Brevet FR2703487A1 — publié le 19941007

LECTEUR DE CARTES À MÉMOIRE MUNI D'UN DÉTECTEUR DE FRAUDE MAGNETIQUE La présente invention concerne les lecteurs de cartes à mémoire (ou puce), et en particulier un dispositif de détection de l'utilisation d'une carte frauduleuse. Des appareils fonctionnant avec des cartes à puce comprennent un système d'introduction muni d'une fente et de palpeurs venant relier un circuit de traitement aux plots de contact de la puce d'une carte insérée dans la fente. Une possibilité de fraude consiste à simuler les fonctions d Tune puce. Pour cela, un fraudeur insère dans la fente une carte factice comprenant seulement des plots de contact correspondant à ceux d'une puce ou bien comprenant une puce invalidée. Les plots de contact sont reliés par des fils ou des pistes conductrices à des circuits électroniques déportés hors du lecteur, permettant de simuler un fonctionnement de puce avantageux pour le fraudeur. Une telle fraude était auparavant particulièrement difficile à réaliser car les appareils à carte comprenaient des systèmes motorisés de réception des cartes qui escamotaient les cartes. Ces dispositifs sont en cours d'abandon car ils sont complexes et risquent de ne pas restituer une carte en cas de panne. Les systèmes actuels de réception de cartes, avec lesquels le type de fraude susmentionné est facile, comprennent une fente d'introduction de carte derrière laquelle se trouve un système de guidage de carte conçu pour qu'une partie de la carte reste apparente après insertion dans la fente. La demande de brevet français 2 646 261 décrit un dispositif anti-fraude magnétique. Le dispositif comprend une bobine enroulée autour d'un noyau en C muni d'un entrefer légèrement plus épais qu'une carte à mémoire. Lorsqu'une carte est insérée dans le lecteur, un dispositif entraîne le noyau en rotation de manière que la carte se trouve dans 1 'entrefer et que ce dernier balaye sur la carte une zone où sont sus susceptibles de passer des conducteurs frauduleux. Lorsqu' un conducteur frauduleux se trouve dans T l'entrefer, le champ magnétique généré par la bobine provoque dans les conducteurs des pertes par courants de Foucault qui se traduisent par une modification de 1' impé- dance de la bobine.Un circuit de mesure détecte cette modification de T l'impédance de la bobine et active un signal d'alarme. Le détecteur de fraude magnétique susmentionné est efficace mais sa construction est complexe (nécessité de pièzes mécaniques en mouvement et d'un moteur d'entraînement), qui rend le détecteur sensible aux chocs et à l'usure. Un objet de la présente invention est de prévoir un détecteur de fraude magnétique particulièrement simple et robuste. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel détecteur qui soit particulièrement économique. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit, au lieu d'utiliser un élément magnétique mobile, d'utiliser une bobine enroulée autour d'une zone de passage de la carte. Avec cette disposition, l'impédance de la bobine est différente selon la présence ou l'absence de conducteurs frauduleux sur la carte insérée. A chaque introduction d'une carte, un système de mesure compare l'impédan de la bobine à une valeur seuil et active un signal d'alarme si le seuil est atteint. En outre, la présente invention prévoit, pour diminuer le nombre de composants discrets né necessaires à réaliser le détecteur, de réaliser un grand nombre de fonctionnalités de détection à l'aide d'un micro-contrôleur effectuant également toutes les tâches classiques à effectuer dans le lecteur. La présente invention vise plus particulièrement un lecteur de cartes à mémoire comprenant une plaque d' introduction d'une carte à mémoire et un détecteur de conducteurs frauduleux sur la carte. Le détecteur de conducteurs frauduleux comprend une bobine enroulée autour d'une zone de passage de la carte, un circuit de mesure de l'impédance de la bobine, et des moyens pour comparer l'impédan mesurée à une valeur seuil. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le circuit de mesure de l'impedan comprend un générateur fournissant un signal alternatif à la bobine, une résistance de mesure disposée en série avec la bobine et le générateur, et un redresseur de la tension apparaissant aux bornes de la résistance de mesure. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens pour comparer comprennent un microcontrôleur recevant la sortie du redresseur par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique, le microcontrôleur étant programmé pour comparer la sortie du convertisseur analogique/numérique à une valeur seuil stockée dans une mémoire. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le microcontrôleur est un microcontrôleur classiquement utilisé pour effectuer les tâches de gestion du lecteur de cartes, ce microcontrôleur intégrant également le générateur et le convertisseur analogique/numérique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, une capacité est reliée en parallèle sur la bobine, et est de valeur telle que l'ensemble de la capacité et de la bobine soit excité en résonance par p le générateur. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec la figure jointe qui représente un mode de réalisation de système de détection selon la présente invention. La figure représente une plaque d'introduction métallique 10 munie d'une fente dans laquelle a été introduite une carte à puce 12. La plaque d'introduction 10 est fixée sur une paroi d'un boîtier métallique 11 de protection du lecteur. La carte 12 comprend des plots de contact 12-1 qui, dans la position représentée, sont en contact avec des palpeurs 14 reliés à un circuit de traitement 16. Un interrupteur 18 sert à indiquer au circuit de traitement 16 que la carte 12 est dans sa position finale pour laquelle les plots 12-1 sont en contact avec les palpeurs 14. La plaque d'introduction 10 est généralement une pièce moulée relativement épaisse sur laquelle sont montés des éléments en matière plastique, non représentés, de guidage de la carte 12 et de support des palpeurs 14 et de l'interrupteur 18. Le boîtier 11 et la plaque 10 sont reliés à la terre et servent de blindage aux circuits du lecteur qui pourraient être perturbés par des influences externes. Comme le représente la figure 1, une carte frauduleuse 12 comprend des conducteurs 12-2, dont un seul est représenté, tels que des pistes conductrices ou des fils électriques, reliant des plots de contact 12-1 à un circuit électronique externe 20. Pour simuler le fonctionnement d'une puce, il faut un nombre minimum de conducteurs, de l'ordre de 2 à 5. Selon l'invention, une bobine 22 est enroulée autour d'une zone de passage de la carte 12. Cette zone se trouve, par exemple, sensiblement au niveau du centre de la carte dans sa position finale. La bobine 22 est excitée par un signal alternatif. Lorsqu'un élément conducteur est présent à l'intérieur de la bobine 22, tel qu'un fil frauduleux 12-2, l'impédanoe de la bobine 22 diminue sous l'effet de pertes par courants de Foucault qui sont induites par la bobine dans les fils 12-2. Un circuit de mesure adéquat, dont un mode de réalisation avantageux est décrit ci-après, compare l'impédan de la bobine à une valeur seuil, correspondant sensiblement à l'impédance de la bobine 22 en la présence d'une carte 12 "légale", et signale une fraude lorsque la valeur mesurée est au dessus de la valeur seuil. Dans un mode de réalisation avantageux du circuit de détection de fraude, la bobine 22 est reliée aux bornes du secondaire s d'un transformateur T. Une borne du primaire p du transformateur T est reliée à un générateur 16-1 de signal périodique par l'intermédiaire d'un condensateur Cl. L'autre borne du primaire p du transformateur T est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R1. La tension aux bornes de la résistance R1, représentative du courant de primaire du transformateur T, est fournie à un circuit de mesure 26 comprenant une diode Dl reliée entre la résistance R1 et un filtre formé par un condensateur C2 et une résistance R2 disposés en parallèle entre la cathode de la diode D1 et la masse. La tension continue recueillie aux bornes du condensateur C2 est fournie à un convertisseur analogique/ numérique 16-2. De nombreux lecteurs de cartes existants possèdent un convertisseur analogique/numérique qui pourra avantageusement aussi être utilisé selon l'invention. Avec cette configuration, la tension numérisée fournie par le convertisseur 16-2 est l'image de l'impédance présentée par le primaire p du transformateur T. Or, l'impédan du primaire du transformateur T correspond, à un facteur multiplicatif prés, à l'impédan de la charge reliée au secondaire du transformateur T, c'est-à-dire à l'impédan présentée par la bobine 22. De préférence, le rapport du nombre de spires entre le primaire et le secondaire du transformateur T est très supérieur à 1, de manière que l'impédan de la bobine 22 soit amplifiée lorsqu'elle est ramenée au primaire. Dans ce cas, le circuit de mesure 26 n' a pas besoin d'être particulièrement sensible et peut être de la constitution particulièrement simple décrite.En outre, grâce à cette amplification de l'impédanoe à à mesurer, la fréquence du générateur 16-1 peut être choisie basse (de l'ordre de 5 kHz), ce qui facilite sa réalisation. Pour améliorer la sensibilité du détecteur de fraude, on place en parallèle sur la bobine 22 une capacité C3 qui est ajustée en usine de manière que l'ensemble de la capacité C3 et de la bobine 22 soit excité par le générateur 16-1 à la fréquence de résonance. Ainsi, l'apparition de pertes par courants de Foucault à l'intérieur de la bobine 22 entraîne une nette diminution de l'impédance de de ltensemble de la bobine 22 et de la capacité C3. En outre, cette configuration permet de diminuer la consommation de courant. Le détecteur selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Lorsqu'une carte 12 est insérée dans la fente de la plaque 10, l'interrupteur 18 signale sa présence. Avant toute opération effectuée par 1 'intermédiaire de la carte, le générateur 16-2 est activé. Une tension alternative apparaît aux bornes de la résistance R1, représentative de l'impédance de la bobine 22. Cette tension est redressée et numérisée par le convertisseur 16-2. La tension numérisée est emparée à une valeur de seuil numérique stockée dans une mémoire non-volatile 16-4. Cette valeur seuil mémorisée est de préférence légèrement supérieure à la valeur que fournirait le convertisseur 16-2 en présence d'une carte légale, afin d'éviter une détection de fraude intempestive due à du bruit de fond ou au cas où les divers paramètres entrant en jeu dans la mesure varieraient au cours du temps.Si la carte insérée est une carte légale, la valeur fournie par le convertisseur 16-2 est inférieure à la valeur seuil, aucune fraude n'est signalée. Si une carte frauduleuse est insérée, la valeur fournie par le convertisseur 16-2 devient supérieure à la valeur seuil ce qui entraîne 1' acti- vation d'un signal de signalisation de fraude. Ce signal pourra interdire, de façon classique, toute transaction avec la carte insérée. Le circuit de traitement 16 est classiquement un micro-contrôleur comprenant une unité de traitement (CPU) 16-5, une mémoire morte (ROM) 16-4 contenant les données utilisées par l'unité de traitement, et notamment la valeur seuil précédemment mentionnée, une mémoire vive (ROM) 16-6 et des circuits d'interface avec l'extérieur, notamment un circuit d 'interfaoe 16-7 relié aux palpeurs 14 et à l'interrupteur 18. La mémoire ROM 16-4 contient également un programme correspondant aux diverses tâches à effectuer dans un lecteur de carte, notamment aux communications à établir entre le lecteur et la puce d'une carte. Ce programme est modifié selon l'invention, pour effectuer aussi les opérations précédemment décrites de détection de fraude. Avantageusement, le microprooesseur est aussi programmé pour effectuer un filtrage numérique, afin d'atténuer, par exemple, le bruit de fond de la valeur de mesure. Avantageusement, on choisit un micro-contrôleur 16, par exemple le micro-contrôleur fabriqué sous la dénomination 80C552 par la société Philips, qui comprend en outre le convertisseur analogique/numérique 16-2 et le générateur 16-1 nécessaires au circuit de détection selon l'invention. On réduit ainsi à un nombre minimal le nombre de composants discrets à utiliser et donc leur coût intrinsèque et leur coût de montage. Le générateur 16-1 peut aussi, étant donnée la fréquence basse à générer, être réalisé par une broche de sortie du microcontrôleur, alternativement programmée à "1" et à "0". La réalisation d'un programme permettant de mettre en oeuvre les fonctions décrites ci-dessus est à la portée de tout programmeur. De nombreuses variantes et modifications de la présente invention apparaîtront à l'homme du métier. Par exemple, on peut remplacer le redressement monoalternance (diode D1) par un redressement double alternance (pont de diodes). REVENDICATIONS 1. Lecteur de cartes à mémoire comprenant une plaque d'introduction (10) d'une carte à mémoire (12) et un détecteur de conducteurs frauduleux (12-2) sur la carte, caractérisé en ce que le détecteur de conducteurs frauduleux comprend une bobine (22) enroulée autour d'une zone de passage de la carte, un circuit de mesure de l'impédance de la bobine, et des moyens (26) pour comparer l'impédance mesurée à une valeur seuil. 2. Lecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mesure de 1 'impédanoe comprend un générateur (16-1) fournissant un signal alternatif à la bobine (22), une résistance de mesure (R1) disposée en série avec la bobine et le générateur, et un redresseur (26) de la tension apparaissant aux bornes de la résistance de mesure. 3. Lecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour comparer comprennent un microeontrôleur (16) recevant la sortie du redresseur (26) par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique/numérique (16-2), le microcontrôleur étant programmé pour comparer la sortie du convertisseur analogique/numérique à une valeur seuil stockée dans une mémoire (16-4). 4. Lecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le microcontrôleur est un microcontrôleur classiquement utilisé pour effectuer les tâches de gestion du lecteur de cartes, ce microcontrôleur intégrant également le générateur (16-1) et le convertisseur analogique/numérique (16-2). 5. Lecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une capacité (C3) est reliée en parallèle sur la bobine (22), et est de valeur telle que 1' ensemble de la capacité et de la bobine soit excité en résonance par le générateur (16-1).