专利名称：用于确定对象的真实性的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及鉴定技术领域，更具体且不是限制地，涉及用户卡、金融交易卡和拷贝保护的鉴定。
背景技术：
和现有技术从现有技术已知的是各种密封和印刷技术，用来提供鉴定和避免未经授权地复制产品和文档。然而，越来越多的经济损失都是由于安全性不够的伪造而产生的。
为了鉴定文件和其他材料，美国专利No.5,145,212教导使用不连续的反射全息图或衍射光栅。这种全息图或衍射光栅可牢固地粘贴在一个表面上，该表面包含期望防止改变的视觉信息。在一个图案中形成不连续的反射全息图，该图案既允许透过图案看到受保护的信息，又可以看到鉴定图像或其它在反射中从该图案重新产生的光图像。在该专利的另一种具体的鉴定应用中，一种由两个并排的不连续全息图或衍射光栅构成的不透明结构增加了伪造这种结构的困难，每个不连续全息图或衍射光栅都重新构造了一个相独立的图像或其它光图像。
PCT申请WO087/07034描述了包括衍射光栅的多种全息图，它们重新构造了一个图像，当全息图相对观看者倾斜时该图像发生变化，并以一种方式重新构造一个图像，即在单色光中从由全息图组成的拷贝重新构造的图像不具有所述变化。
在英国专利申请GB2093404中，经过伪造的片材对象具有一体的或连接的鉴定装置，该鉴定装置包括具有在其上作为凹凸图案在观看表面上形成的反射、衍射结构的基体和覆盖该结构的透明材料。特定的衍射结构的光栅参数可得到独特的、但是很容易分辨的光学彩色特性，该光学彩色特性是不能通过彩色复印机复制的。
美国专利No.4,661,983描述了一种宽度数量级为几微米的显微线条或裂缝的随机图案，该随机图案可固有地形成在并入到保密文档中的鉴定装置的介质涂层中。它可以通过比较采用微观检查方式所得到的、读出的线条位置信息和早在制作该文件时获得的线条信息的读出数字码，来对真实的单独文件的识别。
美国专利No.5,856,070示出了一种包含光衍射结构的鉴定标签。在制造衍射结构的过程中，通过各向异性的工艺步骤而不是在生产者的完全控制下，在衍射结构中随机地定义唯一的参数，以便防止复制或产生它的确切的复制品。仅仅通过肉眼观察就能够验证所得到的唯一着色的鉴定图案。
美国专利No.4,218,674示出了一种鉴定方法和系统，其使用了由具有随机缺陷的基体材料构成的对象。该随机缺陷可沿预定的测量轨道在基体材料的对象表面上转换为脉冲。
发明概述本发明提供了一种鉴定方法，该方法基于具有分布微粒的三维图案的鉴定对象，例如鉴定标签。利用在对象上进行的二维数据采集，可以获得用于鉴定目的的代码。
当需要检查对象的真实性时，再次执行相同的二维数据采集，以便提供校验码。然后根据所述代码和校验码进行鉴定。例如，如果所述代码和校验码完全相同，就意味着该对象是正品，而不是未经授权的复制品。
因为鉴定是基于对象中微粒分布的三维性，所以本发明是特别有利的。如果是为了鉴定的目的而确定出一个对象在实际上具有分布微粒的三维图案，那么采取二维的方式来进行连续的数据采集就足够了。该方法基于一种发现，即在微粒是以三维的方式分布的情况下，最难的是不可能以二维的方式复制微粒分布。
根据本发明的一个优选实施方案，在对象中分布的微粒是磁性的。二维数据采集是通过使用磁头来扫描对象而执行的。
根据本发明的另一个优选实施方案，在二维数据采集步骤中获得对象的图像。为了获得数据向量，扫描和过滤该图像。优选地，为了增加该方法的健壮性，所述过滤包括某种类型的求平均。
根据本发明的另一个优选实施方案，为了给鉴定提供一个代码，利用从二维数据采集获得的代码给二进制数据加密。优选地，该二进制数据是用于海量数据加密和解密的对称密匙。
根据本发明的另一个优选实施方案，利用二维数据采集从对象获得的代码是参考数据向量。为了给二进制数据的每个比特编码，根据所述参考数据向量确定随机向量。因为避免了密匙管理问题，所以这种加密方法是特别有利的。和现有的加密技术相比，它不是根据确切的密匙而是根据从其可获得参考数据向量的参考对象执行的。
根据本发明的另一个优选实施方案，使用数据对象作为参考对象。为了获得参考数据向量，利用再现程序来再现该数据对象，例如当数据对象是文本文档时，该再现程序就是一个文本处理程序，然后在再现的数据对象上执行数据采集。
根据本发明的另一个优选实施方案，通过产生候选的随机向量并计算该候选的随机向量和参考数据向量的数量积(scalar product)，确定用于给多个比特中的一个比特编码的随机向量。当数量积的绝对值是以下情况时，(i)超过预定的阀值，(ii)数量积的符号对应于待编码的比特，则接受该用于编码该比特的候选随机向量并将其存储。在候选随机向量不满足这两项要求(i)和(ii)时，产生另一个候选随机向量，并且再次测试所述条件。该步骤将一直进行着，直到确定候选的随机向量满足上述两种条件时为止。
根据本发明的另一个优选实施方案，存储接受的候选随机向量的运行下标(running index)，而不是存储全部候选的随机向量。运行下标和伪随机数发生器的种子值的组合可以毫无歧义地标识完整的随机向量，其中伪随机数发生器用于产生随机向量。通过这种方式，可以极大地减小加密结果的大小。
根据本发明的另一个优选实施方案，给数据文件加密。例如用户可以在他或她的计算机上根据鉴定对象给数据文件加密，从而保护数据文件防止被未经授权地访问。
根据本发明的另一个优选实施方案，给用户的个人数据加密，例如给印刷在他或她的护照或芯片卡上的用户姓名加密。这对于校验护照或芯片卡的真实性是有用的。
根据本发明的另一个优选实施方案，根据参考对象给对称密匙加密。例如，该对称密匙用于加密大的数据文件。可以根据本发明的方法在鉴定对象的基础上给对称密匙本身加密。通过这种方式，可以以可靠的方式保护该对称密匙，同时避免现有技术中密匙管理方法的缺点。
在另一个方面中，本发明提供一种加密和解密二进制数据的方法。给该二进制数据的每个加密的比特指派一个随机向量。通过从参考对象获取参考数据向量进行解码。根据一个随机向量和参考数据向量来执行多个比特中的一个比特的解密。
根据本发明的另一个优选实施方案，通过确定参考数据向量和所述一个随机向量的数量积的符号，来解密多个比特中的一个比特。
对加密的二进制数据的解密仅仅在参考对象是确实可信的条件下才是可行的。应该注意，用于加密的参考数据向量不需要以用于解密的确切方式而再次生成；在不会负面影响解密的情况下，在获得参考数据向量的过程中允许存在一定程度的误差。
本发明特别有利的是，它有利于以用户友好的、便利的并且安全的方式解决现有技术中的密匙管理问题。本发明可以用于以保护数据的机密性和鉴定文档或文件为目的的各种领域。
另一方面，本发明涉及拷贝保护。根据本发明的优选实施方案，在把待存储在数据载体(如CD或DVD的光学记录装置)上的海量数据存储到数据载体之前，首先利用对称密匙对其编码。把参考对象粘贴在数据载体上或形成数据载体的整体不可分割的部分，使得如果不破坏该对象和/或数据载体就不能除去该参考对象。
利用从数据载体的参考对象获得的参考数据向量给对称密匙加密，该对称密匙用于加密存储在数据载体上的海量数据。把得到的这组随机向量存储在数据载体上。这可以通过把标签例如条形码标签粘贴在数据载体或数据载体盖上实现，和/或通过把这组随机向量采用数字方式存储在数据载体上来实现。根据实现方式，存储用于产生随机向量的种子值和运行下标，而不是存储完整的随机向量。
根据本发明的另一个优选实施方案，在读位置获得对象的图像。由于读取装置的机械公差的原因，导致该读位置可能与用标记器在该对象上所限定的参考位置之间存在位错。读位置相对于参考位置位错的量通过检测图像中的标记器的位置进行测量。接着，对该图像执行投影变换以补偿所述位错。
附图简述下面参考附图仅仅通过实例的方式，描述本发明的优选实施方案，其中
图1示出了鉴定标签的第一实施方案，图2示出了鉴定标签的第二实施方案，
图3是用于为鉴定标签产生鉴定码的流程图，图4是通过加密二进制数据产生鉴定码的流程图，图5示出了图4的加密结果，图6是利用伪随机数发生器产生鉴定码的流程图，图7是用于为鉴定标签产生鉴定码的图像处理和编码设备的方框图，图8示出了用于过滤图像的格栅，图9是用于确定鉴定标签的真实性的流程图，图10是通过解密二进制数据确定鉴定标签的真实性的流程图，图11是利用伪随机数发生器执行图10的方法的流程图，图12示出了用于确定鉴定标签是否具有分布微粒的三维图案的方法，图13示出了另一种用于确定鉴定标签是否具有分布微粒的三维图案的方法，图14示出了再一种用于确定鉴定标签是否具有分布微粒的三维图案的方法，图15示出了具有粘贴的或集成的鉴定标签的光学记录介质，图16示出了用于图15的光学记录介质的读取器的方框图。
发明详述图1示出了鉴定标签100。该鉴定标签100具有内嵌了微粒104的载体层102。微粒104随机地分布在载体层102中，使得载体层102中微粒104的位置限定了一个随机的三维图案。
载体层102由半透明的或透明的材料构成，例如合成树脂或透明的塑料材料，这种材料使得能够在光学上确定微粒104的位置。例如，载体层102具有的厚度106在0.3至1mm之间或者具有任何其它合适的厚度。
微粒104可以是具有或不具有光反射涂层的玻璃珠或球、或盘、金属的或产生珠光的颜料，或微粒104也可以是任何其它合适形式或类型的微粒。由于这些微粒的反射涂层，或者在没有这种反射涂层的情况下，是由于这些微粒的反射系数的原因，使得这些微粒能够在光学上检测到，这一点与载体层102的材料不同。优选地，微粒104直径为5至200微米。例如，微粒104可以是光学透镜元件，以便使鉴定标签100具有反射效果。
优选地，鉴定标签具有粘性层108，以便把鉴定标签100粘贴在文档产品上。把载体层102和粘性层108的材料特性选择成使得从产品或文档上去除鉴定标签100的尝试将导致鉴定标签100的毁坏。
图2示出了另一个实施方案，其中相同的附图标记表示与图1中相似的元件。在图2的实施方案中，鉴定标签200的载体层202中的微粒是金属的或产生珠光的颜料。载体层202的厚度206也是大约0.3至1mm或者任何其它合适的厚度。
例如，鉴定标签200的大小和一张大小为3×4mm的邮票一样，其包含大约两百个微粒204。这两百个微粒在载体层202中的随机分布为鉴定标签200提供了充分的唯一性。
图3示出了在鉴定对象(例如在图1和2中描述的鉴定标签)的基础上产生鉴定码的流程图。
在步骤300中，提供了一种鉴定对象，其具有三维的随机分布的微粒图案。例如该鉴定对象是一条反光带，它可以通过商业从3M公司买到。
在步骤302中，执行二维数据采集步骤。这可以通过获得鉴定对象表面的二维图像实现。或者，利用其它测量装置以二维的方式扫描该鉴定对象。例如，如果在该对象中分布的微粒是磁性的，那么可以使用磁头来执行二维数据采集。
在步骤304中，过滤在步骤302中从执行的二维数据采集获得的测量数据。优选地，所述测量数据是低通过滤的。例如，求取从该鉴定对象表面的相同区域获得的测量数据的平均值。这些区域可以由虚拟格栅预先确定。
在步骤306中，提供鉴定码。
为了执行对鉴定对象的鉴定，再次执行步骤300-306。如果满足以下两种条件，则该对象是确实可信的(i)这些微粒以三维的方式随机地分布在该对象中，以及(ii)得到的代码是完全相同的。
下面参考图9更加详细地描述这点。
图4示出了提供鉴定码的另一个流程图。通过加密二进制数据B1，B2，B3，...，Bj，...B1中的L个比特来提供该鉴定码。可以使用参考鉴定对象(如在图1和2中描述的鉴定标签)作为加密的基础。
根据参考对象的种类，执行数据采集步骤(步骤400)。通过这种方式，可获得参考数据向量 (步骤402)，该参考数据向量具有多个从参考数据对象获得的K个值。
优选地，对从参考对象获得的原始数据进行某种类型的过滤，以便提供参考数据向量 例如，通过低通过滤器过滤原始数据，以便增加编码和解码方法的健壮性。
此外，有用的是使数据向量 规范化。这样，所有的数值ξi都处于预定的范围内，例如在[-1；1]之间。
在步骤404中，输入待加密的L个比特。在步骤406中，使下标j初始化。在步骤408中，利用随机数发生器产生候选的随机向量 该随机向量具有与参考数据向量 相同的维数k。
在步骤410中，计算参考数据向量和候选的随机向量的数量积。如果该数量积的绝对值大于预定的阀值ε，就满足了第一个条件。如果数量积的符号与待编码的比特Bj匹配，就意味着可以接受该候选的随机向量，用于比特Bj的编码。
例如，如果比特Bj是‘0’，那么数量积的符号需要为‘-，而如果Bj＝1，那么数量积的符号就需要为‘+’。
换句话说，如果满足以下两种条件，可以接受候选的随机向量 用于加密比特Bj(I)---ϵ≤|Σi=1kξi·Ri|]]>和(II)---Bj=sign(Σi=1kξi·Ri)]]>如果不满足条件(i)和(ii)中的一个，控制将返回到步骤408，以产生新的候选的随机向量，并在步骤410中再次测试上述两个条件(i)和(ii)。反复执行步骤408和410，除非已经找到满足步骤410中的两个条件的候选随机向量。该接受的候选随机向量构成了矩阵M的行j(步骤412)。在步骤414中，实现下标j，并且控制返回到步骤408，用于编码待加密的L个比特的下一个比特Bj。
在加密所有的L个比特之后，控制前进到步骤416，其中将矩阵M作为加密的结果输出。
应该注意，阀值ε的选择是在安全性、测量公差和处理时间之间的折衷选择。增加ε就增加了查找可接受的候选随机向量的的尝试的平均数量，而且也增加了可接受的测量公差。减小ε就增加安全性级别和降低处理器的功率要求，而且减小了可接受的测量公差。对于ε的合适选择是1，2，3，4，5或6，优选地在3和4之间，如果参考数据向量维数(k)是256并且所要求的测量公差是5％，则最优选地，可能是ε＝3.7。
在任何其它情况下，对于ε来说好的选择是ε＝8*T*sqrt(k/3)其中T是要求的测量公差(5％是T＝0.05)，k是参考数据向量维数，sqrt()函数是标准平方根函数。
图5示出了得到的矩阵M，其具有L行和K列。矩阵M的每一行j被指派给一个比特Bj，并包含编码各比特Bj的随机向量。
为了恢复加密的比特而解密该矩阵M仅仅在解密器具有用于加密的参考对象(参考图4的步骤400)的条件下才是可行的，原因在于参考数据向量 没有被存储在矩阵M中，也没有被存储在其它地方。
下面参考图10更加详细地描述相应的解密方法。
例如，通过在具有鉴定对象的保密文档上印刷条形码来存储得到的矩阵M。可替换地或附加地，在保密文档具有电子存储器的情况下，还可以电子地存储矩阵M。
图6示出了图4的加密方法的优选实施方案，它能够压缩加密操作的结果。步骤600和602与图4的步骤400和402完全相同。在步骤603中，为伪随机数发生器输入种子值。在步骤604中，输入长度为L的对称密匙。这对应于图4的步骤404。除了在步骤606中初始化下标j(对应于图4的步骤406)，还可以在步骤607中初始化下标m。该下标m是随机数发生器的运行下标。
在步骤608中，由该伪随机数发生器根据种子值产生k个随机数字Rj的第一随机向量 在步骤610中以和图4的步骤410相同的方式计算该候选的随机向量。在由于该候选随机向量 满足步骤610的条件而被接受的情况下，在步骤612中仅仅把运行下标m存储为从加密得到的序列元素S。
步骤614对应于步骤414。在步骤616中，输出包含L个运行下标的序列S，而不是输出包含L×k个随机数的矩阵M。因此，通过存储运行下标和种子值而不是存储随机向量本身，就获得对编码操作的结果的大幅度压缩。
图7示出了图像处理和编码设备700的方框图。图像处理和编码设备700具有光源702和光学传感器704，用于摄取鉴定标签706的图像。例如，鉴定标签706与鉴定标签100(参考图1)和鉴定标签200(参考图2)具有相似的设计。此外，鉴定标签706具有使鉴定标签706与参考位置相关的位置标记器708。
光学传感器704与图像处理模块710耦合。该图像处理模块710具有图像处理程序，所述图像处理程序能够过滤光学传感器704所需要的图像数据。
图像处理模块710与编码模块712耦合。该编码模块712从图像处理模块710接受过滤了的测量数据。编码模块712与存储器714耦合，以便存储编码的结果以备后用。例如，为了大批量生产数据载体、护照、银行卡、或其它保密文档，要对鉴定标签序列进行图像处理和编码。
在这种情况下，在大批量生产中，将鉴定码序列存储在存储器714中。这些鉴定码可以印刷或邮寄给用户，而不依赖于鉴定标签706的邮寄。例如，把鉴定标签706粘贴在邮寄给用户的用户卡或金融交易卡(如ATM-卡)上。通过独立的邮件，用户可以接受相应的鉴定码。
优选地，图像处理和编码设备700具有随机数发生器716。优选地，该随机数发生器716是伪随机数发生器。
优选地，图像处理模块710提供参考数据向量 (参考图4的步骤402和图6的步骤)。编码模块712可执行图4的步骤406至416，或者如果随机数发生器716是伪随机数发生器时，执行图6的步骤606至616。将得到的矩阵M或序列S存储在存储器714中。
作为原则的问题，由编码模块712加密的L个比特B1，B2，B3，...B1可以是任何类型。例如，对用户名或其它个人数据的ASCII代码加密。或者，对仅仅由用户知道的诸如PIN码的随机数字加密。
作为另一种替换方案，加密对称密匙。对称密匙用于加密存储在数据载体上的海量数据。对海量数据的解密仅仅可以由拥有鉴定标签706和矩阵M或序列S(取决实现方式)的用户解密来进行。为了拷贝保护(下面将参考图15和16更加详细地进行描述)的目的，后一种应用特别有用。
图8示出了具有格栅元件802的格栅800。格栅800可以由图像处理模块710(参考图7)使用来过滤光学传感器704所获得的图像数据。例如，图像处理模块710为每个格栅元件802计算规范化的平均灰度值。该规范化和求平均的灰度值可提供用于加密的参考数据向量 和用于解密的参考数据向量 应该注意，可以使用各种其它图像处理和过滤工序来根据由光学传感器704获得的图像数据提供参考数据向量。
图9示出了一种基于上述的鉴定对象或标签(参考图1和2)的鉴定方法，特别是参考图1、2和3描述的鉴定方法。在步骤900中，例如把具有粘贴的鉴定标签的鉴定卡插入读卡器中。在步骤902中，提示用户把他的或她的鉴定码输入到读卡器中，该鉴定码例如是在图3的步骤306中提供的代码。
在步骤904中，该读卡器确定该鉴定标签是否具有三维的微粒图案。这可以通过各种方法来实现。下面参考图12、13和14更加详细地描述如何实现这种确定的优选实施方案。
如果在步骤904中确定该鉴定标签中没有任何的分布微粒三维图案，将在步骤906中由该读卡器输出一个相应的拒绝消息。
如果相反地存在该图案，该鉴定工序前进到步骤908，在该步骤中对该鉴定标签执行二维数据采集工序。当之前已经确定了实际上存在分布微粒的三维图案，就足以仅仅通过二维的方式从鉴定标签获得数据。
在步骤910中，过滤从在步骤908中执行的数据采集中获得的测量数据，以便在步骤912中提供校验码。应该注意，步骤908-912与图3的步骤302-306大体上完全相同。在该鉴定码是确实可信的情况下，在步骤912中获得校验码将与在步骤306中获得的代码完全相同。这是在步骤914中进行校验的。
当这些代码不是完全相同时，在步骤916中由读卡器输出拒绝消息。如果这些代码实际上是完全相同的，那么在步骤918中由读卡器输出接受消息。或者，根据鉴定方法的应用领域，如银行、访问控制、金融交易或拷贝保护，执行或启动一个动作。
图10示出了相应于图4的加密方法的解密方法。
在步骤1000中输入矩阵M。在步骤1002中从参考对象获得数据。以此为基础获得参考数据向量 (步骤1004)。应该注意，图4的数据采集步骤400与图10的数据采集步骤1002大体上完全相同。然而，当参考对象是物理对象时，该数据采集将会涉及到某种类型的测量误差。
因此，从参考对象的测量获得的原始数据与图4的步骤400和图10的步骤1002中的并不恰好相同。因此，在步骤1004中提供的参考数据向量 也将与图4的步骤402中提供的参考数据向量 不完全相同。尽管在用于编码的参考数据向量 和形成解码基础的参考数据向量 之间存在这种差别，但是也能够对矩阵M执行正确的解码，以便获得‘隐藏的’比特B1...Bj，...B1。
在步骤1006中，初始化下标j。在步骤1008中，计算参考数据向量 和在矩阵M的行j中被指派给比特Bj的随机向量的数量积。数量积的符号提供了解码的比特值Bj，由此使用相同的规范用于编码。换句话说，当符号为负时，比特值为‘0’；当符号为正时，比特值Bj为‘1’。
在步骤1010中，增加下标j，控制返回到步骤1008，来解码下一个比特位置。反复执行步骤1008和1010，直到已经解码了全部的L个比特位置为止。在步骤1012中输出解码的L个比特。
应该注意，上述加密和解密方法是特别有利的，因为考虑到在从参考对象采集数据时存在不可避免的测量误差，所以上述方法是误差容许的。典型地，用于加密和解密的参考数据向量将并不是恰好相同，但仍然能够以高的可靠性和安全性来获得正确的解密结果。
当在步骤1012中输出的、解码的L个比特与在步骤404中所输入的原始比特完全相同时(参考图4)，该参考对象就是确实可信的，否则拒绝该参考对象。
图11示出了另一种基于伪随机向量的解密方法。图11的解密方法相应于图6的加密方法。
在步骤1100中输入序列S。在步骤1101中输入用于编码(参考图6的步骤603)的种子值。步骤1102、1104、1106与图10的对应步骤1002、1004和1006大体上完全相同。
在步骤1107中，根据在步骤1101中输入的种子值，使用伪随机数发生器恢复随机向量 该伪随机数发生器与已经用于加密的伪随机数发生器根据相同的算法进行操作。通过这种方式，可以恢复由序列S中的运行下标Sj表示的随机向量。
下一步骤1108与图10的1008完全相同。在步骤1110中增加下标j。从这里，控制返回到步骤1107，来恢复具有运行下标Sj的相继的随机向量。在步骤1112中输出解码结果。
图12示出了鉴定标签100(参考图1)。为了确定在鉴定标签100中是否存在微粒的三维图案，利用照相机1200按照系列拍摄鉴定标签100的三个图像。打开漫射光源1202，关闭漫射光源1204和1206，拍摄第一图像。
关闭光源1202和1206拍摄第二图像，同时光源1206从另一个照明角度照明鉴定标签100。
把上述三个图像组合起来提供一个合成图像。采用数字方式来叠加和累加数字图像能够进行这种组合。如果实际上在该鉴定标签中存在微粒的三维分布图案，那么在该合成图像中必定存在规则的几何假象(artefact)。这种假象能够通过模式识别步骤而检测出来。在使用单个光源的情况下，所产生的几何假象是大小和形状相似的三角形。这种效果如果通过真品鉴定标签100的二维拷贝是不可能再现的。
作为一种替换方案，为了拍摄相应数量的图像，可以在不同的照明角度使用三个以上的光源，然后叠加和累加这些图像。改变光源的数量也可以改变该合成图像中几何假象的形状。
图13示出了另一种确定在鉴定标签100中微粒的三维分布图案的方法。由于这一应用的需要，鉴定标签100是反射的。其基本原理在于反射效果如果通过鉴定标签100的二维拷贝是不可能再现的。
对该鉴定标签100实际上是否是反射的测试按以下步骤来进行打开光源1302，利用照相机1300拍摄第一图像。该漫射光源1302不会引起反射效果。关闭漫射光源1302，打开直接光源1304，拍摄第二图像。
利用半镜面1306可以产生入射的、基本上垂直于鉴定标签100的表面的光束。该光束可引起反射效果。通过比较第一和第二图像，可以明显看出鉴定标签100是否是反射的。利用相对简单的图像处理程序可以自动地比较这种区别。
图14示出了另一种确定微粒的分布图案是否是三维的方法。该方法要求鉴定标签200(参考图2)中的微粒是产生珠光的颜料。
目前，涂覆有二氧化钛和/或氧化铁的云母颜料在用于涂层、化妆品和塑料方面是安全、稳定的且在环境上是可接受的。通过在涂覆了氧化物的云母上入射的光产生珠光效果；来自片晶的部分反射和穿过片晶的部分透射形成一定的深度。透射光的颜色与反射光的颜色互补。
为了检查这种色彩效果的存在，可以使用产生漫射光、白光的光源1400和两个照相机1402和1404。照相机1402和1404定位在鉴定标签200的相对侧上。
入射光束1406被微粒204部分反射成反射光束1408并作为透射光束1410被部分透射。如果反射光束1408和透射光束1410的颜色是互补的，就意味着就不可能通过二维复制来产生鉴定标签。
对于反射光束1408和投射光束1410的颜色是否是互补的这一测试可通过(例如使用RGB颜色座标系统)对颜色座标值进行求和来做出。颜色座标的总和必须得到一个大概恒定的RGB值。
图15示出了光盘1550，例如CD或DVD。光盘1550具有被数据轨道覆盖的区域1552。在区域1552之外，例如在区域1554内，把有角度形状的鉴定标签1556粘贴在光盘1550的表面上或与光盘1550集成在一起。鉴定标签1556与图1的鉴定标签100或图2的鉴定标签200相似。
区域1552的数据轨道存储了加密的数据，例如音频和/或视频数据，多媒体数据和/或数据文件。此外，在数据轨道中存储矩阵M(参考图4的步骤416)或序列S(参考图6的步骤616)和种子值，而不加密。或者把机器可读的和/或人工可读的标签粘贴光盘1550上，该光盘上印刷有矩阵M或序列S和种子值。优选地，标签粘贴在光盘1550的背面或内部区域1554中。
当用户期望使用光盘1550时，他或她可以把光盘1550放入播放器或磁盘驱动器中。播放器或磁盘驱动器从光盘1550读出矩阵M或序列S和种子值。在此基础上，通过执行图10或11(取决于实现方式)的方法来检查鉴定标签1656的真实性。在该鉴定标签1556实际上是确实可信的情况下，恢复对称密匙，并对存储在数据轨道中的加密的海量数据进行解密，以便能够重放、再现或打开这些文件。否则，不恢复密匙，要使对海量数据的解密是不可能的。
图16示出了读取器1600的方框图，该读取器可以用作光盘1550(参考图15)的重放设备。图15中相应于图7中的元件用相似的附图标记表示。
读取器1600具有插槽1622，该插槽配有用于插入光盘1550的机构。利用粘合剂把鉴定标签1556粘贴在光盘1550的表面上或者该鉴定标签与卡集成在一起。在后一种情况下，光盘1550的表面必须是透明的，以便能够拍摄鉴定标签1556表面的图像。例如，光盘1550由柔性、透明塑料构成，该塑料具有光滑的外表面，并且封住了鉴定标签1556。
读取器具有至少一个光源，所述光源用于当把光盘1550插入到插槽1622(参考图12至14的实现方式)中时照明鉴定标签1556。
此外，读取器1600具有光学传感器1604，例如CCD照相机。光学传感器1604与图像处理模块1610耦合。图像处理模块1610与图7中的图像处理模块710效果相同，即它可以提供相同类型的二维数据采集和过滤。
图像处理模块1610与解密模块1612耦合。该解密模块1612恢复对称密匙，用于通过相继的解密模块1617解密在光盘1550上存储的海量数据。该解密模块1617与再现模块1618耦合。
光学读取器1620既与解密模块1612耦合又与解密模块1617耦合。光学读取器1620具有用于把激光束引导到光盘1550的表面上以便读取它的数据轨道的激光二极管。
如果已经使用图6的方法来编码，那么解密就要求使用伪随机数发生器1616。
优选地，光源1602和光学传感器1604可以实现如上所述的图12至14中的任何一种布置。
下文中，假设矩阵M或序列S和种子代码存储在光盘1550的数据轨道上。
在操作中，把光盘1550插入到插槽1622中。作为响应，由图像处理模块1610利用光源1602和光学传感器1604来确定在鉴定标签1556(参考图12、13和14)中是否存在微粒的三维分布。
如果图像处理模块1610确定实际上在鉴定标签1556中存在三维的微粒分布，它将引导光学读取器1622去从光盘1550的数据轨道读取矩阵M或序列S和种子值。然后把该消息输入到解密模块1612中。
此外，光学传感器1604可以从鉴定标签1556获得图像数据。该图像数据由图像处理模块1610过滤，然后把得到的数据向量 输入到解密模块1612中。解密模块1612使用用于随机数发生器1616的种子值从矩阵M或序列S恢复对称密匙。把得到的对称密匙提供给解密模块1617。由解密模块1617利用该对称密匙解密由光学读取器1620从光盘1550读取的、加密的海量数据。从而，由再现模块1618恢复和再现解密的海量数据。
或者，通过单独的信息载体(如印刷的文件)把矩阵M或序列S和种子值提供给用户。在这种实现方式下，用户可以手动地把矩阵M或序列S和种子值输入到读取器1600中。或者，信息载体是机器可读的，并粘贴在光盘1550上。在这种情况下，利用光学传感器1604和图像处理模块1610读出信息载体，以便把矩阵M或序列S和种子值提供给解密模块1612。
附图标记列表100鉴定标签102载体层104微粒106厚度108粘性层200鉴定标签202载体层204微粒206厚度208粘性层700图像处理和编码设备702光源704光学传感器706鉴定标签708位置标记器710图像处理模块712编码模块714存储器716随机数发生器800格栅802格栅元件1200照相机1202光源1204光源1206光源1300照相机1302漫射光源1304直接光源1306半镜面
1401光源1402照相机1404照相机1406光束1408反射光束1410透射光束1550光盘1552区域1554内部区域1556鉴定标签1600读取器1550光盘1552区域1554内部区域1556鉴定标签1600读取器1602光源1604光学传感器1610图像处理模块1612解密模块1616随机数发生器1617解密模块1618再现模块1620光学读取器1622插槽
权利要求
1.一种确定对象的真实性的方法，包括接收第一代码，确定该对象是否具有分布微粒的三维图案，执行二维数据采集以从该对象获得第二代码，使用第一和第二代码来确定真实性。
2.如权利要求1所述的方法，确定该对象是否具有分布微粒的三维图案按以下步骤执行使用第一照明角度获得该对象的第一图像，使用第二照明角度获得该该对象的第二图像，组合所述第一和第二图像，确定在所述组合图像中是否存在几何图案。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中确定该对象是否具有分布微粒的三维图案是通过确定该对象是否是反射的而进行的。
4.如权利要求3所述的方法，其中通过使用漫射照明获得该对象的第一图像，使用直接照明获得该对象的第二图象以及比较该对象在所述第一和第二图像中的亮度，来确定该对象是否是反射的。
5.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，确定该对象是否具有分布微粒的三维图案按以下步骤执行使用漫射、白光照明该对象，检测从该对象反射的光和透射过该对象的光，确定所述反射的光和所述透射光是否具有互补色。
6.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，还包括在读位置获得该对象的图像，通过检测标记器在该图像中的位置，来确定读位置相对于参考位置的位错，执行图像的投影变换以补偿所述位错。
7.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过沿预定的二维格栅扫描该对象来执行二维数据采集。
8.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中通过获得该对象的图像来执行二维数据采集步骤。
9.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，还包括过滤通过二维数据采集获得的测量数据，以便提供第二代码。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述过滤包括测量数据的低通过滤。
11.如权利要求9或10所述的方法，所述过滤包括计算测量数据的子集的平均值。
12.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，所述第一代码包括一组随机向量，所述第二代码是数据向量。
13.如权利要求12所述的方法，所述随机向量是伪随机的，每个随机向量由运行下标表示，并且还包括为伪随机数发生器输入种子值，以便在种子值的基础上产生随机向量。
14.如权利要求12或13所述的方法，还包括确定每个随机向量和数据向量的数量积的符号，以产生第三代码。
15.如权利要求14所述的方法，所述第三代码是用于和鉴定码比较的校验码。
16.如权利要求14所述的方法，所述第三代码是对称密匙。
17.如权利要求16所述的方法，所述对象属于存储了加密文件的数据载体，该方法还包括利用所述对称密匙解密该文件。
18.如权利要求17所述的方法，所述第一代码存储在所述数据载体上。
19.一种用于执行如前述权利要求中的任何一项所述的方法的计算机程序产品。
20.一种可操作来执行如前述权利要求中的任何一项所述的方法的逻辑电路。
21.一种用于确定对象的真实性的电子设备，所述电子设备包括用于接收第一代码的装置，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的装置，用于执行二维数据采集以从该对象获得第二代码的装置，用于在所述第一代码和所述第二代码的基础上来确定真实性的装置。
22.如权利要求21所述的电子设备，所述用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的装置适合于执行以下步骤使用第一照明角度来获得该对象的第一图像，使用第二照明角度来获得该对象的第二图像，组合所述第一和第二图像，确定在所述组合图像中是否存在几何图案。
23.如权利要求21或22所述的电子设备，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的装置适合于确定该对象是否是反射的。
24.如权利要求21或22或23所述的电子设备，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的装置适合于通过使用漫射照明获得该对象的第一图像，使用直接照明获得该对象的第二图象以及比较该对象在所述第一和第二图像中的亮度，来确定该对象是否是反射的。
25.如前述权利要求21至24中的任何一项所述的电子设备，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的装置适合于执行以下步骤使用漫射、白光照明该对象，检测从该对象反射的光和透射过该对象的光，确定所述反射的光和所述透射光是否具有互补色。
26.如前述权利要求21至25中的任何一项所述的电子设备，还包括用于执行投影变换以补偿该对象相对于参考位置的位错的装置。
27.一种提供在鉴定方法中使用的第一代码的方法，所述方法包括提供第三代码，从表示第二代码的对象获得数据向量，根据第二代码为第三代码中的每一个比特确定随机向量，以便提供第一代码。
28.如权利要求27所述的方法，其中该对象是图像。
29.如权利要求28所述的方法，还包括扫描所述图像，以便获得图像数据并过滤图像数据，从而提供数据向量。
30.如权利要求29所述的方法，所述图像数据的过滤包括计算所述图像数据的子集的平均值。
31.如权利要求30所述的方法，通过预定的格栅确定所述图像数据的子集。
32.如前述权利要求27至31中的任何一项所述的方法，所述第三代码是密匙。
33.一种用于执行如前述权利要求27至32中的任何一项所述的方法的计算机程序产品。
34.一种可操作来执行如前述权利要求27至32中的任何一项所述的方法的逻辑电路。
35.一种可操作来执行如前述权利要求27至32中的任何一项所述的方法的电子设备。
36.一种用于确定对象的真实性的设备，所述设备包括用于读取第一代码的读取器，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的光学元件，用于执行二维数据采集以从该对象获得第二代码的测量元件，用于在所述第一和第二代码的基础上确定真实性的微处理器。
37.一种适于数据载体的读取器，该数据载体具有对象，所述读取器包括用于接收第一代码的接收器，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案的光学元件，用于执行二维数据采集步骤以从该对象获得第二代码的测量元件，用于在所述第一和第二代码的基础上确定该数据载体的真实性的微处理器。
38.如权利要求27所述的读取器，所述微处理器被编程来在所述第一和第二代码的基础上提供第三代码，用于解密在该数据载体上存储的海量数据。
39.一种用于确定对象的真实性的电子设备，所述电子设备包括用于输入第一代码的接口，用于确定该对象是否具有分布微粒的三维图案以及用于执行二维数据采集以从该对象获得第二代码的装置，用于在所述第一和第二代码的基础上确定真实性的处理器。
40.如权利要求39所述的电子设备，所述装置可操作来确定该对象是否是反射的。
41.如权利要求39或40所述的电子设备，还包括用于过滤通过二维数据采集而获得的测量数据以提供第二代码的过滤器。
42.如权利要求39、40或41所述的电子设备，所述第一代码包括一组随机向量，所述第二代码是数据向量，所述随机向量是伪随机的，并且还包括伪随机数发生器，用于在种子值的基础上产生随机向量。
43.如权利要求42所述的电子设备，所述处理器可操作来确定每个随机向量和数据向量的数量积的符号，以产生第三代码。
44.如权利要求43所述的电子设备，所述第三代码是用于和鉴定码比较的校验码。
45.如权利要求43所述的电子设备，所述第三代码是对称密匙。
全文摘要
提供一种基于参考对象的鉴定方法，所述参考对象例如是粘贴在光盘上的鉴定标签。所述鉴定标签具有三维的微粒分布。为了鉴定的目的，确定实际上是否存在三维的微粒分布。接着为了鉴定的目的执行二维数据采集步骤。该方法对拷贝保护特别有用。
文档编号G06K7/14GK1781114SQ200480011573
公开日2006年5月31日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年1月30日
发明者A·哈拉斯兹蒂 申请人:惠普匈牙利电脑及电子仪器贸易和服务有限公司