き換えが多い）。一部のチケット発行機関および航空会社は現在、いわゆる「電子チケット（ｅ−ｔｉｃｋｅｔ）」を発行している。これは、一般に電子メールによってチケットの購入者に転送されるデータファイルからなる。その場合、購入者は、空港での「チェックイン」で提示するために、そのチケットをプリントアウトすることができる。場合によっては、電子チケットからの参照番号だけが「チェックイン」のために要求され、物理的なプリントアウトは、単に参照番号の便利な搬送媒体にすぎない。
【０１２７】
また、一部の航空会社および空港は現在、遠隔チェックインも許可している。このような状況では、チケット所持者は、空港に到着する前に、通常インターネットポータルを使用してチェックインすることができる。それによって空港でチェックインの列に立つことを回避することができる。このような場合、チケットは、物理的な「紙」チケット、または電子チケットでよい。この方式では、チケット所持者は、インターネットチェックインポータルにアクセスするために使用したコンピュータ端末に付随するプリンタを使用して、搭乗券をプリントアウトする。チケット所持者の空港への到着時に、チケット所持者に対し、自分で印刷した搭乗券に加えて自分のチケットまたは参照番号を提示するよう要求することによって、物理的セキュリティ検査を行うことができる。しかし、このような検査は、搭乗者が航空機の搭乗ゲートに到着するまで行われないことが多い。したがって、不正に作成された搭乗券の所持者が、出発旅行者だけに確保された空港の区域に立ち入ることができる可能性がある。これには、たとえば、売上税または付加価値税が適用されないショッピング施設への立入りが含まれることがあり、したがって、そのような搭乗券の所持者が税金詐欺を犯すことができるようになる。
【０１２８】
したがって、本例では、利用者が遠隔チェックインポータルにアクセスすることができ、また代金（たとえば銀行口座またはクレジットカード口座からの振込によって、実際上チケット発行段階を省いて）または資格（たとえばチケット参照番号）のどちらかを搭乗券と交換することができる。遠隔チェックインポータルにアクセスするコンピュータのところの見込み旅行者と、遠隔オンライン業務サーバのところのチケット発行／チェックイン機関との間で、必要な購入プロセスまたは交換プロセスがひとたび完了すると、そのチケット発行／チェックイン機関は、搭乗券画像またはデータテンプレートをコンピュータ端末に電子的手段で伝送することができる。これは、たとえばｈｔｔｐ、ｓｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ、またはｆｔｐを使用して直接データ転送として行うことができ、あるいは電子メールなどの間接データ転送によって行うこともできる。搭乗券画像が見込み旅行者によってひとたび受信されると、見込み旅行者は、旅行時の使用のために搭乗券をプリントアウトすることができる。
【０１２９】
本例では、印刷された搭乗券は次に、その署名を確定するためにスキャンされる。これは、印刷プロセスの一部として、たとえば前に図７を参照して論じた装置を使用して実行でき、あるいは印刷プロセスの後に別個のスキャナを使用して実行することもできる。次に、この署名は、チケット発行／チェックイン機関、または印刷搭乗券を有効化するためにチケット発行／チェックイン機関が利用を望む可能性のある任意の他の認証機関にアップロードすることができる。
【０１３０】
その後、見込み旅行者が、その旅行を始める空港に到着したとき、見込み旅行者は、飛行へのアクセス、および任意選択で、旅行者だけに立入りが確保された１つまたは複数の区域へのアクセスを得るために、自分の搭乗券を提示するように要求されてよい。搭乗券が提示されると、それをスキャンして新しい署名を生成することができる。次に、この新しい署名は、確認署名が格納された認証機関に提出することができる。次に、認証機関は、特に図１２を参照して前に言及した１つまたは複数の技術を使用して新しい署名をデータベースと比較し、提示された搭乗券が、印刷された最初の搭乗券であるかどうかを判定することができる。肯定的な認証結果により、見込み旅行者が飛行機へのアクセスを許可されるべきであると表示することができる。否定的な認証結果により、見込み旅行者が飛行機へのアクセスを許可されるべきではないと表示することができ、セキュリティ警戒線の許可されていない通り抜けが試みられたことに対処するために、任意選択で警察または同様の機関に連絡することができる。
【０１３１】
以上で、物品の署名を使用できるいくつかのシステムの例を説明した。この署名は、遠隔アクセスが機密情報または発注システムに提供される取引システムに、あるいは権利トークンの追跡または認証に、その物品の固有特性に基づくさらなるセキュリティ、および／または信頼度を与える。
【０１３２】
上の例は、上に詳述した署名生成方式をベースとしたコヒーレント光の場合で説明したが、このシステムはまた、たとえば物品の磁界の解析に基づく、たとえば署名発生方式を使用して実施することもできる。
【０１３３】
上の例は、紙の上に権利トークンを印刷する場合で説明したが、トークンは、厚紙、プラスチック、または金属などの代替の基材上に印刷することもできる。別法として、トークンは、銀行カードおよびクレジットカード用に一般に使用されるプラスチックカードなど、プラスチックカードの磁気帯または埋込みチップにトークンデータを書き込む形で「印刷する」こともできる。これは、前に図６Ｂおよび図６Ｃを参照して論じたようなスキャナを使用して実施することができ、このスキャナには、書込みとスキャンを同一のデバイス内で同時に行うことができるように、任意選択で書込みヘッドを付加的に備え付けることができる。このプラスチックカードを、任意選択で磁気帯または埋込みチップを含む表面部分を少なくとも含めてスキャンして、権利の確認のための署名を生成することができる。このようにして、１枚の物理的なカードが複数の権利トークンを保持することもできる。その場合、このカードは、権利を商品と引き換えるために提示されたときに再スキャンされ、その再スキャン時に生成された署名は、権利が主張されたカードが、権利が最初に書き込まれたカードと同じカードであることを検証するために使用することができる。権利のデータベースは、カード上の有効な権利のレコードをいつでもデータベースが有していることができるように、権利がカードに追加されるたび、あるいは権利がカードにより使用されるたびに更新することができる。
【０１３４】
次に、図１４を参照して、スキャンされた確認署名を後の認証のために格納する代替方法の一例を説明する。この例では、その記憶は、署名の符号化形式をトークンそれ自体の上に書き込むことによって実行される。
【０１３５】
図１４は、バーコード、ならびに書き込まれた印刷情報５４を載せる電子チケット５０を示す。バーコードは、スキャン領域５６の一部として示されている。これは、電子チケット上で特徴がないので破線で図示されている。スキャン領域は、バーコードを含む下側領域５２と空白の上側領域との間でさらに分割される。電子チケット５０は、前に説明した種類のリーダ装置によってスキャンされるように設計される。この例では、バーコードは、空白の上側領域をスキャンすることによって得られる署名を符号化する。
【０１３６】
言い換えると、バーコードは元をたどれば、電子チケットの生成の時点で、たとえばオンライン購入者が、その現地のプリンタを使用して、チケットの空白の上側領域をスキャンし、次にそのバーコードを下側領域５２上に印刷することによって付けられた。したがって電子チケットは、その固有構造、つまり上側領域５８内の表面構造の署名特性を用いてラベルが付けられる。
【０１３７】
このラベル手法は、広範な物品、たとえば紙または厚紙の物品、またはプラスチックの物品を含む任意の印刷可能な物品に、その固有の物理的特性から得られる物品自体の署名を符号化するラベルを用いて印を付けるために使用できることを理解されたい。
【０１３８】
公知の符号化プロトコルに従うバーコードまたは他のラベルの公共性を考えると、その署名がバーコード生成用の非対称暗号化アルゴリズムを使用して変換されるようにすることが得策であり、すなわち、よく知られたＲＳＡアルゴリズムに従うような一方向性関数が使用される。好ましい実施は、ラベルが公開鍵／秘密鍵暗号方式の公開鍵を表すものである。一般にこの方式は、多数の異なる顧客によって使用され、秘密鍵の開示が一人の顧客または１枚のチケットだけに影響を及ぼすことになるように、少なくとも顧客ごとに、あるいは各チケットごとに独自の秘密鍵を有することが得策でありうる。したがって、ラベルは公開鍵を符号化し、秘密鍵は、発行者事業体または他の認定された関係者（たとえば売り主、または売り主のチケット発行代理者）のところに安全に保管される。
【０１３９】
理解されるように、鍵対の数および配送は、所望のセキュリティ実施に応じて決定することができる。たとえば、チケット発行事業体は、すべてのチケット、所与のイベントのすべてのチケット、所与のチケット発行機関によるすべてのチケット発行、特定の顧客に発行されたすべてのチケット、チケットごと、またはこれらの可能性の任意の組合せに対して、単一の公開／秘密鍵対を必要とする。したがって、単一の秘密鍵の開示が、鍵対の数および使用パターンに応じて、様々な度合いでシステムのセキュリティに影響を及ぼす可能性がある。
【０１４０】
別法として、暗号化が対称でもよい。この場合には、鍵は、文書スキャナ上の変更防止メモリ、または暗号プロセッサスマートカード内に安全に保管することができる。
【０１４１】
ラベル方式は、データベースへのアクセスなしで、全くラベルに基づいて物品を検証できるように使用することもできる。
【０１４２】
しかし、ラベル方式をデータベース検証方式と組み合わせて使用できることもまた想定される。たとえば、バーコードは、デジタル署名のサムネイルの形式を符号化することができ、またデータベースに関して、スクリーニングの前に高速プリスクリーニングを可能にするように使用することもできる。こうすることは、実際には非常に重要な手法である。というのは、一部のデータベース応用例では、潜在的にレコードの数が莫大になる可能性があり（たとえば数百万）、検索方式が重要になるからである。本質的に、ビットストリングの使用など、高速サーチ技術が重要になりうる。
【０１４３】
サムネイルを符号化するバーコードの代替形態として、バーコード（または他のラベル）は、レコードロケータ、すなわち索引またはブックマークを符号化することもでき、これを使用して、その後の比較のためのデータベース内の適正な署名を迅速に見つけることができる。
【０１４４】
別の変形形態は、バーコード（または他のラベル）がサムネイル署名を符号化するものであり、これは、データベースが利用可能でない場合（たとえば一時的なオフライン、あるいはスキャンがインターネットアクセスなしで異常に遠隔の場所で行われる場合）に、妥当ではあるが高くない信頼度で一致するものを得るために使用することができる。その場合、同じサムネイルは、データベースが利用可能である場合に、主データベース内での高速レコード検索に使用することができ、それによってより高い信頼度の検証を実施することができる。
【０１４５】
以上で実施形態をかなり詳細に説明してきたが、ひとたび上記の開示が完全に理解されれば、多くの変形形態および修正形態が当業者には明らかになろう。添付の特許請求の範囲は、そのような変形形態および修正形態のすべて、ならびにそれらの等価物を包含するように解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】リーダ装置の例の概略側面図である。
【図２】図１のリーダ装置の読取りボリュームがどのようにサンプリングされるかを示す概略斜視図である。
【図３】図１のリーダ装置の機能構成要素のブロック概略図である。
【図４】図１のリーダ装置の外形を示す斜視図である。
【図５】図１のリーダの外形の別の例を示す透視図である。
【図６Ａ】図１のリーダの外形の別の例を示す透視図である。
【図６Ｂ】図１のリーダの外形の別の例を示す斜視図である。
【図６Ｃ】図１のリーダの外形の別の例を示す斜視図である。
【図７】リーダ装置の別の例の概略透視図である。
【図８Ａ】指向性光収集および全面照光に基づき本発明を実施したリーダの代替画像化構成を概略的に示す側面図である。
【図８Ｂ】指向性検出器が、細長いビームを用いた局部照光と組み合わせて使用される、本発明を実施したリーダの別の代替画像化構成の光学フットプリントを概略的に示す平面図である。
【図９】画像が約０．５×０．２ｍｍの領域を含む、紙表面の顕微鏡画像である。
【図１０Ａ】図１のリーダを使用する単一の光検出器からの、光検出器信号およびエンコーダ信号からなる生データを示す図である。
【図１０Ｂ】エンコーダ信号で線形化し、振幅を平均した後の、図８Ａの光検出器データを示す図である。
【図１０Ｃ】平均レベルに応じてデジタル化した後の、図８Ｂのデータを示す図である。
【図１１】スキャンにより物品の署名がどのように生成されるかを示す流れ図である。
【図１２】スキャンにより得られた物品の署名をどのように署名データベースと比較して検証することができるかを示す流れ図である。
【図１３】電子商取引環境などの分散型取引環境の概観を示す図である。
【図１４】真正の測定表面特性により得られたデジタル署名を符号化するバーコードラベルが載っている電子チケットの概略平面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１  リーダ装置
１０  読取り開口
１２  ハウジング
１４  レーザ源
１５  コヒーレントレーザビーム
１６  検出器装置
１８  円柱レンズ
１９  フォトトランジスタ、エンコーダエミッタ／検出器モジュール
２０  小組立品
２２  駆動モータ
２４  ベアリング
２８  マーカ
１７  電気接続線
２１  電気接続線
２３  電気リンク
２６  矢印
３０  プログラマブル割込み制御回路（ＰＩＣ）
３１  アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
３２  データ接続
３４  パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３８  インタフェース接続
４０  データベース
４２  物理的位置決め補助
４６  円柱マイクロレンズアレイ
４８  アレイ検出器
５０  電子チケット
５２  下側領域
５４  印刷情報
５６  スキャン領域
５８  上側領域
６０  ハウジング
６１  トレイ
６２  物品
６４  供給ローラ
７０  リーダハウジング
７１  スロット
７２  ガイド要素
１０９  最終ローラ対
１２２  プリンタ
２０１  電子商取引環境
２０３  プロバイダ
２０４  署名データベース
２０６  ネットワーク
２０８  利用者端末
２０９  プリンタ
２１０  スキャナ
２１１  請求場所
２１２  スキャナ
【図１】
2008541592.tif 000006
【図２】
2008541592.tif 000007
【図３】
2008541592.tif 000008
【図４】
2008541592.tif 000009
【図５】
2008541592.tif 000010
【図６Ａ】
2008541592.tif 000011
【図６Ｂ】
2008541592.tif 000012
【図６Ｃ】
2008541592.tif 000013
【図７】
2008541592.tif 000014
【図８Ａ】
2008541592.tif 000015
【図８Ｂ】
2008541592.tif 000016
【図９】
2008541592.tif 000017
【図１０Ａ】
2008541592.tif 000018
【図１０Ｂ】
2008541592.tif 000019
【図１０Ｃ】
2008541592.tif 000020
【図１１】
2008541592.tif 000021
【図１２】
2008541592.tif 000022
【図１３】
2008541592.tif 000023
【図１４】
2008541592.tif 000024
【国際調査報告】
2008541592.tif 000025
2008541592.tif 000026
2008541592.tif 000027