Brevet FR2724748A1 — publié le 19960322

SYSTEME DE GESTION SECURISE POUR MACHINES DE JEUX EQUIPEES D'UN VALIDATEUR DU TYPE LECTEUR DE CARTES A PUCE. L'invention concerne un système de gestion sécurisé pour machines de jeux équipées d'un validateur du type lecteur de cartes à puce offrant la possibilité aux joueurs de jouer avec des cartes à puce tout en assurant une sécurité dans le transfert des informations à travers le système. Dans les casinos et en règle générale dans les salles de jeux, on a utilisé jusqu'à présent des machines de jeux fonctionnant avec des pièces de monnaie ou avec des jetons que l'utilisateur achète à la caisse. Une machine de jeux courante 100 se présente comme celle de la figure 1. Elle comporte un corps ou carrosserie 101 muni d'une fenêtre 102 ou d'un écran d'affichage permettant de présenter à l'utilisateur les paramètres du jeu. La machine peut comporter un bras 103 ou un bouton de commande non représenté permettant de lancer la partie Par exemple, cette commande permet de faire défiler des symboles sur l'écran. La partie est gagnée si les symboles forment une combinaison gagnante et, elle est perdue dans le cas inverse. Pour pouvoir lancer la partie, le joueur doit mettre dans un monnayeur 104 un ou plusieurs jetons 105. Lorsque la partie est gagnée, une trémie 106 libère un certain nombre de jetons, correspondant selon les règles du jeu par exemple à n fois la mise. Les jetons sont actuellement le plus souvent des jetons métalliques qui peuvent être de couleurs et de diamètres différents correspondant à des valeurs faciales différentes. Ils peuvent également être en matériaux de natures différentes. Pour que le monnayeur 104 puisse les distinguer entre eux, il faut alors utiliser la signature magnétique donnée par les matériaux de natures différentes et/ou les dimensions différentes. On utilise encore parfois la pratique ancienne consistant à utiliser des pièces de monnaie à la place de jetons. Outre les éventuelles tentatives de fraudes, l'usage de jetons n'est pas pratique. Il nécessite la présence d'un personnel relativement important dans une caisse centrale, et des opérations de comptabilité sources d'erreurs, voire de fraudes. En outre, l'usage des jetons ralentit l'utilisation de la machine et limite le montant des mises possibles. C'est pourquoi, on voit en association avec l'usage des jetons, un système plus moderne permettant ne pas bouleverser les habitudes des joueurs et de préserver certains aspects conviviaux de la machine. Ce système plus moderne repose sur l'usage de cartes telles que des cartes à puce. La machine de jeux est alors équipée d'un lecteur de carte apte à lire un solde débiteur ou créditeur qui a été enregistré sur la carte d'un joueur au moment où on lui a remis des jetons de jeux correspondant à ce solde. Puis, au fur et à mesure des parties engagées au moyen des jetons, le lecteur-enregistreur est apte à débiter ou créditer ce solde selon que le joueur a gagné ou perdu les parties engagées. Cependant, même si la fraude est considérablement limitée et la comptabilité simplifiée grâce à l'emploi de cartes à puce, il est tout de même nécessaire de concevoir un nouveau système de gestion adapté à des machines telle que celle qui vient d'être décrite maisaussi à des machines comportant un monnayeur à carte à puce qui permet d'engager des parties avec une carte à puce, et qui apporte toute la sécurité requise lors des transferts d'information entre les différents organes du système. Une machine à monnayeur à carte a été conçue par la demanderesse. Dans cette machine le monnayeur est apte à émettre et à recevoir les mêmes signaux que ceux qui transitent habituellement entre la machine et la trémie lorsqu'un joueur joue avec des pièces ou des jetons. Le monnayeur comporte pour cela des boutons de mise (minimale ou maximale) pour déclencher une partie et une interface capable de recevoir et d'envoyer des signaux de fonctionnement de/à la machine. Les signaux de fonctionnement pour la machine sont obtenus par instructions de commande d'un microprocesseur placé dans le monnayeur. Les signaux issus de la machine sont pris en compte par le microprocesseur pour mettre à jour la carte du joueur. Une machine possédant un monnayeur de ce type a été décrit dans la demande de brevet européen, déposée le 18 octobre 1993 sous le numéro 93 420560.2. Le système de gestion doit prendre en compte le fonctionnement de telles machines qui diffère des machines connues à ce jour de part l'électronique qui vient d'être décrite. Le système doit également tenir compte du fait que l'on peut délivrer au joueur pour jouer sur une telle machine, une carte lui appartenant provisoirement et dans laquelle on charge des unités de paiement. Ainsi, le système de gestion doit prendre en compte cette diversité de moyens de paiement tout en garantissant une sécurité contre la fraude. La présente invention permet d'apporter une solution à ce problème. L'invention concerne donc un système de gestion pour machines de jeux équipées d'un validateur de type lecteur de cartes, principalement caractérisé en ce que - le validateur lecteur de carte à puce est apte à mémoriser toutes les transactions effectuées sur les cartes de joueurs pendant les parties de jeux, et en ce que le système comprend en outre - des moyens pour opérer un chargement d'unités dans les cartes de joueurs, aux quelles on associe un certificat d'authentification; - des moyens d'habilitation pour autoriser le démarrage des moyens de chargement qu'après déroulement d'une procédure d'authentification, - des moyens pour traiter l'ensemble des transactions mémorisées par le validateur et par les moyens de chargement;; - des moyens de collecte des informations mémorisées par le validateur lecteur de carte et par les moyens de chargement, la collecte se faisant après une procédure d'authentification. La description qui va suivre, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, est faite en regard de dessins sur lesquels - la figure 1, représente une machine de jeux selon l'état de la technique; - la figure 2, représente un système de gestion selon l'invention; - la figure 3, représente le schéma de réalisation d'un validateur du type lecteur de carte conformément à l'invention; - la figure 4, représente le schéma de réalisation d'un dispositif d'enregistrement de cartes à puce conformément à l'invention; - la figure 5, représente de façon schématique le contenu d'une carte de joueur selon l'invention; - la figure 6, représente de façon schématique le contenu d'une carte d'habilitation selon l'invention. Le système de gestion de machine de jeux repose conformément à l'invention sur l'utilisation de machines de jeux équipées d'un système appelé validateur dans les machines de jeux qui permet à un joueur d'engager des parties et éventuellement de récupérer des gains. Selon l'invention, le validateur est un validateur de type lecteur de cartes à puce, assurant par conséquent à la fois les fonctions d'un lecteur de cartes à puce et en même temps d'interface avec la machine de jeux permettant ainsi de débiter la carte à puce selon les mises en jeux et éventuellement de créditer cette carte lorsque le joueur perçoit des gains. Les détails du validateur seront donnés plus amplement dans la suite de la description. Le système de gestion selon l'invention comporte donc un ensemble de machines telles que représentées sur la figure 2 et portant la référence 200. Ces machines sont équipées d'un validateur de type lecteur cartes à puce 210 comportant un écran d'affichage 211, une fente d'introduction de la carte à puce 212, un bouton d'éjection de la carte 213 et, selon les machines, un ou plusieurs boutons de mise en jeu 214 et 215 qui correspondent dans ce cas à une mise en jeux maximale et à une mise en jeux minimale. Les joueurs peuvent se procurer des cartes de joueur CJ à la caisse qui dispose pour cela d'un stock de cartes et qui dispose également d'un appareil 300 permettant de charger des unités dans les cartes pour un montant désiré. Cet appareil 300 permet en outre de calculer un certificat, propre à chaque carte joueur, à partir notamment d'une clé choisie par l'exploitant du système de gestion. Le système de gestion comporte en outre une unité principale de traitement 400 qui permet, à partir de toutes les informations récoltées auprès de chaque dispositif d'enregistrement et de chaque machine de jeux, de réaliser un contrôle de la gestion en vue de faire des statistiques et également de détecter des éventuels mauvais fonctionnements de certaines cartes ou de certaines machines. Cette unité de traitement 400 est reliée à un lecteur de cartes à puce 410, car la collecte conformément à l'invention est réalisée en toute sécurité au moyen d'une carte à puce de collecte CC qui permet de transférer des informations mémorisées par les dispositifs d'enregistrement 300 et par les validateurs-lecteurs 210. Ce transfert d'informations se fait donc de façon sécurisée par la carte. Pour cela, une procédure d'authentification est mise en oeuvre lorsque la carte est introduite dans le dispositif d'enregistrement avant tout transfert d'informations de ce dispositif vers la carte. Un telle procédure est également mise en oeuvre lors du transfert d'informations du validateurlecteur vers cette carte et aussi au moment du transfert des informations de la carte vers l'unité de traitement 400 à travers le lecteur de carte 410. Par ailleurs, la sécurité du système de gestion est renforcée par un verrouillage des dispositifs d'enregistrement. En effet, ces dispositifs ne peuvent être soumis à un démarrage que par l'intermédiaire d'une carte à puce d'habilitation CH. Cette carte à puce utilise pour cela une procédure d'authentification à clé secrète. Cette carte permet en outre de paramétrer les machines de jeux lors de l'initialisation des machines. L'unité de traitement 400 pourra être réalisée par exemple par un ordinateur de type PC ou compatible qui pourra disposer dans sa mémoire de logiciels de gestion de parc de machines et d'aide à la gestion de stock de cartes, logiciel de gestion que l'on trouve couramment sur le marché. Cet ordinateur pourra en outre comporter l'ensemble des numéros de série des cartes de joueurs distribuées, de même qu'il permettra à l'exploitant d rentrer les codes secrets utilisés ensuite pour le calcul des certificats et la mise en oeuvre des algorithmes à clé secrète. On a représenté sur la figure 3 le contenu d'un validateur de type lecteur de cartes à puce conforme à l'invention. Le validateur permet de réaliser des mises au moyen des cartes, il simule pour cela une mise par jetons vers la machine et débite la carte du joueur. Il permet de restituer des gains dans la carte en détournant l'ordre "jetons rendus" de la machine et, en créditant la carte. Ce dispositif comprend essentiellement une unité centrale tel qu'un microprocesseur 211 qui gère l'ensemble des opérations. Ce microprocesseur est réuni par un bus à une mémoire de programme 216 de type EPROM par exemple, à une deuxième mémoire 217 de type EEPROM par exemple qui permet de mémoriser un certain nombre de paramètres qui sont amenés à évoluer tel que le solde du joueur. Le microprocesseur est également relié à une troisième mémoire 218 de type RAM servant de mémoire vive pour l'exécution du programme du microprocesseur. La mémoire 217 est destinée à enregistrer le montant d'argent mis en jeu et le solde du joueur qui évolue constamment tout au long des parties de jeux exécutées par ce joueur. C'est dans cette mémoire également que pourra être enregistré le calcul du nouveau certificat délivré au joueur pour pouvoir l'enregistrer dans la carte du joueur lorsque ce dernier désirera arrêter le jeu. Le microprocesseur est relié à un circuit RTC (Real Time Clock) horloge temps réel et à un module de sécurité qui comprend un algorithme de diversification de type DES ou RSA. Le bus est également relié à un afficheur 211 qui permet d'afficher en particulier les sommes jouées, les gains obtenus et les sommes restantes. Ce bus est relié à l'interface de lecture/écriture 219 destiné à transférer les informations de/vers la carte du joueur et éventuellement de/vers des cartes destinées au personnel pour intervenir par exemple sur les paramètres du système de paiement (notamment la valeur associée au bouton minimum et maximum). Enfin, le bus est relié à un certain nombre de boutons de commande, ici trois boutons, un bouton 213 de commande d'éjection de la carte, un bouton 214 et un bouton 215. Ces deux boutons servent à miser; le premier correspond par exemple à la mise minimale et, le deuxième à la mise maximale. On peut trouver enfin dans le lecteur un certain nombre d'interfaces destinées à le connecter avec l'extérieur.Dans cet exemple de réalisation on a une interface 219 destinée à relier le lecteur à la machine de jeu. L'interface 219 permet de décoder les instructions apparaissant sur le bus et destinées à la machine de jeux. L'interface physique 220 destinée à être connectée à la machine de jeux se présente sous la forme d'un connecteur comportant un ensemble de broches permettant d'émettre et de recevoir les signaux vers/de la machine de jeux. Les signaux apparaissant sur ce connecteur 220 seront déterminés par des instructions circulant sur le bus du lecteur et décodés par l'interface 219. Ces instructions seront elles-mêmes déterminées par le programme de fonctionnement implanté dans la mémoire de programme 216. Le programme et l'interface comprenant le connecteur 220 sont adaptés au type de machine utilisé. Dans l'exemple de réalisation décrit, la machine répond aux spécifications des machines existant actuellement sur le marché. La figure 4 représente le contenu d'un dispositif d'enregistrement des cartes de joueurs conforme à l'invention. Ce dispositif comprend essentiellement une unité centrale de traitement tel qu'un microprocesseur 301 apte à mettre en oeuvre les programmes de fonctionnement du dispositif enregistrés dans une mémoire non volatile de type ROM ou EPROM 302. Ce programme comporte notamment un programme permettant de mettre en oeuvre une procédure d'authentification à l'aide d'un algorithme à clé secrète de type DES. Il comporte en outre un programme d'application consistant à réaliser toutes les opérations de lecture et d'écriture dans les cartes et de mémorisation de données relatives aux transactions effectuées sur ces cartes. Le microprocesseur est également relié par un bus à une mémoire réinscriptible électriquement de type EEPROM 303. Cette mémoire permet en particulier de mémoriser des transactions opérées sur les cartes, à savoir de mémoriser les sommes créditées sur chacune des cartes CJl, CJ2, CJn et, lorsqu'un joueur désire percevoir les gains qu'il a réalisés, à mémoriser les sommes correspondant à ces gains restitués. Cette mémoire comporte en outre une zone dans laquelle sont mémorisées des données de contrôle correspondant par exemple à une liste noire (liste de cartes volées ou de fausses cartes). Le dispositif comporte en outre une mémoire 304 de type RAM servant de mémoire vive pour l'exécution du programme du microprocesseur. Le bus est également relié à un afficheur 305 qui permet d'afficher en particulier la somme enregistrée dans une carte, les gains obtenus et les sommes restantes dans le cas où le joueur désire récupérer ses gains. Le dispositif comporte en outre comme le validateur, une interface 306 de lecture/écriture destinée à transférer les informations de/vers la carte du joueur et de/vers les cartes de collecte CC et d'habilitation CH. C'est ce dispositif qui va calculer un certificat initial pour chaque carte de joueur. Le calcul du certificat pourra être fait en appliquant un algorithme à clé secrète de type DES sur des données caractéristiques de chaque carte. En particulier, on pourra appliquer un algorithme DES utilisant comme clé secrète K une donnée formée par un code X1 choisi par l'exploitant, un code Y1 choisi par le fabricant, et le numéro de série N mémorisé dans la carte. La donnée codée pourra être formée par le solde. initial et le contenu du compteur d'interactions. Ce compteur renseigne sur le nombre d'opérations effectuées avec la carte. Le solde initial correspond au montant enregistré sous forme d'unités dans la carte lorsque cette carte est délivrée au joueur. Ce certificat initial va servir de signature dans la procédure d'authentification qui sera opérée lorsque le joueur introduira sa carte dans le validateur de la machine de jeux. A la fin du jeu ou plus exactement lorsque le joueur voudra retirer sa carte, un nouveau calcul de certificat va être effectué par le validateur lecteur à partir de la même clé secrète mais, avec les nouvelles données, c'est dire avec le nouveau contenu COM du compteur et le nouveau solde S de la carte. On peut se reporter maintenant au schéma des figures 5, 6 et 7. La figure 5 représente le contenu d'une carte de joueur. Cette carte comporte une mémoire qui comprend une zone non volatile de type EPROM contenant les données permanentes stockées sur la carte, à savoir par exemple le code exploitant X1, le code de fabricant Y1 et le numéro de série de la carte N. Comme cela a déjà été dit, ces codes sont choisis par l'exploitant et par le fabricant pour définir la clé secrète K qui va servir comme on vient de l'expliquer au calcul d'un certificat C. Ce certificat évolue ensuite au fur et à mesure de l'utilisation de la carte et sert avant toute utilisation, de signature lors de la procédure d'authentification qui est réalisée entre le validateur lecteur de carte et la carte du joueur. Cette carte comporte en outre une zone contenant des cellules mémoire électriquement effaçables par exemple de type EEPROM. La zone contient donc la valeur initiale du certificat C chargée à la remise de la carte au joueur, valeur qui est effacée et réinscrite à chaque nouvelle valeur de certificat. Cette partie de mémoire comporte en outre un compteur d'interactions dont le contenu renseigne sur le nombre d'opérations effectuées avec la carte depuis le début de la vie de la carte. L'indication de comptage ne peut ni se remettre à zéro, ni se décrémenter. Et enfin, la carte comporte une zone correspondant au solde S des joueurs. La figure 6 représente le contenu d'une carte de collecte. Cette carte comporte une unité centrale de traitement de type microprocesseur 1, reliée à une horloge temps réel RTC ainsi que des moyens de mémorisation de grande capacité par exemple 16 ou 24 Koctets. Elle comporte par exemple une mémoire non volatile de type ROM ou EPROM 10 et une mémoire non volatile réinscriptible EEPROM 11. La mémoire 10 comporte un programme de mise en oeuvre d'un algorithme à clé secrète de type DES permettant de réaliser la procédure d'authentification comme on l'a déjà décrit et un programme d'application permettant de réaliser des lectures et écritures en temps réel sur les organes 200 et 300.Ce programme permet en effet d'aller lire les informations contenues dans la mémoire 303 du dispositif d'enregistrement pour les inscrire dans la mémoire 11 de la carte de collecte, ces informations correspondant à toutes les transactions réalisées par chaque carte CJ1, CJ2 à CJn. Le programme d'application va permettre ensuite de transférer les informations mémorisées de la mémoire 11 vers le lecteur 410 pour les transmettre à l'unité centrale de traitement 400. La collecte de ces informations se fait après avoir mis en oeuvre une procédure d'authentification fournissant une signature, obtenue en appliquant un algorithme DES utilisant comme clé la clé secrète K à une donnée permanente de type numéro de série NO de la carte de collecte. La figure 7 représente le contenu d'une carte d'habilitation CH. Cette carte est de même type que celle de la carte de collecte. Elle comporte une unité centrale de traitement de type microprocesseur 2, une mémoire non volatile de type ROM ou EPROM contenant un programme de mise en oeuvre d'une procédure d'authentification utilisant par exemple un algorithme à clé secrète DES et un programme d'application de cette carte d'habilitation. Cette carte comporte en outre une mémoire non volatile réinscriptible électriquement de type EEPROM 21. La mémoire 21 comporte un fichier de paramètres permettant de paramétrer le dispositif d'enregistrement et le validateur lecteur de cartes. Ce fichier pourra comporter par exemple comme paramètre les valeurs associées aux boutons de mise minimale et de mise maximale et un numéro affecté à chaque machine de jeux. Le programme d'application de la carte va permettre d'effectuer des lectures et écritures dans cette mémoire 21. Cette carte d'habilitation est utilisée pour lancer le démarrage des postes d'enregistrement des cartes à puce après authentification. La procédure d'authentification mise en oeuvre utilise une clé secrète KH, obtenue à partir d'un code X2 choisi par l'exploitant et d'un code Y2 choisi par le fabricant. La clé de codage est appliquée à une donnée résidente qui peut être par exemple le numéro de série NH de la carte d'habilitation CH. La mise en oeuvre du programme d'authentification permet d'échanger des signatures avec le dispositif d'enregistrement et dans le cas où il y a authentification réciproque, d'autoriser le démarrage de ce dispositif. On pourra prendre, pour les cartes joueur des mémoires rechargeables, telle que décrite dans la demande de brevet européen, déposée par la demanderesse sous le N" 90 400027.0, publiée sous le numéro 0 378 454. On pourra prendre également une carte telle que décrite dans la demande de brevet européen, déposée par la demanderesse sous le numéro 90 402846.1, publiée sous le numéro 0 423 035. On pourra prendre, pour la carte de collecte, une carte à microprocesseur et horloge interne temps réel possédant une grande capacité mémoire (16 ou 24 Koctets) telle que l'on peut trouver sur le marché. La mémoire utilisée pourra être une mémoire flash EpROM. REVENDICATIONS 1. Système de gestion pour machines de jeux équipées d'un validateur de type lecteur de cartes, caractérisé en ce que - le validateur lecteur de carte (210) est apte à mémoriser toutes les transactions effectuées sur les cartes joueur pendant les parties de jeux; et en ce que le système comporte en outre - des moyens (300) pour opérer un chargement d'unités dans les cartes de joueurs auquel on associe un certificat d'authentification; - des moyens d'habilitation (CH) pour autoriser le démarrage des moyens de chargement qu'après déroulement d'une procédure d'authentification, - des moyens pour traiter l'ensemble des transactions mémorisées par le validateur et par les moyens de chargement afin de détecter des mauvais fonctionnements;; - des moyens de collecte (CC) des informations mémorisées par le validateur lecteur de carte et par les moyens de chargement, la collecte se faisant à travers une procédure d'authentification. 2. Système de gestion pour machines de jeux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chargement (300) sont réalisés par un lecteur/enregistreur de cartes à puce comprenant un microprocesseur (301) et au moins une mémoire non volatile de programme (302); la mémoire de programme comportant un programme permettant de mettre en oeuvre une procédure d'authentification réciproque avec les moyens d'habilitation (CH), le démarrage des moyens de chargement étant soumis à autorisation par cette procédure. 3. Système de gestion pour machines de jeux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens chargement (300) comportent également au moins une mémoire réinscriptible électriquement pour mémoriser les informations correspondant au crédit initial opéré sur une carte et au débit final opéré sur cette même carte dans le cas de la remise de gains. 4. Système de gestion pour machines de jeux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de collecte (CC) sont réalisés par une carte à puce comprenant un microprocesseur (1), une mémoire non volatile de programme (10) associée comportant un programme permettant de mettre en oeuvre un algorithme d'authentification à clé secrète et une mémoire réinscriptible électriquement (11) pour mémoriser les transactions collectées à partir des moyens de chargement et à partir des validateurs en vue de les transférer aux moyens de traitement et, de mémoriser des fichiers de données de contrôle pour les transférer dans les moyens de chargement et dans les validateurs. 5. Système de gestion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'habilitation (CH) sont réalisés par une carte à puce comprenant un microprocesseur (2), une mémoire non volatile de programme (20) contenant un programme permettant de mettre en oeuvre un algorithme d'authentification à clé secrète et une mémoire réinscriptible électriquement (21) pour mémoriser un fichier de paramétrage des machines de jeux, initialisé par les moyens de traitement et mis à jour par chaque machine.