B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Tastenfelds auf einem Touchscreen zur Ermöglichung einer sicheren Eingabe von Daten über Eingabeelemente des Tastenfelds in eine Datenverarbeitungseinrichtung, ein Computerpro- grammprodukt, eine Signaifolge und eine entsprechende Vorrichtung zur Bereitstellung des Tastenfelds auf dem Touchscreen.

Smartphones, PDAs und viele weitere Geräte sind heutzutage mit Touchscreens ausgestattet. Selbiges gilt für Dokumente mit einer integrierten elektronischen Schaltung. Beispielsweise gibt es Wert- und Sicherheitsdokumente in überwiegend papierbasierter Form, wie zum Beispiel als Banknote, als elektronischen Reisepass, oder als kunststoffbasierte Chipkarte, insbesondere als sogenannte Smart Card, in kontaktbehafteter, kontaktloser oder Dual-Interface Ausführung.

Touchscreens sind dabei Ein- und Ausgabegeräte, welche nebst der Anzeige von Bildern auch durch Berührung die Eingabe von Befehlen ermöglichen. Viele Touchscreens werden durch Fingerdruck bedient. Das heißt, die besagten Befehle werden durch Drücken oder Wischen auf dem Touchscreen eingegeben. Wischen oder Drücken einzelner Bereiche des Touchscreens hinterlässt jedoch Fingerabdruckoder Wischspuren, anhand derer entsprechende Angaben in die Touchscreen rekonstruiert werden könnten. Insbesondere könnte ein über die Touchscreen derart eingegebenes Passwort anhand dieser Spuren kompromittiert werden. Die DE 10 2010 022 368 A1 offenbart ein Pinpad für Zahlencode-Bedienfelder, bei welchem das Bedienfeld nicht über eine starre Anordnung von Zahlen.verfügt, sondern jedes Mal vor der Bedienung die Anordnungssystematik verändert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfah- ren zur Bereitstellung eines Tastenfelds auf einem Touchscreen, ein verbessertes Computerprogrammprodukt, eine verbesserte Signalfolge und eine entsprechende verbesserte Vorrichtung bereitzustellen.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Es wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Tastenfelds auf einem Touchscreen z.B. eines Wert- oder Sicherheitsdokuments zur Ermöglichung einer Eingabe von Daten über Eingabeelemente des Tastenfelds in eine Datenverarbeitungsvorrichtung, z.B. ebenfalls das besagte Dokument, vorgeschlagen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Bestimmung eines Rotationswinkels für das Tastenfeld, wobei der Rotationswinkel unabhängig von einer aktuellen Lageposition des Touchscreens ist,

- Anzeigen des Tastenfelds auf dem Touchscreen, wobei das Tastenfeld um den Rotationswinkel relativ zu dem Touchscreen gedreht angezeigt wird. Dabei sind die relative Anordnung der Eingabeelemente zueinander starr und von dem Rotationswinkel unabhängig.

Ausführungsformen der Erfindung könnten den Vorteil haben, dass insbesondere eine Permutation der Eingabeelemente des Tastenfelds nicht mehr notwendig ist. Stattdessen kann der Benutzer durch einfaches „Hinterherdrehen ¹ ' des Touch- screens die ihm gewohnte Anordnung der Eingabeelemente dazu nutzen, die Daten in bisher gewohnter Weise über die Eingabeelemente des Tastenfelds in die Datenverarbeitungsvorrichtung einzugeben. Durch das „Hinterherdrehen" des Touchscreens nehmen also die Eingabeelemente des Tastenfelds und damit das Tastenfeld eine Position relativ zum Bertachter ein, welche er„gewohnt" ist. Im Falle einer Permutation der Eingabeelemente könnten Benutzer mit einem neu„ausgewirbelten" Tastenfeld überfordert sein. Dies liegt teilweise daran, dass sich Benutzer eher die (relativen) Positionen der zu drückenden Tasten einprägen könnten statt der konkreten, zum Beispiel Zeichenfolge, eines Passworts. Durch das beschriebene Verfahren wird also eine nutzerfreundliche Eingabe von Daten, insbesondere von Passwörtern, in die Datenverarbeitungsvorrichtung ermöglicht, welche nichtsdestotrotz Angriffe auf die Daten, zum Beispiel durch Analyse von Fingerabdruckspuren, erschwert. Es sei angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung ein Eingabeelement als ein digitales Anzeigeelement verstanden wird, welches auf dem Touchscreen angezeigt wird und auf welchem durch entsprechende Berührung eine entsprechende Eingabe durch den Benutzer erwartet wird. Bei den Eingabeelementen handelt es sich also um dynamisch erzeugbare Anzeigeelemente des Touchscreens. Die Gesamtheit der zur Eingabe der besagten Daten verwendbaren Eingabeelemente definiert das sogenannte„Tastenfeld". Ferner wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als der Touchscreen jener Tastschirm verstanden, welcher als physikalische Einheit in der Lage ist, Bilder anzuzeigen und die Berührung von Teilen des Bild-Anzeigefläche zu detektieren. Unter der „Lageposition des Touchscreens" wird jene Position verstanden, welche der Touchscreen relativ zu seiner räumlichen Umgebung einnimmt. Dabei ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die Anzeige des Tastenfelds unerheblich, ob nun der Touchscreen„auf dem Kopf" gehalten wird, um 90° verdreht gehalten wird oder wie auch immer die aktuelle Lage des Touchscreens ist, wie sie beispielsweise mittels entsprechender Lagesensoren in Smartphones detektiert werden kann. Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren ferner eine Skalierung des Tastenfelds unter Beibehaltung des Seitenverhältnisses des Tastenfelds. Insbesondere ist dies vorteilhaft, wenn die Anzeige des Tastenfelds unabhängig vom Rotationswinkel immer in einem selben vordefinierten Bereich des Touchscreens erfolgt, wobei dann vorzugsweise die Skalierung so erfolgt, dass das Tas- tenfeld immer in den vordefinierten Bereich angepasst und gezeigt wird. Damit ist sichergestellt, dass sämtliche Eingabeelemente unabhängig vom aktuellen Rotationswinkel des Tastenfelds immer in gleicher Weise für den Benutzer zur Eingabe von Daten zur Verfügung stehen. Insbesondere könnte es sich hier anbieten, dass die Skalierung so erfolgt, dass das Tastenfeld immer in den vordefinierten Bereich vollständig eingepasst angezeigt wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Rotationswinkel zufällig bestimmt. Dies kann den Vorteil haben, dass eine Rekonstruktion der angegebenen Daten anhand der Fingerabdruckspuren weiter erschwert wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Rotationswinkel aus einem ganzzahligen Vielfachen von 45° gewählt. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist für die Anzeige der Eingabeelemente ein Satz vorbestimmter Positionen auf dem Touchscreen vorgesehen, wobei der Rotationswinkel so gewählt wird, dass nach einer Rotation die Eingabeelemente immer auf dem Satz von vorbestimmten Positionen zu liegen kommen. Damit wird eine Rekonstruktion wesentlich erschwert, welche Position bei einer Eingabe welchem Eingabeelement zugeordnet war. Insbesondere wenn die Eingabeelemente bei einer geringen Anzahl von möglichen Rotationswinkeln jeweils sehr spezifische und einmalige Positionen einnehmen würden, wäre es dadurch möglich, nachträg- lieh durch Analyse der Fingerabdruckspuren in einer hohen Wahrscheinlichkeit die Dateneingabe zu rekonstruieren. Durch die Wahl vorbestimmter Positionen ist jedoch ein Fingerabdruck auf einer der vorbestimmten Positionen immer gleichwertig einem Fingerabdruck auf einer anderen Position. Es bleiben also in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel die Eingabeelemente über die vorbestimmten Positionen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Tastenfeld um ein Pinpad. Zum Beispiel werden bei der Anzeige des Tastenfelds alphanumerische Zeichen mittels der Eingabeelemente angezeigt. Alternativ können bei der Anzeige des Tastenfelds Eingabepunkte mittels der Eingabeelemente angezeigt werden. Letztere Eingabepunkte werden oftmals zur Entsperrung von Smartphones verwendet, indem ein Benutzer in einem von ihm vordefinierten Muster über die Eingabepunkte wischt. Wenn das Wischmuster über die Eingabepunkte einem zuvor festge- legten Wischmuster entspricht, wird das Smartphone entsperrt.

Insbesondere im Falle der Verwendung von Eingabepunkten mittels der Eingabeelemente bietet es sich an, dass eine hieraus resultierende vorbestimmte Ausrichtung des Tastenfelds und damit der Eingabepunkte zusammen mit dem Tastenfeld um den Rotationswinkel relativ zum Touchscreen gedreht angezeigt wird. Damit weiß der Benutzer sinnbildlich gesprochen, wo innerhalb seines abstrakten Tastenfelds, welches ja nur Eingabepunkte aufweist,„oben" und„unten" ist. Der Benutzer kann also durch entsprechende Nachrotation des Touchscreens das Tastenfeld wieder in eine Position bringen, in weicher er in gewohnter Weise über die Eingabepunkte seine Dateneingabe, zum Beispiel in Form des Wischmusters, vornehmen kann.

Die Ausrichtung kann auf verschiedene Art und Weise zusammen mit dem Tastenfeld angezeigt werden. Beispielsweise kann dies durch einen Pfeil, der die Ausrichtung angibt, erfolgen, oder einen Balken, welcher oberhalb oder unterhalb des Tastenfelds angeordnet ist. Möglich ist jedoch auch wieder, die oben besagten Lage- sensoren der Datenverarbeitungsvorrichtung, insbesondere einer mobilen Datenverarbeitungsvorrichtung, zu verwenden, um bei Detektion einer vorbestimmten Lage des rotierten Tastenfelds relativ zur horizontalen Erdoberfläche oder zum Benutzer ein entsprechendes Signal auszugeben. Beispielsweise könnte die nun richtige Ausrichtung des Touchscreens durch eine entsprechende Anzeige auf dem Touch- screen oder einem den Touchscreen tragenden Gerät signalisiert werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Eingabeelemente auf einer Kreisbahn angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass nach einer Rotation des Tastenfelds die Eingabeelemente automatisch perfekt auf dem ursprünglichen Bild zu lie- gen kommen können. Es ist hier keinerlei Skalierung notwendig, was die Darstellung des Tastenfelds auf dem Touchscreen vereinfacht. Insbesondere sind keine aufwendigen Neuberechnungen der Grafik des Tastenfelds notwendig. Hier bietet es sich insbesondere an, wie obig beschrieben, vorzusehen, dass für die Anzeige der Eingabeelemente ein Satz vorbestimmter Positionen auf dem Touchscreen vor- gesehen ist, wobei der Rotationswinkel so gewählt wird, dass nach einer Rotation die Eingabeelemente immer auf dem Satz von vorbestimmten Positionen zu liegen kommen.

Ein entsprechend kreisförmiges Pinpad kann einen oder mehrere der Kreise auf- weisen, auf welchen die Eingabeelemente angeordnet sind. Beispielsweise könnte ein solches Pinpad gestaltet sein wie ein Kompass oder eine analoge Uhr, um ein dem Benutzer bekanntes Interface zu bieten. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit von einem Prozessor ausführbaren Instruktionen zur Durchführung der obig beschriebenen Verfahrensschritte.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Signaifolge, die, wenn in einem Computer abgespeichert, eine Abfolge von Instruktionen darstellt, die, wenn auf diesem Computer ausgeführt, das zuvor beschriebene Verfahren ausführt. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines Tastenfelds auf einem Touchscreen zur Ermöglichung einer Eingabe von Daten über Eingabeelemente des Tastenfelds in eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung umfasst: - Mittel zur Bestimmung eines Rotationswinkels für das Tastenfeld, wobei der Rotationswinkel unabhängig von einer aktuellen Lageposition des Touch- screens ist,

- Mitte! zur Anzeige des Tastenfelds auf dem Touchscreen, wobei das Tasten- feid um den Rotationswinkel relativ zu dem Touchscreen gedreht angezeigt wird, wobei die relative Anordnung der Eingabeelemente zueinander starr und unabhängig von dem Rotationswinkel ist.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Dokument. Das Dokument weist dann eine elektronische Anzeigevorrichtung auf und einen berührungsempfindlichen Bereich„Touchpad", welche zusammen den Touchscreen bilden.

Nach Ausführungsformen der Erfindung ist das Dokument kartenförmig ausgebildet, zum Beispiel als Chipkarte. Die elektronische Anzeigevorrichtung ist z.B. so an oder in dem Dokumentenkörper des Dokuments angeordnet, dass die von der Anzeigevorrichtung erzeugte Anzeige von der Frontseite des Dokuments visuell durch einen Benutzer wahrnehmbar ist. Beispielsweise wird die Anzeigevorrichtung durch die Prozessormittel des Dokuments zur Wiedergabe textueller Daten oder anderer Daten, wie zum Beispiel eines Fotos, Barcodes und/oder Icons einer grafischen Benutzeroberfläche angesteuert. Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung auf oder in einer Dokumentenschicht unterhalb der obersten Schicht des Dokuments angeordnet, wobei die oberste Schicht zumindest im Bereich der Anzeigevorrichtung transparent ist.

Der Touchpad des Dokuments ist hingegen so an oder in dem Dokumentenkörper angeordnet, dass er von einer Rückseite des Dokuments durch den Benutzer zur Eingabe eines Signals in die Prozessormittel bedienbar ist. Beispielsweise ist ein Touchpad-Sensor auf oder in einer Schicht oberhalb der untersten Schicht des Dokuments, durch die die Rückseite des Dokuments gebildet wird, angeordnet. Durch den Touchpad-Sensor und die darunter liegende Schicht oder Schichten des Do- kuments wird dann der Touchpad des Dokuments gebildet.

Nach Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei dem Dokument um ein papierbasiertes und/oder kunststoffbasiertes Dokument, insbesondere ein Wertoder Sicherheitsdokument, wie zum Beispiel ein Ausweisdokument, insbesondere einen Reisepass, Personalausweis, Visum oder einen Führerschein, Fahrzeugschein, Fahrzeugbrief, Firmenausweis, Gesundheitskarte oder ein anderes ID- Dokument oder eine Chipkarte, Zahlungsmittel, insbesondere eine Banknote, Bankkarte oder Kreditkarte, einen Frachtbriefe oder einen sonstigen Berechtigungsnachweis.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung bilden die Anzeigevorrichtung und der Touchpad eine bauliche Einheit, die in oder auf einer der Schichten des Dokumentenkörpers angeordnet ist. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Smartphones mit Touchscreen,

Figur 2 eine schematische Ansicht eines gedrehten Tastenfelds,

Figur 3 eine schematische Ansicht eine gedrehten Tastenfelds,

Figur 4 eine schematische Ansicht eines skalierten Tastenfelds,

Figur 5 eine schematische Ansicht eines Touchscreens mit kreisförmig angeordneten Eingabeelementen,

Figur 6 eine schematische Ansicht des Tastenfelds der Figur 5 nach einer Drehung,

Figur 7 eine schematische Ansicht des Tastenfelds der Figur 5 nach einer Drehung,

Figur 8 eine Explosionsdarsteilung eines Dokuments mit Touchscreen,

Figur 9 ein Blockdiagramm eines Dokuments mit Touchscreen.

Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Figur 1 zeigt eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem Smartphone 100 ausgegangen wird. Es sei jedoch angemerkt, dass im Rahmen der gesamten Erfindung eine Datenverarbeitungsvorrichtung in beliebiger Form verwendet werden kann, welche zur Eingabe von Daten über ein Touchscreen verfügt, insbesondere auch ein Dokument, z.B. ein Wert- oder Sicherheitsdokument, z.B. in Kartenform. Es sei daher verstanden, dass der Begriff des Smartphones als Datenverarbeitungsvorrichtung auch durchgängig durch Dokument oder Chipkarte ersetzt werden kann. Der Touchscreen kann dabei in die Datenverarbeitungsvorrichtung integriert sein, wie beispielsweise im Fall eines Smartphones, oder aber der Touchscreen könnte über ein Kabel mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sein. Möglich ist es auch, dass der Touchscreen drehbar in eine Datenverarbeitungsvorrichtung integriert ist. Letzteres würde sich beispielsweise bei Bankterminals anbieten, sodass der Benutzer bei Eingabe der Daten an seiner Position vor dem Terminal verharren kann. Das Smartphone 100 weist einen Speicher 102 zur Speicherung entsprechender Instruktionen zur Durchführung des obig beschriebenen Verfahrens auf. Die Instruktionen können durch einen Prozessor 104 ausgeführt werden, um die obig beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen. Das Smartphone 100 weist ferner einen Touchscreen 106 auf, welcher in der Lage ist, verschiedenste Inhalte einem Benutzer visuell anzuzeigen. Ferner kann ein Benutzer über das Touchscreen 106 Befehle in das Smartphone 100 eingeben. Zum Beispiel weist der Touchscreen 106 einen Anzeigebereich 108 auf, sowie einen Eingabebereich 1 10. Der Eingabebereich 1 10 dient dabei zum Beispiel zur Eingabe einer PIN des Benutzers, um das Smartphone zu entsperren. Die Anzeige 108 könnte dabei einen Text anzeigen, wie„Bitte geben Sie Ihre PIN ein." Ferner könnte die Anzeige 108 eine Eingabeelement„okay" anzeigen, worüber ein Benutzer die vollständige Eingabe seiner PIN über ein Tastenfeld 12, wie dies im Eingabebereich 110 angezeigt wird, zu bestätigen.

Das Tastenfeld 1 12 weist im vorliegenden Beispiel neun verschiedene Eingabeelemente 1 14 auf, welche mit den Ziffern 1 - 9 beschriftet sind.

Im Folgenden sei davon ausgegangen, dass ein Benutzer beispielsweise als PIN die Ziffernfolge 1475 gewählt hat. Der Benutzer würde diese PIN eingeben, indem er nacheinander mit seinem Finger die Eingabeelemente 1 14 berührt, welche mit den Ziffern 1 , 4, 7 und 5 beschriftet sind. In Figur 1 sind diese Eingabeelemente mit einem„x" gekennzeichnet.

Würde nun unmittelbar nach Eingabe dieser PIN das Smartphone entwendet wer- den, könnte durch Rekonstruktion der Fingerabdruckspuren die Verwendung der Ziffern 1 , 4, 7 und 5 rekonstruiert werden. Damit ist es mit hoher Wahrscheinlichkeit möglich, dass ein unberechtigter Benutzer die PIN rekonstruieren kann.

Um dies zu verhindern wird nun, wie in Figur 2 gezeigt, eine Rotation des Tasten- felds 112 um einen Winkel 200, beispielsweise um 90°, vorgenommen. Dieser Rotationswinkel ist dabei zufällig und unabhängig von der aktuellen Lageposition des Touchscreens 106. Es ist also unerheblich, ob der Benutzer zum Zeitpunkt der Eingabe der PIN den Touchscreen auf den Kopf hält oder anderweitig relativ zur Erdoberfläche verdreht hält, im einfachsten Fall wird das Tastenfeld 110 um ganzzahli- ge Vielfache von 45° in zufälliger Weise rotiert, das heißt um 0, 45, 90, 135, 315°. Ohne Informationen, um wie viel Grad das Tastenfeld gedreht wurde, ist damit die Anzahl der möglichen PIN-Kombinationen selbst nach Analyse der Fingerabdrücke um den Faktor x erhöht, x ist entspricht dabei der Anzahl aller möglichen Drehungen. Im obigen Beispiel bei der Drehung um je 45° ergibt sich ein Faktor von 8. Damit wird die Wahrscheinlichkeit minimiert, die PIN durch Analyse der Fingerabdruckspuren zu erraten.

Nichtsdestotrotz kann ein Benutzer seine PIN in gewohnter Weise eingeben, indem er nun den gesamten Touchscreen 106 im Beispiel der Figur 2 um 90° im Uhrzei- gersinn dreht. Dann erscheint das Tastenfeld 112 wieder in der gewohnten Weise, wie in Figur 1 gezeigt Nun kann der Benutzer seine PIN in gewohnter Weise eingeben, wobei dies auch möglich ist, wenn er sich nur die relativen Positionen der zu drückenden Eingabeelemente 114 eingeprägt hat, statt der konkreten Ziffernfolge 1475 der PIN.

In der Figur 3 ist das Tastenfeld 112 der Figur 1 um 45° gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Dies führt dazu, dass bezüglich der Eingabeelemente zu den Ziffern 3 und 7 diese beiden Eingabeelemente nicht mehr vollständig im Eingabebereich 1 10 dargestellt werden können. Die Rekonstruktion eines Fingerabdrucks am unteren unmittelbaren Rand des Eingabebereichs 1 10 könnte damit in leichter Weise den Drücken der Taste 7 zugeordnet werden. Um dieses zu vermeiden bzw. um auch bei größeren Tastenfeldern den Benutzer vollständig und für Dritte nicht rekonstruierbar ein Tastenfeld 1 12 bereitzustellen, wird das Tastenfeld vorzugsweise unter Beibehaltung seines Seitenverhältnisses skaliert. Dies ist in Figur 4 gezeigt.

Das Tastenfeld ist in Figur 4 um 45° im Gegenuhrzeigersinn gedreht vollständig in- nerhalb des Eingabebereichs 1 10 dargestellt. Durch Drehen des Touchscreens 106 um 45° im Uhrzeigersinn kann der Benutzer damit in gewohnter Weise seine PIN in das Tastenfeld eingeben.

Die Figur 5 zeigt ein Beispiel eines Tastenfelds, welches Eingabepunkte 504 auf- weist. Die Eingabepunkte 504 sind dabei kreisförmig angeordnet, wobei im Folgenden davon ausgegangen wird, dass durch eine entsprechende Wischfunktion über die dunkel markierten Eingabepunkte 506 ein Entsperrmuster zur Benutzung des Touchscreens 106 eingegeben werden soll. Der Benutzer beginnt also mit jenem Eingabepunkt, welche in Richtung 3 Uhr im Eingabebereich 1 10 der Figur 5 ersicht- lieh ist, und wandert dann im Gegenuhrzeigersinn zum Eingabepunkt auf 1 :30 Uhr, dann zum Eingabepunkt auf 10:30 Uhr und dann zum Eingabepunkt auf 9 Uhr. Durch das Überstreichen der besagten Eingabepunkte 506 in der besagten Reihenfolge wird also der Touchscreen entsperrt. Zur Authentisierung gibt also der Nutzer lediglich ein Muster ein, bei dem er die verschiedenen Punkte 504 passiert.

Um auch hier eine Kompromittierung dieses Musters durch Analyse der Fingerabdruckspuren zu erschweren, kann nun wiederum das Tastenfeld 500, welches die Eingabepunkte 504 (also der Eingabeelemente) umfasst, rotiert werden. Die Rotation erfolgt dabei um einen Rotationswinkel, beispielsweise in Gegenuhrzeigerrich- tung 508. Dieser Rotationswinkei ist wiederum unabhängig von der aktuellen Lageposition des Touchscreens 106 und auch nach Rotation ist die relative Anordnung der Eingabeeiemente (der Eingabepunkte) 504 starr und unabhängig vom Rotationswinkel.

Das Ergebnis der Rotation um 45° im Gegenuhrzeigersinn ist in Figur 6 gezeigt. Als Resultat befindet sich nun relativ zum Touchscreen 106 die zur Authentisierung des Nutzers zu berührenden Eingabepunkte 506 auf den Positionen 1 :30 Uhr, 0 Uhr, 9 Uhr und 7:30 Uhr.

Damit nun ein Benutzer in der Lage ist, zu erkennen, wie nach der besagten Rotati- on die Eingabeelemente relativ zum Touchscreen 06 angeordnet sind, wird zusätzlich zu dem Tastenfeld 500 ein digitales Ausrichtungselement 502 angezeigt. Das Ausrichtungselement 502 befindet sich grundsätzlich auf 6 Uh des Tastenfelds 500. Dreht der Benutzer nun den Touchscreen 106 so, dass das Ausrichtungsele- ment 502 zu ihm weist, wird er immer ein Tastenfeld 500 vor sich sehen, welches dem in Figur 5 gezeigten Tastenfeld entspricht. Er ist nun in der Lage, durch ausschließliches Merken der relativen Positionen der zu überfahrenden Eingabepunkte sein Muster zur Entsperrung des Touchscreens 06 einzugeben.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass entsprechende Muster nebst der Entsper- rung des Touchscreens 106 auch zur Eingabe einer beliebigen P!N für beliebige Zwecke dienen können.

In der Figur 7 wurde das Tastenfeld 500 um 35° relativ zu seiner Positionierung in Figur 5 gedreht. Speziell im Falle der Figur 5 ist dabei bezüglich der möglichen Ro- tationswinkel festgelegt, dass ein Rotationswinkel aus einem ganzzahligen Vielfachen von 45° gewählt werden soll. Dadurch ist sichergestellt, dass die Eingabeelemente 504 nach einer beliebigen Rotation wegen ihrer kreisförmigen Anordnung perfekt auf dem ursprünglichen Bild der Figur 5 zu liegen kommen. Die in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigten Eingabepunkte 504 definieren also einen Satz vorbestimm- ter Positionen auf dem Touchscreen 106, wobei der Rotationswinkel so gewählt wird, dass nach einer Rotation die Eingabeelemente 504 immer auf diesem Satz von vorbestimmten Positionen zu liegen kommen. Auch hier gilt, dass ohne Informationen, um wie viel Grad das Tastenfeld 500 gedreht wurde, die Anzahl der möglichen PINs selbst nach Analyse der Fingerabdrücke um den Faktor x erhöht wurde, x ist wiederum die Anzahl aller möglichen Dre- hungen, wobei im Beispiel der Figuren 5, 6 und 7 bei der Drehung um je 35° ein Faktor 8 resultiert. Dies erhöht signifikant die Sicherheit einer entsprechenden PIN- Eingabe, da Angriffe auf die PIN durch Analyse der Fingerabdruckspuren erschwert sind. Nichtsdestotrotz ist die Nutzerinteraktion mit dem Touchscreen 106 nahezu identisch wie bei einem statischen Tastenfeld, da die relativen Positionen der ein- zelnen Eingabeelemente zueinander nicht verändert werden. Dies resultiert in einer nutzerfreundlichen, jedoch sehr sicheren PiN-Eingabe.

Figur 8 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Datenverarbeitungssystems 100 in Form eines Dokuments mit Touchscreen.

Bei dem Dokument 100 handelt es sich um ein Wert- oder Sicherheitsdokument, wie zum Beispiet ein ID-Dokument, einen Reisepass, einen Personalausweis, einen Führerschein, eine Zutritts karte, einen Berechtigungsnachweis, eine Bankkarte, eine Kreditkarte, eine Banknote oder dergleichen.

Das Dokument 100 hat einen Dokumentenkörper 1460, der einen schichtförmigen Aufbau aufweist. Die Frontseite des Dokuments 100 wird durch die oberste Schicht 1480 gebildet, bei der es sich zum Beispiel um eine auflaminierte transparente Deckschicht aus Kunststoff handelt. Die Rückseite des Dokuments 100 wird durch die unterste Schicht 1500 gebildet, bei der es sich ebenfalls um eine auflaminierte Deckschicht aus Kunststoff handeln kann. Die Schicht 1500 kann zum Beispiel vollflächig bedruckt sein.

Zwischen den Schichten 1480 und 1500 des Dokumentenkörpers 1460 befinden sich weitere Schichten, insbesondere eine Schicht 1520. Die Schicht 1520 trägt eine Anzeigevorrichtung 1020 und eine elektronische Schaltung 1040, die hier neben der Anzeigevorrichtung 1020 auf oder in der Schicht 1520 angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung 1020 kann unbeleuchtet, hinterleuchtet, frontbeleuchtet oder selbstleuchtend ausgebildet sein. Beispielsweise handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung 020 um eine bistabile Anzeigevorrichtung, bei der eine Anzeige per- manent ohne Energiezufuhr wiedergegeben werden kann. Wenn beispielsweise das Dokument 100 nicht mit Energie versorgt ist oder deaktiviert ist, so kann auf der bistabil ausgebildeten Anzeigevorrichtung 1020 beispielsweise das Gesichtsbild des Benutzers in einer bestimmten Ansicht angezeigt werden. Die Schicht 1480 ist zumindest innerhalb ihres Bereichs 154, der die Anzeigevorrichtung 1020 überdeckt, transparent ausgebildet, sodass ein Benutzer auf der Anzeigevornchtung 1020 ein wiedergegebenes Bild von der Frontseite des Dokuments 100 durch den Bereich 154 hindurch visuell wahrnehmen kann.

In der hier betrachteten Ausführungsform ist unterhalb der Anzeigevorrichtung 1020 ein Touchpad-Sensor 1560 angeordnet. Der Touchpad-Sensor 1560 hat hier in etwa die gleiche Form und Größe wie die Anzeigevorrichtung 1020. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung 1020 auf der Oberseite der Schicht 1520 und der Touchpad-Sensor 156 auf der Unterseite der Schicht 1520 angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung 1020 und der Touchpad-Sensor 1560 können aber auch eine bauliche Einheit bilden oder auf verschiedenen der Schichten angeordnet sein.

Bei dem Touchpad-Sensor 156 kann es sich um resistiven oder kapazitiven Touchpad-Sensor handeln. Durch die Integration des Touchpad-Sensors 560 in den Dokumentenkörper 1460 resultiert ein Touchpad, der in dem Bereich 1580 der Schicht 1500, der den Touchpad-Sensor 1560 überdeckt, berührungs- und/oder näherungssensitiv ist, und der ein Positionssignal 168 {vgl. Fig. 2) mit den sensierten Koordinaten abgibt.

Das Dokument 100 hat eine elektronische Schaltung 1040. Die Schaltung 104 ist zur Ansteuerung der Anzeigevorrichtung 1020 ausgebildet, sodass auf der Anzeigevorrichtung 1020 eine bestimmte Anzeige erzeugt wird. Ferner ist die Schaltung 1040 dazu ausgebildet, das Positionssignal von dem Touchpad-Sensor 1560 zu empfangen.

Beispielsweise kann das Positionssignal die Koordinaten einer aktuell von dem Touchpad-Sensor 1560 sensierten Position eines Fingers 1600 des Benutzers in dem Bereich 1500 angeben. Beispielsweise beinhaltet das Positionssignal die XY- Koordinaten der sensierten Position des Fingers in einem Bezugssystem des Touchpad~Sensors1560, hier dem kartesischen Koordinatensystem 162. Das Positionssignal wird von der elektronischen Schaltung 1040 verarbeitet. Als Ergebnis der Bearbeitung des Positionssignals durch die Schaltung 1040 kann zum Beispiel die Position eines auf der Anzeigevorrichtung 1020 angezeigten Cursors verändert werden, ein Bild oder eine Bildelement zur Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 020 ausgewählt werden oder eine andere Aktion, die von der aktuell sen- sierten Position abhängt, ausgelöst werden.

Die Figur 9 zeigt ein Blockdiagramm des Dokuments 00, welcher der Ausführungsform der Figur 8 entspricht. Die Schaltung 1040 beinhaltet bei dieser Ausführungsform einen elektronischen Speicher 102, in dem beispielsweise textuelle Daten 1650 und/oder Bilddaten 1660 gespeichert sind. Bei den textuellen Daten 1640 kann es sich zum Beispiel um Angaben zu dem Inhaber des Dokuments 100, d.h. zum Beispiel dem Inhaber des Ausweisdokuments, und/oder bezüglich der Behörde, die das Dokument ausgestellt hat, handeln. Die Bilddaten 166 können beispielsweise ein oder mehrere digitale Gesichtsbilder des Inhabers, einen zweidi- mensionalen Barcode, ein Symbol oder andere Daten beinhalten, die als Bild auf der Anzeigevorrichtung 020 angezeigt werden können.

Beispielsweise beinhalten die Bilddaten 1660 eine Bildsequenz bestehend aus den Bildern B1 - Bn, wobei für jedes der Bilder ein entsprechender Bilddatensatz in dem elektronischen Speicher 102 gespeichert ist (vgl. die Ausführungsform gemäß Figur 9). Die elektronische Schaltung 1040 beinhaltet einen Prozessor 104 zur Ausführung von Programminstruktionen 1080. Die elektronische Schaltung 1040 beinhaltet ferner einen Treiber 1060, über den der Prozessor 104 die Anzeigevorrichtung 020 zur Wiedergabe von in dem Speicher 102 gespeicherten Daten ansteuern kann.

Von dem Touchpad-Sensor 1560 kann der Prozessor 104 das Positionssignai 1680 empfangen, welches eine oder mehrere aktuell sensierte Positionen angibt. Das Positionssignal 1680 wird von dem Prozessor 104 durch Ausführung der Programminstruktionen 1080 ausgewertet, um in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Aus- wertung des Positionssignals 1680 die Anzeigevorrichtung 1020 mit Hilfe des Treibers 1060 zur Erzeugung einer bestimmten Anzeige anzusteuern.

Beispielsweise kann durch das Positionssigna! 1680 eine Auswahl von in dem Speicher 102 gespeicherten Daten zur Wiedergabe auf der Anzeigevorrichtung 1020 erfolgen. Insbesondere können die Programminstruktionen 108 eine grafische Benutzeroberfläche generieren, die einen sogenannten Cursor beinhaltet, also einen Zeiger, mit dem zum Beispiel bestimmte, auf der Anzeigevorrichtung angezeigte Bildelemente, insbesondere Icons, ausgewählt werden können. Die Soll-Position dieses Cursors wird z.B. durch die Position des Fingers 1600 relativ zu dem Touch- pad-Sensor 1560 festgelegt und in Form des Positionssignals 1680 von dem

Touchpad-Sensor 1560 an die Programminstruktionen 1080 kommuniziert, sodass diese die Anzeigeposition des Cursors dem Positionssignal 1680 nachführen können. Insgesamt bilden in den Figuren 8 und 9 der Touchpad-Sensor 1560 und die Anzeigevorrichtung 020 den Touchscreen, wie er bezüglich der Figuren 1-7 erläutert wurde. Bezugszeichen liste

100 Smartphone

102 Speicher

04 Prozessor

06 Touchscreen

108 Anzeige

110 Eingabebereich

112 Tastenfeld

114 Eingabeelemente

200 Rotation

500 Tastenfeld

502 Ausrichtungselement

504 Eingabepunkt

506 Eingabepunkt

1460 Dokumentenkörper

1480 Schicht

1500 Schicht

1520 Schicht

1540 Bereich

1560 Touchpad-Sensor

1580 Bereich

1600 Finger

1620 Koordinatensystem

1640 textuelle Daten

1660 Bilddaten

1680 Positionssignal