Brevet FR2661534A1 — publié le 19911031

Domaine technigue - La présente invention concerne un dispositif et une méthode de va- Lidation d'une carte à mémoire. Le dispositif de validation selon La présente invention est parti- culièrement approprié pour des applications dans lesquelles la carte à mémoire utilisée comme subsistut de l'argent liquide Bien que la pré- sente invention sera décrite ci-après en référence à cette application particulière elle est de même utilisée dans un grand nombre d'autres applications y compris par exemple dans des systèmes de sécurité d'accès. Art antérieur - Les cartes à mémoire sont essentiellement des cartes plastiques comportant des circuits micro-électroniques incorporés Elles sont également connues sous le nom de "cartes à circuits intégrés" et sont classées en trois catégories selon le degré "d'intelligence" qu'elles possèdent. A l'une des extrémités de cette échelle une carte à mémoire qui ne possède qu'une mémoire est analogue à une carte ayant une piste magné- tique De L'information peut être stockée dans la mémoire mais la carte nia aucune capacité de traitement et aucune possibilité de restreindre L'accès à cette mémoire. Une carte à mémoire de type courant comporte une mémoire commandée par un circuit logique qui réduit l'accès à cette mémoire à quconque ne possèdent pas un code d'accès validé Le même schéma peut être utilisé pour éviter un accès non autorisé à La carte à mémoire Le code d'accès peut être constitué par un nombre d'identification personnelle (PIN) stocké dans La carte Cependant une carte à mémoire dans laquelle le processeur est en mesure d'effectuer des fonctions complexes telles que la résolution d'algorithmes est plus sophistiquée La présente invention est orientée vers ces formes plus sophistiquées de cartes à mémoire. En pratique des informations sont transférées vers et à partir de la mémoire de la carte à mémoire lorsque cette dernière est en interface avec un dispositif lecteur-marqueur approprié De cette manière l'infor- mation portée sur la carte à mémoire peut être constamment mise à jour. De préférence l'utilisation de la carte ne devrait pas toujours néces- siter une connection avec la base de contrôle des informations Si la carte est capable d'un fonctionnement autonome, l'utilisation sera plus souple. Il est évident qu'en proposant un système dans Lequel une carte à mémoire est utilisée comme substitut de L'argent Liquide, un aspect des plus importants est la réalisation d'un système de sécurité inviolable. Les premières cartes à mémoire utilisaient une clef/PIN d'utilisateur similaire à celle utilisée par les cartes de crédit ou les cartes à bande magnétique L'accès à la carte à mémoire repose souvent sur la présentation de la clef/PIN de l'utilisateur correct En outre l'infor- mation stockée dans la carte peut être codée Pour obtenir un niveau de sécurité raisonnable deux nombres doivent être gérés à savoir une clef d'utilisateur et une clef de codage La gestion de ces clefs implique de les garder secrètes vis-à-vis d'un utilisateur potentiel non autorisé et avec des modifications régulières La raison pour laquelle il faut modifier régulièrement les clefs est que la copie des informations sur la carte devient possible si la clef de l'utilisateur est interceptée par ou révélée à un utilisateur non autorisé et si l'accès à la carte est ainsi obtenu De plus si l'information de la carte n'est pas codée, une altération frauduleuse de cette information est alors également possible Dans l'application de la carte à mémoire comme substitut de l'argent liquide, de telles opérations posent de sérieux problèmes. Un second type de méthode de sécurité pour des cartes à mémoire a ensuite été développé en conséquence en utilisant une "signature" ou une "certification" comme preuve de l'exactitude du contenu de la carte. Cependant ceci nécessite une entrée manuelle d'une autre clef et par conséquent ce système nécessite également la gestion de deux clefs Ce- pendant dans ce cas, l'altération de l'information de la carte sans calcul correct de la nouvelle certification peut être détectée lors de l'utilisation suivante de la carte De plus la copie de la carte est évitée puisque la localisation de la mémoire de la carte qui contient la certification est effacée lors de l'accès au contenu de la carte Par conséquent si la clef de l'utilisateur seule est interceptée et si la carte est déverrouillée une copie peut être réalisée sur une seconde carte mais sans la clef de codage, une nouvelle certification ne peut pas être calculée et la carte ou sa copie sera rejetée à la prochaine utilisation. Bien que constituant une amélioration par rapport aux solutions primitives, ces systèmes selon l'art antérieur ont toujours l'incon- vénient que des clefs multiples d'utilisateur doivent être gérées avec le danger constant que L'information tombe entre Les mains d'uti Lisa- teurs non autorisés. Descrítion de l'invention Un objet de La présente invention est de surmonter et tout au moins d'améliorer L'inconvénient présenté par L'art antérieur. En conséquence il est prévu un dispositif de validation pour une carte à mémoire du type ayant une mémoire non protégée de stockage d'in- formation et une mémoire protégée de stockage d'information sélective- ment accessible au moyen d'un code d'accès d'uti Lisateur, Ledit dispo- sitif comportant: des moyens de codage pour effectuer un codage de L'infor- mation d'identification pour produire Ledit code d'accès d'uti Lisateur; des moyens de Lecture de l'information d'identification à partir de Ladite mémoire non protégée pour la transférer vers Lesdits moyens de codage; des moyens pour transmettre Ledit code d'accès à La carte à mémoire; des moyens pour Lire une information sélectionnée dans Ladite mémoire protégée pour La transformer vers Lesdits moyens de codage en vue d'un codage pour produire une information de validation; des moyens de comparaison pour comparer Ladite information d'identification avec Ladite information de validation et pour rejeter la carte à mémoire si ces informations ne sont pas concordantes; et des moyens de réponse auxdits moyens de comparaison pour établir l'accès à ladite mémoire protégée si ces informations sont con- cordantes. Le dispositif de validation comporte de préférence des moyens de mémorisation pour Le stockage pour L'information d'identification et Les moyens de Lecture pour L'information d'identification à partir de la mémoire non protégée effacent la mémoire non protégée après transfert de L'information d'identification vers Les moyens de mémorisation. De préférence également le moyen de codage uti Lise le même a Lgo- rithme de codage pour produire Le code d'accès d'utilisateur que celui utilisé pour L'information de validation De préférence L'a Lgorithme de codage uti Lise une clef de codage stockée dans la mémoire. De préférence également le dispositif de validation comporte en outre des moyens pour verrouiller la carte en réponse à une indication d'entrée signalant L'achèvement d'une utilisation de La carte à mémoire pour tranférer une information à jour sélectionnée dans La mémoire pro- tégée aux moyens de codage pour être codé pour produire une information de validation à jour et des moyens pour marquer L'information de vali- dation à jour sur La mémoire non protégée pour former une partie de L'information d'identification à jour. De préférence les moyens de verroui L Lage de La carte engendrent un nouveau code d'accès pour La carte à mémoire par codage de l'information d'identification à jour et transmet à ce nouveau code d'accès d'utilisa- teur à la carte à mémoire. Dans un second aspect La présente invention concerne une méthode pour valider L'accès à des cartes à mémoire du type ayant une mémoire non protégée de stockage d'informations et une mémoire protégée de stockage d'informations sélectivement accessibles au moyen d'un code d'accès d'utilisateur, ladite méthode comportant les étapes suivantes lecture de l'information d'identification à partir de Ladite mémoire non protégée; codage de ladite information d'identification pour produire un code d'accès d'utilisateur; fourniture dudit code d'accès d'utilisateur à Ladite carte à mémoire; Lecture d'une information sélectionnée dans ladite mémoire protégée; codage de ladite information sélectionnée pour produire une information de validation; comparaison de Ladite information d'identification avec ladite information de validation; et rejet de La carte à mémoire si ces informations ne sont pas concordantes et établissement de l'accès de la mémoire protégée si ces informations sont concordantes. De préférence La méthode selon la présente invention inclue de plus L'étape de stockage de l'information d'identification et de l'effacement de la mémoire non protégée. De préférence également les étapes du codage de l'information d'identification et Le codage de l'information sélectionnée dans la mémoire protégée utilise le même algorithme de codage pour produire respectivement Le code d'accès d'utilisateur et de L'information de validation. De préférence les étapes de codage utilisent une clef de codage stockée dans La ROM. De préférence également la méthode selon la présente invention comporte en outre les étapes suivantes: en réponse à une indication d'achèvement d'utilisation de la carte à mémoire, lecture d'une information à jour sélectionnée dans La mémoire protégée; codage de Ladite information sélectionnée pour produire une information de validation à jour; et renvoi de l'information de validation à jour dans la mémoire non protégée pour former une partie d'une information d'identification à jour. De préférence l'étape de l'envoi de l'information à jour pour for- mer une information d'identification à jour comporte de plus l'étape du codage de cette information d'identification à jour en vue de produire un nouveau code d'accès d'utilisateur et de la transmission de ce nou- veau code d'accès d'utilisateur à la carte à mémoire. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est un schéma de principe global représentant un dispo- sitif conforme à la présente invention; Fig 2 est un diagramme généralisé de fonctionnement du dispositif de validation représenté en fig 1; Fig 3 représente un diagramme plus détaillé du fonctionnement de la fonction de déverrouillage de fig 2; et Fig 4 représente un diagramme plus détaillé du fonctionnement de la fonction de verrouillage de fig 2. Exemple de réalisation de l'invention En se référant à fig 1, Le dispositif de validation utilise comme interface avec une carte à mémoire 1, un lecteur marqueur de carte 2 Ce dernier fait à son tour partie d'un système d'accueil 3 qui peut être par exemple une machine à jouer. La carte à mémoire 1 est constituée par deux types de mémoire EEPROM Une première partie est accessible à tout moment et est appelée mémoire non protégée 4 La partie restante n'est accessible qu'après présentation d'une clef ou "PIN" à la carte et est appelée mémoire protégée 5 De plus la carte contient des composants formant le HARDWARE 6 pour L'entrée et la sortie, une logique de sécurité 7 qui contrôle L'accès aux mémoires EEPROM 4 et 5 et les circuits d'interconnection pour le traitement et les adresses (non représentés). Le lecteur marqueur 2 de la carte à mémoire est constitué par un micro processeur 8, une RAM 9, une ROM 10, une interface d'entrée et de sortie 11 pour La carte 1 et une interface 13 d'entrée et de sortie pour la machine d'accueil 12 qui est par exemple une interface RS 232 C. Chacune de ces unités 8 à 13 est connectée par des circuits appropriés de traitement d'adresse. Fig 2 représente un diagramme généralisé de fonctionnement d'un système préféré incorporant La présente invention En particulier fig 2 illustre La procédure de validation de la carte par laquelle L'accès aux informations qu'elle contient peut être obtenu D'abord un nombre de certification et un numéro de série sont Lus en 15 dans la mémoire non protégée Cette information est ensuite codée à l'aide d'une clef de codage secrète contenue dans la ROM ou mémoire de lecture/écriture du dispositif de validation Le résultat de cette transformation est trans- mis à la carte à mémoire comme clef d'utilisateur ou PIN pour déver- rouiller La carte. Ensuite la mémoire protégée devient accessible et les informations de La carte peuvent être Lues La procédure de validation se poursuit par le codage des informations de La carte obtenues dans l'étape précé- dente à nouveau à l'aide de la clef secrète de codage Dans l'étape finale de validation de l'accès à la carte, la certification obtenue de la mémoire non protégée est comparée au résultat du codage de l'informa- tion de la carte Si les paramètres sont identiques, alors l'accès est validé et les informations de La carte peuvent être utilisées pour effectuer des transactions ou analogues selon la fonction de la carte. Fig 2 illustre également la procédure de verrouillage de la carte. Lorsqu'il s'avère que l'accès à La carte doit être arrêté, par exemple après l'achèvement d'une transaction, Les informations de la carte sont mises à jour Une nouvelle certification est engendrée en codant la nouvelle information de La carte à l'aide de la clef secrète comme pré- cédemment La certification qui est combinée avec un numéro de série de la carte est donnée à nouveau, une fois de plus à l'aide de la clef secrète de codage pour produire une nouvelle clef d'utilisateur Cette nouvelle clef d'utilisateur est stockée dans la mémoire d'écriture seu- lement La génération d'une nouvelle clef d'accès pour chaque utilisa- tion de la carte a pour avantage d'augmenter la sécurité d'accès à la carte De p Lus La nouvelle certification procure une protection contre La copie de La carte Un avantage majeur de La présente invention réside cependant dans Le fait que l'utilisateur de La carte n'a besoin de mémoriser aucune information Ceci signifie naturellement qu'il faut que Le dispositif de validation, Lorsqu'il est utilisé avec une carte de transaction, traite la carte exactement comme de la monnaie est traitée. On notera que l'objectif de la présente invention n'est pas de produire un système de sécurité contre un usage non autorisé, mais d'empêcher d'altérer les informations stockées dans La carte à mémoire. Fig 3 est une il Lustration p Lus détaillée se référant particu- lièrement à L'app Lication de la présente invention à la conduite de machine de jeux. Tout d'abord un utilisateur de carte introduit la carte dans un appareil d'accueil Un lecteur marqueur de carte tel que représenté sur en fig 1 lit les informations d'identifications dans la mémoire non protégée Cette information d'identification prend la forme d'une certi- fication, d'un numéro de série de la carte, d'un numéro de service et d'un numéro de constructeur Cette information d'identification est en- registrée et stockée dans la RAM 9 dans le lecteur marqueur de carte 2. Ces va Leurs forment l'entrée pour un algorithme de codage par exemp Le l'algorithme de codage de l'information (DEA) te L que spécifié dans le Standard Austra Lien 2805 5 ou analogue De plus une clef de codage secrète est contenue dans la ROM 10 du lecteur marqueur 2 Une c Lef d'utilisation de seize bits est extraite de la sortie de cet algorithme de codage et transmise à la carte à mémoire pour déverrouiller ou activer la mémoire protégée 5. Si la carte est déverrouillée avec succès la zone de certification de La mémoire non protégée 4 est effacée et l'information contenue dans la mémoire protégée est lue et stockée dans la RAM 9 du lecteur mar- queur Cette information consiste de façon typique en la valeur moné- taire de la carte ou en toutes autres informations sensibles relative à l'application particulière envisagée. L'information de la carte qui forme l'entrée d'un algorithme de codage utilisant une fois de plus la clef de codage stockée dans la ROM pour engendrer l'information de validation en vue d'une comparaison avec la certification stockée précédemment Si cette certification et cette information de validation sont concordantes, la transaction impliquant L'uti Lisation de la carte à mémoire peut être effectuée Sinon la carte a été a Ltérée et La transaction est arrêtée. Si la carte est validée par le lecteur marqueur, la valeur moné- taire ou tout autre information pertinente est transferrée à la machine d'accueil par l'interface avec le lecteur Après bon achèvement de la transaction la carte doit être verrouillée conformément à la présente invention afin d'assurer la sécurité de l'information qu'elle contient. Fig 4 illustre une procédure détaillée de verrouillage de la carte. L'information mise à jour est tranférée de la machine d'accueil à la mémoire protégée de la carte à mémoire Simultanément, cette infor- mation est codée et une certification est extraite et transférée à la mémoire non protégée à la carte à mémoire. La certification est combinée également avec les autres paramètres tels que numéro de série, numéro de service et numéro de constructeur lus durant le déverrouillage de la carte en vue de former l'entrée pour un codage ultérieur Une nouvelle clef d'utilisateur est extraite du résultat de ce second codage pour être transférée à la carte mémoire Il est évident qu'une sécurité supplémentaire peut être obtenue par le codage de l'information de la carte représentant la valeur monétaire ou analogue On peut même obtenir une plus grande protection encore en employant différents algorithmes de codage ou clef de codage Cependant en pratique la difficulté pour pénétrer dans l'algorithme standard de codage de l'information est telle que chaque codage réalisé selon la présente invention peut être fait avec le même algorithme et la même clef. On appréciera également que le grand avantage de la présente in- vention est de libérer l'utilisateur du soucis de mémoriser un PIN Dans les systèmes ou l'information clef est fournie par l'utilisateur, cette information doit être limitée en complexité à celle qu'un utilisateur moyen peut mémoriser Ainsi la simplicité des PINS fournis par les uti- lisateurs rend ces systèmes plus susceptibles d'interférence. Il est évident qu'un dispositif de validation selon la présente invention permet à une carte à mémoire d'être utilisée comme substitut à l'argent liquide En conséquence une utilisation non autorisée de la carte est possible Cependant il est possible et en fait souhaitable d'incorporer un marquage caractéristique tel que l'identification de service, un numéro de membre, une signature personnelle etc, sur la surface de la carte à mémoire afin de minimiser ce type d'usage abusif. Il est évident que dans beaucoup d'applications, il est souvent plus important d'éviter l'altération que la possibilité d'un usage non auto- risé. Bien qu'i L est été fait référence à des exemples particuliers précis, il est évident pour les hommes de l'art que la présente inven- tion peut être réalisée sous bien d'autres formes et n'est pas limitée à la description des exemples de réalisation qui précèdent. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le do- maine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de validation pour une carte à mémoire ( 1) du type possédant une mémoire non protégée de stockage d'information ( 4) et une mémoire protégée de stockage d'informations ( 5) sélectivement accessi- b Les au moyen d'un code d'accès d'uti Lisateur, Ledit dispositif comportant: des moyens de codage ( 8) pour réaliser un codage de L'infor- mation d'identification afin de produire Ledit code d'accès d'uti Lisa- teur; des moyens ( 11) de Lecture de L'information d'identifica- tions de Ladite mémoire non protégée à transférer vers Lesdits moyens de codage; des moyens ( 11) pour transmettre Ledit code d'accès à La carte à mémoire; des moyens ( 11) pour Lire une information sélectionnée dans Ladite mémoire protégée à transférer vers lesdits moyens de codage en vue d'un codage destiné à produire une information de validation; des moyens de comparaison ( 8) pour comparer ladite infor- mation d'identification avec Ladite information de validation et pour rejeter La carte à mémoire si ces informations ne sont pas concor- dantes; et des moyens ( 7) en réponse auxdits moyens de comparaison pour établir L'axe à Ladite mémoire protégée si Les informations sont concor- dantes. 2 Dispositif suivant la revendication 1, comportant en outre des moyens de mémorisation ( 10) pour Le stockage pcur Ladite information d'identification et dans Lequel Lesdits moyens ( 11) de Lecture de L'in- formation d'identification dans ladite mémoire non protégée ( 4) effacent La mémoire non protégée après transfert de La Lecture de L'information d'identification auxdits moyens de mémorisation. 3 Dispositif suivant La revendication 1, dans Lequel lesdits moyens de codage ( 8) utilisent Le même algorithme de codage pour produi- re ledit code d'accès d'utilisateur et Ladite information de validation. 4 Dispositif suivant La revendication 3, dans Lequel Ledit a Lgo- rithme de codage utilise une c Lef de codage stockée en mémoire ( 9). Dispositif suivant L'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre un moyen de verrouillage ( 7) de La carte en réponse à une indication d'entrée signalant L'achèvement d'une utilisation de Ladite carte à mémoire pour Lire une information mise à jour séLection- il née par ladite mémoire protégée ( 5) tranférée auxdits moyens de codage ( 8) pour être codée afin de produire une information de validation mise à jour; et un moyen de marquer Ladite information de validation de mise à jour dans Ladite mémoire non protégée ( 4) pour former une partie d'une infor- mation d'identification mise à jour. 6 Dispositif suivant La revendication 5, dans leque L Lesdits moyens de verrouillage ( 7) de la carte engendrent un nouveau code d'ac- cès d'utilisateur pour ladite carte à mémoire par codage de ladite in- formation d'identification mise à jour et transmettent ledit nouveau code d'accès d'utilisateur à ladite carte à mémoire. 7 Méthode pour valider l'accès à des cartes à mémoires du type possédant une mémoire non protégée de stockage d'information et une mémoire protégée de stockage d'information sélectivement accessible au moyen d'un code d'accès d'utilisateur, ladite méthode comportant les étapes suivantes: Lecture de l'information d'identification à partir de Ladite mémoire non protégée; codage de ladite information d'identification pour produire un code d'accès d'utilisateur; fourniture dudit code d'accès d'utilisateur à ladite carte à mémoire; Lecture d'une information sélectionnée dans ladite mémoire protégée; codage de ladite information sélectionnée pour produire une information de validation; comparaison de Ladite information d'identification avec ladite information de validation; et rejet de la carte à mémoire si les informations ne sont pas concordantes et établissement de l'accès à la mémoire protégée si ces informations sont concordantes. 8 Méthode suivant La revendication 7, comportant en outre L'étape de stockage de l'information d'identification et d'effacement de la mémoire non protégée. 9 Méthode suivant la revendication 8, incluant en outre le fait que les étapes de codage de l'information d'identification et de codage de l'information sélectionnée dans la mémoire protégée utilisent le même algorithme de codage pour produire respectivement le code d'accès d'uti- lisateur et l'information de validation. Méthode suivant l'une que Lconque des revendications 7 à 9, dans laquelle Les étapes de codage utilisent une clef de codage stockée en mémoire.