BRPI0620363A2

BRPI0620363A2 - métodos para gerar uma base de decomposição e para extrair uma assinatura aleatória de um elemento de material objeto, dispositivo, e, programa de computador

Info

Publication number: BRPI0620363A2
Application number: BRPI0620363-9A
Authority: BR
Inventors: Boutant Yann; Fournel Thierry; Becker Jean-Marie
Original assignee: Signoptic Technologies
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-11-08
Also published as: US8325971B2; FR2895541A1; DK1971960T3; CA2953689C; ATE529826T1; BRPI0620363B8; PT1971960E; BRPI0620363B1; JP5363113B2; CN101379514A; CA2953689A1; US8989500B2; CN101379514B; JP2010514227A; CA2634603A1; FR2895543B1; ES2374975T3; EP1971960A1; PL1971960T3; US20090257619A1

Abstract

MéTODOS PARA GERAR UMA BASE DE DECOMPOSIçãO E PARA EXTRAIR UMA ASSINATURA ALEATóRIA DE UM ELEMENTO DE MATERIAL OBJETO, DISPOSITIVO, E, PROGRAMA DE COMPUTADOR A presente invenção diz respeito a um método para extrair uma assinatura aleatória de um elemento de material objeto, compreendendo: uma fase para gerar pelo menos um vetor de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região do elemento de material objeto, uma fase para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória a partir do vetor de aquisição, o vetor de assinatura aleatória compreendendo: pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, de modo que seu valor possa ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesmaregião do elemento de material objeto, e/ou pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza instável, de modo que seu valor seja provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto, o uso do vetor de assinatura aleatória como assinatura aleatória.

Description

"MÉTODOS PARA GERAR UMA BASE DE DECOMPOSIÇÃO E PARA EXTRAIR UMA ASSINATURA ALEATÓRIA DE UM ELEMENTO DE MATERIAL OBJETO, DISPOSITIVO, E, PROGRAMA DE COMPUTADOR"

O presente pedido reivindica a prioridade dos pedidos de patente franceses FR 05/13231, FR 06/01342 e pedido de patente provisório US 60/774.618 que são incorporados aqui pela referência.

A presente invenção diz respeito à área técnica da extração de assinatura a partir de um elemento de material objeto, tanto com uma vista para identificar esse elemento de material objeto, quanto com uma vista para usar a assinatura extraída em um processo dependente do elemento de material objeto ou independente desse elemento de material objeto.

O problema com a assinatura de um elemento de material objeto reside na necessidade de garantir a unicidade dessa assinatura, de modo a estar seguro ou quase seguro de que dois elementos de material separados terão duas assinaturas diferentes independentemente do tamanho da amostra dos elementos de material objeto.

A invenção propõe conseguir esse objetivo da unicidade de assinatura extraindo essa assinatura a partir das características estruturais do elemento de material objeto. Por características estruturais do elemento de material objeto se quer dizer, em particular, as características geométricas ou morfológicas internas e/ou externas, opcionalmente associadas às características de composição química ou físico-química, cor, estrutura ou outras relacionadas a sua localização no espaço sobre o elemento de material objeto. As características estruturais usadas pela invenção são aquelas que podem ser geradas por meio de simulação de um elemento de material e adquiridas por meio de um ou mais sensores adequados.

Portanto, a invenção diz respeito a um método para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto, compreendendo:

• a aplicação de uma base de decomposição,

• uma fase de geração para gerar pelo menos um vetor de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região do elemento de material objeto,

• uma fase de decomposição de cada vetor de aquisição de acordo com base de decomposição para obter um vetor de imagem contendo os componentes aleatórios que correspondem, cada uma, à contribuição no vetor de aquisição de um vetor de decomposição pertencendo à base de decomposição,

• uma fase de geração para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória que compreende o mesmo número de componentes ou menos do que o número de componentes aleatórios de cada vetor de imagem, cada componente do vetor de assinatura aleatória sendo obtida por meio da extração e/ou processamento de pelo menos um componente aleatório de pelo menos um vetor de imagem,

• usar o vetor de assinatura aleatória como assinatura aleatória.

De acordo com a invenção, o resultado do método é qualificado como assinatura aleatória, visto que, primeiramente, ele tem todas as características de uma assinatura e, em particular, aquela de unicidade para cada elemento de material objeto e, mais particularmente, para cada região do elemento de material objeto, e, segundamente, os componentes constituintes do vetor de assinatura aleatória quase independentes e quase equiprováveis, mesmo independentes e equiprováveis.

O método da invenção, portanto, se afasta dos outros métodos de geração de assinatura pelo fato de que a assinatura tem uma natureza aleatória pura ou quase pura e é extraída a partir de um elemento de material objeto via um sinal, de preferência, um sinal bidimensional, multidimensional, chamado "imagem-sinal" depois da decomposição em uma "base", a própria base possivelmente sendo gerada a partir do mesmo elemento de material ou a partir de um elemento de material diferente.

Diferente dos métodos da técnica anterior, o método objeto da invenção procede por meio da redução da imagem-sinal sem qualquer operação algorítmica importante sendo exigida depois da extração.

A invenção também diz respeito a um método para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto, compreendendo:

• uma fase de geração para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória a partir do vetor de aquisição, o vetor de assinatura aleatória compreendendo:

• pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza

estável, de modo que seu valor seja capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto,

• e/ou pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza instável, de modo que seu valor seja provável de variar de modo

aleatório em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto,

• usar o vetor de assinatura aleatória como assinatura aleatória.

A geração da assinatura aleatória pode ser feita por meio de decomposição usando uma base de decomposição como explicado anteriormente, ou usando qualquer outro método adequado para o processamento de sinal, como uma autocorrelação, por exemplo. Diferente da técnica anterior, a assinatura aleatória da invenção, em particular em relação à parte estável, não depende do processamento ou algoritmo usados, mas da própria estrutura do elemento de material objeto.

Em um modo de realização preferido, o vetor de assinatura aleatória compreende pelo menos um componente aleatório estável e pelo menos um componente aleatório instável.

De acordo com uma característica da invenção, a fase de geração de pelo menos um vetor de aquisição compreende as etapas a seguir:

gerar pelo menos uma aquisição, de acordo com uma janela de aquisição, das características estruturais de uma região do elemento de material objeto,

digitalizar, ao longo de um trajeto de escaneamento, cada aquisição para um vetor de aquisição.

Na medida em que uma janela de aquisição particular é usada, o método para extrair uma assinatura aleatória pode compreender uma etapa de determinação para definir as características da janela de aquisição.

Portanto, durante essa etapa para determinar as características da janela de aquisição, é possível, em particular, escolher as dimensões e/ou forma da janela de aquisição que, então, se torna um parâmetro para a implementação do método de extração de assinatura aleatória.

De modo semelhante, na medida em que um trajeto de escaneamento particular é usado, o método para extrair uma assinatura aleatória pode compreender uma etapa de determinação para definir as características do trajeto de escaneamento. Portanto, durante a etapa para definir as características do trajeto de escaneamento, pode ser possível escolher ler os dados da janela de aquisição em fileiras por meio de escaneamento horizontal, ou em colunas usando escaneamento vertical, ou, por exemplo, usando uma combinação do escaneamento vertical e do escaneamento horizontal.

De acordo com uma característica do método para extrair uma assinatura aleatória, é realizada quantificação durante a fase para gerar um vetor de assinatura aleatória, de modo que cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória seja capaz de apresentar um número finito de valores ou níveis.

De acordo com uma outra característica do método inventivo para extrair uma assinatura aleatória, durante a fase de geração de pelo menos um vetor de aquisição, η vetores de aquisição são gerados de uma mesma região do elemento de material objeto, e η vetores de imagem são usados correspondendo, cada um, a um vetor de aquisição.

Quando usando os η vetores de aquisição de uma mesma região do elemento de material objeto e aplicando a decomposição dos vetores de aquisição em vetores de imagem na base de decomposição, de acordo com uma característica do método para extrair uma assinatura aleatória e durante a fase de geração de pelo menos um vetor de assinatura aleatória:

• é realizada quantificação, de modo que cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória seja capaz de apresentar um número finito de valores ou níveis de quantificação que corresponda às classes estatísticas,

• o valor ou nível de cada componente do vetor de assinatura aleatória é definido pelo resultado dos testes e/ou processamento estatístico aplicados a todos os valores do componente em uma dada fileira dos η vetores de imagem.

De acordo com uma outra característica da invenção, durante a fase de geração de pelo menos um vetor de assinatura aleatória, os componentes dos vetores de imagem passam por processamento estatístico de centragem reduzida.

De acordo com uma outra característica da invenção, durante a fase de geração de pelo menos um vetor de assinatura aleatória:

• é aplicado o seguinte: • um número C de classes estatísticas correspondendo a valores ou níveis capazes de serem adotados pelos componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória,

• e de uma classe estatística correspondendo à natureza instável dos componentes de uma mesma fileira dos η vetores de imagem,

• para determinar o valor de cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória, processamento estatístico e um teste de estabilidade estatística são conduzidos sobre todas os componentes de uma mesma fileira dos η vetores de imagem, de modo que:

• se, depois do teste de estabilidade, parecer que os componentes dessa fileira dos vetores de imagem têm um caráter estável, então, o valor ou nível da classe estatística à qual os componentes da mesma fileira dos η vetores de imagem pertencem é designado à componente aleatória do vetor de assinatura aleatória,

• se, depois do teste, parecer que os componentes dessa fileira dos vetores de imagem têm um caráter instável, então, o valor ou nível da classe estatística à qual o componente da mesma fileira de um dos η vetores de imagem pertence é designado para o componente aleatório do vetor de assinatura aleatória.

De acordo com uma característica adicional da invenção, e para a implementação da forma acima do método, durante a fase de geração de pelo menos um vetor de assinatura aleatória, o teste de estabilidade é realizado com base no desvio médio e padrão dos componentes na mesma fileira dos vetores de imagem.

De acordo com uma característica adicional da invenção, os η vetores de aquisição são gerados virtualmente a partir de um número real de aquisições menor do que n, mesmo a partir somente de uma aquisição real.

De acordo com uma característica da invenção, o vetor de assinatura aleatória, gerado depois do método de extração, compreende pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, o valor desse componente estável aleatório sendo capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

De acordo com uma característica da invenção, o vetor de assinatura aleatória, gerado depois do método de extração, compreende pelo menos um componente aleatório de natureza instável, valor desse componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto.

De acordo com uma característica da invenção, depois do processo de extração, todas os componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória têm uma natureza estável capaz de ser encontrada em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

De acordo com uma característica da invenção, depois do processo de extração, todas os componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória têm uma natureza instável, o valor de cada componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto.

De acordo com o método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a invenção, durante a fase de geração do pelo menos um vetor de assinatura aleatória, são gerados como segue:

• um vetor de assinatura aleatória estável cujos componentes aleatórios têm uma natureza estável, o valor de cada componente aleatório estável sendo capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto,

• um vetor de assinatura aleatória instável cujos componentes aleatórios têm uma natureza instável, o valor de cada componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

De acordo com uma característica adicional da invenção, e depois da implementação do método para extrair uma assinatura aleatória:

• o vetor de assinatura aleatória compreende:

• pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, de modo que seu valor possa ser encontrado em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto,

• pelo menos um componente aleatório que tem uma natureza instável, de modo que seu valor seja provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto.

• durante a fase de geração do pelo menos um vetor de assinatura aleatória, uma máscara de leitura é gerada dando a posição no vetor de assinatura aleatória dos componentes aleatórios estáveis e/ou dos componentes aleatórios instáveis.

A assinatura aleatória do vetor de assinatura aleatória gerado pela implementação do método de extração inventivo pode ser usada de diferentes maneiras, das quais os exemplos a seguir não são exaustivos.

Desse modo, de acordo com uma característica da invenção, o método inventivo para extrair uma assinatura aleatória compreende uma fase que usa pelo menos parte da assinatura aleatória estável como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto em um processo de controle de acesso.

De acordo com uma outra característica da invenção, o método inventivo para extrair uma assinatura aleatória compreende uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável para assegurar completa confidencialidade, por exemplo, como bloco em um tempo em um processo criptográfico simétrico ou assimétrico. De acordo com uma característica adicional da invenção, o método para extrair uma assinatura aleatória da invenção compreende uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável como seqüência de instrução ou como identificador de uma seqüência de instrução em um processo de controle para um controlador ou máquina de lógica.

De acordo com uma característica da invenção, o método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a invenção compreende uma fase usando pelo menos uma parte da assinatura aleatória estável como variáveis ou parâmetros de um programa de computador.

De acordo com uma outra característica da invenção, a assinatura aleatória da invenção compreende uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável como bloco em um tempo para criptografar partes variáveis e/ou executáveis de um programa de computador.

De acordo com uma outra característica da invenção, o método inventivo para extrair uma assinatura aleatória compreende uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto, e uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis para proteger o identificador, em particular, usando-se essa parte do componente aleatório estável como bloco em um tempo para criptografar o identificador para obter um identificador protegido.

De acordo com uma característica da invenção, o método inventivo para extrair uma assinatura aleatória compreende:

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave privada em um processo criptográfico de chave pública/chave privada,

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis para proteger o identificador, em particular, usando-se essa parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco em um tempo para criptografar a chave privada para obter uma chave privada protegida.

De acordo com uma característica adicional da invenção, o método inventivo para extrair uma assinatura aleatória compreende:

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave privada em um processo criptográfico de

chave pública/chave privada,

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave pública em um processo criptográfico de chave pública/chave privada,

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto,

• uma fase de cifrar do identificador usando um processo criptográfico de chave pública/chave privada para obter um identificador cifrado ou assinado,

• uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis para proteger o identificador, em particular, usando-se essa parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco em um tempo para criptografar o identificador cifrado ou assinado para obter um identificador cifrado, protegido.

Sob a variante acima, parte dos componentes aleatórios instáveis pode ser usada como chave privada e, de modo semelhante, parte dos componentes aleatórios instáveis pode ser usada como chave pública. Outros exemplos do uso de uma assinatura aleatória ou de um vetor de assinatura aleatória produzido usando o método de extração da invenção podem ser encontrados nos pedidos FR 2866139, WO 2005578651, WO 2005122100, US 2005262350, FR 2870376.

De acordo com a invenção, a base de decomposição usada para o método de extração de assinatura aleatória pode ser uma base pré-existente ou uma base gerada pelo método de extração de assinatura aleatória da invenção.

Portanto, a invenção também diz respeito a um método para gerar uma base de decomposição que pode ser usada para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto, caracterizado pelo fato de compreender:

• gerar N vetores de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região de pelo menos um elemento de material separado a partir do elemento de material objeto e/ou a partir do próprio elemento de material objeto,

• analisar todos os vetores de aquisição usando métodos estatísticos para obter a base de decomposição formada dos vetores de decomposição capacitando uma representação de cada vetor de aquisição na forma de um vetor de imagem do qual cada componente corresponde à contribuição de um vetor de decomposição no vetor de aquisição,

• analisar pelo menos parte dos vetores de decomposição para identificar aquele ou aqueles vetores de decomposição, chamados comuns ou determinados vetores de decomposição de contribuição, que formarão a origem dos componentes altamente deterministas e/ou comuns para todos os vetores de imagem obtidos usando a base de decomposição,

• salvar a base de decomposição,

• salvar, opcionalmente, uma máscara de leitura que, na base de decomposição, dá a posição de quaisquer vetores de decomposição na origem dos componentes deterministas e/ou a posição dos vetores de decomposição na origem dos componentes aleatórios.

De acordo com uma característica da invenção, a análise dos vetores de decomposição compreende as etapas a seguir:

• projetar cada vetor de aquisição sobre a base de decomposição para obter um vetor de imagem do qual cada componente corresponde à contribuição de um vetor de decomposição no vetor de aquisição,

• analisar pelo menos parte dos vetores de imagem para identificar aquela ou aqueles componentes que são altamente deterministas e/ou comuns para todos os vetores de imagem, os componentes deterministas correspondendo a vetores de decomposição na base de decomposição que são chamados comuns ou a determinados vetores de decomposição de contribuição, as outros componentes de um vetor de imagem sendo consideradas como componentes aleatórios.

De acordo com uma característica da invenção, é considerado que um componente é de natureza altamente determinista se seu valor for capaz de ser predito em relação ao tipo de elemento de material.

De acordo com uma outra característica da invenção, cada vetor de aquisição é, de preferência, pelo menos de natureza bidimensional.

De acordo com uma outra característica do método para gerar uma base de decomposição da invenção, o método d geração compreende uma etapa de remoção para remover vetores de decomposição de contribuição determinados ou comuns a partir da base de decomposição, e uma etapa para salvar a base de decomposição reduzida, chamada base de decomposição em componentes aleatórios.

De acordo com uma característica adicional do método inventivo para gerar uma base de decomposição, a etapa de geração para gerar vetores de aquisição é realizada com pelo menos um elemento de material da mesma família que o elemento de material objeto usado no método de extração de assinatura aleatória.

De acordo com uma outra característica do método inventivo para gerar uma base de decomposição, a etapa para gerar os vetores de aquisição compreende as seguintes etapas:

• gerar um número N de aquisições, de acordo com uma janela de aquisição, das características estruturais de pelo menos uma região de pelo menos um elemento de material separado a partir do elemento de material objeto e/ou do próprio elemento de material objeto,

• digitalizar, ao longo de um trajeto de escaneamento, cada uma das aquisições na forma de um vetor de aquisição.

Como para o método d extração de assinatura aleatória, o método para gerar uma base de decomposição pode compreender uma etapa para definir as características da janela de aquisição. Portanto, de acordo com uma variante da invenção, o método para gerar uma base de decomposição compreende uma etapa de leitura para ler as características da janela de aquisição. De modo semelhante, o método para gerar uma base de decomposição também pode compreender uma etapa para salvar as características geométricas da janela de aquisição.

De modo semelhante, o método para gerar uma base de decomposição também pode compreender uma etapa para definir as características do trajeto de escaneamento. O método para gerar uma base de decomposição pode, então, compreender uma etapa de leitura para ler as características do trajeto de escaneamento, e uma etapa para salvar as características do trajeto de escaneamento usadas para a etapa de digitalização.

De acordo com uma característica da invenção, o método para gerar uma base de decomposição, a fim de obter a base de decomposição, usa um algoritmo de Análise de Componente Principal. De acordo com uma outra característica da invenção, o método para gerar uma base de decomposição, a fim de obter a base de decomposição, usa um algoritmo de Análise de Componente Independente.

De acordo com ainda uma outra característica da invenção, o método para gerar uma base de decomposição, a fim de identificar os componentes deterministas, usa um algoritmo de decomposição espectral e identificação dos determinados vetores de decomposição de contribuição por filtragem.

De acordo com uma característica do método para gerar uma base de decomposição, também aplicável ao método para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto, cada elemento de material usado é escolhido a partir de entre: materiais de origem biológica morta, materiais de origem orgânica, materiais de origem mineral ou materiais obtidos por mistura e/ou composição e/ou deposito de diversos dos materiais anteriores.

Evidentemente, as diferentes características do método de extração de assinatura aleatória podem ser combinadas com cada uma das outras de diferentes maneiras, na medida em que elas não são incompatíveis umas com as outras.

De modo semelhante, as diferentes características do método para gerar uma base de decomposição podem ser combinadas umas com as outras de diferentes maneiras, na medida em que elas não são incompatíveis umas com as outras.

A presente invenção também diz respeito a um aparelho ou dispositivo compreendendo meios de aquisição, meios de processamento e meios de memória, os meio de processamento e memória sendo adaptados pelo menos para implementar o método de extração de assinatura aleatória e/ou o método para gerar uma base de decomposição de acordo com a invenção. De acordo com a invenção, o dispositivo pode compreender adicionalmente meios de comunicação.

A presente invenção também diz respeito a um programa de computador que é adaptado para implementar o método de extração de assinatura aleatória e/ou o método para gerar uma base de decomposição de acordo com a invenção.

Várias outras características da invenção se tornarão visíveis a partir da descrição dada abaixo, com referência aos desenhos anexos que ilustram exemplos não limitadores para a implementação dos métodos que são objeto desta invenção.

A figura 1 é uma vista esquemática de uma instalação ou dispositivo para implementar os métodos para gerar uma base de decomposição e para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material.

A figura 2 é uma vista esquemática da superfície de aquisição de um sensor de matriz e de uma janela de aquisição usados para os métodos inventivos.

A figura 3 é um diagrama resumido da condução de um método de geração de base de decomposição de acordo com a invenção.

As figuras 4 e 5 mostram exemplos do trajeto de escaneamento que pode ser usado para os métodos de geração e extração da invenção.

As figuras 6 a 8 mostram exemplos das partes das bases de decomposição geradas usando o método inventivo.

A figura 9 ilustra a forma da janela de aquisição usada para gerar a base, como ilustrado na figura 8.

A figura 10 ilustra uma outra forma da janela de aquisição que pode ser usada em uma variante dos métodos para gerar uma base de decomposição e extrair uma assinatura aleatória de acordo com a invenção.

A figura 11 é um diagrama resumido da condução de um método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a invenção. A figura 12 ilustra uma etapa de classificação e quantificação usada no método de extração de assinatura aleatória descrito com referência à figura 11.

A figura 13 dá uma imagem digital (13A) em transvisão de parte de uma folha de papel, e uma vista (13B) dando o resultado do processamento estatístico aplicado à assinatura aleatória extraída a partir da folha de papel usando o método inventivo.

As figuras 14 a 17 ilustram exemplos do uso de parte dos componentes aleatórios estáveis que são partes constituintes de uma assinatura aleatória extraída usando o método inventivo.

As figuras 18 a 21 ilustram exemplos do uso de parte dos componentes aleatórios instáveis que são partes constituintes de uma assinatura aleatória extraída usando o método da invenção.

Como mencionado anteriormente, a invenção diz respeito a um método para extrair uma assinatura digital aleatória quase pura, parcialmente ou completamente estável, a partir de um elemento de material objeto 1 tendo uma micro-estrutura estável no tempo, parcialmente caótica, revelada por ação física, química, biológica ou de outra estimulação. A invenção também diz respeito ao uso dessa assinatura para produzir seqüências aleatórias, por exemplo, ou chaves privadas, pares de chaves públicas/privadas, identificadores autoprotegidos do elemento objeto 1.

De acordo com a invenção, o material constituinte do elemento de material objeto 1 pode, por exemplo, ser de origem biológica morta, orgânica, ou de origem mineral ou resultado da mistura, composição ou deposito dos materiais de origem biológica, orgânica ou mineral. O material constituinte do elemento de material objeto 1 é escolhido pela natureza caótica estável no tempo de sua micro-estrutura que é pretendida para ser revelada por meio de estimulação física, química, biológica ou outra.

Alguns materiais, como papel, contêm intrinsecamente uma estrutura que é pelo menos parcialmente caótica se originando a partir da variabilidade de seus componentes, da variabilidade em seu arranjo e/ou da complexidade no processo de fabricação. De acordo com o modo de realização ilustrado da invenção, o material objeto 1 é uma folha de papel.

A invenção parte para extrair ou adquirir pelo menos parte das características estruturais do elemento de material objeto 1 que dão informação sobre a complexidade ou estrutura caótica de sua estrutura. Para esse fim, uma ou mais estimulações, de preferência, não destrutivas, escolhidas de acordo com o tipo de elemento de material objeto 1, são aplicadas a pelo menos parte do material objeto 1. A estimulação pode derivar a partir de ação mecânica, de uma fonte de raio de luz ou de uma outra fonte física. A resposta a essa estimulação pelo elemento de material objeto 1 é, então, gravada por meio de um sensor apropriado escolhido de acordo com o tipo de estimulação feito e o tipo do elemento de material objeto 1.

Para um material translúcido como papel, a estimulação física pode ser aplicada por meio de uma fonte de luz que emite um raio de luz, seja coerente ou não, polarizado ou não, iluminando um pedaço do papel em transmissão ou reflexão, a imagem correspondendo à resposta do material à estimulação de luz, então, possivelmente, sendo adquirido usando uma câmera digital.

Desse modo, de acordo com o exemplo ilustrado, o elemento de material objeto 1, consistindo de papel, é iluminado por meio de uma lâmpada 2 emitindo luz branca incoerente. A imagem resultando a partir da transmissão da luz branca pela parte 3 do elemento de material objeto 1 é adquirida usando um sensor de matriz 4 integrado em uma câmera 5 ligada a uma unidade de processamento 5^1.

A forma daquela parte 3 do elemento de material objeto 1 cuja imagem é adquirida pelo sensor 4, é definida pela forma de uma janela de aquisição cujos limites ou fronteiras são fixados tanto pela forma do sensor, quanto pela forma de um diafragma, seja ajustável ou não, ou pelo processamento aplicado ao sinal derivado a partir do sensor 4, de modo que somente uma parte dos dados seja mantida. Por exemplo, se a superfície do sensor 4 for de forma retangular, como ilustrado na figura 2, os limites da janela de aquisição, na ausência de processamento e diafragma, correspondem aos limites físicos da superfície de sensor. Entretanto, de acordo com a invenção, ele pode ser escolhido para definir uma janela de aquisição cujos limites ou forma não correspondem àqueles do sensor 4. Por exemplo, pode ser escolhida uma janela de aquisição 6 que corresponda somente a parte do sensor e seja de forma irregular, como ilustrado pelas linhas pontilhadas na figura 2. Essa janela de aquisição 6 pode, então, resultar tanto a partir do posicionamento de um diafragma físico inserido entre o elemento de material objeto Ieo sensor 4, quanto a partir do processamento aplicado ao sinal proveniente do sensor 4.

Evidentemente, a forma da janela de aquisição 6 ilustrada na figura 2 não é limitativa e qualquer outra forma poderia ser adotada. Desse modo, a janela de aquisição 6 não é necessariamente unitária ou em uma peça, mas pode corresponder a regiões separadas distantes uma da outra. De modo semelhante, a forma da janela de aquisição não é necessariamente plana ou bidimensional, mas também pode, em relação ao sensor e/ou estimulação, corresponder a um volume ou a um objeto matemático com mais de três dimensões. A forma da janela de aquisição em seu sentido amplo, ou seja, a aparência de seus limites ou fronteiras, sua posição, sua orientação, forma um item de dados de entrada ou um parâmetro para implementação da invenção, tanto em relação ao método para gerar uma base de decomposição quanto ao método para extrair uma assinatura aleatória.

Sob o princípio de um modo de realização preferido, o método de extração de assinatura aleatória da invenção parte para decompor o sinal de imagem da região predefinida 3 do elemento de material objeto 1 em uma soma das contribuições de modo elementar, cada contribuição consistindo de um modo para o qual um peso escalar ou de componente é designado. No sinal de imagem, alguns desses modos podem traduzir a presença de determinados fenômenos físicos evolucionários descritos pelas Equações Derivativas Parciais como difusão ou propagação. Os mencionados modos podem, em particular, formar os modos particulares próprios de um operador de espaço (por exemplo, Laplaciano) e dependem da fronteira das regiões de investigação predefinidas, ou seja, a forma da janela de aquisição no seu sentido mais amplo.

Todos os modos que podem ser usados para a descrição do sinal de imagem, ou seja, sua decomposição, chamada base de decomposição, podem ou não ser sobre-completos. A base de decomposição pode ser fixada ou adaptada ao sinal de imagem. Bases adaptadas podem derivar a partir de uma análise das buscas de projeção, em particular, uma análise de componente que pode ou não ser baseada na decomposição do tipo de decomposição de valor singular, como a Análise de Componente Principal (PCA) ou relacionada a PCA, como a Análise de Componente Independente (ICA) ou qualquer outra análise próxima a PCA ou ICA (por exemplo, PCA dispersa por ACP).

O método de extração de assinatura aleatória da invenção, portanto, usa uma base B, opcionalmente sobre-completa, que pode ou não ser gerada no total ou em parte a partir de um primeiro elemento de material, seja ou não da mesma família dos elementos como o elemento de material objeto, ou a partir do próprio elemento de material objeto.

Na medida em que o uso de uma base de decomposição particularmente adaptada ao método de extração de assinatura aleatória da invenção é capaz de conseguir melhor extração da assinatura aleatória desejada, a invenção também diz respeito a um método para gerar uma base de decomposição B que pode ser usada para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto.

A figura 3 mostra as etapas para gerar a base de decomposição B a partir de um elemento de material E.

Durante a primeira etapa Gl, N diferentes regiões do elemento de material E são o objeto de uma aquisição (estática ou de movimento relativo) e são, então, digitalizadas usando um dispositivo D como ilustrado na figura 1. Durante essa primeira etapa Gl, N vetores de aquisição são, portanto, gerados das características estruturais das N regiões 3 do elemento de material objeto 1, onde N é igual a 2 ou mais e, de preferência, muito mais alto do que 2.

Se um sensor de matriz 4 é usado compreendendo um número M de células, sobre cada aquisição a câmera despacha um vetor de aquisição compreendendo M componentes; quando a janela de aquisição 6 tem uma superfície menor do que o sensor 4, como ilustrado na figura 2, a fase de geração Gl compreende uma etapa para reduzir o vetor de aquisição derivado a partir da câmera 5, de modo que ele compreenda somente as m componentes que dizem respeito à janela de aquisição 6, onde M ≥ m. Além disso, o arranjo dos componentes em cada vetor de aquisição depende da direção do escaneamento ou do trajeto de escaneamento, por exemplo, escaneamento horizontal iniciando com a célula esquerda superior, como ilustrado na figura 4, ou escaneamento vertical iniciando com a célula esquerda inferior, como ilustrado na figura 5, ou qualquer outra forma de trajeto de escaneamento, como uma curva de Peano. De acordo com a invenção, a configuração do trajeto de escaneamento pode formar um parâmetro para a implementação do método para gerar a base de decomposição. Na medida em que é extraída uma assinatura aleatória que é, pelo menos parcialmente, estável ou reproduzível, o mesmo trajeto de escaneamento é usado, de preferência, para o método de geração de base de decomposição e em cada implementação do método de extração. As características ou configurações da janela de aquisição e as características do trajeto de escaneamento definem o que pode ser chamado de estrutura de aquisição formando os parâmetros para a implementação do método de geração de base de decomposição.

Pretendidos para adquirir a organização da micro-estrutura estimulada, os N vetores de aquisição assim formados são, de preferência, pelo menos do tipo bidimensional, e são considerados para representar uma família dos elementos de material.

Durante a etapa G2 seguinte, é feita uma análise de todos os N vetores de aquisição usando um método para obter modos elementares característicos descrevendo os dados. Cada vetor de aquisição pode, então, ser representado por esses modos, cada modo fazendo uma contribuição mais ou menos importante. Os modos são vetores que capacitam a decomposição de cada vetor de aquisição para a forma de uma soma de contribuição, cada contribuição consistindo de um vetor de decomposição para o qual um peso escalar ou de componente é designado. Portanto, os vetores de aquisição formam as colunas de uma matriz de dados que pode ser expressa como o produto da matriz de coluna-vetores de decomposição, também chamados de vetores de base ou vetores de decomposição, pela matriz da coluna-vetores de imagem.

Geralmente, os métodos de análise que constroem as bases adaptadas aos dados são métodos candidatos capazes de serem usados pela invenção. A Análise de Componente Principal (PCA) e suas variantes formam parte dos mesmos. A PCA de centragem reduzida, por meio da decomposição da matriz dos vetores de aquisição de centragem reduzida em valores singulares, despacha a matriz ortogonal dos vetores de base ou vetores de decomposição. Os vetores de imagem são deduzidos a partir da mesma por meio de projeção simples dos vetores de aquisição por cima dessa base. Os componentes do vetor de imagem, então, têm a propriedade de ser centradas e descorrelacionadas.

A Análise de Componente Independente (ICA) que provê o mesmo tipo de análise que a PCA (pelo fato de que os componentes do vetor de imagem obtidas têm a propriedade de ser centradas, descorrelacionadas e mesmo quase independentes), também pode ser usada. Os vetores de decomposição e os vetores de imagem são obtidos simultaneamente, por exemplo, maximizando-se a não-Gaussianidade dos componentes do vetor de imagem. Diferentes algoritmos encontram esse critério dependendo da implantação (FastICA, JADE, InfoMax...).

Todos os vetores de decomposição, então, formam uma base de decomposição B que pode ser usada para o método inventivo de extrair uma assinatura aleatória a partir do elemento de material objeto. Para esse propósito, a base de decomposição B pode ser armazenada ou salva, de modo que ela possa ser usada a pedido quando implementando o método de extração de assinatura aleatória da invenção, sob o entendimento de que esse método também pode prover a geração de uma base de decomposição B como explicado anteriormente em cada extração de uma assinatura aleatória.

Quando gerando a base de decomposição, também pode ser considerado proceder com a análise de pelo menos parte dos vetores de imagem para identificar aquela ou aqueles componentes que são altamente deterministas e/ou comuns à maioria dos, e mesmo a todos os vetores de imagem, os componentes deterministas correspondendo aos vetores de decomposição na base de decomposição, chamadas comuns ou determinados vetores de decomposição de contribuição, as outros componentes de um vetor de imagem sendo consideradas como componentes aleatórios. No final dessa análise, tanto é salva uma máscara de leitura que, em cada vetor de imagem, dá a posição de quaisquer componentes aleatórios deterministas e/ou a sua posição, quanto é salva uma base de decomposição reduzida cujos vetores de decomposição deterministas foram apagados. A figura 6 ilustra um exemplo da geração de base de decomposição feita usando imagens de um pedaço de papel iluminado pela transmissão na luz incoerente com uma janela de aquisição de forma quadrada, e de um trajeto de escaneamento do tipo escaneamento horizontal, como ilustrado na figura 4. A geração da base também foi feita usando a Análise de Componente Principal (PCA). A parte 6A na figura 6 é um gráfico mostrando o espectro de PCA (todos os valores próprios) enquanto a parte 6B mostra 25 elementos de base pertencendo ao segundo terço do espectro.

De modo semelhante, a figura 7 ilustra um exemplo da geração de base de decomposição, feito usando imagens de um pedaço de papel iluminado pela transmissão na luz incoerente, com uma janela de aquisição de forma quadrada e um trajeto de escaneamento do tipo escaneamento vertical, como ilustrado na figura 5. A geração da base também foi feita pela Análise de Componente Principal (PCA). A parte 7A na figura 7 é um gráfico mostrando o espectro de PCA, enquanto a parte 7B mostra 25 elementos de base pertencendo ao segundo terço do espectro.

A figura 8 ilustra um outro exemplo da geração de uma base feita usando imagens de um pedaço de papel iluminado pela transmissão na luz incoerente com uma janela de aquisição de forma não quadrada, ilustrada na figura 9, e um trajeto de escaneamento do tipo escaneamento horizontal, como ilustrado na figura 4. A geração da base foi feita usando a Análise de Componente Principal (PCA). A parte 8A na figura 8 é um gráfico mostrando o espectro de PCA, enquanto a parte 8B mostra 25 elementos de base pertencendo ao segundo terço do espectro.

De acordo com uma variante da implementação do método de geração de base de decomposição, a janela de aquisição 6a usada consiste de um número i de janelas elementares 61 idênticas e não reunidas juntas, como mostrado na figura 10. De acordo com o exemplo ilustrado, a janela 6a compreende 12 janelas elementares 61 de forma retangular (1 = 12). A geração da base de decomposição, então, usa uma fase para gerar uma base de decomposição elementar cujos vetores de decomposição elementares são gerados usando o método descrito anteriormente aplicado às janelas elementares 6χ tomadas individualmente, uma janela de aquisição 6a, então, sendo tratada como i aquisições de uma janela de aquisição que é idêntica a uma janela elementar 6i. Durante a fase de geração da base de decomposição elementar, as janelas elementares 6i e suas aquisições são, portanto, consideradas independentes umas das outras, de modo que a base de decomposição elementar gerada permita a decomposição de cada aquisição elementar correspondendo a uma janela de aquisição elementar 61 em um vetor de imagem elementar com componentes aleatórios cujos componentes correspondem às respectivas contribuições dos vetores de decomposição elementares. Para obter uma base de decomposição que pode ser usada pela janela de aquisição 6a tomada como um todo, a geração da base de decomposição, então, usa uma etapa para criar a base de decomposição a partir da base de decomposição elementar formando cada vetor de decomposição por meio da concatenação de i vezes um mesmo vetor de decomposição elementar. Portanto, a base de decomposição compreende o mesmo número de vetores que a base de decomposição elementar e, se cada vetor de decomposição elementar compreende j componentes, então, cada vetor de decomposição compreenderá i χ j componentes.

Uma base de decomposição gerada de acordo com qualquer uma das variantes acima do método de geração inventivo pode, então, ser usada com um método de extração de assinatura aleatória de acordo com a invenção.

Em um modo de realização preferido, o método para extrair uma assinatura aleatória a partir de um elemento de material objeto 1, como surge a partir da figura 1, compreende as fases a seguir.

Primeiro, se a base de decomposição B não for gerada quando extraindo a assinatura aleatória, é escolhida uma base de decomposição pré- gravada B que será usada para a extração. Opcionalmente, a base de decomposição B é associada a características de uma janela de aquisição 6 e de um trajeto de escaneamento que podem ser usados para extrair a assinatura aleatória.

Então, a fase de geração I é conduzida para gerar pelo menos um e, de preferência, η vetores de aquisição das características estruturais da região 3 do elemento de material objeto 1, onde η é igual a 2 ou mais e, de preferência, muito mais alto do que 2. a geração dos vetores de aquisição pode ser feita usando uma janela de aquisição 6 ou 6a, como definido anteriormente. Quando for desejado extrair uma assinatura aleatória estável ou reproduzível a partir de um elemento de material objeto 1, a mesma janela de aquisição ou os mesmos parâmetros de aquisição de janela são usados para cada implementação do método inventivo, esses parâmetros, de preferência, sendo aqueles da janela de aquisição opcionalmente associada à base de decomposição B.

Quando usando um sensor de matriz 4 compreendendo um número M de células, a câmera despacha um vetor de aquisição compreendendo M componentes; se a janela de aquisição 6 tiver uma superfície menor do que o sensor 4, como ilustrado na figura 2, a fase de geração I compreende a etapa para reduzir o vetor de aquisição derivado a partir da câmera 5, de modo que ele contenha somente as m componentes que dizem respeito à janela de aquisição 6, onde M > m.

Além disso, o arranjo dos componentes em cada vetor de aquisição depende da direção do escaneamento ou do trajeto de escaneamento, por exemplo, o escaneamento horizontal iniciando com a célula direita superior, como ilustrado na figura 4, ou o escaneamento vertical iniciando com a célula esquerda inferior, como ilustrado na figura 5, ou qualquer outra forma de trajeto de escaneamento. De acordo com a invenção, a configuração do trajeto de escaneamento pode formar um parâmetro para a implementação do método de extração. Na medida em que uma assinatura aleatória que é pelo menos parcialmente estável ou reproduzível é extraída, o mesmo trajeto de escaneamento será usado para cada implementação do método e, se a base de decomposição for associada ao trajeto de escaneamento, é esse trajeto mais recente que é usado, de preferência.

As características das configurações da janela de aquisição e as características do trajeto de escaneamento definem o que será chamado de estrutura de aquisição.

A fase I, portanto, vincula a geração dos vetores de aquisição. Esses η vetores de aquisição, então, correspondem tanto às η aquisições reais separadas, quanto a uma aquisição real a partir da qual η vetores de aquisição são gerados. Se a janela de aquisição 6 tem uma superfície menor do que o sensor 4, é possível gerar um vetor de aquisição correspondendo à aquisição real e n-1 vetores de aquisição gerados simulando-se micro-deslocamentos da janela de aquisição 6 em relação ao sensor 4, esses micro-deslocamentos correspondendo a erros de posicionamento do elemento de material objeto 1 durante sua colocação sucessiva n-1 vezes no dispositivo de digitalização D que, de acordo com o exemplo ilustrado, compreende a fonte de luz 2 e a câmera 5.

Esse conjunto de vetores de aquisição pode, tirando-se a média, ser usado para reduzir o ruído de aquisição com vetores de aquisição reais resultando a partir do ruído da câmera 5 e da fonte de radiação 2 e, no caso dos vetores de aquisição calculados ou sintetizados, do ruído que pode ser causado pelo reposicionamento do elemento de material objeto 1.

Depois da fase I, há η vetores de aquisição de coluna, cada um compreendendo m componentes que, portanto, formam uma matriz com m fileiras e η colunas.

Uma fase II é conduzida, então, para decompor cada vetor de aquisição, de acordo com uma base de decomposição B contendo vetores de decomposição, em componentes aleatórios, para obter η vetores de imagem, que compreendem, cada um, um número m' de componentes, onde m > m'.

A base de decomposição usada pode, por exemplo, ser uma base pré-existente criada, opcionalmente, a partir dos elementos de material do mesmo tipo que o elemento de material objeto, ou uma base criada a partir do elemento de material objeto analisando-se diversas regiões do mais recente, como descrito anteriormente.

Quando do término da fase II nos temos, portanto, uma matriz de imagem compreendendo m' fileiras e n colunas. A matriz de imagem é usada pela fase III a seguir para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória, a fase III de acordo com o exemplo ilustrado compreendendo três etapas IIIa, IIIb, IIIc.

A primeira etapa IIIa da fase III, é uma etapa para reduzir a matriz de imagem removendo-se vetores de imagem sobre-ativos a partir dos componentes - chamados vetores de imagem inválidos — e que, portanto, não se conformam à busca por um componente puramente aleatória para o vetor de assinatura. A atividade de um componente de uma dada fileira pode ser medida analisando-se uma fileira na matriz de imagem. A medição pode ser estatística depois de estimar o histograma da fileira anterior. Ela também pode ser definida como a energia de uma fileira. A decisão de remover um componente invalida pode ser tomada com relação a outros componentes depois de avaliar a atividade de cada uma dos componentes. E obtida, então, uma matriz de imagem reduzida compreendendo η vetores de imagem reduzidos que têm, cada um, m" componentes, onde m' > m".

A etapa IIIb classifica os componentes dos vetores de imagem da matriz de imagem reduzida, conduzindo à qualificação de sua natureza estável ou instável. Para esse propósito e como ilustrado esquematicamente na figura 12, o eixo dos valores x-x' associado a cada um desses componentes é dividido em diferentes classes estatísticas pré-definidas c, que serão usadas para a quantificação em níveis (discretos) durante a etapa IIIc subseqüente. Se uma dado componente, correspondendo a uma fileira da matriz, é considerada pertencendo a uma dessas classes - chamadas classes de quantificação - ela é, então, declarada estável. A inclusão na mencionada classe pode ser determinada depois da análise estatística da fileira correspondendo à componente. Essa análise pode proceder estimando o histograma da fileira seguida por uma estimativa de seus valores médios e desvio padrão. A inclusão na classe sob consideração pode ser considerada verdadeira quando o histograma s é quase completamente contido na classe sob consideração (por exemplo, o intervalo centrado médio, de largura igual a um determinado número de vezes que o desvio padrão está contido na classe). Se o histograma i for "eqüidistribuído" entre duas classes, o componente é considerada instável e alocada a uma outra classe chamada classe instável. Finalmente, se o histograma ⊘ for distribuído por diversas classes ou por duas classes de modo dessimétrico, o componente é geralmente considerada não encaixada e é alocada a uma assim chamada classe não encaixada.

A etapa IIIc a seguir realiza a quantificação (ou designação dos níveis discretos entre um grupo finito de número) dos componentes estáveis ou instáveis (válidas). Durante essa etapa, os componentes não encaixadas (ou seja, pertencendo à classe não encaixada) não são processadas (consideradas como termos ausentes ou "buracos" na matriz de imagem) e não dão origem a qualquer componente no vetor de assinatura que conterá, então, m''' componentes, onde m" ≥ m"'.

Os componentes estáveis são dadas pelo nível de quantificação correspondendo a suas classe (estável). Por exemplo, quando os vetores de aquisição são de centragem reduzida, uma quantificação sobre dois níveis ou binarização pode ser conduzida designando-se o nível 1 a um componente positiva e o nível 0 a um componente negativa. Os componentes instáveis têm um valor que pode ser qualquer valor, caso no qual o componente correspondente do vetor de assinatura será dada pelo valor da classe correspondendo ao valor do componente para um vetor de imagem pré-definido. Por exemplo, quando os vetores de aquisição são de centragem reduzida e a quantificação sobre dois níveis ou binarização é feita, a um componente instável é designada um nível de binário, 0 (por exemplo) se o valor do componente em um vetor de imagem predefinido (por exemplo, o primeiro) for negativo, 1 se for positivo.

Uma máscara de leitura identificando ou separando os componentes estáveis dos componentes instáveis no vetor de assinatura pode, então, ser gerada durante a etapa IIIc.

Portanto, de acordo com o exemplo ilustrado, quando do término da fase III gerando um vetor de assinatura aleatória, uma máscara de leitura M é obtida e um vetor de assinatura aleatória V. No presente caso, a máscara de leitura M é um vetor compreendendo o mesmo número m'" de componentes que o vetor de assinatura aleatória V. Um componente da máscara de leitura tem um valor de O, por exemplo, quando o componente correspondente do vetor de assinatura aleatória V é instável, e um valor de 1 quando o componente correspondente do vetor de assinatura aleatória V é estável.

Cada componente do vetor de assinatura aleatória V deriva a partir de um componente aleatório de um vetor de imagem considerado válido depois da etapa IIIa, e estável ou instável depois da etapa IIIb.

As partes C nas figuras 6 a 8 mostram, cada uma, um extrato de uma seqüência binária pertencendo a uma assinatura aleatória obtida com o método de extração da invenção usando a base de decomposição que se decompõe em componentes aleatórios, da qual parte dos elementos ou vetores é mostrada na parte B da figura correspondente.

A título de exemplo, o método de extração de assinatura aleatória foi aplicado a um pedaço de papel iluminado pela transmissão em luz incoerente usando uma base de decomposição gerada a partir de um outro pedaço de papel. Testes estatísticos foram realizados sobre os componentes do vetor de assinatura aleatória V, compreendendo uma seqüência de 66.048 bits extraída a partir de imagens do papel com uma resolução de 3200 dpi, a fim de determinar a qualidade da assinatura extraída usando o método inventivo. Os resultados foram como segue:

Entropia = 1,000000

Razão de compressão ótima = 0

Distribuição de Chi2 - 0,79

Valor aritmético médio = 0,5001

Erro sobre o valor de Monte-Carlo para Pi = 0,05

Coeficiente de correlação de série = -0,000385

Visto que o método inventivo gera uma assinatura que é uma imagem da estrutura de material do elemento de material objeto, esses resultados associados aqui ao conhecimento da natureza caótica do papel traduzem a pureza da natureza aleatória do vetor de assinatura aleatória V gerado pelo método inventivo.

De modo semelhante, a natureza aleatória muito forte do vetor de assinatura aleatória V é mostrada indiretamente na figura 13, com a busca aleatória por números primos em uma assinatura aleatória de 9.200.000 bits extraídos usando o método da invenção a partir de um pedaço de papel de formato A4, e realizando-se uma sucessão de 20 testes probabilistas de primalidade chamados testes de Miller-Rabin.

A parte 13 A na figura 13 corresponde a uma imagem de uma área quadrada, com lados de 2cm, de uma folha padrão de papel iluminada pela transmissão com luz incoerente. A parte 13B na figura 13 corresponde à representação pelos pontos brancos dos primeiros 100 números primosxextraídos a partir de uma assinatura aleatória entre os 125 χ (86-1) números primos dos 18 bits representados na forma de uma imagem preta de 125 χ 86 pixéis. A observação da parte 13Bb na figura 13 mostra a uniformidade da distribuição dos números encontrados em todos os números primos, aqui de 18 bits, uma uniformidade que resulta da natureza aleatória da assinatura extraída usando o método da invenção.

Além disso, deve ser notado que quando implementando o método de extração inventivo, o valor da parte estável da assinatura aleatória extraída pode ser influenciado pelos fatores a seguir:

- o elemento de material objeto e, em particular, a região do elemento de material objeto a partir da qual a assinatura aleatória é extraída,

- a forma da janela de aquisição e, em particular, sua posição e orientação,

- a forma do trajeto de escaneamento,

- e a base de decomposição usada, em particular, o elemento de material (ou elementos de material) que pode ser usado para gerar a base de decomposição, se diferente do elemento de material objeto.

Os fatores podem, portanto, formar muitos parâmetros para a implementar o método de extração de assinatura aleatória da invenção.

Portanto, embora convencionalmente tratada como ruído, aquela parte do sinal de imagem correspondendo ao conteúdo caótico do elemento de material objeto é, de acordo com a invenção, usada dessa maneira para extrair uma assinatura aleatória, ou seja, imprevisível a princípio. Os componentes do vetor de assinatura aleatória V são, portanto, imprevisíveis tanto como um todo, mas também umas das outras. Também deve ser apontado que a assinatura aleatória da invenção encontra sua origem na estrutura do material do elemento de material objeto e não nos algoritmos ou operações de processamento usados, o que significa que a invenção extrai a assinatura com um número mínimo de operações de processamento, de modo a preservar as características estruturais intrínsecas do elemento de material objeto. Em adição, a assinatura da invenção tem uma natureza digital, ou seja, ela consiste dos componentes com valores quantificados em número finito ou "níveis". Todas os componentes da assinatura, portanto, formam uma seqüência aleatória quase pura de níveis que podem ser usados como, ou para gerar um germe aleatório em quaisquer áreas onde seja necessário para identificação, certificação, rastreamento, criptografia, em particular, para autenticação, a geração de chaves privadas e/ou chaves públicas, a proteção dos dados, compartilhamento secreto, para estenografia, mas também para computação, ou em robótica para simular ou comandar eventos aleatórios (jogos de computador, programação,...).

Como descrito anteriormente, o objeto de método da invenção qualifica cada componente da assinatura aleatória como estável ou instável. Um componente de assinatura é declarada estável quando seu nível pode re- ocorrer com identicidade estrita operação de usuário quase estrita e probabilidade muito alta depois de qualquer nova estimulação do elemento de material, sob condições idênticas ou semelhantes. Um código detector/corretor de erro pode, então, ser usado para aumentar a estabilidade dos componentes, em particular, para proteção ou acesso aos dados.

Uma assinatura aleatória extraída usando o método da invenção pode ser usada de diferentes maneiras.

Através dos componentes estáveis que podem ser extraídas a partir do mesmo, o elemento de material pode ser usado como uma chave física do possuidor.

Os componentes aleatórios estáveis também podem ser usadas para produzir um bloco em um tempo ou para gerar um identificador particular para o elemento de material.

A figura 14 ilustra um uso dos componentes estáveis Vs de uma assinatura aleatória gerada a partir de um elemento de material objeto 1 usando o método de extração P da invenção para assegurar a proteção das variáveis ou parâmetros essenciais 10 de um programa de computador 11. Para esse uso, a assinatura aleatória estável Vs é usada como chave de um tempo em um processo de criptografia 12, por exemplo, do tipo XOR, para obter variáveis essenciais protegidas 13. É possível, portanto, proteger essas variáveis essenciais com a aleatória estável derivada a partir do elemento de material 1 e submeter a execução apropriada do programa à presença do elemento de material autêntico em um sistema de aquisição, não mostrado, ligado a um computador, também não mostrado, que roda o programa de computador 11 usando as variáveis essenciais. O elemento de material objeto 1 é, então, necessário para descriptografar as variáveis essenciais protegidas 13 e reverter para as variáveis essenciais 10 usadas pelo programa de computador 11.

A figura 15 mostra um uso dos componentes estáveis Vs de uma assinatura aleatória gerada a partir de um elemento de material objeto 1 usando o método de extração P da invenção para controlar o acesso a locais, máquinas, atividades ou mesmo informação. De acordo com esse exemplo de uso, a assinatura aleatória estável Vs é usada como identificador e é comparada por meio de um processo de comparação estatística 14 ao conteúdo de um banco de dados Bd dos identificadores autênticos para autorizar o acesso 15 se o resultado da comparação for positivo.

A figura 16 ilustra um uso adicional dos componentes estáveis Vs de uma assinatura aleatória gerada a partir de um elemento de material objeto 1 usando o método de extração P da invenção para comandar um controlador de lógica programável 16. De acordo com esse exemplo de uso, o controlador de lógica 16 atua em relação às instruções aleatórias 17 derivadas a partir da assinatura aleatória estável Vs. As ações realizadas pelo controlador de lógica 16 podem ser de vários tipos, como aqueles correspondendo a trabalho à máquina, tecedura, deslocamento, abertura ou fechamento, dosagem dos elementos ou a pilotagem de outros controladores ou máquinas de lógica, sem que essa lista seja considerada como exaustiva.

Também poderia ser considerado associar a assinatura aleatória estável Vs com as ações predefinidas via um banco de dados de correspondência relacionando os valores dos componentes aleatórios estáveis a uma ou mais seqüências de instruções.

Ao longo do mesmo princípio, poderia ser considerado controlar o funcionamento de um programa de computador usando uma assinatura aleatória estável Vs. Nesse caso, tanto uma parte dos componentes da assinatura aleatória estável corresponde diretamente aos parâmetros do programa de computador, quanto uma base de correspondência é usada entre os componentes aleatórios estáveis e os parâmetros pré-definidos para o programa de computador.

A figura 17 ilustra um uso dos componentes estáveis Vs de uma assinatura aleatória gerada a partir de um elemento de material objeto 1 usando o método de extração P da invenção, para assegurar a proteção dos dados, como os dados de rastreabilidade 17, por exemplo, pretendidos para serem associados a um produto. Para esse tipo de uso, a assinatura aleatória estável Vs é usada como chave de um tempo em um processo de criptografia 18, do tipo XOR, por exemplo, para obter a partir dos dados de rastreabilidade 17 dados de rastreabilidade protegidos 19 que podem ser afixados ao produto. Para o mencionado uso, o elemento de material objeto 1 na origem da assinatura aleatória estável Vs pode ser reunido ao produto portando a informação protegida, caso no qual a proteção repousará no dispositivo de aquisição que deve assegurar a descriptografia dos dados protegidos 19. Essa proteção será ligada, em particular, à base de decomposição usada, na forma da janela de aquisição ou do trajeto de escaneamento que podem ser mantidos secretos e ser conhecidos somente pelo fabricante do dispositivo de aquisição. Ou, pelo contrário, poderia ser contemplado que o elemento de material objeto na origem da assinatura aleatória estável Vs fosse independente do produto e mantido, por exemplo, pelo usuário encarregado de verificar a autenticidade do produto portando os dados protegidos 19.

Como mencionado anteriormente, uma assinatura aleatória V gerada usando o método de extração da invenção, pode compreender componentes instáveis ou pode mesmo consistir somente de componentes instáveis, caso no qual pode ser considerado usar o método de extração da invenção como gerador dos números aleatórios.

Os componentes instáveis da assinatura aleatória podem ser usadas para gerar um ou mais identificadores e/ou uma ou mais chaves privadas, cada um sendo protegido pelos componentes aleatórios estáveis, por exemplo, via um ou mais blocos em um tempo.

Na medida em que uma assinatura aleatória da invenção pode compreender tanto componentes estáveis quanto componentes instáveis, pode-se tirar vantagem dessa característica para várias aplicações, das quais alguns exemplos não exaustivos são dados abaixo.

A figura 18 ilustra um exemplo de uso de uma assinatura aleatória V, compreendendo componentes estáveis Vs e componentes instáveis Vi, geradas por meio do método de extração e, de acordo com a invenção, a partir de um elemento de material objeto 1, a fim de prover um identificador protegido 20. Com esse tipo de uso, a parte instável Vi de uma assinatura aleatória V é usada como identificador, enquanto a parte estável Vs é usada como chave em um tempo em um processo de criptografia 21, por exemplo, do tipo XOR, para obter o identificador protegido 20. A manutenção do elemento de material objeto 1 e de um dispositivo implementando o método de extração da invenção torna possível re-acessar a parte estável Vs da assinatura aleatória V e, desse modo, descriptografar o identificador protegido 20 para acessar o identificador inicial, neste caso, uma parte instável Vi da assinatura aleatória V gerada no momento da designação do identificador. A figura 19 ilustra um outro exemplo de uso de uma assinatura aleatória V, compreendendo componentes estáveis Vs e componentes instáveis Vi, geradas pelo método de extração P da invenção a partir de um elemento de material objeto 1 para prover chaves públicas e privadas, mesmo pares de chaves em um protocolo criptográfico assimétrico. Para esse tipo de uso, o método de extração P é implementado uma primeira vez para gerar uma assinatura aleatória V cuja parte Vil dos componentes instáveis é usada como chave privada 25, enquanto uma outra parte Vi2 dos componentes instáveis é usada como chave pública 26. Parte dos componentes estáveis Vs é, então, usada como chave em um tempo em um processo de criptografia 27, por exemplo, do tipo XOR, para obter a partir da chave privada 25 uma chave privada protegida 28. Manter o elemento de material objeto 1 e um dispositivo implementando o método de extração da invenção torna possível re-acessar a parte estável Vs da assinatura aleatória V e, desse modo, descriptografar a chave privada protegida 28 para acessar a chave privada 25 gerada durante o primeiro uso do método inventivo P para extrair uma assinatura aleatória.

A figura 20 ilustra um outro exemplo de uso de uma assinatura aleatória V, compreendendo componentes estáveis Vs e componentes instáveis Vi, geradas pelo método de extração P da invenção a partir de um elemento de material objeto 1 para prover, primeiramente, um identificador e, segundamente, em um bloco em um tempo, e também chaves públicas e privadas de um protocolo criptográfico assimétrico. Para esse tipo de uso, o método de extração P é usado uma primeira vez para gerar uma assinatura aleatória V da qual uma parte Vil dos componentes instáveis é usada como identificador, uma segunda parte Vi2 dos componentes instáveis é usada como chave privada 31, enquanto uma terceira parte Vi3 dos componentes instáveis é usada como chave pública 32. A chave privada 30 é, então, usada em um processo de cifragem 33 para obter a partir do identificador 30 um identificador assinado ou cifrado 34. Uma parte dos componentes estáveis Vs é, então, usada como chave em um tempo em um processo de criptografia 35, por exemplo, do tipo XOR, para obter a partir do identificador assinado 34 um identificador assinado protegido 36. Manter o elemento de material objeto le um dispositivo implementando o método de extração P da invenção torna possível re-acessar a parte estável Vs da assinatura aleatória V e, desse modo, descriptografar o identificador assinado protegido 36 para acessar o identificador assinado 34 gerado durante o primeiro uso do método inventivo para extrair uma assinatura aleatória.

A figura 21 ilustra um uso do método de extração inventivo sob o protocolo para criptografia de RSA com chave pública e chave privada.

A assinatura aleatória extraída a partir de um elemento de material objeto é, então, usada para gerar os números primos fortes ρ e q. O número η é o produto de pq. O número e é um inteiro escolhido para ser primo com φ(η), enquanto d é escolhido como aquele ed = 1 (mod φ(η)). A chave privada Cs, então, consiste dos inteiros p, q e d, enquanto a chave pública consiste dos inteiros η e e. Se o número de referência 40 for um identificador a ser criptografado, então, o número de referência 41 é esse identificador criptografado por meio do protocolo de RSA usando as chaves pública Cp e privada Cs acima.

Evidentemente, o método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a invenção pode compreender diferentes fases usando pelo menos parte dos componentes estáveis e instáveis em vários processos para gerar pelo menos um código exclusivo e para cifrar esse código.

Além disso, os métodos da invenção podem ser usados em muitas outras aplicações sem se afastar do escopo da presente invenção.

Claims

1. Método para gerar uma base de decomposição que pode ser usada para extrair uma assinatura aleatória de um elemento de material objeto, caracterizado pelo fato de que compreende: • gerar N vetores de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região de pelo menos um elemento de material separado a partir do elemento de material objeto e/ou a partir do próprio elemento de material objeto, • analisar todos os vetores de aquisição usando métodos estatísticos para obter a base de decomposição formada dos vetores de decomposição capacitando a representação de cada vetor de aquisição na forma de um vetor de imagem do qual cada componente corresponde à contribuição de um vetor de decomposição no vetor de aquisição, • analisar pelo menos parte dos vetores de decomposição para identificar aquele ou aqueles vetores de decomposição, chamados comuns ou determinados vetores de decomposição de contribuição, que estarão na origem dos componentes altamente deterministas e/ou comuns para todos os vetores de imagem obtidos usando a base de decomposição, • salvar a base de decomposição, • salvar, opcionalmente, uma máscara de leitura que, na base de decomposição, dá a posição de quaisquer vetores de decomposição na origem dos componentes deterministas e/ou a posição dos vetores de decomposição na origem dos componentes aleatórios.

2. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a análise dos vetores de decomposição compreende as etapas a seguir: • projetar cada vetor de aquisição sobre a base de decomposição para obter um vetor de imagem do qual cada componente corresponde à contribuição de um vetor de decomposição no vetor de aquisição, • analisar pelo menos parte dos vetores de imagem para identificar aquela ou aqueles componentes que são altamente deterministas e/ou comuns para todos os vetores de imagem, os componentes deterministas correspondendo a vetores de decomposição na base de decomposição chamados comuns ou a determinados vetores de decomposição de contribuição, as outros componentes de um vetor de imagem sendo consideradas como componentes aleatórios.

3. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ser considerado que um componente tem um valor altamente determinista se seu valor for capaz de ser predito em relação ao tipo de elemento de material.

4. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada vetor de aquisição é pelo menos de natureza bidimensional.

5. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa de remoção para remover vetores de decomposição de contribuição determinados ou comuns a partir da base de decomposição, e uma etapa para salvar a base de decomposição reduzida, chamada base de decomposição em componentes aleatórios.

6. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a etapa para gerar vetores de aquisição é feita com pelo menos um elemento de material da mesma família que o elemento de material objeto.

7. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa para gerar os vetores de aquisição compreende as seguintes etapas: • gerar um número N de aquisições, de acordo com uma janela de aquisição, das características estruturais de pelo menos uma região de pelo menos um elemento de material separado a partir do elemento de material objeto e/ou do próprio elemento de material objeto, • digitalizar, ao longo de um trajeto de varredura, cada uma das aquisições na forma de um vetor de aquisição.

8. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para definir as características geométricas da janela de aquisição.

9. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para ler as características geométricas da janela de aquisição.

10. Método de gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para salvar as características geométricas da janela de aquisição.

11. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para definir as características do trajeto de varredura.

12. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para ler as características do trajeto de varredura.

13. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para salvar as características do trajeto de varredura usadas para a etapa de digitalização.

14. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que para obter a base de decomposição ele usa um algoritmo da Análise de Componente Principal.

15. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que para obter a base de decomposição ele usa um algoritmo da Análise de Componente Independente.

16. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que para a identificação dos componentes deterministas ele usa um algoritmo de decomposição espectral e identificação dos determinados vetores de decomposição de contribuição por filtragem.

17. Método para gerar uma base de decomposição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que cada elemento de material usado é escolhido a partir de entre: materiais de origem biológica morta, materiais de origem orgânica, materiais de origem mineral ou materiais obtidos por mistura e/ou composição e/ou depósito de diversos dos materiais anteriores.

18. Método para extrair uma assinatura aleatória de um elemento de material objeto, caracterizado pelo fato de compreender: • uma fase para gerar pelo menos um vetor de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região do elemento de material objeto, • uma fase para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória a partir do vetor de aquisição, o vetor de assinatura aleatória compreendendo: • pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, de modo que seu valor possa ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto, • e/ou pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza instável, de modo que seu valor seja provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto, • usar o vetor de assinatura aleatória como assinatura aleatória.

19. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de compreender: • a aplicação de uma base de decomposição, • antes da fase de gerar assinatura aleatória, uma fase de decomposição de cada vetor de aquisição de acordo com a base de decomposição para obter um vetor de imagem contendo componentes aleatórios que correspondem, cada uma, à contribuição no vetor de aquisição de um vetor de decomposição pertencendo à base de decomposição, e pelo fato de cada componente do vetor de assinatura aleatória ser obtido por meio da extração e/ou processamento de pelo menos um componente aleatório de pelo menos um vetor de imagem.

20. Método para extrair uma assinatura aleatória de um elemento de material objeto, caracterizado pelo fato de compreender: • a aplicação de uma base de decomposição, • uma fase para gerar pelo menos um vetor de aquisição das características estruturais de pelo menos uma região do elemento de material objeto, • uma fase de decomposição de cada vetor de aquisição de acordo com base de decomposição para obter um vetor de imagem contendo os componentes aleatórios que correspondem, cada uma, à contribuição no vetor de aquisição de um vetor de decomposição pertencendo à base de decomposição, • uma fase para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória que contém o mesmo número de componentes ou menos do que o número de componentes aleatórios de cada vetor de imagem, cada componente do vetor de assinatura aleatória sendo obtido por meio da extração e/ou processamento de pelo menos um componente aleatório de pelo menos um vetor de imagem, • usar o vetor de assinatura aleatória como assinatura aleatória.

21. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 20, caracterizado pelo fato de que, durante a fase para gerar um vetor de assinatura aleatória, é realizada quantificação, de modo que cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória seja capaz de apresentar um número finito de valores ou níveis.

22. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que, durante a fase de gerar pelo menos um vetor de aquisição, η vetores de aquisição são gerados de uma mesma região do elemento de material objeto, e pelo fato de que são usados η vetores de imagem correspondendo, cada um, a um vetor de aquisição.

23. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que durante a fase de gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória: • é realizada quantificação, de modo que cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória seja capaz de apresentar um número finito de valores ou níveis que corresponda às classes estatísticas, • o valor ou nível de cada componente do vetor de assinatura aleatória é definido pelo resultado dos testes e/ou processamento estatístico aplicados a todos os valores do componente em uma dada fileira dos η vetores de imagem.

24. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que, durante a fase de gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória, os componentes dos vetores de imagem passam por processamento estatístico consistindo de redução de centragem das mesmas.

25. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que durante a fase para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória: • é feito uso de: • um número C de classes estatísticas correspondendo a valores ou níveis capazes de serem adotados pelos componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória, • e de uma classe estatística correspondendo à natureza instável dos componentes de uma mesma fileira dos η vetores de imagem, • para determinar o valor de cada componente aleatório do vetor de assinatura aleatória, é realizado processamento estatístico e um teste de estabilidade estatística de todas os componentes de uma mesma fileira dos η vetores de imagem, de modo que: • se, depois do teste de estabilidade, parecer que os componentes dessa fileira dos vetores de imagem têm um caráter estável, então, o valor ou nível da classe estatística à qual os componentes da mesma fileira dos η vetores de imagem pertencem é designado à componente aleatória do vetor de assinatura aleatória, • se, depois do teste, parecer que os componentes dessa fileira dos vetores de imagem têm um caráter instável, então, o valor ou nível da classe estatística à qual o componente da mesma fileira de um dos η vetores de imagem pertence é designado para o componente aleatório do vetor de assinatura aleatória.

26. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que, durante a fase para gerar pelo menos um vetor de assinatura aleatória, o teste de estabilidade é realizado com base no desvio médio e padrão dos componentes na mesma fileira dos vetores de imagem.

27. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que os n vetores de aquisição são gerados virtualmente a partir de um número de aquisições real menor do que n.

28. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que os n vetores de aquisição são gerados virtualmente a partir de uma aquisição real.

29. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 19, 20, 22 a 28, caracterizado pelo fato de compreender uma fase para gerar uma base de decomposição de acordo com o método para gerar uma base de decomposição como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17.

30. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 29, caracterizado pelo fato de que o vetor de assinatura aleatória compreende pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, o valor desse componente aleatório estável sendo capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

31. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 29, caracterizado pelo fato de que o vetor de assinatura aleatória compreende pelo menos um componente aleatório de natureza instável, valor desse componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto.

32. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 30, caracterizado pelo fato de que todas os componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória têm uma natureza estável capaz de ser encontrada em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

33. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 29, caracterizado pelo fato de que todas os componentes aleatórios do vetor de assinatura aleatória têm uma natureza instável, o valor de cada componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto.

34. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18a 29, caracterizado pelo fato de que, durante a fase de geração do pelo menos um vetor de assinatura aleatória, são gerados como segue: • um vetor de assinatura aleatória estável cujos componentes aleatórios têm uma natureza estável, o valor de cada componente aleatório estável sendo capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto, • um vetor de assinatura aleatória instável cujos componentes aleatórios têm uma natureza instável, o valor de cada componente aleatório instável sendo provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre a mesma região do elemento de material objeto.

35. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 29, caracterizado pelo fato de que: • o vetor de assinatura aleatória compreende: • pelo menos um componente aleatório tendo uma natureza estável, de modo que seu valor seja capaz de ser encontrado em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto, • pelo menos um componente aleatório que tem uma natureza instável, de modo que seu valor seja provável de variar de modo aleatório em cada implementação do método sobre uma mesma região do elemento de material objeto. • durante a fase de geração do pelo menos um vetor de assinatura aleatória, uma máscara de leitura é gerada dando a posição no vetor de assinatura aleatória dos componentes aleatórios estáveis e/ou dos componentes aleatórios instáveis.

36. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 35, caracterizado pelo fato de que a fase para gerar o pelo menos um vetor de aquisição compreende as etapas a seguir: • gerar pelo menos uma aquisição, de acordo com uma janela de aquisição, das características estruturais de uma região do elemento de material objeto, • digitalizar, ao longo de um trajeto de varredura, cada aquisição para um vetor de aquisição.

37. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para definir as características da janela de aquisição.

38. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 36 ou 37, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa para definir as características do trajeto de varredura.

39. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 18, 30, 32, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos parte dos componentes estáveis da assinatura aleatória como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto em um processo para controlar o acesso.

40. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 30, 32, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável como bloco de uma só vez em um processo criptográfico.

41. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 30, 32, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável como seqüência de instruções ou como identificador de uma seqüência de instruções em um processo para controlar um controlador ou máquina de lógica.

42. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 30, 32, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos uma parte da assinatura aleatória estável como variáveis ou parâmetros de um programa de computador.

43. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 30, 32, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos parte da assinatura aleatória estável como bloco de uma só vez par criptografar partes variáveis e/ou executáveis de um programa de computador.

44. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto, e uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco de uma só vez para criptografar o identificador a fim de obter um identificador protegido.

45. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender: • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave privada em um processo criptográfico com chave pública/chave privada, • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco de uma só vez para criptografar a chave privada para obter uma chave privada protegida.

46. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender: • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave privada em um processo criptográfico com chave pública/chave privada, • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como chave pública em um processo criptográfico com chave pública/chave privada, • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco de uma só vez para criptografar a chave privada para obter uma chave privada protegida.

47. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender: • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios instáveis como identificador do elemento de material objeto ou de um objeto associado ao elemento de material objeto, • uma fase de cifrar do identificador usando um processo criptográfico com chave pública/chave privada para obter um identificador cifrado ou assinado, • uma fase usando pelo menos parte dos componentes aleatórios estáveis como bloco de uma só vez para criptografar o identificador cifrado ou assinado para obter um identificador cifrado, protegido.

48. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que parte dos componentes aleatórios instáveis é usada como chave privada.

49. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com a reivindicação 47 ou 48, caracterizado pelo fato de que parte dos componentes aleatórios instáveis é usada como chave pública.

50. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de compreender fases usando parte dos componentes aleatórios instáveis e parte dos componentes aleatórios instáveis nos processos de cifrar.

51. Método para extrair uma assinatura aleatória de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, 34ou 35, caracterizado pelo fato de compreender fases usando pelo menos parte dos componentes estáveis e instáveis nos processos para gerar pelo menos um código exclusivo e para cifrar esse código.

52. Dispositivo caracterizado pelo fato de compreender meios de aquisição, meios de processamento e meios de memória, os meios de processamento e memória sendo adaptados pelo menos para implementar o método de extração de assinatura aleatória como definido em qualquer uma das reivindicações 18 a 51 e/ou o método para gerar uma base de decomposição como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17.

53. Programa de computador, caracterizado pelo fato de ser adaptado para implementar o método de extração de assinatura aleatória como definido em qualquer uma das reivindicações 18 a 51 e/ou o método para gerar uma base de decomposição como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17.