Brevet FR2837305A1 — publié le 20030919

B 14037.3 DB - 1- 2837305 La prAsente invention concerne un dispositif carte puce pour transmettre par des moYens acoustiques une information numArique, par exeple un serveur distant via un tAlAphone ou le micropbone d'un micro-ordinateur ultimAdia, des fins d'authentification. On connalt divers dispositifs et en particulier des boltiers autonomes Amettant des informatioDs d'authentification par vole acoustique, diverges cartes, au format ISO ou non, incorporant des moyens de production de son, gAnAralement une pile lithium et un disque de cAramique piAzoAlectrique ou encore des lecteu mais par un modem acoustique. Ces dispositifs prAsentent chacun des inconvnients: - les boltiers autonomes n'entrent pas dans le cadre de l'industrie de la carte puce et ce titre ne bAnAficie ni des performances des outils de production (coOts, services de personnalisation, procAdures de gestion) ni du format mondialement reconnu des cartes de paiement ou de crAdit. De plus ces produits n'offrent pas de compatibilitA avec les applications pour cartes puce existantes. - les cartes au format ISO intAgrant des moyens de transmission acoustique vent dAlicates fabriquer, fragiles et coOteuses. - les lecteurs avec mcdem acoustique doivent embarquer des logiciels nAcessaires au traitement des cartes et vent de ce fait peu souples et coOteux. [eur ergonomic dutilisation n'est pas non plus facile faire adopter par un large public. Le dispositif de la prAsente invention repose sur des concepts qui remAdient aux principaux inconvAnients de ces solutions. I1 comporte en effet selon une premiAre caractAristique, une carte puce et un boltier complAmentaire se prdsentant par exemple sous la forme d'un tui dans lequel peut Atre insArAe la carte puce. Selon une deuxiAme caractArisLique du dispositif, la carte puce incorpore des moYens Alectroniques de gAnAration de signaux d' excitation d'un transducteur sonoe, le boltier complAmentaire incorpore au moins un transducteur onore et une pile nAcessaire la fourniture en Anergie Alectrique. Sans Atre une obligation pour le fonctionnement du dispositif de - 2 - 2837305 ['invention, le boitier comporte une touche d' activation qui permet de declencher ['emission sonore par le dispositif; ce declenchement pourrait aussi etre consecutif a ['insertion de la carte dans le boltier. La carte a puce et le boitier vent connectes par l'intermediaire d'un connecteur normalise pour carte a puce. En particulier, les signaux d' excitation du transducteur passent par les points de contact C4 et C8 definis mais non attribues par la norme ISO7816. L'alimentation du composant de la carte a puce est realisee par le boltier au moment de son IO insertion au moyen des contacts normalise C6 (aussi denomme VPP par la norme) et de C5 (GND). L'information d'activation de la touche est transmise au moyen du contact C2 (RST) lequel est relic a un signal d' entree de la puce avec pull-up, la tension de reference etant le contact de masse C5 (GND). Selon un avantage important de ['invention, les contacts electriques entre la carte a puce et le boltier complementaire n'alterent en rien la compatibilite de la carte a puce avec d'autres environnements et en particulier avec les usages connus des lecteurs de carte a puce normalises. Un deuxieme avantage important du dispositif de ['invention est que la carte a puce est dissociee de fait du boltier complementaire. Ainsi la fonction d' emission des informations par vole acoustique peut etre apportee seulement au moment ou elle est necessaire. Par exemple lors d'un controle dans le cadre d'une application de carte d'identite a carte a puce. L'essentiel du surcout de l' interface acoustique etant dans ['integration de la pi le et du t ransducteur, celui -ci ne se ret rouve pas repe rcute sur chaque carte emise. Une variante de ['invention consiste a equiper le boitier complementaire d' un clavier et a doter la carte a puce d' un moyen de communication supplementaire permettant de fire l'etat du clavier, c'est a dire les references des touches qui vent pressees. La detection d'un appui sur une touche du clavier est realisee, quand une carte est inseree dans le boltier, au moyen d'un circuit integre incorpore au boltier, alimente electriquement par la pile. Le circuit integre est dote d'une interface de communication permettant de signaler a la carte a puce, a ['aide d'un seul signal, tout changement d'etat du clavier, et transmettre sur demande de la carte a puce, ltetat du clavier. - 3 - 2837305 Dans ce dernier cas, le circuit intAgrA gestionnaire du clavier est esclave de la carte puce, la transmission des informations s'eftectue classiquement via un bus de communication sArie de type sYncbrone constituA d'un signal d'borloge et d'un sigDal de donnAe. ConsAcutivement la dtection d'une touche appuye, le circuit informe la carte puce d'un changement d'4tat du clavier, la carte puce peut alors dAcider de fire le nouvel Atat en adressant une commande de lecture au circuit intAgrd gestionnaire du clavier via le bus de communication sArie disponible. Le clavier pourra avantageusement Atre utilisA pour la prAsentation la carte puce d'un code secret seulement connu de l'utilisateur et utilisA par exemple en complAmeot de l'authentitication de la carte pour la vArification de l'identitA de son porteur. ['ergonomic d'utilisation du dispositif pourra avantageusement firer parti de la prAsence de moyens sonores assistant l'utilisateur dans la saisie du code en en signalant la prise en compte. [e dessins annexAs illustrent ['invention: La figure 1 reprAsente schAmatiquement et en transparence le dispositif de ['invention comprenaot la carte puce et le boitier complAmentaire dans loquel la carte vient s'insArer. La figure 2 reprAsente une variante de ce dispoSitif dans laquelle la carte puce intAgre deux microcircuits indApendants. [a figure 3 reprAsente une autre variante du dispositif dans laquelle le boltier complAmentaire est dotA d'un clavier. Selon un premier mode de ralisation particulier de l' invention reprAsentA par la figure 1: - la carte puce 10 intAgre un microcircuit comportant une interface I d'alimentation et de communication nonmalise contact. Le microcircuit [onctionne selon deux modes: un premier mode dit "esclave" quand la cate puce 10 est insArAe dans un lecteur de cartes puce et un eco?d mode dit "autonome" quand la carte est insArde dans le boltier complAmentaire lj du ]5 dispositif de ['invention. - quand le microcircuit fonctionne dans le mode esclave, l'alimentation en courant Alectrique est fournie classiquement par le lecteur de carte puce via lea points de contact C1 (VCC) et CS (GND). La communication entre le microcircuit de la carte et - 4 - 2837305 le lecteur est realisee par le signal bidirectionnel C7 (I/O), l'horloge de cadencement etant C3 (CLK). Dans ce mode de realisation, le microcircuit M est dote d'un signal de remise a zero interne, auto-genera a la mise sous tension. Le signal RST (C2) n'est done pas utilise dans le mode de fonctionnement esclave. Le fonctionnement dans ce mode, de la carte a puce 10 du dispositif de ['invention est bien connu des hommes du metier car conforme a la norme ISO7816. Ce mode est utilise en particulier pour personnaliser le microcircuit M au cours du processus de fabrication du produit. - quand le microcircuit M fonctionne dans le mode autonome, l'alimentation en courant electrique est fournie par la pile P du boitier complementaire 11 du dispositif de ['invention, via les points de contact du connecteur C correspondents a C6 (VPP pour la norme) et C5 (GND); le point de contact C6 est relic a ltentree d'alimentation VBB du microcircuit M. Le contact C2 (RST) est relic a la touche d' activation B realisant la connexion avec la masse C5 (GND) par pression du doigt; le signal correspondent du microcircuit M est appele DECL. Quand le changement d'etat logique du signal DECL est detecte par le microcircuit M, celui-ci declenche ['emission acoustique par la generation de trains de signaux d' excitation du transducteur sonore T. Ces signaux, generes par le microcircuit et appeles T1 et T2, vent transmis au transducteur sonore T via les points de contact du connecteur C correspondents a C4 et C8. - le son produit par le microcircuit M est porteur d'une information numerique destinee par exemple a l'authentification de la carte. Il est demodule par des moyens de traitement du signal qui transforment le signal sonore analogique en information numerique. Selon un deuxieme mode de real isat ion particul ier de ['invention represente par la figure 2: - le boitier complementaire du dispositif de l' invention reste identique a celui decrit dans le premier mode de realisation, - la carte a puce 12 reprend les principes enonces pour le premier mode de realisation. Wile integre en outre un second microcircuit pour carte a puce connecte a l' interface I de communication et d'alimentation. Les microcircuits classiques pour - 5 - 2837305 cartes a puce, par exemple ceux des cartes bancaires, utilisent essentiellement 5 des 8 points de ['interface definie par la norme: Cl (VCC), C2 (RST), C3 (CLK), C5 (GND) et C7 (I/O); leur protocole de communication avec les lecteurs est de type asynchrone. - la connexion des deux circuits dans ce mode de realisation de l' invention est effectuee en parallele sur ['interface I. Le dispositif de l' invention le permet car: - VCC et GND vent commune aux microcircuits M et M2. Compte tenu des faibles consommations electriques des composants electroniques, cela ne pose pas de probleme du cote du lecteur qui lui est tenu par la norme d'etre capable de fournir des courants tres largement superieurs a coux consommes par les deux microcircuits, - les microcircuits des cartes a puce d'anjourd'hui n'utilisent plus le signal C6 autrefois utilise comme tension de programmation pour des technologies de memoire devenues obsoletes. Selon une procedure normalisee, les lecteurs vent tenus de maintenir ce signal a O volt a la demande de la carte. Le microcircuit M realisant la modulation acoustique peut done occuper sans causer de perturbation le contact C6 pour son alimentation dans le mode autonome decrit dans le precedent mode de realisation, - le cohabitation des signaux C2 (RST), C3 (CLK) et C7 (I/O) ne pose pas de problemes car il s'agit ou bien de signaux d' entrees ou bien de signaux soumis a l' usage de resistances de pull-up interne permettant la mise en parallele. D'autre part, les protocoles de communication etant differents (synchrone / asynchrone), la communication d'un lecteur avec un microcircuit particulier sera ignoree par l'autre microcircuit et viceversa, - les points de contacts C4 et C8 ntetant pas attribues par la norme dans le cas des microcircuits de type asynchrone, ils vent libres d'utilisation par le microcircuit M. Ce mode de realisation de ['invention est utile pour aj outer une application complementaire, la capacite de transmettre par des informations par vole acoustique, a une carte deja diffusee sans cette capacite. Par exemple, on peut ajouter la fonction - 6 - 2837305 d'authentification de la carte par reconnaissance de la sequence acoustique par un serveur a une carte bancaire deja equipee d'une puce. Selon un troisieme mode de realisation particulier de ['invention non illustre: - le boltier complementaire du dispositif de lrinvention reste identique a celui decrit dans les deux premier modes de real i s ati on, la carte a puce reprend globalement les principes enonces pour l es deux premie rs modes de real i sation mais el le integre un unique microcircuit pour carte a puce connecte a l' interface de communication et d'alimentation. Ce microcircuit correspond a la fusion en un senl des deux microcircuits M et M2 du deuxieme mode de realisation. Sel on un quatrieme mode de real i s at ion parti cul ie r de l' invention illustre par la figure 3: - le boitier complementaire integre un clavier K et circuit integre G gestionnaire de ce clavier. Loraque la carte a puce 13 est inseree dans le boltier complementaire 14, si une touche du clavier K est pressee, alors le circuit integre G detecte ce changement d'etat du clavier et en informe la carte a puce en activant le signal correspondent au point C2 de l' interface I. Des lors, la carte a puce 13 peut lancer une procedure de lecture de l'etat du clavier par le bus de communication constitue des signaux CLK et I/O connectes au circuit integre G par les point C3 et C7 de l' interface I. - le clavier peut en particulier comporter lO touches correspondent aux lO chiffre et une onzieme touche correspondent a la commande de declenchement de ltemission sonore. Dans chacun des modes de realisation, la mise en uvre industrielle du dispositif consiste d'une part en la fabrication d'une carte a puce standard dont le micromodule incorpore le ou les microcircuits decrits et d'autre part en la realisation d'un boltier complementaire comportant une fente d' insertion pour carte a puce. Ce boltier incorpore une pile, un transducteur sonore et une touche d' activation et peut prendre la forme d'un objet dont - 7 - 2837305 les dimensions approximatives vent 60 millimetres de long, 30 millimetres de large et 7 millimetres d'epaisseur. Le bottler pent en outre etre dote d'un systems d'accrochage afin d'etre utilise en porte-cles. - 8 - 2837305 REVENDICATIONS l) Dispositif pour transmettre des informations par des moyens acoustiques, caracterise en ce qu'il est constitue d'une carte a puce (l0) au format normalise incorporant des moyens electroniques de generation de signaux d' excitation directe d'un transducteur sonore et d'un boitier complementaire autonome (ll) incorporant au moins un connecteur pour carte a puce (C), un transducteur sonore (T) et une pile electrique (P) dans lequel s'insere la carte a puce, fournissant l'energie electrique au microcircuit de la carte a puce et recevant de lui les signaux d' excitation du transducteur. 2) Dispositif selon la revendication l caracterise en ce que les signaux electriques d' excitation du transducteur sortant du microcircuit de la carte a puce correspondent aux points de contact C4 et C8 definis par la norme ISO7816. 3) Dispositif selon la revendication l caracterise en ce que le boitier complementaire (ll) comporte une touche d' activation (B). 4) Dispositif selon la revendication l caracterise en ce que le boitier complementaire incorpore un clavier et un circuit integre gestionnaire de ce clavier, esclave du microcircuit de la carte a puce.