Brevet FR2985338A1 — publié le 20130705

CLAVIER SECURISE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]L'invention se rapporte au domaine des claviers dits sécurisés car non seulement ils permettent, par l'actionnement des touches qui les constituent, de transférer des signaux électriques, mais en outre ils permettent d'éviter toute tentative d'utilisation non autorisée. [0002]Les claviers pour les applications monétiques (les distributeurs automatiques de monnaie, terminaux de paiement par carte) sont concernés mais également les claviers permettant l'accès à des lieux tels que des immeubles, des salles à accès réservé, etc. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0003] Il est actuellement largement connu de proposer des dispositifs de contrôle d'accès comprenant un clavier alphanumérique constitué de touches permettant la saisie d'un code dit d'accès actionnant un dispositif d'ouverture d'une porte. Bien entendu de tels claviers doivent répondre à un certain nombre d'exigences en termes d'anti-vandalisme. Ces exigences deviennent de plus en plus sévères au fil du temps car les vandales ont déjà trouvé la parade à de nombreux systèmes existants. Une problématique du même ordre s'applique aux claviers destinés à des applications bancaires. [0004]De plus ces claviers se trouvant le plus souvent en milieu non protégé, à l'extérieur de bâtiments notamment, ils doivent fonctionner quelles que soient les conditions environnementales (froid, chaleur, neige, poussière, etc). [0005] Plusieurs types de touches et de claviers à touches sont connus, celles dites à course courte où la touche vient actionner un piston générant un contact sur le circuit imprimé ; et les touches à course longue où celles-ci agissent sur le circuit imprimé par l'intermédiaire d'une membrane qui génère une course longue d'appui de la touche. La forme des touches peut être quelconque, le plus souvent ronde ou carrée ; les dimensions sont adaptées au cas d'application. De plus un rétro-éclairage des touches peut être prévu ; des diodes electro luminescentes (LED) sont souvent généralement prévues à cet effet. [0006] Les claviers connus sont donc divers et variés tant dans leurs formes que dans leurs fonctionnalités, plus ou moins sophistiquées. [0007] On connait par exemple la demande de brevet W02008/009784 qui concerne plus spécifiquement un clavier formant interface homme-machine comprenant un circuit imprimé, une membrane agissant sur le circuit imprimé et plusieurs touches d'actionnement agissant sur le circuit imprimé par l'intermédiaire de la membrane. Les touches d'actionnement de ce clavier sont constituées de façon à être non seulement parfaitement fonctionnelles mais de plus elles présentent un capot de recouvrement qui rend les touches à la fois ergonomes, esthétiques et résistantes au vandalisme. [0008] Cependant certaines personnes mal intentionnées pourraient inhiber le fonctionnement de tels claviers grâce à des techniques de pointe très sophistiquées : intrusion à l'aide d'outils, de matériel et d'équipements de pointe tels que les outils classiques, des systèmes lasers, des liquides permettant la conduction électrique.... Ceci représente bien entendu un problème au plan de la sécurisation de tels claviers. C'est pourquoi ceux-ci doivent être sécurisés en protégeant la saisie du code confidentiel, et le fonctionnement du terminal de paiement doit être bloqué en cas d'intrusion frauduleuse ou accidentelle. [0009] On connait encore des claviers tels que décrits dans le document DE102008005442, qui comprennent plusieurs sous-couches empilées entre un fond et une couche supérieure anti-perçage. Les sous-couches sont en matériaux souples. Seule la fonction anti-perçage est visée par cette invention. [0010]De manière plus éloignée le document WO 02/33717 divulgue un clavier sécurisé comportant notamment une touche dédiée fermant un circuit électrique, et qui en cas d'intrusion, est relâchée et ouvre donc ledit circuit électrique. [0011]On connait par ailleurs le brevet FR 2 825 187 qui décrit un clavier sécurisé permettant de détecter un démontage du capot, grâce notamment à un élément conducteur couplé au capot et à un circuit électrique de détection associé. Seul ce type d'intrusion est détecté par ce clavier de sorte qu'il se révèle insuffisant en termes de sécurité. EXPOSE DE L'INVENTION [0012]L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à améliorer son niveau de sécurisation. Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention un clavier sécurisé formant interface homme-machine et comprenant : - Un boîtier extérieur rigide - Des moyens d'actionnement permettant de saisir des données - Un support ou façade de maintien desdits moyens d'actionnement - Une pluralité de circuits imprimés superposés selon l'épaisseur du boîtier et électriquement connectés entre eux - Un connecteur de liaison électrique avec une interface extérieure [0013]Selon l'invention, ledit clavier comprend quatre circuits imprimés assurant chacun une fonctionnalité spécifique et différente de chacun des autres circuits imprimés, chaque circuit comprenant au moins une boucle de sécurité à fonction dédiée, et un maillage électrique associé à chaque circuit imprimé permet de détecter une intrusion par perçage. [0014]Cette sécurisation est à la fois nouvelle et inventive. Aucune redondance n'est réalisée et les fonctionnalités tout en étant cumulatives, ne sont pas de simples juxtapositions. [0015]Les moyens d'actionnement comprennent des touches et des sous-touches. [0016]En outre au moins un circuit imprimé comprend une pluralité d'évidements périphériques coopérant avec ledit maillage électrique afin de détecter une intrusion de type perçage. [0017] Par ailleurs et plus précisément : un premier circuit imprimé comporte des zones de contact pour lesdites touches, des zones de contact pour des dômes formant une boucle de sécurité permettant de détecter une intrusion entre ledit premier circuit et un deuxième circuit juxtaposé, des éléments conducteurs (grains de café) forment une première boucle de sécurité permettant de détecter une intrusion entre ledit clavier et ladite façade et/ou une deuxième boucle de sécurité permettant de détecter une désolidarisation entre ledit boitier et ledit premier circuit, et les signaux issus dudit premier circuit imprimé sont transmis vers le troisième circuit par un connecteur électrique spécifique de préférence de type zébra. [0018] Par 'tentative d'intrusion entre le premier et le deuxième circuit imprimé il faut comprendre par exemple une tentative de séparation entre deux circuits. De façon classique un connecteur de type zébra est constitué d'un support en silicone muni d'un élément conducteur. [0019] Concernant le deuxième circuit imprimé, il est intercalé entre ledit premier circuit imprimé et un troisième circuit imprimé, connecté par une connexion de type zébra (silicone avec conducteur) à l'interface extérieure, ledit maillage électrique s'étend sur une partie de sa surface, et ledit deuxième circuit imprimé comprend des évidements pour le passage des touches. [0020]Par ailleurs un troisième circuit imprimé supporte des éléments d'éclairage de type Leds ; ledit troisième circuit imprimé est connecté au premier circuit imprimé par un premier type de connecteurs de préférence de type zébra (silicone avec conducteur) et est connecté au deuxième circuit imprimé par un deuxième type de connexion de type ponts de soudure. [0021]Sans sortir du cadre de l'invention, le quatrième circuit imprimé est électriquement connecté audit premier circuit imprimé par des connexions de type ponts de soudure, et il permet de sécuriser la connexion entre ladite interface extérieure et ledit clavier. [0022]De façon intéressante, ledit maillage électrique est formé de deux pistes superposées, électriquement indépendantes, transmettant chacune un signal et couvrant tout ou partie de la surface des circuits imprimés de telle sorte qu'une intrusion par perçage de l'un au moins des circuits imprimés peut être détectée. [0023]Concernant les éléments conducteurs ( encore appelés grains de café), ils sont avantageusement entourés d'anneaux de protection et ils sont conçus afin de rendre difficile leur mise en court- circuit. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0024]D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une vue en éclaté du clavier selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2, une demi vue en éclaté des circuits imprimés ; la figure 3A, une vue d'une première face du premier circuit imprimé ; la figure 3B, une vue d'une deuxième face du premier circuit imprimé ; la figure 4A, une vue d'une première face du deuxième circuit imprimé ; la figure 4B, une vue d'une deuxième face du deuxième circuit imprimé ; la figure 5A, une vue d'une première face du troisième circuit imprimé ; la figure 5B, une vue d'une deuxième face du troisième circuit imprimé ; la figure 6, une vue d'une face du quatrième circuit imprimé ; la figure 7, une vue de dessus d'un maillage associé à une face de l'un des circuits imprimés ; la figure 8, une vue détaillée du maillage associé à une face de l'un des circuits imprimés ; la figure 9, une vue schématique d'un élément intercalaire entre le premier et le deuxième circuit imprimé ; la figure 10, une coupe partielle et schématique du clavier ; la figure 11, une autre coupe partielle et schématique du clavier ; la figure 12, un schéma illustratif du cheminement des signaux à travers les circuits imprimés. [0025]Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0026]La figure 1 illustre les principaux éléments constitutifs d'un clavier sécurisé selon l'invention. Celui-ci comprend essentiellement un boitier extérieur rigide 1, une pluralité de touches 2 préférentiellement associées avec une pluralité de sous-touches 3 et une grille ou façade de maintien 4 des touches 2 et sous-touches 3. Les touches et les sous-touches sont un exemple préféré de moyens d'actionnement permettant de saisir des données, bien connues en elles-mêmes. [0027] Par ailleurs le clavier comprend une pluralité de circuits imprimés 10, 20, 30, 40 superposés entre eux, électriquement connectés entre eux, vis-à-vis de la façade et vis-à-vis d'une interface extérieure 100 destinée au transfert de données. [0028]La figure 2 illustre plus précisément la superposition des circuits imprimés, par une demi vue en éclaté, chaque circuit imprimé étant ici représenté par un demi circuit, la moitié non représentée étant symétrique de la moitié représentée. Comme il sera expliqué plus en détail ci-après, un connecteur 7 de type zébra (en silicone avec conducteur) permet le transfert des signaux vers l'extérieur du clavier, c'est-à-dire vers l'interface 100. Des figures 1 et 2 on comprend que le circuit imprimé le plus proche des touches 2 ou sous touches 3 est le circuit 30 encore appelé troisième circuit ou circuit 'supérieur' dans la suite de ce texte ; il est juxtaposé avec le deuxième circuit 20 ou circuit interface' qui lui-même est intercalé avec le premier circuit 10 ou circuit touches'. Un quatrième circuit 40 ou 'circuit anneau' constitue l'élément en contact avec l'interface extérieure 100. [0029]Chaque circuit assure une fonctionnalité spécifique et différente de chacun des autres circuits imprimés ; chaque circuit comprend une boucle de sécurité à fonction dédiée comme il sera explicité ci-après. [0030]Par ailleurs un maillage est prévu sur deux des couches de chacun des circuits imprimés, comme illustré sur les figures 7 et 8. La fonction de tels maillages consiste en une détection d'une intrusion par perçage. De façon préférée les maillages BSA, BSB sont répartis sur deux couches et couvrent tout ou partie de la surface des circuits concernés de telle sorte qu'un perçage provoque une rupture de l'une des pistes formant une boucle ce qui permet la détection d'intrusion par surveillance de la continuité de chaque boucle. [0031]La figure 3A montre la première face du premier circuit 10 qui comporte des zones 11 de contact pour les touches 2, ici au nombre de 16, régulièrement réparties sur le circuit imprimé 10. Le circuit 10 comprend en outre des dômes ou empreintes 12 pour des éléments formant une boucle de sécurité BS6 destinée à détecter une intrusion entre le premier 10 et le deuxième 20 circuit imprimé. Les empreintes sont ici au nombre de quatre ; ce nombre est illustratif. Sur la première face du premier circuit 10 sont en outre prévus des éléments conducteurs usuellement appelés grains de café' constitutifs de plusieurs boucles de sécurité : les unes BS5 permettent de détecter une intrusion entre le clavier et la façade 4 tandis que les autres boucles BS7 permettent de détecter une tentative de désolidarisation entre le boîtier et l'un des circuits imprimés. A des fins illustratives la référence 13 correspond à une boucle BS7 tandis que la référence 14 peut correspondre à une boucle BS5. Sur le circuit 10 sont en outre prévus des anneaux de protection 15 disposés autour des éléments 13, 14 ; ces anneaux font partie de boucles de sécurité BS8. Les éléments conducteurs 13, 14 sont conçus afin de rendre difficile leur mise en court-circuit. Ils sont orientés à 90° par rapport au bord du clavier. [0032] Le premier circuit imprimé 10 comprend des maillages BSA et BSB. [0033] L'ensemble des signaux issus du premier circuit 10 est envoyé vers le troisième circuit imprimé 30 par exemple grâce à un connecteur de type zébra (en silicone avec conducteur) disposé dans une zone spécifique 16 plutôt au centre du circuit 10. Les signaux les plus « sensibles » relatifs notamment au matriçage des touches et boucles de sécurité, sont situés au centre du connecteur. Les signaux pour l'éclairage des LEDs sont situés sur les pinoches à l'extérieur du connecteur. La figure 12 montre schématiquement cette transmission des signaux par un trait fléché discontinu entre le premier circuit 10 et le troisième circuit 30. [0034] La figure 3B illustre la deuxième face du premier circuit où les découpes 17 en périphérie du circuit 10 correspondent à la forme intérieure du boîtier plastique ; la découpe centrale 18 permet le passage d'un connecteur de type zébra 7. [0035] La figure 4A montre le deuxième circuit imprimé 20 qui comprend des évidements 21 permettant le passage des touches 2 du clavier, bien entendu disposées à l'aplomb des touches ; un évidement central et de forme allongée 22 permet le passage d'un connecteur de type zébra 7. [0036] La figure 4B illustre la deuxième face du deuxième circuit 20 où apparaissent les mêmes évidements 17, 22 que ceux visibles sur la première face. Une zone de connexion 23 est en outre présente sur cette deuxième face, pour l'interface extérieure 100, qui coopère avec un connecteur de type zébra. Cette connexion est symbolisée sur la figure 12 par un trait pointillé fléché vers le bas, qui débute au niveau du deuxième circuit et se termine au niveau de l'interface extérieure 100. Un maillage BSA, BSB est prévu en partie périphérique seulement de ce circuit 20, car dans sa partie centrale d'autres boucles de sécurité protègent intrinsèquement ledit circuit 20. [0037] La figure 5A concerne la première face du troisième circuit imprimé 30 qui supporte avantageusement des diodes électroluminescentes dont les zones de contact 31 sont représentées sur cette figure. Il apparaît ici autant de zones de contact 31 que de touches, ce qui est usuel dans le domaine. Les orifices 32 correspondent aux emplacements des touches 2. Les orifices 33 correspondent aux passages de la membrane silicone pour les 'grains de café'. [0038] Les orifices 32 et 33 apparaissent sur la deuxième face du troisième circuit tel que visible sur la figure 5B. Sur cette deuxième face on peut également voir une zone de contact 34 pour un connecteur de type zébra 7 (non visible sur cette figure) qui permet d'envoyer les signaux vers le premier circuit 10. Sur la figure 12 la flèche en pointillés entre le premier 10 et le troisième 30 circuit symbolise cette transmission. Le troisième circuit 30 permet en outre d'envoyer des signaux vers le deuxième circuit 20 comme illustré sur la figure 12 par une flèche (en traits pleins) entre ces deux circuits. [0039] La figure 6 montre le quatrième circuit 40 encore appelé 'circuit anneau' qui permet de sécuriser la connexion entre l'interface extérieure 100 avec laquelle il est en contact direct, et le clavier en lui-même. Ce circuit 40 comprend des maillages de sécurité BSA, BSB ( non visibles ) et il est connecté au premier circuit 10 par des ponts de soudure ; des orifices dédiés 41 permettent le passage de ces ponts. Un orifice allongé 42 en partie centrale du circuit 40 permet le passage d'un connecteur de type zébra. [0040] Les figures 7 et 8 représentent les mèches ou maillages BSA et BSB chacune véhiculant un signal. Les mèches sont électriquement indépendantes et elles sont entrelacées sur chaque circuit ; plus précisément elles cheminent en série sur chaque circuit 10, 20, 30, 40. [0041] La figure 9 illustre notamment quatre dômes 12 (entourés par des cercles noirs) qui sont normalement intercalés et écrasés entre les premier 10 et deuxième 20 circuits. Lors d'une tentative de désolidarisation entre ces circuits, les dômes (contacts) 12 sont soulevés ce qui ouvre les circuits et empêche le fonctionnement du clavier. C'est la boucle de sécurité BS6 qui assure donc cette fonction. [0042] Plus particulièrement la figure 10 montre le clavier selon l'invention au niveau des éléments utilisés pour la détection d'intrusion entre les éléments constitutifs de la façade 2, 3, 4 et le reste du clavier. C'est la boucle de sécurité BS5 qui assure cette fonction. A cet effet, des pions 25 métalliques permettent d'établir un contact entre l'un des circuits intégrés et la façade d'un dispositif extérieur qui est munie de goujons dépassants destinés à appuyer sur les pions 25. Une membrane par exemple en silicone équipée de contacts en carbone complète la liaison. Toute tentative de désolidarisation entre la façade et le reste du clavier ouvre le contact ainsi formé. Des anneaux de protection 15 sont préférentiellement placés autour des pions 25. [0043] La figure 11 montre un détail du clavier selon l'invention au niveau des éléments permettant de détecter une intrusion entre le boitier 1 et le premier circuit imprimé 10. Des éléments en silicone 36 sont prévus à cet effet, coiffés de pastilles carbone 37 mises en contact avec le premier circuit imprimé 10 lors du sertissage du clavier. [0044] La figure 12, déjà en partie commentée, illustre de façon schématique le cheminement des signaux électriques entre les différents circuits, et vers l'interface extérieure 100. Les traits en pointillés correspondent à des liaisons de type ponts de soudure tandis les traits pleins symbolisent des liaisons par des connecteurs de type zébra. Bien entendu d'autres types de liaison peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Les acronymes figurant dans les cases correspondent aux boucles de sécurité ou circuits électriques associés à chaque circuit imprimé, telles que définies ci-avant. REVENDICATIONS1 Clavier sécurisé formant interface homme-machine et comprenant : - Un boîtier extérieur rigide (1) - Des moyens d'actionnement (2,3) permettant de saisir des données - Une façade (4) de maintien des moyens d'actionnement - Une pluralité de circuits imprimés superposés selon l'épaisseur dudit boîtier et électriquement connectés entre eux - Un connecteur de liaison électrique avec une interface extérieure (100) caractérisé en ce qu'il comprend quatre circuits imprimés (10, 20, 30, 40) superposés assurant chacun une fonctionnalité spécifique et différente de chacun des autres circuits imprimés, chaque circuit comprenant au moins une boucle de sécurité à fonction dédiée, et en ce qu'un maillage électrique (BSA, BSB) associé à chaque circuit imprimé permet de détecter une intrusion par perçage. 2. Clavier sécurisé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un premier circuit imprimé (10) comportant des zones de contact (11) pour lesdites touches, des zones de contact (12) pour des dômes formant une boucle de sécurité (BS6) permettant de détecter une intrusion entre ledit premier circuit et un deuxième circuit juxtaposé, des éléments conducteurs (grains de café 13) formant une première boucle (BS5) permettant de détecter une intrusion entre ledit clavier et ladite façade et/ou une deuxième boucle de sécurité (BS7) permettant de détecter une désolidarisation entre ledit boitier et ledit premier circuit, et en ce que les signaux issus dudit premier circuit imprimé sont transmis vers le troisième circuit (30) par un connecteur électrique spécifique de préférence de type zébra. 3. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième circuit imprimé (20) intercalé entre ledit premier circuit imprimé et un troisième circuit imprimé, connecté par une connexion de type zébra à l'interface extérieure (100), ledit maillageélectrique s'étend sur une partie de sa surface, et en ce que ledit deuxième circuit imprimé comprend des évidements pour le passage des touches. 4. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un troisième circuit imprimé supportant des éléments d'éclairage de type Leds, ledit troisième circuit imprimé étant connecté au premier circuit imprimé par un premier type de connecteurs de préférence de type zébra et étant connecté au deuxième circuit imprimé par un deuxième type de connexion de type ponts de soudure. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un quatrième circuit imprimé électriquement connecté audit premier circuit imprimé par des connexions de type ponts de soudure, ledit quatrième circuit permettant de sécuriser la connexion entre ladite interface extérieure et ledit clavier. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit maillage électrique est formé de deux pistes superposées, électriquement indépendantes, transmettant chacune un signal et couvrant tout ou partie de la surface des circuits imprimés de telle sorte qu'une intrusion par perçage de l'un au moins des circuits imprimés peut être détectée. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que lesdits éléments conducteurs de type grains de café sont entourés d'anneaux de protection. Clavier sécurisé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement (2,3) comprennent des touches (2) et des sous-touches (3).5. 6. 20 7. 8. 25