СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДЛИННОСТИ ДОКУМЕНТОВ, ДЕНЕЖНЫХ ЗНАКОВ, ЦЕННЫХ ПРЕДМЕТОВ
METHOD OF DETERMINING AUTHENTICITY OF DOCUMENTS, MONETARY NOTES, VALUABLE ITEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способам для считывания и распознавания данных объекта, а более конкретно к способам определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, и может быть использовано для проверки подлинности ценных документов, ценных бумаг, денежных знаков, дорогих товаров, например ювелирных изделий.
Далее используются следующие термины.
Асимметричный ключ или шифр - то же, что и криптографическая система с открытым ключом, то же, что и система с шифрами на основе публичных ключей. Асимметричные они здесь называются потому, что вместо одного ключа, используемого как для шифрования, так и дешифрования, в них имеется два - условно называемые здесь открытый и закрытый. Одним - закрытым - можно зашифровать, а другим - открытым - расшифровать, одним и тем же ключом провести два действия невозможно. При этом открытый ключ предоставляется пользователям, а закрытым пользуется только эмитент ценных бумаг, производитель ценных товаров, владелец реликвий или других объектов, чью подлинность необходимо подтверждать.
Уровень техники
В настоящее время вопросы защиты документов, денежных знаков, ценных бумаг и ценных предметов стоят остро. Существует много способов проверки защиты подлинности и для проверки подлинности. Но существующие на сегодняшний день способы обладают рядом недостатков.
Так, известен способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект, при котором сканируют указанные выше графические изображения, считывают с помощью дешифратора идентификационную информацию, заключенную в графическом изображении, считывают параметры случайно распределенных идентификационных элементов с помощью датчика, сравнивают с помощью модуля сравнения сигналы от дешифратора, соответствующие идентификационной информации, заключенной в графическом изображении, и сигналы датчика, соответствующие параметрам случайно распределенных идентификационных элементов, при совпадении сигналов делают вывод о подлинности проверяемого объекта, см. описание к патенту EP 2485178 A1, D21H 15/06; G06K 9/00, 08.08.2012.
Недостатком его являются ограниченные возможности определения подлинности. Действительно, если идентификационная информация, соответствующая случайно распределенным идентификационным элементам и нанесенная на объект, которую можно проверить сканером графического изображения и сопоставить с графическим изображением, нанесенным на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, дополнительно закодирована, то способ проверки подлинности не будет работать, так как невозможно распознать дополнительный код. При этом постороннее лицо, которое осведомлено о принципах защиты подлинности объекта, вполне способно самостоятельно нанести основанную на указных принципах идентификационную информацию на защищаемый объект и тем самым ввести в заблуждение пользователя.
Из уровня техники известен также способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, при котором сканируют указанные выше графические изображения, считывают с помощью дешифратора идентификационную информацию, заключенную в графическом изображении, считывают параметры случайно распределенных идентификационных элементов с помощью датчика, сравнивают с помощью модуля сравнения сигналы от дешифратора, соответствующие идентификационной информации, заключенной в графическом изображении, и сигналы датчика, соответствующие параметрам случайно распределенных идентификационных элементов, при совпадении сигналов делают вывод о подлинности проверяемого объекта, см. описание к патенту US 2007170265 A1, B42D 15/00; G06K 19/06; G07D 7/12; G07D 7/20, 26.07.2007.
Недостатком его являются ограниченные возможности определения подлинности. Действительно, если идентификационная информация, соответствующая случайно распределенным идентификационным элементам и нанесенная на объект, которую можно проверить сканером графического изображения и сопоставить с графическим изображением, нанесенным на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, дополнительно закодирована, то способ проверки подлинности не будет работать, так как невозможно распознать дополнительный код. При этом постороннее лицо, которое осведомлено о принципах защиты подлинности объекта, вполне способно самостоятельно нанести основанную на указных принципах идентификационную информацию на защищаемый объект и тем самым ввести в заблуждение пользователя.
Из уровня техники известен также способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, при котором сканируют указанные выше графические изображения, считывают с помощью дешифратора идентификационную информацию, заключенную в графическом изображении, считывают параметры случайно распределенных идентификационных элементов с помощью датчика, сравнивают с помощью модуля сравнения сигналы от дешифратора, соответствующие идентификационной информации, заключенной в графическом изображении, и сигналы датчика, соответствующие параметрам случайно распределенных идентификационных элементов, при совпадении сигналов делают вывод о подлинности проверяемого объекта, при этом способ дополнительно включает в себя этап получения от эмитента документа, денежного знака или изготовителя ценного предмета открытого ключа асимметричного кода для декодирования информации, заключенной в графическом изображении, нанесенной на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, а также перед сравнением сигналов способ дополнительно включает в себя этап дополнительного декодирования с помощью полученного открытого ключа асимметричного кода модулем декодирования идентификационной информации, нанесенной на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, так что в модуле сравнения сравнивают сигналы, соответствующие декодированной информации от дешифратора сканера и информации от датчика, см. описание к патенту РФ на изобретение №2370377, опубликовано 20.10.2009 г.
Данный способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому решению и взят за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатком его являются ограниченные возможности применения способа при одновременном повышении достоверности определения подлинности идентифицируемых объектов. Действительно, предлагаемый способ основан на использовании в качестве случайно распределенных идентификационных элементов случайно введенных оптических волокон, и его можно применить только для определения подлинности денежных знаков, но нельзя применить для ценных предметов, например дорогих ювелирных изделий, картин, поскольку в них отсутствуют оптические волокна. Кроме того, зная этот способ для изготовления подделки,  можно подобрать ключ. Хотя это и сложно, но все равно это возможно.
Раскрытие изобретения
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы  и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, позволяющий, по меньшей мере, сгладить указанный выше недостаток, а именно обеспечить расширение возможностей применения способа при одновременном повышении достоверности определения подлинности идентифицируемых объектов.
Для достижения этой цели в качестве случайно распределенных идентификационных элементов проверяемого объекта используют уровни или интенсивности свечения краски в рентгеновском излучении и/или дефекты материала проверяемого объекта. А в качестве датчика используют прибор, который является планшетным сканером, совмещенным с источником рентгеновского излучения, и/или дефектоскоп.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным обеспечить расширение возможностей применения способа, так как его можно использовать для более широкого ассортимента документов, денежных знаков, ценных предметов. А также становится возможным повышение достоверности определения подлинности идентифицируемых объектов, так как для создания подделки не только надо знать код, но и вообще, какие именно идентификационные элементы кодируются. Особенно если эти идентификационные элементы не видны невооруженным глазом, а требуют специального оборудования для обнаружения.
Существует вариант изобретения, в котором в качестве дефектоскопа применяют ультразвуковой дефектоскоп, а также в котором в качестве датчика применяют прибор для рентгенофлюоресцентоскопии.
Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
- фигура 1 схематично изображает функциональную схему устройства для проверки подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, реализующее способ, согласно изобретению;
- фигура 2 изображает последовательность этапов в предлагаемом способе, согласно изобретению.
Устройство для проверки подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат, иллюстрирующее предлагаемый способ, включает в себя сканер 1 указанного выше графического изображения, соединенный с дешифратором 2 идентификационной информации, заключенной в графическом изображении, датчик 3 случайно распределенных идентификационных элементов, при этом датчик 3 и дешифратор 2 соединены с модулем сравнения 4 идентификационной информации, полученной от дешифратора 2 и от датчика 3 случайно распределенных идентификационных элементов,  электрически связанным с индикатором подлинности 5 проверяемого объекта.
Устройство для проверки подлинности дополнительно содержит модуль декодирования 6, связанный с дешифратором 2 и модулем сравнения 4. Модуль декодирования адаптирован для декодирования на основе открытого ключа асимметричного кода.
Проверяемый объект обозначен как 7. Поле с нанесенной графической информацией условно показано как 8, сама графическая информация показана как штрих-код. Поле со случайно распределенными идентификационными элементами условно показано как 9.
Изломанными стрелками условно показан процесс сканирования и считывания информации датчиком 3.
В качестве графического изображения может быть использован любой набор графических символов, преимущественно это штрих-код, бар-код, QR-код, то есть широко распространенные варианты нанесения информации на объект.
В качестве сканера 1 графического изображения могут быть использованы сканеры штрих-кода, бар-кода, QR-кода, в том числе мобильные устройства, имеющие камеру, например сотовые телефоны.
В качестве случайно распределенных идентификационных элементов могут быть использованы различные, как специально созданные, например цветные волоски в денежных купюрах, так и элементы естественного происхождения, например волокна бумаги.
В качестве датчика 3 случайно распределенных идентификационных элементов могут быть использованы как сканеры изображения, имеющие специальный вычислительный блок, обрабатывающий полученную информацию, так и в зависимости от выбора случайно распределенных идентификационных элементов другие приборы. Например, прибор для рентгенофлюоресцентоскопии или ультразвуковой дефектоскоп (см. пример ниже).
В качестве асимметричного кодирования могут быть применены различные способы такого кодирования. Например:
- RSA, метод, основывающийся на вычислительной сложности задачи факторизации больших целых чисел,
- Diffie-Hellman, метод, основывающийся на вычислительной сложности взятия логарифмов в конечных полях,
- ECDSA (основан на коммутативности показателей при последовательном возведении в степень).
И другие им подобные, например ГОСТ Р 34.10-2001.
Осуществление изобретения
Способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на проверяемый объект или на сопровождаемый его сертификат,  состоит из следующих этапов (см. фиг. 2).
Перед проверкой предполагается осуществление следующих предварительных этапов.
Этап А01. В качестве случайно распределенных идентификационных элементов проверяемого объекта выбираются некие параметры, присущие самому объекту, материалу, из которого он сделан. Датчик устройства адаптирован для считывания именно таких параметров и превращения в последовательность цифр.
Этап А02. Эта последовательность цифр может быть закодирована с помощью закрытого ключа асимметричного кода.
Этап А03. Уже эта новая закодированная последовательность цифр и букв преобразуется в графическое изображение и наносится прямо на сам объект или на сертификат, который к нему прилагается, например, если в качестве объекта используется музейная ценность. В качестве графического изображения может быть выбран штрих-код или QR-код.
Предлагаемым способом можно теперь легко проверить подлинность такого объекта, имеющего случайно распределенные идентификационные элементы и имеющего графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на самом объекте или на его сертификате в виде штрих-кода или QR-кода.
Достаточно для этого:
- Этап А1. Сканером считывают указанный выше штрих-код или QR-код,
- Этап А2. Дешифратором идентификационной информации, заключенной в этом графическом изображении, его распознают;
- Этап A3. Модулем декодирования расшифровывают, причем для этого используется открытый ключ асимметричного кодирования.
- Этап А4. Датчиком случайно распределенных идентификационных элементов, считывают расположение случайно распределенных идентификационных элементов на объекте.
- Этап А5. Преобразовывают полученную на этапе А4 информацию в последовательность цифр.
- Этап А6. Модулем сравнения производят корреляцию числовой последовательности, соответствующей идентификационной информации, полученной от датчика случайно распределенных идентификационных элементов и от дешифратора.
- Этап А7. При совпадении числовых последовательностей констатируют подлинность объекта, при этом загорается индикатор устройства, например зеленая лампочка, при несовпадении числовых последовательностей констатировать подделку объекта, загорается индикатор устройства в другом режиме, например красная лампочка.
Последовательность этапов является примерной и позволяет переставлять, добавлять или производить некоторые операции одновременно без потери возможности проверять подлинность объекта. К модификациям способа относятся  другие варианты индикации проверки подлинности, различные способы выбора идентификационных элементов, различные способы асимметричного кодирования.
А также различные варианты нанесения графических элементов, например, вполне графический элемент может быть заменен на более широкое понятие - элемент, несущий в себе информационную составляющую. Пример - технологии NFC («коммуникация ближнего поля» - технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров) и RFID (способ автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах).
Также к модификациям можно отнести процесс кодирования, так как можно кодировать асимметричным ключом как сами данные впрямую, так и косвенно, например, кодируя хэш и/или контрольную сумму (допустим SHA256) данных. Во втором случае это метод электронной подписи.
Примеры использования предлагаемого технического решения
Пример 1. Проверка подлинности денежных знаков
В качестве случайно распределенных идентификационных элементов денежных знаков могут быть использованы координаты волокон бумаги денежных знаков. Например, могут быть взяты последовательность координат концов этих волокон бумаги, с произвольно выбранной и закрепленной за бумагой денежной купюры системы координат.
Далее эта последовательность цифр может быть закодирована с помощью закрытого ключа асимметричного кода. Уже эту новую закодированную последовательность цифр и букв преобразуют в графическое изображение и наносят прямо на денежную купюру. В качестве графического изображения может быть выбран штрих-код или QR-код.
Предлагаемым способом можно теперь легко проверить подлинность таких денежных знаков, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы, а именно, в этом примере, волокна бумаги, и имеющих графическое изображение с идентификационной информацией, нанесенное на денежной купюре в виде штрих-кода или QR-кода.
Для этого:
- сканером считывают указанный выше штрих-код или QR-код;
- далее дешифратором идентификационной информации, заключенной в этом графическом изображении, его распознают;
- модулем декодирования расшифровывают, причем для этого используют открытый ключ асимметричного кодирования;
- датчиком случайно распределенных идентификационных элементов, а в данном случае этим датчиком может быть такой же или аналогичный сканер, считывают расположение волокон бумаги на денежной купюре;
- преобразуют координаты концов волокон бумаги в последовательность цифр;
- модулем сравнения производят корреляцию числовой последовательности, соответствующей идентификационной информации, полученной от датчика случайно распределенных идентификационных элементов, а именно расположение волокон бумаги на денежной купюре, и от дешифратора;
- при совпадении числовых последовательностей констатируют подлинность денежной купюры, загорается индикатор устройства, например зеленая лампочка; при несовпадении числовых последовательностей констатируют подделку денежной купюры, загорается индикатор устройства в другом режиме, например красная лампочка.
Пример 2. Проверка подлинности картин
В качестве случайно распределенных идентификационных элементов картины могут быть использованы уровни или интенсивности свечения краски в рентгеновском излучении. В качестве датчика используется прибор, который является планшетным сканером, совмещенным с источником рентгеновского излучения. Так как под воздействием рентгеновского излучения на поверхности краски электроны из пучка переходят с одного энергетического уровня на другой, то краска начинает светиться, причем светится она по-разному, дает разные спектры и интенсивность.
- Указанным датчиком снимают данные;
- фиксируют их камерой или сканером;
- модулем декодирования расшифровывают, причем для этого используют открытый ключ асимметричного кодирования;
- сканером считывают идентификационный штрих-код или QR-код, нанесенный на обратной стороне картины или на сертификате к ней;
- далее дешифратором идентификационной информации, заключенной в этом графическом изображении, его распознают;
- модулем сравнения производят корреляцию числовой последовательности, соответствующей идентификационной информации, полученной от датчика случайно распределенных идентификационных элементов и от дешифратора;
- при совпадении числовых последовательностей констатируют подлинность картины, загорается индикатор устройства, например зеленая лампочка; при несовпадении числовых последовательностей констатируют подделку картины, загорается индикатор устройства в другом режиме, например красная лампочка.
Пример 3. Проверка подлинности ценных товаров или музейных реликвий
В качестве случайно распределенных идентификационных элементов ценных товаров или музейных реликвий, например коллекционного ножа, драгоценного оружия, используются дефекты их материала.
Датчик тогда представляет собой дефектоскоп, который адаптирован для, например, ультразвуковой дефектоскопии. В данном примере все остальное аналогично примеру 2.
Предлагаемый способ определения подлинности документов, денежных знаков, ценных предметов, имеющих случайно распределенные идентификационные элементы, имеет ясное предназначение, может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретений.
Итак, за счет того что в качестве случайно распределенных идентификационных элементов проверяемого объекта используют уровни или интенсивности свечения краски в рентгеновском излучении и/или дефекты материала проверяемого объекта и того что в качестве датчика используют прибор, который является планшетным сканером, совмещенным с источником рентгеновского излучения, и/или дефектоскоп, и достигается поставленный технический результат, а именно обеспечение расширения возможностей применения способа при одновременном повышении достоверности определения подлинности идентифицируемых объектов.