WO2003079282A2 - Dispositif a carte a puce pour transmettre une information numerique par des moyens acoustiques - Google Patents

Dispositif a carte a puce pour transmettre une information numerique par des moyens acoustiques Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a smart card device for transmitting digital information by acoustic means, for example to a remote server via a telephone or the microphone of a multimedia microcomputer, for authentication purposes.
  • the autonomous boxes do not enter within the framework of the industry of the smart card and as such does not profit neither from the performances of the production tools (costs, personalization services, management procedures) nor from the globally recognized format of payment or credit cards.
  • these products do not offer compatibility with existing smart card applications;
  • the device of the present invention is based on concepts which remedy the main drawbacks of these solutions.
  • a first characteristic it in fact comprises a smart card and an additional box, for example in the form of a case in which the smart card can be inserted.
  • the smart card incorporates electronic means for generating excitation signals from a sound transducer
  • the complementary unit incorporates at least one sound transducer and a battery necessary for the supply of electrical energy.
  • the box includes an activation key which makes it possible to trigger the sound emission by the device; this triggering could also be consecutive to the insertion of the card into the housing.
  • the smart card and the box are connected via a standardized smart card connector.
  • the excitation signals of the transducer pass through the contact points C 4 and C 8 defined but not allocated by standard IS07816.
  • the chip card component is supplied with power by the housing at the time of its insertion by means of the standardized contacts C 6 (also called VPP by the standard) and C 5 (GND).
  • the key activation information is transmitted by means of the contact C 2 (RST) which is connected to an input signal from the chip with pull-up, the reference voltage being the ground contact C 5 (GND ).
  • the electrical contacts between the smart card and the additional box in no way affect the compatibility of the smart card with other environments and in particular with the known uses of smart card readers. standardized chip.
  • a second important advantage of the device of the invention is that the smart card is effectively dissociated from the complementary box.
  • the function of transmitting information acoustically can be provided only when it is necessary. For example during a check within the framework of a smart card identity card application. Most of the additional cost of the acoustic interface being in the integration of the battery and the transducer, it is not reflected on each card issued.
  • a variant of the invention consists in equipping the complementary housing with a keyboard and in providing the chip card with an additional means of communication making it possible to read the state of the keyboard, that is to say the references of the keys. who are in a hurry.
  • the detection of a pressing of a key on the keyboard is carried out, when a card is inserted in the housing, at the by means of an integrated circuit incorporated in the box, electrically powered by the battery.
  • the integrated circuit is provided with a communication interface making it possible to signal to the smart card, using a single signal, any change in the state of the keyboard, and to transmit on request from the smart card, the keyboard status.
  • the keyboard manager integrated circuit is a slave to the smart card, the information transmission is conventionally carried out via a serial communication bus of synchronous type consisting of a clock signal and a signal of given.
  • the circuit informs the smart card of a change of state of the keyboard, the smart card can then decide to read the new state by sending a read command to the integrated circuit managing the keyboard via the serial communication bus available.
  • the keyboard could advantageously be used for the presentation to the smart card of a secret code only known to the user and used for example in addition to the authentication of the card for the verification of the identity of its holder.
  • FIG. 1 shows schematically and in transparency the device of the invention comprising the smart card and the complementary box in which the card is inserted
  • FIG. 2 shows a variant of this device in which the smart card integrates another variant of the device in which the complementary unit is provided with a keyboard
  • FIG. 1 shows another variant of the device in which the complementary housing is provided with a keyboard.
  • the smart card 10 integrates a microcircuit M comprising an interface I for supply and communication standardized to contact.
  • the microcircuit M operates in two modes: a first mode called “slave” when the smart card 10 is inserted in a smart card reader and a second mode called “autonomous” when the card is inserted in a complementary box 11 of the device of the invention.
  • the complementary unit 11 comprises at least one connector C with contacts able to cooperate with the interface I of the card 10, an activation key B, a battery P and a sound transducer T.
  • the electrical current supply is conventionally provided by the smart card reader via the contact points Ci (VCC) and C 5 (GND). Communication between the microcircuit M of the card and the reader is carried out by the bidirectional signal C 7 (I / O), the timing clock being C 3 (CLK).
  • the microcircuit M is provided with an internal reset signal, self-generated at power up.
  • the RST signal (C 2 ) is therefore not used in the slave operating mode.
  • the operation in this mode of the smart card 10 of the device of the invention is well known to those skilled in the art because it complies with standard IS07816. This mode is used in particular to personalize the microcircuit M during the product manufacturing process.
  • the power supply is supplied by the battery P of the complementary box 11 of the device of the invention, via the contact points of the connector C corresponding to CQ (VPP for the standard) and C 5 (GND), the contact point C 6 being connected to the power supply input VBB of the microcircuit M.
  • the contact C 2 (RST) is connected to the activation key B making the connection with the ground C 5 (GND) by finger pressure, the corresponding signal of the microcircuit M being called DECL.
  • the signals generated by the microcircuit and called T1 and T 2 , are transmitted to the sound transducer T via the contact points of the connector C corresponding to C 4 and Ce.
  • the sound produced by the microcircuit M carries digital information intended for example for the authentication of the card. It is demodulated by signal processing means which transform the analog sound signal into digital information.
  • the complementary box 11 of the device of the invention remains identical to that described in the first embodiment, and the smart card 10 incorporates the principles stated for the first embodiment. It also incorporates a second microcircuit M 2 for a smart card connected to the communication and power interface l.
  • the microcircuits of today's smart cards no longer use the C 6 signal formerly used as a programming voltage for memory technologies that have become obsolete. According to a standardized procedure, readers are required to maintain this signal at 0 volts at the request of the card.
  • the microcircuit M carrying out the acoustic modulation can therefore occupy without contacting the contact Ce for its supply in the autonomous mode described in the previous embodiment;
  • the cohabitation of the signals C 2 (RST), C 3 (CLK) and C 7 (I / O) does not pose any problems because they are either input signals or signals subject to the use of internal pull-up resistors allowing the setting in parallel, and the communication protocols being different (synchronous / asynchronous), the communication of a reader with a particular microcircuit will be ignored by the other microcircuit and vice versa.
  • the contact points C 4 and C 8 not being assigned by the standard in the case of asynchronous type microcircuits, they are free to use by the microcircuit M.
  • This embodiment of the invention is useful for adding a complementary application, the capacity to transmit information by acoustic means, to a card already broadcast without this capacity.
  • the complementary housing of the device of the invention remains identical to that described in the first two embodiments, and the smart card generally takes up the principles stated for the first two embodiments but it incorporates a single microcircuit for a smart card connected to the communication and power interface.
  • This microcircuit corresponds to the fusion into a single one of the two microcircuits M and 2 of the second embodiment.
  • the complementary box 11 integrates a keyboard K and an integrated circuit G managing this keyboard.
  • the integrated circuit G detects this change of state of the keyboard and informs the smart card by activating the signal corresponding to the point C 2 of the interface I. Consequently, the smart card 10 can launch a procedure for reading the state of the keyboard K by the communication bus made up of the signals CLK and I / O connected to the integrated circuit G by the points C 3 and C of the interface I.
  • the keyboard can in particular comprise 10 keys corresponding to the 10 digits and an eleventh key corresponding to the command for triggering the sound emission.
  • the industrial implementation of the device consists, on the one hand, in the manufacture of a standard smart card whose micromodule incorporates the microcircuit (s) described and, on the other hand, in the production an additional housing comprising an insertion slot for a smart card.
  • This case incorporates a battery, a sound transducer and an activation button and can take the form of an object whose approximate dimensions are 60mm long, 30mm wide and 7mm thick.
  • the box can also be fitted with a hanging system for use as a key ring.

Abstract

Dispositif pour transmettre des informations par des moyens acoustiques, ce dispositif étant constitué d'une carte à puce (10) au format normalisé incorporant au moins un microcircuit (M) pour générer des signaux d'excitation directe pour un transducteur sonore (T), et d'un boîtier complémentaire autonome (11), caractérisé en ce que ledit boîtier (11) incorpore au moins un connecteur pour carte à puce (10), une pile électrique (P) fournissant l'énergie électrique au microcircuit de la carte à puce, et le transducteur sonore (T) pour émettre lesdits signaux d'excitation transmis par ladite carte à puce (10).

Description

DISPOSITIF A CARTE A PUCE POUR TRANSMETTRE UNE INFORMATION NUMERIQUE PAR DES MOYENS ACOUSTIQUES.
La présente invention concerne un dispositif à carte à puce pour transmettre par des moyens acoustiques une information numérique, par exemple à un serveur distant via un téléphone ou le microphone d'un micro-ordinateur multimédia, à des fins d'authentification.
On connaît divers dispositifs et en particulier des boîtiers autonomes émettant des informations d'authentification par voie acoustique, diverses cartes, au format ISO ou non, incorporant des moyens de production de son, généralement une pile lithium et un disque de céramique piézoélectrique ou encore des lecteurs autonomes en tout point analogues aux lecteurs de cartes à puce classiques mais communicant avec l'extérieur non pas par câble mais par un modem acoustique. Ces dispositifs présentent chacun des inconvénients :
- les boîtiers autonomes n'entrent pas dans le cadre de l'industrie de la carte à puce et à ce titre ne bénéficie ni des performances des outils de production (coûts, services de personnalisation, procédures de gestion) ni du format mondialement reconnu des cartes de paiement ou de crédit. De plus ces produits n'offrent pas de compatibilité avec les applications pour cartes à puce existantes ;
- les cartes au format ISO intégrant des moyens de transmission acoustique sont délicates à fabriquer, fragiles et coûteuses ; et
- les lecteurs avec modem acoustique doivent embarquer des logiciels nécessaires au traitement des cartes et sont de ce fait peu souples et coûteux, leur ergonomie d'utilisation n'étant pas non plus facile à faire adopter par un large public.
Le dispositif de la présente invention repose sur des concepts qui remédient aux principaux inconvénients de ces solutions. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une carte à puce et un boîtier complémentaire se présentant par exemple sous la forme d'un étui dans lequel peut être insérée la carte à puce. Selon une deuxième caractéristique du dispositif, la carte à puce incorpore des moyens électroniques de génération de signaux d'excitation d'un transducteur sonore, le boîtier complémentaire incorpore au moins un transducteur sonore et une pile nécessaire à la fourniture en énergie électrique. Sans être une obligation pour le fonctionnement du dispositif de l'invention, le boîtier comporte une touche d'activation qui permet de déclencher l'émission sonore par le dispositif ; ce déclenchement pourrait aussi être consécutif à l'insertion de la carte dans le boîtier. La carte à puce et le boîtier sont connectés par l'intermédiaire d'un connecteur normalisé pour carte à puce. En particulier, les signaux d'excitation du transducteur passent par les points de contact C4 et C8 définis mais non attribués par la norme IS07816. L'alimentation du composant de la carte à puce est réalisée par le boîtier au moment de son insertion au moyens des contacts normalisé C6 (aussi dénommé VPP par la norme) et de C5 (GND). L'information d'activation de la touche est transmise au moyen du contact C2 (RST) lequel est relié à un signal d'entrée de la puce avec pull-up, la tension de référence étant le contact de masse C5 (GND).
Selon un avantage important de l'invention, les contacts électriques entre la carte à puce et le boîtier complémentaire n'altèrent en rien la compatibilité de la carte à puce avec d'autres environnements et en particulier avec les usages connus des lecteurs de carte à puce normalisés.
Un deuxième avantage important du dispositif de l'invention est que la carte à puce est dissociée de fait du boîtier complémentaire. Ainsi la fonction d'émission des informations par voie acoustique peut être apportée seulement au moment où elle est nécessaire. Par exemple lors d'un contrôle dans le cadre d'une application de carte d'identité à carte à puce. L'essentiel du surcoût de l'interface acoustique étant dans l'intégration de la pile et du transducteur, celui-ci ne se trouve pas répercuté sur chaque carte émise.
Une variante de l'invention consiste à équiper le boîtier complémentaire d'un clavier et à doter la carte à puce d'un moyen de communication supplémentaire permettant de lire l'état du clavier, c'est-à-dire les références des touches qui sont pressées. La détection d'un appui sur une touche du clavier est réalisée, quand une carte est insérée dans le boîtier, au moyen d'un circuit intégré incorporé au boîtier, alimenté électriquement par la pile. Le circuit intégré est doté d'une interface de communication permettant de signaler à la carte à puce, à l'aide d'un seul signal, tout changement d'état du clavier, et transmettre sur demande de la carte à puce, l'état du clavier. Dans ce dernier cas, le circuit intégré gestionnaire du clavier est esclave de la carte à puce, la transmission des informations s'effectue classiquement via un bus de communication série de type synchrone constitué d'un signal d'horloge et d'un signal de donnée. Consécutivement à la détection d'un touche appuyée, le circuit informe la carte à puce d'un changement d'état du clavier, la carte à puce peut alors décider de lire le nouvel état en adressant une commande de lecture au circuit intégré gestionnaire du clavier via le bus de communication série disponible.
Le clavier pourra avantageusement être utilisé pour la présentation à la carte à puce d'un code secret seulement connu de l'utilisateur et utilisé par exemple en complément de l'authentification de la carte pour la vérification de l'identité de son porteur.
L'ergonomie d'utilisation du dispositif pourra avantageusement tirer parti de la présence de moyens sonores assistant l'utilisateur dans la saisie du code en signalant la prise en compte. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, illustrent l'invention :
- la figure 1 représente schématiquement et en transparence le dispositif de l'invention comprenant la carte à puce et le boîtier complémentaire dans lequel la carte vient s'insérer, - la figure 2 représente une variante de ce dispositif dans laquelle la carte à puce intègre une autre variante du dispositif dans laquelle le boîtier complémentaire est doté d'un clavier, et
- la figure 3 représente une autre variante du dispositif dans laquelle le boîtier complémentaire est doté d'un clavier. Selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention représenté à la figure 1, la carte à puce 10 intègre un microcircuit M comportant une interface I d'alimentation et de communication normalisée à contact. Le microcircuit M fonctionne selon deux modes : un premier mode dit "esclave" quand la carte à puce 10 est insérée dans un lecteur de cartes à puce et un second mode dit "autonome" quand la carte est insérée dans un boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention. Le boîtier complémentaire 11 comprend au moins un connecteur C à contacts apte à coopérer avec l'interface I de la carte 10, une touche d'activation B, une pile P et un transducteur sonore T.
Quand le microcircuit M fonctionne dans le mode esclave, l'alimentation en courant électrique est fournie classiquement par le lecteur de carte à puce via les points de contact Ci (VCC) et C5 (GND). La communication entre le microcircuit M de la carte et le lecteur est réalisée par le signal bidirectionnel C7 (I/O), l'horloge de cadencement étant C3 (CLK). Dans ce mode de réalisation, le microcircuit M est doté d'un signal de remise à zéro interne, auto-généré à la mise sous tension. Le signal RST (C2) n'est donc pas utilisé dans le mode de fonctionnement esclave. Le fonctionnement dans ce mode de la carte à puce 10 du dispositif de l'invention est bien connu des hommes du métier car conforme à la norme IS07816. Ce mode est utilisé en particulier pour personnaliser le microcircuit M au cours du processus de fabrication du produit. Quand le microcircuit M fonctionne dans le mode autonome, l'alimentation en courant électrique est fournie par la pile P du boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention, via les points de contact du connecteur C correspondants à CQ (VPP pour la norme) et C5 (GND), le point de contact C6 étant relié à l'entrée d'alimentation VBB du microcircuit M. Le contact C2 (RST) est relié à la touche d'activation B réalisant la connexion avec la masse C5 (GND) par pression du doigt, le signal correspondant du microcircuit M étant appelé DECL. Quand le changement d'état logique du signal DECL est détecté par le microcircuit M, celui-ci déclenche l'émission acoustique par la génération de trains de signaux d'excitation du transducteur sonore T du boîtier complémentaire 11. Ces signaux, générés par le microcircuit et appelés T1 et T2, sont transmis au transducteur sonore T via les points de contact du connecteur C correspondants à C4 et Ce. Le son produit par le microcircuit M est porteur d'une information numérique destinée par exemple à l'authentification de la carte. Il est démodulé par des moyens de traitement du signal qui transforment le signal sonore analogique en information numérique. Selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention représenté par la figure 2, le boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention reste identique à celui décrit dans le premier mode de réalisation, et la carte à puce 10 reprend les principes énoncés pour le premier mode de réalisation. Elle intègre en outre un second microcircuit M2 pour carte à puce connecté à l'interface l de communication et d'alimentation. Les microcircuits classiques pour cartes à puce, par exemple ceux des cartes bancaires, utilisent essentiellement 5 des 8 points de l'interface définie par la norme : Ci (VCC), C2 (RST), C3 (CLK), C5 (GND) et C7 (I/O) ; leur protocole de communication avec les lecteurs est de type asynchrone. La connexion des deux circuits dans ce mode de réalisation de l'invention est effectuée en parallèle sur l'interface I. Le dispositif de l'invention le permet car VCC et GND sont communs aux microcircuits M et M2. Compte-tenu des faibles consommations électriques des composants électroniques, cela ne pose pas de problème du côté du lecteur qui lui est tenu par la norme d'être capable de fournir des courants très largement supérieurs à ceux consommés par les deux microcircuits.
Les microcircuits des cartes à puce d'aujourd'hui n'utilisent plus le signal C6 autrefois utilisé comme tension de programmation pour des technologies de mémoire devenues obsolètes. Selon une procédure normalisée, les lecteurs sont tenus de maintenir ce signal à 0 volt à la demande de la carte. Le microcircuit M réalisant la modulation acoustique peut donc occuper sans causer de perturbation le contact Ce pour son alimentation dans le mode autonome décrit dans le précédent mode de réalisation ; La cohabitation des signaux C2 (RST), C3 (CLK) et C7 (I/O) ne pose pas de problèmes car il s'agit ou bien de signaux d'entrée ou bien de signaux soumis à l'usage de résistances de pull-up interne permettant la mise en parallèle, et les protocoles de communication étant différents (synchrone / asynchrone), la communication d'un lecteur avec un microcircuit particulier sera ignorée par l'autre microcircuit et vice-versa. Par ailleurs, les points de contacts C4 et C8 n'étant pas attribués par la norme dans le cas de microcircuits de type asynchrone, ils sont libres d'utilisation par le microcircuit M.
Ce mode de réalisation de l'invention est utile pour ajouter une application complémentaire, la capacité de transmettre par des informations par voie acoustique, à une carte déjà diffusée sans cette capacité. Par exemple, on peut ajouter la fonction d'authentification de la carte par reconnaissance de la séquence acoustique par un serveur à une carte bancaire déjà équipée d'une puce.
Selon un troisième mode de réalisation particulier de l'invention non illustré, le boîtier complémentaire du dispositif de l'invention reste identique à celui décrit dans les deux premiers modes de réalisation, et la carte à puce reprend globalement les principes énoncés pour les deux premiers modes de réalisation mais elle intègre un unique microcircuit pour carte à puce connecté à l'interface de communication et d'alimentation. Ce microcircuit correspond à la fusion en un seul de des deux microcircuits M et 2 du deuxième mode de réalisation.
Selon un quatrième mode de réalisation particulier de l'invention illustré par la figure 3, le boîtier complémentaire 11 intègre un clavier K et un circuit intégré G gestionnaire de ce clavier. Lorsque la carte à puce 10 est insérée dans le boîtier complémentaire 11 , si une touche du clavier K est pressée, alors le circuit intégré G détecte ce changement d'état du clavier et en informe la carte à puce en activant le signal correspondant au point C2 de l'interface I. Dès lors, la carte à puce 10 peut lancer une procédure de lecture de l'état du clavier K par le bus de communication constitué des signaux CLK et I/O connectés au circuit intégré G par les points C3 et C de l'interface I. Le clavier peut en particulier comporter 10 touches correspondant aux 10 chiffres et une onzième touche correspondant à la commande de déclenchement de l'émission sonore. Dans chacun des modes de réalisation, la mise en oeuvre industrielle du dispositif consiste, d'une part, en la fabrication d'une carte à puce standard dont le micromodule incorpore le ou les microcircuits décrits et, d'autre part, en la réalisation d'un boîtier complémentaire comportant une fente d'insertion pour carte à puce. Ce boîtier incorpore une pile, un transducteur sonore et une touche d'activation et peut prendre la forme d'un objet dont les dimensions approximatives sont 60mm de long, 30mm de large et 7mm d'épaisseur. Le boîtier peut en outre être doté d'un système d'accrochage afin d'être utilisé en porte-clés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour transmettre des informations par des moyens acoustiques, ce dispositif étant constitué d'une carte à puce (10) au format normalisé incorporant au moins un microcircuit (M) pour générer des signaux d'excitation directe pour un transducteur sonore (T), et d'un boîtier complémentaire autonome (11), caractérisé en ce que ledit boîtier (11) incorpore au moins un connecteur pour carte à puce (10), une pile électrique (P) fournissant l'énergie électrique au microcircuit de la carte à puce, et le transducteur sonore (T) pour émettre lesdits signaux d'excitation transmis par ladite carte à puce (10).
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel les signaux électriques d'excitation du transducteur (T) sortant du microcircuit (M) de la carte à puce (10) correspondent aux points de contact C4 et C8 d'une interface (I) de communication et d'alimentation et tels de définis par la norme IS07816.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le boîtier complémentaire (11) comporte une touche d'activation (B) pour commander la génération par la carte à puce (10) des signaux d'excitation du transducteur sonore (T) dudit boîtier (11).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier complémentaire (11) incorpore un clavier (K) et un circuit intégré (G) gestionnaire de ce clavier (K).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier complémentaire (11) a la forme d'un objet d'une longueur de l'ordre de 60mm, d'une largeur de l'ordre de 30mm et d'une épaisseur de l'ordre de 7mm.
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