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DE102016111348A1 - DOCUMENTS READER - Google Patents

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DE102016111348A1
DE102016111348A1 DE102016111348.4A DE102016111348A DE102016111348A1 DE 102016111348 A1 DE102016111348 A1 DE 102016111348A1 DE 102016111348 A DE102016111348 A DE 102016111348A DE 102016111348 A1 DE102016111348 A1 DE 102016111348A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
spectrum
document
authentication
authentication document
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016111348.4A
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German (de)
Inventor
Manfred Paeschke
Andreas Wilke
Ilya Komarov
Rebekka Siegmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
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Priority to EP17172437.0A priority patent/EP3261065B1/en
Publication of DE102016111348A1 publication Critical patent/DE102016111348A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205Testing spectral properties
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dokumentenlesegerät (100) für ein Authentifikationsdokument (101), wobei das Authentifikationsdokument (101) eine Trägerschicht (103) und eine auf der Trägerschicht (103) angeordnete Molekularschicht (105) aufweist, wobei das Authentifikationsdokument (101) ferner ausgebildet ist, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht (105) in einen Anregungszustand versetzt. Das Dokumentenlesegerät (100) umfasst eine Kommunikationsschnittstelle (107), welche mit dem Authentifikationsdokument (101) elektrisch verbindbar und ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument (101) mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes zu beaufschlagen, eine Beleuchtungsvorrichtung (109), welche ausgebildet ist, die Molekularschicht (105) des Authentifikationsdokumentes (101) mit Beleuchtungslicht (111-1) zu durchleuchten, wobei das Beleuchtungslicht (111-1) ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht (111-1) an der Trägerschicht (103) reflektierbar ist, einen Lichtsensor (113), welcher ausgebildet ist, das an der Trägerschicht (103) reflektierte Beleuchtungslicht (111-2) zu erfassen, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht (111-2) ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet, und einen Prozessor (115), welcher ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument (101) auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum zu authentifizieren.The invention relates to a document reader (100) for an authentication document (101), wherein the authentication document (101) has a carrier layer (103) and a molecular layer (105) arranged on the carrier layer (103), wherein the authentication document (101) is further formed to generate a stimulation field in response to an electrical voltage which places the molecular layer (105) in an excited state. The document reader (100) comprises a communication interface (107) which is electrically connectable to the authentication document (101) and designed to apply the voltage to the authentication document (101) to generate the stimulation field, a lighting device (109) which is formed to illuminate the molecular layer (105) of the authentication document (101) with illumination light (111-1), wherein the illumination light (111-1) has a first light spectrum, wherein the illumination light (111-1) is reflectable on the carrier layer (103) a light sensor (113) which is designed to detect the illumination light (111-2) reflected on the carrier layer (103), the reflected illumination light (111-2) having a second light spectrum which differs from the first light spectrum, and a processor (115) configured to set the authentication document (101) based on a To authenticate comparison of the first light spectrum with the second light spectrum.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dokumentenlesegerät für ein Authentifikationsdokument und ein Verfahren zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments.The present invention relates to a document reader for an authentication document and a method for authenticating an authentication document.

Ein Dokument wie ein Identifikationsdokument oder eine Banknote weist meist eine Vielzahl an Sicherheitsmerkmalen auf, welche die Authentizität des Dokuments beweisen und eine Fälschung des Dokuments erschweren sollen. Die Sicherheitsmerkmale weisen dabei meist charakteristische Eigenschaften auf, welche bei einer Authentifizierung des Dokuments überprüft werden können. Die Sicherheitsmerkmale können ferner elektronische Schaltkreise umfassen, welche bei der Authentifizierung des Dokuments ausgelesen werden.A document such as an identification document or a banknote usually has a multiplicity of security features which prove the authenticity of the document and make it difficult to falsify the document. The security features usually have characteristic properties that can be checked during authentication of the document. The security features may further include electronic circuitry that is read out upon authentication of the document.

Bei gängigen Authentifizierungsverfahren erfolgt ein Datenaustausch zwischen einem Dokumentenlesegerät und dem Dokument meist über kontaktlose, digitale Kommunikationsprotokolle. Dabei können digitale Verschlüsselungsverfahren wie das Transport-Layer-Security Protokoll und/oder das RSA-Kryptosystem zum Authentifizieren des Dokuments bzw. zum digitalen Signieren mit dem Dokument eingesetzt werden. Diese digitalen Verschlüsselungsprotokolle können jedoch von besonders leistungsstarken Computersystemen, beispielsweise Quantencomputern, entschlüsselt werden. Ferner wird zum Durchführen der Authentifizierungsverfahren ein Prozessor, beispielsweise in Form eines Computerchips, in dem Dokument benötigt, wodurch die Herstellungskosten des Dokuments zusätzlich erhöht werden.In common authentication methods, data exchange between a document reader and the document usually takes place via contactless, digital communication protocols. In this case, digital encryption methods such as the transport layer security protocol and / or the RSA cryptosystem can be used to authenticate the document or to digitally sign the document. However, these digital encryption protocols can be decrypted by very powerful computer systems, such as quantum computers. Furthermore, in order to carry out the authentication methods, a processor, for example in the form of a computer chip, is required in the document, which additionally increases the manufacturing costs of the document.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments zu schaffen, welches insbesondere keinen Prozessor bzw. Mikrochip in dem Authentifikationsdokument voraussetzt.It is therefore the object of the present invention to provide an efficient concept for authenticating an authentication document, which in particular does not require a processor or microchip in the authentication document.

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by articles having the features according to the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the figures, the description and the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Dokumentenlesegerät für ein Authentifikationsdokument, wobei das Authentifikationsdokument eine Trägerschicht und eine auf der Trägerschicht angeordnete Molekularschicht aufweist, wobei das Authentifikationsdokument ferner ausgebildet ist, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht in einen Anregungszustand versetzt, mit einer Kommunikationsschnittstelle, welche mit dem Authentifikationsdokument elektrisch verbindbar und ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes zu beaufschlagen, einer Beleuchtungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, die Molekularschicht des Authentifikationsdokumentes mit Beleuchtungslicht zu durchleuchten, wobei das Beleuchtungslicht ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht an der Trägerschicht reflektierbar ist, einem Lichtsensor, welcher ausgebildet ist, das an der Trägerschicht reflektierte Beleuchtungslicht zu erfassen, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet, und einem Prozessor, welcher ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum zu authentifizieren. Dabei ist der Prozessor ausgelegt, auf analoger und/oder digitaler und/oder optischen Basis zu arbeiten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis einer spektralen Veränderung des Beleuchtungslichts bei durchleuchten der Molekularschicht authentifiziert werden kann. Diese spektrale Veränderung hängt insbesondere von dem Aufbau der Molekularschicht und von der beaufschlagten elektrischen Spannung ab und ist deshalb besonders fälschungssicher.According to a first aspect, the invention relates to a document reading device for an authentication document, wherein the authentication document comprises a carrier layer and a molecular layer arranged on the carrier layer, wherein the authentication document is further configured to generate a stimulation field in response to an electrical voltage which places the molecular layer in an excited state offset, with a communication interface, which is electrically connected to the authentication document and configured to apply the voltage to generate the stimulation field to the authentication document, a lighting device which is adapted to illuminate the molecular layer of the authentication document with illumination light, wherein the illumination light is a first Light spectrum has, wherein the illumination light is reflected on the support layer, a light sensor, which is formed detecting the illumination light reflected at the carrier layer, the reflected illumination light having a second spectrum of light different from the first spectrum of light, and a processor configured to authenticate the authentication document based on a comparison of the first spectrum of light with the second spectrum of light , The processor is designed to work on analog and / or digital and / or optical basis. This achieves the advantage that the authentication document can be efficiently authenticated on the basis of a spectral change of the illumination light when the molecular layer is illuminated. This spectral change depends in particular on the structure of the molecular layer and on the applied electrical voltage and is therefore particularly tamper-proof.

Durch die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments wird das Authentifikationsdokument authentifiziert. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments kann eine Identifizierung des Authentifikationsdokuments und/oder eine Verifizierung der Identität des Authentifikationsdokuments umfassen. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments kann im Rahmen eines Signaturvorganges erfolgen, wobei der Signaturersteller mittels der Authentifizierung identifiziert werden kann.Authentication of the authentication document authenticates the authentication document. The authentication of the authentication document may include an identification of the authentication document and / or a verification of the identity of the authentication document. The authentication of the authentication document can be carried out as part of a signature process, wherein the signature creator can be identified by means of the authentication.

Das Authentifikationsdokument kann eine ID-Karte oder eine Smartcard, sein. Das Authentifikationsdokument kann ferner eines der folgenden Identifikationsdokumente sein: Identitätsdokument, wie Personalausweis, Reisepass, Zugangskontrollausweis, Berechtigungsausweis, Unternehmensausweis, Steuerzeichen oder Ticket, Geburtsurkunde, Führerschein oder Kraftfahrzeugausweis, Zahlungsmittel, beispielsweise eine Bankkarte oder Kreditkarte. Das Authentifikationsdokument kann ferner einen elektronisch auslesbaren Schaltkreis, beispielsweise einen RFID-Chip umfassen. Das Authentifikationsdokument kann ein- oder mehrlagig bzw. papier- und/oder kunststoffbasiert sein. Das Authentifikationsdokument kann aus kunststoffbasierten Folien aufgebaut sein, welche zu einem Kartenkörper mittels Verkleben und/oder Laminieren zusammengefügt werden, wobei die Folien bevorzugt ähnliche stoffliche Eigenschaften aufweisen.The authentication document may be an ID card or a smart card. The authentication document can also be one of the following identification documents: Identity document, such as identity card, passport, access control card, authorization card, company card, tax stamp or ticket, birth certificate, driver's license or vehicle pass, means of payment, for example a bank card or credit card. The authentication document may further comprise an electronically readable circuit, for example an RFID chip. The authentication document can be single-layered or multi-layered or paper and / or plastic-based. The authentication document can be constructed from plastic-based films which are joined together to form a card body by means of gluing and / or lamination, the films preferably having similar material properties.

Die Molekularschicht des Authentifikationsdokuments kann ein Sicherheitsmerkmal des Authentifikationsdokuments umfassen oder bilden. Die Molekularschicht kann ferner eine physikalisch unklonbare Funktion (physical unclonable function, PUF) bilden. Die Molekularschicht kann auf oder an dem Authentifikationsdokument angeordnet sein, und kann zur Authentifizierung des Authentifikationsdokuments, beispielsweise zum Verifizieren der Echtheit des Authentifikationsdokuments, eingesetzt werden. The molecular layer of the authentication document may include or form a security feature of the authentication document. The molecular layer may further form a physically unclonable function (PUF). The molecular layer can be arranged on or at the authentication document, and can be used to authenticate the authentication document, for example to verify the authenticity of the authentication document.

Die Molekularschicht des Authentifikationsdokuments kann eine Mehrzahl von orientierten Molekülen oder Polymerketten aufweisen, welche auf der Trägerschicht angeordnet sein können und chemisch oder physikalisch mit der Trägerschicht gebunden sein können. Die orientierten Moleküle und/oder Polymerketten können mit jeweils einem Ende mit der Trägerschicht verankert sein. Die orientierten Moleküle und/oder Polymerketten können zufällig auf der Trägerschicht angeordnet sein.The molecular layer of the authentication document may comprise a plurality of oriented molecules or polymer chains which may be disposed on the carrier layer and may be chemically or physically bound to the carrier layer. The oriented molecules and / or polymer chains can be anchored with one end to the carrier layer. The oriented molecules and / or polymer chains can be randomly arranged on the carrier layer.

Die Polymerketten oder orientierten Moleküle können ansprechend auf das Stimulationsfeld aus einer Ruhelage auslenkbar sein. Das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts kann durch die Auslenkung der Polymerketten oder orientierten Moleküle festgelegt sein, oder auf eine charakteristische Art und Weise beeinflusst sein. Beispielsweise weisen die ausgelenkten orientierten Moleküle oder Polymerketten ein charakteristisches Absorptionsspektrum auf, welches von der Auslenkung und somit von dem Stimulationsfeld bzw. der beaufschlagten elektrischen Spannung abhängt. Bei Durchleuchten der Molekularschicht, insbesondere zweifachem Durchleuchten der Molekularschicht, kann das erste Lichtspektrum des Beleuchtungslichts aufgrund der charakteristischen Absorption in der angeregten Molekularschicht in das zweite Lichtspektrum umgewandelt werden.The polymer chains or oriented molecules may be deflectable from a rest position in response to the stimulation field. The second light spectrum of the reflected illumination light may be determined by the deflection of the polymer chains or oriented molecules, or influenced in a characteristic manner. For example, the deflected oriented molecules or polymer chains have a characteristic absorption spectrum, which depends on the deflection and thus on the stimulation field or the applied electrical voltage. When the molecular layer is illuminated, in particular twice the molecular layer, the first light spectrum of the illumination light can be converted into the second light spectrum due to the characteristic absorption in the excited molecular layer.

Dabei kann das Absorptionsspektrum der Molekularschicht in dem Anregungszustand von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, insbesondere der Art der Moleküle oder Polymerketten, der Länge der Moleküle oder Polymerketten und der Dichte bzw. der Verteilung der Mehrzahl von Molekülen oder Polymerketten auf der Trägerschicht. Aufgrund der großen Zahl von Molekülen oder Polymerketten auf der Trägerschicht kann sich daraus ein einzigartiges und schwer zu kopierendes Absorptionsspektrum ergeben, welches eine charakteristische Eigenschaft der Molekularschicht darstellt.In this case, the absorption spectrum of the molecular layer in the excited state can depend on a multiplicity of factors, in particular the type of molecules or polymer chains, the length of the molecules or polymer chains and the density or distribution of the plurality of molecules or polymer chains on the carrier layer. Due to the large number of molecules or polymer chains on the support layer, this can result in a unique and difficult to copy absorption spectrum, which is a characteristic property of the molecular layer.

Das Stimulationsfeld kann ein elektrisches Stimulationsfeld, ein elektrostatisches Stimulationsfeld, ein magnetisches Stimulationsfeld oder ein elektromagnetisches Stimulationsfeld sein. Die Anregung der Molekularschicht mit dem Stimulationsfeld kann eine rein elektrische Anregung, eine rein magnetische Anregung und/oder eine Kombination aus beiden Anregungen umfassen. Das Stimulationsfeld kann durch das Anlegen der elektrischen Spannung an zwei Elektroden erzeugt werden. Die Elektroden können auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Molekularschicht angeordnet sein. Alternativ kann die Trägerschicht als eine der zwei Elektroden ausgebildet sein. Die zweite Elektrode kann neben der Molekularschicht angeordnet sein. Ferner kann die Trägerschicht auch beide Elektroden umfassen.The stimulation field may be an electrical stimulation field, an electrostatic stimulation field, a magnetic stimulation field, or an electromagnetic stimulation field. The excitation of the molecular layer with the stimulation field may comprise a purely electrical excitation, a purely magnetic excitation and / or a combination of both excitations. The stimulation field can be generated by applying the voltage to two electrodes. The electrodes may be disposed on two opposite sides of the molecular layer. Alternatively, the carrier layer may be formed as one of the two electrodes. The second electrode may be disposed adjacent to the molecular layer. Furthermore, the carrier layer may also comprise both electrodes.

Die Trägerschicht des Authentifikationsdokuments kann eine Metallschicht, insbesondere eine Gold- oder Silberschicht, eine leitende Oxidschicht, eine dielektrische Schicht, eine Kunststoffschicht, insbesondere eine Polycarbonat-Schicht, oder eine Halbleiterschicht sein.The carrier layer of the authentication document may be a metal layer, in particular a gold or silver layer, a conductive oxide layer, a dielectric layer, a plastic layer, in particular a polycarbonate layer, or a semiconductor layer.

Die Kommunikationsschnittstelle des Dokumentenlesegeräts kann eine Spannungsquelle, insbesondere eine Gleich- oder eine Wechselspannungsquelle, zum Erzeugen der elektrischen Spannung umfassen. Die elektrische Spannung kann einen Spannungswert, insbesondere eine Spannungsamplitude, aufweisen. Die Spannungsquelle kann mit dem Authentifikationsdokument, insbesondere mit Elektroden des Authentifikationsdokuments, elektrisch verbindbar sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann ferner eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine WLAN-Schnittstelle, oder einen RFID-Leser umfassen. The communication interface of the document reader may include a voltage source, in particular a DC or an AC voltage source, for generating the electrical voltage. The electrical voltage may have a voltage value, in particular a voltage amplitude. The voltage source can be electrically connectable to the authentication document, in particular to electrodes of the authentication document. The communication interface may further comprise a wireless interface, in particular a Bluetooth interface or a WLAN interface, or an RFID reader.

Der Prozessor kann als Mikroprozessor in dem Dokumentenlesegerät ausgebildet sein. Der Prozessor kann ferner in ein Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise einen Computer oder einen Laptop, integriert sein, welches an das Dokumentenlesegerät angeschlossen ist. Dabei ist der Prozessor ausgelegt, auf analoger und/oder digitaler und/oder optischen Basis zu arbeiten.The processor may be implemented as a microprocessor in the document reader. The processor may also be integrated into a data processing device, such as a computer or a laptop, which is connected to the document reader. The processor is designed to work on analog and / or digital and / or optical basis.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozessor einen Zufallsgenerator, welcher ausgebildet ist, die elektrische Spannung oder einen Spannungswert der elektrischen Spannung auf Zufallsbasis zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts besonders schwer nachzubilden bzw. zu fälschen ist.In one embodiment, the processor includes a random generator configured to generate the voltage or a voltage value of the voltage at random. As a result, the advantage is achieved that the second light spectrum of the reflected illumination light is particularly difficult to reproduce or to falsify.

Der Prozessor kann ausgebildet sein, die Kommunikationsschnittstelle mit der erzeugten elektrischen Spannung, insbesondere mit einem Spannungswert der erzeugten elektrischen Spannung, zum Beaufschlagen des Authentifikationsdokuments anzusteuern.The processor can be designed to control the communication interface with the generated electrical voltage, in particular with a voltage value of the generated electrical voltage, for acting on the authentication document.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, auf der Basis des Vergleichs des ersten Lichtspektrums und des zweiten Lichtspektrums ein Absorptionsspektrum der Molekularschicht zu ermitteln, wobei der Prozessor ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument auf der Basis des Absorptionsspektrums zu authentifizieren. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis des charakteristischen Absorptionsspektrums der Molekularschicht authentifiziert werden kann. Das Absorptionsspektrum kann dabei von der Molekularschicht und der beaufschlagten, insbesondere zufälligen, elektrischen Spannung abhängen und kann eine physikalisch unklonbare Funktion bilden. In one embodiment, the processor is configured to determine an absorption spectrum of the molecular layer based on the comparison of the first light spectrum and the second light spectrum, wherein the processor is configured to authenticate the authentication document based on the absorption spectrum. This provides the advantage that the authentication document can be efficiently authenticated based on the characteristic absorption spectrum of the molecular layer. The absorption spectrum can depend on the molecular layer and the applied, in particular random, electrical voltage and can form a physically unclonable function.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts und des ermittelten Absorptionsspektrums ein Erwartungsspektrum zu berechnen, wobei der Prozessor ausgebildet ist, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts mit dem Erwartungsspektrum zu vergleichen und das Authentifikationsdokument zu authentifizieren, falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis des erfassten Absorptionsspektrums der Molekularschicht authentifiziert werden kann.According to one embodiment, the processor is configured to calculate an expected spectrum based on the first light spectrum of the illumination light and the determined absorption spectrum, wherein the processor is configured to compare the second light spectrum of the reflected illumination light with the expected spectrum and to authenticate the authentication document, if that second light spectrum corresponds to the expected spectrum. This provides the advantage that the authentication document can be authenticated efficiently based on the detected absorption spectrum of the molecular layer.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung zumindest eine Lichtquelle, insbesondere eine LED und/oder eine Laserdiode. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente Beleuchtung der Molekularschicht erfolgen kann. Die Lichtquellen können in einem Array, beispielsweise einem LED-Array, angeordnet und ausgebildet sein, die Molekularschicht des Authentifikationsdokuments möglichst gleichmäßig zu beleuchten.According to one embodiment, the illumination device comprises at least one light source, in particular an LED and / or a laser diode. This achieves the advantage that efficient illumination of the molecular layer can take place. The light sources can be arranged in an array, for example an LED array, and designed to illuminate the molecular layer of the authentication document as evenly as possible.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet, das Beleuchtungslicht in einem Weißlicht-Wellenlängenbereich, einem Infrarot-Wellenlängenbereich oder einem Ultraviolett-Wellenlängenbereich zu erzeugen. Das erste Lichtspektrum kann durch den Wellenlängenbereich des Beleuchtungslichts festgelegt sein.According to one embodiment, the illumination device is designed to generate the illumination light in a white light wavelength range, an infrared wavelength range or an ultraviolet wavelength range. The first light spectrum may be defined by the wavelength range of the illumination light.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Lichtsensor zumindest eine Fotodiode oder eine Fotodioden-Schicht oder eine Transistorschicht auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das reflektierte Beleuchtungslicht effizient erfasst werden kann.According to one embodiment, the light sensor has at least one photodiode or a photodiode layer or a transistor layer. Thereby, the advantage is achieved that the reflected illumination light can be detected efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Lichtsensor eine Spektrometervorrichtung, welche ausgebildet ist, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts zu erfassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das zweite Lichtspektrum effizient erfasst werden kann. Die Spektrometervorrichtung kann zumindest eine Fotodiode umfassen.According to one embodiment, the light sensor comprises a spectrometer device, which is designed to detect the second light spectrum of the reflected illumination light. This achieves the advantage that the second light spectrum can be detected efficiently. The spectrometer device may comprise at least one photodiode.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Spektrometervorrichtung ein Prismen-Spektrometer, ein Gitterspektrometer, ein Fourier-Transform-Spektrometer oder ein Laser-Spektrometer. Die Spektrometervorrichtung kann als Mikrospektrometer ausgebildet und in das Dokumentenlesegerät integriert sein.According to one embodiment, the spectrometer device comprises a prism spectrometer, a grating spectrometer, a Fourier transform spectrometer or a laser spectrometer. The spectrometer device can be designed as a microspectrometer and integrated into the document reader.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Kommunikationsschnittstelle eine Spannungsquelle, insbesondere eine Gleichspannungsquelle oder eine Wechselspannungsquelle, zum Erzeugen der elektrischen Spannung. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die elektrische Spannung effizient als Gleichspannung oder als Wechselspannung erzeugt werden kann.According to one embodiment, the communication interface comprises a voltage source, in particular a DC voltage source or an AC voltage source, for generating the electrical voltage. As a result, the advantage is achieved that the electrical voltage can be efficiently generated as a DC voltage or as an AC voltage.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, ein Authentifizierungsanfragesignal zu empfangen, wobei die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, die Beleuchtungsvorrichtung ansprechend auf das Empfangen des Authentifizierungsanfragesignals zum Aussenden des Beleuchtungslichts anzusteuern. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments durch das Dokumentenlesegerät effizient initialisiert werden kann. Das Authentifizierungsanfragesignal kann von dem Authentifikationsdokument selbst ausgesendet werden.According to one embodiment, the communication interface is configured to receive an authentication request signal, wherein the communication interface is configured to control the illumination device in response to receiving the authentication request signal for emitting the illumination light. This provides the advantage that authentication of the authentication document by the document reader can be efficiently initialized. The authentication request signal may be sent out from the authentication document itself.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Dokumentenlesegerät eine Anzeige, insbesondere ein Display, wobei die Anzeige ausgebildet ist, eine erfolgreiche oder eine fehlgeschlagene Authentifizierung des Authentifikationsdokuments anzuzeigen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine erfolgreiche oder fehlgeschlagene Authentifizierung effizient angezeigt werden kann. Die Anzeige kann ein Touch-Display sein, welche zusätzlich zum Bedienen des Dokumentenlesegeräts, beispielsweise zum Initialisieren eines Authentifizierungsvorgangs, genutzt werden kann.According to one embodiment, the document reading device comprises a display, in particular a display, wherein the display is designed to indicate a successful or a failed authentication of the authentication document. This provides the advantage that a successful or failed authentication can be displayed efficiently. The display may be a touch display, which in addition to operating the document reader, for example, to initialize an authentication process, can be used.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments, wobei das Authentifikationsdokument eine Trägerschicht und eine auf der Trägerschicht angeordnete Molekularschicht aufweist, wobei das Authentifikationsdokument ferner ausgebildet ist, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht in einen Anregungszustand versetzt, mit Beaufschlagen des Authentifikationsdokuments mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes, Durchleuchten der Molekularschicht mit Beleuchtungslicht, wobei das Beleuchtungslicht ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht an der Trägerschicht reflektierbar ist, Erfassen des an der Trägerschicht reflektierten Beleuchtungslichts, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet, und Authentifizieren des Authentifikationsdokuments auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum. According to a second aspect, the invention relates to a method for authenticating an authentication document, wherein the authentication document has a carrier layer and a molecular layer arranged on the carrier layer, wherein the authentication document is further configured to generate a stimulation field in response to an electrical voltage Excited state, with applying the authentication document with the electrical voltage to generate the stimulation field, irradiating the molecular layer with illumination light, wherein the Illumination light has a first light spectrum, wherein the illumination light is reflectable on the carrier layer, detecting the illumination light reflected on the carrier layer, the reflected illumination light having a second light spectrum different from the first light spectrum, and authenticating the authentication document based on a comparison of first light spectrum with the second light spectrum.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis einer spektralen Veränderung des Beleuchtungslichts beim Durchleuchten der Molekularschicht authentifiziert werden kann. Diese spektrale Veränderung hängt insbesondere von dem Aufbau der Molekularschicht und von der beaufschlagten elektrischen Spannung ab und ist deshalb besonders fälschungssicher.This achieves the advantage that the authentication document can be authenticated efficiently based on a spectral change of the illumination light when the molecular layer is illuminated. This spectral change depends in particular on the structure of the molecular layer and on the applied electrical voltage and is therefore particularly tamper-proof.

Das Verfahren kann mittels des erfindungsgemäßen Dokumentenlesegeräts durchgeführt werden. Weitere Merkmale des Verfahrens ergeben sich unmittelbar aus der Funktionalität des erfindungsgemäßen Dokumentenlesegeräts.The method can be carried out by means of the document reader according to the invention. Further features of the method emerge directly from the functionality of the document reader according to the invention.

Durch die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments wird das Authentifikationsdokument authentifiziert. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments kann eine Identifizierung des Authentifikationsdokuments und/oder eine Verifizierung der Identität des Authentifikationsdokuments umfassen. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments kann im Rahmen eines Signaturvorganges erfolgen, wobei der Signaturersteller mittels der Authentifizierung identifiziert werden kann.Authentication of the authentication document authenticates the authentication document. The authentication of the authentication document may include an identification of the authentication document and / or a verification of the identity of the authentication document. The authentication of the authentication document can be carried out as part of a signature process, wherein the signature creator can be identified by means of the authentication.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verfahrensschritt des Authentifizierens des Authentifikationsdokuments auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum die folgenden weiteren Verfahrensschritte: Ermitteln eines Absorptionsspektrums der Molekularschicht auf der Basis des Vergleichs des ersten Lichtspektrums und des zweiten Lichtspektrums, und Authentifizierenes des Authentifikationsdokuments auf der Basis des Absorptionsspektrums. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis des charakteristischen Absorptionsspektrums der Molekularschicht authentifiziert werden kann. Das Absorptionsspektrum kann dabei von der Molekularschicht und der beaufschlagten, insbesondere zufälligen, elektrischen Spannung abhängen und kann eine physikalisch unklonbare Funktion bilden.According to one embodiment, the method step of authenticating the authentication document based on a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum comprises the following further method steps: determining an absorption spectrum of the molecular layer based on the comparison of the first light spectrum and the second light spectrum, and authenticating the authentication document the basis of the absorption spectrum. This provides the advantage that the authentication document can be efficiently authenticated based on the characteristic absorption spectrum of the molecular layer. The absorption spectrum can depend on the molecular layer and the applied, in particular random, electrical voltage and can form a physically unclonable function.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verfahrensschritt des Authentifizierenes des Authentifikationsdokuments auf der Basis des Absorptionsspektrums die folgenden weiteren Verfahrensschritte: Berechnen eines Erwartungsspektrums auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts und des ermittelten Absorptionsspektrums, Vergleichen des zweiten Lichtspektrums des reflektierten Beleuchtungslichts mit dem Erwartungsspektrum, und Authentifizieren des Authentifikationsdokuments, falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Authentifikationsdokument effizient auf der Basis des erfassten Absorptionsspektrums der Molekularschicht authentifiziert werden kann.According to one embodiment, the step of authenticating the authentication document based on the absorption spectrum comprises the following further method steps: calculating an expected spectrum on the basis of the first light spectrum of the illumination light and the determined absorption spectrum, comparing the second light spectrum of the reflected illumination light with the expected spectrum, and authenticating the Authentication document, if the second light spectrum corresponds to the expected spectrum. This provides the advantage that the authentication document can be authenticated efficiently based on the detected absorption spectrum of the molecular layer.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.According to a third aspect, the invention relates to a computer program with a program code for carrying out the method according to the second aspect of the invention.

Die Erfindung kann in Software und/oder Hardware realisiert werden.The invention can be implemented in software and / or hardware.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Dokumentenlesegeräts für ein Authentifikationsdokument; 1 a schematic representation of a document reader for an authentication document;

2a eine schematische Darstellung einer Molekularschicht, welche durch eine Vielzahl von auslenkbaren Molekülen gebildet ist, im Ruhezustand; 2a a schematic representation of a molecular layer, which is formed by a plurality of deflectable molecules, in the resting state;

2b eine schematische Darstellung der Molekularschicht aus 2a nach Anlegen eines Stimulationsfeldes; 2 B a schematic representation of the molecular layer 2a after applying a stimulation field;

3 ein Flussidagramm eines Verfahrens zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments; und 3 a flow chart of a method for authenticating an authentication document; and

4 ein Flussidagramm eines Verfahrens zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments. 4 a Flussidagramm of a method for authenticating an authentication document.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Dokumentenlesegeräts 100 für ein Authentifikationsdokument 101 gemäß einer Ausführungsform. 1 shows a schematic representation of a document reader 100 for an authentication document 101 according to one embodiment.

Das Authentifikationsdokument 101 weist eine Trägerschicht 103 und eine auf der Trägerschicht 103 angeordnete Molekularschicht 105 auf. Das Authentifikationsdokument 101 ist ferner ausgebildet, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht 105 in einen Anregungszustand versetzt.The authentication document 101 has a carrier layer 103 and one on the carrier layer 103 arranged molecular layer 105 on. The authentication document 101 is further configured to generate, in response to an electrical voltage, a stimulation field comprising the molecular layer 105 put into an excited state.

Das Dokumentenlesegerät 100 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 107, welche mit dem Authentifikationsdokument 101 elektrisch verbindbar und ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument 101 mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes zu beaufschlagen, eine Beleuchtungsvorrichtung 109, welche ausgebildet ist, die Molekularschicht 105 des Authentifikationsdokumentes 101 mit Beleuchtungslicht 111-1 zu durchleuchten, wobei das Beleuchtungslicht 111-1 ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht 111-1 an der Trägerschicht 103 reflektierbar ist, einen Lichtsensor 113, welcher ausgebildet ist, das an der Trägerschicht 103 reflektierte Beleuchtungslicht 111-2 zu erfassen, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht 111-2 ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet, und einen Prozessor 115, welcher ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument 101 auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum zu authentifizieren. The document reader 100 includes a communication interface 107 , which with the authentication document 101 electrically connectable and configured, the authentication document 101 to apply the electrical voltage for generating the stimulation field, a lighting device 109 which is formed, the molecular layer 105 of the authentication document 101 with illumination light 111-1 to illuminate, with the illumination light 111-1 a first light spectrum, wherein the illumination light 111-1 on the carrier layer 103 is reflective, a light sensor 113 , which is formed on the support layer 103 reflected illumination light 111-2 capture, wherein the reflected illumination light 111-2 has a second light spectrum different from the first light spectrum, and a processor 115 , which is formed, the authentication document 101 on the basis of a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum to authenticate.

Durch die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 wird das Authentifikationsdokument 101 authentifiziert. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 kann eine Identifizierung des Authentifikationsdokuments 101 und/oder eine Verifizierung der Identität des Authentifikationsdokuments 101 umfassen. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 kann im Rahmen eines Signaturvorganges erfolgen, wobei der Signaturersteller mittels der Authentifizierung identifiziert werden kann.By authenticating the authentication document 101 becomes the authentication document 101 authenticated. The authentication of the authentication document 101 may be an identification of the authentication document 101 and / or a verification of the identity of the authentication document 101 include. The authentication of the authentication document 101 can be done in the context of a signature process, the signature creator can be identified by means of authentication.

Das Authentifikationsdokument 101 kann eine ID-Karte oder eine Smartcard, sein. Das Authentifikationsdokument 101 kann ferner eines der folgenden Identifikationsdokumente sein: Identitätsdokument, wie Personalausweis, Reisepass, Zugangskontrollausweis, Berechtigungsausweis, Unternehmensausweis, Steuerzeichen oder Ticket, Geburtsurkunde, Führerschein oder Kraftfahrzeugausweis, Zahlungsmittel, beispielsweise eine Bankkarte oder Kreditkarte. Das Authentifikationsdokument 101 kann ferner einen elektronisch auslesbaren Schaltkreis, beispielsweise einen RFID-Chip umfassen. Das Authentifikationsdokument 101 kann ein- oder mehrlagig bzw. papier- und/oder kunststoffbasiert sein. Das Authentifikationsdokument 101 kann aus kunststoffbasierten Folien aufgebaut sein, welche zu einem Kartenkörper mittels Verkleben und/oder Laminieren zusammengefügt werden, wobei die Folien bevorzugt ähnliche stoffliche Eigenschaften aufweisen.The authentication document 101 can be an ID card or a smart card. The authentication document 101 may also be one of the following identification documents: Identity document, such as identity card, passport, access control card, authorization card, company card, tax stamp or ticket, birth certificate, driver's license or vehicle pass, means of payment, such as a bank card or credit card. The authentication document 101 may further comprise an electronically readable circuit, such as an RFID chip. The authentication document 101 can be single-layer or multi-layered or paper and / or plastic-based. The authentication document 101 can be constructed of plastic-based films, which are joined together to form a card body by means of gluing and / or lamination, wherein the films preferably have similar material properties.

Die Molekularschicht 105 des Authentifikationsdokuments 101 kann ein Sicherheitsmerkmal des Authentifikationsdokuments 101 umfassen oder bilden. Die Molekularschicht 105 kann ferner eine physikalisch unklonbare Funktion (physical unclonable function, PUF) bilden. Die Molekularschicht 105 kann auf oder an dem Authentifikationsdokument 101 angeordnet sein, und kann zur Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101, beispielsweise zum Verifizieren der Echtheit des Authentifikationsdokuments 101, eingesetzt werden. The molecular layer 105 of the authentication document 101 can be a security feature of the authentication document 101 include or form. The molecular layer 105 may also form a physically unclonable function (PUF). The molecular layer 105 can be on or at the authentication document 101 can be arranged, and can be used to authenticate the authentication document 101 For example, to verify the authenticity of the authentication document 101 , are used.

Die Molekularschicht 105 des Authentifikationsdokuments 101 kann eine Mehrzahl von orientierten Molekülen oder Polymerketten aufweisen, welche auf der Trägerschicht 103 angeordnet sein können und chemisch oder physikalisch mit der Trägerschicht 103 gebunden sein können. Die orienteierten Moleküle und/oder Polymerketten können mit jeweils einem Ende mit der Trägerschicht 103 verankert sein. Die orientierten Moleküle und/oder Polymerketten können zufällig auf der Trägerschicht 103 angeordnet sein.The molecular layer 105 of the authentication document 101 may comprise a plurality of oriented molecules or polymer chains which are on the carrier layer 103 may be arranged and chemically or physically with the carrier layer 103 can be bound. The oriented molecules and / or polymer chains may each have one end with the carrier layer 103 be anchored. The oriented molecules and / or polymer chains may be random on the carrier layer 103 be arranged.

Die Polymerketten oder orientierten Moleküle können ansprechend auf das Stimulationsfeld aus einer Ruhelage auslenkbar sein. Das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 kann durch die Auslenkung der Polymerketten oder orientierten Moleküle festgelegt sein, oder auf eine charakteristische Art und Weise beeinflusst sein. Beispielsweise weisen die ausgelenkten orientierten Moleküle oder Polymerketten ein charakteristisches Absorptionsspektrum auf, welches von der Auslenkung und somit von dem Stimulationsfeld bzw. der beaufschlagten elektrischen Spannung abhängt. Bei Durchleuchten der Molekularschicht 105, insbesondere zweifachem Durchleuchten der Molekularschicht 105, kann das erste Lichtspektrum des Beleuchtungslichts 111-1 aufgrund der charakteristischen Absorption in der angeregten Molekularschicht 105 in das zweite Lichtspektrum umgewandelt werden.The polymer chains or oriented molecules may be deflectable from a rest position in response to the stimulation field. The second light spectrum of the reflected illumination light 111-2 may be fixed by the displacement of the polymer chains or oriented molecules, or influenced in a characteristic manner. For example, the deflected oriented molecules or polymer chains have a characteristic absorption spectrum, which depends on the deflection and thus on the stimulation field or the applied electrical voltage. When the molecular layer is illuminated 105 , in particular twice the molecular layer 105 , the first light spectrum of the illumination light 111-1 due to the characteristic absorption in the excited molecular layer 105 be converted into the second light spectrum.

Dabei kann das Absorptionsspektrum der Molekularschicht 105 in dem Anregungszustand von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, insbesondere der Art der Moleküle oder Polymerketten, der Länge der Moleküle oder Polymerketten und der Dichte bzw. der Verteilung der Mehrzahl von Molekülen oder Polymerketten auf der Trägerschicht 103. Aufgrund der großen Zahl von Molekülen oder Polymerketten auf der Trägerschicht 103 kann sich daraus ein einzigartiges und schwer zu kopierendes Absorptionsspektrum ergeben, welches eine charakteristische Eigenschaft der Molekularschicht 105 darstellt.In this case, the absorption spectrum of the molecular layer 105 in the excited state depend on a variety of factors, in particular the nature of the molecules or polymer chains, the length of the molecules or polymer chains and the density or distribution of the plurality of molecules or polymer chains on the carrier layer 103 , Due to the large number of molecules or polymer chains on the carrier layer 103 This can result in a unique and difficult to copy absorption spectrum, which is a characteristic property of the molecular layer 105 represents.

Das Stimulationsfeld kann ein elektrisches Stimulationsfeld, ein elektrostatisches Stimulationsfeld, ein magnetisches Stimulationsfeld oder ein elektromagnetisches Stimulationsfeld sein. Die Anregung der Molekularschicht 105 mit dem Stimulationsfeld kann eine rein elektrische Anregung, eine rein magnetische Anregung und/oder eine Kombination aus beiden Anregungen umfassen. Das Stimulationsfeld kann durch das Anlegen der elektrischen Spannung an zwei Elektroden erzeugt werden. Die Elektroden können auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Molekularschicht 105 angeordnet sein. Alternativ kann die Trägerschicht 103 als eine der zwei Elektroden ausgebildet sein. Die zweite Elektrode kann neben der Molekularschicht 105 angeordnet sein. Ferner kann die Trägerschicht 103 auch beide Elektroden umfassen.The stimulation field may be an electrical stimulation field, an electrostatic stimulation field, a magnetic stimulation field, or an electromagnetic stimulation field. The excitation of the molecular layer 105 The stimulation field may comprise a purely electrical excitation, a purely magnetic excitation and / or a combination of both excitations. The stimulation field can be generated by applying the voltage to two electrodes. The electrodes can be on two opposite sides of the molecular layer 105 be arranged. Alternatively, the carrier layer 103 be formed as one of the two electrodes. The second electrode may be adjacent to the molecular layer 105 be arranged. Furthermore, the carrier layer 103 also include both electrodes.

Die Trägerschicht 103 des Authentifikationsdokuments 101 kann eine Metallschicht, insbesondere eine Gold- oder Silberschicht, eine leitende Oxidschicht, eine dielektrische Schicht, eine Kunststoffschicht, insbesondere eine Polycarbonat-Schicht, oder eine Halbleiterschicht sein.The carrier layer 103 of the authentication document 101 may be a metal layer, in particular a gold or silver layer, a conductive oxide layer, a dielectric layer, a plastic layer, in particular a polycarbonate layer, or a semiconductor layer.

Die Kommunikationsschnittstelle 107 kann eine Spannungsquelle, insbesondere eine Gleich- oder eine Wechselspannungsquelle, zum Erzeugen der elektrischen Spannung umfassen. Die elektrische Spannung kann einen Spannungswert, insbesondere eine Spannungsamplitude, aufweisen. Die Spannungsquelle kann mit dem Authentifikationsdokument 101, insbesondere mit Elektroden des Authentifikationsdokuments 101, elektrisch verbindbar sein. Die Kommunikationsschnittstelle 107 kann ferner eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine WLAN-Schnittstelle, oder einen RFID-Leser umfassen.The communication interface 107 may comprise a voltage source, in particular a DC or an AC voltage source for generating the electrical voltage. The electrical voltage may have a voltage value, in particular a voltage amplitude. The voltage source can with the authentication document 101 , in particular with electrodes of the authentication document 101 be electrically connectable. The communication interface 107 may further comprise a wireless interface, in particular a Bluetooth interface or a WLAN interface, or an RFID reader.

Der Prozessor 115 kann als Mikroprozessor in dem Dokumentenlesegerät 100 ausgebildet sein. Der Prozessor 115 kann ferner in ein Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise einen Computer oder einen Laptop, integriert sein, welches an das Dokumentenlesegerät 100 angeschlossen ist. Dabei ist der Prozessor ausgelegt, auf analoger und/oder digitaler und/oder optischen Basis zu arbeiten.The processor 115 can be used as a microprocessor in the document reader 100 be educated. The processor 115 may also be integrated into a data processing device, for example a computer or a laptop, which is connected to the document reader 100 connected. The processor is designed to work on analog and / or digital and / or optical basis.

Der Prozessor 115 kann einen Zufallsgenerator umfassen oder als Zufallsgenerator ausgebildet sein. Der Zufallsgenerator kann ausgebildet sein, die elektrische Spannung auf der Basis eines Zufallsalgorithmus zu bestimmen. Der Prozessor 115 kann ausgebildet sein, nach dem Bestimmen der elektrischen Spannung, die Kommunikationsschnittstelle 107 zum Beaufschlagen des Authentifikationsdokuments 101 mit der elektrischen Spannung anzusteuern.The processor 115 may include a random number generator or be designed as a random number generator. The random number generator may be configured to determine the electrical voltage based on a random algorithm. The processor 115 may be formed, after determining the electrical voltage, the communication interface 107 for charging the authentication document 101 to control with the electrical voltage.

Der Prozessor 115 kann ferner ausgebildet sein, auf der Basis des Vergleichs des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts 111-1 und des zweiten Lichtspektrums des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 ein Absorptionsspektrum zu ermitteln. Der Prozessor 115 kann ausgebildet sein, das Authentifikationsdokument 101 auf der Basis des Absorptionsspektrums zu authentifizieren.The processor 115 may further be formed on the basis of the comparison of the first light spectrum of the illumination light 111-1 and the second light spectrum of the reflected illumination light 111-2 to determine an absorption spectrum. The processor 115 may be formed, the authentication document 101 to authenticate on the basis of the absorption spectrum.

Der Prozessor 115 kann ferner ausgebildet sein, auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts 111-1 und des ermittelten Absorptionsspektrums ein Erwartungsspektrum zu berechnen. Der Prozessor 115 kann ausgebildet sein, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 mit dem Erwartungsspektrum zu vergleichen und das Authentifikationsdokument 101 zu authentifizieren, falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht.The processor 115 may further be formed on the basis of the first light spectrum of the illumination light 111-1 and the determined absorption spectrum to calculate an expectation spectrum. The processor 115 may be formed, the second light spectrum of the reflected illumination light 111-2 compare with the expectation spectrum and the authentication document 101 to authenticate, if the second light spectrum corresponds to the expected spectrum.

Die Beleuchtungsvorrichtung 109 kann zumindest eine Lichtquelle, insbesondere eine LED und/oder eine Laserdiode, umfassen, welche ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht 111-1 in Richtung der Molekularschicht 105 des Authentifikationsdokuments 101 auszustrahlen.The lighting device 109 may comprise at least one light source, in particular an LED and / or a laser diode, which is formed, the illumination light 111-1 in the direction of the molecular layer 105 of the authentication document 101 radiate.

Die Lichtquellen können dabei ausgebildet sein, das Beleuchtungslicht 111-1 in einem Weißlicht-Wellenlängenbereich, einem Infrarot-Wellenlängenbereich oder einem Ultraviolett-Wellenlängenbereich zu erzeugen. Der Wellenlängenbereich des Beleuchtungslichts 111-1 kann das erste Lichtspektrum des Beleuchtungslichts 111-1 festlegen.The light sources can be formed, the illumination light 111-1 in a white light wavelength region, an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. The wavelength range of the illumination light 111-1 can be the first light spectrum of the illumination light 111-1 establish.

Der Lichtsensor 113 kann zumindest eine Fotodiode oder eine Fotodioden-Schicht oder eine Transistorschicht aufweisen, um das reflektierte Beleuchtungslicht 111-2 zu erfassen.The light sensor 113 may comprise at least one photodiode or a photodiode layer or a transistor layer to the reflected illumination light 111-2 capture.

Der Lichtsensor 113 kann ferner eine Spektrometervorrichtung umfassen, welche ausgebildet ist, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 zu erfassen. Die Spektrometervorrichtung kann als Mikrospektrometer in dem Dokumentenlesegerät 100 ausgebildet sein. Die Spektrometervorrichtung kann ein Prismen-Spektrometer, ein Gitterspektrometer, ein Fourier-Transform-Spektrometer oder ein Laser-Spektrometer umfassen. Die Spektrometervorrichtung kann die zumindest eine Fotodiode umfassen.The light sensor 113 may further comprise a Spektrometervorrichtung, which is formed, the second light spectrum of the reflected illumination light 111-2 capture. The spectrometer device may be used as a microspectrometer in the document reader 100 be educated. The spectrometer device may comprise a prism spectrometer, a grating spectrometer, a Fourier transform spectrometer or a laser spectrometer. The spectrometer device may comprise the at least one photodiode.

Die Kommunikationsschnittstelle 107 kann ausgebildet sein, ein Authentifizierungsanfragesignal zu empfangen und die Beleuchtungsvorrichtung 109 ansprechend auf das Empfangen des Authentifizierungsanfragesignals zum Aussenden des Beleuchtungslichts 111-1 anzusteuern. Auf diese Art und Weise kann eine Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 initiiert werden. Das Authentifizierungsanfragesignal kann von dem Authentifikationsdokument 101 selbst, oder von einem Kommunikationsgerät wie einem Smartphone ausgesendet werden.The communication interface 107 may be configured to receive an authentication request signal and the lighting device 109 in response to receiving the authentication request signal to broadcast the illumination light 111-1 head for. In this way, an authentication of the authentication document 101 be initiated. The authentication request signal may be from the authentication document 101 itself, or be sent by a communication device such as a smartphone.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Dokumentenlesegerät 100 ferner eine Anzeige, insbesondere ein Display. Die Anzeige kann ausgebildet sein, eine erfolgreiche oder eine fehlgeschlagene Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 anzuzeigen.According to one embodiment, the document reader comprises 100 Furthermore, a display, in particular a display. The display may be configured to successfully or unsuccessfully authenticate the authentication document 101 display.

2a und 2b zeigen schematische Darstellung der Molekularschicht 105, welche durch eine Vielzahl von auslenkbaren Molekülen 201 gebildet ist, gemäß einer Ausführungsform im Ruhezustand und nach Anlegen des Stimulationsfeldes. 2a and 2 B show schematic representation of the molecular layer 105 caused by a variety of deflectable molecules 201 is formed, according to an embodiment in the resting state and after applying the stimulation field.

Die auslenkbaren Moleküle 201 können längliche Polymerketten bilden, und können als self-assembled Monolayer (SAM) auf der Trägerschicht 103 angeordnet sein. The deflectable molecules 201 can form elongated polymer chains, and can act as a self-assembled monolayer (SAM) on the carrier layer 103 be arranged.

Die auslenkbaren Moleküle 201 können elektrisch geladen sein. Die auslenkbaren Moleküle 201 können ferner mechanisch flexibel oder steif sein. Insbesondere kann die mechanische Flexibilität der auslenkbaren Moleküle 201 von ihrer Länge und/oder ihrer elektrischen Ladung abhängen. Die auslenkbaren Moleküle 201 können synthetische Moleküle, beispielsweise Alkylketten mit weiteren funktionalen Gruppen, Biomoleküle, beispielsweise DNA oder modifizierte Biomoleküle umfassen. Die auslenkbaren Moleküle 201 können als elektrische Monopole, Dipole oder Quadrupole ausgebildet sein. The deflectable molecules 201 can be electrically charged. The deflectable molecules 201 may also be mechanically flexible or rigid. In particular, the mechanical flexibility of the deflectable molecules 201 depend on their length and / or their electrical charge. The deflectable molecules 201 may comprise synthetic molecules, for example alkyl chains with further functional groups, biomolecules, for example DNA or modified biomolecules. The deflectable molecules 201 can be designed as electrical monopolies, dipoles or quadrupoles.

Die auslenkbaren Moleküle 201 können mittels kovalenter Bindungen, ionischer Bindungen, van-der-Waals Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen oder Adsorption auf der Trägerschicht 103 verankert sein. Ferner können die auslenkbaren Moleküle 201 Linkermoleküle, insbesondere Thiole, umfassen, welche an einem Ende der auslenkbaren Moleküle 201 angeordnet sind, und welche die jeweiligen Moleküle 201 auf der Trägerschicht 103 verankern. Das nicht auf der Trägerschicht 103 verankerte Ende der auslenkbaren Moleküle 201 kann, wie in 2a und 2b gezeigt, von der Trägerschicht 103 abstehen.The deflectable molecules 201 can by means of covalent bonds, ionic bonds, van der Waals bonds, hydrogen bonds or adsorption on the support layer 103 be anchored. Furthermore, the deflectable molecules 201 Linker molecules, especially thiols, which are attached to one end of the deflectable molecules 201 are arranged, and which the respective molecules 201 on the carrier layer 103 anchor. Not on the carrier layer 103 anchored end of the deflectable molecules 201 can, as in 2a and 2 B shown by the carrier layer 103 protrude.

Die auslenkbaren Moleküle 201 befinden sich in 2a in einer Ruhelage, beispielsweise weil das Authentifikationsdokument 101 mit keiner elektrischen Spannung beaufschlagt ist (U = 0 V). Die auslenkbaren Moleküle 201 in der Ruhelage stehen beispielsweise senkrecht von der Trägerschicht 103 ab, aufgrund von gegenseitiger Abstoßung der gleich geladenen Moleküle 201.The deflectable molecules 201 are located in 2a in a rest position, for example because the authentication document 101 with no electrical voltage is applied (U = 0 V). The deflectable molecules 201 in the rest position, for example, are perpendicular to the carrier layer 103 due to mutual repulsion of the equally charged molecules 201 ,

2b zeigt die Molekularschicht 105 aus 2a nach Anlegen des Stimulationsfelds gemäß einer Ausführungsform. 2 B shows the molecular layer 105 out 2a upon application of the stimulation field according to one embodiment.

Das Stimulationsfeld wird in 2b durch Anlegen der elektrischen Spannung U = UL an die Trägerschicht 103, welche eine erste Elektrode bildet, und eine zweite nicht gezeigte Elektrode erzeugt. Das Stimulationsfeld ist beispielsweise ein elektrisches Feld zwischen den beiden Elektroden.The stimulation field is in 2 B by applying the electrical voltage U = U L to the carrier layer 103 , which forms a first electrode, and generates a second electrode, not shown. The stimulation field is, for example, an electric field between the two electrodes.

Die auslenkbaren Moleküle 201, welche beispielsweise eine negative elektrische Ladung tragen, werden in 2b ansprechend auf das Anlegen der elektrischen Spannung (U = UL) bzw. das Erzeugen des Stimulationsfeldes aus der Ruhelage ausgelenkt.The deflectable molecules 201 , which carry, for example, a negative electric charge, are in 2 B in response to the application of the electrical voltage (U = U L ) or the generation of the stimulation field from the rest position deflected.

Der Anregungszustand der Molekularschicht 105 kann durch diese Auslenkung der auslenkbaren Moleküle 201 aus der Ruhelage bestimmt sein. Dabei kann die Auslenkung der Moleküle 201 die Absorptionseigenschaften der Molekularschicht 105, insbesondere ein Absorptionsspektrum der Molekularschicht 105, charakteristisch verändern. Die Veränderung der Absorptionseigenschaften kann dabei in direktem Zusammenhang zu der Auslenkung der Moleküle 201 und der angelegten Spannung stehen.The excited state of the molecular layer 105 can by this deflection of the deflectable molecules 201 be determined from the rest position. This can be the deflection of the molecules 201 the absorption properties of the molecular layer 105 , in particular an absorption spectrum of the molecular layer 105 , change characteristically. The change in the absorption properties can be directly related to the deflection of the molecules 201 and the applied voltage.

Eine Indizierung einer Bewegung, insbesondere einer kollektiven Bewegung, einer Molekülschicht auf einer Oberfläche mittels eines elektrischen Feldes und die makroskopische Erfassung dieser Bewegung ist beispielsweise in Lahann, Joerg, et al. "A reversibly switching surface." Science 299(5605), p. 371–374, 2003 offenbart.An indexing of a movement, in particular a collective movement, of a molecular layer on a surface by means of an electric field and the macroscopic detection of this movement is, for example, in Lahann, Joerg, et al. "A reversibly switching surface." Science 299 (5605), p. 371-374, 2003 disclosed.

Gemäß einer Ausführungsform ist die elektrische Spannung, welche an das Authentifikationsdokument 101 zum Erzeugen des Stimulationsfeldes anlegbar ist, als Gleichspannung oder als Wechselspannung ausgebildet. Das erzeugte Stimulationsfeld kann ansprechend auf die Art der elektrischen Spannung ein Gleichfeld oder ein Wechselfeld sein. Ist das Stimulationsfeld ein Gleichfeld, so können die auslenkbaren Moleküle 201 nach Anlegen des Stimulationsfeldes so lange in dem ausgelenkten Zustand verbleiben bis das Stimulationsfeld wieder deaktiviert wird. Ist das Stimulationsfeld hingegen ein Wechselfeld, so können die auslenkbaren Moleküle 201 durch das Wechselfeld zum Schwingen, insbesondere zum kollektiven Schwingen, auf der Trägerschicht 103 angeregt werden. In diesem Fall wird der Anregungszustand der Moleküle 201 durch die Molekülschwingung festgelegt.According to one embodiment, the electrical voltage applied to the authentication document 101 for generating the stimulation field can be applied, designed as a DC voltage or as AC voltage. The generated stimulation field may be a DC field or an AC field in response to the nature of the electrical voltage. If the stimulation field is a dc field, then the deflectable molecules 201 remain in the deflected state after applying the stimulation field until the stimulation field is deactivated again. If the stimulation field is an alternating field, then the deflectable molecules 201 through the alternating field for swinging, in particular for collective swinging, on the carrier layer 103 be stimulated. In this case, the excited state of the molecules 201 determined by the molecular vibration.

Die Molekularschicht 105, insbesondere die auslenkbaren Moleküle 201, können ferner ein elektrisches Moment, insbesondere ein elektrisches Dipol- oder Quadrupolmoment, oder ein magnetisches Moment, insbesondere ein magnetisches Dipol- oder Quadrupolmoment, aufweisen.The molecular layer 105 , in particular the deflectable molecules 201 Furthermore, an electrical moment, in particular an electric dipole or quadrupole moment, or a magnetic moment, in particular a magnetic dipole or quadrupole moment, may have.

Gemäß einer Ausführungsform bewirkt das Stimulationsfeld eine Änderung der elektrischen oder magnetischen Momente der Molekularschicht 105. Die Änderung der elektrischen oder magnetischen Momente kann die charakteristische Änderung der Absorptionseigenschaften der Molekularschicht 105 bestimmen. In one embodiment, the stimulation field causes a change in the electrical or magnetic moments of the molecular layer 105 , The change in the electrical or magnetic moments can be the characteristic change in the absorption properties of the molecular layer 105 determine.

Ferner kann die Änderung der elektrischen oder magnetischen Momente der Molekularschicht 105 eine charakteristische Veränderung einer dielektrischen Funktion der Molekularschicht 105 verursachen. Beispielsweise ist die dielektrische Funktion der Molekularschicht 105 von der Ausrichtung der auslenkbaren Moleküle 201 abhängig. Furthermore, the change of the electrical or magnetic moments of the molecular layer 105 a characteristic change of a dielectric function of the molecular layer 105 cause. For example, the dielectric function of the molecular layer 105 from the orientation of the deflectable molecules 201 dependent.

Gemäß einer Ausführungsform bewirkt das Anlegen des Stimulationsfeldes eine Phononenanregung in der Molekularschicht 105.In one embodiment, applying the stimulation field causes phonon excitation in the molecular layer 105 ,

3 zeigt ein Flussidagramm eines Verfahrens 300 zum Authentifizieren des Authentifikationsdokuments 101 gemäß einer Ausführungsform. 3 shows a Flussidagramm a method 300 for authenticating the authentication document 101 according to one embodiment.

Das Authentifikationsdokument 101 weist die Trägerschicht 103 und die auf der Trägerschicht 103 angeordnete Molekularschicht 105 auf, wobei das Authentifikationsdokument 101 ferner ausgebildet ist, ansprechend auf die elektrische Spannung das Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht 105 in den Anregungszustand versetzt.The authentication document 101 has the carrier layer 103 and those on the carrier layer 103 arranged molecular layer 105 on, with the authentication document 101 further configured to generate, in response to the electrical voltage, the stimulation field comprising the molecular layer 105 put in the excited state.

Das Verfahren 300 umfasst ein Beaufschlagen 301 des Authentifikationsdokuments 101 mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes, ein Durchleuchten 303 der Molekularschicht 105 mit Beleuchtungslicht 111-1, wobei das Beleuchtungslicht 111-1 ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht 111-1 an der Trägerschicht 103 reflektierbar ist, ein Erfassen 305 des an der Trägerschicht 103 reflektierten Beleuchtungslichts 111-2, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht 111-2 ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet, und ein Authentifizieren 307 des Authentifikationsdokuments 101 auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum. The procedure 300 includes an imposition 301 of the authentication document 101 with the electrical voltage to generate the stimulation field, a candling 303 the molecular layer 105 with illumination light 111-1 where the illumination light 111-1 a first light spectrum, wherein the illumination light 111-1 on the carrier layer 103 is reflective, a grasping 305 at the carrier layer 103 reflected illumination light 111-2 , wherein the reflected illumination light 111-2 having a second spectrum of light different from the first spectrum of light, and authenticating 307 of the authentication document 101 on the basis of a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum.

Durch die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 wird das Authentifikationsdokument 101 authentifiziert. Die Authentifizierung des Authentifikationsdokuments 101 kann eine Identifizierung des Authentifikationsdokuments 101 und/oder eine Verifizierung der Identität des Authentifikationsdokuments 101 umfassen. By authenticating the authentication document 101 becomes the authentication document 101 authenticated. The authentication of the authentication document 101 may be an identification of the authentication document 101 and / or a verification of the identity of the authentication document 101 include.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verfahrensschritt 307 des Authentifizierens des Authentifikationsdokuments 101 auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum ferner ein Ermitteln eines Absorptionsspektrums der Molekularschicht 105 auf der Basis des Vergleichs des ersten Lichtspektrums und des zweiten Lichtspektrums, und ein Authentifizieren des Authentifikationsdokuments 101 auf der Basis des Absorptionsspektrums.According to one embodiment, the method step comprises 307 authenticating the authentication document 101 further determining an absorption spectrum of the molecular layer based on a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum 105 on the basis of the comparison of the first light spectrum and the second light spectrum, and authenticating the authentication document 101 based on the absorption spectrum.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verfahrensschritt des Authentifizierens des Authentifikationsdokuments 101 auf der Basis des Absorptionsspektrums ferner ein Berechnen eines Erwartungsspektrums auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts 111-1 und des ermittelten Absorptionsspektrums, ein Vergleichen des zweiten Lichtspektrums des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 mit dem Erwartungsspektrum, und ein Authentifizieren des Authentifikationsdokuments 101, falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht.According to one embodiment, the method step comprises the authentication of the authentication document 101 further calculating, on the basis of the absorption spectrum, an expectation spectrum based on the first light spectrum of the illumination light 111-1 and the detected absorption spectrum, comparing the second light spectrum of the reflected illumination light 111-2 with the expectation spectrum, and authenticating the authentication document 101 if the second light spectrum corresponds to the expected spectrum.

4 zeigt ein Flussidagramm eines Verfahrens 400 zum Authentifizieren des Authentifikationsdokuments 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 shows a Flussidagramm a method 400 for authenticating the authentication document 101 according to a further embodiment.

Das Verfahren 400 umfasst ein Emittieren 401 des Beleuchtungslichts 111-1 mit dem ersten Lichtspektrums E(λ) und ein Beaufschlagen 401 des Authentifikationsdokuments 101 mit der elektrischen Spannung UL, ein erstes Absorbieren 403 des Beleuchtungslichts 111-1 beim Durchstrahlen der Molekularschicht 105, wobei das erste Lichtspektrums E(λ) nach dem ersten Durchstrahlen der Molekularschicht 105 aufgrund von Lichtabsorption in der Molekularschicht 105 spektral verändert wird. Dabei ist das Absorptionsspektrum der Molekularsicht A1(λ, UL) eine Funktion der Wellenlänge λ und der beaufschlagten elektrischen Spannung. Das Verfahren 400 umfasst ferner ein zweites Absorbieren 405 des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2 beim erneuten Durchstrahlen der Molekularschicht 105 nach Reflexion an der Trägerschicht 103, wobei das bereits veränderte Lichtspektrum des Beleuchtungslichts 111-2 beim erneuten Durchstrahlen der Molekularschicht 105 ein zweites Mal von dem Absorptionsspektrum der Molekularschicht A2(λ, UL) spektral verändert wird. Das Verfahren 400 umfasst ferner ein Detektieren 407 des reflektierten Beleuchtungslichts 111-2, welches nach dem zweimaligen Durchstrahlen der Molekularschicht 105 das zweite Lichtspektrum I(λ) aufweist, und ein Vergleichen 409 des detektierten zweiten Lichtspektrums C(λ) mit einem Erwartungsspektrum Er(λ). Das Verfahren 400 umfasst ferner ein erfolgreiches Authentifizieren 411 des Authentifikationsdokuments 101, falls das zweite Lichtspektrum I(λ) dem Erwartungsspektrum Er(λ) entspricht (I(λ) – Er(λ) = 0), oder ein erfolgloses Authentifizieren 413 des Authentifikationsdokuments 101, falls das zweite Lichtspektrum I(λ) nicht dem Erwartungsspektrum Er(λ) entspricht (I(λ) – Er(λ) ≠ 0).The procedure 400 includes issuing 401 of the illumination light 111-1 with the first light spectrum E (λ) and an impingement 401 of the authentication document 101 with the electrical voltage U L , a first absorbing 403 of the illumination light 111-1 when irradiating the molecular layer 105 , wherein the first light spectrum E (λ) after the first irradiation of the molecular layer 105 due to light absorption in the molecular layer 105 is changed spectrally. The absorption spectrum of the molecular view A 1 (λ, U L ) is a function of the wavelength λ and the applied electrical voltage. The procedure 400 further comprises a second absorbing 405 of the reflected illumination light 111-2 when re-irradiating the molecular layer 105 after reflection on the carrier layer 103 , wherein the already changed light spectrum of the illumination light 111-2 when re-irradiating the molecular layer 105 is spectrally changed a second time by the absorption spectrum of the molecular layer A 2 (λ, U L ). The procedure 400 further comprises detecting 407 of the reflected illumination light 111-2 , which after the two-time irradiation of the molecular layer 105 the second light spectrum I (λ), and comparing 409 of the detected second light spectrum C (λ) having an expected spectrum Er (λ). The procedure 400 further includes a successful authentication 411 of the authentication document 101 if the second light spectrum I (λ) corresponds to the expectation spectrum Er (λ) (I (λ) - Er (λ) = 0), or unsuccessful authentication 413 of the authentication document 101 if the second light spectrum I (λ) does not correspond to the expected spectrum Er (λ) (I (λ) - Er (λ) ≠ 0).

Das Erwartungsspektrum Er(λ) kann von dem Prozessor 115 des Dokumentenlesegeräts 100 auf der Basis des bekannten ausgestrahlten ersten Lichtspektrums E(λ) und der angelegten elektrischen Spannung UL ermittelt werden. Ferner kann das Erwartungsspektrum Er(λ) als ein Referenzspektrum in einem Speicher des Dokumentenlesegeräts 100 gespeichert sein.The expectation spectrum Er (λ) can be derived from the processor 115 of the document reader 100 be determined on the basis of the known radiated first light spectrum E (λ) and the applied electric voltage U L. Further, the expectation spectrum Er (λ) may be used as a reference spectrum in a memory of the document reader 100 be saved.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Verfahren 300, 400 zum Authentifizieren des Authentifikationsdokuments 101 Signaturverfahren für das Authentifikationsdokument 101. In one embodiment, the methods are 300 . 400 for authenticating the authentication document 101 Signature method for the authentication document 101 ,

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Authentifizierungs- bzw. Signaturverfahren 300, 400 keine digitalisierten Verschlüsselungsverfahren, wodurch die vorliegenden Verfahren 300, 400 auch nicht mit Hilfe von Quantencomputern entschlüsselbar sind, im Gegensatz zu beispielsweise RSA-Kryptosystemen.According to one embodiment, the authentication or signature methods comprise 300 . 400 no digitized encryption method, eliminating the present method 300 . 400 can not be deciphered with the help of quantum computers, in contrast to, for example, RSA cryptosystems.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Dokumentenlesegerät 100 als Kartenlesegerät für eine Authentifikationskarte ausgebildet. Das Dokumentenlesegerät 100 kann ferner eine Auflage umfassen, auf welche das Authentifikationsdokument 101 auflegbar ist, um den Authentifikationsvorgang zu initialisieren.According to one embodiment, the document reader is 100 designed as a card reader for an authentication card. The document reader 100 may further include an overlay onto which the authentication document 101 can be placed in order to initialize the authentication process.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Dokumentenlesegerät Document reader
101101
Authentifikationsdokument authentication document
103103
Trägerschicht backing
105105
Molekularschicht molecular layer
107107
Kommunikationsschnittstelle Communication Interface
109109
Beleuchtungsvorrichtung lighting device
111-1111-1
Beleuchtungslicht illumination light
111-2111-2
reflektiertes Beleuchtungslicht reflected illumination light
113113
Lichtsensor light sensor
115115
Prozessor processor
201201
auslenkbare Moleküle deflectable molecules
300300
Verfahren zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments Method for authenticating an authentication document
301301
Beaufschlagen  apply
303303
Durchleuchten candling
305305
Erfassen To capture
307307
Authentifizieren Authenticate
400400
Verfahren zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments Method for authenticating an authentication document
401401
Emittieren und Beaufschlagen Issue and charge
403403
erstes Absorbieren first absorbing
405405
zweites Absorbieren second absorb
407407
Detektieren detect
409409
Vergleichen to compare
411411
erfolgreiches Authentifizieren successful authentication
413413
erfolgloses Authentifizieren unsuccessful authentication

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Lahann, Joerg, et al. "A reversibly switching surface." Science 299(5605), p. 371–374, 2003 [0074] Lahann, Joerg, et al. "A reversibly switching surface." Science 299 (5605), p. 371-374, 2003 [0074]

Claims (15)

Dokumentenlesegerät (100) für ein Authentifikationsdokument (101), wobei das Authentifikationsdokument (101) eine Trägerschicht (103) und eine auf der Trägerschicht (103) angeordnete Molekularschicht (105) aufweist, wobei das Authentifikationsdokument (101) ferner ausgebildet ist, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht (105) in einen Anregungszustand versetzt, mit: einer Kommunikationsschnittstelle (107), welche mit dem Authentifikationsdokument (101) elektrisch verbindbar und ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument (101) mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes zu beaufschlagen; einer Beleuchtungsvorrichtung (109), welche ausgebildet ist, die Molekularschicht (105) des Authentifikationsdokumentes (101) mit Beleuchtungslicht (111-1) zu durchleuchten, wobei das Beleuchtungslicht (111-1) ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht (111-1) an der Trägerschicht (103) reflektierbar ist; einem Lichtsensor (113), welcher ausgebildet ist, das an der Trägerschicht (103) reflektierte Beleuchtungslicht (111-2) zu erfassen, wobei das reflektierte Beleuchtungslicht (111-2) ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet; und einem Prozessor (115), welcher ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument (101) auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum zu authentifizieren.Document reader ( 100 ) for an authentication document ( 101 ), the authentication document ( 101 ) a carrier layer ( 103 ) and one on the carrier layer ( 103 ) arranged molecular layer ( 105 ), wherein the authentication document ( 101 ) is further configured, in response to an electrical voltage, to generate a stimulation field which comprises the molecular layer ( 105 ) in an excitation state, comprising: a communication interface ( 107 ), which with the authentication document ( 101 ) is electrically connectable and configured, the authentication document ( 101 ) to apply the electrical voltage to generate the stimulation field; a lighting device ( 109 ), which is formed, the molecular layer ( 105 ) of the authentication document ( 101 ) with illumination light ( 111-1 ), whereby the illumination light ( 111-1 ) has a first light spectrum, wherein the illumination light ( 111-1 ) on the carrier layer ( 103 ) is reflectable; a light sensor ( 113 ), which is formed on the support layer ( 103 ) reflected illumination light ( 111-2 ), the reflected illumination light ( 111-2 ) has a second light spectrum different from the first light spectrum; and a processor ( 115 ), which is designed, the authentication document ( 101 ) on the basis of a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum. Dokumentenlesegerät (100) nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (115) einen Zufallsgenerator umfasst, welcher ausgebildet ist, die elektrische Spannung oder einen Spannungswert der elektrischen Spannung auf Zufallsbasis zu erzeugen.Document reader ( 100 ) according to claim 1, wherein the processor ( 115 ) comprises a random generator configured to generate the electrical voltage or a voltage value of the electrical voltage on a random basis. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (115) ausgebildet ist, auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums, mit dem zweiten Lichtspektrums ein Absorptionsspektrum der Molekularschicht (105) zu ermitteln, wobei der Prozessor (115) ausgebildet ist, das Authentifikationsdokument (101) auf der Basis des ermittelten Absorptionsspektrums zu authentifizieren.Document reader ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the processor ( 115 ) is formed on the basis of a comparison of the first light spectrum, with the second light spectrum, an absorption spectrum of the molecular layer ( 105 ), whereby the processor ( 115 ), the authentication document ( 101 ) on the basis of the determined absorption spectrum. Dokumentenlesegerät (100) nach Anspruch 3, wobei der Prozessor (115) ausgebildet ist, auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts (111-1) und des ermittelten Absorptionsspektrums ein Erwartungsspektrum zu berechnen, wobei der Prozessor (115) ausgebildet ist, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts (111-2) mit dem Erwartungsspektrum zu vergleichen und das Authentifikationsdokument (101) zu authentifizieren, falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht.Document reader ( 100 ) according to claim 3, wherein the processor ( 115 ) is formed on the basis of the first light spectrum of the illumination light ( 111-1 ) and the determined absorption spectrum to calculate an expectation spectrum, wherein the processor ( 115 ) is formed, the second light spectrum of the reflected illumination light ( 111-2 ) and the authentication document ( 101 ) if the second spectrum of light corresponds to the expected spectrum. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (109) zumindest eine Lichtquelle, insbesondere eine LED und/oder eine Laserdiode, umfasst.Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the lighting device ( 109 ) comprises at least one light source, in particular an LED and / or a laser diode. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (109) ausgebildet ist, das Beleuchtungslicht (111-1) in einem Weißlicht-Wellenlängenbereich, einem Infrarot-Wellenlängenbereich oder einem Ultraviolett-Wellenlängenbereich zu erzeugen.Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the illumination device ( 109 ), the illumination light ( 111-1 ) in a white light wavelength region, an infrared wavelength region or an ultraviolet wavelength region. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lichtsensor (113) zumindest eine Fotodiode oder eine Fotodioden-Schicht oder eine Transistorschicht aufweist. Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the light sensor ( 113 ) has at least one photodiode or a photodiode layer or a transistor layer. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lichtsensor (113) eine Spektrometervorrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, das zweite Lichtspektrum des reflektierten Beleuchtungslichts (111-2) zu erfassen.Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the light sensor ( 113 ) comprises a spectrometer device, which is formed, the second light spectrum of the reflected illumination light ( 111-2 ) capture. Dokumentenlesegerät (100) nach Anspruch 8, wobei die Spektrometervorrichtung ein Prismen-Spektrometer, ein Gitterspektrometer, ein Fourier-Transform-Spektrometer oder ein Laser-Spektrometer umfasst. Document reader ( 100 ) according to claim 8, wherein the spectrometer device comprises a prism spectrometer, a grating spectrometer, a Fourier transform spectrometer or a laser spectrometer. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsschnittstelle (107) eine Spannungsquelle, insbesondere eine Gleichspannungsquelle oder eine Wechselspannungsquelle, zum Erzeugen der elektrischen Spannung umfasst.Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the communication interface ( 107 ) comprises a voltage source, in particular a DC voltage source or an AC voltage source, for generating the electrical voltage. Dokumentenlesegerät (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Dokumentenlesegerät (100) eine Anzeige, insbesondere ein Display, umfasst, wobei die Anzeige ausgebildet ist, eine erfolgreiche oder eine fehlgeschlagene Authentifizierung des Authentifikationsdokuments (101) anzuzeigen.Document reader ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the document reader ( 100 ) comprises a display, in particular a display, wherein the display is configured, a successful or a failed authentication of the authentication document ( 101 ). Verfahren (300) zum Authentifizieren eines Authentifikationsdokuments (101), wobei das Authentifikationsdokument (101) eine Trägerschicht (103) und eine auf der Trägerschicht (103) angeordnete Molekularschicht (105) aufweist, wobei das Authentifikationsdokument (101) ferner ausgebildet ist, ansprechend auf eine elektrische Spannung ein Stimulationsfeld zu erzeugen, welches die Molekularschicht (105) in einen Anregungszustand versetzt, mit: Beaufschlagen (301) des Authentifikationsdokuments (101) mit der elektrischen Spannung zum Erzeugen des Stimulationsfeldes; Durchleuchten (303) der Molekularschicht (105) mit Beleuchtungslicht (111-1), wobei das Beleuchtungslicht (111-1) ein erstes Lichtspektrum aufweist, wobei das Beleuchtungslicht (111-1) an der Trägerschicht (103) reflektierbar ist; Erfassen (305) des an der Trägerschicht (103) reflektierten Beleuchtungslichts (111-2), wobei das reflektierte Beleuchtungslicht (111-2) ein zweites Lichtspektrum aufweist, welches sich von dem ersten Lichtspektrum unterscheidet; und Authentifizieren (307) des Authentifikationsdokuments (101) auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum.Procedure ( 300 ) for authenticating an authentication document ( 101 ), the authentication document ( 101 ) a carrier layer ( 103 ) and one on the carrier layer ( 103 ) arranged molecular layer ( 105 ), wherein the authentication document ( 101 ) is further configured, in response to an electrical voltage, to generate a stimulation field which comprises the molecular layer ( 105 ) into an excited state, with: applying ( 301 ) of the authentication document ( 101 ) with the electrical voltage for generating the stimulation field; Examining ( 303 ) of the molecular layer ( 105 ) with illumination light ( 111-1 ), the illumination light ( 111-1 ) has a first light spectrum, wherein the illumination light ( 111-1 ) on the carrier layer ( 103 ) is reflectable; To capture ( 305 ) of the carrier layer ( 103 ) reflected illumination light ( 111-2 ), the reflected illumination light ( 111-2 ) has a second light spectrum different from the first light spectrum; and Authenticate ( 307 ) of the authentication document ( 101 ) on the basis of a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum. Verfahren (300) nach Anspruch 12, wobei der Schritt (307) des Authentifizierens des Authentifikationsdokuments (101) auf der Basis eines Vergleichs des ersten Lichtspektrums mit dem zweiten Lichtspektrum die folgenden weiteren Verfahrensschritte umfasst: Ermitteln eines Absorptionsspektrums der Molekularschicht (105) auf der Basis des Vergleichs des ersten Lichtspektrums und des zweiten Lichtspektrums; und Authentifizieren des Authentifikationsdokuments (101) auf der Basis des Absorptionsspektrums.Procedure ( 300 ) according to claim 12, wherein the step ( 307 ) of authenticating the authentication document ( 101 ) on the basis of a comparison of the first light spectrum with the second light spectrum comprises the following further method steps: determining an absorption spectrum of the molecular layer ( 105 ) based on the comparison of the first light spectrum and the second light spectrum; and authenticating the authentication document ( 101 ) based on the absorption spectrum. Verfahren (300) nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Authentifizierens des Authentifikationsdokuments (101) auf der Basis des Absorptionsspektrums die folgenden weiteren Verfahrensschritte umfasst: Berechnen eines Erwartungsspektrums auf der Basis des ersten Lichtspektrums des Beleuchtungslichts (111-1) und des ermittelten Absorptionsspektrums; Vergleichen des zweiten Lichtspektrums des reflektierten Beleuchtungslichts (111-2) mit dem Erwartungsspektrum; und Authentifizieren des Authentifikationsdokuments (101), falls das zweite Lichtspektrum dem Erwartungsspektrum entspricht.Procedure ( 300 ) according to claim 13, wherein the step of authenticating the authentication document ( 101 ) on the basis of the absorption spectrum comprises the following further method steps: calculating an expected spectrum on the basis of the first light spectrum of the illumination light ( 111-1 ) and the determined absorption spectrum; Comparing the Second Light Spectrum of the Reflected Illumination Light ( 111-2 ) with the expected spectrum; and authenticating the authentication document ( 101 ), if the second light spectrum corresponds to the expected spectrum. Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens (300) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wenn das Computerprogramm auf einem Prozessor (115) ausgeführt wird.Computer program with a program code for carrying out the method ( 300 ) according to one of claims 12 to 14, when the computer program is stored on a processor ( 115 ) is performed.
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