Die Erfindung betrifft einen Schlüssel bzw. eine Schlüsselkarte - im nachfolgenden ausschließlich Schlüssel genannt - als ein Element, das im Herstellprozeß mit einem festen, elektrisch lesbaren Code versehen wird und als Informationsträger in elektronischen Schließ-Systemen Verwendung findet. Die Erfindung betrifft außerdem das Lesegerät des Schließ-Systems, welches der Abnahme der im Schlüssel gespeicherten Codeinformationen dient, die an die Elektronik weitergegeben werden.
Ein derartiger Schlüssel ist bekannt geworden in den Patentschriften DE 32 31 063 C1 und 33 38 608. Die in diesen Schriften angegebene Lösung besteht darin, daß auf einem elektrisch leitfähigen Träger oder auf seine leitfähige Beschichtung eine Isolierschicht aufgebracht wird, die matrixförmig angeordnete Leerstellen enthält, daß diese Leerstellen mit einem Isolierdruck geschlossen werden oder durch Weglassen des Isolierdruckes offen gehalten werden, wodurch die Leerstellen der Isolierschicht für ein Lesegerät, das über einreihige, parallel angeordnete Lesekontakte verfügt, an denen der Schlüssel bei Einführung in das Lesegerät entlang geführt wird, eine zweiwertige elektrische Information darstellen:
Die Leerstellen der Isolierschicht können nach Durchführung der Codierung - erzeugt durch Belegen der Leerstellen mit Isolierdruck bzw. durch Weglassen des Isolierdrucks - mit einer weiteren leitfähigen Schicht aufgefüllt sein, wodurch die Codierung einem Betrachter optisch verschleiert wird.
Der Vorteil eines derart codierten Schlüssels liegt in der Einfachheit der Herstellung sowohl des Schlüssels als auch des Lesegeräts. Das Lesegerät muß lediglich über einen Kontaktsatz verfügen, um ein für eine signalverarbeitende Elektronik direkt verwertbares Signal abzunehmen, wobei die bei anderen Informationsspeicherverfahren notwendigen Verstärker,
Diskriminatoren usw. eingespart werden können.
Der Nachteil ist darin zu sehen, daß es mit einfachen Mitteln - z.B. einem Widerstandsmeßgerät - leicht möglich ist, den optisch verschleierten Code eines Schlüssels zu messen und den Code auf einen beliebig anderen Schlüssel zu übertragen, d.h. den Schlüssel zu kopieren.
Zur Übertragung des Codes auf einen beliebigen anderen Schlüssel ist es nur erforderlich, die Codeelementstellen, die sich in den Leerstellen der Isolierschicht befinden, so zu verändern, daß volle Übereinstimmung mit dem zu kopierenden Schlüssel erreicht wird. Für eine Codeelementstelle, die z.B. zum Träger hin leitend ist, die aber isoliert sein soll, kann die Isolierung durch Auftrag eines Isolierlackes mittels eines Pinsels auf diese Codeelementstelle erzielt werden. Für eine Codeelementstelle, die zum Träger hin isoliert ist, die aber leitfähig sein soll, reicht es aus, die Schicht bis zum Träger aufzukratzen und mittels eines leitfähigen Lackes, z.B. Silberleitlack, eine Verbindung zur Oberfläche der Codeelementstelle herzustellen.
Da ein solcher Schlüssel also leicht auszumessen und einfach nachzubilden ist, muß er auch vor nur kurzzeitigem Zugriff Unberechtigter geschützt werden, wenn er seine Funktion als sicherer Informationsträger zum Einsatz in einem elektronischen Schließ-System behalten soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System bestehend aus Schlüssel, Lesegerät und Elektronik zu schaffen, bei dem der Schlüssel durch Beschichten mit leitfähigen und isolierenden Schichten gebildet wird und bei dem Codeelemente sowohl im Schlüssel wie auch im Lesegerät auftreten mit dem Ziel, das Erkennen bzw. Ausmessen der verwendeten Codes und auch die Anfertigung von Nachschlüsseln sehr anspruchsvoll und schwierig zu gestalten, so daß der Schlüssel als in hohem Maße kopiergeschützt bezeichnet werden kann.
Die Aufgabe ist durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.
Durch die in Anspruch 2 gekennzeichneten Maßnahmen wird zusätzlich zur Codierung der Leerstellen des Schlüssels eine Codierung der Leitstreifen des Schlüssels eingeführt, was Ausmessen und Nachbildung des Schlüssels weiter erschwert.
Durch die in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichneten Maßnahmen werden zusätzliche Codeelemente in das Lesegerät eingeführt. Bei einem nicht codierten Lesegerät wäre es nämlich im Prinzip möglich, bei Kenntnis von Anzahl und Lage der im Lesegerät vorhandenen Kontakte einen Nachschlüssel einfacherer Art herzustellen, bei dem die schwierige Nachfertigung des Streifencodes des Schlüssels vermieden werden könnte. Dies wird verhindert durch die bei der Herstellung durchgeführte Codierung auch des Lesegeräts mit Codierkontakten wie in den Ansprüchen 1, 3 und 4 beschrieben. Ohne Kenntnis der Codierung des Lesegeräts muß ein Nachschlüssel eine schwierig herzustellende präzise Nachbildung des Originalschlüssels sein, wenn er funktionieren soll.
Durch die in Anspruch 5 gekennzeichneten Maßnahmen werden weitere zusätzliche Codeelemente in Schlüssel und Elektronik eingeführt. Da die Codierung der Elektronik von der Türaußenseite her nicht ausgemessen werden kann, muß ein Nachschlüssel eine genaue Nachbildung des Originalschlüssels sein, was durch die Widerstandscodierung des Schlüssels nochmals schwieriger gestaltet worden ist.
Durch die in Anspruch 6 gekennzeichneten Maßnahmen wird erreicht, daß der Potentialzuführungskontakt 31 erst dann Kontakt mit leitfähigen Bereichen des Trägers bekommen kann, wenn die Lesekontakte 25, 26, 27, 28 auf die Isolierschicht 10 aufgelaufen sind. Solange nämlich diese Lesekontakte über den leitfähigen Randbereich 21 des Trägers laufen, darf noch keine Potentialzuführung über den Kontakt 31 geschehen, da ansonsten unerwünschte Durchgangsinformationen an die Elektronik weitergeleitet würden.
Die Erfindung ist anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt den vorderen Teil eines Schlüssels,der zum Ablesen der gespeicherten Schlüssel-Codeinformation vollständig in ein Lesegerät eingeführt wird.
Auf einem Träger 1, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht oder der an seiner Oberseite mit einer leitfähigen Beschichtung versehen ist, wird zuerst eine Basisisolierschicht 2 deckend aufgebracht. Auf dieser werden elektrisch leitfähige Streifen 3 angebracht, die Kontakt mit dem Träger 1 bzw. seiner leitfähigen Beschichtung haben. Außerdem werden leitfähige Streifen 4, 5, 6, 7 angebracht. Diese haben Kontakt weder untereinander noch zum Träger 1.
Über die leitfähigen Streifen 3, 4, 5, 6, 7 wird eine weitere Isolierschicht 10 aufgebracht, die Leerstellen 22 in matrixförmiger Anordnung enthält. Die Leerstellen 22 sind in Zeilen und Spalten gegliedert: im vorliegenden Beispiel 6 Zeilen mit der Bezeichnung 15 - 20 und vier Spalten mit der Bezeichnung 11 - 14.
Durch jede Leerstelle 22 führt ein Streifen 3 und mindestens ein Streifen 4, 5, 6, 7 hindurch. Die Streifen sind derart angeordnet, daß in jeder Spalte ein durchgehender Streifen 3 vorhanden ist, der elektrisch mit dem Träger 1 oder seiner leitfähigen Beschichtung verbunden ist, sowie in jeder Leerstelle mindestens ein weiterer Streifen 4, 5, 6, 7, der nicht mit dem Träger verbunden ist und der in beliebiger Weise die Spalte wechseln kann. Im vorliegenden Beispiel wechselt der Streifen 4 von Spalte 11 in Spalte 12, der Streifen 5 von Spalte 12 in Spalte 11, und die Streifen 6 und 7 verbleiben in ihren Spalten 13 bzw. 14.
Läßt man isolierte Kreuzungen der Streifen 4, 5, 6, 7 miteinander und mit dem Streifen 3 zu, so läßt sich eine Vielzahl von Streifenführungsmustern bilden, die es theoretisch ermöglichen, daß in einer großen Zahl von Schlüsseln jede Leerstelle 22 mit jeder anderen Leerstelle 22 verbunden sein kann. Die Verbindung der Leerstellen 22 mit dem Träger 1 oder mit anderen Leerstellen 22 geschieht durch die Streifencodierung, wobei hier vorausgesetzt wird, daß nach erfolgter Codierung eine leitfähige und nicht transparente Beschichtung in jede Leerstelle 22 hineingesetzt wird, die Anschluß findet an die nicht isolierten leitfähigen Streifen und die es einem Kontakt des Lesegeräts ermöglicht, eine elektrische Verbindung zu diesem auf diese Weise von der Leerstelle gebildeten Codeelement einzugehen.
Die Codierung der Leerstellen 22 erfolgt nun in der Weise, daß in jede Leerstelle eine Teilisolierschicht hineingelegt wird, die entweder den Streifen 3 nach oben hin isoliert oder den/die Streifen 4, 5, 6, 7 oder die gesamte Leerstelle. Die Möglichkeit, daß kein Streifen isoliert ist, wird nicht realisiert, weil dies einer direkten Verbindung der Streifen 3 und 4, 5, 6, 7 miteinander gleichkäme und damit das realisierte Streifenmuster verändern würde.
Bei Systemen, die in Anwendungen höchster Sicherheitsstufe eingesetzt werden sollen, wird der Schlüssel noch mit einem zusätzlichen Widerstandscode versehen. In die Streifen 3, 4, 5, 6, 7 werden zwischen den Leerstellen Widerstände 8, 9 eingefügt und zwar zufallsbestimmt hinsichtlich Anzahl, Lage und Widerstandswert.
Die Leerstellencodierung - d.h. das Aufbringen von Teilisolierung auf die Leerstellen 22 - wird zeitlich vor dem Aufbringen der Isolierschicht 10 durchgeführt, weil auf diese Weise die erforderliche Genauigkeit beim Aufbringen der Teilisolierungen geringer ist.
Die codierten Leerstellen der Isolierschicht 10 - d.h. die einzelnen Codeelementstellen - enthalten damit eine dreiwertige Information:
Die Rückführung dieser dreiwertigen Schlüsselcodeinformation in eine zweiwertige elektrische Information geschieht mit Einführung des Schlüssels in das Lesegerät.
In Fig. 2 ist die Kontaktanordnung des Lesegeräts näher dargestellt. Die Lesekontakte 25, 26, 27, 28 sind einzeln über Widerstände 38, 39, 40, 41 und eine Batterie 30 mit dem Potentialzuführungskontakt 31 verbunden. Dieser Stromkreis wird durch den Schlüssel ein/ausgeschaltet entsprechend dem Streifen- und Leerstellencode des Schlüssels in Verbindung mit dem Kontaktcode der Codierkontakte 32 - 36 des Lesegeräts.
Die Lesekontakte 25, 26, 27, 28 dienen dazu, die gespeicherte Schlüsselinformation dadurch abzunehmen, daß sie gegen den Potentialzuführungskontakt 31 jede einzelne Codeelementstelle 22 auf Durchgang oder Unterbrechung vermessen.
Der Potentialzuführkontakt 31 ist gegenüber den Lesekontakten 25, 26, 27, 28 so weit rückversetzt angeordnet, daß er beim Beginn des Schlüsseleinschubs erst dann mit dem Träger 1 bzw. mit dessen offenem Randstreifen 21 in Berührung kommt, wenn die Lesekontakte bereits über den leitenden Randstreifen 21 hinweg auf die Isolierschicht 10 aufgelaufen sind. Diese Anordnung ist so nötig, weil ansonsten unerwünschte Durchgangsinformationen an die Elektronik weitergeleitet Würden.
Somit kann eine elektrische Verbindung der Lesekontakte 25, 26, 27, 28 zu dem Potentialzuführkontakt 31 nur durch Codeelementstellen erfolgen, die durch Codierung eine Verbindung zum Träger 1 haben. Diese sind zum einen alle Codeelementstellen, in denen der leitfähige Streifen 3 nicht isoliert wurde.
Es sind dies möglicherweise auch Codeelementstellen, in denen zwar der Streifen 3 isoliert wurde, nicht jedoch wenigstens einer der leitfähigen Streifen 4, 5, 6, 7, sofern dieser Codeelementstelle das Potential des Kontakts 31 durch weitere Codierkontakte 33 - 36 über eine andere Codeelementstelle zugeführt wird.
Das Lesegerät enthält unterschiedliche Arten von Codierkontakten 32 - 36:
Der Codierkontakt 32 ist nicht elektrisch angeschlossen und ist somit nur ein Blindkontakt.
Die Codierkontakte 33, 34 sind miteinander elektrisch verbunden, haben aber keinen Anschluß zum Potentialzuführkontakt 31.
Die Codierkontakte 35, 36 sind hingegen elektrisch mit dem Potentialzuführkontakt 31 verbunden.
Bei der Herstellung des Lesegeräts werden Menge und Anordnung der Codierkontakte 32 - 36 nach zufallsbestimmtem Muster festgelegt. Somit werden diese Kontakte als weitere Codeelemente in das System eingebracht.
Jede Codeelementstelle 22 des Schlüssels liefert eine zweiwertige elektrische Information:
Diese Information entsteht in Abhängigkeit von Streifencode, Leerstellencode und Code der Codierkontakte.
Um einen so gestalteten und codierten Schlüssel zu kopieren, reicht es nun nicht mehr aus, lediglich eine Verbindung von jeder Codeelementstelle zum Träger 1 hin zu schaffen bzw. durch nachträgliche Isolierung zu unterbinden. Vielmehr ist es jetzt erforderlich, auch den Streifencode präzise nachzubilden, was nur durch elektrisch leitfähige Verbindungen mittels sehr dünner Schichten möglich ist. Dieses macht den Einsatz von Geräten erforderlich, wie sie auch bei der Herstellung des Schlüssels zur Anwendung kommen. Somit wäre für das Kopieren von Schlüsseln das Vorhandensein spezieller und präziser maschineller Ausrüstung und darüberhinaus viel spezielles Know-how erforderlich.
Voraussetzung eines Kopierversuchs wäre außerdem das genaue Ausmessen des Schlüssels. Dies ist zeitaufwendig und im Know-how ebenfalls anspruchsvoll.
Somit ergibt sich als Konsequenz aus anspruchsvoller Ausmessung und schwieriger Nachfertigung ein hoher Kopierschutz für den Schlüssel.
In Fig.3 werden die Komparatoren mit den Widerständen zur Schwellwerteinstellung gezeigt.
An die Widerstände 38, 39, 40, 41 ist die signalverarbeitende Elektronik 37 angeschlossen. Bei Schlüsselausführungen ohne Widerstände 8, 9 ist die Elektronik 37 so ausgelegt, daß sie nur zweiwertige Signale verarbeiten kann. Bei Systemen, die für Einsatz in höchsten Sicherheitsanforderungen vorgesehen sind und die deshalb Schlüsselausführungen mit Widerständen 8, 9, verwenden, werden der zugehörigen Elektronik Komparatoren 42, 43, 44, 45 vorgeschaltet. Diese Komparatoren werden bei der Herstellung zufallsbestimmt durch Widerstände 46 - 53 auf Schwellwerte zwischen der Spannung O und der Betriebsspannung fest eingestellt. Bestimmend dafür, welches Potential O oder 1 der Elektronik von den Komparatoren gemeldet wird, sind die Verhältnisse der Schwellwerteinstellwiderstände 46 - 53 zu den Widerständen 8, 9 des Schlüssels zusammen mit den Widerständen 38 - 41 des Lesegeräts. Die Schwellwerteinstellwiderstände 46 - 53 sind von der Türaußenseite her nicht meßbar. Somit sind durch diese Schwellwerteinstellwiderstände weitere Codeelemente ins System eingeführt, die sich jeder Messung von der Türaußenseite her entziehen. Deshalb muß jeder Nachschlüssel zusätzlich zu Streifen-und Leerstellencode auch noch den aus Widerständen bestehenden Code des Schlüssels präzise nachbilden.