专利名称：磁卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁卡，更具体地说涉及信用卡、自动柜员机卡、会员卡、宾客卡、电话预付卡等形式出现的磁卡。这类卡通常由塑料制成，上面刻有一道或多道磁道，磁道上携带着二进制码。这些代码通常是用以识别发卡单位或系统和用卡人，以及PIN号或用卡人的签名。此外，磁卡上通常还提供有关于期满日期、信贷限额或用卡人现时可享用的信贷额等资料。磁卡往往还带有由系统代码和PIN号汇编成的密码。通常，磁卡以自动操作的方式使用，按需要在例如各售货点配备的读卡机，能够读取二进制码，并控制进入卡终端支付现金，或者只鉴别磁卡的真伪和有效性。
一般说来，由于这类卡复制或再造起来较简单，因而对发卡单位和用卡人来说都有风险，因此问题不少。为减少这类问题，已研究出许多“保护”的方法，但目前的方法大多数都集中在如何使磁卡本身复制起来更困难的方面。这些保护方法包括加上全息照相，采用特别精细的印刷、紫外墨汁、照片，并装上有源的集成电路芯片(有时叫做“灵巧”卡)。这些解决办法的主要缺点是提高了真卡的造价，在某些情况下通常使用时还需要更复杂的读卡机，以便取得令人满意的检卡效果。
本发明的目的是提供“受保护”的磁卡，以及制造这种磁卡、能克服或至少减少上述缺点的方法。
按照本发明的一个方面，本发明提供的磁卡上带有正常的编码信息，编码信息的每一个二进制位由可用读卡机检测的以1或0表示的磁性值形成，读卡机则设计得在正常情况下将每一个二进值位以0或者1而识别出来，这包括二进制位组成的磁卡签名，二进制位的签名位于磁卡上固定的相对位置，该卡具有中间的磁性值，在使用的过程中，读卡机随机地将二进制位识别为1或0的磁性值，二进制位签名可排在磁卡上相对于正常编码信息位的一个或多个二进制位和/或签名标志位固定的相对位置上。
二进制位签名最好配置在沿磁卡延伸的第一道磁道上。
磁卡的正常编码信息可以分别代表系统签名和用卡人签名，而且包括由系统和用卡人签名和卡签名组成的正常编码信息的密码。
磁卡可以有三道磁道，卡签名在第一道磁道上形成，密码在第二道磁道上形成，用卡人签名在第三道磁道上形成。
卡签名最好形成在磁卡磁道通常未使用的部分。
按照本发明的另一方面，本发明提供了这样一种形成磁卡的方法，其中形成卡签名的步骤是在空白磁卡磁道的一部分写上若干个1或0，用薄膜层将该部分磁道覆盖上，再在该多个道磁道上分别写上多个0或1，从而形成具中间磁性值的一系列二进制位，由此形成卡签名。
该方法可以包括用厚膜层将卡签名覆盖起来，在磁卡上写上正常编码信息，然后再把保护膜层除去的步骤。
现在参看附图举例说明本发明的磁卡及其制造方法和有关的读卡机。附图中
图1示出一个磁卡，其磁条由三个磁道组成；图2示出了读卡机的示意配置情况。
参看附图。图1中的塑料卡10上提供磁条9，这是一条磁性材料带，带上载有机器可读的形成二进制码的二进制位。数据或二进制位通常带在三条磁道9A、9B和9C的每一个上，在磁道1上的表示持卡人的姓名，在磁道2上的表示银行账号，在磁道3上的表示发卡单位代码。正常编码信息还可包括凭卡允许提取的现金额。在任何情况下，且按照国际标准ISO7811的规定，各磁道都没有被完全使用。ISO7811规定，三道磁道各道额定使用的最大二进制位数在每一个空磁道留出部分在长度上应占大约每一道原先未使用的磁道的四分之一。
因此规定编码信息包括表示发卡单位的“系统签名”和“用卡人的签名”(PIN)。按照本发明的诸实施例，磁卡还可以有独特的“卡签名”。特殊的卡签名是为防止别人复制磁卡而设的，这全视乎发卡单位提供的各真卡的特有磁性能而定。为方便起见，卡签名最好设置在磁道1的右端或右区。
形成磁条9时，磁条的物理和化学性能应尽可能沿其长度方向保持一致。但这种一致性并不是完全均匀的，而制造本发明的磁卡时正是依靠这种不一致性，或者说利用这种不一致性来制造具有表示卡签名的特有代码的磁卡的。换句话说，每一张磁卡本身在制造和编码时，其具体的每一张卡的卡签名是独特的，这是因为卡签名取决于沿各具体卡磁条的磁性能不规则的不一致性。即使用同一种方法重复制造两张磁卡，两张磁卡也由于沿各磁条正常的不一致性而实际上不会有同样的签名。因此，形成的签名总是不同的。在按本发明制备磁卡中应用了磁卡上构成卡签名的呈所谓“中间磁性值”信息位的相对实际排列方式，或利用了每一张合格磁卡的质量。
实际使用磁卡时，正常的读卡机编程得使其能读取磁卡上不同位置处的信息位。在每一个位置，读卡机必须瞬时确定当时处在读卡机阅读头下的磁条上形成的二进制位是0还是1。国际标准(ISO)7811第6.2.1节规定了用电磁记录数据的工业要求。因此，二进制1是通过产生基准电流500％的电流来加以识别的，二进制0则是通过产生350％的电流来加以识别的。这些值，在规定的正负容差下是可以被读卡机识别为1或0的。若数据位产生的电流为例如基准电流的425％左右(在本发明的应用中，这个值被列为所谓“中间”值)，读卡机就随机地将其识别为1或0。一个正常的读卡机对这样的二进制位不同的二进制数进行的识别如果每次不同，则表明磁卡是真实的，不是假的。这可以说是利用了不规则的二进制位或二进制数相对于磁卡上其它规定信息或相对于作为卡签名标志而设的规定二进制位的位置来检验磁卡的真伪。
因此检验本发明磁卡的方法很简单，只要让磁卡通过读卡机两次即可。若卡签名二进制位读取的结果是相同的代码，则可以判定磁卡不是真的。
在实际情况下，通常只两次读取磁卡就凭磁卡在磁道1签名区某处的变化来判定磁卡的真伪是不够的，还要监察读卡过程中任何变化的实际位置。当然，这些变化是不规则的，因而按统计学的原理讲，在某一具体位置中间值二进制位可能不会发生变化。因此，为了一开始就能确定卡签名是否是真的，通常要将磁卡读取例如50次。这样可以查出所有的中间值二进制位。
整个签名通常由30至50个二进制位组成，其中间值二进制位约为25至30个二进制位。此外，如上面已经说过的那样，特殊或中间值二进制位的制定是依赖磁条材料物理/化学性能的不一致性进行的，因此这些特殊的二进制位实际上必然会以成串或成批的形式沿卡签名区出现，所以在实践中需要在例如有成批二进制位出现的位置实地识别签名标志二进制位。每当读取签名时，每一批的至少一个二进制位每次都可能按任何读出结果变化，因此实际上只要确定每序列或批位置发生了至少一次变化就够了。因此，显然若卡签名只读取两次时完全没有变化则磁卡不是真的。(第一次检验或使用过程中进行检验都可以这样做。)另一方面，检验一个磁卡的真伪时，就是说对磁卡进一步核实时，若读取磁卡例如四次或五次之后所有读出结果的变化都在批位置范围内，则完全有理由判定磁卡是真的。
磁卡磁道2的右端部分通常有一个密码，这个密码通常呈正常编码信息的形式，表示系统签名(发卡单位的代码)、PIN号和卡签名的汇编号。汇编用的卡签名信息包括中间值二进制位在磁卡上的实际相对位置或部位。汇编的意思就是说由系统程序将识别系统签名、PIN号和卡签名的信息汇集在一起编制成密码。检验磁卡时，检验结果必须与该信息一致。磁卡都已采用这种汇编方法编制密码号。
在磁条10上形成特殊卡签名的一种方法是把逻辑“1”写在磁卡签名区所有可利用的数据位上。在磁条的签名区上放上薄(0.05厘米)塑料膜层或多个薄膜层。再在磁条上写上一系列逻辑“0”。然后将这些单层或多层膜层除去。
接着将卡签名区用0.2厘米厚的塑料膜层覆盖上，再按通常的作法在磁条上写上规定信息。然后将保护膜层除去。
每一张磁卡的签名都有自己特有的二进制位形式。由于磁条10的磁性能本来就是不均匀的，因而一系列逻辑“0”信号在膜层就位的情况下覆写上去时，上述方法就使某些二进制位变得比其它二进制位更接近“0”磁性值。由于读卡机必须将每一个二进制位鉴别为逻辑“1”或逻辑“0”，某些二进制位由于显示出的磁性值是中间值，因而读卡机读取它们时不能肯定是逻辑“0”或逻辑“1”。因此在实践中，读卡机有时将这些二进制位鉴别为“0”，有时又鉴别为“1”。所以这些独特的卡签名的二进制位，其形状和位置取决于磁条10的不均匀性能。为进一步检验磁卡的真伪，在磁条10上打上一个由规定的二进制位形成的固定标记，并确定这些“不定”二进制位与该固定标记的距离或相对位置。因此可根据这些“不定”或中间独特二进制位的位置检验签名。
由于中间磁平二进制位的形成本来是有一点随机性的，因而出于实用的目的，用上述方法形成的卡签名在每一张磁卡的中间磁平二进制位特别多。这一点可以通过采用多层薄膜层而不采用单层薄膜层来加以解决。此外也可以这样解决，即在薄膜层上不只一次地写上一系列逻辑“0”，或有意识地(或无意识地)改变薄膜层沿其长度方向的确定厚度。
此外还应该指出的是，在这方面每一个二进制位表示的磁平，与磁滞效应有关，因而磁平调节成例如真正(产生基准电流425％的电流)的中间磁平的倾向要比一般情况小。这是因为写下一系列逻辑“0”之后形成的二进制位往往要比没有实际磁滞效应情况下不是仍然较接近“1”磁平就是变得更接近“0”磁平。这实际上使可能形成的中间磁平二进制位比按上述方法原本自然形成的情况少。
此外，上述方法形成卡签名中间二进制位在更大的程度上取决于磁条10沿其长度方向的磁性。因此，也是重要的一点，由于卡签名二进制位的不定性能至少部分是由于磁条本身不完美引起的，因而这些二进制位实际上不能在磁条10不同的长度方向上重复或再现。
因此在实际制造真磁卡时，先形成特有的签名，记下(中间磁平的)未定二进制位的位置，然后形成识别这些位置的代码。这个代码再用适当的软件程序按选定的格式与发卡单位的签名和用卡人的私人签名(PIN)结合(汇编)起来，形成表示这些签名的密码，将此密码写在磁道2的端部。
图2示出了读卡机。图中，入口外壳11处配备有若干辊子，驱动辊组12和13是为使磁卡通过一对读头14和15而设的，各读头与处理机16电连接。磁卡贴近读头14和15通过时，图2的读卡机两次依次读取磁卡上的数据或二进制位。这样，磁卡可以在一个方向上通过读卡机，从而可以两次读取数据，特别是卡签名，以便如上述的那样即刻作出判断，或者至少作为首次鉴定，鉴定磁卡的真假。这就是说，两读头14、15读取卡签名时，若该签名看起来一样，则认为磁卡是假的。当然磁卡往后退出外壳11时还可以再两次为读卡机所读取。
不言而喻，中间磁平二进制位还可以通过这样的方法提供；在磁卡上写上一系列0，用一层或多层薄膜层覆盖住整个或部分卡签名区，然后往卡签名区上写上一系列的1。
另一种方法是先使写头在相应的饱和信号能级下写上逻辑“1”或逻辑“0”。接着将写头调到不饱和信号能级，分别在磁卡上在第一次书写的数据上覆写上逻辑“0”或逻辑“1”。这样就形成了中间磁性值适当、合乎要求的特殊卡签名。
应该指出的是，本发明的许多实施例都利用了磁条固有的性能不一致性来形成特殊的卡签名。这些性能上的不一致性即使在磁条制造质量受到控制的今天也实际上仍然存在。这样就可以将磁记录水平调整得使可加以监管的数字在磁性卡被读取时表现出不一致性，且可检测出不一致性的实际位置并存储起来。为了能够检验出卡签名的真假，读卡机是要经过检验，看它在读取一个或通常若干个阅读点时是否对阅读对象“混淆不清”。这就是说，每一张磁卡实际上有其独特的可分辨磁卡真伪的签名。在实用中本发明的磁卡有这样一个好处，第一次鉴定只要将磁卡读取两次即可。先后两次读取的卡签名的读出结果如果完全相同，几乎可以肯定磁卡是假的。至于可靠性方面，本发明的磁卡可以轻易而可靠地在使用场所或销售点加以检验。此外，如上面已经说明过的那样，显然要伪造出一个签名相同的假卡实际上是不可能的，因为相同的签名意味着为了满足磁卡全面检验的要求而必须沿卡签名长度方向上的许多实际位置造成相应的不一致性。
权利要求
1.一种在其上记载有正常的编码信息的磁卡，编码信息的每一个二进制位由供读卡机检验的1或0表示的磁性值构成，读卡机设计得使其在正常情况下能将每一个二进制位识别为1或0，识别对象包括由许多二进制位组成的、位于磁卡上相对固定位置、具中间磁性值的卡签名，在使用过程中读卡机将这些中间磁性值随机识别为1或0。
2.根据权利要求1所述的磁卡，其特征在于，签名二进制位位于相对于正常编码信息位的一个或多个二进制位的固定位置。
3.根据权利要求1或2所述的磁卡，其特征在于，签名二进制位位于相对于磁卡上所带的签名标记的固定位置。
4.根据权利要求1所述的磁卡，其特征在于，签名二进制位带在磁卡上沿磁卡延伸的第一道磁道上。
5.根据权利要求1所述的磁卡，其特征在于，具有分别表示系统签名和用卡人签名的正常的编码信息，且包括由正常的编码信息组成的密码，该密码是通过汇编系统签名、用户人签名和卡签名形成的。
6.根据权利要求5所述的磁卡，其特征在于，它有三道磁道，卡签名在第一道磁道上形成，密码在第二道磁道上形成，用卡人签名则在第三道磁道上形成。
7.根据权利要求1所述的磁卡，其特征在于，卡签名在磁卡磁道通常未使用的部分上形成。
8.形成如权利要求1所述的磁卡的方法，其特征在于，卡签名是这样形成的在空白磁卡的一部分磁道上写上多个1或0，用薄膜层覆盖磁道的该部分，再在该部分磁道上分别写上多个0或1，形成多个磁性值为中间值的二进制位，由此形成卡签名。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于还包括下列步骤用保护厚膜层将卡签名覆盖上，在磁卡上写上正常编码的信息，再把保护膜层除去。
10.形成如权利要求1所述的磁卡的方法，其特征在于，卡签名是这样形成的正常地在空白磁条的磁道部分写上多个1或0，再用设定在通常会产生磁性数据不饱和磁平的能级下的书写头在磁条的同一部分分别写上多个0或1。
全文摘要
一种磁卡，磁卡上设有若干独特的卡签名，卡签名由许多二进制位组成，某些二进制位的磁平是中间磁平。这样，读卡机可以将这些中间磁平二进制位随机识别为1或0。如此识别可以检验出磁卡的真伪。中间磁平二进制位是借助于磁卡正常磁道10沿其长度方向在磁性能上的不一致性形成的。因此如果可能的话也不能轻易地复制出中间磁平二进制位相同的签名形式，因为复制品上的磁条沿其长度方向排列的不一致性排列方式是不同的。
文档编号G06K19/06GK1120714SQ95108048
公开日1996年4月17日 申请日期1995年6月28日 优先权日1994年6月28日
发明者郑利明, 郑利龙, 朱文昌 申请人:郑利明, 郑利龙, 朱文昌