MXPA06010402A

MXPA06010402A - Metodos, productos y aparatos para la verificacion de autenticidad.

Info

Publication number: MXPA06010402A
Application number: MXPA06010402A
Authority: MX
Inventors: Russell Paul Cowburn
Original assignee: Ingenia Technology Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2007-01-19
Also published as: EP2131310A3; AU2005220385B2; KR101168001B1; AU2005220385A1; CN100555319C; EP1730675B1; KR20070024511A; US20110108618A1; CA2559283C; IL178005A0; US7853792B2; US20070192850A1; US8757493B2; HK1077113A1; TWI370992B; JP2007529068A; SG184722A1; AR048090A1; US8502668B2; EP2131310A2

Abstract

Un metodo y aparato para determinar la firma digital de un articulo que esta hecho de papel, carton, plastico o muchos otros tipos de materiales; una fuente de luz coherente dirige un haz para iluminar el articulo y una disposicion detectora recoge los puntos de datos de la luz difundida desde varias partes diferentes del articulo para recoger un gran numero de puntos de datos independientes, normalmente 500 o mas, al recoger un gran numero de contribuciones independientes de senal especificas a varias partes diferentes del articulo, se puede computar una firma digital que es unica al area del articulo que ha sido escaneado; esta medida se puede repetir cada vez que se requiera para probar la autenticidad del articulo, al utilizar este metodo se descubrio que no tiene ningun caso hacer el esfuerzo y el gasto para fabricar etiquetas preparadas especificamente, ya que se pueden medir las caracteristicas unicas de una manera directa a partir de una amplia variedad de articulos para el uso diario.

Description

signos se fabrican y miden de una manera para obtener una característica única. La característica después puede ser almacenada en una base de datos de computadora o se puede retener de alguna otra manera. Los signos de este tipo se pueden incrustar en un artículo portador, por ejemplo un billete, pasaporte, 5 tarjeta de ID, o documento importante. Posteriormente, el artículo portador se puede medir nuevamente y se puede comparar la característica medida con las características almacenadas en la base de datos para establecer si existe una coincidencia. , Dentro de este enfoque generai se ha propuesto utilizar efectos * 10 físicos diferentes. Un efecto que se ha considerado es medir una característica de respuesta magnética a partir de deposiciones de materiales magnéticos en donde cada muestra tiene una respuesta magnética única como un resultado de defectos que se encuentran de manera natural en el material magnético el cual se forma de una manera irreproducible [1]. Otro efecto que se ha considerado en numerosos 15 documentos de la técnica anterior es utilizar una marca láser para propiedades intrínsecas de un artículo para proporcionar una característica única. El documento GB 2 221 870 A [2] describe un método en el cual un dispositivo de seguridad, tal como una tarjeta ID, efectivamente tiene un signo grabado en el mismo. La forma del signo es una superficie estructurada delgada 20 de una matriz. El patrón de marca a partir de la estructura de dispersión de luz es única para la matriz y por lo tanto se puede medir para demostrar autenticidad del signo en el dispositivo de seguridad. El signo en el dispositivo de seguridad se mide en un lector el cual obtiene un láser para generar un haz coherente de un tamaño aproximadamente igual al signo (2 mm de diámetro) y un detector, tal como el detector de dispositivo acoplado cargado (CCD), para medir el patrón de marca creado por la interacción del haz láser con el signo. Se registran los datos resultantes. Para verificación, se puede colocar un dispositivo de seguridad en el lector y se registra la señal del patrón de marca comparado contra una señal grabada similar de un dispositivo de referencia creado de la misma matriz. El documento de E.U.A. 6,584,214 [3] describe una alternativa a la utilización de patrones de marcas en reflexión a partir de una estructura de superficie preparada especialmente, en la cual los patrones de marca se utilizan en vez de transmisión a partir de un signo transparente preparado especialmente. La ¡mplementación preferida de esta técnica es preparar signos epóxicos de dimensión aproximadamente de 1 cm x 1 cm en los cuales se incrustan esferas de vidrio. Los signos se preparan al mezclar las esferas de vidrio en una suspensión coloidal en un polímero líquido, el cual después se cura para fijar las posiciones de las esferas de vidrio. El ensamblado único de las esferas de vidrio después se sondea utilizando un haz láser coherente en transmisión con un detector de CCD colocado para medir el patrón de la marca. En una modificación de este enfoque, un identificador conocido es codificado sobre una superficie reflectora la cual después se adhiere a un lado del signo. La luz de sondeo pasa a través del signo, se refleja por el identificador conocido y pasa a través del signo nuevamente. Las esferas de vidrio de esta manera modifican el patrón de la marca de manera que se genera una clave ranurada o en diagonal única a partir del identificador conocido.

Kralovec [4] informó brevemente que en la década de 1980 los investigadores en Sandia National Laboratories en los Estados Unidos experimentaron con papel moneda especial el cual está impregnado con fibras ópticas trituradas. Se puede medir un patrón de marcas a partir de las fibras ópticas y una versión firmada distalmente de este impreso como un código de barras en un lado del billete. No obstante, Kralovec informa que esta idea no pudo llevarse a la práctica adecuadamente, debido a que las fibras ópticas son demasiado frágiles y el patrón de la marca cambia rápidamente cuando el billete circula, debido al desgaste. Esto significa que el patrón de marcas medido a partir de las fibras ópticas en un billete utilizado ya no coincide más con el código de barras, de manera que el billete ya no puede ser autentificado a partir del patrón de marcas, de una manera diseñada. Anderson [5] en la página 251 de su libro de texto de 2001 , también se refiere brevemente a lo que parece ser un esquema similar al descrito por Kravolec [4] el cual se utiliza para monitorear acuerdos de control de armas. Anderson observa que muchos materiales tienen superficies que son únicas o que se pueden elaborar erosionándolas con una pequeña carga explosiva. Se afirma que es fácil identificar equipo de capital tal como artillería pesada, en donde la identificación de cada barril de pólvora es suficiente para evitar el uso indebido por cualquiera de las partes en un acuerdo de control de armas. Anderson informa que el patrón de superficie del barril de pólvora se mide utilizando técnicas de marca láser y que se registran en un registro o se unen al dispositivo como una firma digital legible por una máquina.

En vez de utilizar una marca láser, existe un grupo más directo de esquemas propuestos que implemente generan una imagen del artículo a alta resolución y utilizan esta imagen de alta resolución como una característica única la cual puede volver a generar una imagen subsecuentemente para verificación de autenticidad. Esto se puede considerar como una adaptación del enfoque convencional en donde se utilizan bibliotecas de huellas dactilares almacenadas por las fuerzas policíacas. El documento de E.U.A. 5,521 ,984 [6] propone la utilización de un microscopio óptico para tomar una imagen de un área pequeña de un artículo valioso, tal como una pintura, escultura, sello, gema o documento específico. Anderson [5] en la página 252 es su libro de texto de 2001 informa que los sistemas postales están considerando esquemas de esta clase en base en la generación de imagen directa de sobres, con un microscopio. Se informa que se realiza una imagen de las fibras de papel de un sobre, se extrae un patrón y se registra en una marca de franqueo postal, la cual se firma digitalmente. El documento de E.U.A. 5,325,167 [7] propone la generación de una imagen de la estructura de grano de partículas de toner sobre una parte de un documento valioso siguiendo un esquema similar. A través de las investigaciones anteriores, existen diversas características de sales que son evidentes para un esquema de verificación ideal. Las técnicas basadas en sistemas magnéticos o de marcas reportados parecen ser capaces de proporcionar niveles de alta segundad, pero requieren que se preparen materiales especiales [1 , 2, 3] para implementación práctica para asegurar estabilidad a largo plazo de la estructura [4] sondeada. En muchos casos, la integración de un signo en el artículo que se va a asegurar no es trivial. Particularmente, la integración de un signo de resina o un chip magnético en papel o cartón no es fácil e involucra un costo significativo. Para integración con papel o cartón, cualquier signo debe idealmente ser imprimible. Adicionalmente, existe también un riesgo de seguridad inherente de un enfoque basado en un signo adherible en la medida en que el signo es potencialmente separable y se puede unir a un artículo diferente. Las técnicas generadoras de imagen directa reportadas [5, 6, 7] tienen la ventaja de que obtienen su firma digital directamente del artículo, eliminando la necesidad de signos especiales. No obstante, su seguridad intrínseca es baja. Por ejemplo, son vulnerables a acceso fraudulento de los datos de imagen almacenados los cuales pueden permitir la fabricación de un artículo que puede ser verificado incorrectamente y considerarlo auténtico, o se pueden ver obligados a simplemente utilizar una impresora de alta resolución para imprimir una imagen que puede ser vista bajo el microscopio cuando se observa la parte pertinente del artículo original. El nivel de seguridad de las técnicas generadoras de imagen directa también aumenta con el volumen de los datos de imagen, obligando al uso de un equipo generador de imagen de alta resolución costoso para niveles de seguridad superiores. Esto puede ser aceptable en algunas aplicaciones, tales como en la clasificación postal o en la verificación de billetes, pero en muchas aplicaciones será inaceptable.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención resulta del trabajo del inventor en aplicar técnicas de autentificación utilizando signos elaborados de materiales magnéticos, en donde la calidad única sea proporcionada por defectos irreproducibles en un material magnético que afecte la respuesta magnética del signo [1]. Como parte de está investigación, se fabricaron materiales magnéticos en formato de código de barras, es decir, como un número de tiras paralelas. Así como la lectura de la respuesta magnética única de las tiras por barrera de un campo magnético con un lector magnético, se construye un explorador óptico para leer los códigos de barras por exploración de un haz láser sobre el código de barras y utilizar contraste a partir de la reflectividad variable de las tiras y código de barras y el artículo sobre el cual se conforman. Esta información es complementaria a la característica magnética, dado que el código de barras que es utilizado para codificar una firma digital de la respuesta magnética única en un tipo de esquema de autentificación propio bien conocido, por ejemplo como se describe también para billetes [4]. Para sorpresa del inventor, se descubrió que cuando se utiliza este explorador óptico en donde el material de fondo de papel sobre el cual se encuentran soportadas las tiras magnéticas tiene una respuesta óptica única al explorador. En investigaciones adicionales, se estableció que muchas otras superficies no preparadas, tales como las superficies de diversos tipos de cartón y plástico, muestran el mismo efecto. Además, se ha establecido por el inventor que surgen características únicas por lo menos en parte de la marca, pero también incluyen contribuciones que no son propias de la marca. De esta manera, se ha descubierto que es posible obtener todas las ventajas de las técnicas basadas en marcas sin tener que utilizar un signo preparado especialmente o preparar de manera especial un artículo de alguna otra manera. En particular, se ha encontrado que muchos tipos de papel y cartón proporcionan señales de dispersión características únicas a partir de un haz de luz coherente de manera que se pueden obtener firmas digitales únicas de casi cualquier documento impreso o artículo de empacado en cartón. Los lectores de marcas de la técnica anterior descritos antes utilizados para dispositivos de seguridad parecen basarse en la iluminación de la totalidad de un signo con un haz láser colimado, es decir, no enfocado y generación de una imagen en una porción de ángulo sólido significativo del patrón de marca resultante con un CCD [2, 3], y de esta manera se obtiene una imagen de patrón de marca del signo constituida de un arreglo grande de puntos de datos. El lector utilizado por el inventor no opera de esta manera. Utiliza cuatro detectores de canal único (cuatro fototransistores sencillos) los cuales están separados angularmente para recolectar únicamente cuatro componentes de señal a partir del haz láser dispersado. El haz láser se enfoca a una cobertura de punto de únicamente una parte muy pequeña de la superficie. Las señales recolectadas de diferentes áreas localizadas en la superficie por los cuatro detectores de canal único conforme el punto es explorado sobre la superficie. La respuesta característica de este artículo, de esta manera está constituida de mediciones independientes de una gran cantidad (típicamente cientos o miles) de áreas localizadas diferentes en la superficie del artículo. Aunque se utilizan cuatro fototransistores, el análisis utilizando únicamente datos a partir de uno solo de los fototransistores muestra que se puede derivar una respuesta característica única a partir de este canal único solo. No obstante, se obtienen niveles de segundad superiores si se incluyen en la respuesta adicionales de ¡os cuatro canales. De acuerdo con un aspecto de la invención, de esta manera se propone un aparato para determinar una firma a partir de un artículo colocado en un volumen de iectura, que comprende: una fuente para generar un haz coherente; un arreglo detector para recolectar un conjunto de puntos de datos a partir de señales que se obtienen cuando el haz coherente se dispersa desde el volumen de lectura, en donde los diferentes puntos de datos se relacionan con la dispersión desde partes diferentes del volumen de lectura; y un módulo de adquisición y procesamiento de datos para determinar una firma del artículo a partir del conjunto de puntos de datos. En algunas modalidades, se asegura que los diferentes puntos de datos se relacionen con la dispersión de partes diferentes del volumen de lectura al proporcionar un impulso para provocar que el haz coherente se mueva sobre el volumen de lectura y el haz coherente tenga un tamaño que tenga una sección transversal sustancialmente más pequeña que una proyección del volumen de lectura en un plano normal al haz coherente de manera que el haz coherente muestree partes diferentes del volumen de lectura bajo la acción del impulsor. El impulsor se puede proporcionar por un motor eléctrico que mueva al haz sobre un artículo que se mantiene fijo. El motor impulsor puede ser un servomotor, un motor de funcionamiento libre, un motor de velocidad gradual o cualquier tipo de motor adecuado. Alternativamente, el impulsor puede ser manual en un lector de bajo costo. Por ejemplo, el operador puede explorar el haz sobre el volumen de lectura al mover una plataforma sobre la cual se monta el artículo a través de un haz estático. La sección transversal de! haz coherente habitualmente será de un orden de magnitud (preferiblemente por lo menos dos) más pequeño que la proyección del volumen de lectura de manera que se puedan recolectar un número significativo de puntos de datos independientes. Se puede proporcionar una distribución de enfoques para colocar el haz coherente en el foco en el volumen de lectura. La distribución de enfoque se puede configurar para colocar el haz coherente en un foco alargado, en cuyo caso el impulsor preferiblemente se configura para mover el haz coherente sobre el volumen de lectura . en una dirección transversal al eje mayor del foco alargado. Un foco alargado se puede proporcionar convenientemente con un lente cilindrico o una distribución de espejos equivalente. En otras modalidades, se puede asegurar que los diferentes puntos de datos se relacionan con la dispersión de partes diferentes de! volumen de lectura, en donde la distribución del detector incluye una pluralidad de canales de detector distribuidos y configurados para detectar dispersión de partes diferentes respectivas del volumen de lectura. Esto se puede obtener con detectores direccionales, recolección local de señal con fibras ópticas u otras medidas. Con detectores direccionales u otra recolección de señal localizada, el haz coherente no necesita estar enfocado. En realidad, el haz coherente puede ser estático e iluminar la totalidad del volumen de muestreado. Se pueden incrementar detectores direccionales por enfoque de lentes fusionados, o fijos de alguna otra manera en relación a los elementos detectores. Se pueden utilizar fibras ópticas junto con microlentes. El lector puede comprender adicionalmente que un alojamiento para alojar por lo menos una parte de la distribución del detector y que tenga una abertura de lectura contra la cual se puede colocar un artículo de manera que quede colocado en el volumen de lectura. Para uso en ei campo, se considera que el lector será una unidad autocontenida basada alrededor de un alojamiento con una abertura de lectura. Un artículo que va a ser autentificado, por ejemplo por un funcionario de aduanas o un funcionario de estándares de comercio, entonces se puede colocar en una posición de ajuste sobre la abertura de lectura. La abertura de lectura típicamente se cubrirá por una ventana transparente para evitar la entrada de polvo a los componentes ópticos. Otras formas del lector pueden ser más adecuadas para el uso en línea de producción. Por ejemplo, el lector puede comprender además un transportador de artículo para mover un artículo pasando un haz coherente, o de manera más probable una sucesión de artículos similares. En un ambiente de producción, el haz coherente puede ser estático y los artículos se pueden mover a través del mismo. Por ejemplo, las cajas de empacado de perfume pueden pasar sobre un transportador a una altura establecida e interceptar un haz láser horizontal.

Un auxiliar de ubicación física para colocar un artículo de una forma dada en una posición fija en relación al volumen de lectura será útil en muchos casos. Se apreciará que solo una porción pequeña de un artículo, tal como un artículo de empacado o una pieza de papel o un pasaporte habitualmente se utilizarán para obtener la firma. En consecuencia, es importante que cuando se vuelva a leer un artículo para autentificación, se mida la misma parte del artículo como se realizó originalmente. Para ayudar a esta ubicación física pueden ser útiles auxiliares. Se pueden utilizar diversas distribuciones de detector. Es posible elaborar un lector trabajable cuando la distribución de detector consiste únicamente de un canal detector único. Otras modalidades utilizan una distribución de detector que comprende un grupo de elementos detectores distribuidos angularmente y operables para recolectar un grupo de puntos de datos para cada parte diferente del volumen de lectura, preferiblemente un grupo pequeño de algunos elementos detectores. Se proporciona mejoramiento de la seguridad cuando la firma incorpora una contribución a partir de una comparación entre puntos de datos del mismo grupo. Esta comparación puede involucrar convenientemente una relación recíproca. Aunque se puede elaborar un lector de trabajo con únicamente un canal detector, preferiblemente existen por lo menos dos canales. Esto permite que se realicen relaciones recíprocas entre las señales de detector, las cuales son útiles para el procesamiento de señal asociado con la determinación de la firma. Se considera que entre 2 y 10 canales detectores serán adecuados para la mayor parte de las aplicaciones en donde actualmente 2 a 4 se consideran como el equilibrio óptimo entre la sencillez de un aparato y su seguridad. Los elementos detectores ventajosamente se distribuyen para colocarse en un plano que ¡ntersecta al volumen de lectura con cada miembro del par que se encuentra distribuido anguiarmente en el plano, en relación al eje de haz coherente, preferiblemente con uno o más elementos detectores a ambos lados del eje del haz. No obstante, también son aceptables distribuciones de detector que no sean planas. El uso de relaciones recíprocas de ¡as señales obtenidas a partir de detectores diferentes de ha encontrado que proporciona datos útiles para aumentar los niveles de seguridad y también para permitir que las firmas puedan ser reproducibles de manera más confiable con el transcurrir del tiempo. La utilidad de las relaciones recíprocas de alguna manera es sorprendente desde un punto de vista científico, dado que los patrones de señal no se encuentran relacionados de manera inherente (con la excepción de señales desde puntos opuestos en el patrón). En otras palabras, para un patrón de señal por definición existirán cero relaciones recíprocas entre las señales de los diferentes detectores en la medida en que no estén distribuidas en ángulos de magnitud iguales desviados de la ubicación de exhibición en un plano común que intersecta la ubicación de excitación. El valor de utilizar contribuciones de relación recíproca por lo tanto indica que una parte importante de la señal dispersada no es una señal. La contribución que no es señal se puede observar como el resultado de la dispersión directa, o una contribución de dispersión difusa desde una superficie compleja tal como torsiones de fibras de papel. Actualmente, la importancia relativa de una contribución de señal dispersada con señales y sin señales no es clara. No obstante, es evidente de los experimentos realizados hasta ahora que los detectores no están midiendo un patrón de señales único sino una señal compuesta con componentes de señal y que no son de señal. La incorporación de un componente de relación recíproca en la firma también es de beneficio para mejorar la seguridad. Esto es debido a que, incluso si es posible utilizar impresión de alta resolución para producir un artículo que reproduzca las variaciones de contraste sobre ¡a superficie del artículo verdadero, esto no será capaz de hacer coincidir los coeficientes de relación recíproca que se obtienen al explorar el artículo verdadero. En la modalidad principal, los canales detectores están constituidos de componentes detectores separados en forma de fototransistores sencillos. Se pueden utilizar otros componentes separados sencillos tales como diodos PIN o fotodiodos. También se pueden utilizar componentes detectores integrados tales como un arreglo de detector, aunque esto puede elevar el costo y la complejidad del dispositivo. A partir de experimentos iniciales los cuales modifican el ángulo de iluminación del haz láser sobre el artículo que se va a explorar, también parece ser importante la práctica que el haz láser sea incidente aproximadamente normal a la superficie que es explorada con el fin de obtener una característica que pueda ser medida repetidamente desde la misma superficie con poco cambio, incluso cuando el artículo se degrada entre mediciones. Por lo menos algunos lectores de la técnica anterior utilizan incidencia oblicua [2]. Una vez apreciado, este efecto parece obvio, pero claramente no es evidente de inmediato, como se vuelve claro por el diseño de algunos lectores de señales de la técnica anterior que incluyen el de Ezra et al [2] y en realidad el primer lector prototipo construido por el inventor. El primer lector prototipo del inventor con incidencia oblicua funciona razonablemente bien en condiciones de laboratorio, pero es muy sensible a la degradación de papel utilizado como el artículo. Por ejemplo, al frotar el papel con los dedos es suficiente para provocar que aparezcan diferencias significativas ante ia remedición. El segundo lector prototipo utilizó incidencia normal y se encontró que es robusto contra la degradación de papel mediante el manejo continuo, y también para sucesos más graves tales como: hacer pasar diversos tipos de impresora que incluyen una impresora láser, va a ser pasar a través de una máquina fotocopiadora, escribir sobre el mismo, imprimir sobre el mismo, meterlo deliberadamente en un horno y arrugarlo y volverlo a aplanar. Por lo tanto puede ser ventajoso montar la fuente de manera que se dirija el haz coherente sobre un volumen de lectura de manera que incida en el artículo con una incidencia casi normal. Mediante el término incidencia normal se quiere indicar +5, 10 ó 20 grados. De manera alternativa, el haz se puede dirigir para tener incidencia oblicua sobre los artículos. Esto habitualmente tendrá una influencia negativa en el caso de que el haz sea explorado sobre el artículo. También se hace notar que en los lectores descritos en la descripción detallada, la distribución de detector se distribuye en reflexión para detectar radiación de regreso dispersada desde el volumen de lectura. No obstante, si el artículo es transparente, los detectores se pueden distribuir en transmisión. En un grupo de modalidades, el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para analizar adicionalmente los puntos de datos para identificar un componente de señal que sigue un protocolo de codificación predeterminada y para generar una firma de referencia desde el mismo. La característica del protocolo de codificación predeterminado se considera que se basa en contraste, es decir, fuerza de la señal dispersada, en la mayor parte de las modalidades. En particular, se puede utilizar un protocolo dei código de barras convencional en el cual el código de barras se imprime o se aplica de alguna otra manera al artículo en forma de tiras en el caso de un código de barras 1 D, o patrones más complejos para un código de barras 2D. En este caso, el módulo de adquisición y procesamiento de datos puede ser operable para realizar una comparación para establecer si la firma de referencia coincide con la firma obtenida por la lectura de un artículo que se ha colocado en el volumen de lectura. Consecuentemente, un artículo tal como una pieza de papel, se puede marcar para que presente una versión firmada digitalmente de su propia característica, tal como un código de barras. La firma de referencia se puede obtener a partir de la característica del artículo con una función de una vía, es decir, utilizando un algoritmo de cifrado asimétrico que requiere una clave privada. Esto actúa como una barrera a una tercera parte no autorizada con un lector, quien desea leer artículos falsos e imprimir sobre ellos una etiqueta que representa la exploración del lector, de acuerdo con el esquema de cifrado.

Típicamente, la etiqueta de código de barras u otra marca puede representar un criptograma descifrable por una clave pública y la clave privada se puede conservar para la parte autorizada a etiquetado. Se puede proporcionar una base de datos de las firmas registradas previamente, en donde el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para tener acceso a una base de datos y realizar una comparación para establecer si la base de datos contiene una coincidencia con la firma de un artículo que se ha colocado en el volumen de lectura. La base de datos puede ser parte de un dispositivo de almacenamiento en masa que forma parte del aparato lector, o puede encontrarse en un lugar alejado y se puede tener acceso por el lector a través de un enlace de telecomunicaciones. Enlace de telecomunicaciones puede ser cualquier forma convencional, que incluye enlaces inalámbricos y fijos, y puede estar disponible por la Internet. El módulo de adquisición y procesamiento de datos puede ser operable, por lo menos en algunos modos operacionales, para permitir que se agregue la firma a la base de datos si no se encuentra coincidencia. Esta facilidad habitualmente se otorga únicamente a personas autorizadas, por razones obvias. Cuando se utiliza una base de datos, además de almacenar la firma, también puede ser útil asociar dicha firma en la base de datos a otra información acerca del artículo tal como una copia explorada del documento, una fotografía del tenedor del pasaporte, detalles del lugar y hora de la fabricación del producto o detalles del destino de ventas propuesto de los artículos vendibles (por ejemplo, para realizar el seguimiento de importación ilícita).

Los aparatos lectores como se describen en lo anterior se pueden utilizar con el fin de volver común una base de datos con firmas por lectura de una sucesión de artículos, por ejemplo en una línea de producción y/o en orden subsecuentemente para verificar la autenticidad de un artículo, por ejemplo para uso en el campo. La invención permite la identificación de artículos elaborados de una diversidad de clases diferentes de materiales tales como papel, cartón y plástico. La invención permite que se determine si un artículo ha sido utilizado indebidamente. Esto es posible si las películas transparentes unidas de manera adhesiva, tales como una cinta adhesiva, cubren el área explorada utilizada para crear la firma. Si la cinta se debe retirar para hacer uso indebido con el artículo, por ejemplo para abrir una caja de empaque, se puede seleccionar en adhesivos de unión de manera que inevitablemente modifique la superficie subyacente. En consecuencia, incluso si se utiliza una cinta similar para volver a sellar la caja, esto será detectable. La invención proporciona un método para identificar un artículo elaborado de papel o cartón que comprende: exponer el papel o cartón a radiación coherente; recolectar un conjunto de punto de datos que miden dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del papel o cartón; y determinar una firma del artículo a partir del conjunto de puntos de datos. Mediante el término estructura intrínseca queremos indicar estructura que tendrá de manera inherente el artículo en virtud de su fabricación, por lo que se distingue de la estructura proporcionada específicamente para propósitos de seguridad, tal como la estructura proporcionada por marcas o fibras artificiales incorporadas en el artículo. Mediante papel o cartón queremos indicar cualquier artículo elaborado de procedimientos de pulpa de madera. El papel o cartón se puede tratar con recubrimientos o impregnaciones o se puede cubrir con material transparente tal como Cellophane (MR). Si es una preocupación particular la estabilidad a largo plazo de la superficie, el papel se puede tratar con un recubrimiento transparente acrílico que se rocía, por ejemplo. Los puntos de datos de esta manera se pueden recolectar como una función de la posición de iluminación por el haz coherente. Esto se puede obtener ya sea por exploración de un haz coherente localizado sobre el artículo o al utilizar detectores direccionales para recolectar luz dispersada de partes diferentes del artículo o por una combinación de ambas cosas. Se considera que la invención es particularmente útil para artículos de papel o cartón de la siguiente lista de ejemplos: 1. documentos valiosos tales como certificado de acciones, documentos de tránsito, pasaportes, tratados intergubernamentales, estatutos, licencias de conducir, tarjeta de circulación y certificados de autenticidad 2. cualquier documento para propósitos de marcado o seguimiento, por ejemplo sobre para sistemas de correo, billetes para seguimiento en el cumplimiento de la ley 3. empacado de productos vendibles 4. etiquetas de marcas en artículos de diseños tal como, artículos de moda 5. empaque de cosméticos, sustancias farmacéuticas u otros productos 6. CD y DVD ya sea en el disco mismo, es decir, cerca del centro o en el estuche. La invención también proporciona un método para identificar un artículo elaborado de plástico, que comprende; exponer el plástico a radiación coherente; recolectar un conjunto de puntos de datos que mide la dispersión del haz coherente a partir de la estructura intrínseca del plástico y determinar una firma del artículo a partir del conjunto de puntos de datos. Si el plástico es opaco a la radiación coherente, la dispersión será desde una estructura de superficie intrínseca del plástico, mientras que si el plástico es transparente, la dispersión puede surgir desde cualquier parte del artículo en donde haya una incidencia por la radiación coherente. Se considera que la invención es particularmente útil para artículos de plástico de ía siguiente lista de ejemplos: 1. empacado plástico, por ejemplo de sustancias farmacéuticas 2. tarjeta de ID, que incluyen tarjetas de banco, tarjetas de ID de un equipo, tarjetas de almacenamiento - que incluye la tira formada en una tarjeta ID, especialmente en una tarjeta de banco o de almacén. Las aplicaciones particularmente útiles pueden ser la exploración sobre la tira firmada de una tarjeta ID, es decir, después de la firma, de manera que la firma digital utilizada para autentificar es específica a la tarjeta firmada y se conforma a partir de una combinación de la firma de la persona y la estructura de superficie de la tira subyacente. En el caso de un artículo ID que presenta la fotografía de una persona (la cual puede ser una tarjeta ID plástica o un pase de otro material tal como un pasaporte de papel), puede ser útil para el lector explorar sobre la parte de la fotografía de la tarjeta ID (separado de la exploración de la cubierta o una página en blanco) como una prueba de que no se ha producido un uso indebido.

Esto es debido a que, si se utiliza un recubrimiento o película adhesiva para unir una fotografía ai artículo ID, debe ser retirado por un falsificador con el fin de fijar una fotografía falsa en el artículo ID. Este tipo de falsificación se puede identificar por un lector que implementa la presente invención, dado que la fotografía nueva tendrá una estructura de superficie diferente. Se espera que cualquier otro tipo de material será identificable por la invención con la condición de que tenga una estructura de superficie adecuada. Los tipos de materiales que tienen superficies muy lisas a nivel microscópico pueden no ser adecuadas así como los materiales opacos que tienen una superficie muy profunda y/o inestable (por ejemplo, material de vellón). La invención también permite la identificación de artículos de una diversidad de tipos diferentes que incluyen empacado, documentos y prendas de vestir. La invención proporciona un método para identificar un producto por su empaque, que comprende: exponer el empaque del producto a radiación coherente: recolectar un conjunto de puntos de datos para medir la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del empaque; y determinar una firma del producto a partir del conjunto de punto de datos. La parte relevante del empaque expuesta a la radiación coherente se puede elaborar de papel, cartón, plástico (por ejemplo una envoltura de encogimiento de CelofanMR), metal u otro material con una superficie o superficie interna intrínseca adecuada. El artículo puede estar contenido en el empaque y opcionaimente el empaque se puede sellar de una manera a prueba de uso indebido. De manera alternativa, el empaque puede ser un apéndice para el artículo tal como una etiqueta asegurada con un conector que no se puede liberar sin que se dañe visiblemente. Esto puede ser especialmente útil para productos farmacéuticos, artículos cosméticos y perfumes, y partes distribuidas de vehículos aéreos, terrestres o marinos, por ejemplo. La invención proporciona un método para identificar un documento, que comprende: exponer el documento a radiación coherente, recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del documento; y determinar una firma del documento a partir del conjunto de puntos de datos. La invención también proporciona un método para identificar un artículo de prendas de vestir o calzado por una etiqueta asegurada al mismo, que comprende: exponer la etiqueta a radiación coherente; recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca de la etiqueta; y determinar una firma de la etiqueta a partir del conjunto de puntos de datos. La etiqueta puede ser una etiqueta de marca no modificada normal, por ejemplo de plástico, cartón, unida a la prenda de vestir o al calzado. La invención también proporciona un método para identificar un disco, tal como un CD o DVD, que comprende: exponer el disco a radiación coherente; recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente del disco y determinar una firma del disco a partir del conjunto de puntos de datos. En resumen, en algunos casos, la firma se puede obtener a partir de algo auxiliar ai producto vendible, tal como su empaque, y en otros casos se puede obtener del objeto mismo, por ejemplo desde la estructura de superficie de un documento o un producto vendible. La invención puede encontrar muchas aplicaciones prácticas, por ejemplo para controlar la importación del mercado ilegal o para contrarrestarlo. Para dichas aplicaciones, se pueden utilizar lectores portátiles por funcionarios de aduana o funcionarios de estándares de comercio. Se considera que la firma debe ser una firma digital en la mayor parte de las aplicaciones. Los tamaños típicos de la firma digital con la tecnología actual están en el intervalo de 200 bitios a 8k bitios, en donde actualmente es preferible que tengan un tamaño de firma digital aproximadamente 2k bitios para alta seguridad. Otro aspecto de la invención proporciona un método para marcar un artículo con una firma característica de su estructura intrínseca, que comprende: obtener la firma al aplicar cualquiera de los métodos de identificación; y marcar el artículo con una etiqueta que codifica la firma de acuerdo con un protocolo de codificación legible en máquina. La firma preferiblemente está codificada en la etiqueta utilizando un algoritmo de cifrado asimétrico. Por ejemplo, la etiqueta puede representar un criptograma descifrable por una clave pública en un sistema de cifrado de clave pública/clave privada. De manera alternativa, la firma se puede codificar en una etiqueta utilizando un algoritmo de cifrado simétrico. Es altamente conveniente para muchos materiales, especialmente papel cartón, si la etiqueta es una etiqueta de tinta aplicada con un procedimiento de impresión. La etiqueta puede ser visible, por ejemplo un código de barras o invisible, por ejemplo constituida como datos en un chip inteligente cuando el artículo es una tarjeta inteligente. La invención también se relaciona con un artículo marcado de acuerdo con el método de marcado anterior.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para una mejor comprensión de la invención y para mostrar como la misma se puede llevar a cabo, ahora se hace referencia a algunos de ejemplos de los dibujos anexos, en los cuales: la figura 1 es una vista lateral esquemática de un aparato lector que constituye la invención; la figura 2 es una vista en perspectiva esquemática que muestra como el volumen de lectura del aparato lector se muestrea n veces por exploración de un haz alargado a través del mismo; la figura 3 es un diagrama esquemático de bloques de los componentes funcionales del aparato lector; la figura 4 es una vista en perspectiva del aparato lector que muestra su forma externa; la figura 5 es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad alternativa del aparato lector; la figura 6A muestra esquemáticamente en vista lateral una distribución de generación de imagen alternativa para un lector que constituye la invención en base en una recolección de luz direccional e iluminación de manta; la figura 6B muestra esquemáticamente una vista en planta de la huella dactilar óptica de una distribución generadora de imagen alternativa adicional para un lector que constituye la invención en el cual se utilizan detectores direccionales en combinación con iluminación localizada con un haz alargado; la figura 7 es una imagen al microscopio de una superficie de papel con la imagen que cubre un área de aproximadamente 0.5 x 0.2 mm; la figura 8A muestra datos sin tratar de un fotodetector único utilizando el lector de la figura 1 , el cual consiste de una señal de fotodetector y una señal codificadora; la figura 8B muestra los datos de fotodetector de la figura 8A después de linealización con la señal codificadora y promediando la amplitud; la figura 8C muestra los datos de la figura 8B después de digitalización de acuerdo con el nivel promedio; la figura 9 es un diagrama de flujo que muestra como se genera una firma de un artículo a partir de una exploración; la figura 10 es un diagrama de flujo que muestra como se obtiene una firma de un artículo a partir de una exploración la cual puede ser verificada contra una base de datos de firmas; la figura 11 es una vista en planta esquemática de una tarjeta ID que presenta una etiqueta de código de barras que codifica para una firma digital que se obtiene a partir de una característica de superficie medida intrínseca; la figura 12 es una vista en planta esquemática de una tarjeta ID con un chip que tiene datos que codifican para una firma digital que se obtienen a partir de una característica intrínseca de superficie medida; y la figura 13 es una vista en planta esquemática de un documento de garantía que presenta dos etiquetas de código de barra que codifican para una firma digital que se obtiene a partir de una característica intrínseca de superficie medida.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La figura 1 es una vista lateral esquemática de un aparato 1 lector que constituye la invención. El aparato 1 lector óptico es para medir una firma de un artículo (no mostrado) distribuido en un volumen de lectura del aparato. El volumen de lectura se conforma por una abertura 10 de lectura la cual es una ranura en un alojamiento 12. El alojamiento 12 contiene los componentes ópticos principales del aparato. La ranura tiene su extensión mayor en la dirección x-(véanse los ejes insertados en el dibujo). Los componentes ópticos principales son una fuente 14 láser para generar un haz 15 láser coherente y una distribución 16 detectora constituida de una pluralidad de k elementos fotodetectores, en donde k = 4 en este ejemplo, etiquetados como 16a, 16b, 16c y 16d. El haz 15 láser se enfoca por un lente 18 cilindrico en un foco alargado que se extiende en la dirección y (perpendicular al plano del dibujo) y que se encuentra en el piano de la abertura de lectura. En un lector prototipo ejemplo, el foco alargado tiene su dimensión de eje mayor de aproximadamente 2 mm y una dimensión de eje menor de aproximadamente 40 micrómetros. Estos componentes ópticos están contenidos en un submontaje 20. En la modalidad que se ¡lustra, los cuatro elementos 16a...d detectores están distribuidos en ambos lados del eje de haz desviados en ángulos diferentes en una distribución intergiditada desde el eje del haz para recolectar luz dispersada en reflexión desde un artículo presente en el volumen de lectura. En un prototipo de ejemplo, los ángulos de desviación son -70, -20, +30 y +50 grados. Los ángulos a ambos lados del eje del haz se seleccionan de manera que no sean iguales de modo que los puntos de datos que se recolecten sean tan independientes como se pueda. Los cuatro elementos detectores se distribuyen en un plano común. Los elementos 16a...d fotodetectores detectan luz dispersada de un artículo que se coloca en el alojamiento cuando el haz coherente se dispersa del volumen de lectura. Como se ilustra, la fuente se monta para dirigir el haz 15 láser con su eje de haz en la dirección z, de manera que incidirá en un artículo en la abertura de lectura con una incidencia normal. Generalmente, es deseable que la profundidad de foco sea grande, de manera que cualquier diferencia en la colocación del artículo en la dirección z no resulte en cambios significativos en el tamaño del haz en el plano de la abertura de lectura. En un prototipo de ejemplo, la profundidad del foco es de aproximadamente 0.5 mm, lo cual es suficientemente grande para producir buenos resultados. Los parámetros de profundidad de foco, abertura numérica y distancia de trabajo son interdependientes, lo que resulta en un buen equilibrio entre el tamaño de punto y la profundidad de foco. Un motor 22 impulsor está colocado en el alojamiento 12 para proporcionar movimiento lineal del submontaje 20 óptico por medio de cojinetes 24 adecuados u otros medios, como se indica por las flechas 26. El motor 22 impulsor de esta manera sirve para mover linealmente el haz coherente en la dirección x sobre la abertura 10 de lectura de manera que el haz 15 es explorado en una dirección transversal al eje mayor del foco alargado. Dado que el haz 15 coherente tiene un tamaño en su foco para tener una sección transversal en el plano xz (plano del dibujo) que es mucho menor que una proyección del volumen de lectura en un plano normal al haz coherente, es decir, en el plano de la pared de alojamiento en el cual se establece la apertura de lectura, una exploración del motor 22 impulsor provocará que el haz 15 coherente muestre muchas partes diferentes del volumen de lectura bajo la acción del motor 22 impulsor.

Se incluye la figura 2 para ilustrar este muestreo y es una vista en perspectiva esquemática que muestra como el área de lectura es muestreada n veces por exploración de un haz alargado a través del mismo. Las posiciones de muestreado del haz láser enfocado como es explorado a lo largo de la abertura de lectura bajo la acción del impulsor está representada por los rectángulos adyacentes numerados uno a n ios cuales muestrean un área de longitud "I" y anchura "w". La recolección de datos se realiza de manera que se recolecta la señal en cada una de las n posiciones conforme el impulsor es explorado a lo iargo de la ranura. Como consecuencia, se recolectan una secuencia de punto de datos k x n que se relacionan con la dispersión de n partes ilustradas diferentes del volumen de lectura. También se ilustra esquemáticamente marcas 28 de distancia que se forman en el lado inferior del alojamiento 12 adyacente a la ranura 10 a lo largo de la dirección x, es decir, la dirección de exploración. Una separación ejemplo entre las marcas en la dirección x es 300 micrómetros. Estas marcas son muestreadas por una cola de un foco alargado y proporcionan linealización de los datos en la dirección x, como se describe con mayor detalle adicionalmente en lo siguiente. La medición se realiza por un fototransistor 19 adicional el cual es un detector direccional distribuido para recolectar luz del área de las marcas 28 adyacentes a la ranura. En una modalidad alternativa, las marcas 28 se leen por un módulo 19 emisor/detector codificador dedicado que es parte del submontaje 20 óptico. Los módulos emisor/detector codificador se utilizan en lectores de códigos de barra. Por ejemplo, hemos utilizado un módulo Agilent HEDS-1500 que se basa en un diodo emisor de luz (LED) enfocado y un fotodetector. La señal de módulo es alimentada dentro del PIC ADC como un canal detector adicional. Con una dimensión menor de ejemplo del foco de 40 micrómetros, y una longitud de exploración en la dirección x de 2 cm, n = 500, lo que proporciona 2000 puntos de datos con k = 4. Un intervalo típico de valores de k x n dependiendo del nivel de seguridad deseado, el tipo de artículo, el número de canales detectores "k" y otros factores se espera que sea <k x n <10,000. También se ha encontrado que al incrementar el número de detectores k también mejora la insensibilidad de las mediciones a la degradación de superficie del artículo por el manejo, impresión, etc. En la práctica, con los prototipos utilizados hasta ahora, una regla empírica es que el número total de puntos de datos independientes, es decir, k x n debe ser de 500 o más para obtener un nivel de seguridad aceptablemente alto con una amplia variedad de superficies. La figura 3 es un diagrama esquemático de bloques de los componentes funcionales del aparato lector. El motor 22 se conecta a un controlador de interrupción programable (PIC) 30 a través de un enlace 23 eléctrico. Los detectores 16a...d del módulo 16 detector se conectan a través de líneas 17a...d de conexión eléctrica respectivas a un convertidor analógico a digital (ADC) que es parte del PIC 30. Una línea 21 de conexión eléctrica similar conecta el detector 19 lector marcador al PIC 30. Se comprenderá que se pueden utilizar enlaces ópticos o inalámbricos en vez de, o en combinación con los enlaces eléctricos. El PIC 30 se interconecta con una computadora personal (PC) 34 a través de una conexión 32 en serie. La PC 34 puede ser una computadora fija o portátil. Como una alternativa a la PC, se pueden utilizar otros dispositivos inteligentes, por ejemplo un asistente digital personal (PDA) o una unidad electrónica dedicada. El PIC 30 y la PC 34 forman colectivamente un módulo 36 de adquisición y procesamiento de datos para determinar una firma del artículo a partir del conjunto de puntos de datos recolectados por los detectores 16a...d. La PC 34 tiene acceso a través de una conexión 38 de interconexión a una base de datos (dB) 40. La base de datos 40 puede estar residente en la PC 34 en la memoria o se puede almacenar en una unidad de la misma. De manera alternativa, ia base de datos 40 puede estar aiejada de la PC 34 y se puede tener acceso a la misma por comunicación inalámbrica, por ejemplo utilizando servicios de telefonía móvil o una red de área local inalámbrica (LAN) en combinación con la Internet. Además, la base de datos 40 se puede almacenar localmente en la PC 34, pero se puede descargar periódicamente de una fuente remota. La base de datos 40 contiene una biblioteca de firmas registradas previamente. La PC 34 se programa de manera que, en uso, tiene acceso a la base de datos 40 y realiza una comparación para establecer si la base de datos 40 contiene una coincidencia con la firma del artículo que se ha colocado en el volumen de lectura. La PC 34 también se puede programar para permitir que se agregue la firma a una base de datos si no se encuentra coincidencia. Este modo de uso se reserva para uso por usuarios autorizados y se puede omitir de sistemas que van a ser utilizados en el campo, exclusivamente con propósitos de verificación. La figura 4 es una vista en perspectiva del aparato 1 lector que muestra su forma externa. El alojamiento 12 y la abertura 10 de lectura en forma de ranura son evidentes. Un auxiliar 42 de ubicación física también es evidente y se proporciona para colocar un artículo de una forma dada en una posición fija en relación a la abertura 10 de lectura. En el ejemplo que se ilustra, el auxiliar 42 de ubicación física está en forma de una abrazadera en ángulo recto en la cual se puede colocar la esquina de un documento o una caja de empaque. Esto asegura que la misma parte del artículo se pueda colocar en la abertura 10 de lectura siempre que se necesite explorar el artículo. Una abrazadera en ángulo sencilla o equivalente es suficiente para artículos con una esquina bien definida tales como hojas de papel, pasaportes, tarjetas ID y cajas de empaque. Se puede proporcionar un alimentador de documentos para asegurar que la colocación del artículo sea consistente. Por ejemplo, el aparato puede ¦ seguir cualquier formato convencional para exploradoras de documentos, fotocopiadoras o sistemas de administración de documentos. Para cajas de empacado, una alternativa sería proporcionar un orificio de guía adecuado, por ejemplo, un orificio en sección transversal rectangular para aceptar la base de una caja rectangular o un orificio de sección transversal circular para aceptar la base de una caja tubular (es decir una caja cilindrica). La figura 5 es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad alternativa que muestra el aparato V lector diseñado para el análisis de lote de artículos. El lector se basa en una banda 44 transportadora sobre la cual se pueden colocar artículos de empacado, únicamente se ilustra por sencillez de representación el artículo 5. Un área 10' de lectura en el artículo 5 es explorada por un haz 15 láser estático conforme el artículo 5 pasa sobre la banda 44 transportadora. El haz 15 láser se genera por una fuente 14 láser distribuida fija en posición además de la banda 44 transportadora. La fuente 14 láser tiene un lente de enfoque de haz integral (no mostrado) para producir un haz casi colimado similar a lápiz que se desplaza en la dirección z (es decir, horizontal al piso) para pasar sobre la banda 44 transportadora a una altura "h" y de esta manera intersecta con el artículo 5 a una altura "h" para explorar sobre el área 10' de lectura. La sección transversal del haz puede ser un punto, es decir circular (por ejemplo, producida con un lente esférico integral) o puede ser una línea que se extienda en la dirección y (por ejemplo producida con un lente cilindrico integral). Aunque únicamente se muestra un artículo, será evidente que se pueden transportar y explorar en sucesión una secuencia de artículos similares conforme pasan a través del haz 5. Los componentes funcionales del aparato lector basado en transportador son similares a los de un aparato lector autosustentable descrito adicionalmente en lo anterior. La única diferencia sustancial es que el artículo se mueve en vez del haz láser, con el fin de generar el movimiento relativo deseado entre el haz de exploración y el artículo. Se considera que el lector basado en transportador se pueda utilizar en una línea de producción o en un ambiente de almacén para llenar una base de datos con firmas al leer una sucesión de artículos. Como un control, cada artículo puede ser explorado nuevamente para verificar que la firma registrada se pueda verificar. Esto puede realizarse con dos sistemas que operen en serie, o un sistema a través del cual cada artículo pasa dos veces. La exploración por lotes también se puede aplicar en el punto de venta (POS) o utilizando un aparato lector que se basa en componentes de equipo POS. Las modalidades descritas en lo anterior se basan en la excitación localizada con un haz de luz coherente de sección transversal pequeña en combinación con detectores que aceptan una señal de luz dispersada sobre un área mucho más grande que incluye el área de excitación local. Es posible diseñar un sistema óptico funcionalmente equivalente el cual, en vez de esto, se basa en detectores direccionales que recolectan luz únicamente de área localizadas en combinación con la excitación de un área mucho más grande. La figura 6A muestra esquemáticamente una vista lateral de una distribución generadora de imagen para un reactor que constituye la invención el cual se basa en una recolección de luz direccional e iluminación de manta con un haz coherente. Un detector 48 de arreglo se coloca en combinación con un arreglo 46 de microlentes cilindricos de manera que las tiras adyacentes del arreglo 48 detector recolectan únicamente luz de ias tiras adyacentes correspondientes en el volumen de lectura. Con referencia a la figura 2, cada microlente cilindrico se distribuye para recolectar una señal de luz desde una de n tiras de muestreo. La iluminación coherente puede después llevarse a cabo con iluminación de manta del volumen de lectura completo (que no se muestra en la ilustración). En algunos casos puede ser útil un sistema híbrido con una combinación de excitación localizada y detección localizada. La figura 6B muestra esquemáticamente una vista en planta de una huella dactilar óptica de dicha distribución generadora de imagen híbrida para un lector que constituye la invención en el cual los detectores direccionales se utilizan en combinación con iluminación localizada con un haz alargado. Se puede considerar que esta modalidad es un desarrollo de la modalidad de la figura 1 en la cual se proporcionan detectores direccionales. En esta modalidad se proporcionan tres bancos detectores direccionales, cada banco está dirigido para recolectar luz de porciones diferentes a lo largo de la tira de excitación "I x w". El área de recolección del plano del volumen de lectura se muestran con círculos discontinuos, de manera que ei primer banco, por ejemplo de dos detectores, recolecta una señal de luz desde la porción superior de la tira de excitación, un segundo banco de detectores recolecta una señal de luz desde una porción media de la tira de excitación y un tercer banco de detectores recolecta luz desde una porción inferior de la tira de excitación. Cada banco de detectores se muestra con un área de recolección circular de diámetro aproximadamente 1/m, en donde m es el número de subdivisiones de la tira de excitación, en donde m = 3 en el presente ejemplo. De esta manera, el número de puntos de datos independientes puede incrementarse en un factor de m para una longitud de exploración dada I. Como se describe adicionalmente en lo siguiente, se pueden utilizar uno o más bancos diferentes de detectores direccionales con el propósito adicional de recolectar señal de luz que muestrea un patrón de señal. Por ejemplo, se puede utilizar uno de los bancos para recolectar una señal de luz de una manera optimizada para exploración de código de barras. Este es el caso en el que generalmente será suficiente que dicho banco contenga únicamente un detector, dado que no existirá ventaja en obtener relaciones recíprocas cuando únicamente se explora para contraste. Habiéndose descrito ahora los componentes estructurales principales y los componentes funcionales de los diversos aparatos lectores adecuados para llevar a cabo la invención, ahora se describirá el procesamiento numérico utilizado para determinar una firma. Se comprenderá que este procesamiento numérico se implementa en su mayor parte en un programa de computadora que corre en la PC 34 con algunos elementos subordinados al PIC 30. La figura 7 es una imagen al microscopio de una superficie de papel con una imagen que cubre un área de aproximadamente 0.5 x 0.2 mm. Se incluye esta figura para ilustrar que las superficies macroscópicamente planas, tales como de papel, en muchos casos están altamente estructuradas a escala microscópica. Para el papel, la superficie está altamente estructurada microscópicamente como resultado de la red entremezclada de fibras de madera que constituyen el papel. La figura también es ilustrativa de la escala de longitud característica de las fibras de madera, la cual es de aproximadamente 0 micrómetros. Esta dimensión tiene la relación correcta respecto a la longitud de onda óptica del haz coherente para provocar difracción y por lo tanto una señal, y también difunde dispersión la cual tiene un perfil que depende de la orientación de la fibra. Por lo tanto, se apreciará que si un lector va a ser diseñado para una clase específica de artículos, se puede adecuar la longitud de onda del láser para el tamaño de característica de la estructura de la clase de artículos que se van a explorar. También es evidente de la figura que la estructura de superficie local de cada pieza de papel será única en la medida en que depende de como se distribuyan las fibras de madera individuales. De esta manera, una pieza de papel no es diferente de una marca creada especialmente, tales como las marcas de resina especial o los depósitos de material magnético de la técnica anterior, en la medida en que tiene una estructura la cual es única como resultado de haber sido elaborada por un procedimiento gobernado por las leyes de la naturaleza. Lo mismo se aplica a muchos otros tipos de artículos. En otras palabras, el inventor ha descubierto que esencialmente no tiene caso hacer esfuerzos y gastos en producir marcas preparadas especialmente cuando las características únicas son mensurables de una manera directa a partir de una amplia variedad de artículos de uso diario. La recolección de datos y el procedimiento numérico de la señal dispersada que aprovecha la estructura natural de la superficie de un artículo (o el interior, en el caso de transmisión) es lo que se describe a continuación. La - figura 8A muestra datos sin tratar de uno solo de los fotodetectores 6a...d del lector de la figura 1. La gráfica muestra la intensidad de señal I en unidades arbitrarias (a.u.) contra el número n de puntos (véase la figura 2). El trazo superior fluctúa entre I = 0 - 250 y son los datos de señal sin tratar del fotodetector 16a. El trazo inferior es una señal codificadora captada desde los marcadores 28 (véase la figura 2), el cual está en aproximadamente I = 50. La figura 8B muestra los datos del fotodetector de la figura 8A después de Idealización con la señal codificadora (n.b. aunque el eje x se encuentra en una escala diferente a partir de la figura 8A, esto no es de significancia). Además, el promedio de la intensidad se ha calculado y restado de los valores de intensidad. De esta manera, los valores de datos procesados fluctúan por encima y por debajo de cero. La figura 8C muestra los datos de la figura 8B después de digitalización. El esquema de digitalización adaptado es uno de uno binario sencillo en el cual cualquier valor de intensidad positiva se establece con un valor de uno y cualquier valor de intensidad negativo se establece en cero. Se apreciará que se pueden utilizar digitalización en estados múltiples en vez de esto, o cualquier otro de los muchos otros enfoques de digitalización posibles. La característica importante principal de la digitalización es simplemente que el mismo esquema de digitalización se aplique consistentemente. La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra como se genera la firma de un artículo a partir de una exploración. La etapa S1 es una etapa de adquisición de datos durante la cual la intensidad óptica de cada uno de los fotodetectores se adquiere aproximadamente cada 1 ms durante la longitud completa de la exploración. Simultáneamente, la señal codificadora se adquiere como una función del tiempo. Se hace notar que si el motor de exploración tiene un alto grado de precisión de linealización (por ejemplo como la tendría un motor de velocidad gradual), entonces puede no requerirse la linealización de los datos. Los datos se adquieren por el PIC 30 tomando datos de la ADC 31. Los puntos de datos se transfieren en tiempo real desde el PIC 30 a la PC 34. De manera alternativa, los puntos de datos se pueden almacenar en la memoria en el PIC 30 y después se hacen pasar a la PC 34 al final de una exploración. El número n de punto de datos por canal detector recolectados en cada exploración se define como N en lo siguiente. Además, se define el valor ak(\) como el i-ésimo valor de intensidad almacenado del fotodetector k, en donde /' adquiere valores de 1 a N. Los ejemplos de dos conjuntos de datos sin tratar obtenidos a partir de dicha exploración se ilustran en la figura 8A. La etapa S2 utiliza interpolación numérica para expandir y contraer localmente ak(i) de manera que las transiciones codificadoras están separadas uniformemente en tiempo. Esto corrige las variaciones locales en la velocidad del motor. Esta etapa se realiza en la PC 34 por un programa de computadora. La etapa S3 es una etapa opcional. Si se realiza, esta etapa diferencia numéricamente los datos con respecto al tiempo. También puede ser deseable aplicar una función de ajuste débil a los datos. La diferenciación puede ser útil para superficies altamente estructuradas dado que sirve para atenuar contribuciones no correlacionadas de la señal en relación a contribuciones correlacionadas (señal). La etapa S4 es una etapa en la cual, para cada fotodetector, la media de la señal registrada se toma sobre los N puntos de datos. Para cada fotodetector, este valor medio se resta de la totalidad de los puntos de datos de manera que los datos estén distribuidos alrededor de intensidad cero. Se hace referencia a la figura 8B, la cual muestra un ejemplo de un conjunto de datos de exploración después de Idealización y sustracción del promedio calculado.

La etapa S5 digitaliza los datos analógicos del fotodetector para calcular una forma digital representativa del exploración. La firma digital se obtiene al aplicar la regla: ai<(i) >0 mapas en "1" binario y ak(i)<= 0 y mapas en O' binario. El conjunto de datos digitalizado se define como d¡<(¡) en donde / corre de 1 a N. La firma del artículo ventajosamente puede incorporar componentes adicionales además de la firma digitalizada de los datos de intensidad que se acaban de describir. Estos componentes de firma opcionales adicionales se describen a continuación. La etapa S6 es una etapa opcional en la cual se genera una firma digital "condensada" más pequeña. Esto se realiza ya sea al promediar juntos grupos adyacentes de m lecturas, o de manera más preferible al tomar cada c ésima punto de dato, en donde c es el factor de compresión de la forma * condensada. Esto último se prefiere dado que el promedio puede amplificar de manera desproporcionada el ruido. La misma regla de digitalización utilizada en la etapa S5 se aplica después al conjunto de datos reducidos. La digitalización de la firma condensada se define como tk(i) en donde / adquiere valores de 1 a NIc, y c es el factor de compresión. La etapa S7 es una etapa opcional aplicable cuando existen canales detectores múltiples. El componente adicional es un componente de relación recíproca calculada entre los datos de intensidad que se obtienen de fotodetectores diferentes. Con 2 canales existe un posible coeficiente de relación recíproca, con 3 canales existen hasta 3, y con 4 canales hasta 6, etc. Los coeficientes de relación recíproca son útiles dado que se ha encontrado que son buenos indicadores del tipo de material. Por ejemplo, para un tipo de documento particular, tal como un pasaporte de un tipo dado, un papel de impresora láser, los coeficientes de correlación siempre parecen encontrarse en intervalos predecibles. Una relación recíproca normalizada se puede calcular entre ak(i) u ai(i), en donde k diferente de I y k, I varían a través de todos los números de canal de fotodetector. La función normalizada de relación recíproca G se define como: Otro aspecto de la función de la relación recíproca es que se puede almacenar para uso en verificación posterior es la anchura del pico en la función de relación recíproca, por ejemplo la anchura completa semimáxima (FWHM). El uso de los coeficientes de relación recíproca en procedimientos de verificación se describe adicionalmente en lo siguiente. La etapa S8 es otra etapa opcional la cual es para calcular un valor promedio de intensidad sencillo indicativo de la distribución de la intensidad de señal. Este puede ser un promedio general de cada uno de los valores medios para los diferentes detectores o un promedio para cada detector, tal como un valor de media de raíz cuadrada (rms) de ai<(¡). Si los detectores se distribuyen en pares en ambos lados de la incidencia normal como en el lector descrito en lo anterior, se puede utilizar un promedio para cada par de detectores. Se ha encontrado que el valor de intensidad es un buen filtro crudo para el tipo de material, dado que es una indicación sencilla de la reflectividad y rugosidad generales de la muestra. Por ejemplo, uno puede utilizarlo como el valor de intensidad, el valor rms no normalizado después de eliminación del valor promedio, es decir, del DC de fondo. Los datos de firma obtenidos a partir de la exploración de un artículo se pueden comparar contra registros que se mantienen en una base de datos de firma para propósitos de verificación y/o escritos en una base de datos para agregar un registro nuevo a la firma para ampliar la base de datos existente. Un registro de base de datos nuevo incluirá la firma digital obtenida en ia etapa S5 así como opcionalmente su versión condensada más pequeña en la etapa S6 para cada canal fotodetector, los coeficientes de relación recíproca obtenidos en la etapa S7 y uno o varios valores promedio obtenidos en la etapa S8. De manera alternativa, las firmas condensadas se pueden almacenar en una base de datos separada propia optimizada para una búsqueda rápida, y el resto de los datos (incluyendo las firmas condensadas) en una base de datos principal. La figura 10 es un diagrama de flujo que muestra como una firma de un artículo obtenido de una exploración se puede verificar contra una base de datos de firma. En una implementación sencilla, la base de datos simplemente se puede buscar para encontrar una coincidencia basada en un conjunto completo de datos de firma. No obstante, para acelerar el procedimiento de verificación, el procedimiento preferiblemente utiliza las firmas condensadas más pequeñas y un preexamen en base en valores promedio calculados y coeficientes de relación recíproca como se describe a continuación.

La etapa de verificación V1 es la primera etapa del procedimiento de verificación, el cual es explorar un artículo de acuerdo con el procedimiento descrito en lo anterior, es decir, para realizar las etapas de exploración S1 a S8. La etapa de verificación V2 toma cada una de las entradas de la firma condensada y evalúa el número de bitios coincidentes entre la misma y ík(i+j), en donde j es una desviación de bitio la cual varía para compensar errores en la colocación del área explorada. Se determina el valor de j y después se introduce la firma condensada la cual proporciona el número máximo de bitios coincidentes. Este es el "acierto" utilizado para procesamiento adicional. La etapa de verificación V3 es una prueba de examen previo opcional que se realiza antes de analizar la firma digital completa almacenada en el registro contra la firma digital explorada. En este examen previo, se obtienen los " valores rms en la etapa de exploración S8 y se comparan contra los valores almacenados correspondientes en el registro de base de datos del acierto. El "acierto" se rechaza de procesamiento adicional si los valores promedio respectivos no concuerdan dentro de un intervalo predefinido. Después el artículo es rechazado y se considera no verificado (es decir, se salta a la etapa V6 de verificación y se emite un resultado de falla). La etapa de verificación V4 es una prueba de examen previo opcional adicional que se realiza antes de analizar la firma digital completa. En este examen previo, los coeficientes de relación recíproca obtenidos en la etapa de exploración S7 se comparan contra los valores almacenados correspondientes en el registro de base de datos del acierto. Se rechaza el "acierto" evitando procesamiento adicional de los coeficientes de relación recíproca respectivos que no concuerden dentro de un intervalo predefinido. Después el artículo se rechaza y se considera que no ha sido verificado (es decir, se salta a la etapa de verificación V6 y se emite un resultado de falla). Otra verificación utilizando los coeficientes de relación recíproca que se pueden realizar en la etapa de verificación V4 es verificar la anchura del pico en la función de relación recíproca, en donde la función de relación recíproca se evalúa al comparar el valor almacenado a partir de la exploración original en la etapa de exploración S7 anterior y el valor reexpiorado: Si la anchura del pico reexplorado es significativamente mayor que la anchura de la exploración original, esto se puede tomar como un indicador de que el artículo reexplorado ha sido falsificado o que de alguna otra manera es sospechoso. Por ejemplo, esta verificación puede mostrar un fraude quien intenta engañar al sistema al imprimir un código de barra u otro patrón con las mismas variaciones de intensidad que las que se esperan por los fotodetectores de la superficie que es explorada. La etapa de verificación V5 es la comparación principal entre la firma digital explorada que se obtiene en la etapa de exploración S5 y los valores almacenados correspondientes en el registro de base de datos del acierto. La forma digitalizada almacenada completa, dk (i) se divide en n bloques de q bitios adyacentes en k canales detectores, es decir, existen qk bitios por bloque. Un valor típico para q es 4 y un valor típico para k es 4, lo que hace típicamente 16 bitios por bloque. Los qk bitios después se hacen coincidir contra los qk bitios correspondientes en la firma digital almacenada dkdb(i+j). Si el número de bitios coincidentes dentro del bloque es mayor o igual a cierto umbral predefinido zumbrai, entonces se incrementa el número de bloques coincidentes. Un valor típico para Zumbrai. es 13. Esto se repite para todos los n bloques. Este procedimiento completo se repite para los valores desviados diferentes de j, para compensar errores en la colocación del área explorada hasta que se encuentra un número máximo de bloques coincidentes. Se define como M el número máximo de bloques coincidentes, y la probabilidad de una coincidencia accidental se calcula al evaluar: en donde s es la probabilidad de una coincidencia accidental entre cualesquiera dos bloques (que a su vez depende del valor seleccionado de zumbrai)> M es el número de bloques coincidentes y p(M) es la probabilidad de que M o más bloques coincidan accidentalmente. El valor de s se determina al comparar bloques dentro de la base de datos a partir de exploraciones de objetos diferentes de materiales similares, por ejemplo el número de exploraciones de documentos de papel, etc. Para el caso de q = 4, k = 4 y zumbrai = 13, hemos encontrado un valor típico de s es 0.1. Si qk bitios son completamente independientes, entonces la teoría de probabilidad proporcionará s = 0.01 para zumbrai = 13. El hecho de que encontramos un valor superior empíricamente se debe a las relaciones entre los k canales detectores y también las relaciones entre bitios adyacentes en el bloque debido a una anchura de punto láser finita. Una exploración típica de una pieza de papel proporciona aproximadamente 314 bloques coincidentes de un número total de 510 bloques, cuando se compara contra la base de datos introducida para esa pieza de papel. Estableciendo M = 314, n = 510, s = 0.1 para la ecuación anterior se obtiene una probabilidad de una coincidencia accidental de 10"177. La etapa de verificación V6 emite un resultado dei procedimiento de verificación. El resultado de probabilidad obtenido en la etapa de verificación V5 se puede utilizar para aprobar/fallar la prueba en la cual la marca distintiva es un umbral de probabilidad predefinido. En este caso, el umbral de probabilidad se puede establecer a un nivel por el sistema, o puede ser un parámetro variable establecido a un nivel seleccionado por el usuario. De manera alternativa, el resultado de probabilidad puede ser transmitido al usuario como un nivel de confianza, ya sea en forma sin tratar como una probabilidad misma, o en una forma modificada utilizando términos relativos (por ejemplo sin coincidencia/coincidencia pobre/coincidencia buena/coincidencia excelente) u otra clasificación. Se apreciará que son posibles muchas variaciones. Por ejemplo, en vez de tratar los coeficientes de relación recíproca como un componente preanalizado, se pueden tratar junto con los datos de intensidad digitalizados como parte de la firma principal. Por ejemplo, los coeficientes de relación recíproca se pueden digitalizar y agregar a los datos de intensidad digitalizados. Los coeficientes de relación recíproca también se pueden digitalizar por si mismos y se pueden utilizar para generar corrientes de bitios o similares las cuales después pueden ser examinadas de la misma manera a lo descrito en lo anterior para las firmas condensadas de los datos de intensidad digitalizados con el fin de encontrar los aciertos. Ahora se describen una implementación adicional de la invención. La figura 11 muestra una tarjeta 50 ID que tiene un código de barras. La tarjeta de ID también puede presentar un elemento 54 de seguridad independiente tal como una fotografía, holograma o que contiene alguna información biométrica específica para un individuo. El código de barras se muestra como parte de un área 56 de exploración. Esto se ilustra con una línea discontinua, dado que es la carencia de característica en la tarjeta ID. El área de exploración se subdivide entre el área 52 inferior que contiene el código de barras y un área 58 superior en blanco. La tarjeta 50 ID se diseña para ser explorada por un aparato lector de la clase ilustrada en la figura 6B. En donde uno de los bancos detectores direccionales se utiliza para explorar el área 52 de código de barras y el otro de los dos bancos para explorar el área 58 superior. En esta modalidad, el código de barras codifica para la firma obtenida por exploración del área superior en blanco utilizando el método de la invención. En otras palabras, el código de barras se aplicó originalmente en el momento de manufactura de la tarjeta de ID por exploración del área superior en blanco de la tarjeta de acuerdo con el método de la invención y después se imprime el código de barras sobre el área 52 inferior. La tarjeta ID de esta manera se marca con una firma característica de su estructura intrínseca, específicamente la estructura de superficie en el área 58 superior. Se hace notar que el código de barras en si mismo se puede utilizar para Idealización de la exploración en vez de la combinación con marcas de linealización separadas descritas antes. Esto puede ser especialmente útil cuando el lector tiene una unidad con poca linealidad, tal como un impulsor de rodillos de la clase utilizada en cajeros automáticos (ATM), por ejemplo, La tolerancia a unidades con poca lineaiidad permitirá ai iector que se incorpore en muchos dispositivos de lectura de tarjeta tales como los ATM, con una modificación mínima. En realidad, el código de barras o incluso marcas en falso, se pueden imprimir sobre la tarjeta únicamente con el propósito de linealización y no se utilizan para el cifrado de manera alguna. En dicho caso, la verificación se puede realizar utilizando referencia a una base de datos o al tomar datos de otra parte de la tarjeta, por ejemplo al tomar datos de un chip (las denominadas tarjetas inteligentes). Se apreciará que este enfoque básico se puede utilizar para marcar una amplia variedad de artículos con una etiqueta que codifica para la firma propia de ios artículos que se obtienen a partir de sus propiedades físicas intrínsecas, por ejemplo cualquier artículo imprimible, incluye artículos de papel o cartón o artículos de plástico. Dada la naturaleza pública del código de barras u otra etiqueta que sella un protocolo de codificado conocido públicamente, es aconsejable asegurarse de que la firma se ha transformado utilizando un algoritmo de cifrado asimétrico para creación del código de barras, es decir, que se utiliza una función de una vía, tal como de acuerdo al algoritmo bien conocido RSA. Una implementación preferida es para que la etiqueta represente una clave pública en un sistema de cifrado de clave pública/clave privada. Si el sistema se utiliza por muchos clientes diferentes, es aconsejable que cada cliente tenga su propia clave privada, de manera que la descripción de una clave privada únicamente afecte a un cliente. De esta manera, la etiqueta codifica la clave pública y la clave privada se iocaiiza de manera segura con personas autorizadas. De manera alternativa, el cifrado puede ser simétrico. En este caso, la clave se puede mantener de manera segura en una memoria a prueba de uso indebido o tarjetas inteligentes de cripto-procesador sobre los exploradores del documento. Una ventaja percibida adicional del enfoque de marcado es que un usuario sin conocimientos previos puede no tener conocimiento de que se esta llevando a cabo una verificación sin un conocimiento especial. Puede ser natural para el usuario suponer que el aparato lector simplemente es un explorador de código de barras y que es el código de barras lo que se explora. En un ejemplo, para los CD, DVD u otros discos que tengan contenido, la firma se encuentra en el disco y forma parte de una clave de descifrado para los datos en el disco. El reproductor de disco después lee la firma de señal del disco cuando lee los datos. El esquema de marcado puede ser utilizado para permitir que los artículos sean verificados sin acceso a una base de datos únicamente en base en la etiqueta. Este es un enfoque similar conceptualmente al esquema de un billete falso reportado en la técnica anterior [4]. No obstante, también se considera que el esquema de etiquetado puede ser utilizado en combinación con un esquema de verificación de base de datos. Por ejemplo, el código de barras puede codificar una forma de firma condensada de la firma digital y se puede utilizar para permitir una exploración previa rápida antes de la exploración con referencia a una base de datos. Esto puede ser un enfoque muy importante en ia práctica, dado que potenciaimente en algunas aplicaciones de base de datos, el número de registros puede ser muy grande (por ejemplo millones) y las estrategias de búsqueda pueden volverse críticas. Las técnicas de búsqueda intrínsecamente de alta velocidad tales como el uso de corrientes de bitios, se pueden volver importantes. Como una alternativa al código de barras que codifica para una firma condensada, el código de barras (u otra etiqueta) puede codificar para un localizador de registro, es decir, un índice o marca de libro, la cual se puede utilizar para encontrar rápidamente la firma correcta en la base de datos para comparación adicional. Otra variante es que el código de barras (u otra etiqueta) codifica para una firma condensada la cual se puede utilizar para obtener una coincidencia con una confianza razonable pero no elevada si no está disponible una base de datos (por ejemplo temporalmente fuera de línea, o la exploración se realiza en un lugar inusualmente alejado sin acceso a Internet). La misma firma condensada después se puede utilizar para un registro rápido que se localiza dentro de la base de datos principal si la base de datos está disponible, lo que permite que se realice una verificación de mayor confianza. La figura 12 es una vista en planta esquemática de una tarjeta 50 de ID la cual es la denominada una tarjeta inteligente que incorpora un chip 54 que presenta datos. Los datos transportados por el chip 54 incluyen datos que codifican para la firma los cuales codifican para una firma digital que se obtiene a partir de una característica intrínseca de superficie medida de la tarjeta 50 ID que se obtiene a partir dei área 56 de expioración la cual no presente características en este ejemplo, como se indica por las líneas discontinuas, sino que se puede decorar de cualquier manera deseada o puede contener, por ejemplo, una fotografía. La figura 13 es una vista en planta esquemática de un documento 50 de garantía. El área 56 de exploración incluye dos etiquetas de código de barras 52a, 52b, distribuidas una sobre la otra, las cuales codifican para una firma digital que se obtiene a partir de una característica intrínseca de superficie medida, similar a la tarjeta de ID del ejemplo de la figura 11. Los códigos de barras 52a, 52b se distribuyen por encima y por debajo del área 58 de exploración de firma digital para la firma 59 de la persona, como se ilustra de manera esquemática. El área 58 está cubierta por lo menos preferiblemente con una cubierta adhesiva transparente para protección contra uso indebido. Se pueden considerar muchos otros ejemplos comerciales, las figuras 11 a 13 anteriores se proporcionan únicamente a modo de ejemplo.

A partir de la descripción detallada anterior, se comprenderá de que manera un artículo elaborado de material, tal como papel o cartón o plástico se puede identificar al exponer el material a radiación coherente, recolectar un conjunto de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del material y determinar una firma del artículo a partir de un conjunto de puntos de datos. También se comprenderá que el área de exploración es esencialmente arbitraria en términos de su tamaño o ubicación en un artículo. Si se desea, la exploración puede ser una exploración lineal de barrido para cubrir un área bidimensional más grande, por ejemplo. Además, se comprenderá como esto se puede aplicar para identificar un producto por su empacado, un documento o un articulo de una prenda de vestir, al exponer el artículo a radiación coherente, recolectar un conjunto de punto de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del artículo y al determinar una firma del producto a partir del conjunto de puntos de datos. A partir de la descripción anterior del procesamiento numérico, se comprenderá que la degradación de la localización del haz (es decir, una ampliación de la sección transversal en el volumen de lectura debido a un enfoque subóptimo del haz coherente) no será catastrófico para el sistema sino únicamente degradará su funcionamiento al aumentar la probabilidad de coincidencia accidental. El aparato por lo tanto es resistente contra variaciones de aparato que proporcionen una degradación gradual estable en el funcionamiento en vez de un fallo inestable súbito. En cualquier caso, es sencillo de realizar una prueba propia de un lector y de esta manera corregir cualquier problema del equipo, al realizar una autocorrelación de los datos recolectados para determinar el tamaño de rasgo mínimo característico en los datos de respuesta. Una medida de seguridad adicional que se puede aplicar al papel o cartón, por ejemplo, es unir adhesivamente un sello transparente (por ejemplo una cinta adhesiva sobre el área explorada). El adhesivo se selecciona para que sea suficientemente resistente de modo que su separación destruya la estructura de la superficie subyacente io cual es esencial para conservarse con el fin de realizar una exploración de verificación. El mismo enfoque se puede aplicar a la deposición de un polímero transparente o películas plásticas sobre una tarjeta, o su encapsulación con materiales similares. Como se describe en lo anterior, el lector puede estar constituido en un aparato diseñado específicamente para implementar la invención. En otros casos, el lector estará diseñado para agregar componentes auxiliares apropiados a un aparato diseñado principalmente con otra funcionalidad en mente, tal como una máquina fotocopiadora, explorador de documentos, un sistema de administración de documentos, un dispositivo POS, ATM, un lector de tarjeta de abordaje de boletos u otro dispositivo. Muchas otras variaciones de la invención se considerarán por las personas expertas además de las mencionadas específicamente en lo anterior.

Referencias [1] PCT/GB03/03917 - Cowburn [2] GB 2 221 870 A - Ezra, Haré & Pugsley [3] US 6,584,214 - Pappu, Gershenfeld & Smith [4] Kravolec "Plástic tag makes foolproof ID" Technology Research News, 2 de octubre del 2002 [5] R Anderson "Security Engineering: a guide to building dependable distributed systems" Wiley 2001 , páginas 251-252 ISBN 0-471-38922- 6 [6] US 5,521 ,984 [7] US 5,325,167

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un aparato para determinar una firma de un artículo colocado en un volumen de lectura, que comprende: una fuente para generar un haz coherente; un arreglo detector para recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos a partir de señales que se obtienen cuando el haz coherente se dispersa desde partes diferentes del voiumen de lectura, en donde los grupos de puntos de datos diferentes se relacionan con la dispersión desde partes diferentes respectivas del volumen de lectura; y un módulo de adquisición y procesamiento de datos para determinar una firma del artículo a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

2. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada grupo de puntos de datos incluye más de un punto de datos.

3. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque se asegura que los puntos de datos diferentes se relacionan con dispersión de partes diferentes del volumen de lectura, en donde se proporciona un impulsor para provocar que el haz coherente se mueva sobre el volumen de lectura y el haz coherente está dimensionado para tener una sección transversal sustancialmente menor que una proyección del volumen de lectura en un plano normal al haz coherente de manera que el haz coherente muestree partes diferentes del volumen de lectura bajo la acción del impulsor.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende una distribución de enfoque para colocar el haz coherente de enfoque en el volumen de lectura.

5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la distribución de enfoque se configura para llevar el haz coherente a un foco alargado, y en donde el impulsor está configurado para mover el haz coherente sobre el volumen de lectura en una dirección transversal al eje mayor dei foco alargado.

6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque se asegura que los puntos de datos diferentes se relacionan con la dispersión de partes diferentes del volumen de lectura, en donde la distribución detectora incluye una pluralidad de canales detectores distribuidos y configurados para detectar la dispersión desde partes diferentes respectivas del volumen de lectura.

7. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende un alojamiento para alojar por lo menos una parte de la distribución detectora y que tiene una abertura de lectura contra la cual se puede colocar un artículo de manera que se coloque en el volumen de lectura.

8. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque comprende un transportador de artículo para mover un artículo pasando el haz coherente.

9.- El aparato de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado además porque comprende un auxiliar de ubicación física para colocar un artículo de una forma dada en una posición fija en relación al volumen de lectura.

10.- El aparato de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado además porque la distribución detectora consiste de un canal detector único.

11. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la distribución detectora comprende un grupo de elementos detectores distribuidos angularmente y operables para recolectar el grupo de puntos de datos para cada parte diferente del volumen de lectura.

12. - El aparato de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la firma incorpora una contribución desde una comparación entre puntos de datos del mismo grupo.

13. - El aparato d " conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque la comparación involucra una relación recíproca.

14. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la fuente se monta para dirigir el haz coherente sobre un volumen de lectura de manera que incidirá en un artículo con una incidencia casi normal.

15. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la distribución detectora se distribuye en reflexión para detectar radiación de regreso dispersada desde el volumen de lectura.

16. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la adquisición de datos y el módulo de procesamiento es operable para analizar adicionalmente los puntos de datos para identificar un componente de señal que sigue un protocolo de codificación predeterminado y para generar una firma de referencia a partir del mismo.

17. - El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para realizar una comparación para establecer si la firma de referencia coincide con la firma obtenida por lectura de un artículo que se ha colocado en el volumen de lectura.

18. - El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende una base de datos de las firmas registradas previamente, en donde el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para tener acceso a la base de datos y realizar una comparación para establecer si la base de datos contiene una coincidencia con la firma de un artículo que sea colocado en el volumen de lectura.

19. - El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el módulo de adquisición y procesamiento de datos es operable para permitir que la firma se agregue a la base de datos si no se encuentra coincidencia.

20.- El uso del aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 con el fin de llenar una base de datos con firmas por lectura de una sucesión de artículos. 5

21.- El uso del aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 con el fin de verificar la autenticidad de un artículo.

22.- El uso del aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 con el fin de determinar si un artículo ha sido utilizado indebidamente. í o

23.- Un método para identificar un artículo elaborado de papel o cartón, caracterizado porque comprende: exponer el papel o cartón a radiación coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del papel o cartón, cada grupo corresponde a una región diferente respectiva del 15 artículo; y determinar una firma del artículo a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

24.- Un método para identificar un artículo elaborado de plástico, caracterizado porque comprende: exponer el plástico a radiación coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos que miden la 20 dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del plástico, cada grupo corresponde a una región diferente respectiva del artículo; y determinar una firma del artículo a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

25. - Un método para identificar un producto por su empaque, caracterizado porque comprende: exponer el empaque del producto a radiación coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del empaque, cada grupo corresponde a una región diferente respectiva del empaque; y determinar una firma del producto a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

26. - Un método para identificar un documento, caracterizado porque comprende: exponer ei documento a radiación coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca del documento, cada grupo corresponde a una región diferente respectiva del documento; y determinar una firma del documento a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

27. - Un método para identificar un artículo de prenda de vestir o calzado por una etiqueta asegurada al mismo, caracterizado porque comprende: exponer la etiqueta a radiación coherente; recolectar un conjunto que comprende grupos de puntos de datos que miden la dispersión de la radiación coherente a partir de la estructura intrínseca de la etiqueta, cada grupo corresponde a una región diferente respectiva de la etiqueta; y determinar una firma de la etiqueta a partir del conjunto de grupos de puntos de datos.

28. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 27, caracterizado además porque cada grupo comprende más de un punto de datos.

29. - Un método de etiquetado de un artículo con una firma característica de su estructura intrínseca, caracterizado porque comprende: obtener la firma al aplicar el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28; y marcar el artículo con una etiqueta que codifica la firma de acuerdo con el protocolo de codificación legible en máquina.

30. - El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque la firma es codificada en una etiqueta que utiliza un algoritmo de cifrado asimétrico.

31. - El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la etiqueta representa una clave pública en un sistema de cifrado de clave pública/clave privada.

32. - El método de conformidad con la reivindicación 29, 30 ó 31 , caracterizado porque la etiqueta es una etiqueta de tinta aplicada con un procedimiento de impresión.

33.- Un artículo marcado de acuerdo con el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 32.