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WO2007065995A1 - Systeme de securite par codage diffractif numerique pour disques optiques - Google Patents

Systeme de securite par codage diffractif numerique pour disques optiques Download PDF

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Publication number
WO2007065995A1
WO2007065995A1 PCT/FR2006/002650 FR2006002650W WO2007065995A1 WO 2007065995 A1 WO2007065995 A1 WO 2007065995A1 FR 2006002650 W FR2006002650 W FR 2006002650W WO 2007065995 A1 WO2007065995 A1 WO 2007065995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical disc
optical
diffractive
diffractive element
digital
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.)
Ceased
Application number
PCT/FR2006/002650
Other languages
English (en)
Inventor
Idriss El Hafidi
Bernard Kress
Mandiaye Ndao
Patrick Meyrueis
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.)
Universite de Strasbourg
Original Assignee
Universite de Strasbourg
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 Universite de Strasbourg filed Critical Universite de Strasbourg
Publication of WO2007065995A1 publication Critical patent/WO2007065995A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
    • G11B19/12—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing by sensing distinguishing features of or on records, e.g. diameter end mark
    • G11B19/122—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing by sensing distinguishing features of or on records, e.g. diameter end mark involving the detection of an identification or authentication mark
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00166—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which result in a restriction to authorised contents recorded on or reproduced from a record carrier, e.g. music or software
    • G11B20/00173—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which result in a restriction to authorised contents recorded on or reproduced from a record carrier, e.g. music or software wherein the origin of the content is checked, e.g. determining whether the content has originally been retrieved from a legal disc copy or another trusted source
    • G—PHYSICS
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    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
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    • G11B20/00681—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which prevent a specific kind of data access
    • G11B20/00695—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving measures which prevent a specific kind of data access said measures preventing that data are read from the recording medium
    • G—PHYSICS
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    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00876—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy wherein physical copy protection means are attached to the medium, e.g. holograms, sensors, or additional semiconductor circuitry
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00736—Auxiliary data, e.g. lead-in, lead-out, Power Calibration Area [PCA], Burst Cutting Area [BCA], control information

Definitions

  • the present invention relates to a security device by digital diffractive coding making it possible to prevent unauthorized access to the data stored on an optical recording medium, in particular of compact disc, audio, video or computer type.
  • the invention also relates to an optical audio, video or computer disc, more commonly called compact disc, CD, DVD, CDROM, DVDROM or other, having such a security system by digital diffractive coding.
  • the invention relates to a method for verifying the authenticity of an optical disc and authorizing access to its data.
  • the object of the invention is to provide a security system preventing illegal, unauthorized or unauthorized reading, writing or copying of audio, video or computer data from or onto a protected optical disc.
  • this security system is compatible with current conventional devices for reading or using these optical discs. That is to say that the security system according to the invention, as well as the protected discs according to the invention operate with a suitable conventional reader, intended for unprotected optical discs, without modification or replacement of the physical elements constituting it. Only a simple firmware update, commonly called “firmware”, managing the operation of the player is necessary.
  • optical discs which include a holographic mark to distinguish an original disc from a copy. Such a distinctive mark does not, however, prohibit access to data or unauthorized copying. In addition, this mark is not recognized by the optical disc drive. It is visible to the naked eye or becomes visible using a specific independent device.
  • optical disks which, to prevent unauthorized reading of their content, include two media or data storage layers: a first conventional optical medium and a second analog holographic medium.
  • the data carried by these discs is divided into two parts.
  • a first part of this data is recorded in the optical storage medium and can be read by a conventional optical read head.
  • the second part of the data is recorded in the holographic medium in the form of diffractive data.
  • a specific read head corresponding to an appropriate holographic technology is then necessary to read them.
  • Such a method of protecting optical discs therefore does not make it possible to achieve the essential objective of the invention, namely to provide a protection system compatible with current standard readers.
  • the holographic marks and diffractive data disclosed in the prior art for the purpose of authentication or protection of optical discs are each time analog diffractive components, namely components produced by the interference of two light beams from a coherent laser source, recorded in a photosensitive medium.
  • the invention uses digital diffractive elements, that is to say made from a digital computation by computer, then an engraving, for example according to the microlithography technique or that of direct writing by laser beam.
  • the invention provides a security system by digital diffractive coding making it possible to prevent unauthorized access to the data stored on an optical recording medium, in particular of optical, compact, audio, video type. or IT.
  • This system is compatible with an appropriate conventional optical reader without modification of the physical elements constituting this reader and by means of a simple update of the firmware “firmware” managing its operation.
  • this system is a combination between:
  • the firmware of the optical reader which is intended to implement a method of verifying the authenticity of the optical recording medium and authorizing access to its data, by comparison of at least one digital diffractive element carried by the optical recording medium with a computer code.
  • the security system according to the invention being a combination between the digital diffractive microstructures of the optical disc and the “firmware” firmware of the reader, its hacking is much more difficult because it is necessary to act on these two aspects.
  • the system according to the invention is thus much more reliable than existing systems, all remaining at a reasonable cost. In addition, it is perfectly compatible with conventional reading devices.
  • the invention also provides an optical disc, in particular of the compact disc, audio, video or computer disc type, comprising three concentric zones, respectively from the center to the periphery: an inner ring constituting the starting zone of the optical disc and containing functional information intended in the firmware of the reader, a central zone intended for the data stored on the optical disc and an external crown, constituting the end zone of the optical disc.
  • the invention comprises at least one digital diffractive element, which can be read by the detector with four cells for detecting the standard read head of a suitable conventional optical disc player, all of the digital diffractive elements of the disc. optic forming a diffractive code.
  • the optical disc according to the invention may also include one or more of the following characteristics:
  • At least one digital diffractive element is located on the outer ring of the optical disc.
  • At least one digital diffractive element is a microstructure formed by a succession of hollows and bumps.
  • This microstructure is produced by molding during manufacture by injection molding of the optical disc.
  • At least one diffractive element has a substantially square or rectangular outline.
  • the optical disc has at least one element digital diffractive in which the diffractive information is repeated several times in order to improve the intensity of the detected signal.
  • the optical disc includes at least one binary digital diffractive element.
  • the optical disc includes at least one digital diffractive element with at least four phase levels.
  • the inner crown contains information or instructions allowing the optical disc reader to implement a method of verifying the authenticity of the optical disc and authorizing access to its data using the diffractive code.
  • the invention also teaches a method of verifying authenticity and authorizing access to the data contained on an optical disc according to the invention and in particular of compact disc, audio, video or computer type.
  • This process can be implemented by a conventional suitable optical disc reader without modification of the physical elements constituting this reader and by means of a simple update of the firmware “firmware” managing its operation.
  • the method can also comprise at least one of the following steps:
  • Figure 1 is a schematic front view of an optical disc illustrating different possible locations for the diffractive elements according to the invention
  • Figure 2 is a schematic front view of an example of an optical disc according to the invention.
  • Figure 3 is an enlargement of the circled detail of Figure 2 and shows an example of a diffractive element according to the invention
  • Figure 4 is a schematic sectional view of an optical disc having a diffractive element according to the invention in front of which is a read head in the focused state;
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a optical disc having a diffractive element according to the invention in front of which is a read head in the defocused state;
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating the various possibilities of lighting the four-cell detector of a standard read head for a binary digital diffractive element
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating the different possibilities of lighting the four-cell detector of a standard read head for a diffractive element with at least four phase levels;
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the different stages of the method of verifying authenticity and authorization according to the invention.
  • an optical disc 1 has been shown schematically. Conventionally, this is in the form of a flat disc pierced with a circular opening 2 at its center. It has three concentric zones, respectively from the center to the periphery: an inner ring 3, a central area 4 and an outer ring 5.
  • the inner ring 3 commonly called “lead-in”, constitutes the starting area of the optical disc 1 and contains functional information such as the size of the disc, a certain number of addresses and operating instructions intended for the firmware. "
  • the inner ring 3 of the disc optical device according to the invention contains a certain number of information and instructions allowing the optical disc player to implement the method of verifying authenticity and authorization according to the invention.
  • the central area 4 is reserved for the data stored on the optical disc.
  • this zone contains a spiral track (not shown) along which the data must be written.
  • the outer ring 5 also called “lead-out”, constitutes the end zone of the optical disc. It does not contain data, but only end information so that the reader understands that it has reached the end of the data.
  • this optical disc 1 must comprise at least one digital diffractive element 6, and preferably a plurality of these elements 6.
  • the digital diffractive elements 6 can be located anywhere on the optical disc 1 accessible to the read head 7 of a standard optical disc player.
  • these diffractive elements 6 can be located in any one of these three zones, or even be distributed in several of these zones. Different examples of possible locations for these diffractive elements 6 have been shown in FIG. 1.
  • the diffractive elements 6 must be located in locations not occupied by data.
  • the diffractive elements 6 when they are located in the central zone 4, they reduce the surface available for data storage. However, the central zone 4 can still be used when the data does not occupy its entire surface.
  • the outer ring 5 is therefore the preferential location area for the diffractive elements 6, because it contains little information and offers a large unoccupied area.
  • a non-limiting example of such an installation has been shown in FIG. 2.
  • Each diffractive element 6 is a microstructure, molded in the optical disc 1 and preferably formed by a succession of hollows and bumps, which when illuminated by the laser beam 8 of a read head 7 projects by diffraction a signal optical capable of being picked up and recognized by the detector 9 of the read head 7.
  • microstructure 6 represented has a generally square contour that is substantially square. However, it can have any other suitable shape and for example a substantially rectangular contour advantageously allowing the diffractive information to be repeated several times in order to improve the intensity of the detected signal.
  • microstructures are very small, their radial length ranging from a few tens to a few hundred microns, for example around fifty microns. A smaller size, more difficult to achieve, is however possible and even advantageous. Indeed, the microstructure is more difficult to copy. In addition, it requires less movement of the lens 10 of the read head 7, which makes the verification method according to the invention faster.
  • the tangential length of the digital diffractive microstructures 6 is slightly greater and varies from a hundred microns to a few millimeters depending on whether the diffractive information is repeated or not and as a function of the sensitivity of the detector 9 and of the time required for reading. of the digital diffractive element.
  • These digital diffractive microstructures are produced during the manufacture of the optical disc 1 by molding, before writing the data thereon or simultaneously with the latter when the data are directly molded during the step of injecting the optical disc.
  • a matrix is used, making it possible to produce the optical disc in series by molding, on the surface of which is engraved in three dimensions a digitally generated diffractive component.
  • This diffractive component constitutes the inverted relief of the diffractive element 6 to be obtained.
  • the path of this diffractive component is previously calculated and optimized by computer. In general, one uses for this an iterative optimization method of the phase of the diffractive element to calculate.
  • an iterative Fourier transformation algorithm is preferably used to find the phase of the image from the intensity distribution.
  • This algorithm involves performing a number of back and forth movements between the plane of the diffractive element and the reconstruction plane, generated by specific propagators using Fourier transformations. Constraints are applied in each plane on the amplitude or on the phase. This operation is repeated in a loop until satisfactory optimization of the desired diffractive element is obtained.
  • Two main etching techniques can then be used to produce the matrix used to mold the diffractive element 6.
  • the first, called direct writing technique by laser beam corresponds to the classic technique used to carry out on the matrix the inverted plot of the spiral track used for data recording.
  • the trace of the diffractive component developed as previously exposed by specific software, is recorded using a laser beam on a layer of photosensitive resin, commonly called “photoresist”.
  • photosensitive resin commonly called “photoresist”.
  • the inscribed line appears in hollow and in reliefs.
  • the photosensitive resin is then covered by electrodeposition with a thin layer of nickel which reproduces the reliefs and hollows of the initial layer. This layer of nickel, after detachment and reinforcement, constitutes the matrix used to mold the optical discs of plastic material with their digital diffractive elements.
  • the second technique that can also be used is the microlithography technique which consists in etching a silicon layer by means of an electron beam. This layer is then used as a mask to transfer the engraved pattern onto a layer of photosensitive resin, illuminating the photosensitive resin through the etched silicon layer.
  • the resin layer is, after chemical development and pickling, coated with a fine layer of nickel reproducing its relief, which, after reinforcement, is used to form the molding matrix.
  • microlithography technique it is advantageous to produce smaller, more precise microstructures and have better resolution. This technique is however much more expensive.
  • the matrix obtained by any one of these methods makes it possible to injection mold the base layer 11 made of plastic of the optical discs 1.
  • This base layer 11 has, on its surface, in relief and / or in hollow, the digital diffractive element (s) 6 according to the invention, the spiral track for recording the data, as well as possibly the data themselves.
  • this base layer 11 is covered with a layer of sensitizing material 12, commonly called a “dye”, subsequently making it possible to write the data thereon by etching by means of local lighting by a laser beam.
  • the assembly is then coated with a thin reflective metallic layer, then with a transparent protective layer 13 of varnish or of plastic material, for example of polycarbonate.
  • the diffractive element 6 When the diffractive element 6 is illuminated by the laser beam 8 of the read head 7, it projects by diffraction an optical signal programmed at conception, picked up by the detector 9 of the read head 7.
  • the optical disc 1 according to the invention is compatible with a conventional reading device.
  • the signal projected by the diffractive element 6 must therefore be able to be detected and recognized by a standard detector 9 fitted to these reading devices.
  • Such a standard detector 9 is conventionally composed of four detection cells 14 arranged so as to substantially form a square as illustrated in FIGS. 6 and 7.
  • the digital diffractive element 6 is produced so as, when it is lit by the laser beam 8, to project onto at least one of the detection cells 14 a spot of light 15 detectable by the latter.
  • one or more detection cells 14 are lit.
  • the detector 9 comprising four cells 14, several lighting possibilities are offered by varying the number and the location of the light spots 15 generated by the diffractive element 6.
  • the lighting possibilities resulting from the detector depend on the number of phase levels (etching) when the digital diffractive element 6 is produced.
  • phase levels With four or more phase levels (etching), this limitation does not exist and the number of possibilities is much higher as can be seen in FIG. 7.
  • the realization of the element diffractive 6, however, requires a resolution much higher than that required to obtain only two. The difficulty and the cost of producing this digital diffractive element may therefore be increased.
  • a value preferably a number, but which can also be a letter or any other suitable symbol, is assigned to each lighting possibility of the detector 9 and thereby to the type of digital diffractive element 6 programmed to generate such a configuration of lighting.
  • the set of values of all the digital diffractive elements 6 of an optical disc 1 according to the invention constitutes a code, preferably digital or alphanumeric, called the diffractive code.
  • This diffractive code is the signature of the optical disc 1 and constitutes proof of its authenticity and its origin.
  • This process begins with a first step of reading the diffractive code written on the optical disc 1 according to the invention.
  • the read head 7 begins by reading the operating instructions located in the inner ring 3, these instructions being analyzed by the firmware of the reader.
  • the read head 7 After reading the instructions of the inner crown 3, the read head 7 is therefore positioned opposite the first diffractive element 6. To control this positioning, the firmware uses the address read previously or any optical reference being found in the area indicated.
  • the read head is then in the configuration illustrated in FIG. 4.
  • the read head 7 is usually adjusted to read the data written on the disc in the form of micro-modulations of the surface, the size of which is of the order micron.
  • the lens 10 is therefore positioned so as to focus the laser beam 8 on this data.
  • the diffractive element 6, of larger dimensions than a conventional datum of the optical disc, is not entirely illuminated by the laser beam 8.
  • the lens 10 must therefore be defocused to that the laser beam widens and fully illuminates the diffractive element 6.
  • the firmware “firmware” causes the lens 10 to approach the surface of the optical disc 1 as shown in FIG. 5.
  • the digital diffractive element 6 projects by diffraction light spots 15 onto the detector 9 of the read head 7. The value of this diffractive element is thus read, then recorded in the optical disc drive memory.
  • the speed of rotation of the optical disc 1 is not too high during the reading phase in order to remain compatible with the standard data processing capacities of conventional readers. Even more preferably, the optical disc 1 can be stopped during this reading phase.
  • the method according to the invention can thus advantageously comprise at least one step of reducing the speed of rotation of the optical disc.
  • the read head 7 is then positioned in front of the second digital diffractive element 6, its value is detected and stored in memory as before.
  • this positioning does not necessarily require displacement of the read head 7, but can be achieved simply by a rotational movement of the optical disc 1.
  • the lens 10 of the read head 7 must be in the defocused state to allow the reading of each of the diffractive elements 6 of the optical disc 1. It can advantageously remain in this defocused state after the reading of the first diffractive element 6 and up to 'that all of the diffractive elements 6 have been read, without needing to replace themselves in the focused state between each element. The step of reading these elements is thus simplified and gains speed.
  • the lens 10 is refocused and then defocused again from time to time or even between each digital diffractive element 6. It is thus possible, for example, to verify the correct positioning of the read head on the optical disc 1 before reading the next diffractive element 6.
  • diffractive code a global code
  • this code is compared by the “firmware” firmware to another code, called computer code, also in memory in the reader.
  • This computer code may have been previously entered by the user in the memory of the reader or may, for example, be part of the “firmware” firmware.
  • This computer code is made available, by any suitable means imaginable, to any person who has legally purchased the optical disc or is authorized to use it. It can thus for example be downloaded in a secure manner or be given by a call center. If the diffractive code detected on the optical disk 1 is identical to the computer code stored in the reader, then the firmware
  • this access can be total and thus allows the reading, writing and / or copying of the data. In other cases, it may be only partial and for example limited to reading the data written on the optical disc 1. Copying of the data can, according to another example, only be authorized to an optical disc having a appropriate diffractive code.
  • the system can then for example request a new entry of the computer code in order to carry out a new comparison.
  • the entire procedure for reading and verifying the diffractive code can also be repeated. From the first failure or after a certain number of attempts, the firmware can control the ejection of the optical disc 1.
  • the method of verifying authenticity and authorization according to the invention can be implemented by a completely conventional optical disc reader, without modification or replacement of its physical elements.
  • the movements of the read head 7 required by the method are carried out using conventional functions of the standard read heads.
  • the horizontal displacements of the read head 7, symbolized by the double arrow 16 in FIGS. 4 and 5 can be achieved by means of the function called “tracking error" usually used for centering the read head by compared to the spiral track along which the data is written.
  • the vertical defocusing and refocusing movements of the lens 10, symbolized by the double arrow 17 in FIGS. 4 and 5, can be carried out by means of the function called "focusing error" usually used to correct the focusing of the laser beam on the data entered. .
  • the method of verifying authenticity and authorization according to the invention requires only a simple updating of the firmware of the optical disc player.
  • This update to be loaded into the EPROM of the reader, can be supplied with the optical disc 1 or can be obtained by an authorized user by any other appropriate means, for example by post, by a secure download or by through a call center.
  • the security device according to the invention is more reliable than the devices existing in the prior art, since it is a combination between a specific optical coding digitally engraved on an optical disc and a modified “firmware” firmware.
  • the information contained in the inner ring leads the firmware to immediately move the read head to the location of the digital diffractive elements 6 in order to read these elements. If the firmware is not suitable, it does not understand these structures and is not capable of interpret them. The system then hangs and cannot read the data.
  • diffractive elements 6 no longer by molding reliefs and hollows, but by changes in refractive index or polarization by means of a change of material and a technical production supplement of these types of digital diffractive components.
  • the invention is also not limited to optical discs, but can be applied to any optical recording medium or to optical reading.
  • bank cards As examples of additional application of the invention, mention may be made of: bank cards, social security cards, secure access cards, or any other medium requiring authentication or securing of its data.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

Le système de sécurité, compatible avec un lecteur classique après mise à jour de son micrologiciel « firmware », permet d'empêcher un accès non autorisé aux données d'un disque optique. Ce système est une combinaison entre: - au moins un élément diffractif numérique porté par le disque optique et pouvant être lu par le détecteur à quatre cellules de détection de la tête de lecture standard du lecteur, l'ensemble des éléments diffractifs numériques formant un code diffractif ; et - le micrologiciel « firmware » du lecteur optique qui met en oeuvre un procédé de vérification d'authenticité du disque optique et d'autorisation d'accès à ses données, par comparaison du code diffractif avec un code informatique.

Description

Système de sécurité par codage diffractif numérique pour disques optiques.
La présente invention concerne un dispositif de sécurité par codage diffractif numérique permettant d'empêcher un accès non autorisé aux données stockées sur un support d'enregistrement optique, notamment de type disque compact, audio, vidéo ou informatique.
L'invention vise également un disque optique audio, vidéo ou informatique, plus communément appelé disque compact, CD, DVD, CDROM, DVDROM ou autre, présentant un tel système de sécurité par codage diffractif numérique.
L'invention concerne enfin un procédé de vérification d'authenticité d'un disque optique et d'autorisation d'accès à ses données.
Le but de l'invention est de fournir un système de sécurité empêchant la lecture, l'écriture ou la copie illégale ou non autorisée de données audio, vidéo ou informatiques à partir d'un ou sur un disque optique protégé .
Selon un aspect essentiel de l'invention, ce système de sécurité est compatible avec les appareils actuels classiques de lecture ou d'utilisation de ces disques optiques. C'est-à-dire que le système de sécurité selon l'invention, ainsi que les disques protégés selon l'invention fonctionnent avec un lecteur approprié classique, destiné aux disques optiques non protégés, sans modification ou remplacement des éléments physiques le constituant. Seule une simple mise à jour du micrologiciel, couramment appelé « firmware » , gérant le fonctionnement du lecteur est nécessaire.
Pour empêcher l'utilisation ou la copie illégale des disques à lecture optique, on trouve actuellement différents systèmes sur le marché. II existe par exemple des logiciels informatiques, notamment de jeux vidéo, pour lesquels il faut entrer un code permettant l'installation et l'utilisation du logiciel. Un tel système basé uniquement sur un code informatique est peu fiable et peut facilement être piraté. En outre, le disque optique original étant classique, rien n'empêche d'en faire une copie sur un disque vierge, que l'on trouve très facilement dans le commerce, et de donner avec celui-ci le code qui est généralement fourni avec le disque original.
On trouve également des logiciels qui sont vendus avec une clé physique constituant un code de déblocage. Un tel système est beaucoup plus sûr, mais présente un coût particulièrement élevé. De plus, il reste réservé aux disques informatiques, la clé physique devant être introduite dans un port de l'ordinateur, pour des logiciels très spécifiques.
On trouve également dans l'art antérieur et par exemple dans le brevet US 6.226.109, des disques optiques qui comportent une marque holographique permettant de distinguer un disque original d'une copie. Une telle marque distinctive ne permet cependant pas d'interdire l'accès aux données ou la copie non autorisée. En outre, cette marque n'est pas reconnue par le lecteur de disque optique. Elle est visible à l'oeil nu ou le devient à l'aide d'un appareil spécifique indépendant.
On connaît également, notamment par les demandes WO 03/032300 et US 5.917.798, des disques optiques qui, pour prévenir une lecture non autorisée de leur contenu, comportent deux milieux ou couches de stockage des données : un premier milieu optique classique et un second milieu holographique analogique.
Les données portées par ces disques sont divisées en deux parties. Une première partie de ces données est enregistrée dans le milieu de stockage optique et peut être lue par une tête de lecture optique classique.
La deuxième partie des données est enregistrée dans le milieu holographique sous la forme de données diffractives. Une tête de lecture spécifique correspondant à une technologie holographique appropriée est alors nécessaire pour les lire.
L'information complète portée par le disque est une combinaison de ces deux types de données . Deux têtes de lecture sont donc nécessaires pour obtenir les données finales. Une tête de lecture combinée est proposée alternativement dans le brevet US 5.917.798. Cependant, cette tête de lecture est très spécifique et ne correspond absolument pas à la tête de lecture standard comportant un détecteur à quatre cellules de détection que l'on trouve dans les lecteurs classiques.
Une telle méthode de protection des disques optiques ne permet donc pas d'atteindre l'objectif essentiel de l'invention, à savoir fournir un système de protection compatible avec les lecteurs standard actuels.
Les marques holographiques et données diffractives divulguées dans l'art antérieur dans un but d'authentification ou de protection des disques optiques sont à chaque fois des composants diffractifs analogiques, à savoir des composants réalisés par l'interférence de deux faisceaux lumineux provenant d'une source laser cohérente, enregistrée dans un milieu photosensible.
Au contraire, l'invention utilise des éléments diffractifs numériques, c'est-à-dire réalisés à partir d'un calcul numérique par ordinateur, puis d'une gravure par exemple selon la technique de microlithographie ou celle d'écriture directe par faisceau laser.
Pour résoudre le problème technique précédemment exposé, l'invention fournit un système de sécurité par codage diffractif numérique permettant d'empêcher un accès non autorisé aux données stockées sur un support d'enregistrement optique, notamment de type disque optique, compact, audio, vidéo ou informatique .
Ce système est compatible avec un lecteur optique approprié classique sans modification des éléments physiques constitutifs de ce lecteur et au moyen d'une simple mise à jour du micrologiciel « firmware » gérant son fonctionnement.
Selon l'invention, ce système est une combinaison entre :
- au moins un élément diffractif numérique porté par le support d'enregistrement optique, pouvant être lu par le détecteur à quatre cellules de détection de la tête de lecture standard du lecteur optique ; et
- le micrologiciel « firmware » du lecteur optique qui est prévu pour mettre en oeuvre un procédé de vérification d'authenticité du support d'enregistrement optique et d'autorisation d'accès à ses données, par comparaison d'au moins un élément diffractif numérique porté par le support d'enregistrement optique avec un code informatique.
Le système de sécurité selon l'invention étant une combinaison entre les microstructures diffractives numériques du disque optique et le micrologiciel « firmware » du lecteur, son piratage est beaucoup plus difficile car il est nécessaire d'agir sur ces deux aspects.
Le système selon l'invention est ainsi beaucoup plus fiable que les systèmes existants, tout en restant d'un coût raisonnable. En outre, il est parfaitement compatible avec les appareils de lecture classiques.
L'invention fournit également un disque optique, notamment de type disque compact, audio, vidéo ou informatique, comportant trois zones concentriques, respectivement du centre vers la périphérie : une couronne intérieure constituant la zone de départ du disque optique et renfermant des informations fonctionnelles destinées au micrologiciel « firmware » du lecteur, une zone centrale destinée aux données stockées sur le disque optique et une couronne extérieure, constituant la zone de fin du disque optique.
Selon l'invention, il comporte au moins un élément diffractif numérique, pouvant être lu par le détecteur à quatre cellules de détection de la tête de lecture standard d'un lecteur approprié classique de disques optiques, l'ensemble des éléments diffractifs numériques du disque optique formant un code diffractif.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le disque optique selon l'invention peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- Au moins un élément diffractif numérique se trouve sur la couronne extérieure du disque optique.
- Au moins un élément diffractif numérique est une microstructure formée d'une succession de creux et de bosses.
- Cette microstructure est réalisée par moulage lors de la fabrication par moulage par injection du disque optique.
- Au moins un élément diffractif présente un contour sensiblement carré ou rectangulaire.
- Le disque optique comporte au moins un élément diffractif numérique dans lequel l'information diffractive est répétée plusieurs fois afin d'améliorer l'intensité du signal détecté.
- Le disque optique comporte au moins un élément diffractif numérique binaire.
- Le disque optique comporte au moins un élément diffractif numérique à au moins quatre niveaux de phase.
- La couronne intérieure contient des informations ou des instructions permettant au lecteur de disque optique de mettre en oeuvre un procédé de vérification d'authenticité du disque optique et d'autorisation d'accès à ses données utilisant le code diffractif.
L'invention enseigne également un procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique selon l'invention et notamment de type disque compact, audio, vidéo ou informatique.
Ce procédé peut être mis en oeuvre par un lecteur de disque optique approprié classique sans modification des éléments physiques constitutifs de ce lecteur et au moyen d'une simple mise à jour du micrologiciel « firmware » gérant son fonctionnement.
II comprend les étapes suivantes :
- positionnement de la tête de lecture du lecteur de disque optique face au premier élément diffractif numérique porté par le disque optique ;
- lecture de l'élément diffractif numérique par le détecteur à quatre cellules de détection de la tête de lecture et mise en mémoire de sa valeur ;
- répétition éventuelle des deux étapes précédentes pour l'élément diffractif numérique suivant jusqu'à ce que tous les éléments diffractifs numériques portés par le disque optique aient été lus, l'ensemble des valeurs mémorisées formant le code W
diffractif ;
- vérification du code diffractif par comparaison avec un code informatique en mémoire dans le lecteur de disque optique ;
- selon le résultat de l'étape précédente, refus ou autorisation d'accès, total ou partiel, aux données contenues sur le disque optique.
Selon une variante préférentielle de l'invention, le procédé peut comporter en outre au moins l'une des étapes suivantes :
- défocalisation de la lentille de la tête de lecture du lecteur de disque optique.
- diminution de la vitesse de rotation du disque optique.
- lecture des instructions et des informations concernant la mise en oeuvre du procédé se trouvant dans la couronne intérieure du disque optique.
- Saisie du code informatique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
. la figure 1 est une vue de face schématique d'un disque optique illustrant différents emplacements possibles pour les éléments diffractifs selon l'invention ;
. la figure 2 est une vue de face schématique d'un exemple de disque optique selon l'invention ;
. la figure 3 est un agrandissement du détail encerclé de la figure 2 et représente un exemple d'élément diffractif selon l'invention ;
. la figure 4 est une vue en coupe schématique d'un disque optique présentant un élément diffractif selon l'invention devant lequel se trouve une tête de lecture à l'état focalisé ;
. la figure 5 est une vue en coupe schématique d'un disque optique présentant un élément diffractif selon l'invention devant lequel se trouve une tête de lecture à l'état défocalisé ;
. la figure 6 est une vue schématique illustrant les différentes possibilités d'éclairage du détecteur à quatre cellules d'une tête de lecture standard pour un élément diffractif numérique binaire ;
. la figure 7 est une vue schématique illustrant les différentes possibilités d'éclairage du détecteur à quatre cellules d'une tête de lecture standard pour un élément diffractif à au moins quatre niveaux de phase ;
. la figure 8 est un diagramme schématique illustrant les différentes étapes du procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation selon l'invention.
Le dispositif de sécurité selon la présente invention va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 1 à 8. Les éléments équivalents représentés sur les différentes figures porteront les mêmes références numériques.
Sur la figure 1, un disque optique 1 a été représenté schématiquement. Classiquement, celui-ci se présente sous la forme d'un disque plat percé d'une ouverture circulaire 2 en son centre. Il présente trois zones concentriques, respectivement en allant du centre vers la périphérie : une couronne intérieure 3, une zone centrale 4 et une couronne extérieure 5.
La couronne intérieure 3, couramment appelée « lead-in », constitue la zone de départ du disque optique 1 et renferme des informations fonctionnelles telles que la taille du disque, un certain nombre d'adresses et des instructions de fonctionnement destinées au micrologiciel « firmware » . En plus des informations normales se trouvant dans un disque optique classique, la couronne intérieure 3 du disque optique selon l'invention contient un certain nombre d'informations et d'instructions permettant au lecteur de disque optique de mettre en oeuvre le procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation selon l'invention. Ces instructions seront explicitées par la suite lors la description détaillée du procédé selon l'invention.
La zone centrale 4 est réservée aux données stockées sur le disque optique. Lorsque le disque optique 1 est encore vierge, cette zone contient une piste en spirale (non représentée) le long de laquelle les données doivent être inscrites.
La couronne extérieure 5, également appelée « lead-out » , constitue la zone de fin du disque optique. Elle ne contient pas de données, mais seulement une information de fin pour que le lecteur comprenne qu'il est arrivé à la fin des données.
Selon l'invention, ce disque optique 1 doit comporter au moins un élément diffractif numérique 6 , et de préférence une pluralité de ces éléments 6.
Les éléments diffractifs numériques 6 peuvent se trouver à n'importe quel endroit du disque optique 1 accessible à la tête de lecture 7 d'un lecteur de disque optique standard.
Selon les applications, ces éléments diffractifs 6 peuvent être situés dans l'une quelconque de ces trois zones, voire même être répartis dans plusieurs de ces zones. Différents exemples d'emplacements possibles pour ces éléments diffractifs 6 ont été représentés sur la figure 1.
Les éléments diffractifs 6 doivent être implantés dans des emplacements non occupés par des données. La couronne intérieure 3, de petite superficie et contenant les données fonctionnelles, offre une place limitée pour les éléments diffractifs 6 mais peut tout de même être utilisée lorsque ceux-ci sont peu nombreux.
De même, lorsque les éléments diffractifs 6 sont situés dans la zone centrale 4, ils diminuent la surface disponible pour le stockage des données. Cependant, la zone centrale 4 peut tout de même être utilisée lorsque les données n'occupent pas toute sa superficie.
La couronne extérieure 5 est donc la zone d'implantation préférentielle des éléments diffractifs 6, car elle ne contient que peu d'informations et offre une grande superficie inoccupée. Un exemple non limitatif d'une telle implantation a été représenté sur la figure 2.
Chaque élément diffractif 6 est une microstructure, moulée dans le disque optique 1 et préférentiellement formée d'une succession de creux et de bosses, qui lorsqu'elle est éclairée par le faisceau laser 8 d'une tête de lecture 7 projette par diffraction un signal optique susceptible d'être capté et reconnu par le détecteur 9 de la tête de lecture 7.
Un exemple d'une telle microstructure numérique a été représenté à l'état agrandi sur la figure 3.
L'exemple de microstructure 6 représentée présente un contour de forme générale sensiblement carrée. Cependant, elle peut présenter toute autre forme appropriée et par exemple un contour sensiblement rectangulaire permettant avantageusement de répéter plusieurs fois l'information diffractive afin d'améliorer l'intensité du signal détecté.
Ces microstructures sont de très petites dimensions, leur longueur radiale allant de quelques dizaines à quelques centaines de microns, par exemple environ cinquante microns. Une taille inférieure, plus difficile à réaliser, est cependant possible et même avantageuse. En effet, la microstructure est plus difficile à copier. En outre, elle nécessite moins de déplacement de la lentille 10 de la tête de lecture 7, ce qui rend le procédé de vérification selon l'invention plus rapide.
La longueur tangentielle des microstructures diffractives numériques 6 est un peu plus importante et varie d'une centaine de microns à quelques millimètres selon que l'information diffractive est répétée ou non et en fonction de la sensibilité du détecteur 9 et du temps nécessaire à la lecture de l'élément diffractif numérique.
Ces microstructures diffractives numériques sont réalisées lors de la fabrication du disque optique 1 par moulage, avant l'inscription des données sur celui-ci ou simultanément à celle-ci lorsque les données sont directement moulées pendant l'étape d'injection du disque optique.
Pour réaliser un élément diffractif numérique 6 selon l'invention sur un disque optique 1, on utilise une matrice, permettant de produire en série le disque optique par moulage, à la surface de laquelle est gravé en trois dimensions un composant diffractif généré numériquement. Ce composant diffractif constitue le relief inversé de l'élément diffractif 6 à obtenir.
Le tracé de ce composant diffractif est préalablement calculé et optimisé par ordinateur. En général, on utilise pour cela une méthode d'optimisation itérative de la phase de l'élément diffractif à calculer.
Pour la conception des éléments diffractifs selon l'invention, on utilise préférentiellement un algorithme itératif de transformation de Fourier permettant de retrouver la phase de l'image à partir de la distribution d'intensité.
Cet algorithme, basé sur l'algorithme de Gerchberg-Saxton, consiste à effectuer un certain nombre d'allers et retours entre le plan de l'élément diffractif et le plan de reconstruction, générés par des propagateurs spécifiques utilisant des transformations de Fourier. Des contraintes sont appliquées dans chaque plan sur l'amplitude ou sur la phase. Cette opération est répétée en boucle jusqu'à l'obtention d'une optimisation satisfaisante de l'élément diffractif recherché.
Deux techniques principales de gravures peuvent ensuite être utilisées pour produire la matrice servant à mouler l'élément diffractif 6.
La première, appelée technique d'écriture directe par faisceau laser, correspond à la technique classique utilisée pour réaliser sur la matrice le tracé inversé de la piste en spirale servant à l'inscription des données. Selon cette technique, on inscrit le tracé du composant diffractif, élaboré comme précédemment exposé par un logiciel spécifique, à l'aide d'un faisceau laser sur une couche de résine photosensible, couramment appelée « photoresist ». Après développement et décapage chimique, le tracé inscrit apparaît en creux et en reliefs. La résine photosensible est ensuite recouverte par électrodéposition d'une fine couche de nickel qui reproduit les reliefs et les creux de la couche initiale. Cette couche de nickel, après décollement et renforcement, constitue la matrice utilisée pour mouler les disques optiques en matière plastique avec leurs éléments diffractifs numériques.
La deuxième technique pouvant également être utilisée est la technique de microlithographie qui consiste à graver une couche de silicium au moyen d'un faisceau d'électrons. Cette couche est ensuite utilisée comme masque pour transférer le motif gravé sur une couche de résine photosensible, en éclairant la résine photosensible à travers la couche de silicium gravée.
Comme précédemment, la couche de résine est, après développement et décapage chimique, revêtue d'une fine couche de nickel reproduisant son relief, qui, après renforcement, est utilisée pour former la matrice de moulage.
Par la technique microlithographie, on peut avantageusement réaliser des microstructures plus petites, plus précises et avoir une meilleure résolution. Cette technique est cependant nettement plus coûteuse.
La matrice obtenue par l'une quelconque de ces méthodes permet de mouler par injection la couche de base 11 en matière plastique des disques optiques 1. Cette couche de base 11 présente à sa surface, en relief et/ou en creux, le ou les élément (s) diffractif (s) numérique (s) 6 selon l'invention, la piste en spirale d'inscription des données, ainsi qu'éventuellement les données elles-mêmes.
Pour former le disque optique 1, cette couche de base 11 est recouverte d'une couche de matériau sensibilisateur 12, couramment appelé « dye », permettant par la suite d'y inscrire les données par gravure au moyen d'un éclairage local par un faisceau laser. L'ensemble est ensuite revêtu d'une fine couche métallique réfléchissante, puis d'une couche de protection transparente 13 de vernis ou de matière plastique, par exemple de polycarbonate.
Lorsque l'élément diffractif 6 est éclairé par le faisceau laser 8 de la tête de lecture 7, il projette par diffraction un signal optique programmé à la conception, capté par le détecteur 9 de la tête de lecture 7.
Selon l'un des objectifs essentiels de l'invention, le disque optique 1 selon l'invention est compatible avec un appareil de lecture classique. Le signal projeté par l'élément diffractif 6 doit donc pouvoir être détecté et reconnu par un détecteur 9 standard équipant ces appareils de lecture.
Un tel détecteur 9 standard est composé classiquement de quatre cellules de détection 14 disposées de manière à sensiblement former un carré comme illustré sur les figures 6 et 7.
L'élément diffractif numérique 6 est réalisé de manière à, lorsqu'il est éclairé par le faisceau laser 8, projeter sur au moins une des cellules de détection 14 une tache de lumière 15 détectable par celle-ci.
Selon le motif de l'élément diffractif 6, une ou plusieurs cellules de détection 14 sont éclairées. Le détecteur 9 comportant quatre cellules 14, plusieurs possibilités d'éclairage sont offertes en faisant varier le nombre et l'emplacement des tâches de lumière 15 générées par l'élément diffractif 6.
Les possibilités d'éclairage résultant sur le détecteur dépendent du nombre de niveaux de phase (gravure) lors de la réalisation de l'élément diffractif numérique 6.
Avec deux niveaux de phase (élément diffractif binaire), l'éclairage résultant respecte une symétrie par rapport au centre du détecteur 9 à quatre cellules 14, ce qui limite le nombre de possibilités d'éclairage résultant. On a dans ce cas trois possibilités d'éclairage résultant qui ont été représentées schématiquement sur la figure 6.
Avec quatre niveaux de phase (gravure) ou plus, cette limitation n'existe pas et le nombre de possibilités est nettement supérieur comme on peut le voir sur la figure 7. Pour obtenir quatre niveaux de phase (gravure) ou plus, la réalisation de l'élément diffractif 6 nécessite cependant une résolution nettement supérieure à celle requise pour n'en n'obtenir que deux. La difficulté et le coût de la réalisation de cet élément diffractif numérique peuvent donc s'en trouver accrus.
Une valeur, de préférence un chiffre, mais pouvant également être une lettre ou tout autre symbole approprié, est attribuée à chaque possibilité d'éclairage du détecteur 9 et par là au type d'élément diffractif numérique 6 programmé pour générer une telle configuration d'éclairage.
L'ensemble des valeurs de tous les éléments diffractifs numériques 6 d'un disque optique 1 selon l'invention constitue un code, préférentiellement numérique ou alphanumérique, appelé code diffractif. Ce code diffractif est la signature du disque optique 1 et constitue la preuve de son authenticité et de son origine.
Le nombre de valeurs possibles étant structurellement limité (trois ou quinze selon le nombre de niveaux de phase), pour multiplier les possibilités de code, il suffit d'augmenter le nombre d'éléments diffractifs numériques 6 présents sur le disque optique 1 selon l'invention. La taille de ce code reste cependant limitée par la place disponible dans la mémoire du lecteur.
Le procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 8.
Ce procédé débute par une première étape de lecture du code diffractif inscrit sur le disque optique 1 selon l'invention.
Lorsqu'un disque optique 1 selon l'invention est inséré dans un lecteur de disque optique, la tête de lecture 7 commence par lire les instructions de fonctionnement se trouvant dans la couronne intérieure 3, ces instructions étant analysées par le micrologiciel « firmware » du lecteur.
Ces instructions obligent le micrologiciel « firmware » à commencer par déplacer la tête de lecture vers l'emplacement où se trouvent les éléments diffractifs 6, préférentiellement vers la couronne extérieure 5. Avantageusement, l'adresse exacte de chaque élément diffractif 6 peut être indiquée dans la couronne intérieure 3.
Après avoir lu les instructions de la couronne intérieure 3 , la tête de lecture 7 vient donc se positionner face au premier élément diffractif 6. Pour commander ce positionnement, le micrologiciel « firmware » utilise l'adresse lue précédemment ou un repère optique quelconque se trouvant dans la zone indiquée .
La tête de lecture se trouve alors dans la configuration illustrée sur la figure 4. La tête de lecture 7 est habituellement réglée pour lire les données inscrites sur le disque sous la forme de micro-modulations de la surface dont la taille est de l'ordre du micron. La lentille 10 est donc positionnée de manière à focaliser le faisceau laser 8 sur ces données .
Avec un tel réglage de la tête de lecture 7, l'élément diffractif 6, de dimensions plus importantes qu'une donnée classique du disque optique, n'est pas entièrement éclairé par le faisceau laser 8. La lentille 10 doit donc être défocalisée pour que le faisceau laser s'élargisse et éclaire entièrement l'élément diffractif 6. Pour cela, le micrologiciel « firmware » fait approcher la lentille 10 de la surface du disque optique 1 comme représenté sur la figure 5.
II est ainsi avantageux de réaliser des éléments diffractifs 6 les plus petits possibles, même si la matrice de moulage est plus difficile à réaliser et donc plus coûteuse. En effet, plus ces éléments sont petits et s'approchent en taille de celle des données, moins la lentille aura besoin de se déplacer pendant l'opération de défocalisation. Le procédé gagne ainsi en rapidité. En outre, plus les éléments diffractifs sont petits et plus ils sont difficiles à reproduire .
Lorsqu'il est entièrement éclairé par le faisceau laser 8, l'élément diffractif numérique 6 projette par diffraction des taches de lumière 15 sur le détecteur 9 de la tête de lecture 7. La valeur de cet élément diffractif est ainsi lue, puis enregistrée dans la mémoire du lecteur de disque optique.
Pour que la lecture de la valeur de l'élément diffractif se fasse dans de bonnes conditions et sans risque d'erreur, il est préférable que la vitesse de rotation du disque optique 1 ne soit pas trop élevée pendant la phase de lecture afin de rester compatible avec les capacités standards de traitement des données des lecteurs classiques. Encore plus préférentiellement, le disque optique 1 peut être arrêté pendant cette phase de lecture.
Le procédé selon l'invention peut ainsi avantageusement comprendre au moins une étape de diminution de la vitesse de rotation du disque optique.
La tête de lecture 7 vient ensuite se positionner devant le deuxième élément diffractif numérique 6, sa valeur est détectée et mise en mémoire comme précédemment. Bien entendu, ce positionnement ne nécessite pas forcément de déplacement de la tête de lecture 7, mais peut être réalisé simplement par un mouvement de rotation du disque optique 1.
La procédure décrite ci-dessus est répétée jusqu'à ce que les valeurs de tous les éléments diffractifs numériques 6 du disque optique 1 soient détectées et enregistrées.
La lentille 10 de la tête de lecture 7 doit se trouver à l'état défocalisé pour permettre la lecture de chacun des éléments diffractifs 6 du disque optique 1. Elle peut avantageusement rester dans cet état défocalisé après la lecture du premier élément diffractif 6 et jusqu'à ce que la totalité des éléments diffractifs 6 ait été lue, sans avoir besoin de se replacer à l'état focalisé entre chaque élément. L'étape de lecture de ces éléments est ainsi simplifiée et gagne en rapidité.
Cependant, il peut parfaitement être envisagé que la lentille 10 soit refocalisée puis à nouveau défocalisée de temps en temps ou même entre chaque élément diffractif numérique 6. Il est ainsi possible par exemple de procéder à une vérification du positionnement correct de la tête de lecture sur le disque optique 1 avant de procéder à la lecture de l'élément diffractif 6 suivant.
L'ensemble de ces valeurs détectées et enregistrées forme un code global, appelé code diffractif. Au cours d'une deuxième étape de vérification du code diffractif, ce code est comparé par le micrologiciel « firmware » à un autre code, appelé code informatique, également en mémoire dans le lecteur.
Ce code informatique peut avoir été préalablement entré par l'utilisateur dans la mémoire du lecteur ou peut par exemple faire partie du micrologiciel « firmware » . Ce code informatique est mis à la disposition, par tout moyen approprié imaginable, de toute personne ayant légalement acheté le disque optique ou étant autorisée à utiliser celui- ci. Il peut ainsi par exemple être téléchargé de façon sécurisée ou être donné par un centre d'appel. Si le code diffractif détecté sur le disque optique 1 est identique au code informatique en mémoire dans le lecteur, alors le micrologiciel
« firmware » autorise l'accès aux données contenues sur le disque optique 1.
Selon les cas, cet accès peut être total et permet ainsi la lecture, l'écriture et/ou la copie des données. Il peut dans d'autres cas n'être que partiel et par exemple limité à la lecture des données inscrites sur le disque optique 1. La copie des données peut, selon un autre exemple, n'être autorisée que vers un disque optique présentant un code diffractif approprié.
Si le code diffractif et le code informatique ne sont pas identiques, l'accès aux données est refusé. Le système peut alors par exemple demander une nouvelle saisie du code informatique afin de procéder à une nouvelle comparaison. La procédure entière de lecture et de vérification du code diffractif peut également être recommencée. Dès le premier échec ou après un certain nombre de tentative le micrologiciel « firmware » peut commander l'éjection du disque optique 1.
Le procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation selon l'invention peut être mis en oeuvre par un lecteur de disque optique tout à fait classique, sans modification ou remplacement de ses éléments physiques .
Les mouvements de la tête de lecture 7 requis par le procédé sont effectués en utilisant des fonctions classiques des têtes de lecture standard. En effet, les déplacements horizontaux de la tête de lecture 7, symbolisés par la double flèche 16 des figures 4 et 5, peuvent être réalisés grâce à la fonction appelée « tracking error » servant habituellement au centrage de la tête de lecture par rapport à la piste en spirale le long de laquelle sont inscrites les données.
Les mouvements verticaux de défocalisation et de refocalisation de la lentille 10 , symbolisés par la double flèche 17 des figures 4 et 5, peuvent être réalisés grâce à la fonction appelée « focusing error » servant habituellement à corriger la focalisation du faisceau laser sur les données inscrites.
Le procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation selon l'invention nécessite seulement une simple mise à jour du micrologiciel « firmware » du lecteur de disque optique. Cette mise à jour, à charger dans l 'EPROM du lecteur, peut être fournie avec le disque optique 1 ou peut être obtenue par un utilisateur autorisé par tout autre moyen approprié, par exemple par voie postale, par un téléchargement sécurisé ou par l'intermédiaire d'un centre d'appel.
Le dispositif de sécurité selon l'invention est plus fiable que les dispositifs existant dans l'art antérieur, car il s'agit d'une combinaison entre un codage optique spécifique gravé numériquement sur un disque optique et un micrologiciel « firmware » modifié.
Si l'on tente de lire un disque optique 1 comportant des éléments diffractifs numériques 6 selon l'invention dans un lecteur dont le micrologiciel « firmware » est classique, l'accès aux données sera impossible.
En effet, les informations contenues dans la couronne intérieure conduisent le micrologiciel « firmware » à tout de suite déplacer la tête de lecture vers l'emplacement des éléments diffractifs numériques 6 afin de lire ces éléments. Si le micrologiciel « firmware » n'est pas adapté, il ne comprend pas ces structures et n'est pas capable de les interpréter. Le système se bloque alors et ne peut procéder à la lecture des données.
De manière évidente, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation préférentiels décrits précédemment et représentés sur les différentes figures, l'homme du métier pouvant y apporter de nombreuses modifications et imaginer d'autres variantes sans sortir ni de la portée, ni du cadre de l'invention.
II est par exemple envisageable de réaliser les éléments diffractifs 6, non plus par moulage de reliefs et de creux, mais par des changements d'indice de réfraction ou de polarisation au moyen d'un changement de matériau et d'un complément technique de production de ces types de composants diffractifs numériques .
L'invention n'est pas non plus limitée aux disques optiques, mais peut s'appliquer à tout support d'enregistrement optique ou à lecture optique.
On peut également envisager d'utiliser l'invention pour des supports d'information non optique, en ajoutant un dispositif optique d'authentification et d'autorisation d'accès selon 1 ' invention ou en remplaçant un système optique existant par celui de l'invention. Les lecteurs de ces supports devront alors être adaptés si nécessaire pour pouvoir lire le code diffractif du support d' enregistrement .
On peut citer à titre d'exemples d'application supplémentaires de l'invention : les cartes bancaires, cartes de sécurité sociale, cartes d'accès sécurisé, ou tout autre support nécessitant une authentification ou une sécurisation de ses données .

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de sécurité par codage diffractif numérique permettant d'empêcher un accès non autorisé aux données stockées sur un support d'enregistrement optique, notamment de type disque optique (1), compact, audio, vidéo ou informatique caractérisé en ce qu'il est compatible avec un lecteur optique approprié classique sans modification des éléments physiques constitutifs de ce lecteur et au moyen d'une simple mise à jour du micrologiciel « firmware » gérant son fonctionnement, et en ce qu'il est une combinaison entre :
- au moins un élément diffractif numérique (6) porté par le support d'enregistrement optique (1), pouvant être lu par le détecteur (9) à quatre cellules de détection (14) de la tête de lecture standard (7) du lecteur optique ; et
- le micrologiciel « firmware » du lecteur optique qui est prévu pour mettre en oeuvre un procédé de vérification d'authenticité du support d'enregistrement optique (1) et d'autorisation d'accès à ses données, par comparaison d'au moins un élément diffractif numérique (6) porté par le support d'enregistrement optique avec un code informatique .
2. Disque optique ( 1 ) , notamment de type disque compact, audio, vidéo ou informatique, comportant trois zones concentriques, respectivement du centre vers la périphérie : une couronne intérieure ( 3 ) constituant la zone de départ du disque optique ( 1 ) et renfermant des informations fonctionnelles destinées au micrologiciel « firmware » du lecteur, une zone centrale (4) destinée aux données stockées sur le disque optique (1) et une couronne extérieure (5), constituant la zone de fin du disque optique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément diffractif numérique ( 6 ) , pouvant être lu par le détecteur (9) à quatre cellules de détection (14) de la tête de lecture standard (7) d'un lecteur approprié classique de disques optiques et en ce que l'ensemble des éléments diffractifs numériques ( 6 ) du disque optique (1) forme un code diffractif.
3. Disque optique ( 1 ) selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'au moins un élément diffractif numérique (6) se trouve sur la couronne extérieure ( 5 ) du disque optique ( 1 ) .
4. Disque optique (1) selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce qu'au moins un élément diffractif numérique (6) est une microstructure formée d'une succession de creux et de bosses.
5. Disque optique (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la microstructure est réalisée par moulage lors de la fabrication par moulage par injection du disque optique ( 1 ) .
6. Disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce qu'au moins un élément diffractif (6) présente un contour sensiblement carré ou rectangulaire.
7. Disque optique ( 1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément diffractif numérique ( 6 ) dans lequel l'information diffractive est répétée plusieurs fois afin d'améliorer l'intensité du signal détecté .
8. Disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément diffractif numérique (6) binaire.
9. Disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément diffractif numérique (6) à au moins quatre niveaux de phase.
10. Disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que sa couronne intérieure (3) contient des informations ou des instructions permettant au lecteur de disque optique de mettre en oeuvre un procédé de vérification d'authenticité du disque optique (1) et d'autorisation d'accès à ses données utilisant le code diffractif.
11. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 10 et notamment de type disque compact, audio, vidéo ou informatique, procédé caractérisé en ce qu'il peut être mis en oeuvre par un lecteur de disque optique approprié classique sans modification des éléments physiques constitutifs de ce lecteur et au moyen d'une simple mise à jour du micrologiciel « firmware » gérant son fonctionnement, et en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- positionnement de la tête de lecture ( 7 ) du lecteur de disque optique face au premier élément diffractif numérique (6) porté par le disque optique ;
- lecture de l'élément diffractif numérique (6) par le détecteur (9) à quatre cellules de détection (14) de la tête de lecture (7) et mise en mémoire de sa valeur ;
- répétition éventuelle des deux étapes précédentes pour l'élément diffractif numérique (6) suivant jusqu'à ce que tous les éléments diffractifs numériques ( 6 ) portés par le disque optique aient été lus, l'ensemble des valeurs mémorisées formant le code diffractif ;
- vérification du code diffractif par comparaison avec un code informatique en mémoire dans le lecteur de disque optique ;
- selon le résultat de l'étape précédente, refus ou autorisation d'accès, total ou partiel, aux données contenues sur le disque optique ( 1 ) .
12. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape de :
- défocalisation de la lentille (10) de la tête de lecture (7) du lecteur de disque optique.
13. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape de :
- diminution de la vitesse de rotation du disque optique ( 1 ) .
14. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une étape de :
- lecture des instructions et des informations concernant la mise en oeuvre du procédé se trouvant dans la couronne intérieure (3) du disque optique
(1).
15. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14 caractérisé en ce qu'en cas autorisation d'accès aux données contenues sur le disque optique (1) la copie de ces données n'est autorisée que vers un disque optique (1) présentant un code diffractif approprié.
16. Procédé de vérification d'authenticité et d'autorisation d'accès aux données contenues sur un disque optique (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de saisie du code informatique .
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