ЭЛЕМЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ
SECURITY ELEMENT

Настоящее изобретение касается элемента безопасности, применения элемента безопасности для идентификации и аутентификации объектов, а также для защиты от подделок и способа идентификации и аутентификации объектов при помощи элемента безопасности согласно изобретению.
Автоматизированное распознавание объектов с помощью оптических методов на нынешнем техническом уровне известно. Каждому хорошо знакомы, например, штрихкоды, которые наносятся на товары и/или упаковки и позволяют автоматически распознавать товары, например для определения цены.
Известный представитель штрихкодов - это код EAN 8, определяемый международным нормативом ISO/TEC 15420. Он кодирует последовательность 8 цифр в форме штрихов и промежутков различной ширины. Как правило, штрихи печатают черной краской на белом носителе, например, на упаковке подлежащего обозначению объекта или на самом объекте.
Помимо описанного кода EAN 8 имеется множество других систем штрихкода, которые, кроме цифр, кодируют также буквы, спецсимволы и управляющие символы. Кроме того, некоторые коды содержат знаки распознавания и коррекции ошибок, позволяющие обнаружить и даже отчасти исправлять ошибки в передаче сигнала. Дальнейшее развитие штрихкодов - это коды 2D (двумерные), информация в которых оптическим способом закодирована не в одном, а в двух измерениях. Так называемые матричные коды (штриховые коды матрицы данных) образуют подгруппу кодов 2D. Известный их представитель - это, например, код Data Matrix, заданный международным стандартом ISO/TEC 16022.
В дальнейшем изложении оптические коды, пригодные к считыванию машинным способом, как то: упомянутые штриховые коды, коды 2D и матричные коды, но также и OCR-текст (OCR - Optical Character Recognition, оптическое распознавание символов) или иные коды, пригодные к машинному считыванию, объединены общим понятием "оптические коды".
Оптические коды просты и чрезвычайно дешевы в изготовлении (печать), а их считывание быстро и надежно. Они идеальны для идентификации объектов. В частности, оптические коды можно использовать для отслеживания объектов (track & trace). При этом, например, объекту присваивают однозначный номер, так что на любом этапе логистической цепочки объект можно идентифицировать и таким образом отследить перемещение объекта с одного этапа логистической цепочки на другой.
Оптические коды, однако, не обеспечивают защиту от подделок, поскольку их просто копировать и воспроизводить.
Для обеспечения защиты от подделок в настоящее время удостоверения, банкноты, изделия и т.д. снабжают элементами, которые можно имитировать только при наличии специальных знаний и/или с применением сложных технических средств. В настоящем тексте такие элементы называют элементами безопасности. Предпочтительно, чтобы элементы безопасности были неразрывно связаны с подлежащими защите объектами. Целесообразно, чтобы попытка отделить элементы безопасности от объекта приводила к их разрушению, чтобы ненадлежащее использование элементов безопасности было невозможно.
Подлинность объекта можно проверить по наличию одного или нескольких элементов безопасности. Процесс проверки подлинности объекта в настоящем тексте назван аутентификацией (удостоверением подлинности).
Во всем мире широко применяют оптические элементы безопасности, как то: водяные знаки, специальные чернила, гильош, микрошрифты и голограммы. Обзор оптических элементов безопасности, применимых, в частности (но не исключительно) для защиты документов, приведен в следующей книге: Rudolf L. van Renesse, Optical Document Security, Third Edition, Artech House Boston/London, 2005 (S.63-259).
В публикации международной заявки WO 2005088533 (A1) описан способ, с помощью которого возможна идентификация и аутентификация объектов на основании характерной структуры их поверхности. При реализации этого способа удается обойтись без дополнительных средств, например, без связанных с объектом элементов безопасности. При реализации способа лазерный луч наводится на поверхность объекта, перемещается по его поверхности (сканирование), а с помощью фотодетекторов определяют различное рассеивание лучей на разных зонах поверхности под различными углами. Регистрируемое рассеянное излучение ряда материалов обладает характерными чертами и лишь с большим трудом поддается имитации, поскольку обусловлено случайностями при изготовлении объекта. Например, объекты, изготовленные из материалов, подобных бумаге, имеют обусловленную процессом изготовления волокнистую структуру, уникальную для каждого объекта. Данные по рассеиванию отдельными объектами сохраняют в базе данных, чтобы впоследствии иметь возможность удостоверить подлинность объекта. Для этого повторно проводят измерения на объекте и сравнивают результаты рассеивания с сохраненными эталонными данными.
Случайные характеристики объекта, которые использует способ международной заявки WO 2005088533 (A1), обеспечивают очень эффективную защиту от подделок. Этот способ обладает, однако, тем недостатком, что необходимо создавать обширную базу данных всех зарегистрированных объектов. С одной стороны, база данных должна обладать очень высокой емкостью, чтобы сохранять большие объемы данных о рассеивании значительного количества объектов. С другой стороны, время обращения к данным в базе должно быть кратким, что требует большой скорости, поскольку для нахождения нужного набора данных в целях аутентификации необходимо сравнить зарегистрированные показатели рассеивания со всеми эталонными данными базы (сравнение 1:n).
Кроме того, не у каждого объекта поверхность позволяет использовать способ согласно заявке WO 2005088533 (A1).
Таким образом, можно утверждать, что на нынешнем уровне техники имеются различные способы и устройства для идентификации и аутентификации объектов. Однако, ввиду того что признаки, используемые для идентификации, легко подделать, способы и устройства для идентификации с помощью оптических кодов не годятся для защиты от фальсификации и для аутентификации объектов. Напротив, способ аутентификации из международной заявки WO 2005088533 (A1), хотя и обеспечивает очень высокий уровень защиты от подделок, непригоден для идентификации и отслеживания объектов (track & trace) ввиду большого объема данных и связанных с этим высоких требований к компьютерной опорной системе (IT backend - база данных, сеть). Кроме того, этот способ можно применять не со всеми объектами.
Поэтому, принимая во внимание известный уровень техники, формируется задача сочетания преимуществ оптических кодов с преимуществами аутентификации на основе случайных признаков. Поставлена задача: предложить решение для идентификации и аутентификации объектов, пригодное для применения с самыми разнообразными предметами, простое в реализации, причем реализация его должна быть возможна на имеющейся инфраструктуре информационных технологий, обеспечивающее высокую степень защиты от фальсификации и при этом недорогое.
Неожиданно было обнаружено, что эту задачу можно решить с помощью элемента безопасности, который неразрывно (необратимо) соединяется с объектом, и который имеет зону кода и зону рассеяния, причем зону кода используют для идентификации объекта посредством оптического кода, а зону рассеяния - для аутентификации объекта посредством характерного рассеянного излучения, обусловленного признаками, имеющими случайный характер.
Предметом настоящего изобретения, таким образом, является элемент безопасности в форме самоклеящейся этикетки для нанесения элемента безопасности на объект, со средствами, препятствующими отделению элемента безопасности от объекта без разрушения элемента безопасности, отличающийся тем, что элемент безопасности включает в себя зону кода и зону, имеющий видимую маркировку рассеивания, причем зона кода имеет оптический код, а зона рассеивания имеет случайным образом распределенные и/или ориентированные центры рассеивания, которые при облучении зоны рассеивания электромагнитным излучением формируют, характерный для данного элемента безопасности и уникальный сигнал рассеивания.
Под идентификацией подразумевают процесс, предназначенный для однозначного распознавания объекта. Если выполнено однозначное распознавание объекта, то возможно его однозначное причисление к чему-либо или однозначное причисление чего-либо к нему. Например, идентифицированному товару (объекту) можно поставить в соответствие цену или место назначения. Идентификацию осуществляют на основании признаков, характеризующих объект и отличающих его от других объектов.
Под аутентификацией подразумевают процесс проверки (верификации) заявленной идентичности. Аутентификация объектов, документов или данных - это ответ на вопрос, подлинны ли они - идет ли, соответственно, речь о неизмененных, не подделанных оригиналах, а не о копиях.
Аутентификацию, так же, как и идентификацию, осуществляют на основании признаков, характеризующих объект и отличающих его от других объектов.
Элемент безопасности согласно изобретению предоставляет признаки для идентификации и признаки для аутентификации объекта.
Зона кода включает в себя признаки, необходимые для идентификации. Для этого на зоне кода располагается, по меньшей мере, один оптический код, например, штриховой код, или код 2D, или другой код, пригодный к считыванию машинными средствами. Предпочтительно, чтобы оптическим кодом был записан идентификационный номер, однозначно определяющий элемент безопасности. На основании идентификационного номера можно установить взаимнооднозначное соответствие между элементом безопасности и, например, записью в базе данных, файлом, содержащим в качестве эталона характерный сигнал рассеивания, или же иным реальным или виртуальным предметом. Предпочтительно, чтобы оптический код был напечатан темной краской на светлом фоне. Равным же образом допустимо обратное изображение, когда оптический код напечатан светлой краской на темном фоне.
2
2
Размер зоны кода определяется размером применяемого оптического кода. Обычно размер зоны кода находится в пределах от 50 мм до 1000 мм.
Допускается, чтобы элемент безопасности согласно изобретению включал в себя более одной зоны кода или более одного оптического кода.
Диапазон рассеивания элемента безопасности согласно изобретению отличается тем, что при облучении электромагнитным излучением он формирует характерный сигнал рассеивания. Под понятием рассеивания подразумевают, что электромагнитное излучение, поступающее на зону рассеивания в виде пучка, отражается в различных направлениях. При попадании на ровную отражающую поверхность пучок параллельных лучей отражается в виде параллельного же пучка лучей под определенным углом, а в случае рассеивающей зоны падающий луч отражается от множества рассеивающих центров в различных направлениях.
При этом рассеивающие центры зоны рассеивания на элементе безопасности согласно изобретению распределены и/или ориентированы случайным образом. Под случайным распределением и случайной ориентацией подразумевают, что положение отдельных центров рассеивания и/или ориентацию отдельных центров рассеивания нельзя предсказуемым образом задать в процессе изготовления. Положение и/или ориентация отдельных центров рассеивания в процессе изготовления подвержены случайным колебаниям. Поэтому просто воспроизвести положение и/или ориентацию отдельных центров рассеивания невозможно. Этот факт является основой высокой степени защиты, которую обеспечивает показатель безопасности согласно изобретению: сымитировать его можно лишь с очень большими затратами. Кроме того, случайные распределение и/или ориентация обеспечивают уникальность: каждый элемент безопасности уникален (индивидуален) ввиду случайных распределения и/или ориентации, что проявляется в уникальном и характерном сигнале рассеивания при облучении электромагнитным излучением.
Центры рассеивания элемента безопасности согласно изобретению предпочтительно имеют размер от 1 квадратного микрометра до 0,001 квадратного миллиметра. Центры рассеивания могут быть образованы пигментами (например, диоксидом титана) или волокнами (например, целлюлозой).
Предпочтительно создавать центры рассеивания элемента безопасности согласно изобретению с помощью волокнистого материала, имеющего в силу технологии изготовления случайную волокнистую структуру, которая при попадании электромагнитного излучения обеспечивает характерное рассеянное излучение. Такой волокнистой структурой обладают, например, бумага, картон или текстильные материалы. Предпочтительно применять в качестве волокнистого материала бумагу.
Предпочтительно, чтобы зона рассеивания элемента безопасности согласно изобретению рассеивал электромагнитное излучение, имеющее, по меньшей мере, одну длину волны в пределах от 300 нм до 1000 нм.
В предпочтительном варианте исполнения элемента безопасности согласно изобретению зона рассеивания снабжают видимыми обозначениями. Это указывает пользователю, в каком месте происходит аутентификация посредством характерного сигнала рассеивания. Таким образом, пользователь знает, какую часть элемента безопасности согласно изобретению необходимо поднести к устройству для автоматической аутентификации. Кроме того, визуальное обозначение выполнено так, что устройство для автоматической аутентификации может использовать его в качестве маркировки положения для детектирования области рассеивания.
Визуальная маркировка области рассеивания возможна, например, посредством заключения в сплошную рамку.
2
2
Размер зоны рассеивания находится в пределах от 50 мм до 1000 мм. Предпочтительно, чтобы зона кода был выполнен прямоугольным, причем углы могут быть закруглены. Также возможно придать зоне рассеивания квадратную, круглую, эллиптическую, овальную, треугольную, пятиугольную или, в общем случае, n-угольную форму.
В предпочтительном варианте исполнения зона кода и зона рассеивания отделены друг от друга в пространстве. Возможно, однако, также их полное или частичное перекрытие, либо же полный охват одной зоны другой.
Предпочтительно, чтобы элемент безопасности согласно изобретению был выполнен в виде самоклеящейся этикетки, чтобы его можно было нанести на множество различных объектов. Под самоклеющейся этикеткой подразумевают плоское многослойное изделие, имеющее клеевой слой, который дает возможность соединения этикетки с объектом посредством склейки. Под плоским предметом в данном случае подразумевается предмет, один из размеров протяженности которого в пространстве (толщина) по меньшей мере в 10 раз, а предпочтительно - в 50 раз меньше, чем остальные два размера (длина, ширина). Под многослойным (композитным) изделием подразумевают предмет из двух или более соединенных друг с другом материалов. Соединение материалов предпочтительно образовано ламинированием и/или склейкой.
Структура элемента безопасности согласно изобретению включает в себя, по меньшей мере, четыре слоя: клеевой слой, слой, содержащий волокнистый материал, печатный слой и защитный слой.
Посредством клеевого слоя элемент безопасности согласно изобретению соединяют с объектом. Для обеспечения эффективного соединения элемента безопасности с объектом клеевой слой должен соответствовать качествам материала, из которого изготовлен объект.
Слой, содержащий волокнистый материал, включает в себя, по меньшей мере, один волокнистый материал, предназначенный для нанесения на него печатной краски (красителей, пигментов) и одновременно предоставляющий центры рассеивания, распределенные и/или ориентированные случайным образом.
В печатный слой введены красители и/или пигменты, образующие оптический код в пределах зоны кода, а при необходимости - также и прочие печатные изображения, надписи, логотипы и т.д.
Элемент безопасности согласно изобретению имеет защитный слой, обращенный наружу и защищающий нижние слои от неблагоприятных воздействий внешней среды (влажность, механическая нагрузка, УФ-излучение и т.д.). Защитный слой прозрачен, по меньшей мере, для части видимого электромагнитного излучения, что необходимо для видимости печатного слоя, машинного считывания оптического кода, облучения зоны рассеивания электромагнитным излучением и приема характерного сигнала рассеивания. Предпочтительно, чтобы защитный слой был прозрачен для электромагнитного излучения, по меньшей мере, с одной длиной волны в диапазоне от 300 нм до 1000 нм.
Под "прозрачностью" подразумевают, что доля электромагнитного излучения, по меньшей мере, одной длины волны, проникающая через слой, больше, чем сумма долей электромагнитного излучения, по меньшей мере, одной длины волны, которые поглощаются слоем или отражаются на поверхности слоя. То есть, степень светопропускания слоя превышает 50%, причем под степенью светопропускания подразумевают отношение интенсивности электромагнитного излучения, по меньшей мере, одной длины волны, проходящего через слой, к интенсивности электромагнитного излучения, по меньшей мере, одной длины волны, падающего на слой.
В пределах элемента безопасности согласно изобретению отдельные слои не обязательно простираются на весь элемент безопасности. Например, печатью покрыты не все зоны волокнистого материала. В частности, не запечатывают зону рассеивания. Соответственно, печатный слой не распространяется на все сечение элемента безопасности согласно изобретению. Кроме того, в последовательности слоев не обязательно имеется возможность четко отделить слои друг от друга в пространстве. Например, печатный слой в определенной степени проникает в волоконную структуру волокнистого материала и образует слой, включающий в себя волокнистый материал и печатный слой.
Пример последовательности слоев в элементе безопасности согласно изобретению представлен на фигуре 2. В целях упрощения изображения на фигуре 2 все слои простираются по всему элементу безопасности, хотя в реальности это обычно не так.
Представлена такая последовательность слоев: нижний слой, защищающий клей, клеевой слой, слой с содержанием волокнистого материала, печатный слой, защитный слой.
Кроме упомянутых слоев возможны и другие.
Ради удобства использования под клеевым слоем обычно расположен защитный слой. Этот слой, защищающий клей, предохраняет от нежелательного приклеивания клеевого слоя к каким-либо предметам. Слой, защищающий клей, удаляют перед нанесением элемента безопасности согласно изобретению на объект. Слой, защищающий клей, обычно служит материалом-носителем одного или нескольких элементов безопасности. Обычно элементы безопасности в форме этикеток располагаются на носителе в большом количестве. Обычно элементы безопасности в форме этикеток располагаются на ленте-носителе, свернутой в бобину. Допустимо также хранение множества элементов безопасности на носителях в форме листов. С носителей элементы безопасности можно машинным или ручным способом наносить на объекты. В качестве носителей обычно применяют пленки.
Кроме того, допустимо, чтобы между печатным слоем и защитным слоем размещался еще один клеевой слой, который соединял бы защитный слой с волокнистым материалом и печатным слоем.
Уникальность элементов безопасности согласно изобретению позволяет придать объектам, с которыми они соединены, "индивидуальность". Поэтому целесообразно, чтобы элемент безопасности согласно изобретению имел признаки, которые препятствовали бы его отделению от объекта без разрушения. Попытка удалить элемент безопасности согласно изобретению с объекта ведет к разрушению элемента безопасности, так то он становится непригоден к употреблению. Это позволяет предотвратить перенос элемента безопасности, придающего объекту поддающиеся измерению индивидуальные качества, на другой объект и, таким образом, злоупотребление элементом безопасности.
Средства защиты от переноса элемента безопасности согласно изобретению на другой объект формируются посредством слоев, их сочетания и посредством просечек (перфорации).
В предпочтительной форме исполнения средство безопасности согласно изобретению имеет разрывной (изолирующий) слой. Характеристики клеевого слоя для приклеивания на объект и разрывного слоя согласованы друг с другом таким образом, что силы, обеспечивающие целостность разрывного слоя, меньше, чем силы, удерживающие соединение элемента безопасности и объекта через клеевой слой. Поэтому попытка удалить элемент безопасности с объекта скорее приведет к разделению разрывного слоя, чем к отделению клеевого слоя от объекта. Таким образом, разрывной слой представляет собой расчетное место разрушения. В предпочтительной форме исполнения элемента безопасности согласно изобретению разрывной слой образован волокнистым материалом, который необратимо разрывается в продольном направлении и при этом формирует отчетливые следы разрыва, указывающие на попытку отделения.
В предпочтительной форме исполнения элемент безопасности согласно изобретению имеет слой, необратимо изменяющий свой цвет, если температура оказывается выше и/или ниже определенной границы (слой с изменением окраски).
Известно, что клеящая способность клеевых слоев проявляется только в пределах ограниченного температурного диапазона (эффективный диапазон склейки). При низких температурах клей может стать хрупким и, следовательно, ломким, при высоких же температурах возможно размягчение клея. Потенциальному фальсификатору это позволяет отделить элемент безопасности от объекта, изменив температуру до значения выше или ниже диапазона, в котором клеевой слой обладает эффективностью. Поэтому в элементе безопасности согласно изобретению такая попытка ведет к необратимому и видимому изменению элемента безопасности, свидетельствующему о попытке фальсификации.
Предпочтительно, чтобы необратимое изменение цвета имело место при температуре по меньшей мере на 5 кельвинов ниже верхней предельной температуры эффективного диапазона склейки и/или по меньшей мере на 5 кельвинов выше нижней предельной температуры эффективного диапазона склейки.
В предпочтительной форме исполнения элемент безопасности согласно изобретению имеет слой с изменением окраски, превращающий оптический код в нечитаемый, если температура оказывается выше и/или ниже определенной границы. Возможно, например, чтобы при переходе верхней и/или нижней температурной границы слой с изменением цвета приобретал окраску, соответствующий цвету оптического кода. Если слой с изменяемой окраской расположен над или под оптическим кодом, то вследствие изменения окраски оптический код более невозможно отличить от его окружения, невозможно прочесть машинным способом.
Равным же образом можно, чтобы цвет менял сам оптический код, вследствие чего он больше не будет визуально отличаться от своего окружения.
Предпочтительное сочетание необратимого изменения цвета при переходе верхней и/или нижней температурной границы с функциональной пригодностью оптического кода дает то преимущество, что попытка злонамеренного вмешательства может быть обнаружена при машинном считывании оптического кода, а дополнительные средства для обнаружения этой попытки не требуются.
В предпочтительной форме исполнения элемент безопасности согласно изобретению снабжен перфорацией, ведущей к разделению элемента безопасности при попытке отделить его от объекта. Перфорация, таким образом, препятствует осложняет (предотвращает) отделению элемента безопасности как целого от объекта. Перфорация целенаправленно сосредоточивает силы, воздействующие на элемент безопасности при попытке отделения, что ведет к разделению элемента безопасности. Предпочтительно, чтобы разделение элемента безопасности было необратимым, добиться этого можно, например, посредством того, чтобы перфорация не была сквозной, так что слой, не имеющий перфорации, при разделении необратимым и видимым образом разрывается (разрушается).
В предпочтительной форме исполнения элемент безопасности согласно изобретению имеет целый ряд указанных признаков, препятствующих обратимому отделению элемента безопасности от объекта или указывающих на попытку отделения.
2
Элемент безопасности согласно изобретению может быть выполнен круглым, эллиптическим, овальным или многоугольным. Возможна, однако, и любая иная форма. Размер элемента безопасности согласно изобретению составляет от 100 мм до 10000 мм.
Элемент безопасности согласно изобретению может сочетаться с другими средствами безопасности, известными на нынешнем техническом уровне, как например: водяными знаками, специальными чернилами, гильошем, микрошрифтом и голограммами.
Элемент безопасности согласно изобретению позволяет использовать имеющуюся инфраструктуру IT, уже применяемую для работы с оптическими кодами.
Использование элемента безопасности согласно изобретению просто и интуитивно понятно, недорого и обеспечивает высокую степень защиты от подделок.
Далее, предметом настоящего изобретения является применение элемента безопасности согласно изобретению для идентификации и/или аутентификации объектов, а также для защиты от подделок.
Для этого элемент безопасности согласно изобретению соединяют с объектом посредством клеевого слоя. Поскольку элемент безопасности согласно изобретению выполнен в виде самоклеящейся этикетки, его можно соединять с множеством различных объектов. Таким образом, благодаря ему становится возможной идентификация (аутентификация) по способу согласно опубликованной международной заявке WO 2005088533 (A1) и тех объектов, которые в ином случае не были бы пригодны к работе по способу заявки WO 2005088533 (A1) в силу свойств их поверхности.
Уже наличие элемента безопасности согласно изобретению на объекте указывает на подлинность соответствующего объекта и таким образом служит целям защиты от подделок. По наличию элемента безопасности на объекте наблюдатель может установить, что данный объект, весьма вероятно, подлинный, поскольку этот элемент безопасности нельзя удалить с одного объекта и перенести на другой объект.
Особая форма, окраска, печать и/или наличие других визуально наблюдаемых признаков позволяет людям предварительно проверить подлинность объекта без вспомогательных средств. Кроме того, без вспомогательных средств видно, были ли попытки злонамеренного воздействия на элемент безопасности согласно изобретению: в этом случае имеются изменение цвета или заметные разрывы.
Кроме того, элемент безопасности согласно изобретению на объекте служит для идентификации и подтверждения подлинности объектов.
В предпочтительной форме исполнения регистрация (считывание) элемента безопасности согласно изобретению происходит до нанесения его на объект. Под регистрацией подразумевают следующее: характерный сигнал рассеивания от зоны рассеивания элемента безопасности согласно изобретению определяют и сохраняют в форме файла, пригодного к электронной или машинной обработке, причем до сохранения, во время или после него устанавливают связь между файлом, содержащим характерный сигнал рассеивания, и оптическим кодом либо же идентификационным номером, напечатанным с помощью оптического кода на элементе безопасности. Таким образом происходит регистрация элемента безопасности. Он несет на себе оптический код, сопряженный с файлом, содержащим характерный сигнал рассеивания. Этот файл в настоящем тексте называют эталонным набором данных. Эталонный набор данных может содержать в оцифрованном виде весь характерный сигнал рассеивания; он, однако, может включать в себя и всего лишь часть, например, характерный образец сигнала, так называемый отпечаток пальца. После регистрации элемент безопасности согласно изобретению наносят на объект. Поскольку его нельзя удалить с объекта, не разрушив, элемент сообщает объекту уникальный номер для его идентификации (оптический код) и уникальный характерный признак для аутентификации или проверки подлинности (характерный сигнал рассеивания). Использование элемента безопасности согласно изобретению для идентификации и аутентификации объекта, а также для защиты его от подделок включает в себя, по меньшей мере, следующие шаги:
(I) Определение характерного сигнала рассеивания от элемента безопасности,
(II) Связывание характерного сигнала рассеивания с оптическим кодом элемента безопасности,
(III) Сохранение характерного сигнала рассеивания в форме файла, пригодного к машинной обработке,
(IV) Нанесение элемента безопасности на объект.
Предпочтительно реализовывать шаги (I)-(IV) в указанной последовательности, причем последовательность этапов (II) и (III) может также быть обратной.
На этапе (I) определяют характерный сигнал рассеивания от элемента безопасности согласно изобретению. Определение проводят посредством облучения зоны рассеивания электромагнитным излучением, по меньшей мере, с одной длиной волны в диапазоне от 300 нм до 1000 нм и детектирования части излучения, возвращенного зоной рассеивания под различными углами. Определение характерного сигнала рассеивания целесообразно проводить способом согласно опубликованной международной заявке WO 2005088533 (A1).
Согласно изобретению регистрацию элемента безопасности проводят до нанесения его на объект. В числе прочего, это дает преимущества с точки зрения скорости и расходов. Быстрая регистрация элементов безопасности возможна сразу после их изготовления. Можно создавать запас зарегистрированных элементов безопасности и хранить их, а при потребности - наносить на объект.
Способ идентификации и аутентификации объектов посредством элемента безопасности согласно изобретению также является предметом настоящего изобретения.
Способ согласно изобретению включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
(A) Считывание оптического кода на элементе безопасности и установление эталонного набора данных,
(B) Определение характерного сигнала рассеивания от элемента безопасности,
(C) Сравнение характерного сигнала рассеивания с эталонным набором данных,
(D) В зависимости от результата сравнения на этапе (С) - выдача сообщения об аутентичности объекта.
Предпочтительно проводить идентификацию и аутентификацию объекта машинным способом.
Этап (А) предназначен для идентификации объекта по оптическому коду. Считывание оптического кода на этапе (А) можно проводить с помощью обычного торгового сканнера, предназначенного для оптического кода. Результатом обычно является идентификационный номер объекта. Что касается подробностей об оптических кодах, дана ссылка на обширную литературу о расшифровке оптических кодов (например, С. Demant, В. Streicher-Abel, P. Waszkewitz, Industrielle Bildverarbeitung, Springer-Verlag, 1998, S.133 ff, J.Rosenbaum, Barcode, Verlag Technik Berlin, 2000, S.84 ff). Когда объект идентифицирован, его идентичность проверяют. В отличие от способа, описанного в международной заявке WO 2005088533 (A1), нет необходимости сравнивать характерный сигнал рассеивания со всеми сигналами рассеивания объектов, зарегистрированными ранее. Информацию об идентичности объекта можно использовать для того, чтобы целенаправленно выбрать один или несколько сигналов от зарегистрированных ранее объектов. Эталонный набор данных включает в себя целенаправленно выбранные один или несколько сигналов рассеивания, ранее определенные и, предпочтительно, сохраненные в базе данных в форме данных, пригодных к машинной обработке. В идеальном случае эталонный набор данных включает в себя только один единственный сигнал рассеивания.
Задавать эталонный набор данных можно, например, посредством того, чтобы идентификационный номер указывал на одну или несколько записей в базе данных, где сохранен эталонный набор данных и/или отдельные сигналы рассеивания.
На этапе (B) определяют характерный сигнал рассеивания от элемента безопасности согласно изобретению. Определение проводят посредством облучения зоны рассеивания электромагнитным излучением по меньшей мере с одной длиной волны в диапазоне от 300 нм до 1000 нм и детектирования излучения, возвращенного зоной рассеивания под различными углами. Определение характерного сигнала рассеивания целесообразно проводить способом согласно опубликованной международной заявке WO 2005088533 (A1).
Последовательность этапов (А) и (В) можно изменять.
На этапе (С) полученный сигнал рассеивания сравнивают со всеми сигналами рассеивания эталонного набора данных с этапа (А) (аутентификация). Устанавливают тот сигнал рассеивания, который, по всей вероятности, идентичен только что полученному сигналу рассеивания. В силу идентификации объекта по оптическому коду на элементе безопасности найти соответствующий эталонный набор данных удается очень быстро. Таким образом, аутентификацию можно осуществлять посредством быстрого сравнения только что снятых данных рассеивания с эталонным набором данных (1:n), причем предпочтительно, чтобы n находилось в пределах от 1 до 1000.
Как правило, характерный сигнал рассеивания не на 100% совпадает с сигналом рассеивания из эталонного набора данных. Причина этого состоит, например, в том, что элемент безопасности согласно изобретению подвержен старению, и характерный сигнал рассеивания изменяется под воздействием внешней среды. Кроме того, при определении сигнала рассеивания не всегда удается облучить в точности одну и ту же зону, так что при каждой процедуре аутентификации возможны небольшие флуктуации сигнала рассеивания. Поэтому, как правило, задают пороговое значение S. Если степень соответствия характерного сигнала рассеивания и сигнала рассеивания в эталонном наборе данных составляет, например, S или более, то считается, что соответствие имеет место, если же степень соответствия меньше S, то сравниваемые наборы данных считаются различными. Как и сигналы рассеивания в эталонном наборе данных, установленный характерный сигнал рассеивания представлен в форме, пригодной к обработке машинным способом, т.е., как правило, в виде таблицы с числами. Сравнение наборов данных можно проводить на основе всей таблицы с числами или же на основе характерных признаков таблицы с числами. Для этого можно использовать, например, известные способы проверки соответствия узоров (Pattern Matching), где проводят поиск сходства между наборами данных (см., например, Image Analysis and Processing: 8th International Conference, ICIAP '95, San Remo, Italy, September 13-15, 1995. Proceedings (Lecture Notes in Computer Science), WO 2005088533 (A1), WO 2006016114 (A1), C. Demant, B. Streicher-Abel, P. Waszkewitz, Industrielle Bildverarbeitung, Springer-Verlag, 1998, S.133 ff, J. Rosenbaum, Barcode, Verlag Technik Berlin, 2000, S.84 ff, патент США US 7333641 B2, патенты Германии DE 10260642 A1, DE 10260638 А1, европейский патент ЕР 1435586 В1).
На этапе (D) в зависимости от результата сравнения на этапе (С) выдается сообщение об аутентичности объекта.
На этапе (D) возможна, например, выдача сообщения, представляет ли объект собой подлинное изделие или подделку. Для этого возможно использовать, например, световую сигнализацию: если наборы данных, прошедшие сравнение на этапе (С), считаются соответствующими друг другу, то очевидно, что это не подделка, и загорается, например, зеленая лампочка. Если же наборы данных, прошедшие сравнение на этапе (С), нельзя считать соответствующими, то речь, очевидно, идет о подделке, и загорается, например, красная лампочка. В качестве альтернативы допустим также звуковой сигнал или иное сообщение, воспринимаемое органами чувств человека. Кроме того, возможен вывод степени соответствия на принтер, монитор или иное подобное устройство.
Ниже следует более подробное пояснение элемента безопасности согласно изобретению, которое, однако, не налагает ограничений.
На фигуре 1 схематически показана предпочтительная форма элемента безопасности согласно изобретению (1), включающего в себя зону кода (2) и зону рассеивания (3). Зона кода (2) включает в себя оптический код в форме штрихового кода, напечатанного темным цветом на светлом фоне. Зона рассеивания (3) обозначается рамкой из сплошных линий. Зона рассеивания (3) и зона кода (2) отделены друг от друга в пространстве. Элемент безопасности согласно изобретению на фигуре 1 выполнен круглым. В представленном примере диаметр составляет от 40 до 60 мм. Помимо представленных элементов (зона рассеивания, зона кода, рамка) допустимы и другие элементы, в особенности запечатывание текстом, изображениями и знаками.
На фигуре 2 схематически показано послойное строение предпочтительного варианта исполнения элемента безопасности согласно изобретению: (а) в сечении, (b) в сечении в разобранном виде. Последовательность слоев, начиная снизу, следующая: слой, защищающий клей (10), клеевой слой (11), слой, включающий волокнистый материал (12), печатный слой (13) и защитный слой (14). Помимо функции расчетного места разрушения при попытке отделения (разрывной слой), в настоящем случае слой волокнистого материала (12) предоставляет случайным образом распределенные и/или ориентированные центры рассеивания и исполняет функцию несения печатной краски (печатного слоя).
На фигуре 3 схематически показано введение перфорации в элемент безопасности согласно изобретению (1). В этой форме исполнения имеется три типа перфорации: радиальная предохранительная перфорация (20) в области края элемента безопасности, волнистая предохранительная перфорация (21), проходящая через элемент безопасности, и внешняя контурная перфорация (22) в области края элемента безопасности.
На трех примерах, схематически представленных на фигуре 4, показано, через какие слои элемента безопасности согласно изобретению может проходить перфорация. Возможны и другие варианты перфорации. Пример последовательности слоев взят из фигуры 2. Перфорация (31) проходит через защитный слой, печатный слой и слой волокнистого материала. Также возможно распространение перфорации и на клеевой слой. Перфорация, подобная (31), обеспечивает невозможность отделения элемента безопасности как целого от объекта. Попытка отделения приведет к разрыву элемента безопасности по линиям перфорации. Представленная перфорация (31) обладает тем недостатком, что проходит через защитный слой. Из-за этого возможно, например, проникновение влажности в расположенные ниже слои и их повреждение. Перфорация (32) проходит через печатный слой, слой волокнистого материала и клеевой слой. В этом случае защитный слой остается нетронутым и поэтому может полностью исполнять свою функцию. Кроме того, при попытке отделения защитный слой разорвется (необратимое повреждение), что будет заметно и обозначит попытку отделения. Перфорация (33) затрагивает только часть слоя волокнистого материала. Попытка отделения в этом случае видна по необратимым повреждениям защитного слоя и соя волокнистого материала.
На фигуре 5 схематически показано послойное строение предпочтительной формы исполнения элемента безопасности согласно изобретению из примера 1 (подробности см. в примере 1).
На фигуре 6 представлен характерный сигнал рассеивания предпочтительной формы исполнения элемента безопасности согласно изобретению из примера 1, измеренный способом, описанным в примере 2.
Пример 1 - изготовление и конструкция элемента безопасности согласно изобретению
Конструкция предпочтительной формы исполнения элемента безопасности согласно изобретению схематически показано на фигуре 5 (b) в разборе.
Нижняя часть (41) образована специальной бумагой 7110 производства фирмы 3М (3М 7110 Lithopapier, белая). Эта специальная бумага представляет собой композитный материал, уже включающий в себя слой защиты клея, клеевой слой и слой волокнистого материала в указанной последовательности. Клеевой слой - это высокоадгезивный акрилатный клей, сила сцепления которого с основой (например, полиэтиленом или полипропиленом) по данным производителя выше, чем предел прочности слоя волокнистого материала. Соответственно, слой волокнистого материала играет роль разрывного слоя, разрушающегося при попытке отделения.
Специальная бумага обладает термостойкостью в диапазоне температур от -40°C до 175°C. Матовая поверхность бумаги позволяет наносить на нее печать, таким образом, имеется поверхность для запечатывания оптическим кодом (а при необходимости - и другими печатными изображениями). В то же время структура волокон специальной бумаги, уникальная для каждой ее зоны, обеспечивает наличие центров рассеивания, ориентированных и/или распределенных случайным образом, так что облучение специальной бумаги электромагнитным излучением по меньшей мере с одной длиной волны в диапазоне о 300 нм до 1000 нм дает в результате характерный сигнал рассеивания, который позволяет аутентифицировать элемент безопасности (либо же соединенный с элементом безопасности объект).
Праймер (42) обеспечивает лучшую адгезию печатной краски. В данном случае в качестве праймера использован продукт Indigo Topaz 10 Solution MPS-2056-42 производства фирмы Hewlett Packard. Праймер нанесли на специальную бумагу с помощью известных технологий печати (например, цифровой печатью). С помощью известных технологий печати (например, цифровой печатью) на праймер (42) нанесли слой с изменяемой окраской (43) и печатный слой (44). Слой переменной окраски (43) состоит из чувствительной к температуре переменной краски, цвет которой при превышении температуры ок. 120°C необратимо меняется с прозрачного на черный. Использованная переменная краска распространяется под наименованием ThermaFlag W/B производителем Flexo&Gravure Ink.. Предпочтительно наносить переменную краску только на зоне кода (в отличие от показанного на фиг.5). Оптический код наносят на переменную краску с помощью известных технологий печати (например, цифровой печатью). Завершает композитный материал защитный слой (45). В качестве защитной пленки в данном случае известным способом ламинирования нанесли ламинат PET Overlam RP35 производства фирмы UPM Raflatac.
На фигуре 5 (а) показано прохождение перфорации в элементе безопасности (40). В соответствии с изображением на фигуре 3 имеется три типа перфорации: радиальная предохранительная перфорация (20), волнистая предохранительная перфорация (21) и внешняя контурная перфорация (22). Как схематически показано на фиг.5 (а), радиальная предохранительная перфорация (20) и внешняя контурная перфорация (22) проходят через все слои, а исключен только слой защиты клея (нижняя часть области 41). Волнообразная предохранительная перфорация (21) проходит только через специальную бумагу, причем в этом случае слой, защищающий клей, также не затронут перфорацией.
Пример 2 - измерение характерного сигнала рассеивания от элемента безопасности согласно изобретению
Характерный сигнал рассеивания от элемента безопасности согласно изобретению из примера 1 измерили по способу, описанному в публикации международной заявки WO 2005088533 (A1). Форма, размеры элемента безопасности? согласно изобретению, а также пространственное распределение зоны кода и зоны рассеивания соответствовали фигуре 1, а перфорация - фигуре 3, причем зона рассеивания перфорацией затронута не была.
Для измерения сигнала рассеивания применяли устройство, согласно фигуре 1 в публикации международной заявки WO 2005088533 (А1), с лазером Flexpoint типа FP-65/5 (длина волны 650 нм, максимальная мощность 5 мВт) и кремниевыми фототранзисторами NPN типа FT-30 производства фирмы STM в качеств детекторов.
Луч лазера, на элементе безопасности, имел линейный профиль 2 мм и шириной - 20 мкм. Неразъемную систему из лазера и детекторов проводили перпендикулярно длинной стороне профиля луча над 1,5-см фрагментом зоны рассеивания с постоянной скоростью (примерно 2 см/сек).
На фигуре 6 представлена интенсивность I рассеянного излучения, зарегистрированного на детекторе (детектор 16b с фигуры 1 в публикации международной заявки WO 2005088533 (A1)), как функцию пути прохождения x в условных единицах. Сигнал рассеивания уникален для каждого отдельного элемента безопасности согласно изобретению, по этой причине его можно использовать для аутентификации.
Условные обозначения
1 Элемент безопасности в форме этикетки
2 Зона кода, включающий в себя оптический код в форме штрихового кода
3 Зона рассеивания, с визуальной маркировкой в виде сплошной рамки
10 Слой, защищающий клей
11 Клеевой слой
12 Слой, содержащий волокнистый материал
13 Печатный слой
14 Защитный слой
20 Радиальная предохранительная перфорация
21 Волнообразная предохранительная перфорация
22 Перфорация по внешнему контуру
31 Перфорация, проходящая через защитный слой, печатный слой и слой с содержанием волокнистого материала
32 Перфорация, проходящая через печатный слой, слой с содержанием волокнистого материала и клеевой слой
33 Частичная перфорация, проходящая через слой с содержанием волокнистого материала
41 Специальная бумага 7110 производства фирмы 3М
42 Праймер Indigo Topaz 10 Solution MPS-2056-42 производства фирмы Hewlett Packard
43 Переменная краска ThermaFlag W/B производства фирмы Flexo&Gravure Ink.
44 Печатная краска
45 Защитный слой, полиэтилен Overlam RP35 производства фирмы UPM Raflatac.