Brevet FR2859805A1 — publié le 20050318

La présente invention concerne, notamment, un papier sécurisé comportant une couche fibreuse et une puce électronique intégrée à cette couche fibreuse. On connaît par la demande internationale WO 03/015016 du déposant un tel papier sécurisé. Il existe un besoin pour améliorer la sécurité d'un tel papier sécurisé, par exemple afin de rendre impossible une copie des données que la puce contient. L'invention a ainsi pour objet un papier sécurisé, caractérisé par le fait qu'il comporte: au moins une couche fibreuse, au moins une puce électronique intégrée à la couche fibreuse, la puce comprenant une mémoire dans laquelle est mémorisée au moins une première clé, encore appelée clé diversifiée, servant à l'authentification du papier sécurisé, la puce étant agencée pour altérer, notamment effacer, la première clé en cas de tentative d'accès forcé à la puce, de manière à rendre impossible l'authentification ultérieure du papier sécurisé. L'expression puce électronique désigne tout type de composants électroniques à circuit intégré, tels qu'un microprocesseur ou une mémoire. On entend par "tentative d'accès forcé à la puce" une tentative de lecture de données protégées contenues dans celle-ci, par un dispositif de lecture externe à la puce. Grâce à l'invention, la première clé étant altérée en cas de tentative d'accès forcé à la puce, même une copie de certaines données contenues dans la puce ne suffit pas à fabriquer une copie conforme du papier sécurisé. En l'absence de la première clé, la copie ne pourra pas être authentifiée. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la mémoire comporte une première zone apte à mémoriser des données sans aucune possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe à la puce, et la première clé est mémorisée dans cette première zone. La mémoire peut comporter une deuxième zone apte à mémoriser des données avec une possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe à la puce et 30 un identifiant associé au papier peut être mémorisé dans cette deuxième zone. De préférence, la première clé est générée par cryptage de l'identifiant précité en utilisant une deuxième clé, encore appelée clé maîtresse, à l'aide d'un premier algorithme, encore appelé algorithme de diversification. De préférence, les première et deuxième zones de mémoire mémorisent des données sans possibilité de les modifier. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la puce contient un programme agencé pour exécuter un deuxième algorithme, encore appelé algorithme d'authentification, cet algorithme permettant de générer une réponse par cryptage d'un nombre aléatoire émis par un dispositif d'authentification et reçu par la puce, en utilisant la première clé. Autrement dit, l'authentification du papier sécurisé s'effectue à l'aide d'une réponse qui peut changer d'une opération d'authentification à l'autre, du fait du cryptage à chaque fois d'un nombre aléatoire. Ainsi, on évite, pour l'authentification, d'avoir à transmettre directement des données protégées, ce qui permet de rendre impossible une copie de ces données protégées. De préférence, la puce comporte une antenne permettant une transmission de données sans contact. Cette antenne est avantageusement réalisée par gravure sur un support, notamment en silicium, de la puce. Le papier peut comporter une antenne de couplage distincte de l'antenne de la puce, couplée de manière inductive à celle-ci, sans contact physique entre ces antennes. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la puce est intégrée à la couche fibreuse sans surépaisseur. La puce peut être fixée sur un support flexible de forme allongée et ce support 25 peut être revêtu d'un vernis thermoscellable sur ses deux faces. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le support s'étend entre deux bords opposés de l'article. Le papier sécurisé peut comporter un élément d'authentification distinct de la puce et choisi par exemple parmi: des composés magnétiques, optiquement variables, notamment selon l'angle d'observation, opaques ou visibles en transmission, des composés luminescents ou fluorescents sous lumière visible, ultraviolette ou infrarouge, notamment le proche infrarouge, des biomarqueurs, cette liste n'étant pas limitative. Le papier sécurisé peut constituer un billet de banque. Le papier sécurisé peut, d'une manière générale, constituer tout document de sécurité, tel qu'un passeport, une étiquette, un ticket, un bon, un support de paiement, une enveloppe, une protection de marque, un document de traçabilité, d'authenticité, ou d'identité. L'invention a encore pour objet un dispositif d'authentification d'un papier sécurisé, comportant: - une antenne servant à l'échange de données avec la puce du papier sécurisé, - un premier circuit agencé pour permettre de générer une première réponse en fonction d'un identifiant émis par la puce du papier sécurisé et comparer cette première réponse à une deuxième réponse émise par la puce du papier sécurisé, en vue d'authentifier le papier sécurisé. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif 15 d'authentification comporte un deuxième circuit agencé pour lire l'identifiant du papier sécurisé et générer un nombre aléatoire. Le premier circuit peut contenir une deuxième clé, encore appelée clé maîtresse, et un programme agencé pour exécuter un premier algorithme, encore appelé algorithme de diversification, cet algorithme permettant de générer une première clé, encore appelée clé diversifiée, par cryptage de l'identifiant émis par la puce du papier sécurisé, en utilisant la deuxième clé, ce premier algorithme et cette deuxième clé étant identiques respectivement au premier algorithme et la deuxième clé ayant servi à générer la première clé de la puce du papier sécurisé. Le premier circuit peut comporter une mémoire avec une zone mémorisant des données sans possibilité de lecture par un dispositif de lecture externe au dispositif d'authentification, cette mémoire contenant la deuxième clé. De préférence, le premier circuit comporte un programme agencé pour exécuter un deuxième algorithme, encore appelé algorithme d'authentification, identique à celui utilisé par la puce du papier sécurisé et permettant de générer une première réponse par cryptage d'un nombre aléatoire en utilisant la première clé. Ainsi, le premier circuit, en comparant la première réponse et une deuxième réponse émise par la puce, peut déterminer si le papier sécurisé est authentique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, un papier sécurisé conforme à l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, en coupe transversale, le papier sécurisé de la figure 1, - la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une puce intégrée au papier sécurisé de la figure 1, - la figure 4 est un schéma en blocs partiel de la puce de la figure 3, la figure 5 est un schéma en blocs partiel d'un dispositif d'authentification conforme à l'invention, et - les figures 6 à 8 illustrent schématiquement différentes opérations de cryptage et d'authentification avec un papier sécurisé et un dispositif d'authentification selon l'invention. On a représenté à la figure 1 un papier sécurisé 1 conforme à l'invention, constituant un billet de banque. Ce papier sécurisé 1 comporte une couche fibreuse 2 à laquelle est intégrée une puce électronique 3 portée par un support 4 de forme allongée, comme illustré notamment sur la figure 2. Le support 4 s'étend entre deux bords opposés 5 du papier sécurisé 1. Le papier sécurisé 1 est fabriqué de la manière suivante. La couche fibreuse 2 est obtenue dans une machine comprenant une cuve contenant une suspension de fibres dans laquelle est partiellement immergé un cylindre de toile rotatif définissant une surface au contact de laquelle se forme en continu la couche fibreuse 2. On incorpore dans la couche fibreuse 2, lors de sa formation, un support allongé 4 constitué par une bande, portant sur une face une pluralité de puces électroniques 3 disposées à intervalles réguliers. La bande 4 ou fil présente une largeur relativement faible, notamment comprise entre 1 et 10 mm, entre 2 et 4 mm par exemple. La bande 4 est obtenue de la manière suivante. Les puces électroniques 3 sont collées au moyen d'une colle époxy, cyanoacrylate ou isocyanate sur un film en polyester ayant, par exemple, une épaisseur comprise entre 12 et 80 m, notamment entre 12 et 40 m. On dépose éventuellement un vernis thermoscellable pour renforcer l'adhésion 5 dans la couche fibreuse 2. On peut utiliser un vernis qui devient actif à une température comprise, par exemple, entre 70 et 130 C. La puce 3 peut être complètement noyée dans la masse de la couche fibreuse 2 de sorte que la puce 3 n'est pas détectable visuellement ou au toucher et ne crée pas de 10 surépaisseur. En variante, la puce 3 peut être seulement partiellement noyée dans la masse de la couche fibreuse 2. La puce 3 peut, dans un exemple de mise en oeuvre non représenté, être disposée dans une cavité de la couche fibreuse. Une couche fibreuse, non représentée, autre que celle 2 à laquelle la puce électronique 3 est intégrée peut éventuellement être assemblée avec cette dernière. On pourra se référer à la demande internationale WO 03/015016 du déposant en ce qui concerne le procédé de fabrication d'un tel papier sécurisé 1. Comme on peut le voir sur la figure 3, la puce 3 comporte une antenne 7 20 permettant une transmission de données sans contact, laquelle antenne 7 est réalisée par gravure sur un support en silicium 8 de la puce 3. Cette antenne 7 peut être couplée à une antenne de couplage, non représentée, de manière inductive, sans contact physique entre ces antennes, permettant d'augmenter la portée d'échange de données. Cette antenne de couplage peut être réalisée sur la couche fibreuse 2 par impression ou laminage par exemple. L'antenne de couplage peut, en variante, être réalisée sur un substrat différent de la couche fibreuse 2, laquelle est laminée avec cette dernière. L'antenne de couplage peut, encore en variante, être réalisée sur la bande 4, par 30 exemple par gravure d'une surface en cuivre ou aluminium, par métallisation, ou par sérigraphie. Afin d'assurer un positionnement précis de la puce 3 par rapport à la couche fibreuse 2, il est possible de réaliser sur la couche fibreuse 2 et la bande 4 des marques de repérage. La puce 3, comme illustré sur le schéma en blocs de la figure 4, comporte une mémoire 10 avec une première zone 11 apte à mémoriser des données sans aucune possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe à la puce 3, et une deuxième zone 12 apte à mémoriser des données avec une possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe à la puce 3. En fonctionnement normal, les première 11 et deuxième 12 zones de mémoire 10 mémorisent des données sans possibilité de les modifier. La première zone 11 mémorise une première clé KSAT servant à l'authentification du papier sécurisé 1, comme cela sera expliqué plus loin. La deuxième zone 12 mémorise un identifiant SID associé au papier sécurisé 1. Dans l'exemple considéré, la première clé KSAT est générée par cryptage de l'identifiant SID en utilisant une deuxième clé KMASTER, en exécutant un premier algorithme ALGDn,, comme illustré schématiquement sur la figure 6. Initialement, la mémoire 10 de la puce 3 est librement accessible en lecture et en écriture. Une fois la puce 3 intégrée à la couche fibreuse 2 lors de la fabrication du 20 papier sécurisé 1, l'accès à la mémoire 10 de la puce 3 peut être protégé par un code confidentiel de transport TSC. Pour écrire la première clé KSAT dans la première zone de mémoire 11 et l'identifiant SID dans la deuxième zone de mémoire 12, il est nécessaire de fournir le code TSC. Après écriture de ces données dans la mémoire 10, il n'est plus possible de les modifier, les opérations mentionnées ci-dessus ayant lieu de manière irréversible. La puce 3 est agencée pour, en cas de tentative d'accès forcé à la puce 3, altérer, notamment effacer, automatiquement la première clé KSAT, empêchant ainsi l'authentification ultérieure du papier sécurisé 1. La puce 3 contient un programme permettant d'exécuter un deuxième algorithme ALGAUT permettant de générer par cryptage une réponse RESP2 à partir d'un 2859805 7 nombre aléatoire RAND émis par un dispositif d'authentification et reçu par la puce, en utilisant la première clé KSAT, comme illustré sur la figure 7. Les premier et deuxième algorithmes ALGDIV et ALGAUT sont des algorithmes de cryptage symétrique certifié "peer reviewed" (validé par les pairs). Ces algorithmes ALGDIV et ALGAUT sont agencés de manière à rendre impossible la reconstitution de la deuxième clé KMASTER, respectivement la première clé KSAT, à partir d'un couple donné d'une première clé KSAT et d'un identifiant SID, respectivement d'un couple donné d'une réponse RESP2 et d'un nombre aléatoire RAND. Le papier sécurisé 1 est authentifié grâce à un dispositif d'authentification 20 illustré très schématiquement sur la figure 5, comportant: - un coupleur 21 avec une antenne 22 permettant un échange de données, notamment en fréquences radio, avec un papier sécurisé 1, un premier circuit 23 dans un module d'authentification, un deuxième circuit 24 dans un microcontrôleur. Le deuxième circuit 24 est agencé pour lire l'identifiant SID du papier sécurisé 1 et générer un nombre aléatoire RAND. Le premier circuit 23, qui est agencé pour être protégé en cas de tentative d'accès forcé, comporte une mémoire 25 mémorisant des données sans possibilité de lecture par un dispositif de lecture externe à ce module. Cette mémoire 25 contient une deuxième clé KMASTER. Le premier circuit 23 contient un premier programme agencé pour exécuter un premier algorithme ALGDIV permettant de générer la première clé KSAT par cryptage de l'identifiant SID émis par la puce 3 du papier sécurisé, en utilisant la deuxième clé KMASTER, ce premier algorithme ALGDIV et cette deuxième clé KMASTER étant identiques respectivement à l'algorithme ALGDIV et à la clé KMASTER ayant servi à générer la clé KSAT de la puce 3. Le premier circuit 23 contient un deuxième programme agencé pour exécuter un deuxième algorithme ALGAUT identique à celui de la puce 3 du papier sécurisé, agencé pour générer une réponse RESP1 par cryptage d'un nombre aléatoire RAND émis par le deuxième circuit 24, en utilisant la première clé KSAT. Le premier circuit 23 est agencé pour comparer une première réponse RESP1 obtenue par lui à une deuxième réponse RESP2 émise par la puce 3 du papier sécurisé. L'authentification du papier sécurisé 1 s'effectue de la manière suivante. En amenant le papier sécurisé 1 suffisamment proche du dispositif d'authentification 20, il est possible grâce au deuxième circuit 24 de lire l'identifiant SID du papier sécurisé 1 et générer un nombre aléatoire RAND. L'identifiant SID ainsi que le nombre aléatoire RAND sont utilisés par le premier circuit 23 pour générer une réponse RESP1, comme illustré sur la figure 8. Le deuxième circuit 24 envoie le nombre aléatoire RAND à la puce 3 du papier sécurisé 1 qui, en utilisant l'algorithme ALGAUT, génère une réponse RESP2. Le premier circuit 23 compare alors la réponse RESP1 à celle RESP2 reçue de la puce du papier sécurisé. Si RESP1 RESP2, le dispositif d'authentification 20 émet une information selon laquelle le papier sécurisé 1 n'est pas authentique. Dans le cas contraire, le dispositif d'authentification 20 émet une information selon laquelle le papier sécurisé 1 est authentique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de mise en oeuvre qui vient d'être décrit. La puce du papier sécurisé peut notamment contenir des données telles qu'un numéro de série, un code de pays, une dénomination, l'année d'émission, ces données pouvant être lues par un dispositif de lecture externe à la puce. REVENDICATIONS 1. Papier sécurisé (1), caractérisé par le fait qu'il comporte: au moins une couche fibreuse (2), au moins une puce électronique (3) intégrée à la couche fibreuse (2), cette puce (3) comprenant une mémoire (10) dans laquelle est mémorisée au moins une première clé (KSAT) servant à l'authentification du papier sécurisé, la puce étant agencée pour altérer, notamment effacer, la première clé (KSAT) en cas de tentative d'accès forcé à la puce, de manière à rendre impossible l'authentification ultérieure du papier sécurisé (1). 2. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la mémoire (10) comporte une zone (11) apte à mémoriser des données sans aucune possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe de la puce et par le fait que la première clé (KSAT) est mémorisée dans cette zone (11). 3. Papier selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé par le fait que la mémoire (10) comporte une zone (12) apte à mémoriser des données avec une possibilité de lecture de celles-ci par un dispositif de lecture externe à la puce, et par le fait qu'un identifiant (SID) associé au papier est mémorisé dans cette zone. 4. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la 20 première clé (KSAT) est générée par cryptage dudit identifiant (SID) en utilisant une deuxième clé (KMASTER) à l'aide d'un algorithme (ALGDIv) É 5. Papier selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les zones de mémoire (11; 12) mémorisent des données sans possibilité de les modifier. 6. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la puce (3) contient un programme agencé pour exécuter un algorithme (ALGAUT), cet algorithme permettant de générer une réponse (RESP2) par cryptage d'un nombre aléatoire (RAND) émis par un dispositif d'authentification et reçu par la puce, en utilisant la première clé (KSAT). 7. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la puce comporte une antenne (7) permettant une transmission de données sans contact. 8. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'antenne (7) est réalisée par gravure sur un support de la puce. 9. Papier selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une antenne de couplage, distincte de l'antenne sur la puce, couplée de manière inductive à celle-ci, sans contact physique entre ces antennes. 10. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la puce (3) est intégrée à la couche fibreuse (2) sans surépaisseur. 11. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la puce est fixée à un support flexible de forme allongée (4). 12. Papier selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le support (4) est revêtu d'un vernis thermoscellable sur ses deux faces. 13. Papier selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait que le support (4) s'étend entre deux bords opposés (5) de l'article. 14. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément d'authentification distinct de la puce et choisi par exemple parmi: des composés magnétiques, optiquement variables, notamment selon l'angle d'observation, opaques ou visibles en transmission, des composés luminescents ou fluorescents sous lumière visible, ultraviolette ou infrarouge, notamment le proche infrarouge, des biomarqueurs. 15. Papier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il constitue un billet de banque. 16. Dispositif d'authentification d'un papier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant: une antenne (22) servant à l'échange de données avec la puce du papier sécurisé, - un premier circuit (23) agencé pour permettre de générer une première réponse (RESP1) en fonction d'un identifiant (SID) émise par la puce du papier sécurisé (1) et comparer ladite première réponse (RESP1) à une deuxième réponse (RESP2) émise par la puce du papier sécurisé, en vue d'authentifier le papier sécurisé. 17. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'il comporte un deuxième circuit (24) agencé pour lire l'identifiant (SID) du papier sécurisé et générer un nombre aléatoire (RAND). 18. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le premier circuit (23) contient une deuxième clé (KMASTER) et un programme agencé pour exécuter un premier algorithme (ALGDiv) et permettant de générer ladite première clé (KSAT) par cryptage de l'identifiant (SID) émis par la puce du papier sécurisé, en utilisant la deuxième clé (KMASTER), ce premier algorithme et cette deuxième clé étant identiques respectivement au premier algorithme et à la deuxième clé ayant servi à générer la première clé (KSAT) de la puce (3) du papier sécurisé. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé par le fait que le premier circuit (23) comporte une mémoire (25) apte à mémoriser des données sans possibilité de lecture par un dispositif de lecture externe au dispositif d'authentification, cette mémoire contenant la deuxième clé (KMAsTER). 20. Dispositif selon l'une des revendications 18 et 19, caractérisé par le fait que le premier circuit (23) comporte un programme agencé pour exécuter un deuxième algorithme (ALGAUT) identique à celui utilisé par la puce du papier sécurisé et permettant de générer une donnée de réponse par cryptage d'un nombre aléatoire (RAND) en utilisant la première clé (KSAT).