專利名稱：防止卡片狀數(shù)據(jù)載體的讀出裝置未經(jīng)授權(quán)地分析或拷貝所插入的卡片狀數(shù)據(jù)載體的磁編 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止未經(jīng)授權(quán)且不被察覺地分析或拷貝存儲(chǔ)于卡片狀磁數(shù)據(jù)載體上 的信息的方法和裝置，如權(quán)利更求1，14，M和沈所給出的那樣。
背景技術(shù)：
特別是與儲(chǔ)蓄卡相結(jié)合使用時(shí)一再出現(xiàn)這樣的情況，即配備有這種儲(chǔ)蓄卡用的相 應(yīng)讀出裝置的自動(dòng)取款機(jī)或類似的服務(wù)自動(dòng)機(jī)被未經(jīng)授權(quán)的第三方懷著欺騙的意圖進(jìn)行 操縱，使得在輕信的用戶按規(guī)定使用這種自動(dòng)裝置(Automat)時(shí)，記錄在卡片狀數(shù)據(jù)載體 磁道上的數(shù)據(jù)未被察覺地被懷著犯罪意圖地竊讀。例如，為此目的，在磁卡插入孔前面不引 人注目地安裝一個(gè)附加的讀出頭，在磁卡插入時(shí)不被察覺地采集存儲(chǔ)于其上的數(shù)據(jù)。儲(chǔ)存 這些數(shù)據(jù)，然后偽造一個(gè)帶有同樣數(shù)據(jù)的磁卡復(fù)制品加以濫用。這時(shí)，某些情況下所要求的 PIN碼主要在操作終端上輸入時(shí)被偷看或偷拍。然后罪犯將其與磁卡復(fù)制品結(jié)合欺騙性地 使用這個(gè)數(shù)據(jù)。因此，在自動(dòng)取款機(jī)上的讀出裝置中，逐個(gè)在讀卡口的范圍內(nèi)，特別是讀卡狹縫前 面采取結(jié)構(gòu)上的措施，或者設(shè)置成本過高的和價(jià)格昂貴的監(jiān)視裝置，使竊讀裝置難以成功 安裝。然而，這個(gè)措施只有在一定條件下才是令人滿意的。此外，從DE 20 2005 021 134 Ul已知一種實(shí)施方案，其中在磁卡讀出器拉入孔 的范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾磁場，使得通過在這個(gè)區(qū)域非法安裝的讀出頭對(duì)磁卡數(shù)據(jù)的采集受到干 擾。所以，使對(duì)數(shù)據(jù)的竊讀、記錄并復(fù)制無法產(chǎn)生與原卡相同的或有效的拷貝。按照這個(gè)已 知的實(shí)施例，在讀卡口的范圍內(nèi)安裝磁場線圈，它由相應(yīng)的頻率發(fā)生器饋送信號(hào)，使得在讀 卡口前面的范圍內(nèi)形成干擾磁場，相應(yīng)地干擾出于操控而安裝的讀出頭。這種已知的實(shí)施 方法的缺點(diǎn)首先是，該線圈的干擾磁場不僅干擾懷著欺騙的意圖安裝在讀卡口前面的讀出 頭，而且同樣干擾本來磁卡讀出器合法的讀出頭。當(dāng)前在實(shí)踐中用以下方法應(yīng)付這個(gè)問題， 即使用帶有相對(duì)更深的結(jié)構(gòu)類型的讀卡機(jī)，使得磁卡讀出器內(nèi)部的讀出頭相應(yīng)地較遠(yuǎn)地離 開讀卡口。此外，一旦插入的卡片完全消失在讀卡機(jī)中，并因此位于出于操控而安裝的定位 在磁卡讀出器以外的讀出頭的采集范圍以外，便關(guān)斷干擾磁場。然而，這個(gè)措施只能與帶有 足夠深的結(jié)構(gòu)類型的磁卡讀出器的有限的選擇一起使用，特別是在卡片的磁條達(dá)到內(nèi)部的 或合法的讀出頭之前卡片在讀出口完全消失的磁卡讀出器中才有可能。首先在門禁系統(tǒng)所 偏愛的短結(jié)構(gòu)類型的磁卡讀出器中，其內(nèi)部合法的讀出頭安排得比較接近讀卡口，這種補(bǔ) 救辦法是不可能采用的。特別是在插入讀出器或刷卡式讀出器(Durchzugsleser)中，這種 權(quán)宜措施一般完全失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供可以在用于卡片式數(shù)據(jù)載體的讀出裝置的范圍內(nèi)可靠地和 以較高的防欺詐能力制止非法采集卡片狀數(shù)據(jù)載體上的磁編碼數(shù)據(jù)的方法和裝置。
與此無關(guān)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種無法以簡單的裝置從非法讀出頭竊讀的 輸出或累計(jì)信號(hào)中濾除干擾磁場的影響的實(shí)施方案。與上述任務(wù)分開，本發(fā)明一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)在于，規(guī)定一些在讀出裝置近距離范圍 內(nèi)可靠地識(shí)別欺騙操控的措施。本發(fā)明最先提到的任務(wù)通過權(quán)利要求1或14給出的措施解決。此外有益的是，一個(gè)與該方法相應(yīng)地運(yùn)行或工作的讀出裝置提供相對(duì)于欺騙操控 提高了的安全性。此外，在磁數(shù)據(jù)載體經(jīng)過讀出裝置內(nèi)部或得到授權(quán)的讀出磁頭期間，不必 再解除干擾磁場。特別是即使在讀出數(shù)據(jù)載體上所包含的信息或數(shù)據(jù)的階段，該干擾磁場 仍舊保持激活，因?yàn)樵诿總€(gè)時(shí)刻都在信號(hào)技術(shù)上補(bǔ)償干擾磁場的影響。因此，即使讀出裝置 采用相對(duì)較短的結(jié)構(gòu)方式，也可以應(yīng)用干擾電磁場。特別是在卡片狀數(shù)據(jù)載體的一部分仍 舊從讀出裝置凸出期間，并因此還可接近為欺騙目的可能安裝的讀出頭的情況下，數(shù)據(jù)載 體的數(shù)據(jù)就已經(jīng)讀出。就是說，按照本發(fā)明的防御措施，即使在卡片狀數(shù)據(jù)載體自動(dòng)輸送途 徑短的讀出裝置的情況下，和即使在帶有手動(dòng)插入或數(shù)據(jù)載體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的所謂插入讀出器 或刷卡式讀出器的情況下，也能毫無問題地加以應(yīng)用。因此，懷著欺騙目安裝的讀出頭在每 個(gè)相關(guān)時(shí)刻都受到干擾磁場的作用，而對(duì)于這些為欺騙目的安裝的讀出頭在信號(hào)技術(shù)上沒 有進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目赡苄?，故能可靠地阻止?duì)應(yīng)用至關(guān)重要的數(shù)據(jù)的非法采集、分析或拷貝。采取按照權(quán)利要求2的措施的優(yōu)點(diǎn)是，通過計(jì)算或通過數(shù)字信號(hào)處理可以恢復(fù)從 卡片狀數(shù)據(jù)載體的磁場產(chǎn)生的排除了干擾的有效信號(hào)，以致于可以特別迅速地和可靠地或 準(zhǔn)確地重構(gòu)有效信號(hào)。另外，重要的是，采用信號(hào)技術(shù)模型，可以針對(duì)每個(gè)任意的干擾磁場 變化過程，或針對(duì)饋送到干擾磁場線圈的干擾控制信號(hào)的任意的和偽隨機(jī)的變化過程，算 出干擾磁場的影響。不同于按照現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用周期性干擾信號(hào)，它應(yīng)用偽隨機(jī)干擾信號(hào)，使 得只從為欺騙目的安裝的讀出頭的信號(hào)，已不再可能重構(gòu)不受干擾的信號(hào)分量，亦即，排除 了干擾的有效信號(hào)分量。因此，以此使欺騙操控和采集的嘗試不再能夠獲得相關(guān)的磁卡數(shù) 據(jù)或信息。采取按照權(quán)利要求3的措施可以保證，即使在得到授權(quán)的讀出磁頭的輸出信號(hào)中 也可以識(shí)別出干擾磁場的作用，并以此不僅可以識(shí)別出干擾磁場的基本存在，而且可以識(shí) 別出干擾磁場可能發(fā)生的改變。按照權(quán)利要求4有利的改進(jìn)方案設(shè)計(jì)使用隨機(jī)的，即時(shí)間上隨機(jī)變化的隨機(jī)干擾 控制信號(hào)或干擾磁場。周期性干擾信號(hào)對(duì)為欺騙目的而安裝的讀出頭信號(hào)的影響可以比較 簡單地加以濾除，從而可以再次形成不受干擾的信號(hào)信息，而這在應(yīng)用偽隨機(jī)干擾信號(hào)時(shí) 已不再可能。采取按照權(quán)利要求5的措施，可以用實(shí)際可行的方式方法產(chǎn)生具有良好隨機(jī)特性 的干擾控制信號(hào)。以此即使通過長期記錄欺騙地安裝竊讀讀出頭提供的由干擾磁場和磁條 的有效數(shù)據(jù)疊加而形成的信號(hào)，也不再可能獲得可用的信號(hào)或信息或數(shù)據(jù)并濫用來產(chǎn)生磁 卡復(fù)制品。采用按照權(quán)利要求6的措施使以下成為可能，即還使用隨機(jī)的干擾控制信號(hào)或干 擾磁場，而且這基于無規(guī)則性的干擾影響，只能通過讀出裝置內(nèi)部的積分信號(hào)處理才能再 次補(bǔ)償。與此相反，對(duì)于準(zhǔn)外部的或非法的讀出磁頭，存在一種干擾磁場和數(shù)據(jù)載體磁場的 混合形式，而且不知道隨機(jī)的干擾控制信號(hào)的變化過程便不能對(duì)各個(gè)信號(hào)分量進(jìn)行分離。
采取按照權(quán)利要求7或8的措施時(shí)有利的是，在一定程度上可以預(yù)先算出所發(fā)射 的干擾控制信號(hào)在通過傳輸路徑傳輸之后和它被重新接收之后變成什么樣子或如何變化。 因此，可以產(chǎn)生任意的信號(hào)波形，通過傳輸路徑傳輸，并接著由此算出干擾控制信號(hào)的干擾 信號(hào)分量或干擾影響，并重構(gòu)一個(gè)與沒有干擾磁場效應(yīng)而采集出來的信號(hào)一致的有效信 號(hào)。特別是即使當(dāng)傳輸復(fù)雜的特別是隨機(jī)的干擾控制信號(hào)時(shí)，也可以以此完全消除內(nèi)部的 或合法的讀出磁頭的輸出或累計(jì)信號(hào)中的信號(hào)畸變。采用按照權(quán)利要求9的措施還可以描繪特別復(fù)雜的傳輸特性。這時(shí)重要的是， 模型濾波器非常準(zhǔn)確地適配于真實(shí)的傳輸特性，并且當(dāng)沒有卡片狀數(shù)據(jù)載體可讀，即在得 到授權(quán)的讀出磁頭上只有干擾磁場起作用時(shí)，在模型濾波器的輸出端上獲得大體相同的信 號(hào)，如在得到授權(quán)的讀出磁頭的輸出端上或作為相應(yīng)的采樣值序列在后置連接的AD轉(zhuǎn)換 器的輸出端上獲得的信號(hào)那樣，。因此，通過簡單的減法便可以從讀出磁頭的總的或累計(jì)的 信號(hào)清除干擾信號(hào)，而剩余的信號(hào)作為重構(gòu)后的有效信號(hào)進(jìn)一步處理。采取按照權(quán)利要求10的措施，任何時(shí)刻都不會(huì)有用未得授權(quán)的方法采集數(shù)據(jù)載 體上對(duì)應(yīng)用至關(guān)重要的信號(hào)或數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)。特別是沒有給出能夠從帶有磁編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 載體出發(fā)獲得在一定程度上純粹的信號(hào)的時(shí)間窗。以此在很大程度上改善了防詐騙或欺詐 的能力。采取按照權(quán)利要求11的措施有利的是，可以自動(dòng)識(shí)別出欺騙的操控或者還有與 時(shí)間有關(guān)的或老化造成的缺陷。此外，這種解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在干擾磁場線圈的影響 范圍內(nèi)，操控地安裝、清除或改變導(dǎo)磁和/或?qū)щ娏慵r(shí)，會(huì)改變讀出裝置內(nèi)部讀出磁頭上 的干擾磁場線圈的磁力線和傳輸特性。但同時(shí)采用信號(hào)技術(shù)模型時(shí)首先有一個(gè)初始狀態(tài)或 額定狀態(tài)的對(duì)比量可供使用。這意味著，在讀出裝置或其干擾磁場線圈的范圍內(nèi)，通過出于 操控地安裝、改變或從該區(qū)域取走磁性有效件，前面求出的信號(hào)技術(shù)模型便不再與真實(shí)的 或?qū)嶋H出現(xiàn)的傳輸特性一致。在一定程度上這個(gè)偏差可以作為評(píng)判欺騙操控的特征，接著 便可以使讀出裝置或其他外圍單元，特別是設(shè)有此裝置的自動(dòng)裝置停止運(yùn)行，以及某些情 況下發(fā)出報(bào)警。相應(yīng)地在簡單的技術(shù)缺陷改變?cè)搨鬏斅窂降男?yīng)或行為的情況下也是如 此。例如，在干擾磁場線圈的特性或內(nèi)部的得到授權(quán)的讀出磁頭發(fā)生變化時(shí)也是如此。因 此，采取這個(gè)措施還可以自動(dòng)識(shí)別出讀出裝置讀出磁頭的技術(shù)缺陷并發(fā)出報(bào)警。采用按照權(quán)利要求12的措施有利的是，數(shù)字濾波器在初始的校準(zhǔn)過程之后或初 始設(shè)置之后，還以較小的自適應(yīng)速度進(jìn)行自適應(yīng)。就是說，信號(hào)技術(shù)模型的濾波系數(shù)自動(dòng)適 應(yīng)緩慢地變化的傳輸特性。即使沒有操控性的干預(yù)，也可以在正常運(yùn)行中出現(xiàn)傳輸特性較 小的或緩慢的變化。例如，這可能是溫度或老化造成的元件參數(shù)的變化引起的。通過模型 濾波器的連續(xù)自適應(yīng)就可以保證，即使在傳輸特性發(fā)生較小的改變的情況下，也總是最優(yōu) 地補(bǔ)償干擾磁場對(duì)讀出裝置讀出磁頭的影響，而且干擾磁場不會(huì)損害讀出質(zhì)量。即使對(duì)于 模型濾波器的自適應(yīng)，應(yīng)用隨機(jī)的測試信號(hào)也特別有利，這非常好地滿足防御未經(jīng)準(zhǔn)許的 采集嘗試的需求。采取按照權(quán)利要求13的措施有利的是，附帶地使根據(jù)出于操控安裝的讀出磁頭 的信號(hào)重構(gòu)有效信號(hào)更加困難。特別是通過這個(gè)附加的信號(hào)分量可以附帶地使來自數(shù)據(jù)載 體的有效信號(hào)的區(qū)別或信號(hào)處理技術(shù)的分離更加困難。通過識(shí)別特定的典型信號(hào)波形而處 理所采集的信號(hào)的未經(jīng)準(zhǔn)許的采集嘗試被可靠地禁止。
但是，本發(fā)明的任務(wù)還通過按照權(quán)利要求14的裝置解決。采用這種裝置可以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)或效果基本上與按照權(quán)利要求1的方法措施的優(yōu) 點(diǎn)或效果數(shù)據(jù)相關(guān)。尤其以此可以達(dá)到，在每一時(shí)刻都可以補(bǔ)償干擾磁場線圈對(duì)磁卡讀出 器讀出磁頭的影響，因此，可以可靠地提取來自所插入的卡片狀數(shù)據(jù)載體的實(shí)際有效信號(hào)。 以此，有可能不中斷地保持干擾磁場以及應(yīng)用復(fù)雜的干擾控制信號(hào)和構(gòu)造更緊湊的讀出裝 置。這時(shí)，對(duì)于現(xiàn)有的讀出裝置也可以以比較簡單的方式方法實(shí)現(xiàn)這樣裝備的讀出裝置所 具有的與此相關(guān)的特別高的防止操控或欺詐能力。特別是可能相對(duì)沒有問題地加裝或更新 現(xiàn)有的讀出裝置。此外，內(nèi)部的獲得授權(quán)的對(duì)干擾磁場的補(bǔ)償運(yùn)行特別可靠，而且還可以用 于復(fù)雜的或數(shù)據(jù)量大的信號(hào)，而不會(huì)出現(xiàn)延遲時(shí)間或處理時(shí)間的延長。采用按照權(quán)利要求15的設(shè)計(jì)方案可以保證，不知道干擾信號(hào)的變化，便不再可能 提取實(shí)際的有效信號(hào)。因此，隨機(jī)的干擾控制信號(hào)使得難以采集可用的有效信息并阻礙以 此為目的操控性的干預(yù)。這可以通過安排多個(gè)，特別是通過安排兩個(gè)帶有各自線性獨(dú)立的 干擾控制信號(hào)的干擾磁場線圈進(jìn)一步變得困難。采用按照權(quán)利要求16的設(shè)計(jì)方案有利的是，通過把干擾信號(hào)的帶寬限制或集中 為有效信號(hào)的一般范圍，與有效信號(hào)頻率范圍內(nèi)的功率或效用之比可以縮小干擾信號(hào)的總 功率。反之就是說，干擾磁場以仍舊相等的或一定的輸出功率，便可以在有效信號(hào)的頻譜范 圍內(nèi)達(dá)到較大的效用。因此，放大器級(jí)的規(guī)格以及干擾磁場線圈的規(guī)格還可以按較小的功 率確定，以致使一般更緊湊的結(jié)構(gòu)方式和更節(jié)能的運(yùn)行成為可能。采用按照權(quán)利要求17的設(shè)計(jì)方案有利的是，信號(hào)處理的基本部分是以數(shù)字形式 進(jìn)行的。特別是借助于信號(hào)處理器可以從讀出磁頭的輸出或累計(jì)信號(hào)簡單地減去所算出的 或模型仿真的干擾信號(hào)，而余下的有效信號(hào)不是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器重新變回模擬信號(hào)，并提 供給進(jìn)一步處理，就是用軟件方式在信號(hào)處理器中進(jìn)行有效信號(hào)的分析。以此保證價(jià)格合 適的整體解決方案，或者把按照本發(fā)明的干擾磁場發(fā)生器集成在磁卡讀出器的控制和分析 電子電路中。通過按照權(quán)利要求18的實(shí)施可以足夠準(zhǔn)確地預(yù)先算出干擾磁場的影響。該實(shí)現(xiàn) 可以以比較簡單的方式方法用軟件技術(shù)進(jìn)行，并借助于信號(hào)處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此外，這樣的 數(shù)字濾波器用一組濾波系數(shù)表征，用它可以確定濾波器準(zhǔn)確的頻率和相位過程。另外有益 地是，這種信號(hào)技術(shù)模型通過簡單的再編程或重新校準(zhǔn)，簡單和快速地，并且必要時(shí)甚至在 運(yùn)行過程中來適應(yīng)變化的環(huán)境或適應(yīng)合法地改變的條件或狀態(tài)。采用按照權(quán)利要求19的設(shè)計(jì)方案有利的是，最好可以把用一個(gè)校準(zhǔn)方法求出的 濾波系數(shù)非易失地保存在存儲(chǔ)器中，以便干擾磁場發(fā)生器或讀出裝置重新運(yùn)行時(shí)省去再次 標(biāo)定。采用按照權(quán)利要墳求20的設(shè)計(jì)方案有利的是，有一組基準(zhǔn)系數(shù)可供使用，它描述 讀出裝置處于合法的非操控的狀態(tài)下的傳輸特性。這時(shí)，模型濾波器的濾波系數(shù)可以在一 個(gè)校準(zhǔn)過程中至少一次地進(jìn)行適應(yīng)，使得信號(hào)技術(shù)模型的傳輸特性與通過干擾磁場線圈的
真實(shí)信號(hào)路徑一致。采取按照權(quán)利要求21的措施有利的是，把所貯存的模型參數(shù)用作對(duì)比值，用以判 斷讀出裝置是否存在操控或缺陷。因此在這種情況下，不是把不再能完全補(bǔ)償?shù)氖Ｓ喔蓴_ 信號(hào)作為操控或缺陷的特征加以考慮，而是把連續(xù)地或周期性地校準(zhǔn)的模型參數(shù)對(duì)原來求出的和貯存的參數(shù)的偏差，作為操控或缺陷的征兆加以判斷。例如，以此使自動(dòng)識(shí)別在卡片 狀數(shù)據(jù)載體讀出部位附近，特別是在卡片狀數(shù)據(jù)載體插入縫的范圍內(nèi)存在欺詐操控成為可 能。例如，這樣可以自動(dòng)識(shí)別出以電磁屏蔽或移動(dòng)干擾磁場線圈的形式，以減弱或消除干擾 磁場線圈對(duì)非法安裝的讀出頭的影響，掩藏罪行的嘗試。還可以以此自動(dòng)識(shí)別缺陷或有目 的地使干擾磁場線圈失效的行為。采取按照權(quán)利要求22的改進(jìn)方案，在一定程度造成多通道干擾磁場，以此再次明 顯地縮小從出于操控安裝的讀出頭的信號(hào)重構(gòu)相應(yīng)于磁卡數(shù)據(jù)的有效信號(hào)的可能性。特別 是以此再一次改善這種類型的讀出裝置的防欺詐能力。采取按照權(quán)利要求23的設(shè)計(jì)方案，可以以足夠小的制造允差保證非常恒定的傳 輸特性和良好可重復(fù)的干擾磁場的影響。故可以統(tǒng)一地為所有或多樣本的讀出裝置配置為 補(bǔ)償干擾磁場影響而設(shè)置的信號(hào)技術(shù)模型。在許多情況下可以以此省去模型參數(shù)的初始自 適應(yīng)或取決于樣本的調(diào)整。按照權(quán)利要求M的設(shè)計(jì)方案給出一種提供特殊防欺詐能力和在很大程度上阻止 欺騙操控的讀出裝置。采取按照權(quán)利要求25的改進(jìn)方案有利的是，當(dāng)存在非典型情況或指示有操控存 在的情況時(shí)，自動(dòng)防止合法占有者或用戶插入卡片狀數(shù)據(jù)載體。以此特別是可以避免在卡 片狀數(shù)據(jù)載體和出于操控安裝的讀出頭之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。最后，采取按照權(quán)利要求沈的設(shè)計(jì)方案是有利的，因?yàn)橐源丝梢詫?shí)現(xiàn)一種在更大 程度上提供防操控和欺詐能力的金融服務(wù)自動(dòng)機(jī)，例如，自動(dòng)柜員機(jī)或自動(dòng)匯款機(jī)，或門禁 控制系統(tǒng)。采取按照權(quán)利要求27的進(jìn)一步發(fā)展的措施是有利的，因?yàn)橐源丝梢允挂Ｗo(hù)的 磁條數(shù)據(jù)在任何時(shí)刻都不會(huì)在讀出裝置中或在通向上一級(jí)電子單元的傳輸路徑上，以可能 被為欺騙目的安裝的電子電路或通過修改原本硬件或軟件截取或讀出的狀態(tài)出現(xiàn)。此外，采取按照權(quán)利要求28的措施也是有利的，因?yàn)橐源丝梢砸韵鄬?duì)較小的硬件 花費(fèi)全面地實(shí)現(xiàn)防詐騙或防操控。此外，特別是在進(jìn)行干擾磁場補(bǔ)償?shù)耐粏卧袑?duì)磁條 數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。這是相對(duì)較小從一開始就得到相對(duì)良好的保護(hù)的區(qū)域，只有以特別高的消 耗或只有以專門的專業(yè)知識(shí)才能對(duì)該區(qū)域進(jìn)行操作。


下面參照附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作較詳細(xì)的說明。其中，以非常簡化的、示意 圖的形式圖1示出了與技術(shù)現(xiàn)狀一致的卡片狀數(shù)據(jù)載體用的拉入式讀出器類型的一個(gè)示 例性讀出裝置；圖2示出了按照?qǐng)D1的讀卡機(jī)，但被人懷著欺騙的意圖做了手腳，而是用該讀出裝 置的輕信的用戶對(duì)此操控仍舊未察覺；圖3示出了按照本發(fā)明的方式方法采取了防欺詐措施的讀出裝置，其中存在一個(gè) 與圖2 —致的懷著欺騙意圖安裝的附加的讀出頭；圖4示出了按照?qǐng)D3的設(shè)計(jì)方案的包括一個(gè)以上干擾磁場線圈的改進(jìn)方案；圖5示出了可用于本發(fā)明轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理裝置的方框圖6示出了一個(gè)擴(kuò)展后的信號(hào)處理裝置，包括一個(gè)自適應(yīng)信號(hào)技術(shù)模型；圖7示出了信號(hào)處理裝置的一個(gè)改進(jìn)方案，包括形成多個(gè)自適應(yīng)信號(hào)技術(shù)模型和 附加的集成分析單元以及控制和通信接口 ；而圖8示出了防詐騙讀出裝置的技術(shù)改進(jìn)方案。首先要指出，在所描述的不同實(shí)施方式中，相同的部分標(biāo)以相同的引用符號(hào)或相 同的部件引用符號(hào)，其中在整個(gè)描述所包含的公開按意義可以傳遞到具有相同的引用符號(hào) 或相同的部件引用符號(hào)的相同的部分。在描述中所選擇的諸如上面、下面、側(cè)面等位置說 明，都與緊接著描述或顯示的附圖相聯(lián)系，而且在位置變化時(shí)按意義傳遞到新的位置。另 外，所示的和所描述的不同的實(shí)施例的單個(gè)特征或特征組合可以描述獨(dú)立的、有創(chuàng)造性的 或按照本發(fā)明的解決方案。
具體實(shí)施例方式圖1顯示傳統(tǒng)的卡片狀數(shù)據(jù)載體2的讀出裝置1，其上至少用磁的方法保存著信息 或數(shù)據(jù)。特別是這個(gè)讀出裝置1用來處理帶有至少一個(gè)磁條4的磁卡3和/或帶有至少一 個(gè)磁條4的芯片卡。在這些磁條4上，如所周知，保存與使用或與安全有關(guān)的數(shù)據(jù)，這些數(shù) 據(jù)可以自動(dòng)地從讀出裝置1讀出和/或可以改變或更新。這樣卡片狀數(shù)據(jù)磁載體2尤其指 的是銀行卡或儲(chǔ)蓄卡以及信用卡，用以鑒定進(jìn)入或使用特定裝置的權(quán)利。亦即，給定的讀出 裝置1往往用于銀行或其服務(wù)自動(dòng)機(jī)或門禁控制系統(tǒng)。這樣的讀出裝置1通常具有下列組件外殼5 ；至少一個(gè)插入孔6或讀卡口，用以 插入和隨后取出數(shù)據(jù)磁載體2 ；大部分具有至少一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的輸送輥7，7'，用以把所插 入的數(shù)據(jù)載體2自動(dòng)拉入和推出；某些情況下具有反壓輥8，8'和/或引導(dǎo)件9;至少一個(gè) 讀出磁頭10，用以藉傳感器采集數(shù)據(jù)載體2上保存的磁編碼的數(shù)據(jù)；和分析和控制電路11， 用以控制與讀出過程相關(guān)的讀出裝置1的功能，以及用于對(duì)由讀出磁頭10和/或用以與芯 片接觸的彈簧件陣列和/或無接觸的讀出單元或RFID模塊所提供的信號(hào)進(jìn)行解碼。分析和 控制電路11主要還用來把所采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信息和用以通過適當(dāng)?shù)男盘?hào)或 數(shù)據(jù)接口 12提供這種信息。所謂數(shù)據(jù)接口可以指數(shù)據(jù)雙向交換的接口，例如串行接口(RS 232，RS 485)、以太網(wǎng)或USB接口。但該信號(hào)或數(shù)據(jù)接口 12也可以只由一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)或 信號(hào)導(dǎo)線13組成，通過其將特定的狀態(tài)信號(hào)化。例如，可以設(shè)置這樣的狀態(tài)或信號(hào)導(dǎo)線13， 當(dāng)所插入的數(shù)據(jù)載體2被識(shí)別為有效和合法時(shí)，用以使門禁開鎖。在圖1中，畫出磁卡讀出器的簡圖，其中帶有磁條4的相應(yīng)磁卡3已部分插入。這 里為了清晰起見，分析和控制電路11顯示在讀出裝置1外殼5的外面。但分析和控制電路 11 一般與機(jī)械組件和電氣組件一起集成在讀出裝置1的外殼5內(nèi)。另外，為了圖面清晰起見，圖中不再示出對(duì)闡述本發(fā)明的構(gòu)思不一定需要的磁卡 讀出器的機(jī)械、電氣和機(jī)電組件，例如機(jī)電的可栓鎖的閥門或讀卡口的遮擋門、彈簧壓緊件 和引導(dǎo)件、電壓源、用于識(shí)別和定位插入的數(shù)據(jù)載體2的傳感器、利用處理單元(CPU，DSP) 存入和調(diào)出數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)單元，以及不同的信號(hào)技術(shù)的連接。此外，來自現(xiàn)有技術(shù)的這 些元件是充分已知的，專業(yè)人員可以毫無困難地加以理解和實(shí)現(xiàn)。圖2顯示讀出裝置1，特別是如同圖1的傳統(tǒng)磁卡讀出器，但是其中在卡片狀數(shù)據(jù) 載體2的原來的讀卡口前面或插入孔6前面，由罪犯懷著欺騙的意圖加裝了另一個(gè)讀出磁頭14，使得在磁卡3插入時(shí)，可以竊讀其上所包含的信息或數(shù)據(jù)，并隨后用來非法復(fù)制數(shù)據(jù) 相同的磁卡。由于結(jié)構(gòu)方式一般非常緊湊和隱蔽，添加的讀出磁頭一般不太容易識(shí)別，并且 可以未經(jīng)準(zhǔn)許地采集卡片信息采集，而不會(huì)讓合法的持卡人察覺。然后，如所周知，在罪犯以陰險(xiǎn)的手法在隱蔽地放置的記錄裝置15上記錄下為欺 騙目的附帶地安裝的讀出磁頭14的信號(hào)，并在稍后對(duì)其進(jìn)行分析。作為另一個(gè)后果，可以 濫用這樣取得的數(shù)據(jù)來制造一個(gè)未獲授權(quán)的磁卡復(fù)制品。圖3顯示按照本發(fā)明的讀出裝置1，特別是一個(gè)帶有按照本發(fā)明的防欺詐裝置或 按照本發(fā)明的干擾磁場發(fā)生器16的磁卡讀出器。這時(shí)，在讀卡口或插入口 6的內(nèi)側(cè)安裝至 少一個(gè)有效的干擾磁場線圈17，其優(yōu)選地被施加隨機(jī)的干擾控制信號(hào)。在干擾磁場線圈17 上該優(yōu)選隨機(jī)的干擾控制電信號(hào)產(chǎn)生干擾磁場18，它也作用于在某些情況下懷著欺騙意圖 安排在讀卡口前面的讀出磁頭14上，并在其中感應(yīng)出干擾信號(hào)，疊加在從旁邊經(jīng)過的磁卡 3所產(chǎn)生的信號(hào)上。通過磁卡有效信號(hào)與干擾磁場發(fā)生器16的隨機(jī)干擾控制信號(hào)或與被饋 送了這些信號(hào)的干擾磁場線圈17的干擾磁場18的疊加，阻礙了對(duì)實(shí)際磁卡數(shù)據(jù)的采集，并 防止磁卡數(shù)據(jù)被非法拷貝。此外，干擾磁場18以類似的方式影響讀出裝置1原本的對(duì)正確 運(yùn)行關(guān)系重大的讀出磁頭10。干擾磁場線圈17的干擾磁場18尤其可能是足夠強(qiáng)烈的，或 干擾磁場線圈17和合法的或按規(guī)定的讀出磁頭10可以彼此接近地定位，使得干擾磁場18 還決定性地作用在讀出磁頭10上，并影響其信號(hào)特性或讀出結(jié)果。在圖3中干擾磁場線圈17安排在讀卡口內(nèi)部或外殼5內(nèi)部。但該干擾磁場線圈 17原則上也可以設(shè)置在讀卡口前面，即安裝在原本的磁卡讀出器外面。此外，干擾磁場線圈 17還可以采取加裝的附加模塊的型式。用虛線標(biāo)出的同樣實(shí)用和有利的改進(jìn)方案可以通過結(jié)構(gòu)上把讀出磁頭10與干擾 磁場線圈17結(jié)合起來而實(shí)現(xiàn)。亦即，還可以設(shè)置帶有集成了干擾磁場線圈17的讀出磁頭 10。在相應(yīng)較小的制造允差下這樣的結(jié)合或集成保證了在干擾磁場影響方面非常恒定的和 制造技術(shù)上可重復(fù)性良好的傳輸特性，以致對(duì)所有樣本都可以統(tǒng)一地配置以后更詳細(xì)地描 述的補(bǔ)償干擾磁場影響用的信號(hào)技術(shù)模型25。特別是以此可以忽略讀出磁頭10各個(gè)樣本 或部件和干擾磁場線圈17之間的偏差或散射。故可省去模型參數(shù)的自適應(yīng)或取決于樣本 的調(diào)整，或至少縮減為非常簡單的匹配。作為替代地，這樣的安排還特別是適用于用簡單的 模擬電路來補(bǔ)償干擾磁場對(duì)讀出磁頭10的累計(jì)信號(hào)或輸出信號(hào)的影響。重要的是，干擾磁場線圈17的定位和/或輻射功率大小的確定，特別是場強(qiáng)或輻 射特性，特別是干擾磁場線圈17的磁場特性和/或獲得授權(quán)的或合法的讀出磁頭10的采 集靈敏度這樣選擇，使得干擾磁場線圈17的干擾磁場18至少在讀出數(shù)據(jù)載體2的磁編碼 數(shù)據(jù)期間，影響懷著欺騙意圖安裝的讀出磁頭14，而且作用在獲得授權(quán)的或合法的讀出磁 頭10上，并影響其輸出或累計(jì)信號(hào)。干擾磁場發(fā)生器16在這里顯示為獨(dú)立的部件，其可以有益的方式和方法做成對(duì) 一般現(xiàn)有的讀出裝置1的分析和控制電路11的任選的或可加裝的輔助或擴(kuò)展模塊。首先 在新安裝讀出裝置ι時(shí)該干擾磁場發(fā)生器16自然還可以描述為控制電子線路的，特別是分 析和控制電路11的集成的組成部分。干擾磁場發(fā)生器16的信號(hào)處理作為帶有模數(shù)/數(shù)模(AD/DA)轉(zhuǎn)換器19_19"的 數(shù)字掃描系統(tǒng)而被實(shí)現(xiàn)于通向模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換處。為了將模擬信號(hào)的電平與AD/DA轉(zhuǎn)換器19-19"的輸入端和輸出端匹配，設(shè)置放大器級(jí)或調(diào)整級(jí)20-20"，它們通常還包括簡單的 低通濾波器(反混疊濾波器)等。另外，干擾磁場發(fā)生器16的電路設(shè)計(jì)還包括數(shù)字計(jì)算裝 置，優(yōu)選為數(shù)字信號(hào)處理單元(DSP) 21，與讀出裝置1的讀出磁頭10、讀出裝置1的干擾磁 場線圈17和讀出裝置1的分析和控制電路11有導(dǎo)線連接。作為替代方案，這個(gè)分析電子 電路至少可以部分地用信號(hào)處理單元21替換，正如后面還要更詳細(xì)地描述的。該干擾磁場發(fā)生器16向干擾磁場線圈17饋送隨機(jī)的干擾控制信號(hào)，以此產(chǎn)生隨 機(jī)的干擾磁場18。這時(shí)，同樣受干擾磁場18影響的讀出裝置1讀出磁頭10的輸出或累計(jì)電 信號(hào)，不再直接引向分析電子電路，亦即，不再直接引入讀出裝置1的分析和控制電路11， 而是首先引向干擾磁場發(fā)生器16的數(shù)字信號(hào)處理單元21 (DSP)，該數(shù)字信號(hào)處理單元通過 計(jì)算排除或?yàn)V除與干擾控制信號(hào)相關(guān)的所有信號(hào)分量。經(jīng)過數(shù)字信號(hào)處理單元21修正的 或排除了干擾的信號(hào)，亦即，有效信號(hào)接著進(jìn)一步傳遞給分析和控制電路11并用常規(guī)的方 法進(jìn)行分析。作為替代方案，對(duì)排除干擾后的信號(hào)，亦即，有效信號(hào)的分析還可能用數(shù)字信 號(hào)處理單元(DSP)21實(shí)現(xiàn)，后者同樣用于讀出裝置1的或外圍設(shè)備的過程控制，正如后面還 要再一次闡述的那樣。把讀出裝置1連接在上級(jí)設(shè)備控制裝置，例如，連接到自動(dòng)取款機(jī)的控制上，圖中 只作簡化的顯示，更確切地說，表示為用于通信或傳輸來自磁卡3的信息的一般的信號(hào)或 數(shù)據(jù)接口 12。為了清晰起見沒有示出本來的數(shù)據(jù)宿(Datensenke)。干擾磁場發(fā)生器16還可以具有不同的控制輸入端和控制輸出端。例如，干擾磁場 發(fā)生器16可以包括用于受控激活和去激活干擾磁場18、用以啟動(dòng)初始化校準(zhǔn)及隨后的信 號(hào)傳遞模型或信號(hào)特性系數(shù)的存儲(chǔ)、用以進(jìn)行硬件復(fù)位和/或在貯存的信號(hào)模型(額定狀 態(tài))和實(shí)際出現(xiàn)的傳遞情況(實(shí)際狀態(tài))之間出現(xiàn)不可允許的巨大偏差時(shí)發(fā)出信號(hào)的輸入 或輸出接口。因此，最后所述干擾磁場發(fā)生器16接口可以發(fā)出對(duì)該讀出裝置1有非法操控 的提示。所描述的輸入端和輸出端功能自然還可以通過一個(gè)為了與上級(jí)控制計(jì)算機(jī)通信 而設(shè)置的復(fù)雜的通信接口提供。例如，這樣復(fù)雜的接口可以做成串行RS232或RS485接口、 以太網(wǎng)接口或USB接口。圖4顯示按照本發(fā)明的干擾磁場發(fā)生器16的一個(gè)有利的改進(jìn)方案，其中在除第一 干擾磁場線圈17 了附帶地構(gòu)造至少一個(gè)被施加與第一干擾控制信號(hào)不相關(guān)的第二干擾控 制信號(hào)的第二干擾磁場線圈22。以此再次提高讀出裝置1的預(yù)防操控的能力。此外，在這里干擾磁場發(fā)生器16形成為讀出裝置1的中央分析和控制電路11的 集成組件。這時(shí)，合法的或獲得授權(quán)的讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)在數(shù)字信號(hào)處理單 元(DSP)21中被排除干擾，亦即，通過計(jì)算排除與這兩個(gè)干擾信號(hào)相關(guān)的分量。讀出磁頭 10的相應(yīng)地排除了干擾的信號(hào)，亦即，重構(gòu)后的有效信號(hào)，接著直接由數(shù)字信號(hào)處理單元 (DSP) 21以適當(dāng)?shù)姆椒ń獯a，并把所提取的數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳遞給上級(jí)設(shè)備控制裝置，特別是通 過信號(hào)或數(shù)據(jù)接口 12提供。數(shù)字信號(hào)處理單元(DSP) 21在這種情況下還控制讀出裝置1 的驅(qū)動(dòng)裝置或輸送輥7，7'以及某些情況下控制存在的組件(為清晰起見在這里未示出) 諸如讀卡口可控的關(guān)閉間板，或者對(duì)采集插入的磁卡3位置的不同傳感器進(jìn)行評(píng)估。圖5以方框電路圖形式表示在數(shù)字信號(hào)處理單元21中實(shí)現(xiàn)的用于一種形式相對(duì) 簡單的干擾磁場發(fā)生器16的數(shù)字信號(hào)處理，例如用于在按照?qǐng)D3的讀出裝置1中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。產(chǎn)生隨機(jī)干擾控制信號(hào)的出發(fā)點(diǎn)是數(shù)字偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23。該發(fā)生器至少產(chǎn)生偽 隨機(jī)數(shù)。由偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)序列符合，至少接近在數(shù)字掃描系統(tǒng)整個(gè)離散 的頻率范圍內(nèi)在很大程度上具有均勻的頻譜功率密度的白噪音。偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23的白噪音序列優(yōu)選借助于數(shù)字帶通濾波器M限制在一個(gè)通常 包含在讀出磁頭10讀出磁卡3 (圖；3)的有效信號(hào)時(shí)出現(xiàn)的每個(gè)頻率的至少一部分的頻帶。 以此把干擾控制信號(hào)的功率或帶寬集中在對(duì)于外來的或欺騙性的讀出磁頭14(圖幻信號(hào) 畸變很重要的頻率上，而且這些頻率在不同樣清除有效信號(hào)分量的情況下，不能用簡單的 帶通濾波器加以消除。把帶寬限制后的輸出信號(hào)序列引入未示出的DA轉(zhuǎn)換器并由其轉(zhuǎn)換 為模擬干擾控制信號(hào)，用以控制干擾磁場線圈17(圖3)。此外，還把偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23的隨機(jī)數(shù)序列本身、或正如虛線所勾畫的，帶通濾 波器M的輸出信號(hào)，引入信號(hào)技術(shù)模型25，特別是數(shù)字模型濾波器25a。在這里數(shù)字模型 濾波器2 在形式上作為HR濾波器的標(biāo)準(zhǔn)型式顯示。這樣的HR濾波器的結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)和 特性可從有關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)查閱。模型濾波器25a的系數(shù)這樣選擇，使得由此在信號(hào)技術(shù)上 模擬從偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23出發(fā)經(jīng)過帶通濾波器M、干擾磁場線圈17和讀出磁頭10的真 實(shí)路徑的總的信號(hào)傳輸特性。模型濾波器2 系數(shù)優(yōu)選描述偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23和所顯示 的虛擬求和點(diǎn)沈之間的整個(gè)傳輸路徑的信號(hào)傳輸特性，所述虛擬求和點(diǎn)沈被構(gòu)造于磁場 線圈10(圖3)的信號(hào)和數(shù)字模型濾波器25a的輸出信號(hào)之間。因此，模型濾波器25a的系 數(shù)優(yōu)選地標(biāo)記在偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23、帶通濾波器M和圖3中示例性闡明的元件DA轉(zhuǎn)換器 19'、放大器級(jí)或調(diào)整級(jí)20'、干擾磁場線圈17、讀出磁頭10、放大器級(jí)或調(diào)整級(jí)20和AD 轉(zhuǎn)換器19之間的回到求和點(diǎn)沈的路徑內(nèi)的整個(gè)信號(hào)傳輸特性。如上所述，在偽隨機(jī)數(shù)發(fā) 生器23和從讀出磁頭10 (圖幻出發(fā)到求和點(diǎn)沈的反饋路徑27之間的信號(hào)傳輸路徑內(nèi)還 可以安排確定或影響信號(hào)傳輸特性的其他組件。在這個(gè)信號(hào)傳輸路徑內(nèi)的其他影響因素還 可以用濾波系數(shù)或模型濾波器2 盡可能好地加以描述。重要的是，通過濾波系數(shù)形成信 號(hào)技術(shù)模型25，其足夠準(zhǔn)確模擬上述信號(hào)傳輸路徑上實(shí)際的信號(hào)傳輸特性用。在干擾磁場 發(fā)生器16的這種簡單的基本形式中設(shè)置一次性的和固定的，特別是在工廠側(cè)確定的濾波 系數(shù)。濾波系數(shù)的確定尤其可以在工廠側(cè)整個(gè)讀出裝置1裝配之后進(jìn)行，并例如通過校準(zhǔn) 過程引入。在求和點(diǎn)沈上從讀出磁頭10真實(shí)輸出或累計(jì)信號(hào)或其數(shù)字化采樣值序列減去算 出的干擾磁場影響序列。這時(shí)，讀出磁頭10的實(shí)際信號(hào)(圖3)通過象征性的反饋路徑27 引導(dǎo)到模型式的求和點(diǎn)26。然后在求和點(diǎn)沈上在讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)中消除干 擾分量，并因此，重構(gòu)出不受干擾的或排除了干擾的有效信號(hào)用于進(jìn)一步處理。這時(shí)，該排 除了干擾的有效信號(hào)提供給求和點(diǎn)沈的求和路徑觀。這時(shí)，以模型的方式上理解上述過程或連接。其實(shí)現(xiàn)通過由軟件控制的可編程信 號(hào)處理單元(DSP)21進(jìn)行。特別是上述信號(hào)技術(shù)模型25借助于信號(hào)處理單元(DSP)21轉(zhuǎn)換。圖6顯示干擾磁場發(fā)生器16信號(hào)處理的一個(gè)擴(kuò)展變體，其中與圖5中的基本方案 相反，設(shè)置模型濾波器25a的后加的或連續(xù)進(jìn)行的和/或可根據(jù)需要激活的對(duì)真實(shí)傳輸特 性的自適應(yīng)。因此，在信號(hào)處理軟件中實(shí)現(xiàn)帶有相應(yīng)的自適應(yīng)算法觀的程序模塊。著名的自適應(yīng)算法觀是所謂LMS (最小二乘)算法，對(duì)此可參見Widrow Stearns的文獻(xiàn)。該自適 應(yīng)不僅可以在時(shí)域內(nèi)，而且可以應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)在頻域內(nèi)進(jìn)行。借助于自適應(yīng)算法觀對(duì)模型濾波器2 的濾波系數(shù)進(jìn)行連續(xù)的自適應(yīng)，使與不受 干擾的信號(hào)序列的重構(gòu)相應(yīng)的較高質(zhì)量成為可能，因?yàn)榧词拐鎸?shí)傳輸特性發(fā)生小的改變， 包括溫度決定的波動(dòng)或者老化造成的改變都可以加以補(bǔ)償。連續(xù)自適應(yīng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是， 把當(dāng)前傳輸特性的濾波器參數(shù)與先前貯存的基準(zhǔn)狀態(tài)加以比較，而由此識(shí)別由操控手法造 成的偏差。然后，可以發(fā)信號(hào)把這樣的操控所決定的偏差通知授權(quán)的崗位或讀出裝置1的 用戶，其中例如，由數(shù)字信號(hào)處理單元21啟動(dòng)或生成報(bào)警或故障通知。作為替代方案，或與 此結(jié)合，包括干擾磁場發(fā)生器16的防欺詐裝置可以引起讀出裝置1停機(jī)或閉鎖或使裝有讀 出裝置1的整個(gè)自動(dòng)裝置停機(jī)。為了可靠地識(shí)別讀出裝置1上的操控手法，采取以下措施可能是合理的使用一 種在實(shí)際干擾頻帶本身以外還有一定的頻譜最小功率密度的濾波器(整形濾波器)來代替 優(yōu)化干擾控制信號(hào)功率用的帶通濾波器對(duì)，但該最小功率密度可以低于實(shí)際的干擾控制信 號(hào)。以此改善識(shí)別真實(shí)路徑傳輸特性的改變和識(shí)別模型濾波器2 連續(xù)自適應(yīng)的數(shù)值前提 的可能性。通過相應(yīng)的控制命令或控制導(dǎo)線四可以在需要時(shí)，亦即，取決于過程和/或由用 戶控制，啟動(dòng)校準(zhǔn)過程，借以使模型濾波器25a的數(shù)值濾波系數(shù)適應(yīng)真實(shí)路徑的傳輸特性， 并最終存入非易失存儲(chǔ)器30中。所貯存的參數(shù)不僅用來在接通電源電壓之后初始化模型 濾波器25a，而且作為與讀出裝置1不受干擾或未被做手腳的狀態(tài)相應(yīng)的基準(zhǔn)。但該模型濾 波器25a的自動(dòng)校準(zhǔn)或適應(yīng)過程的啟動(dòng)也可以按時(shí)間控制進(jìn)行。重要的是，通過這個(gè)自適 應(yīng)的模型濾波器2 對(duì)信號(hào)技術(shù)模型25進(jìn)行調(diào)整，使得不是由于操控或缺陷引起的信號(hào)傳 輸特性長期的或緩慢的或者只是小的變化，在優(yōu)選通過計(jì)算補(bǔ)償干擾磁場影響時(shí)盡可能最 優(yōu)地予以考慮。圖7顯示干擾磁場發(fā)生器16或信號(hào)技術(shù)模型25的-特別是對(duì)于按照?qǐng)D4的讀出 裝置1-信號(hào)處理的再進(jìn)一步改進(jìn)的變體。與圖6的變體相反，這里產(chǎn)生兩個(gè)不相關(guān)的干擾 信號(hào)序列，用來控制兩個(gè)干擾磁場線圈17，22(圖4)。以此出現(xiàn)在一個(gè)準(zhǔn)雙通道干擾磁場。 對(duì)于兩個(gè)干擾通道中的每個(gè)干擾通道，都設(shè)置一個(gè)它自己的模型濾波器25a，25a'，它們對(duì) 各自干擾信號(hào)對(duì)讀出裝置1讀出磁頭10的影響進(jìn)行建模。模型濾波器25a，25a'可以如圖 6所示地進(jìn)行自適應(yīng)配置，而且這樣適應(yīng)長期變化的傳輸特性。數(shù)字信號(hào)處理單元21的各 自復(fù)制的或多次轉(zhuǎn)變的功能件或部件，通過相應(yīng)的引用符號(hào)和一個(gè)附加的撇號(hào)加以識(shí)別。按照?qǐng)D7，來自讀出裝置1合法讀出磁頭10的有效信號(hào)的解碼也附帶地通過數(shù)字 信號(hào)處理單元21進(jìn)行。為此在信號(hào)處理單元21中實(shí)現(xiàn)基于軟件的分析單元31。另外，按 照?qǐng)D7的方框圖，對(duì)于讀出裝置1內(nèi)部卡片輸送裝置驅(qū)動(dòng)裝置的控制(圖4)通過信號(hào)處理 單元21，特別是通過其中實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)控制32進(jìn)行。此外，這里至少以磁方式貯存的磁卡數(shù) 據(jù)，特別是至少這種數(shù)據(jù)重要的或需要部分通過相應(yīng)的接口 33提供給上級(jí)設(shè)備控制裝置。下面結(jié)合按照?qǐng)D3-7的實(shí)施方式描述本發(fā)明有利的方法措施或工作方法。這時(shí)， 這個(gè)對(duì)本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)的描述，在不同的實(shí)施方式方面可用相同的引用符號(hào)轉(zhuǎn)換到相 同的部分。因此，按照上述實(shí)施例構(gòu)造干擾磁場發(fā)生器16，它與信號(hào)技術(shù)模型25共同工作或耦合。采用這個(gè)信號(hào)技術(shù)模型25，模擬或描述從干擾磁場線圈17出發(fā)到讀出裝置1的內(nèi)部 讀出磁頭10的信號(hào)傳輸特性。在包括信號(hào)技術(shù)模型25的情況下，算出干擾磁場18對(duì)讀出 磁頭10輸出信號(hào)的影響或干擾磁場18變化過程。由卡片狀數(shù)據(jù)載體2產(chǎn)生的有效信號(hào)和 干擾控制信號(hào)或干擾磁場18組成的讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)，尤其是通過扣除所算 出干擾磁場影響進(jìn)行修正。以此可以完全或大體完全補(bǔ)償干擾磁場18對(duì)讀出磁頭10的影 響?？鄢愠龅母蓴_磁場影響之后，余下的信號(hào)或有效信號(hào)只具有由在讀出磁頭10旁邊 運(yùn)動(dòng)的磁卡3的磁條4所產(chǎn)生的那些分量。亦即，所算出的信號(hào)對(duì)應(yīng)于有效信號(hào)，就和它在 沒有附加干擾磁場18作用的情況下采集的一樣。預(yù)先算出干擾磁場影響用的信號(hào)技術(shù)模型25優(yōu)選用數(shù)字模型濾波器2 或2 ‘ 實(shí)現(xiàn)，該數(shù)字模型濾波器特別是可以用HR濾波器形成。數(shù)字模型濾波器2 或25a'更適 宜采用軟件技術(shù)實(shí)施，并借助于信號(hào)處理單元21實(shí)現(xiàn)。這樣的模型濾波器25a，25a'有一 組濾波系數(shù)，用它可以足夠準(zhǔn)確地確定該濾波器的頻率和相位過程。因此FIR(有限脈沖響 應(yīng))濾波器優(yōu)選由用數(shù)字實(shí)現(xiàn)的濾波器形成。但在原理上適當(dāng)?shù)男盘?hào)技術(shù)模型25同樣可 以用模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。就是說，所描述的信號(hào)處理的基本部分也可以 用模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)。上述措施提供整整一系列明顯的改善，而且這些措施乃是多個(gè)有利擴(kuò)展的出發(fā) 點(diǎn)；一方面在磁卡3通過讀出裝置1內(nèi)部或得到授權(quán)的讀出磁頭10期間不必解除干擾磁場 18，此后在每個(gè)時(shí)刻在信號(hào)技術(shù)上補(bǔ)償干擾磁場18的影響，而且通過計(jì)算恢復(fù)磁條4數(shù)據(jù) 的不受干擾的有效信號(hào)序列。以此，即使是在磁卡3的插入方向上結(jié)構(gòu)較短的讀出裝置1 上，也能采用干擾磁場18。亦即，一部分磁卡3仍從讀出裝置1突出，此時(shí)已經(jīng)讀出磁卡數(shù) 據(jù)，以致為欺騙或刺探目的安裝的讀出磁頭14仍舊可以接觸磁卡，即使在這樣的讀出裝置 1中，仍舊可以使用所描述的干擾磁場發(fā)生器16。因此該干擾磁場發(fā)生器16即使在讀出裝 置1帶有短的結(jié)構(gòu)方式的情況下也可以實(shí)現(xiàn)，并持續(xù)地被激活，或者即使在讀出磁卡3磁編 碼數(shù)據(jù)期間也保持激活。以此在每個(gè)相關(guān)的時(shí)刻都對(duì)為欺騙目的安裝的讀出磁頭14施加 干擾磁場18，而不使懷著欺騙的意圖安裝讀出磁頭14在信號(hào)技術(shù)上存在補(bǔ)償輸出信號(hào)中 的干擾分量的可能性。采用信號(hào)技術(shù)模型25可以算出對(duì)于干擾磁場18的每個(gè)任意工作特性或?qū)τ陴佀?給干擾磁場線圈17的干擾控制信號(hào)每個(gè)任意變化過程的干擾磁場影響。與使用產(chǎn)生周期 性的干擾信號(hào)的干擾磁場發(fā)生器的現(xiàn)有技術(shù)已知的做法相反，在按照本發(fā)明的實(shí)施中還可 以使用一個(gè)隨機(jī)的，亦即，偶然性的干擾控制信號(hào)或干擾磁場18。周期性的干擾信號(hào)對(duì)為欺 騙目的安裝的讀出磁頭14的影響隨后可以比較地簡單地加以濾除，并因此可以恢復(fù)不受 干擾的信號(hào)信息，而在應(yīng)用偽隨機(jī)干擾信號(hào)時(shí)不再可能唯一地從附帶地或?yàn)榇烫侥康陌惭b 的讀出磁頭14的信號(hào)中重構(gòu)出不受干擾的信號(hào)分量或有效信號(hào)分量。按照本發(fā)明的包括信號(hào)技術(shù)模型25的解決方案的另一個(gè)決定性優(yōu)點(diǎn)在于，在干 擾磁場線圈17的影響范圍內(nèi)為操控而安裝、清除或者改變導(dǎo)磁的和/或?qū)щ姷牧慵?，都?huì) 改變磁力線，并從而改變讀出裝置1干擾磁場線圈17到讀出磁頭10的傳輸特性。但同時(shí)采 用信號(hào)技術(shù)模型25還有初始狀態(tài)或額定狀態(tài)的對(duì)比量可供使用。這就意味著，通過在讀卡 口范圍內(nèi)為操控安裝、改變或從這個(gè)區(qū)域拆除導(dǎo)電或?qū)щ姴糠?，預(yù)先適應(yīng)的或求出的信號(hào) 技術(shù)模型25便不再與實(shí)際上出現(xiàn)的傳輸特性一致。若沒有讀出磁卡3或沒有插入磁卡3，則在未做手腳的狀態(tài)下在補(bǔ)償干擾磁場影響之后讀出磁頭10的信號(hào)應(yīng)該實(shí)際上為零。但 若用上述方法在讀卡口做了手腳，則借助于信號(hào)技術(shù)模型25可能不再能完全補(bǔ)償改變了 的實(shí)際的干擾磁場影響，在補(bǔ)償或?yàn)V除之后還至少殘留某種剩余的干擾磁場影響。這種殘 余在一定程度上可以用來作為欺騙操控的標(biāo)記，并接著可以使讀出裝置1或配備此裝置的 自動(dòng)裝置停止運(yùn)行和/或發(fā)出報(bào)警。另外，通過采用信號(hào)技術(shù)模型25便不再可能例如通過 安裝磁屏蔽或通過破壞干擾磁場線圈17，例如，通過讀出裝置1的前擋板鉆孔不知不覺地 消除干擾磁場線圈17的作用，或把工具伸入讀出裝置1的狹縫移開干擾磁場線圈17來減 弱或消除干擾磁場線圈17的影響。每個(gè)這種操控都會(huì)引起信號(hào)技術(shù)模型25真實(shí)傳輸特性 的偏差，以致可以自動(dòng)掌握危及系統(tǒng)的或欺騙性的操作。這在出現(xiàn)消除或改變干擾磁場線 圈作用的簡單的缺陷的情況下同樣有效。通過在讀出裝置1中集成信號(hào)技術(shù)模型25，甚至 還可以自動(dòng)識(shí)別和通報(bào)讀出裝置1讀出磁頭10的缺陷或老化擦傷或摩損現(xiàn)象。為了監(jiān)測干擾磁場18的功能和狀態(tài)，除了使用讀出磁頭10的輸出信號(hào)，作為替代 的，還使用未畫出的傳感線圈的信號(hào)，該傳感器只為監(jiān)測干擾磁場18而設(shè)置，除此之外不 采集其他有效信號(hào)。這時(shí)用和在讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)上完全相同的方法，確定無 操控的原始狀態(tài)和后來可能發(fā)生的操控，當(dāng)然不求出和進(jìn)一步處理重構(gòu)后的有效信號(hào)。在本文中實(shí)施方案和圖示主要涉及拉入式讀出器讀出裝置1，亦即，帶有自動(dòng)拉入 和輸送所插入的磁卡3的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的讀出裝置1。但本發(fā)明同樣適用于其他常用結(jié)構(gòu) 形式的磁卡讀出器，例如手動(dòng)刷卡式讀出器或簡單的插入讀出器。下面描述本發(fā)明的有利的特征、擴(kuò)展和變體。此外借助于信號(hào)處理單元21實(shí)現(xiàn)上 述措施是有益的。采用這種信號(hào)處理單元21還可以算出寬帶的隨機(jī)的，特別是偽隨機(jī)干擾 控制信號(hào)。該干擾控制信號(hào)優(yōu)選為有色噪音或通過帶通濾波器M濾波后并以此產(chǎn)生的頻 譜受限的噪音，它相應(yīng)于圖5所示，首先借助于偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器23產(chǎn)生并通過帶通濾波器 M濾波并對(duì)應(yīng)于圖3通過DA轉(zhuǎn)換器19'和放大器級(jí)或調(diào)整級(jí)20'輸出用以控制干擾磁場 線圈17。另外，受干擾控制信號(hào)干擾的或受干擾磁場18影響的讀出磁頭10的輸出或累計(jì) 信號(hào)，通過放大器級(jí)或調(diào)整級(jí)20傳輸?shù)紸D轉(zhuǎn)換器19并且然后傳輸?shù)叫盘?hào)處理單元21的 計(jì)算核心(Rechenkern)或信號(hào)處理器。在信號(hào)處理單元21中用于上述路徑的信號(hào)技術(shù)模 型25 (圖5，6，7)以數(shù)字模型濾波器2 形式，例如，以HR濾波器的方式進(jìn)行模擬。該模 型濾波器2 在其輸出端上提供與當(dāng)沒有磁卡3可讀且只有干擾磁場18作用在讀出磁頭 10上時(shí)AD轉(zhuǎn)換器19 (圖3)根據(jù)讀出磁頭10輸出信號(hào)提供的信號(hào)序列相同或大體相同的 信號(hào)序列。另外，在該信號(hào)處理單元21中，從讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)減去所算出的 干擾信號(hào)，剩余的或合成的信號(hào)不是通過DA轉(zhuǎn)換器19"(圖3)重新變回模擬信號(hào)，并引入 原本的分析和控制電路11，以便對(duì)磁卡數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼(圖幻，就是這個(gè)解碼已經(jīng)在信號(hào)處 理單元21中借助于適當(dāng)?shù)乃惴ê蛙浖K進(jìn)行(圖4)。重要的是，補(bǔ)償或?yàn)V除干擾磁場 線圈17的干擾磁場18對(duì)讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)的影響，或者從得到授權(quán)的讀出磁 頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)選擇性濾出有效信號(hào)。有效信號(hào)的評(píng)估或進(jìn)一步處理可以在讀出 裝置1內(nèi)部或外圍電子單元中進(jìn)行。為此，干擾磁場發(fā)生器16包括信號(hào)技術(shù)模型25，其用來模擬干擾磁場18對(duì)得到授 權(quán)的讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)的影響。這個(gè)模型的模擬用來補(bǔ)償干擾磁場18對(duì)得到 授權(quán)的讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)的影響，并因此，用來從得到授權(quán)的讀出磁頭10的輸出或累計(jì)信號(hào)重構(gòu)與所插入的卡片狀數(shù)據(jù)載體2相關(guān)的有效信號(hào)。上述離散的掃描系統(tǒng)或信號(hào)處理裝置的采樣率和處理速率最好大于數(shù)據(jù)磁載體2 讀出時(shí)讀出磁頭10的信號(hào)中有效信號(hào)最高頻率分量的兩倍。以此保證獲得有效信號(hào)中所 包含的信息的完全和唯一的采集。將模型濾波器2 構(gòu)造為自適應(yīng)的形式，而且在信號(hào)處理單元21中實(shí)現(xiàn)算法或軟 件模塊是有益的，通過算法或軟件模塊使模型濾波器25a的濾波系數(shù)至少一次在校準(zhǔn)過程 進(jìn)行自動(dòng)適應(yīng)，使得信號(hào)技術(shù)模型25的傳輸特性或工作方法與通過干擾磁場線圈17的真 實(shí)信號(hào)路徑的傳輸特性一致。用校準(zhǔn)方法求出的濾波系數(shù)優(yōu)選非易失地存入存儲(chǔ)器30 (圖 6)，以便在干擾磁場發(fā)生器16重新運(yùn)行時(shí)免得一再校難。此外，通過儲(chǔ)存濾波系數(shù)便有一 組基準(zhǔn)系數(shù)可用，它描述讀出裝置1原始的和未做手腳的狀態(tài)下的傳輸特性。為了求出適 當(dāng)?shù)臑V波系數(shù)可采用不同的部分地多年來已知的算法和現(xiàn)有技術(shù)的方法，例如最小二乘算 法(LMS算法)。通過模型濾波器25a因儀器而異的(geraeteindividuelle)自適應(yīng)，可省去對(duì)于 所有儀器樣本或所有讀出裝置1固定的或總是相等的信號(hào)技術(shù)模型25的應(yīng)用。以有益的 方式通過信號(hào)技術(shù)模型25工作方法的這個(gè)因儀器而異的自適應(yīng)，避免或者至少大大減少 讀出裝置1連續(xù)運(yùn)行的問題，特別是由零件和制造允差以及可變的安裝狀態(tài)造成的變化的 影響問題。另外有益的是，數(shù)字模型濾波器2 在初始校準(zhǔn)過程之后，再以低的自適應(yīng)速度 自適應(yīng)，亦即，使信號(hào)技術(shù)模型25的濾波系數(shù)適應(yīng)緩慢變化的傳輸特性。即使沒有操控性 的干預(yù)，傳輸特性還會(huì)有小的變化，例如元件參數(shù)由于溫度或者老化造成的改變。通過模型 濾波器2 的連續(xù)自適應(yīng)保證干擾磁場對(duì)讀出裝置1讀出磁頭10的影響，即使在傳輸特性 發(fā)生小變化的情況下也得到最優(yōu)的補(bǔ)償。盡管有繼續(xù)不斷的或周期性的自適應(yīng)，最好設(shè)置 初始的校準(zhǔn)過程，其中求出儀器的原來狀態(tài)下傳輸特性的模型參數(shù)并非易失地加以存儲(chǔ)。 這個(gè)貯存的模型參數(shù)一方面用作信號(hào)技術(shù)模型25上電時(shí)的初始值，使得干擾磁場的補(bǔ)償 在讀出裝置1上電后立即足夠良好地工作。另一方面，該貯存的模型參數(shù)可以作為對(duì)比值， 用以判斷讀出裝置1操控或缺陷的存在。在這種情況下優(yōu)選地不考慮把余下的不再能完全 補(bǔ)償?shù)母蓴_信號(hào)作為操控或缺陷的特征，而是把連續(xù)校準(zhǔn)模型參數(shù)對(duì)于原來求出并貯存的 偏差作為操控或缺陷的特征。按照一個(gè)有利的實(shí)施方案規(guī)定，監(jiān)測在沒有磁數(shù)據(jù)載體2插入讀出裝置1的階段， 在干擾磁場影響方面經(jīng)過修正的得到授權(quán)的讀出磁頭10的輸出信號(hào)，看它是否超過一個(gè) 特定的總功率或頻譜功率。若是如此，則由于這是對(duì)操控干預(yù)的預(yù)兆，向上級(jí)設(shè)備控制裝置 提供相應(yīng)的狀態(tài)或出錯(cuò)信息。按照另一個(gè)有利的實(shí)施例，例如借助于數(shù)字濾波器，特別是借助于帶通濾波器M， 把寬帶隨機(jī)干擾控制信號(hào)的帶寬限制為這樣的帶寬，該帶寬至少包括記錄在磁卡3上的數(shù) 據(jù)所形成的有效信號(hào)帶寬的一部分以及有特定界限的頻率范圍。通過把帶寬限制在有效信 號(hào)典型的范圍內(nèi)，干擾信號(hào)要求的或要施加的(aufzubringende)的總功率與在有效信號(hào) 頻率范圍的功率和效應(yīng)之比有所減少，或反之可以用相同的輸出功率在有效信號(hào)的頻譜范 圍內(nèi)達(dá)到較高的效應(yīng)，并以此提高有效干擾信號(hào)對(duì)有效信號(hào)分量之比。反之，放大器級(jí)或調(diào) 整級(jí)20'(圖幻以及干擾磁場線圈17規(guī)格的確定可以以此按較小的總功率進(jìn)行，以便一般還因此使更緊湊的結(jié)構(gòu)方式和干擾磁場發(fā)生器16或讀出裝置1更節(jié)能地運(yùn)行成為可能。按照一個(gè)有利的改進(jìn)方案，該隨機(jī)干擾信號(hào)可以附帶地疊加一個(gè)確定性的信號(hào)分 量。這個(gè)確定性的信號(hào)分量在基本特性上與讀出磁卡3時(shí)的有效信號(hào)相似。但該確定性的 信號(hào)分量最后不代表有效的數(shù)據(jù)。通過這個(gè)措施，可使從出于操控安裝的讀出磁頭14的信 號(hào)重構(gòu)不受干擾的信號(hào)或求出有效信號(hào)更加困難。此外，這個(gè)附加的信號(hào)分量也可以是可 變的，特別是具有隨機(jī)的特征，使之與從磁卡3產(chǎn)生的信號(hào)的區(qū)分和信號(hào)處理技術(shù)的分離 再加困難。按照?qǐng)D4的有利的改進(jìn)方案規(guī)定，至少應(yīng)用另一個(gè)干擾磁場線圈22，它在位置上 與第一干擾磁場線圈17隔開，或者在它們的磁場方向上定向不同，或者它們的磁場幾何不 同。這個(gè)第二干擾磁場線圈22被饋送同樣是隨機(jī)的與第一干擾磁場線圈17的干擾控制信 號(hào)線性無關(guān)的第二干擾控制信號(hào)，它。這意味著，不同的干擾磁場線圈17，22用的干擾控制 信號(hào)各自彼此不相關(guān)。以此在一定程度形成多通道干擾磁場18，以此使從出于操控安裝的 讀出磁頭14的受干擾的信號(hào)再次重構(gòu)相關(guān)的、代表磁卡數(shù)據(jù)的有效信號(hào)的可能性再次明 顯縮小，以此再一次改善防欺詐能力。按照一個(gè)有利的改進(jìn)方案，上述讀出裝置1的防欺詐裝置或裝有該裝置的自動(dòng)裝 置還可以被構(gòu)造用于在確認(rèn)有操控、干擾磁場發(fā)生器16不起作用或防欺詐裝置的信號(hào)處 理部分不激活的情況下，自動(dòng)閉鎖讀出裝置1的插入孔6。上述在在數(shù)字掃描系統(tǒng)，即涉及數(shù)字信號(hào)處理單元21的內(nèi)容中提到的“信號(hào)”時(shí)， 首先應(yīng)理解為數(shù)字采樣值的序列。在圖8中闡明讀出裝置1或防欺詐裝置的一個(gè)有利的改進(jìn)方案，其中對(duì)于上面已 經(jīng)描述的部分使用相同的引用符號(hào)，而與上面描述的意義相同的部分用相同的引用符號(hào)轉(zhuǎn) 換。圖8所示表示按照?qǐng)D4的實(shí)施方案的技術(shù)改進(jìn)方案。顯然，這個(gè)改進(jìn)方案也可以應(yīng)用 于圖3的實(shí)施方案。根據(jù)這個(gè)有利的改進(jìn)方案，重構(gòu)的有效信號(hào)在讀出裝置1內(nèi)或借助于分析和控制 裝置11進(jìn)行加密。為此使用一般的加密或解密算法34對(duì)信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)技術(shù)上的加 密和/或解密。作為適當(dāng)?shù)募用芎徒饷芊椒梢允褂美鏒ES、三重DES、RSA等。這時(shí)基于所插入的數(shù)據(jù)載體2的磁編碼數(shù)據(jù)的相應(yīng)地加密的有效信號(hào)，通過數(shù)據(jù) 接口 12或通過至少一個(gè)狀態(tài)或信號(hào)導(dǎo)線13提供或者傳遞給上級(jí)或外圍電子單元，例如服 務(wù)自動(dòng)機(jī)。在這種得到授權(quán)的電子單元中首先借助于適當(dāng)?shù)慕饷芑蚣用芩惴?5對(duì)所接收 的加密信號(hào)進(jìn)行解密，接著可以對(duì)有效信號(hào)或其數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估或進(jìn)一步處理。借助被構(gòu)造用于償或?yàn)V除干擾磁場線圈17干擾磁場18的影響的信號(hào)處理單元21 對(duì)來自數(shù)據(jù)載體2的有效信號(hào)或其數(shù)據(jù)進(jìn)行加密是有益的。類似地解密優(yōu)選通過外圍單元 的計(jì)算裝置進(jìn)行，后者通常用帶有相應(yīng)的軟件的工業(yè)PC形成。與此類似，把數(shù)據(jù)寫入磁條4時(shí)可以在工業(yè)PC上借助于解密或加密算法35進(jìn)行 加密，并借助于分析和控制裝置11的加密或解密算法34，特別是通過數(shù)字信號(hào)處理單元21 進(jìn)行解密。通過這個(gè)有利的改進(jìn)方案，即使在讀出裝置1內(nèi)部進(jìn)行操控性干預(yù)時(shí)，也不再可 能得到數(shù)據(jù)載體2可用的有效信號(hào)或數(shù)據(jù)。采取上述措施，在許多情況下，甚至免去對(duì)讀出 裝置1進(jìn)行成本相對(duì)過高和價(jià)格昂貴的包裝來防止未得授權(quán)者的操控?；蛟S仍舊要保護(hù)的對(duì)安全至關(guān)重要的區(qū)域，只限于在讀出裝置1內(nèi)部一個(gè)芯片或幾個(gè)芯片的小區(qū)域。這使以 相對(duì)較小的成本相應(yīng)地防范全面的詐騙或預(yù)防操控成為可能。從這些描述可以得知以獨(dú)立的有創(chuàng)造性的解決方案為基礎(chǔ)的任務(wù)。首先，圖3，4，5，6，7，8所示的各個(gè)實(shí)施方案可以形成按照本發(fā)明的獨(dú)立的解決方 案的要點(diǎn)。從對(duì)這些附圖的詳細(xì)描述中，可以獲知有關(guān)這方面按照本發(fā)明的任務(wù)和解決方 案。引用符號(hào)清單
1.讀出裝置34.加密或解密算法
2.卡片狀數(shù)據(jù)載體
3.磁卡35.解密或加密算法
4.磁條
5.外殼6.插入
7，T. 滅棍
8.8’. 艦輥
9.引M
10.讀出磁頭(得到授權(quán)的)
11.分析和控制電路
12.信號(hào)或數(shù)據(jù)接口
13.狀態(tài)或信號(hào)導(dǎo)線
14.讀出磁頭(未得到授權(quán)的)
15.記絲置
16.干_場紐器
17.干狀磁場線圏 is.千m茲場
19-19"AD/DA 轉(zhuǎn)換器
20-20"放大器賊調(diào)整級(jí)
21.數(shù)雜號(hào)處理單元
22.干狀磁場線圏(第二)
23.偽隨Wfc^A器
24.帶通濾波器
25.信號(hào)技雜型
25a,25a’ 模型濾波器(數(shù)字)
26.點(diǎn)
27.反饋聰
28.自適應(yīng)算法
29.控制導(dǎo)線
30.械器
31.數(shù)據(jù)整理單元
32.驅(qū)動(dòng)控制
33.接口
權(quán)利要求
1.一種防止用于卡片狀數(shù)據(jù)載體的讀出裝置(1)非法分析或拷貝在所述用于卡片狀 數(shù)據(jù)載體O)的讀出裝置(1)所采集的磁編碼數(shù)據(jù)的方法，其中借助于在接近用于插入卡 片狀數(shù)據(jù)載體O)的插入孔(6)的范圍內(nèi)，或在所述讀出裝置(1)的合法的或得到授權(quán)的 讀出磁頭(10)的范圍內(nèi)設(shè)置的干擾磁場線圈(17)，產(chǎn)生干擾磁場(18)，以便在記錄卡片狀 數(shù)據(jù)載體( 的磁場時(shí)，通過所述干擾磁場(18)對(duì)出于刺探或欺騙的意圖而可能安裝的讀 出磁頭(14)進(jìn)行干擾或影響，其特征在于，-實(shí)現(xiàn)或安排至少一個(gè)干擾磁場線圈(17)，使得得到授權(quán)的讀出磁頭(10)在讀出卡片 狀數(shù)據(jù)載體O)的磁編碼數(shù)據(jù)時(shí)也受到干擾磁場線圈(17)的干擾磁場(18)的影響；-采集由卡片狀數(shù)據(jù)載體( 的有效信號(hào)和干擾磁場(18)的影響形成的得到授權(quán)的讀 出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)；-在得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)中補(bǔ)償或者濾除干擾磁場線圈(17) 的干擾磁場(18)的影響，或者從得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)中選擇性地 濾出所述有效信號(hào)；-在讀出裝置(1)或外圍電子單元內(nèi)評(píng)估或進(jìn)一步處理所述有效信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于信號(hào)處理單元計(jì)算地補(bǔ)償干 擾磁場(18)對(duì)得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)的干擾影響，其中，還用所述信 號(hào)處理單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)技術(shù)模型(25)，通過所述信號(hào)技術(shù)模型0 描述干擾控制信號(hào) 或由干擾控制信號(hào)產(chǎn)生的干擾磁場(18)對(duì)于得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào) 的影響。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干擾磁場線圈(17)被定位和/或干擾磁 場線圈(17)的場強(qiáng)或磁場特性被確定和/或得到授權(quán)的或合法的讀出磁頭(10)的采集靈 敏度被確定為使得干擾磁場線圈(17)的干擾磁場(18)至少在對(duì)卡片狀數(shù)據(jù)載體O)的 磁編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取期間既作用在出于欺騙的意圖安裝的讀出磁頭(14)上，又作用在合 法的或得到授權(quán)的讀出磁頭(10)上并影響其輸出或累計(jì)信號(hào)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干擾磁場(18)由隨機(jī)的干擾控制電信號(hào) 產(chǎn)生。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，利用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器03)由偽隨機(jī)采樣 值序列生成干擾控制電信號(hào)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在考慮隨機(jī)的干擾控制信號(hào)或干擾磁場 (18)隨時(shí)間變化過程的信息的情況下，從讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)算出所述有效信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，求出從所發(fā)射的干擾控制信號(hào)直至得到 授權(quán)的讀出磁頭(10)上所采集的輸出或累計(jì)信號(hào)的傳輸路徑的傳輸特性，并將所求出的 傳輸特性用于補(bǔ)償干擾磁場(18)的影響。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，求出從對(duì)應(yīng)于所發(fā)射的干擾控制信號(hào)的 采樣值序列到對(duì)應(yīng)于在得到授權(quán)的讀出磁頭(10)上采集的輸出信號(hào)的采樣值序列的傳輸 路徑的離散傳輸特性，并將所求出的傳輸特性用于計(jì)算地補(bǔ)償干擾磁場的影響。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在數(shù)字模型濾波器(25a)中描述所述傳輸 路徑的傳輸特性，其作用通過一組數(shù)值的濾波系數(shù)描述。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在讀出磁頭(10)采集卡片狀數(shù)據(jù)載體 (2)的磁編碼數(shù)據(jù)期間形成所述干擾磁場(18)。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在讀出裝置(1)中不插入卡片狀數(shù)據(jù)載 體(2)的階段，監(jiān)測得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的在干擾磁場影響方面進(jìn)行了修正的輸出信 號(hào)，以確定其是否超過特定的總功率或頻譜功率，并且在超過的情況下為上級(jí)設(shè)備控制裝 置提供相應(yīng)的狀態(tài)或出錯(cuò)數(shù)據(jù)。
12.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述數(shù)字模型濾波器(25a)在連續(xù)運(yùn)行 中不是持續(xù)地就是反復(fù)地適應(yīng)于至少包含干擾磁場線圈(17)和讀出裝置(1)的讀出磁頭 (10)的真實(shí)信號(hào)傳輸路徑的實(shí)際傳輸特性。
13.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在干擾控制信號(hào)上至少臨時(shí)地疊加附加 的干擾控制信號(hào)，所述附加的干擾控制信號(hào)在基本特性上與在讀出磁頭(10)讀出卡片狀 數(shù)據(jù)載體O)的磁條時(shí)獲得的作為有效信號(hào)的信號(hào)相似。
14.一種與讀出裝置(1) 一起用于得到授權(quán)地采集磁貯存在卡片狀數(shù)據(jù)載體( 上的 信息的防欺詐裝置，所述讀出裝置(1)包括用于掃描卡片狀數(shù)據(jù)載體O)的第一或得到授權(quán)的讀出磁頭 (10)和用于分析得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出信號(hào)并將所述輸出信號(hào)中所包含的信息 轉(zhuǎn)換成一組數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的分析和控制電路(11)，所述防欺詐裝置具有干擾磁場發(fā)生器(16)，所述干擾磁場發(fā)生器(16)產(chǎn)生干擾磁場 (18)，所述干擾磁場(18)用于對(duì)靠近所述讀出裝置(1)出于欺騙的意圖可能安裝的第二或 未獲得授權(quán)的讀出磁頭(14)施加干擾影響其特征在于，所述干擾磁場發(fā)生器(16)包括信號(hào)技術(shù)模型(25)，用于模仿干擾磁場(18)對(duì)得到授 權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)的影響，而且這個(gè)模型的模仿用于補(bǔ)償干擾磁場(18)對(duì)得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信 號(hào)的影響，并因此用來由得到授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)重構(gòu)與插入的卡片 狀數(shù)據(jù)載體( 相關(guān)的有效信號(hào)。
15.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，該干擾磁場發(fā)生器(16)包括 至少一個(gè)干擾磁場線圈(17)，所述干擾磁場線圈定位在用于卡片狀數(shù)據(jù)載體O)的插入孔 (6)附近，而且被饋送以非周期性的隨機(jī)的、特別是偽隨機(jī)的干擾控制信號(hào)。
16.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，干擾磁場發(fā)生器(16)的干擾控 制信號(hào)的頻譜功率密度在預(yù)先確定的至少包括采集卡片狀數(shù)據(jù)載體O)時(shí)常用的有效信 號(hào)頻率范圍的一部分的頻帶內(nèi)明顯地比在所述預(yù)先確定的頻帶外高。
17.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，用于信號(hào)處理的基本部分、特別 是用于補(bǔ)償干擾磁場影響的信號(hào)技術(shù)模型0 由至少包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(19)和數(shù) 模轉(zhuǎn)換器(19')的離散的掃描系統(tǒng)形成，所述處理器尤其是信號(hào)處理單元01)。
18.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，所述信號(hào)技術(shù)模型05)由數(shù)字 模型濾波器(25a)、特別是由HR濾波器形成。
19.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，所述干擾磁場發(fā)生器(16)包括 非易失性存儲(chǔ)器(30)，用于儲(chǔ)存數(shù)字模型濾波器(25a)的至少一組濾波器參數(shù)。
20.按照權(quán)利要求19所述的防欺詐裝置，其特征在于，所述至少一組濾波器參數(shù)定義 一個(gè)模型濾波器0 ),所述模型濾波器模仿通過干擾線圈(17)發(fā)射并且隨后又通過得到 授權(quán)的讀出磁頭(10)采集的干擾控制信號(hào)在讀出裝置(1)未被操控、完全有效運(yùn)行的狀態(tài) 下的傳輸特性或傳輸特征。
21.按照權(quán)利要求20所述的防欺詐裝置，其特征在于，所述模型濾波器(25a)在運(yùn)行中 持續(xù)地或定期地進(jìn)行自適應(yīng)，并不斷地適應(yīng)真實(shí)路徑的變化的傳輸特性，而且所儲(chǔ)存的所 述至少一組濾波器參數(shù)至少反復(fù)地與自適應(yīng)后的模型濾波器(25a)的濾波器參數(shù)組進(jìn)行 比較，所述防欺詐裝置被構(gòu)造為在偏差達(dá)到一定條件的情況下對(duì)上級(jí)設(shè)備控制裝置發(fā)送狀 態(tài)或者出錯(cuò)信息。
22.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，設(shè)置至少一個(gè)其他干擾磁場線 圈(22)，而且干擾磁場線圈(17，22)被構(gòu)造為具有不同的空間排列或采取不同的定向或形 成不同的磁場幾何結(jié)構(gòu)，并尤其被安裝在用于卡片狀數(shù)據(jù)載體(2)的插入孔(6)附近，并被 饋送以彼此不相關(guān)的隨機(jī)的干擾控制信號(hào)。
23.按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置，其特征在于，干擾磁場線圈(17)和讀出磁頭 (10)組合為一個(gè)共同的結(jié)構(gòu)單元中。
24.一種用于得到授權(quán)地采集磁貯存在卡片狀數(shù)據(jù)載體( 上的信息的讀出裝置，其 特征在于，所述讀出裝置(1)包括按照權(quán)利要求14所述的防欺詐裝置。
25.按照權(quán)利要求M所述的讀出裝置，其特征在于，所述防欺詐裝置被構(gòu)造用于當(dāng)由 讀出裝置(1)的干擾磁場發(fā)生器(16)確定功能缺陷或操控時(shí)自動(dòng)閉鎖卡片狀數(shù)據(jù)載體(2) 的插入孔(6)。
26.一種金融服務(wù)自動(dòng)機(jī)或門禁控制系統(tǒng)，其特征在于，所述金融服務(wù)自動(dòng)機(jī)或門禁控 制系統(tǒng)包括按照權(quán)利要求M所述的讀出裝置。
27.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)讀出裝置(1)中的有效信號(hào)或其數(shù)據(jù) 進(jìn)行加密，將加密后的有效信號(hào)或其數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳遞，并且在得到授權(quán)的設(shè)置在外圍的電 子單元中對(duì)有效信號(hào)或其數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
28.按照權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，借助于信號(hào)處理單元對(duì)有效信號(hào) 或其數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，所述信號(hào)處理單元還用來補(bǔ)償或?yàn)V除干擾磁場線圈(17)的干擾磁場 (18)的影響。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止卡片狀數(shù)據(jù)載體(2)的讀出裝置(1)未經(jīng)授權(quán)地分析或拷貝該卡片狀數(shù)據(jù)載體(2)的讀出裝置(1)上采集的磁編碼數(shù)據(jù)的方法和裝置。此外，借助于干擾磁場線圈(17)產(chǎn)生干擾磁場(18)。同時(shí)至少實(shí)現(xiàn)或安排一個(gè)干擾磁場線圈(17)，使得經(jīng)授權(quán)的讀出磁頭(10)在讀出卡片狀數(shù)據(jù)載體(2)的磁編碼數(shù)據(jù)時(shí)也受干擾磁場線圈(17)的干擾磁場(18)影響。采集經(jīng)授權(quán)的讀出磁頭(10)由卡片狀數(shù)據(jù)載體(2)的有效信號(hào)和干擾磁場(18)的影響所形成的輸出或累計(jì)信號(hào)。接著補(bǔ)償或?yàn)V除經(jīng)授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)中的干擾磁場線圈(17)干擾磁場(18)的影響，或者從獲得授權(quán)的讀出磁頭(10)的輸出或累計(jì)信號(hào)選擇性地濾出有效信號(hào)。
文檔編號(hào)G06K7/08GK102105887SQ200980129076
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
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