Brevet FR2557715A1 — publié le 19850705

"PROCEDE ET SYSTEME POUR TRAITER DE FACON CONFIDENTIELLE DES INFORMATIONS STOCKEES SUR UNE PISTE D'ENREGISTREMENT A LECTURE OPTIQUE D'UN SUPPORT PORTATIF" La présente invention concerne généralement des perfectionnements apportés à des supports portatifs tels que des cartes, et a plus particulièrement pour objet un procédé et un système pour traiter de façon confidentielle des informations stockées sur une piste d'enregistrement à lecture optique d'un support portatif. Les cartes à piste d'enregistrement magnétique sont très connues et largement utilisées dans de nombreuses applications, notamment grand public. Ces cartes ont cependant des possibilités limitées du fait qu'elles ne peuvent pas traiter elles-mêmes les informations qu'elles supportent passivement. Pour augmenter les possibilités de ces cartes, on a fait appel à la technique des circuits intégrés en incluant dans ces cartes des circuits de traitement, notamment un microprocesseur, pour traiter en interne les informations et pour assurer des échanges d'informations avec un appareil d'exploitation auquel la carte est temporairement accouplée. Une telle carte est notamment décrite dans le brevet français n 2 337 381 de la demanderesse. La carte inclut également une mémoire morte du type ROM ou PROM dans laquelle sont enregistrés ou préenregistrés des informations à traiter et des programmes qui pilotent le microprocesseur. Généralement, cette mémoire se substitue à la piste magnétique, mais la coexistence de ces deux types de mémoire est tout à fait possible. Une carte à microprocesseur présente deux avantages importants. Le premier avantage est la possibilité d'un traitement interne par le microprocesseur et le deuxième avantage est une augmentation de la capacité de stockage offerte par la mémoire morte par rapport à une mémoire constituée par un morceau de bande magnétique. -2- Le développement des cartes, notamment des cartes de crédit, a nécessité le traitement confidentiel de certaines informations pour pallier les tentatives de fraude. Ce problème est résolu dans les cartes à microprocesseur, notamment dans le brevet français n 2 401 459 de la demanderesse o une mémoire morte contient au moins une zone inaccessible de l'extérieur en écriture/lecture, seul le microprocesseur ayant accès à cette zone contenant les informations confidentielles ou secrètes. Compte tenu des coûts des microcircuits, la capacité des mémoires mortes utilisées reste limitée. En outre, il ne faut pas oublier qu'une partie importante de cette mémoire est utilisée pour stocker des programmes en plus des informations courantes spécifiques des applications envisagées, ce qui limite d'autant la place mémoire disponible pour la gestion courante. Pour augmenter à faible coût la capacité de stockage d'une carte, il a été fait recours à des supports d'enregistrement optique. Si à l'évidence la capacité de stockage est considérablement augmentée, les informations enregistrées sur des pistes optiques sont à tout moment lisibles de l'extérieur, c'est-à-dire qu'elles ne peuvent conserver un quelconque caractère confidentiel vis-à-vis de toute personne en possession de la carte. Une telle carte est notamment décrite dans le brevet US n 4 360 728. L'invention vise à pallier cet inconvénient en envisageant une carte à piste optique pour augmenter la capacité de stockage et à microprocesseur pour traiter de façon confidentielle la totalité ou une partie seulement des informations à écrire sur la piste optique. -3- L'invention propose à cet effet un procédé pour traiter des informations sur une piste d'enregistrement à lecture optique d'un support portatif tel qu'une carte, caractérisé en ce qu'il consiste, pour sauvegarder la confidentialité des informations à enregistrer sur la piste: - à transférer ces informations à l'intérieur d'une mémoire électronique du support portatif, - à chiffrer ces informations à l'intérieur du support portatif au moyen de circuits de traitement et d'une clé de chiffrement secrète préenregistrée dans une zone de mémoire inaccessible en externe, - à transférer les informations chiffrées à un dispositif externe d'écriture/lecture par exemple à laser pour les écrire sur la piste d'enregistrement à lecture optique du support portatif. Selon un avantage important de l'invention, les informations chiffrées enregistrées sur la piste optique restent confidentielles bien que lisibles de l'extérieur. Pour sauvegarder cette confidentialité il est indispensable que la clé de chiffrement reste secrète. Cette sauvegarde du secret de la clé de chiffrement est rendue possible par l'utilisation d'une zone de mémoire uniquement accessible par les circuits de traitement de la carte. Le principe de l'invention est illustré par un système représenté de façon schématique en référence à la figure unique annexée. Ce système est constitué par un objet portatif tel qu'une carte (1) accouplable temporairement à un terminal (2). - 4 - La carte (1) a par exemple une structure conforme à celle décrite dans le brevet français n 2 461 301 de la demanderesse. Elle se compose essentiellement de circuits de traitement (11) tels qu'un microprocesseur et d'un ensemble mémoire (12). Pour la mise en oeuvre de l'invention, l'ensemble mémoire (12) comprend une mémoire non volatile (12A) et une mémoire volatile (12B). La mémoire (12A) est elle-même divisée en trois zones: une zone secrète (12A1) inaccessible de l'extérieur en écriture/lecture, une zone (12A2) accessible sous condition préalable, et une zone (12A3) accessible de l'extérieur en écriture/lecture. Le microprocesseur (11) accède à l'ensemble mémoire (12) par l'intermédiaire d'un bus (blO). La carte possède une piste d'enregistrement à lecture optique (13) et éventuellement une piste magnétique (14). Le terminal (2) comprend au moins: - un dispositif d'entrée manuelle de données, comme par exemple un clavier (21), - un dispositif (22) assurant au moins le transfert des informations entre la carte (1) et le terminal (2), - un dispositif d'écriture-lecture (23) de la piste optique (13), un dispositif d'écriture-lecture magnétique (24) de la piste magnétique (14), et - accessoirement une unité d'affichage (25). -- 5 --71 Le dispositif (22) est relié: - au clavier (21) par une liaison (b20), et - aux dispositifs d'écriture/lecture (23, 24) et à l'unité d'affichage (25) par un bus (b21). La carte (1) est temporairement accouplée au terminal (2) par une interface (C) par exemple série telle que décrite dans la demande de brevet français n 2 483 713 de la demanderesse. Cette interface (C) est reliée au microprocesseur (11) par une liaison (bll) et au dispositif (22) par une liaison (b22). Le terminal (2) peut être relié à un autre terminal (non représenté) par une ligne de transmission (L) classique. Sous la dénomination "terminal", il faut entendre d'une façon générale tout appareillage qui est susceptible de traiter des données, de transférer des données et d'effectuer des opérations d'écriture/lecture sur un support quelconque tel qu'un support magnétique, optique, papier... . Soient des informations ou données (D) à écrire sur la piste optique (13) de la carte (1). Ces données (D), par exemple en clair, sont entrées au clavier (21) ou parviennent par la ligne de transmission (L). Ces données sont reçues dans le dispositif de transfert (22) dont une fonction est de les acheminer dans la carte (1) en vue de leur stockage temporaire dans la zone de mémoire (12B) de la mémoire (12) de la carte (1). Il est possible, en fonction des applications envisagées, que ces données (D) soient préalablement traitées par le dispositif de transfert (22). Des informations confidentielles ou secrètes sont préenregistrées dans la zone de mémoire secrète (12A1) de la carte (1). Ces informations sont constituées à titre d'exemple par: -5 - une clé de chiffrement (KC), - un algorithme de chiffrement enregistré sous la forme d'un programme (P) pour chiffrer les données à partir de la clé (KC), - un code secret (S) inconnu du détenteur de la carte, et - un code d'identification (IN) (PIN-NUMBER en langue anglaise) connu du détenteur de la carte. Les données (D) enregistrées dans la zone de mémoire (12B) de la carte (1) sont chiffrées suite à l'exécution du programme (P) par le microprocesseur (11). Ce programme (P) exécute le chiffrement des données (D) à partir de la clé de chiffrement (KC). Les données (D), une fois chiffrées, sont retransmises par le dispositif de transfert (22) du terminal (2), au dispositif d'écriture/lecture (23) dont la fonction est de les enregistrer sur la piste optique (13) de la carte (1) d'une façon connue en soi selon des techniques classiques. Ces données chiffrées enregistrées sur la piste optique (13) sont lisibles par tout dispositif approprié, mais elles restent inexploitables dès l'instant o l'on ne connait pas la clé qui a permis de chiffrer ces données. Ces données seront d'autant plus inexploitables que la clé (KC) de chiffrement n'est pas accessible de l'extérieur puisque enregistrée dans la zone protégée (12A1) de la mémoire (12) de la carte (1). -7- En sens inverse, les données chiffrées enregistrées sur la piste optique (13) peuvent être lues par le dispositif (23). Les données lues sont ensuite à nouveau transmises dans la carte (1) pour être déchiffrées par les circuits de traitement (11) en utilisant une clé de déchiffrement par exemple identique à la clé de chiffrement (KC). Une fois les données déchiffrées par la carte (1), elles sont retransmises en clair au terminal (2) pour exploitation. Cette exploitation peut être un affichage sur l'unité (25) ou une transmission vers un autre terminal par l'intermédiaire de la ligne de transmission (L). Comme indiqué précédemment, il est déjà connu un dispositif d'écriture/lecture optique à laser conformément au brevet US n 4 360 728. Le matériau constituant la piste optique doit être thermo-sensible pour l'écriture et réflecteur pour la lecture. L'invention prévoit une variante qui consiste à utiliser une piste magnéto-optique constituée par exemple par des grenats (Fe-TR) (TR: Terres Rares telles que Fe-GB, Fe-TB). Ces pistes magnéto-optiques sont lues optiquement et elles se distinguent essentiellement des pistes à écriture optique par une écriture magnétique soit par laser, soit par un procédé magnétique classique. Le mode d'écriture par laser est un mode d'écriture thermo-magnétique qui consiste à utiliser l'effet thermique dû à l'impact d'un faisceau de rayonnement électromagnétique laser sur le matériau magnétique constituant la piste électro-optique. Ce rayonnement est tel que la surface de la piste magnéto-optique sur laquelle est concentré le faisceau laser subit un échauffement tel que la température de la couche magnétique en cet endroit devient supérieure à la température de Curie du matériau magnétique, température à partir de laquelle ce dernier perd son aimantation. Si l'on soumet cet endroit à un champ magnétique dont la direction est opposée à l'aimantation dans la couche magnétique lors du refroidissement du matériau magnétique (le faisceau laser étant supprimé), le matériau magnétique prendra alors une aimantation de sens opposé à l'aimantation du reste de la couche magnétique. Un autre mode d'écriture magnétique utilisable peut être du type à enregistrement perpendiculaire. Dans ces conditions, le dispositif d'écriture/lecture (23) peut être: - un dispositif à lecture optique et à écriture optique par laser, - un dispositif à lecture optique par laser et à écriture magnétique classique, notamment à enregistrement perpendiculaire, ou - un dispositif à lecture optique et à écriture magnétique par laser. Enfin, il faut préciser que le mode de lecture des informations enregistrées sur une couche magnéto-optique repose sur le principe d'interaction d'une lumière polarisée avec l'état magnétique de la couche, interaction qui a pour conséquence la rotation du vecteur champ électrique dans le plan perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau laser. Cette détection se fait soit par "effet Kerr", en utilisant un phénomène de réflexion, soit par "effet -9- Faraday" o le faisceau laser traverse la couche magnéto-optique). De façon avantageuse, pour améliorer la lecture, on peut utiliser la combinaison des deux effets précités. Il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail ces effets bien connus de l'homme de l'art. Bien entendu, les algorithmes de chiffrement seront plus ou moins sophistiqués en fonction du degré de sécurité souhaité et la clé de déchiffrement n'est pas obligatoirement identique à la clé de chiffrement comme dans le cas des algorithmes à clé publique. Le caractère secret de l'algorithme de chiffrement est fonction du type de l'algorithme choisi, si bien qu'il peut être stocké dans la zone de mémoire (12A3) accessible de l'extérieur notamment dans le cas d'un algorithme à clé publique o seule la clé de déchiffrement doit rester secrète. Il est important que le chiffrement se fasse à l'intérieur de la carte et non dans le terminal o il n'est pas possible de garantir à cent pour cent le secret des informations telles que la clé de chiffrement/ déchiffrement. En effet, selon l'invention, le terminal qui doit être accessible au public est parfaitement banalisé puisqu'il ne renferme en lui-même aucune information confidentielle. Enfin, dans un mode de réalisation simplifié de l'invention, la clé de chiffrement/déchiffrement peut tout simplement être constituée par le secret (S). Dans un mode de réalisation plus complexe, l'algorithme de chiffrement peut prendre en compte une clé de chiffrement (KC) secrète différente ou non du secret (S) et une clé secrète complémentaire (IS) préenregistrée dans la zone de mémoire (12A2). Cette clé (IS) n'est accessible par le - 10 - microprocesseur seul que si un code d'identification (IN) frappé au clavier (21) du terminal (2) est identique au code d'identification (IN) préenregistré dans la zone de mémoire (12A1) de la carte (1). - 11 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour traiter des informations sur une piste d'enregistrement à lecture optique d'un support portatif tel qu'une carte, caractérisé en ce qu'il consiste, pour sauvegarder la confidentialité des informations à enregistrer sur la piste: - à transférer ces informations à l'intérieur d'une mémoire électronique (12B) du support portatif (1), - à chiffrer ces informations à l'intérieur du support portatif (1) au moyen de circuits de traitement (11) et d'une clé de chiffrement secrète (KC) préenregistrée dans une zone de mémoire (12A1) inaccessible en externe, - à transférer les informations chiffrées à un dispositif externe d'écriture/lecture (23) par exemple à laser pour les écrire sur la piste d'enregistrement à lecture optique (13) du support portatif (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un dispositif externe d'écriture optique (23) à laser. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une piste d'enregistrement magnéto-optique (13) à lecture optique et un dispositif externe d'écriture magnétique (23) à laser. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une piste d'enregistrement magnéto-optique (13) à lecture optique et un dispositif externe d'écriture magnétique (23) par exemple à enregistrement perpendiculaire. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste, pour exploiter les - 12 - informations chiffrées stockées sur la piste d'enregistrement à lecture optique (13) du support portatif (1): - à lire optiquement ces informations par le dispositif externe de lecture (23) par exemple à laser, - à transférer ces informations à l'intérieur de la mémoire (12B) du support portatif (1), - à déchiffrer ces informations à l'intérieur du support portatif (1) au moyen des circuits de traitement (11) et d'une clé de déchiffrement secrète (KC) préenregistrée dans la zone de mémoire (12A1) inaccessible en externe, et - à rendre accessible en externe les informations déchiffrées. 6. Support portatif du type comprenant au moins une piste d'enregistrement à lecture optique (13), caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire électronique (12) et des circuits de traitement (11) tels qu'un microprocesseur et en ce que la piste d'enregistrement (13) est une piste à écriture/lecture optique par exemple à laser. 7. Support portatif du type comprenant au moins une piste d'enregistrement à lecture optique (13), caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire électronique (12) et des circuits de traitement (11) tels qu'un microprocesseur, et en ce que la piste est une piste magnéto- optique (13) à écriture magnétique par laser. 8. Support portatif du type comprenant au moins une piste d'enregistrement (13) à lecture optique, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire électronique (12) et des circuits de traitement (11) tels qu'un microprocesseur, et en ce que la piste est une piste magnéto- optique (13) à enregistrement perpendiculaire. - 13 - 9. Support portatif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la mémoire (12) contient au moins une clé secrète de chiffrement (KC) et de déchiffrement stockée dans une zone (12A1) de la mémoire inaccessible de l'extérieur. 10. Support portatif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend également une piste magnétique (14). 11. Système pour traiter des informations sur une piste d'enregistrement à lecture optique (13) d'un support portatif (1) tel qu'une carte, du type comprenant un terminal de traitement (2) auquel est temporairement accouplé le support (1), caractérisé en ce que le support (1) comprend au moins une mémoire électronique (12) dont au moins une zone de mémoire (12A1) est inaccessible de l'extérieur et o est au moins enregistrée une clé de chiffrement/déchiffrement secrète (KC), des circuits de traitement (11) tels qu'un microprocesseur pour chiffrer avec ladite clé les informations à écrire sur la piste optique (13) et pour déchiffrer avec ladite clé les informations enregistrées sur la piste optique (13), et en ce que le terminal de traitement (2) comprend au moins un dispositif de lecture optique des informations stockées sur la piste optique (13), un dispositif d'écriture d'informations (23) sur la piste optique (13) et un dispositif de transfert d'informations (22) entre la piste optique (13) et les circuits de traitement (11) du support (1). 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif d'écriture (23) est un dispositif optique à laser. 13. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la piste à lecture optique (13) est une piste magnéto- optique. - 14 - 14. Système selon la revendication 11 ou 13, caractérisé en ce que le dispositif d'écriture (23) est un dispositif magnétique par laser. 15. Système selon la revendication 11 ou 13, caractérisé en ce que le dispositif d'écriture (23) est un dispositif magnétique à enregistrement perpendiculaire.