专利名称：用全息照相方法增加卡片的可靠性的制作方法
技术领域：
本发明涉及到增加信用卡、身份证、驾驶执照以及类似卡片的可靠性的方法，并涉及到这类卡片。
在早期的信用卡阶段，银行不加区别地发放信用卡，对无效信用卡的控制也是不严格的。因此，存在着相当多的其上带有该银行名称、可能被罪犯所使用的无效信用卡。此外，当真正的信用卡不再有效时，由于这些卡片缺乏保密性印记，从而使得罪犯很容易制造出他们自己的依靠卡片，并且，这一“行当”使很多人富裕起来了。
随着银行的这种损失的增加，银行越来越多地采取措施收缩将信用卡发放给已认可的客户并增加设计及制造卡片自身时的保密性。可以考虑多种措施，但可以使用一块箔片，此箔片将一能产生全息衍射的光栅压在卡片的正面上，这就有效地消除了卡片的主要犯罪源-伪造的卡片。遗憾的是，罪犯仍至少有三种其它主要的诈骗可能性。
第一是使用偷盗或丢失的卡片，这种卡片可以使用直至所人报告该卡片已丢失或被偷盗了。第二是使用被重新编码至另外的已过时或已丢弃的、但先前是有效的卡片上的“真”帐号。第三是使用(没有卡片的)有效帐号或带有磁条的“白”卡，所述磁条用于自动出纳机(ATM)或电话机，在自动出纳机或电话机中。上述卡片不是由人来鉴别而是只由机器读取的。实际上，还有要重新申明卡片权利的第四种诈骗形式。在本领域内，贵宾卡与签证的全息图象已使用了八年。不久，将会有人利用足够的技术生产出能令人接受的伪造品。对加密的印刷者来说，又到了要比伪造者超前一大步的时候了。
技术目前对上述第一种诈骗行为无任何办法。但是，本发明可有效地增加可靠性以防止第二、三及第四种诈骗行为。
在典型的信用卡交易过程中，售货员检查信用卡，若此卡是有效的，则在诸如由张(Chang)等人所公开的(美国专利第4788420号)并被引述于本文以作为参考的磁性阅读机上划擦一下该信用卡。所述阅读机将户头存取标识号送回至鉴别源。如果该鉴别源的反应是认可的，就会进行交易。合法的卡片持有者最终会收到他/她要付款或拒绝的帐单。如果属正当的拒绝帐单，那么，由于上述磁性阅读机已提供了如前所述那样被认可的真正户头存取标识号码，所以，银行最终将不得不承受损失。这就是在第一和第二种诈骗行为中会出现的现象。
写至或编码至所述磁条内的帐目存取标识号与汽车牌照号码非常相似。汽车牌照上并没有很多信息，上述磁条内也没有很多信息。真正有价值的信息如支付史、客户母亲未婚时的姓名等均顺序地存贮在很行的信息系统内。通常只有通过查询上述信息字役才能获得有效的信用情况。
这样，上述情形与汽车的牌照或登记号相类似，在该信息字役中并没有存贮太多的信息，而只是一种获得存贮在机动车管理处(De-partment of Motor Vehicle)的档案中的信息的手役。
对商人来说，可以通过每当用目前可以读取或报告交易情况的设备来划擦或磁性读取卡片时所使用的电子网络来存取银行有关客户信息的一少部分(当前卡片的有效性、有效信用情况)。
当用于犯罪目的的通常可被接受的信用卡是不完善且较小的时，对确定要犯罪的罪犯来说，获得外形上真实但是过时的信用卡并改变其磁性信息且将到期日期及姓名重新压印至该卡的正面，相对来说比较容易。当对原有姓名的消除及重新压印是不够完善的，但要由那些熟悉这类诈骗手段的人来作详细检查时，这些诈骗的企图一般都会成功。此后，在划擦上述卡片时，会确认有价值的信用户头，划擦机会给出绿色信号来证明交易有效或使交易生效。
在某些情况下，特别是在使用自动出纳机的情况下，罪犯所需要的只是带有磁带的空白卡，而所述磁带上则编有可磁性读取的有效户头存取标识号码以及尚未起疑的受害者的个人身份号码(PIN)。还存在着许多地方、电话亭以及超级市场，在那里，不需要PIN号码，售货员也不验证实际的信用卡。
业已存在使磁性编码保密从而防止更改的长期而大胆的尝试。Thorne-E MI公司所生产的WatermarkTM牌磁带就是其中的一种。3M公司开发的高奥斯特(磁场强度单位)磁带及其它产品是其中的另外一种。它们均按自己的方式有限地提高了可靠性。但是，由于这两者均要改变各自所需的生产过程，所以它们在生产中都未被采纳。
Thorne-EMI公司的方法是在磁带处于生产过程中将一系列数码以磁性的方式编入该磁带内，此后可用磁性阅读机来读取上述数码。生产这种磁带的困难性以及要保持顺序计数编码妨碍了上述思想和方法，而且，一般认为成本过于昂贵。
3M公司的方案是这样一种条件下的方案，即高矫顽磁性的磁带需要比给300奥斯特的磁带(工业标准)编码所用的设备具有更大功率的编码设备。在一定程度上说，这种设备是很难获得的，但可靠性至少会多少有些增加。然而工业界仍有可能转向高矫顽磁性的磁带。这就要求所有带自己发行机构的服务部门(Service Bureaus)及银行至少购买一台新的编码设备以便在一段时间内逐步采用之。对无较强动因做此项工作的团体来说，这是一笔较大的设备投资，而且，也没有说明这种高矫顽磁性的编码设备不会被犯罪分子所使用的指标。如上所述，充其量不过是只有一定程度的进步。
就所有情况而言，具有简单设备的人均可得到业已放置在磁性阅读环境中的任何卡片以阅读其磁性编码。即使该号码以代码或密码的方式不表示任何意义，但仍能很容易复制该代码化或密码化的号码。过去所缺少的以及本发明所要解决的是另外一种不能用通常设备读取的分层号码，这种号码能以较好的成本一效益的方式编入所述的磁条内。
包括磁性编码算法在内的所有努力无论其如何复杂及精巧，都是有缺点的，这是因为，该编码是原始或伪造的整体磁性码，此磁性码被磁性阅读机所读取而该磁性阅读机则将上述磁性码沿通讯线路传递给银行以供检验。
解决上述问题的方法业已存在在“批号”中，卡片的生产者将这种批号印在大多数的信用卡上。通常该号码为四位数字的号码，这种号码可在所有的美国快递卡(American Express Cards)以及当前的某些贵宾卡(Master cards)上找到。如果有某种理由怀疑一笔交易具有欺骗性，有时可通过打电话给发行银行去验证a)批号是真实的且未没偷盗以及b)卡片上有关特定个人的磁性信息是否与卡片正面的批号相匹配。从而将卡片的有效性与实际的卡片联系起来。
这是一种不完善且费力的判别诈骗行为的方式，并且只能在提供卡片的人表现出与交易不相称-即穿胶底布鞋的青年试图用卡片购买一部新车-时或在这类离谱的情况下才这样做。
另一种方法是由土明山(Tominyama)等人在1989年8月9日的美国专利第4855584号中发明的。他们发明了一种用机器进行的“复式”读取上述卡片的方法，而不是如前所述打电话去证实数据。但是，在他们的方法中，人需要通过利用实际起磁条作用的条形码将“证明介质”隐藏起来。这不仅在实践上是不可能的，而且，即使一个人不相信用“磁性阅读机”读取条形码(此码是用磁墨按4例30-39行打印成的)的必要性并将条形码打印成只能用红外阅读机读取的，由于该隐含的信息也是一种磁性介质，所以确定要犯罪的伪造者仍能将该信息解密。
罪犯所要做的是复印上述整个号码。这个问题与生产不能用彩色复印机所复制的光学保密结构或系统的试尝相类似。只要肉眼能看到上述保密结构，则彩色复印机也能复制它们。业已进行了各种尝试以使复印机失效，而且，在这种编码过程中，所有(减少极度困难与不可行性)的工作都失败了。面临验证信用卡的问题并不是最终的问题，而且，应该采用一种新颖及实用的方案。
本发明方案的基础是在实践中将所要验证的号码分成两组数据，一组编到通常的磁条上，而另一组则编至一能以光学方式读取的材料片上。例如，该能以光学方式读取的材料是一热印在箔片并固定在卡片上的条形码全息图象。另外，该光学材料也可如笔者先前的美国专利第4684795号(本文引述了此专利以作为参考)中所述的那样是分段的并与磁条相结合。
依照本发明的最佳实施例，使用了通常取模数9、10、11或12的具有多种形式的校验码。所有校验码是以对一基数作乘、除、加运算为基础的，因此，通过加上该基数串未尾上的单个数码，可以检验该基数的正确性和真实性。这样，可将如12345的一系列数码加到一取决于模运算从0至9的检验码上，即为123453。如果在数码123453中存在并置或转置错误，即成为132453，校验码则不再是数码3，因而能够看到一标志或错误。
毫无凝问，可给信用卡持有者的帐号设置一校验码，但是，由于罪犯能够读取一般卡片上的磁性码即123453并将该码复制到磁带上，因而，就有关磁条上字段的可靠性而言，上述校验码不再起作用。
所述的校验码最好不在上述可光学读取的条片或部分上，而应作为上述磁条的一部分。所述光学材料具有一个或多个构成标识码组成部分的数码。这样，如果罪犯拿出使用了本发明但仅带有磁性编码信息的卡片，那么，由于校验位不匹配，所以该卡片会被拒绝。而且，如果拿出了未使用本发明并因此只带有磁性编码信息的真卡片，那么，该卡片就会作为真的而被接受。既不用系统也不用人去操纵卡片就能区分带有可光学读取部分的卡片与不带有可光学读取部分的卡片这项工作是自动进行的。
如笔者先前的美国专利第4684795号所述那样，通过将磁条与一外部可见全息图象相配合，本发明能够很有效地发挥作用。所以，当不要求用上述全息图像与磁条相配合以使本发明起作用时，使用本发明的最佳或最好方法是将全息照相与磁条结合起来。
这样，当使用相结合的全息照相磁条时，对售货员来说，只要通过一电子阅读机“划擦”一次卡片就行了，该阅读机会读取所述的磁条以及编入全息图像中的数码。
因此，本发明利用了相对较新的用机器读取现有全息图象的能力以及过去的用机器读取磁条的能力。当然，机器可读的设备及其特征是不同的。用条形码或激光二极管系统可以读取上述全息图象，而用磁性阅读机来读取所述的磁条。但是，这两种阅读机都将所读取的内容转换成电信号，正是这种电信号可作为一个整体数码而被合并，接收以及运算。本发明之新颖性的一个方面是将在市场上可以获得的两种不同的技术结合起来，但决不是象以前那样综合进一个单一的装置中。着眼于这一点，上述思想非常简单你只要“读取”一用全息照相方式形成的图象，以便将该光学图象转换成黑白条纹，这种条纹可被改进的条形码阅读机或随后能将该“数码”转换成可用计算机处理的数字信息的其它光学字符阅读机所理解，同时，还要读取同样能用计算机处理的磁性信息。上述“视觉”信息可证实磁性信息，但不在该磁性信息中出现，因此，该信息不能转印至“透明塑料”或其他人的已过时丢弃/回收的信用卡上。本发明另外的新颖性表现在通过将上述全息图象与磁条合并到一个区域内并在一次划擦卡片时同时实际读取两种“类型”的信息(磁与光的)而显著地增加模仿或伪造卡片的困难性。其理由并不明显但对客户来说却是周知的。上述磁条的磁通量以奥斯特为单位计算，这是一种相当弱的可用机器来读取的负荷，因而读取头必须要与该磁条作真正的接触以便读取该内容。如果在上述条片上加印了任何印记，那么，墨粉的深度就会使此条片远离读取该条片的标准设备。换句话说，如果要欺骗上述光学阅读机，就势必要使其磁性读取操作失效并且，如果不管该磁性读取操作，就不能为光学阅读机提供它所需要的信息。
所述的全息图象可以有两个或更多的机读特征。以下方法中的任何一种均能使本发明发挥作用，而且，还存在着尚未开发研究的其它方法。
第一种方法是形成带有一方格的全息图象，该方格可按一定的角度反光。因此，要形成一个全息衍射光栅，该光栅在遇到光线时会按一定的角度衍射光线，此光线可由一接收器测得并通过该接收器与一位特定数码等同起来。日本HK Spring公司业已通过构造方形光栅研制出了一种商品化的阅读器，此阅读器能够区分达一千种不同的数码。
第二种方法是利用衍射光栅(或全息照相产品)来形成条形码，其中，条形码条纹的图象位于全息图象的焦点平面上，或者位于全息图象的背景上。最简单的技术应该能使上述条形码作为可见条纹出现在所述的焦点平面上。这就是三九型条形码或交错五取二型条形码。
在读取永久压印在信用卡全息照相部分中的全息数码的同时，最好用通常的磁性阅读机技术读取磁性数码。
现有的电子阅读设备通过一次划擦就能读取条形码形式的全息数码以及磁性数码，而对本发明来说，上述全息数码不必超过单个数字0至9(也可以是任何数量的数码)。
当前，当银行将信用卡发放给个人时，银行或银行雇佣的服务公司在两处处理空白信用卡和记录银行客户的个人资料。在用计算机磁带进行操作的情况下，上述(通常由数据卡片公司或FIMA设计的)编码设备压印卡片并将客户的姓名及帐号记入磁条。
在制作全息照相木与磁带相结合的全息图象时，可形成条形码0至9的十种不同的H-1图象。这些图象被随机地编入所述的压印板片内，因而，在100000个已制作好的卡片中，近似有10000个各个号码。在制作过程中，应谨慎地使任何给定的磁带卷(全息/磁性条片)包含不超过一个的全息条形码。这就毫无疑问地保证了给定的已制作好的卡片上只有一个全息条形码。通过使“多列”不同的号码处于上述压印板片上可以作到这一点。
本发明预示了对数据卡片编码机的改进，因而该编码机能读取将要压印至卡片(空白卡片)上的条形码。这样，该编码机会读取到例如数码“4”，此后则会收到来自计算机磁带的信息，而所述计算机磁带则安装在这一特定卡片的帐号为“12345”的编码机/压印机内。
为了取代磁性编码12345或将校验码用于帐号及编码123453，所述设备要使上述条形码读出信息与磁性信息结合起来并将该号码读为412345。此后将我们要采用的适当校验码计算并分配为数码8。
上述编码机会将姓名及帐号12345压印至卡片的正面并以磁性的方式将号码123458编入磁条。
当随后发放并在交易过程中使用该卡片时，划擦式阅读机将首先察看一下磁条上条形码中的全息号码4。此后，读取磁头会读取123458。智能芯片会把数码8作为412345的正确校验码加以验证。当这项工作不是在精确瞬时的情况下完成的时，它应在位于该划擦式阅读机端部的绿灯闪亮的充足实际时间内完成，以便确认卡片是a)带有全息条件;以及b)带有磁性数码;c)上述磁性数码正确地与所述全息数码相关连。
可以考虑使用2个条形码例如43，从而要选定一位校验码去验证数码4312345，或者考虑使用更多的条形码。结果仍在帐号的末端只有一位校验码，但对于罪犯来说，这一点是很明显的，因为传递给银行核准交易的终端的数码即带有有关信用范围等的数码是123458。也即是当前的帐号，而不是所压印的仅为12345的数码。
假定罪犯拿出一张包含有单纯褐色的条形磁性数码的卡片，而该磁性数码是在读取了真的卡片(并发现磁性阅读机显示了123458)的情况下被编写成123458。那么，该罪犯就具有了所有的磁性信息并在这种情况下能获得认可。但是，自动出纳机的划擦式阅读机不会读到全息数码4并不接受数码123458，这是由于12345的正确校验码是3因而该阅读机只认可123453的缘故。如果该罪犯有另一张带有全息印记的卡片，除非该全息图象是条形码4(或43、或者是发行者使用的多位数码)，否则校验码8是错误的并只会触发红色标记且不能存取该户头或被认可。
用于使(被转换成电脉冲的)磁信号和(将所读到的内容也转换成电脉冲的)条形码阅读机相连系的电子线路不超出已知的电子工程技术的范围。
因此，所述最佳方法在于使上述全息图象与位于卡片一侧上的磁条结合起来并改进带有用于读取上述全息信息的卡片扫描器的卡片阅读机(该机基本上是磁性阅读机)。
以下是对本发明最佳实施例的说明并包括了构成本发明一部分的权利要求及附图，在附图中
图1是显示一般信用卡正面的图;
图2是显示一般信用卡反面的图;
图3是显示本发明之信用卡反面的图，该信用卡带有一条片，而此条片具有机器可读的磁性及光学部分;
图4是图3中的信用卡沿VI-VI线的局部剖面图;
图5是能读取上述磁性及光学部分的机器的透视图;
图6是本发明之验证信用卡的方法的框图。
图1及图2显示了已知类型的证件。信用卡2具有前面4，它包括以标准商用信用卡格式记录的压印的字母数字符6以及全息图象8。全息图象8在其难于复制的情况下提供了保密的手段。此外，前面4还可以带有印在其表面上用以说明发行银行、信用卡类型等的辅助信息，并且/或者，该面4还通常提供有一图象。所压印的字符6通常包括银行帐号10，卡片所放给的个人的姓名12、卡片有效的日期14。压印的字符6可以包括也可以不包括诸如批号16之类的其它标识信息。图2显示了信用卡2的反面18，它一般包括一磁条20以及一印鉴栏22。与前面4相似，也可以在反面18的表面上加印辅助信息和/或图象。
过去，全息图象8在阻止除最投入的罪犯之外所有的犯罪活动方面一般都是成功的。全息图象8除所含的不能用机器读取的信息之外一般还包括一在视觉上相当显著的图象，也就是说，可由商业人员对其作视觉上的检查以确定它的有效性。
图3及图4显示了本发明之证件的最佳实施例。一诸如由塑料或类似材料制成的基层30具有表面32，此表面包括有一全息/磁性条片34。该全息/磁性条片34具有如下所述的分层结构。诸如0.5至1密耳的透明聚脂之类的透明塑料承载层36上涂有由市场上可以购买得到的透明腊质造型剂38制成的分离层。该造型剂以可分离的方式将全息图象40固定到承载层36上并在加热时使该承载层与全息图象40相分离。位于全息图象40与造型剂38之间的是一个或多个透明的防磨层42并在上述全息图象40与造型剂38之间可选择地安置有一层玻璃珠44。防磨层42相对较硬以便通常用于保护安装在基底上的磁带。由含有直径一般小于5μm玻璃珠的透明亮漆所构成的玻璃株44涂层起这样的作用当特定幅射的光线遇到该涂层时，随着对该证件有效性的进一步验证，可以读到并测得合成的光幅射。全息图象40是用诸如丁酮处理过的从而便于粘接氧化亚铁46。高密度的氧化亚铁46浆液是用照相凹版涂层装置涂到全息图象40上的。氧化亚铁46一般与粘合剂48相结合，该粘合剂在干燥时会固定住氧化亚铁46的颗粒，并且，在后来的加热过程中会提供“粘接作用”，据此将全息/磁性条片34永久地粘合到基层30上。通过热压处理将全息/磁性条片34固定到卡片上，而所述热压处理的步骤是1)活化粘合剂48;以及2)借助于造型剂38使承载层36与全息图象40相分离。承载层36起提供一其上设置有全息/磁性条片的底基的作用，该承载层可被除去并丢弃。
氧化亚铁46存贮着已编码的磁性数据，而全息图象40则存贮着已编码的光学数据。全息图象40以两种已知结构中的任意一种的方式构成，以便放弃上述光学信息。第一种结构使用了该全息图象的一部分如特定位置处的方格按特定角度反射光源，此反射光源可由光学信息阅读机测得并与一定的数码值相联系。这种技术的已知实例能区分出多达一种千种的不同数码。第二种可能的结构利用全息图象中的衍射光栅来形成条形码，该条形码在有光源的情况下可被光学数据阅读机所探测到。例如，上述条形码可采用三九码的格式或者采用交错五取二码的格式。
图5显示了数据阅读终端50，它在售货信用检验的应用方面具有特别的优点。终端50包括一机箱52，此机箱限定了一个整体证件狭缝58，该狭缝沿罩盖52的右侧延伸。罩盖52限定了狭缝58的侧壁及底壁。一阅读磁头64安装在上述侧壁之一上的开口内，以便在证件划擦过磁头64时检测编写在该证件全息/磁性条片上的磁性数据。一光学数据阅读机66安装在上述侧壁之一上的另一开口内，以便在证件划擦过该阅读机66时检测编写在该证件全息/磁性条片上的光学数据。阅读磁头64以及光学数据阅读机66的电输出被传送至电路68以便如参照图6所详述的那样加以处理。终端50还包括一个用于手工录入数据的键盘70;用于显示数据的显示屏72;诸如电话线之类的数据通讯线路74，此线路将所述终端与远方的数据库76连接起来。
图6是表示读取全息/磁性条片34并用该条片上的数据存取数据库76的方法的流程图。诸如身份证之类的证件划擦过终端50上的狭缝58，从而使全息/磁性条片34在阅读磁头64以及光学数据阅读机66的前面经过。如标号80所示，阅读磁头64检测提供在该证件上数据的磁性部分。例如，这一数据可以代表户头存取标识号码(123456-7)的一部分以及检验码(123456-7)。如标号82所示，光学数据阅读机66同时检测提供在该证件上数据的光学部分。仍以上述实例来说，这一数据可以代表户头存取标识号码(123456-7)的另一部分。如标号84所示，电路68将来自阅读磁头64的信号和来自光学数据阅读机66的信号连接起来，从而形成了一带有校验码的完整户头存取标识号码。如标号86所示，精确地计算该户头存取标识号码并将结果与检验码相比较以确定该证件的有效性。如果该户头存取标识号码是有效的，就会在终端50与数据库76之间沿数据通讯线路74进行通讯。如果该户头存取标识号码是有无效的，就在显示屏72上给出适当的说明。
在本发明的范围内可制做出多种改进型式。重要的是，所述磁性及全息数据不一定要包括在一个条片当中。例如，可对当前的身份证(图1与图2)加以改进，从而使可光学读取的数据包括在位于卡片相对磁条的另一面上的现有全息图象区域内。当数据的磁性形式及全息形式对验证卡片的有效性是必需的，也可以变换以磁性及全息形式提供数据的部分。例如，可用一全息图象去读取完全以磁性方式编写的户头存取标识号码，或者可以变换磁性部分与全息部分之间的户头存取标识号码的分段方式。
所说明及显示的上述最佳实施例是说明性的，而不是限制性的，在不脱离后附权利要求所限定的本发明之精神与范围的情况下，本项技术的专家能够很容易地改进与改变它们。
权利要求
1.一种提高身份证可靠性的方法，它包括的步骤是将一部分标识数字串编写到一磁条上；将至少另外一个标识数字编写到一可光学读取的部分上；将上述至少另外一个标识数字添加至所述的部分标识数字串，以便完全地验证该卡片；以及将一校验码编写到上述磁条上，该校验码是由上述磁条上的部分数字串以及上述可光学读取部分上的至少另外一个标识数字的附属部分所决定的。
2.如权利要求1所述之方法，其特征在于，它还包括的步骤是将上述磁条及可光学读取部分安装到压印的塑料证件上。
3.如权利要求1所述之方法，其特征在于，它还包括的步骤是相对上述磁条叠放所说的可光学读取部分。
4.一种证件，它包括一承载层;上述承载层上的磁条，该磁条包括第一局部标识数据串;上述承载层上的可光学读取部分，该部分包括第二局部标识数据串;以及校验数据，该校验数据是通过将上述第一和第二局部标识数据串添加到一起而确定的，上述磁条中包含着所说的校验数据。
5.如权利要求4所述之证件，其特征在于，所述的承载层是一种压印塑料卡片。
6.如权利要求4所述之证件，其特征在于，所述的可光学读取部分是一全息图象。
7.如权利要求4所述之证件，其特征在于，所述的可光学读取部分是一个至少为一位数码的条形码的全息图象。
8.如权利要求4所述之证件，其特征在于，相对上述磁条叠放所述的可光学读取部分。
全文摘要
一种增强型卡片保密系统，其中，一可光学读取部分包括在卡片上的机读磁条内。所述可光学读取部分可以包括一条形码的全息图象或者其它通常已知的光学数字信息发生部件。机读磁性及光学校验码信息被转换成电脉冲，或者根据一提供当前交易合法性的中央卡片验证中心所包含的信息而将它们结合起来，或者无法结合可独立读取的磁性与光学信息，从而否定交易的合法性。
文档编号B42D15/10GK1111021SQ9410531
公开日1995年11月1日 申请日期1994年4月28日 优先权日1994年4月28日
发明者小吉尔伯特·科尔盖特 申请人:美国钞票全息照相术公司