СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ НА МАТЕРИАЛЬНОМ (БУМАЖНОМ) НОСИТЕЛЕ
METHOD OF PROTECTING INFORMATION ON PHYSICAL (PAPER) MEDIUM

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к области средств защиты и верификации информации, содержащейся на материальном носителе (бумаге, пленке и т.д.), в частности, применяемых в процессе создания и обработки юридически значимых документов, в частности нотариальных, правоустанавливающих, исполнительных, ценных бумаг и т.п., позволяет однозначно определить подлинность информации при ее одновременной защите от преднамеренной модификации и подмены.
Известны способы защиты печатных документов, например использование бумаги с водяными знаками, защитных волокон, голограмм или специальных чернил. Они в основном решают задачу подтверждения подлинности носителя информации, например бланка документа, а не подлинности и целостности информации, содержащейся на нем. Предлагаемый способ позволяет решить задачу подтверждения не только подлинности и целостности информации, содержащейся на документе, но и сделать это в автоматическом режиме. Дополнительно следует отметить случаи, когда необходимо с помощью маркирования напечатанного документа незаметно передать дополнительную цифровую информацию, позволяющую облегчить процесс подтверждения подлинности документа. Поэтому незначительная модификация документа, позволяющая внедрить в этот документ незаметное для невооруженного глаза скрытое уникальное цифровое сообщение, разрушающееся при копировании, предоставляет полезный и экономичный механизм для последующего установления подлинности документа.
Известен способ дублирования информации (см. патент RU №2337012, МПК B42D 15/00, публикация от 27.10.2008), напечатанной на материальном носителе посредством микропечати путем нанесения на материальный носитель символов, изображений или сюжетно важных деталей защищаемого предмета, например - защита бумажных денежных знаков, содержащая, по меньшей мере, один защитный элемент, выполненный в виде голограммы, и/или водяного знака, и/или металлического слоя, и/или полимерного слоя, и/или фольги и, по меньшей мере, один удаляемый защитный слой с расположенной под ним скрытой информацией - кодом доступа-паролем.
Известен способ защиты документа с помощью переводной пленки (см. заявку DE №10.2005.017169, МПК В44С 01/16, публикация от 19.10.2006) с помощью тонкого, не самонесущего структурного слоя толщиной <10 мкм, причем первая рельефная структура после нанесения элемента защиты на защищенный документ находится на поверхности защищенного документа и может нести оптическую и/или техническую функцию или же обнаруживаться на ощупь.
Известен способ маркирования материалов с использованием композиции чернил (см. заявку JP №92/20748, МПК C09D 11/00, публикация от 1992), содержащей флуоресцирующий краситель, не поглощающий излучение в видимом свете. Облучение изображения, нанесенного такими чернилами, светом с длиной волны поглощения красителя, вызывает флуоресценцию изображения.
Известен способ защиты напечатанных документов (см. патент US №8015412, МПК G06K 09/00, НКИ 713/178, публикация от 14.06.2009), предусматривающий кодирование цифровых данных на поверхности документа посредством использования инфракрасных чернил. Кодированная поверхность состоит из плотно размещенных, примыкающих друг к другу тегов (дескриптор, тематический указатель). Кодирование поверхности осуществляется таким образом, чтобы поле захвата информации было достаточно большим для гарантии успешного считывания всего тега и идентификации области, содержащей тег.
Известен способ маркирования и клеймения изделий (см. ГОСТ 2.314-68), предусматривающий указания места нанесения маркировки буквенными обозначениями путем гравирования, травления, краской, прессованием, штамповкой, а также за счет нанесения штрих-кода.
Известен способ получения полимерного слоя с растворенным в нем дихроичным флуоресцентным красителем (см. патент US №3276316, НКИ 359/352, 250/461.1, 264/2.6, 359/487.02, 369/487.06, публикация от 04.11.1966), который способен анизотропно светиться под УФ излучением.
Известен невидимый носитель записи информации (см. патент US №5532104, МПК G06K 19/02, НКИ 235/491, 430/139, 430/962, публикация от 02.07.1996), содержащей систему для считывания информации с регистрирующей среды типа обложка книги с анизотропно флуоресцирующим изображением в виде штрих-кода.
Известен способ и устройство мультиспектрального отображения для идентификации и сортировки объектов (см. патент US №6874639, МПК В07С 05/02, В07С 05/342, G06K 19/06, G06K 19/14, НКИ 209/3.3, 209/580, 209/937, 209/938, 235/491, публикация от 05.04.2005).
Известен способ проверки подлинности голографического защитного элемента с микрорельефом (см. патент UA №16893, 16894, МПК B42D 15/10, G06К 19/00, публикация от 15.08.2006), сформированного на поверхности полимерной пленки с флуоресцентными метками. Способ включает операции возбуждения флуоресцентного красителя при помощи света с определенной длиной волны, считывание спектра флуоресценции, анализ и сравнение спектра флуоресценции исследуемого голографического элемента со спектром эталонного голографического элемента. При совпадении существенных признаков спектров флуоресценции исследуемого и эталонного голографических элементов принимается решение о подлинности исследуемого элемента.
Известны система и способ для считывания информации, хранящейся в голограмме, и других дифракционных объектов (см. патент US №6263104, МПК G06K 09/76, НКИ 382/210, 350/226, 382/208, публикация от 17.03.2003), заключающийся в том, что флуоресцентные метки размещались на противоположной, по отношению к голограмме, стороне объекта, а кодирующим элементом являлись спектральные свойства светоизлучающих частиц.
Для защиты от подделки различных изделий и документов предложена методика анализа микрорельефа поверхности защищаемых изделий. Микрорельеф поверхности является устойчивым во времени индивидуальным признаком, который невозможно искусственно воспроизвести при изготовлении фальшивки.
Известен способ защиты ценных бумаг путем изменения структуры из материала на различных участках в заданном соотношении (см. заявку JP N 57-62478, МПК G07D 07/00, публикация от 1982), например, по светопоглощению или отражению лучами видимой области и инфракрасными лучами.
Известен способ скрытой маркировки объекта путем нанесения на него индивидуальной цифровой или буквенно-цифровой метки (см., патент RU №2107945 MПK G06K 09/00, G09F 03/10, публикация от 27.03.1998), содержащей информацию об объекте с последующим считыванием этой информации и сравнением ее с базой данных компьютера или с регистрацией в специальном журнале. В данном способе нанесения индивидуальной маркировки в виде цифровых или цифробуквенных меток, по желанию владельцев материальных объектов, значительно упрощается технология предлагаемого способа.
Известен способ защиты ценных бумаг от подделки (см. патент RU №2088971, МПК G07D 07/00, публикация от 27.08.1997), заключающийся в нанесении меток, соответствующих коду идентификации в заданной зоне ценной бумаги, причем осуществляют электронное сканирование микроструктуры каждой защищаемой ценной бумаги, по результатам сканирования формируют значения параметров вектора-идентификатора, соответствующих данной микроструктуре, преобразуют вектор-идентификатор посредством помехоустойчивого кодирования в защитный код, значения которого соответствуют меткам кода идентификации, расположенным в заданной зоне ценной бумаги, причем сканирование микроструктуры ценной бумаги производят в двух пересекающихся плоскостях в видимой области спектра путем оптоэлектронного преобразования, кроме того, перед нанесением защитного кода его преобразуют в другой код путем помехоустойчивого кодирования.
Известна комбинированная марка (см. патент RU №2413964, МПК G03Н 01/00, публикация от 10.03.2011), удостоверяющая подлинность изделия, включающая многослойную пленочную структуру со слоями, на которых записана информация, причем на поверхности одного или нескольких слоев расположены пространственно-заданные области микрорельефа, форма которого случайна, при этом микрорельефы сформированы в слоях марки за счет разности смачиваемости флуоресцентных красок и полимерных слоев, а форма микрорельефа после оптической цифровой обработки и криптографической кодировки записана в предварительно размеченные флуоресцентные области, расположенные на различных слоях многослойной структуры в виде закодированной последовательности символов, и служит индивидуальной характеристикой для аутентификации данной марки.
Известные способы защиты позволяют подтвердить подлинность записи на материальном носителе, но не могут защитить целостность сведений, записанных на материальном носителе, причем существенным и серьезным недостатком всех перечисленных мер защиты является отсутствие коррелирующей связи между информацией, содержащейся в записи на материальном носителе, и отражаемой меткой. Записываемая информация, материальный носитель и метка физически связаны, но информационно существуют независимо друг от друга.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подтверждения подлинности информации (см. патент RU №2165643, МПК G06K 09/00, публикация от 19.04.2000), заключающийся в том, что всю маркируемую информацию или ее часть преобразуют в цифровую форму, подписывают ее цифровой подписью маркировщика и определяют в качестве контрольной. Затем контрольную информацию в цифровой форме, цифровую подпись и открытый ключ проверки цифровой подписи преобразуют в штриховой код, который печатают на документе. При верификации промаркированной информации считывают штриховой код, выделяют контрольную информацию в цифровой форме, цифровую подпись и открытый ключ проверки цифровой подписи. Считывание штрихового кода и преобразование его в цифровую форму осуществляют с использованием сканера. Подлинность цифровой подписи проверяют с помощью персонального компьютера по стандартному алгоритму проверки цифровой подписи (ГОСТ Р34.10-94, ГОСТ Р34.10-2001) с использованием открытого ключа проверки цифровой подписи. Если цифровая подпись подлинная, то контрольную информацию из штрихового кода выводят на экран компьютера или печатают на бумажном носителе и визуально сравнивают с информацией, представленной в документе. По результатам сравнения делают вывод о подлинности информации.
Известный способ обладает тем недостатком, что при формировании контрольной информации, вносимой затем в штрих-код, в процессе ее сканирования с материального носителя даже с помощью самых современных программно-аппаратных средств не исключено искажение и подделка указанной информации.
Цифровая подпись маркировщика может оказаться связанной с изначально искаженной контрольной информацией, а не с исходной, что в конечном итоге повлечет за собой ошибки при визуальной верификации исходной информации. Это может произойти, даже несмотря на то, что цифровая подпись, сформированная в процессе контроля по открытому ключу и контрольной информации, заранее размещенными в штрих-коде, будет совпадать с цифровой подписью маркировщика. Кроме того, несмотря на высокий уровень способа защиты с использованием электронной подписи, нельзя исключить возможность ее фальсификации.
Помещение открытого ключа маркировщика в штрих-код приводит к тому, что злоумышленник может одновременно подменить цифровую подпись и открытый ключ маркировщика, а также модифицировать текстовую информацию. В результате проверки такая подмена не может быть обнаружена, и текстовая информация будет идентифицирована как подлинная, поскольку цифровая подпись маркировщика будет ошибочно идентифицирована как подлинная. Таким образом, помещение открытого ключа маркировщика и цифровой подписи маркировщика в штрих-код приведет к тому, что результат проверки подлинности цифровой подписи будет всегда положительным, и соответственно любой объект, даже модифицированный злоумышленником, будет всегда идентифицирован как подлинный.
Технической задачей изобретения является защита информации от случайного или умышленного ее изменения, приводящего к ее искажению.
Техническим результатом изобретения является обеспечение уникальности, подлинности и целостности информации, созданной на материальном (бумажном) носителе и/или в памяти ЭВМ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты информации на материальном (бумажном) носителе, предусматривающем нанесение (печать) исходной информации на поверхность материального (бумажного) носителя, формирование контрольной информации в цифровой форме, используя всю исходную информацию либо ее часть, и подписание цифровой формы контрольной информации электронной подписью, причем из совокупности цифровой формы контрольной информации и ее электронной подписи формируют машиночитаемую форму контрольной информации либо машиночитаемую форму контрольной информации, защищенную криптографическими методами, затем осуществляют нанесение (печать) машиночитаемой формы контрольной информации, перекрывая последовательно поверхности материального (бумажного) носителя, элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, соединенного с материальным (бумажным) носителем, и вновь поверхность материального (бумажного) носителя, контрольную информацию в машиночитаемой форме считывают с поверхности материального (бумажного) носителя и элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, преобразуют в цифровую форму, из которой выделяют значение электронной подписи контрольной информации и саму контрольную информацию, осуществляют проверку электронной подписи контрольной информации и при положительном результате проверки визуализируют исходную информацию из контрольной и сравнивают с исходной информацией на материальном (бумажном) носителе, по результатам сравнения делают вывод о целостности информации на материальном (бумажном) носителе.
Дополнительно в описываемом способе при формировании машиночитаемой формы контрольной информации, защищенной криптографическими методами, используют защитный код, размещенный на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, которые могут быть представлены в цифровой форме, однозначно соответствующей защитному коду, при верификации контрольную информацию в машиночитаемой форме считывают с поверхности материального (бумажного) носителя и элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, преобразуют в цифровую форму, используют защитный код, размещенный на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, которые могут быть представлены в цифровой форме, однозначно соответствующей защитному коду, для обратного преобразования машиночитаемой формы контрольной информации.
Дополнительно в описываемом способе используется защитный признак элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, выполненный в форме микрорельефа, создаваемого на его поверхности, преобразованного посредством оптической обработки и криптографической кодировки в цифровую форму, для формирования защитного кода, размещаемого в машиночитаемой форме на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки.
Дополнительно в описываемом способе используют защитный признак материального (бумажного) носителя, выполненный в форме естественного микрорельефа на его поверхности, размещенный под прозрачным окном, в заданной зоне элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, преобразованный посредством оптической обработки и криптографической кодировки в цифровую форму, для формирования защитного кода, записываемого в машиночитаемой форме на поверхность элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки.
Дополнительно в описываемом способе всю контрольную информацию либо ее часть и/или электронную подпись контрольной информации направляют в специализированное хранилище защищенной базы данных, сравнивают контрольную информацию и/или электронную подпись в составе машиночитаемой формы контрольной информации с контрольной информацией и/или электронной подписью, запрошенной из специализированного хранилища защищенной базы данных, и при совпадении делают вывод о подлинности контрольной информации и/или электронной подписи контрольной информации.
Сущность изобретения.
Предложен комбинированный способ защиты информации на материальном (бумажном) носителе при приведении надежных подтверждений, которые будут иметь допустимые и законные значения, позволяющие устанавливать подлинность информации на материальном (бумажном) носителе, маркировать такой носитель в качестве оригинала либо достоверной копии оригинала, обеспечивая при этом целостность его содержимого.
Уникальность предложенного способа защиты информации на материальном (бумажном) носителе обеспечивается за счет комбинированного подхода к защите информации, наносимой на материальный (бумажный) носитель, заключающегося в одновременном использовании элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, и контрольной информации, позволяющих верифицировать целостность наносимой на материальный (бумажный) носитель информации.
Уникальность каждого экземпляра информации, нанесенной на материальный (бумажный) носитель, обеспечивается за счет использования естественного микрорельефа в предопределенной зоне элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, или естественного микрорельефа материального (бумажного) носителя, считанного через прозрачное окно, размещенного в заданной зоне элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, преобразованных посредством оптической обработки и криптографической кодировки в цифровую форму, для формирования защитного кода, размещаемого в машиночитаемой форме (пригодной для считывания сканером) на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки.
Целостность наносимой на материальный (бумажный) носитель информации (исходной информации/информации, выраженной в символьном виде/информации, выраженной в семантическом виде/информации, выраженной в алфавитном виде/информации, выраженной в человекочитаемом виде/графической информации) верифицируется посредством считывания и визуализации контрольной информации при помощи ЭВМ и сопоставления визуализированной информации (отображенной на экране монитора) с информацией, нанесенной на материальный (бумажный) носитель. Целостность цифровой формы исходной информации, а также целостность машиночитаемой формы контрольной информации, наносимой на материальный (бумажный) носитель информации, обеспечивается за счет подписания такой информации электронной подписью. Помимо целостности цифровой формы информации электронная подпись позволяет также идентифицировать, кем была создана информация в электронной форме.
Неразрывная связь контрольной информации, нанесенной последовательно и на элемент, имеющий индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки (в машиночитаемом коде - электронный носитель), и на материальный (бумажный) носитель с исходной фиксируемой информацией, подтверждает его целостность, так как целостность исходной фиксируемой информации определяется его физической неизменностью. Структура, формат и взаимосвязи между всеми составляющими исходной фиксируемой информации составляют его физическое целое и, таким образом, гарантируют его неизменность.
Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными позволяют успешно реализовать поставленную цель.
На чертеже изображены материальный (бумажный) носитель с нанесенной исходной и контрольной информацией соответственно, использующие микрорельеф на элементе, имеющем индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, которые могут быть представлены в цифровой форме, и микрорельеф на материальном носителе, размещенный под прозрачным окном элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, которые могут быть представлены в цифровой форме, где представлены следующие позиции:
1 - исходная информация;
2 - контрольная информация;
3 - элемент, имеющий индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки;
3.1 - защитный код;
3.2 - микрорельеф на материальном носителе, размещенный под прозрачным окном;
3.3 - микрорельеф на элементе, имеющем индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
В памяти ЭВМ готовят информацию для нанесения ее на материальный (бумажный) носитель. В результате подготовительных операций в памяти ЭВМ появляется исходная информация в электронной форме, затем из всей исходной информации или из ее части формируется контрольная информация в цифровой форме и подписывается электронной подписью. Далее контрольная информация, подписанная электронной подписью, разбивается в памяти ЭВМ на сегменты (файлы) заданного размера, которые преобразуются в машиночитаемую форму посредством помехоустойчивого кодирования, например формируются блоки 2D кода заданного размера. Причем одним из вариантов формирования контрольной информации является криптографическое преобразование (шифрование) цифровой формы контрольной информации, в котором, например, в качестве ключа шифрования используется защитный код 3.1, размещенный в машиночитаемой форме на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки. (Защитный код, предварительно, посредством оптической обработки и криптографической кодировки микрорельефа, выполненного на поверхности элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, преобразуют в цифровую форму и наносят в машиночитаемой форме на поверхность элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки. Данная операция предваряет использование элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки.)
Затем элемент, имеющий индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, закрепляют в определенном месте поверхности материального (бумажного) носителя с помощью клеевого слоя либо термокомпрессией. Таким образом, материальный носитель, соединенный с защитным элементом, образуют уникальный экземпляр материального носителя, пригодного для нанесения (печати) информации.
Уникальность такого материального носителя обеспечивается либо за счет микрорельефа на поверхности защитного элемента, либо за счет естественного микрорельефа материального (бумажного) носителя, считанного через прозрачное окно, размещенное в заданной зоне защитного элемента. Регистрация микрорельефа производится оптическим способом либо путем облучения поверхности на длине волны возбуждения флуоресцентного красителя, используемого в полимерной композиции, и считывания изображения на длине волны его излучения, либо путем оптического увеличения естественного микрорельефа материального (бумажного) носителя, считанного через прозрачное окно защитного элемента. Затем полученное изображение сжимается вариантом группового кодирования PLE либо методом JPEG, далее преобразуют его посредством помехоустойчивого кодирования в цифровой защитный код, который может быть использован при формировании контрольной информации.
Следующим действием осуществляют печать информации на подготовленный материальный (бумажный) носитель, едино соединенный с защитным элементом, причем материальный (бумажный) носитель условно разделяют на зону для нанесения исходной информации 1 и зону, содержащую защитный элемент, для нанесения контрольной информации 2, которая наносится, перекрывая последовательно поверхности материального (бумажного) носителя, свободной от микрорельефа 3.2 либо от микрорельефа 3.3 зоны элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки 3, соединенного с материальным (бумажным) носителем, и вновь поверхность материального (бумажного) носителя, например, в форме блоков 2D кода заданного размера.
Верификация информации, в первую очередь, производится посредством контроля целостности соединения защитного элемента и материального (бумажного) носителя. Если целостность соединения не нарушена, осуществляется сканирование блоков 2D кода для создания в памяти ЭВМ контрольной информации (при необходимости предварительно производится декодирование (расшифровка) цифровой формы контрольной информации, защищенной с использованием криптографических методов). Учитывая то, что в современных 2D кодах, например в коде DataMatrix, применяется операция скремблирования, при которой непрерывная информация преобразуется в отдельные фрагменты, по определенному алгоритму размещаемые по всей площади 2D кода, правильное декодирование информации подтверждает целостность и подлинность защитного элемента и материального носителя. Затем производится проверка электронной подписи контрольной информации (как правило, проверка производится с использованием средства криптографической защиты информации посредством вызова штатных функций такого средства), при необходимости, сопоставление значения защитного кода, содержащегося на защитном элементе, и значения защитного кода из состава контрольной информации, сравнение считанной контрольной информации с контрольной информацией из специализированного хранилища защищенной базы данных, а также визуализация всей исходной информации или ее части из контрольной информации и сравнение с исходной информацией, содержащейся на бумажном носителе.
Технико-экономическим эффектом предлагаемого изобретения является однозначное обеспечение уникальности, подлинности и целостности информации по органолептическим показателям как элемента, имеющего индивидуально заданные идентифицируемые защитные признаки, так и материального (бумажного) носителя по исходной информации, при одновременной защите информации от преднамеренной модификации либо подмены объекта.