Brevet FR2646260A1 — publié le 19901026

X.4 2646260 Lecteur de carte à microcircuit perfectionné. L'invention concerne le traitement des cartes à microcircuit, encore communément appelées "cartes à puce" ou "cartes à mé- moire". L'invention s'applique avantageusement mais non limitativement aux cartes à microcircuit utilisables dans les lecteurs de cartes des appareils téléphoniques à paiement immédiat ou pu- bliphones. Dans de telles cartes, le microcircuit est généralement une simple mémoire associée à une logique câblée. Dans le but d'ob- tenir une communication téléphonique sans en payer le coût, la vraie carte peut être remplacée par un simulateur, à savoir une carte en matière synthétique insérée dans le lecteur de carte et reliée par fils à un dispositif électronique appro- prié. Pour lutter contre ce type de fraude, certains lecteurs de cartes actuels sont munis de dispositifs mécaniques tels que des volets, ayant pour but d'isoler de l'extérieur la carte introduite dans le lecteur. Ils interdisent donc en principe le déport de fils à l'extérieur du lecteur. Cependant, il est possible de recourir à un câblage souple ultra-fin. De plus, un volet est perçu par l'utilisateur comme une gêne car il craint de ne pouvoir récupérer sa carte en cas de blocage du volet. L'invention vise à apporter une solution à ce problème. Un Sut de l'invention est de proposer un lecteur de carte anti-fraude ne nécessitant pas l'utilisation de dispositifs mécaniques d'isolement de la carte. Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif anti-fraude utilisant largement les constituants propres du lecteur de carte. L'invention a encore pour but de réaliser un tel dispositif de façon simple et peu coûteuse. Le lecteur de carte à microcircuit électronique proposé est du type comprenant: - un logement à fente propre à recevoir au moins partiellement ladite carte et comportant un connecteur propre à coopérer avec le microcircuit de la carte; et - des moyens de traitement électronique reliés au connecteur. Selon une caractéristique générale de l'invention, le logement est équipé d'au moins un premier moyen haute fréquence agissant par influence, placé entre la fente et le connecteur, et les moyens de traitement comportent des moyens anti-fraude compre- nant un second moyen haute fréquence, agissant par conduction, relié au connecteur, les premier et second moyens haute fré- quence étant l'un un générateurr l'autre un capteur, ainsi que des moyens pour décider de la validité de la carte en fonc- tion d'un critère dépendant du signal perçu par ledit capteur. Le générateur étant dans les moyens de traitement, il va appli- quer son signal haute fréquence entre deux au moins des bornes du connecteur, de préférence pendant l'alimentation de la carte. Le capteur perçoit, par influence inductive ou capacitive, l'effet du champ haute fréquence qui en résulte à l'intérieur de la carte (ou présumée telle). Inversement, le générateur peut appliquer le signal haute fréquence à la carte (ou présumée telle) par influence 26-46260 inductive ou capacitive. -Le signal recueilli entre deux (au moins) des bornes du connecteur représente l'effet du champ haute fréquence ainsi engendré. On verra plus loin qu'il est possible, de cette manière, de discriminer une vraie carte d'une carte simulée, dont les câ- blages réagiront différemment au signal haute fréquence. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaS- tront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un synoptique schématique général d'un pre- mier mode de réalisation d'un lecteur de carte selon l'inven- tion dans lequel est enfichée une carte à mémoire, - la figure 2 est un synoptique schématique détaillant plus précisément les moyens de traitement du lecteur de carte de la figure 1, - la figure 3 illustre schématiquement la configuration d'une fausse carte insérée dans le logement du lecteur de carte de la figure 1, et - la figure 4 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation d'un lecteur de carte selon l'invention. Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de carac- tère certain. A ce titre, ils font partie intégrante de la description et pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais aussi contri-- buer, le cas échéant, à la définition de l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un lecteur de carte LC, dont sont par exemple équipés les publiphones, comporte un logement LG à fente FE propre à recevoir au moins partiellement une carte à microcircuit CM. De façon classique, ce logement LG comporte, dans une position prédéterminée, un connecteur CO, muni de contacts électriques (non représentés ici à des fins de simplification) propres à coopérer avec le microcircuit MC de la carte CM. Au sens de la présente description, le terme "connecteur" dési- gnera donc l'élément de connexion faisant partie du lecteur de carte. Des moyens de traitement électronique MT sont reliés au connec- teur CO afin de pouvoir notamment lire la mémoire MC de la carte, et écrire dans celle-ci, en coopération avec la logique de commande interne de la carte. Un premier élément essentiel de l'invention consiste en un capteur de champ électrique et/ou magnétique CA, tel qu'une boucle ou une capacité, disposé à l'intérieur du logement LG entre la fente FE et le connecteur CO. Ce capteur CA est égale- ment relié aux moyens de traitement MT. Si l'on se réfère plus particulièrement à la figure 2, on voit que l'on retrouve classiquement dans les moyens de traitement MT une unité de traitement UT destinée spécifiquement au trai- tement de la carte à mémoire ainsi que des moyens d'alimenta- tion AL reliés au connecteur CO pour délivrer une tension con- tinue spécifique en vue de l'alimentation de la carte à mémoi- re. Les moyens d'alimentation pour l'écriture ou "programma- tion" ne sont pas représentés, de même que les liaisons logiques et de service vers le connecteur. Un autre élément essentiel de l'invention consiste en des mo- yens anti-fraude MAF situés au sein des moyens de traitement MT. Ceux-ci comportent un générateur de signal haute fréquence, tel qu'un oscillateur, capable d'appliquer entre deux fils ou groupes de fils du connecteur une tension supplémentaire haute fréquence d'un niveau de l'ordre de la centaine de milli- volts et d'une fréquence de l'ordre de quelques centaines de mégahertz. Ainsi, le générateur GE agit simultanément avec les moyens d'alimentation AL du iecteur de carte et génère un signal haute fréquence au niveau des contacts électriques du connecteur CO, lequel va donc circuler dans la carte. Ce signal peut être superposé à l'une des tensions d'alimentation de la carte, par exemple. Une autre partie de ces moyens anti-fraude consiste en des moyens MD destinés à décider de la validité de la carte intro- duite dans le logement du lecteur en fonction d'un critère dépendant du signal perçu par le capteur CA. A cet effet, ces moyens MD comprennent un amplificateur haute fréquence AM relié à la sortie du capteur CA, ainsi qu'un circuit de décision proprement dit CD recevant le signal de sortie de l'amplifica- teur AM et relié à l'unité de traitement UT. Pour décrire le fonctionnement de ce lecteur de carte, on se référera également à la figure 3 qui représente une fausse carte FC introduite dans le logement LG, munie de fils élec- triques aboutissant d'une part au connecteur CO et reliés d'au- tre part à un dispositif électronique approprié non représenté sur cette figure. Le principe de détection selon l'invention est le suivant. Le signal haute fréquence généré au niveau des contacts élec- triques du connecteur introduit des circulations de courant importantes et étendues dans les fils de liaison extérieurs FI. Ceux-ci produisent alors un champ "de carte" détecté par le capteur CA. Dans le cas de l'utilisation d'une vraie carte à mémoire, les contacts électriques du connecteur étant directement liés au microcircuit de la carte, le champ "de carte" est-très faible. Une simple comparaison à un seuil permet donc de détecter la plupart des fraudes. Une variante de l'invention consiste essentiellement à modifier le r8le des premier et second moyens haute fréquence. Cette variante est illustrée sur la figure 4, sur laquelle les élé- ments analogues ou ayant des fonctions analogues à ceux repré- sentés sur la figure 2, ont des références affectées d'un suf- fixe v. Seules les différences entre ces deux figures seront décrites. Le premier moyen haute fréquence, situé dans le logement, est ici le générateur GE-v, piloté par l'unité de traitement UT-v, tandis que le capteur CA-v (second moyen haute fréquence) est incorporé aux moyens de traitement MT-v.et relié au connecteur CO-v pour y détecter le champ "de carte". En d'autres termes, les fils de liaison extérieurs d'une fausse carte agiront ici comme "antenne réceptrice" alors que, dans le premier mode de réalisation décrit ci-avant, ils agissent comme "antenne émettrice". Dans le deuxième mode de réalisation, lors de l'utilisation d'une vraie carte à mémoire, aucun fil externe n'est relié au connecteur et le champ "de carte" est alors très faible. Là encore une simple comparaison à un seuil permet de détecter la plupart des fraudes. Pour améliorer la détection de ce champ de "carte", il est avantageux de prévoir des moyens de blindage MB ou MB-v (sché- matiquement représentés sur les figures 2 et 4) destinés à réduire l'interaction haute fréquence entre le premier moyen haute fréquence et une partie au moins des autres constituants du lecteur. Celle-ci peut résulter dans un cas de la liaison haute fréquence vers les contacts électriques du connecteur mais aussi de perturbations haute fréquence parasites provenant des moyens de traitement eux-mêmes, par exemple du générateur GE. Une solution peut consister, dans le premier mode de réali- sation, à placer les moyens de traitement MT et le connecteur CO dans une enceinte réalisant un blindage haute fréquence. Dans le but d'améliorer encore le capacité de décision des moyens MD ou MD-v, il est avantageux que ceux-ci possèdent un état d'étalonnage associé à l'absence de carte dans le loge- ment et un état de travail associé à la présence d'une carte dans le logement. L'état d'étalonnage permet alors de définir un seuil de réfé- rence pour le niveau du signal perçu par le capteur de sorte que tout signal de niveau supérieur au seuil soit représentatif de la présence d'une fausse carte-dans le logement. Cet étalon- nage permet ainsi de minimiser les effets de bruit parasite. La présence d'une carte (vraie ou fausse) dans le logement peut être déterminée par des moyens de détection tels qu'une cellule photoélectrique, placée au voisinage de la fente d'en- trée du logement ou bien par des moyens disposés au voisinage du connecteur ou bien encore par tout autre moyen. La Demanderesse a également observé que la détermination du seuil utilisable dans le critère de décision pouvait être obte- nu en comparant le signal perçu par le capteur avec le signal haute fréquence engendré au niveau du connecteur lui-même. Ceci permet notamment de s'affranchir de problèmes de tempéra- ture et de parasites indésirables. Il peut être également possible d'effectuer des mesures statis- tiques et/ou stochastiques sur la valeur du signal perçu par le capteur en présence d'une carte, de façon à ajuster le seuil de détection d'une fausse carte. A cet égard, le signal haute fréquence émis n'est pas nécessai- rement continu. Il peut consister en une impulsion raide émise à cadence régulière, par exemple fixée par le processeur de l'unité de traitement UT ou UT-v. La détection consiste alors, pour ce processeur, à réaliser une corrélation sur la répéti- tion de cette impulsion telle que détectée, au niveau du capteur. En d'autres termes, il effectue une intégration restreinte aux instants d'émission de cette impulsion raide, qui n'a pas besoin d'être modulée. L'invention réalise donc de façon simple et peu coûteuse un dispositif anti-fraude ne nécessitant pas de dispositif mécani- que d'isolement de la carte et utilisant en grande partie les constituants existant d'un lecteur de carte. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci- dessus décrits mais en embrasse toutes les variantes, notamment les suivantes: - on pourrait concevoir de superposer la tension haute fréquen- ce à la tension d'alimentation d'écriture de la carte; -la carte à microcircuit peut être totalement introduite dans le logement; l'invention s'applique à tout microcircuit de carte ainsi qu'à tout autre terminal que des publiphones; - il n'est pas nécessairement impératif que la carte soit alimentée pendant l'émission du signal haute fréquence, notamment dans le cas o le générateur est couplé par influence à la carte. I1 convient encore de remarquer que le dispositif selon l'in- vention n'est pas incompatible avec l'objet de la Demande de Brevet français déposée ce jour au nom de la Demanderesse pour un "dispositif électronique de codage, notamment pour publipho- ne". A toutes fins utiles, le contenu de cette autre Demande de Brevet est incorporé à la présente description. Bien entendu, certains des moyens décrits ci-dessus peuvent être omis dans les variantes o ils ne servent pas. Revendications. 1. Lecteur de carte à microcircuit électronique, du type com- prenant: - un logement (LG) à fente, propre à recevoir au moins partiel- lement ladite carte (CM) et comportant un connecteur (CO) pro- pre à coopérer avec le microcircuit (MC) de la carte, et - des moyens de traitement électronique (MT) reliés au connec- teur (CO), caractérisé en ce que le logement (LG) est équipé d'au moins un premier moyen haute fréquence agissant par influence (CA), placé entre la fente (FE) et le connecteur (CO), et en ce que les moyens de traitement (MT) comportent des moyens anti-fraude (MAF) comprenant un second moyen haute fréquence (GE) agissant par conduction, relié audit connecteur, les-premier et second moyens haute fréquence étant l'un un générateur, et l'autre un capteur, et des moyens (MD) pour décider de la validité de la carte en'fonction d'un critère dépendant du signal perçu par ledit capteur. 2. Lecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blindage (MB) pour réduire l'interaction haute fréquence entre le premier moyen haute fréquence et une partie au moins des autres constituants du lecteur. 3. Lecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le critère de décision dépend de la comparaison entre le signal perçu par le capteur et le signal haute fréquence engendré. 4. Lecteur-selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que les moyens pour décider (MD) possèdent un état d'étalonnage associé à l'absence de carte dans le logement et un état de travail associé à la présence d'une carte dans le logement. 5. Lecteur selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le premier moyen haute fréquence est un capteur tandis que le second moyen haute fréquence est un générateur de signal. 6. Lecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le générateur (GE) agit simultanément avec les moyens d'alimen- tation électrique (AL) de la carte, situés dans les moyens de traitement (MT). 7. Lecteur selon l'une des revendications 5 et 6, caracté- risé en ce que le générateur comprend un oscillateur haute fréquence capable d'appliquer une tension supplémentaire haute fréquence entre deux au moins des bornes du connecteur. 8. Lecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquence de la tension supplémentaire est de l'ordre de quelques centaines de megahertz. 9. Lecteur selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le niveau de la tension supplémentaire est de l'ordre de la centaine de millivolts. 10. Lecteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier moyen haute fréquence est un générateur tandis que le second moyen haute fréquence est un capteur. 11. Lecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le signal haute fréquence engendré par le générateur est continu. 12. Lecteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le signal haute fréquence engendré par le générateur comprend une succession d'impulsions. 13. Lecteur selon la revendication 12, caractérisé en -ce que le critère de décision dépend d'une corrélation, réalisée au niveau du capteur, sur la répétition de cette impulsion. 14. Lecteur selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que les moyens pour décider (MD) comprennent un amplificateur haute fréquence (AM) relié à la sortie du capteur (CA).