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Smarte Banknoten – Fälschungssicher durch Bakterien und KI

Bargeld zählt immer noch zu den beliebtesten Zahlungsmethoden in Deutschland. Wissenschaftler arbeiten aber bereits an den Banknoten der Zukunft. Die Geldscheine sollen in Zukunft nicht nur sicherer werden, sondern auch im digitalen Kontext kommunizieren. Für die Fälschungssicherheit werden zudem ausgefeilte physikalisch-chemische Methoden eingesetzt, wie beispielsweise Proteine aus speziellen Bakterienstämmen oder künstliche Intelligenz, die Linienmuster entwirft.

Euroscheine der Europa-Serie
Die Scheine der 2013 bis 2019 in Umlauf gebrachten zweiten Euroserie bieten dank aktualisierter Sicherheitsmerkmale einen besseren Schutz vor Fälschungen.

Geldwert im Magnetfaden gespeichert

Auch im Jahr 2020 ist Bargeld in Deutschland immer noch eines der beliebtesten Zahlungsmittel und wird es wohl auch noch eine Weile bleiben. Es gilt als zuverlässig, sicher und anonym. Außerdem ist das Bargeld-System sicherer als etwa Kreditkarten, bei der viel mehr Missbrauchs-Möglichkeiten bestehen. Wenn man „cash“ zahlt, ist man außerdem kaum von technischen Störungen an Kassen betroffen. Oft wird auch betont, dass Geldscheine anonym sind und auf EC-Karten alle möglichen persönlichen Daten gespeichert seien. Was viele nicht wissen: Genaugenommen sind auch auf Geldscheinen Daten gespeichert.

Diese befinden sich im Sicherheitsfaden in der Mitte der Banknote. Dieser funktioniert im Prinzip wie ein sehr dünnes Magnetspeicherband und macht den Geldschein maschinenlesbar. Der Faden enthält Informationen über den Wert des Scheines und seine Echtheit und dient dazu, dass ein Automat das Geld erkennt, wenn man sich beispielsweise ein Bahnticket kauft. Manchmal kommt aber eine neue Generation von Euroscheinen mit neuen, besseren Sicherheitsmerkmalen aus der Druckerei. Dann ist es natürlich unschön, wenn die Software der Bahnautomaten nicht aktualisiert wurde und man den Ticketautomaten verflucht, weil er das Geld wieder ausspuckt.

Scanner und Dollarnote
Moderne Vervielfältigungssoftware erkennt an verschiedenen Sicherheitsmerkmalen den Versuch, Banknoten zu kopieren.

Etwa 50 Sicherheitsmerkmale

Aber in erster Linie dienen Elemente wie der Magnetfaden der Sicherheit, denn gerade Geldscheine werden gefälscht – und das gar nicht mal so selten. Allein im Jahr 2019 wurden 55.195 Blüten registriert. Deshalb gibt es für Euroscheine etwa 50 verschiedene Sicherheitsmerkmale, von denen nicht alle der Öffentlichkeit bekannt sind. Die geheimen Merkmale dienen den Druckereien als Rückversicherung, um die Banknoten möglichst lange fälschungssicher zu halten. Es gibt aber auch öffentlich bekannte Merkmale, anhand derer man selbst überprüfen kann, ob eine Banknote echt ist.

Geldscheine fühlen sich zum Beispiel anders an als beispielsweise Schreibpapier, denn sie werden nicht aus normalem Papier hergestellt-Stattdessen wird das Papier bereits bei der Herstellung mit Baumwollfasern versetzt. Diese sorgen dafür, dass Geldscheine eine eigene Haptik haben. Die Farbe wird außerdem mit extrem hohem Druck im Stahlstich-Tiefdruckverfahren auf den Stoff aufgestempelt. Eigentlich werden die Geldscheine in diesem Verfahren dadurch eher geprägt als gedruckt. Die Muster und Figuren auf den Scheinen haben dadurch eine ganz eigene, reliefartige Beschaffenheit.

Taktiler Stahlstich auf 1000 Ungarischen Forint (Serie 2018)
Beim Banknotendruck wird fast immer das Stahlstich-Tiefdruckverfahren ("Intaglio") angewendet, das ein fühlbares Relief auf der Papieroberfläche hinterlässt.

Seltsame Kipp-Farben

Zu den bekanntesten Sicherheitsmerkmalen zählt auch das Wasserzeichen, das, je nachdem von welchem Winkel aus man den Schein betrachtet, durchlässig erscheint oder nicht. Eingearbeitet werden die Muster durch unterschiedliche Papierstärken. Auf den Euroscheinen sind außerdem Hologramme aufgedruckt. Betrachtet man diese, entsteht ein dreidimensionaler Eindruck von den Bögen und Mustern, der von Geldfälschern nur sehr schwer zu reproduzieren ist. Erreicht wird dieser Eindruck mit der sogenannten Mikrospiegeltechnologie. Dabei werden zahlreiche winzige Spiegel so ausgerichtet und ins Material geprägt, dass das reflektierte Licht einen räumlichen Eindruck hinterlässt.

Optisch ist noch an einem weiteren Merkmal zu erkennen, ob ein Geldschein echt ist: Auf der Vorderseite ist links unten eine Zahl aufgedruckt. Wenn man den Geldschein kippt, ändert sich die Farbe der Zahl beispielsweise von hellgrün nach dunkelgrün. Dies wird durch winzige Glimmerplättchen verursacht, die der Farbe beim Druck beigemischt sind und die das Licht je nach Winkel unterschiedlich stark reflektieren.

Smaragd-Zahl auf der 5-Euro-Banknote (ES2)
Bei der optisch variablen Druckfarbe (engl. Optically Variable Ink / OVI) ändert sich der Farbeindruck je nach Betrachtungswinkel.

Muster im UV-Licht der Supermarktkasse

Aber nicht alle der Farben auf den Banknoten sind sichtbar. Diese „unsichtbaren“ Elemente entstehen, indem die Gelddruckereien schon bei der Herstellung des Papiers mit Fluoreszenz-Partikeln versetzte Farbe verwenden. Sichtbar werden die Muster, die diese Partikel bilden, erst im UV-Licht. Überprüft wird dieses Merkmal der Scheine regelmäßig an der Supermarktkasse, wenn die Kassiererin die Echtheit eines Scheines mit einem Prüfgerät testet. Unter einer UV-Lampe sind dann Muster auf dem Schein zu sehen, sofern er echt ist.

Dies sind natürlich längst nicht alle Sicherheitsmerkmale. Die Hersteller von Banknoten entwickeln ständig neue Sicherheitskonzepte, um den Fälschern immer mindestens einen Schritt voraus zu sein. Dazu zählen zum Beispiel  auch „intelligente“ Banknoten. Diese sollen Daten speichern, ohne die Anonymität des Nutzers zu verletzten, indem sie chemische oder optische Speichermethoden verwenden.

50-Euro-Banknote unter UV-A-Licht
50-Euro-Banknote unter UV-A-Licht

KI zeichnet Linienmuster

Wenn die Banknoten intelligent sein sollen, müssen sie mit ihrer digitalen Umgebung kommunizieren können. Dadurch könnten ihnen zum Beispiel Bankautomaten mitteilen, wann sie ausgezahlt wurden. Eine geeignete Methode hierfür wären beispielsweise chemische Signaturen.

Ein neuer Trend bei der Erforschung von neuen Sicherheitsmerkmalen ist auch die Verwendung künstlicher Intelligenz (KI). Eine neue Sicherheitsmethode, an der geforscht wird, ist die Verwendung von sogenannten Intaglio-Linien, die mit Hilfe von KI entwickelt wurden. Diese feinen Muster wurden früher in aufwendiger Weise von Graveuren in wochenlanger Arbeit mit Grafikprogrammen entwickelt. Heutzutage können Algorithmen innerhalb von zwei Tagen lernen, diese filigranen und schwer nachzuzeichnenden Muster zu entwickeln, die im Anschluss auf die Banknoten geprägt werden.

Sicher durch Bakterien-Kolonien

Besonders kurios: Auf Geldscheine lassen sich auch Bakterienstämme aufprägen und sicherer machen. Dazu kultivierte eine Forschergruppe einen Bakterienstamm, der das Protein Bakteriorhodopsi produziert. Wird dieses Protein mit hellem Licht bestrahlt, ändert es seine Farbe blitzschnell von lila zu gelb. Wird das Protein nicht mehr beleuchtet, nimmt es seine ursprüngliche Farbe wieder an.

Auf diese Weise werden Fälschungen durch Kopien erschwert. Denn eine Kopie oder eingescannte Version eines solchen Geldscheins, hat diese Spezialfarbe nicht. Deshalb kann die Echtheit eines solchen Geldscheins leicht mit einer Lampe überprüft werden. Betrüger haben es so wirklich nicht leicht, denn für eine gute Fälschung müssten sie erst einmal spezielle Bakterien-Kolonien züchten.

Wer allerdings aus Hygienegründen Angst vor diesen Bakterienstämmen auf Geldscheinen hat, kann beruhigt sein: Geldscheine zählen ohnehin zu den am stärksten mit Bakterien kontaminierten Gegenständen, die man im Alltag berührt.

SRE, 07.02.2020
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