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Es wird auf die US-Patente Nr. 5.428.683 und
5.365.586 Bezug genommen. US-Patent 5.587.654 bezieht sich auf einen ähnlichen
Gegenstand.
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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Es wurden die Rauschquellen in einem
Wiedergabesignal von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium untersucht
und identifiziert. Eine dieser Quellen enthält die Unregelmäßigkeiten
und Defekte in der Mikrostruktur des magnetischen Mediums selbst.
Für viele
Jahre wurde angenommen, dass das von dieser Quelle erzeugte Rauschen, ebenso
wie das von anderen identifizierten Quellen erzeugte Rauschen, zufällig ist
und zu dessen Bestimmung nur für
die statistische Analyse geeignet ist. Die Erfinder haben vor kurzem
gezeigt, dass diese Rauschkomponente stattdessen deterministisch ist,
d. h. dauerhaft und wiederholbar, und vollständig von der Wandler-Medium-Position
und der magnetischen Historie des Mediums abhängt. Wie durch die von den
Erfindern durchgeführten
Versuche bestätigt wurde,
sind dann, wenn das Medium mit keinem Signal beschrieben worden
war und nur mit Gleichstromfeldern beschrieben wurde, die beobachteten
Wiedergabesignale nahezu identisch. Der magnetische Beitrag zum
Wiedergabesignal unter diesen Bedingungen resultiert aus den räumlichen
Variationen in der Magnetisierung des Mediums: Magnetische Bereiche,
Welligkeit, lokale Schwankungen des anisotropen Feldes und Sättigungsmagnetisierung.
Diese lokalen Eigenschaften werden ihrerseits durch die Morphologie
und die magnetischen Eigenschaften der einzelnen Körner beeinflusst,
die den Bereich bilden und die sich nach dem Ablegen nicht ändern. Somit
ist das Rauschen von einem nominell gleichförmig magnetisierten Bereich,
das an einer festen Position auf einem magnetischen Medium gemessen wird,
reproduzierbar. Wie durch die Erfinder gezeigt wird, kann ein magnetisches
Medium gleichstrom-gesättigt
werden, woraufhin sein Ausgangssignal gemessen wird, um seinen Remanenzzustand oder
das Remanenzrauschen zu bestimmen. Die Erfinder haben bestätigt, dass
dieses Remanenzrauschen eine Funktion der magnetischen Mikrostruktur ist,
indem sie das Remanenzrauschen nach einer positiven Gleichstromsättigung
mit dem Remanenzrauschen nach einer negativen Gleichstromsättigung verglichen.
Es wurde festgestellt, dass diese Signalformen praktisch "Spiegelbilder" zueinander sind, wodurch
eine enge Korrelation gezeigt wird. In ähnlicher Weise wurden andere
Verfahrensweisen verwendet, um zu bestätigen, dass das Remanenzrauschen
bestimmend, wiederholbar und auf die physikalische Mikrostruktur
des magnetischen Mediums selbst bezogen war. Das Remanenzrauschen,
das von der dauerhaften Mikrostruktur stand, weist identifizierbare
Merkmale auf, die für
diese dauerhafte Mikrostruktur nach praktisch einer beliebigen magnetischen
Historie charakteristisch sind. Siehe "Spatial Noise Phenomena of Longitudinal
Magnetic Recording Media" von
Hoinville, Indeck und Muller, IEEE Transactions on Magnetics, Bd.
28, Nr. 6, November 1992.
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Die neuartige Technik, die hier offenbart
wird, beruht auf der Entdeckung, dass die mikroskopische Struktur
des magnetischen Mediums selbst eine dauerhafte zufällige Anordnung
von Mikromerkmalen ist und somit deterministisch ist. Mit andern
Worten, sobald das Aufzeichnungsmedium hergestellt ist, bleibt dessen
physikalische Mikrostruktur für
alle herkömmlichen
Aufzeichnungsprozesse unverändert.
In bestimmten Medien ändern
sich die Position und die Orientierung der jeweiligen Partikel innerhalb
des Bindemittels für
ein beliebiges angelegtes magnetisches Feld nicht; in Dünnfilmmedien
bleiben die mikrokristallinen Ausrichtungen und die Korngrenzen des
Films während
der Aufzeichnungs- und Wiedergabeprozesse unverändert. Es ist die Magnetisierung
innerhalb jedes dieser unveränderlichen
Mikromerkmale, die gedreht oder modifiziert werden kann, was die
Grundlage des magnetischen Aufzeichnungsprozesses bildet. Wenn ein
Bereich eines magnetischen Mediums in einer Richtung durch ein starkes
angelegtes Feld gesättigt
wird, hängt
die Remanenzmagnetisierung stark von der Mikrostruktur des Mediums
ab. Dieser Remanenzzustand ist für
einen beliebigen Punkt der Aufzeichnungsoberfläche deterministisch. Jeder
Partikel oder jedes Korn im Medium weist eine Abmessung von Hunderten
bis Tausenden von 10–10 m (Ångström) auf.
Aufgrund ihrer geringen Größe enthält ein kleiner
Bereich der magnetischen Oberfläche
eine sehr große
Anzahl dieser physikalischen Entitäten. Obwohl der Herstellungsprozess normalerweise
Versuche zum Ausrichten dieser Partikel umfasst, besteht immer eine
gewisse Dispersion der individuellen Ausrichtungen. Die wirklichen
Abweichungen sind für
einen Bereich der Mediumsoberfläche
einzigartig, was diese Ausrichtung deterministisch macht und ihre
Auswirkungen empfänglich für eine Eliminierung
macht. Wie von Fachleuten erkannt werden kann, ist dieser "magnetische Fingerabdruck" eine wichtige Entwicklung.
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Es gibt im Stand der Technik einen
lange empfundenen Bedarf an einer tragbaren magnetischen Datenspeichervorrichtung,
wie z. B. einer magnetischen Kreditkarte, die Daten enthält, die
einem Kredit- oder Debit-Kontostand
zugeordnet sind (und die einem Konto im Namen des Benutzers zugeordnet
sein können),
und an einem Verfahren zum sicheren Pflegen des gespeicherten Wertes
und ferner zum Manipulieren der Daten in Reaktion auf Transaktionen,
an denen der Halter beteiligt ist. Obwohl die magnetische Aufzeichnung
robust ist, Löschbarkeit und
Wiederbeschreibbarkeit bietet, und gewöhnlich im Vergleich zu anderen
Datenspeicherlösungen kostengünstig ist,
machen diese "benutzerfreundlichen" Merkmale die magnetische
Aufzeichnung anfällig
für Betrug.
Trotzdem ist die magnetische Datenspeicherung allgegenwärtig, da
Kreditkarten, Eintrittskarten, Dekrementkarten, Bankschecks, Telephonkarten,
Massenverkehrskarten und dergleichen alle magnetische Speichermedien
verwenden. Im allgemeinen verwenden die Magnetspeicheranwendungen
für diese
Medien aufgrund der Gefahr des Betrugs nicht die Speicherung z.
B. eines Kreditkontostandes, der dann dekrementiert werden kann, wenn
der Benutzer Einkäufe
tätigt,
bis der Kontostand null oder nahezu null erreicht. Eine bestimmte Art
von Betrug, der durch die Wiederbeschreibbarkeit magnetischer Medien
entsteht, ist diejenige des "Pufferns". Diese Form von
Betrug nutzt das Kopieren und Speichern der Daten von einer legitimen
Quelle (z. B. einer Dekrementkarte) und das Wiederherstellen dieser
ursprünglichen
Daten auf der Quelle, nachdem die Quelle für Einkäufe benutzt wurde. In vielen Vorauszahlungssystemen
(z. B. Massenverkehrstickets oder Automatenkarten) umfasst der Punkt
der Verkaufsabwicklung die Manipulation der Daten auf der Karte,
um den verwendeten Betrag widerzuspiegeln. Zum Beispiel kann ein
Kontostand von 5,00 $ auf 4,00 $ dekrementiert werden, nachdem ein
Massenverkehrsticket für
einen Einzelfahrpreis verwendet worden ist. Bei dieser Form von
Betrug kann ein Benutzer die magnetische Speicherkarte verwenden, um
den Kontostand legitim von 5,00 $ auf 4,00 $ zu dekrementieren,
und anschließend
illegal die Karte bearbeiten, indem er die ursprünglichen Daten auf der Karte
wiederherstellt, was den Kontostand auf 5,00 $ zurücksetzt.
Bei diesem Vorhaben würde
ein Benutzer die Daten von dem Magnetstreifen oder einer anderen
Form eines magnetischen Mediums, das in der Karte benutzt wird,
in einen "Puffer" einlesen und anschließend die
Daten aus dem "Puffer" zurück auf den
magnetischen Datenstreifen schreiben, nachdem die Karte benutzt
worden ist. Während
andere derzeit an Systemen arbeiten, die Computerchips oder andere
aufwändigere
und höherentwickelte
Datenspeichertechniken zum Erzeugen einer tragbaren Datenspeicherkarte
und dergleichen nutzen, sind sich die Erfinder keines Systems des
Standes der Technik bewusst, das erfolgreich die verschiedenen Arten
von Betrug eliminiert hat, die auf kostengünstigeren magnetischen Aufzeichnungsmedien, wie
z. B. den Magnetdatenstreifen, der typischerweise auf Kreditkarten
und dergleichen zu finden ist, angewendet werden können.
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US-A-4.906.988, erteilt am 6. März 1990
an Copella, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen der
Authentizität
von magnetischen Materialien. Im Patent von Copella wird zuerst
ein Datensignal auf einem magnetischen Medium gespeichert und anschließend gelesen.
Das gelesene Signal erfasst nicht nur das Datensignal, sondern auch
die zufällig
variierenden magnetischen Eigenschaften, die im magnetischen Medium
aufgrund makroskopischer Schwankungen im magnetischen Material vorhanden
sind. Ein Profil dieses gelesenen Signals wird für einen späteren Vergleich gespeichert, um
die Authentizität
zu bestimmen. Wenn die Authentizität des Datensignals überprüft wird,
findet ein zweites Lesen des Datensignals statt, wobei ein zweites
Profil aus diesem zweiten Lesevorgang erzeugt wird. Wenn sich entweder
der Ort des Datensignals auf dem magnetischen Medium verändert hat,
oder wenn das magnetische Medium selbst verschieden ist, führt der
zweite Lesevorgang zu einem gelesenen Signal, das durch andere,
zufällig schwankende
magnetische Eigenschaften beeinflusst ist. Somit unterscheidet sich
das zweite Profil vom gespeicherten Profil und die Fälschung
kann aufgedeckt werden. Das Copella-Verfahren erfordert jedoch einen
sehr aufwändigen
Vorgang zum Erfassen von Signalen und Erzeugen von Signalprofilen. Es
besteht daher Bedarf an einem effizienteren und weniger komplizierten
Verfahren zum Überprüfen der Authentizität von Daten,
die auf einem magnetischen Medium gespeichert sind. Die Ansprüche sind
gegen dieses Dokument abgegrenzt.
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In ähnlicher Weise offenbart US-A-4.985.614 ein
Verfahren zum Überprüfen der
Authentizität
einer Karte mit einem Magnetstreifen. Ein gespeichertes magnetisches
Profil wird für Überprüfungszwecke
mit dem magnetischen Profil des Objekts verglichen.
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US-A-4.806.740 offenbart eine magnetische Datenspeichereinheit,
die mit einem identifizierbaren Merkmal ausgestattet ist, wobei
die Einheit verwendet wird, um Zugriff auf deren Ressourcen durch Identifikationsdaten,
die in diese eingegeben werden, zu gewähren oder zu verweigern. Dieses
Dokument erläutert
die Gründe
für Ungleichmäßigkeiten
in der magnetischen Substanz, und wie diese Eigenschaft für die Datenüberprüfung zu
verwenden ist. Eine Korrelationsschaltung ermittelt den Grad der
Korrelation zwischen den ursprünglichen
und den aktuellen magnetischen Eigenschaften.
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GB-A-2.021.835 offenbart eine Magnetstreifen-Kreditkarte
mit einer Sicherheitssignatur in Form einer Markierung. Die Position
der Markierung ist anderswo im Magnetstreifen gespeichert.
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US-A-4.630.845 offenbart ein Sicherheitsdokument,
bei dem die Orte von optischen Marken in einem Magnetstreifen gespeichert
sind.
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Um diese und andere Probleme des
Standes der Technik zu lösen,
haben die Erfinder hier ihre Entdeckungen des "magnetischen Fingerabdrucks" genutzt, um sowohl
eine Karte als auch eine Verfahrensweise zu entwickeln, die den "Pufferungs"-Betrug vereitelt
und ansonsten einem einfachen magnetischen Datenspeichermedium,
wie z. B. einem Magnetdatenstreifen, erlaubt, verwendet zu werden,
um sicher einen Kreditkontostand zu speichern, und die für die sichere
Manipulation dieses Kontostandes für die Rückspeicherung auf dem Datenstreifen
sorgen. Im Stand der Technik ist bekannt, dass die Genauigkeit,
mit der Daten in ein magnetisches Medium geschrieben werden können, nahezu
genauso gut ist wie die Genauigkeit, mit der Daten von einem magnetischen
Medium gelesen werden können.
Mit anderen Worten, sobald Daten in einen Magnetstreifen geschrieben
werden, kann der Abstand zwischen Datenbits oder zwischen irgendeinem
einzelnen Datenbit und einem Bezugspunkt, einem Index oder einer
anderen Markierung, wie z. B. einem magnetischen Fingerabdruck,
bis zu einem viel höheren
Genauigkeitsgrad gemessen werden als die Genauigkeit, mit der Daten
auf dem Magnetdatenstreifen platziert werden können. Beispielsweise kann sehr
genau gemessen werden, das ein bestimmtes Datenbit in einem Abstand × von einem
Bezugspunkt entfernt angeordnet ist. Die Aufgabe des Platzierens
eines gewünschten
Datenbits in diesem gleichen Abstand × von einem Bezugspunkt kann
jedoch nicht leicht mit derselben Genauigkeit erreicht werden. Dieser Genauigkeitsunterschied
zwischen dem Lesen und dem Schreiben von Daten von und auf einem
magnetischen Datenspeichermedium bietet die Möglichkeit, zwischen Daten,
die ursprünglich
geschrieben worden sind oder unter Verwendung von autorisierten Schreibtechniken
zurückgeschrieben
worden sind, einerseits und betrügerisch
geschriebenen Daten andererseits zu unterscheiden.
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Die Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Aufzeichnen verifizierbarer Daten
auf ein magnetisches Medium geschaffen, wobei das Verfahren die
Schritte umfasst:
Schreiben von Daten auf ein magnetisches
Medium,
Messen einer relativen Position (d) der Daten auf dem
magnetischen Medium bezüglich
eines Bezugspunkts auf dem magnetischen Medium, wobei der Bezugspunkt
einen magnetischen Fingerabdruck aufweist, der sich an irgendeiner
Position auf dem magnetischen Medium befindet, wobei der magnetische
Fingerabdruck eine eindeutige und unveränderliche Eigenschaft des magnetischen
Mediums ist, und
Speichern der relativen Position (d) für eine spätere Verwendung
bei der Verifizierung der gespeicherten Daten.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Medium geschaffen,
auf dem verifizierbare Daten einschließlich eines auf dem magnetischen
Medium angeordneten Bezugspunktes aufgezeichnet sind, wobei der
Bezugspunkt einen magnetischen Fingerabdruck umfasst, der sich an
irgendeiner Position auf dem magnetischen Medium befindet, und wobei
der magnetische Fingerabdruck eine eindeutige und unveränderliche
Eigenschaft des magnetischen Mediums ist, wobei das magnetische
Medium gekennzeichnet ist durch Positionsdaten, die darauf aufgezeichnet
sind und die Position authentischer verifizierbarer Daten relativ
zu dem Bezugspunkt angeben, wobei die relative Position (d) einer späteren Verwendung
bei der Verifizierung der Authentizität der verifizierbaren Daten
dient.
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Gemäß einem dritten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verifizieren der Authentizität verifizierbarer
Daten, die auf einem magnetischen Medium gespeichert sind, geschaffen, wobei
das magnetische Medium einen darauf angeordneten Bezugspunkt aufweist,
der einen magnetischen Fingerabdruck umfasst, welcher an einer beliebigen
Position auf dem magnetischen Medium angeordnet ist, wobei der magnetische
Fingerabdruck eine eindeutige und unveränderliche Eigenschaft des magnetischen
Mediums ist, und wobei das magnetische Medium ferner Positionsdaten
aufweist, die darauf gespeichert sind und eine Position authentischer verifizierbarer
Daten bezüglich
des Bezugspunktes angeben, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Messen
des Abstandes (d) zwischen den verifizierbaren Daten und dem Bezugspunkt
und
Vergleichen des gemessenen Abstandes (d) mit den Positionsdaten,
um zu bestimmen, ob eine ausreichende Übereinstimmung zwischen beiden
vorhanden ist, um die verifizierbaren Daten als authentisch zu verifizieren.
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Gemäß einem vierten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein System zum Verifizieren der Authentizität verifizierbarer
Daten geschaffen, die auf einem magnetischem Medium gespeichert
sind, wobei das magnetische Medium einen darauf befindlichen Bezugspunkt
besitzt, der einen magnetischen Fingerabdruck umfasst, der sich
an irgendeiner Position auf dem magnetischen Medium befindet, wobei der
magnetische Fingerabdruck eine eindeutige und unveränderliche
Eigenschaft des magnetischen Mediums ist, wobei das System umfasst:
einen
von dem magnetischen Medium verschiedenen Speicher, in dem eine
Position verifizierbarer Daten relativ zu dem Bezugspunkt gespeichert
ist, die eine Position authentischer verifizierbarer Daten relativ
zu dem Bezugspunkt angibt;
einen Prozessor, der mit dem Speicher
in Verbindung steht, um den Abstand (d) zwischen den verifizierbaren
Daten und dem Bezugspunkt zu messen, die relative Position (d),
die in dem Speicher gespeichert ist, wiederzugewinnen und den gemessenen
Abstand (d) mit der wiedergewonnen relativen Position (d) zu vergleichen,
um dadurch festzustellen, ob die verifizierbaren Daten authentisch
sind.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird
der magnetische Fingerabdruck verwendet, um einen Bezugspunkt zu
schaffen, der sehr genau angeordnet werden kann und zuverlässig und
wiederholbar nicht nur dann verwendet werden kann, wenn die Daten ursprünglich auf
das magnetische Medium geschrieben werden, sondern auch beim späteren Lesen
und Zurückschreiben
von Daten auf das magnetische Medium. Eine zweite herkömmliche
Markierung muss identifiziert werden und ist in geeigneter Weise den
wirklich auf das magnetische Medium geschriebenen Daten zugeordnet.
Zum Beispiel kann das erste oder nächstliegende Datenbit bezüglich des
Fingerabdrucks verwendet werden. Alternativ kann auch ein Bit verwendet
werden, das den Daten zugeordnet ist, das jedoch nur dieser Verwendung
zugewiesen ist und keine weitere Signifikanz oder Wichtigkeit besitzt.
Anschließend
kann sehr genau ein Abstand zwischen dem magnetischen Fingerabdruck
und dem gewählten
Datenbit ermittelt werden. Dieser Abstand kann bequem in Längeneinheiten
oder in Einheiten eines Maßes,
wie z. B. der Zeit, gemessen werden, in Abhängigkeit von dem jeweiligen
Prozess, der zum Lesen und Schreiben von Daten auf dem magnetischen
Medium verwendet wird. Die Erfinder glauben, das vorzugsweise der
Abstand in Längeneinheiten zu
messen ist. Sobald dieser Abstand ermittelt worden ist, kann er
(mit oder ohne dem magnetischen Fingerabdruck) bequem für eine spätere Verwendung
während
eines Vergleichsschrittes gespeichert werden. Am bequemsten kann
dieser Wert direkt im magnetischen Medium gespeichert werden, so
dass er zu dem Zeitpunkt, zu dem das magnetische Medium verwendet
wird, leicht zugänglich
ist. Dieser Abstand und die magnetischen Fingerabdruckwerte können codiert
werden oder verschlüsselt
werden oder auf andere Art verschleiert oder vor einer Erfassung
versteckt werden, um die Chancen eines Betruges unter Verwendung
irgendwelcher wohlbekannter Techniken, die im Stand der Technik
verfügbar
sind, zu minimieren. Wenn das magnetische Medium während einer
Transaktion gelesen wird, lokalisiert im Gebrauch die Lesevorrichtung
den magnetischen Fingerabdruck, lokalisiert das zugewiesene magnetische
Merkmal (wie z. B. einen magnetischen Übergang) eines Datenbits, misst
den Abstand, liest den im magnetischen Medium gespeicherten Abstandswert,
und vergleicht diesen mit dem gemessenen Abstandswert. Wenn der
gemessene Abstandswert mit dem gespeicherten Abstandswert bis zu
einem akzeptablen statistischen Signifikanzniveau übereinstimmt,
können
die Daten anschließend
als ursprüngliche
oder auf andere Weise authentische Daten betrachtet werden und die
Transaktion wird fortgeführt.
Diese weitere Verarbeitung würde
typischerweise das Lesen der Daten vom magnetischen Medium, die
Manipulation der Daten, wie z. B. durch Dekrementieren derselben,
um den Kontostand unter Berücksichtigung
des Werts der Transaktion zu reduzieren, und das anschließende Zurückschreiben
derselben auf das magnetische Medium umfassen. Zusätzlich wird
eine weitere Messung zwischen dem magnetischen Fingerabdruck und
dem zugewiesenen Datenbit zum Ermitteln eines neuen Abstands durchgeführt, wobei
dieser Wert im magnetischen Medium für die folgende Verwendung bei
einer Transaktion gespeichert wird, wobei die manipulierten Daten
auf dem magnetischen Medium gespeichert werden.
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Wie oben erläutert worden ist, bietet der
Unterschied der Genauigkeit zwischen einem Lese- und einem Schreibschritt
die Möglichkeit
zur Nutzung dieser Verfahrensweise. Wenn Daten auf ein magnetisches
Medium zurückgeschrieben
werden, ist die Position der Daten bezüglich des Mediums praktisch immer
verschieden von deren ursprünglicher
Position. Unterschiede, die nur Zehntel eines Mikrometers im Abstand
zwischen Datenbits betragen, können leicht
erfasst werden. Mit der vorliegenden Verfahrensweise kann der Unterschied
im Abstand leicht ermittelt werden, indem der Abstand zwischen der
Spitze der Korrelationsfunktion für den magnetischen Fingerabdruck
und der Spitze des ausgewählten
Datenbits gemessen wird. Auch mit einer hochgenauen, Laborqualität-Datenschreibanlage
ist es praktisch unmöglich,
das Schreiben der Datenbits so zu steuern, dass eine Genauigkeit
auf dem Niveau von Zehnteln eines Mikrometers erreicht wird. Es
wird somit angenommen, dass die Vorrichtung und das Verfahren der
vorliegenden Erfindung den "Pufferungs"-Betrug vereiteln, der einer der bedeutendsten Hindernisse,
wenn nicht das bedeutendeste Hindernis für die Nutzung einfacher magnetischer
Aufzeichnungsmedien bei Anwendungen des Kontostandtyps ist.
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Als Teil des Gesamtsystems, das von
den Erfindern entwickelt worden ist, sind ferner mehrere alternative
Verwendung für
Teile derselben unabhängig
vom Gesamtsystem enthalten. Durch Verwenden der Techniken und Merkmale
der vorliegenden Erfindung können
z. B. Daten auf einem magnetischen Medium aufgezeichnet und zu einem
beliebigen nachfolgenden Zeitpunkt verifiziert werden, indem ihr korrekter
Ort, ein spezifizierter Abstand von einem Bezugspunkt auf dem magnetischen
Medium, verifiziert wird. Diese Erfindung umfasst nicht nur ein
magnetisches Medium mit darauf aufgezeichneten verifizierbaren Daten,
sondern auch ein Verfahren zum Platzieren von Daten auf dem magnetischen
Medium für
eine spätere
Verifizierung. Ferner wird ein Verfahren zum späteren Verifizieren von Daten
offenbart, die vorher auf einem magnetischen Medium aufgezeichnet
worden sind, das separat als Teil eines Authentifizierungsprozesses
oder einer Prozedur für
die spätere
Verifizierung verwendet werden können.
Die Werte, die für
die Verifizierung erforderlich sind, können direkt auf dem magnetischen
Medium gespeichert werden, wobei die gleichen Werte offline gespeichert
werden, jedoch leicht zugänglich
sind, um somit die Sicherheit des Gesamtsystems zu erhöhen, oder
für eine
noch größere Sicherheit
die Werte an einem anderen Ort in einer verschlüsselten oder auf andere Weise
verschleierten Art gespeichert werden. Ein weiterer Aspekt umfasst
die Verfahrensweise zum Lesen, Manipulieren und Zurückschreiben
von Daten auf ein magnetisches Medium in einer sicheren Weise. Diese
verschiedenen Aspekte und Merkmale der Erfindung können separat
und unabhängig vom
Gesamtsystem und der Verfahrensweise genutzt werden, was zum Vermeiden
eines "Pufferungs"-Betrugs beiträgt.
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In ihrer vielleicht einfachsten Implementierung
kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um Kreditkarten
mit einem darauf befindlichen magnetischen Datenspeicherstreifen
für die
Verwendung mit Kreditkontostand-Typ-Anwendungen anzupassen. Es ist
jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung auf beliebige magnetische
Medien anwendbar ist, einschließlich
Karten, Magnetbändern
und dergleichen.
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Zusätzlich kann eine beliebige
Art von Daten, die auf ein magnetisches Medium geschrieben worden
sind, verifiziert werden, so dass deren Verwendung nicht von Kreditkontostand-Anwendungen
abhängt.
Zum Beispiel können
Identifikationskarten, die einen darauf codierten Sicherheitscode
oder ein Passwort aufweisen, verifiziert werden, um die Änderung
der Codierung zu verhindern. In diesem Beispiel könnte eine
Sicherheits- oder Eintrittskarte, die ein Zugangsniveau bereitstellt,
nicht bequem geändert werden,
um ein höheres
Zugangsniveau bereitzustellen, falls die vorliegende Erfindung verwendet
wird, um die auf der Karte aufgezeichneten Daten zu verifizieren.
Diese Verfahrensweise und die Erfindung bieten somit ein noch höheres Sicherheitsniveau
als die einfache Verwendung des magnetischen Fingerabdrucks, da
sie nicht nur verwendet werden können, um
zu verifizieren, dass die Karte eine originale und authentische
Karte ist, sondern auch, dass die darauf aufgezeichneten Daten authentisch
sind. Es ist ferner klar, dass irgendein magnetisches Merkmal verwendet
werden kann, nicht nur ein magnetischer Übergang, um einen Abstand zu
einem Fingerabdruck zu messen. Es gibt weitere andere Anwendungen,
in denen die verschiedenen Aspekte und Merkmale der vorliegenden
Erfindung genutzt werden können.
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Während
oben die Hauptvorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben
worden sind und mehrere Beispiele angegeben worden sind, wird ein
besseres Verständnis
der Erfindung mit Bezug auf die die folgenden Zeichnungen und die Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
erhalten.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine typische Kreditkarte mit einem Streifen eines magnetischen
Mediums; und
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2 zeigt
einen Kreditkartenleser zum Lesen der Kreditkarte der 1 und zum Kommunizieren
mit einer lokalen und/oder entfernten Kreditkartendaten-Verarbeitungs-
und Speichereinrichtung.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Wie in 1 gezeigt
ist, enthält
eine typische Kreditkarte 20 einen Streifen eines magnetischen Mediums 22 zum
Speichern von Daten 24 sowie des Ortes eines Bezugspunkts 26.
Die Daten 24 werden in einer typischen Weise, wie im Stand
der Technik wohlbekannt ist, auf den Streifen des magnetischen Mediums 22 geschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, sind
diese Datenbits repräsentativ
als Magnetisierungslinien gezeigt. Der Bezugspunkt 26 ist
ebenfalls repräsentativ
als eine Linie gezeigt, wobei jedoch klar ist, dass der Bezugspunkt 26 nur
der Ort eines magnetischen Fingerabdrucks ist. Eine vollständige und umfassende
Diskussion und Beschreibung eines magnetischen Fingerabdrucks ist
im früheren
US-Patent der Erfinder mit der Nr. 5.365.586, eingereicht am 15. November
1994, zu finden. Wie dort offenbart ist, stellt der magnetische
Fingerabdruck 26 lediglich einen Ort dar, der zuverlässig und
wiederholbar bis zu einem großen
Genauigkeitsgrad lokalisiert werden kann, indem die Remanenzrauscheigenschaft
für eine
kurze Strecke, z. B. 30 bis 50·10–6 m
(Mikrometer), des magnetischen Mediums korreliert wird. Durch diese
Verfahrensweise kann eine sehr genaue Positionierung eines Magnetkopfes
bezüglich
des Mediums 22 erreicht werden. Zum Zweck der Darstellung
der vorliegenden Erfindung wurde ein Abstand "d" al
der Abstand zwischen dem Bezugspunkt 26 und dem nächstliegenden
magnetischen Übergang 28 eines
Datenbits im Datensatz 24 gezeigt. Wie genauer erläutert werden
wird, kann der Wert des Bezugspunkts 26 in Form von Daten 30 gespeichert
werden, wobei der Wert von d in Form von Daten 32 direkt
auf dem Streifen des magnetischen Mediums 22 für die Verwendung
in der vorliegenden Erfindung gespeichert werden können.
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Die Verwendung der Kreditkarte 20 kann
nun mit Bezug auf die 2 erläutert werden.
Wenn die Kreditkarte 20 durch einen Kartenleser/Prozessor 34 (entweder
manuell oder motorgetrieben) "gezogen" wird, kann der Kartenleser/Prozessor 34 leicht
die Bezugspunktdaten 30 und die "d"-Daten 32 lesen, den
Bezugspunkt 24 durch Abgleichen der Bezugspunktdaten 30 mit
der direkten Messung des Bezugspunkts 26 lokalisieren,
und den Abstand zwischen dem Bezugspunkt 26 und dem magnetischen Übergang 28 der
Daten 24 messen. Durch Vergleichen des gespeicherten Wertes
von d mit dem gemessenen Wert von d kann der Kreditkartenleser/Prozessor 34 anschließend verifizieren
oder authentifizieren, dass die auf der Kreditkarte 20 enthaltenen
Daten authentisch sind. Der Kreditkartenleser/Prozessor 34 kann
anschließend
die Daten verarbeiten, indem er entweder den Datensatz 24 dekrementiert,
wie z. B. in einer Kreditkontostandkarte, oder auf andere Weise,
in Abhängigkeit
von der jeweiligen Anwendung. Zu diesem Zweck kann eine Datenverbindung 36 zu einer
lokalen Datenspeicher- und Verarbeitungseinrichtung 38,
oder mit Hilfe einer Ferndatenverbindung 40 zu einer entfernten
Datenspeicher- und Verarbeitungseinrichtung 42 eingerichtet
werden. Mit dieser lokalen Datenspeicher- und Verarbeitungseinrichtung 38 oder
entfernten Speicher- und Verarbeitungseinrichtung 42 hat
der Kreditkartenleser/Prozessor 34 die volle Fähigkeit,
die Daten 24 zu lesen und zu verifizieren, zu einem neuen
Datensatz zu manipulieren, der die Transaktionsaktivität oder andere
gewünschte Änderungen
repräsentiert,
und einen neuen Datensatz auf den Streifen des magnetischen Mediums
zu schreiben. Während
dieses Zurückschreibens
oder Zurückspeicherns
des Datensatzes 24 oder eines neuen Datensatzes bestimmt der
Kreditkartenleser/Prozessor 34 den Abstand (d) erneut durch
Messung. Dies liegt daran, dass die Genauigkeit, mit der Daten von
einem magnetischen Medium gelesen werden können, sehr viel größer ist als
diejenige, mit der Daten auf ein magnetisches Medium geschrieben
werden können.
Nachdem der Abstand d erneut bestimmt worden ist, kann dieser Wert
als Datenbit 32 zurückgespeichert
oder zurückgeschrieben
werden. Bei einem Großteil
der Verarbeitung besteht keine Notwendigkeit zum erneuten Bestimmen
und Wiederherstellen eines Bezugspunkts 26 durch erneutes
Bestimmen eines magnetischen Fingerabdrucks für die Speicherung als Datenbit 30.
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Verschiedene Aspekte dieser Erfindung
können
separat für
verschiedene Anwendungen genutzt werden. Zum Beispiel kann der Transaktionsabschnitt
des obenbeschriebenen Verfahrens der Operation eliminiert werden,
falls gewünscht
sein sollte, die Kreditkarte 20 lediglich als Eintrittskarte
zu verwenden. In einen solchen Fall muss der Datensatz 24 lediglich
authentifiziert werden und kann ferner verwendet werden, um ein
Zugangsniveau zu einer Vielfalt von Sicherheitsbereichen zu bestimmen,
oder für andere ähnliche
Zwecke. Ferner können
der Bezugspunkt und die Abstandsdaten d von der Kreditkarte 20 eliminiert
werden und stattdessen offline in der lokalen Datenspeicher- und
Verarbeitungseinrichtung 38 und/oder der entfernten Datenspeicher-
und Verarbeitungseinrichtung 42 gespeichert werden. In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
können die
Bezugspunkt- und Abstandsdaten für
eine lokale Speicherung auf der Kreditkarte 20 verschlüsselt oder
auf andere Weise manipuliert werden. In einer oder beiden von diesen
Alternativen kann eine Identifizierungskontonummer oder eine andere
ID-Nummer verwendet werden, um die Kreditkarte 20 mit ihrer
zugehörigen
Datendatei im lokalen Datenspeicher 38 oder im entfernten
Datenspeicher 42 zu korrelieren.
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Lediglich zum Zweck der Darstellung
wurde die vorliegende Erfindung in Form einer Kreditkarte 20 und
eines Kreditkartenlesers/Prozessors 34 beschrieben. Es
ist. jedoch klar, dass das bestimmte magnetische Medium, das verwendet
wird, irgendeines der verfügbaren
magnetischen Medien sein kann, für
das ein magnetischer Fingerabdruck ermittelt werden kann, wie in
den obenerwähnten
Patenten genauer erläutert
ist. Die vorliegende Erfindung hat jedoch eine bereits fertige Anwendung
für die Verwendung
mit Kreditkarten, die in der heutigen Gesellschaft allgegenwärtig sind.
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Die Erfinder weisen ferner darauf
hin, dass die Schritte in den hier beschriebenen Verfahren nicht
unbedingt in einer festen Schrittreihenfolge durchgeführt werden
müssen.
Die Reihenfolge der Implementierung dieser Schritte hängt bis
zu einem gewissen Maß von
der verwendeten bestimmten Ausführungsform,
der bestimmten Anwendung und den Wünschen des Benutzers ab. Die
Reihenfolge, in der die Daten von der Kreditkarte 20 gelesen
werden, kann ebenfalls verwendet werden, um die Reihenfolge der
Schritte zu bestimmen, die in den mehreren Verfahren der vorliegenden
Erfindung durchgeführt werden.
In bestimmten Anwendungen kann die Kreditkarte 20 "gefangen" werden und vom Kreditkartenleser/Prozessor 34 gehalten
werden, so dass die Gesamtheit der auf dem Streifen des magnetischen
Mediums 22 aufgezeichneten Daten in einer beliebigen Reihenfolge
leicht zugänglich
sein können.
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Ferner ist zu beachten, dass der
Abstand d zwischen dem Bezugspunkt 26 und dem ersten magnetischen Übergang 28 der
Daten 24 nicht nur in Form einer Einheitslänge, sondern
auch mit Bezug auf die Zeit ermittelt werden kann. Sollte z. B.
der Kreditkartenleser/Prozessor 34 motorbetrieben sein, so
dass eine geregelte Geschwindigkeit verwendet wird, um die Kreditkarte 20 durch
diesen vorzurücken,
kann auch die zwischen dem Lesen des Datenbits 28 und des
Bezugspunkts 26 verstrichene Zeitspanne ein Maß der Länge darstellen,
was möglicherweise
genau genug sein kann, um authentische Daten von gefälschten
Daten zu unterscheiden. Techniken und Prozesse, die für Fachleute
wohlbekannt sind, können
mit gutem Nutzen verwendet werden, um alternative Möglichkeiten
zur Messung des Abstands d zu ermitteln, um die Zwecke der vorliegenden
Erfindung zu erreichen.
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Es gibt verschiedene Änderungen
und Abwandlungen, die an der Erfindung vorgenommen werden können, wie
für Fachleute
offensichtlich ist. Es ist jedoch beabsichtigt, dass die Erfindung
nur durch den Umfang der beigefügten
Ansprüche
begrenzt ist.