Brevet FR3021438A1 — publié le 20151127

ETIQUETTE ANTI-CONTREFAÇON DOUBLE MODE Domaine technique L'invention est relative aux dispositifs d'indentification sans contact de type NFC (de l'anglais « Near Field Communication »), et plus spécifiquement à un dispositif NFC 5 anti-contrefaçon permettant de garantir l'authenticité du contenu d'une bouteille. Arrière-plan Le brevet US7898422 décrit un dispositif NFC anti-contrefaçon intégré dans un bouchon de bouteille de vin. Le dispositif est agencé pour que l'insertion d'un tirebouchon endommage l'antenne ou le microcircuit de commande. 10 Lorsque le dispositif est intègre, il peut être interrogé à distance par un lecteur NFC pour lire des informations sur le produit, et également pour confirmer l'authenticité des informations. Lorsque le bouchon a été retiré, le dispositif NFC se trouve endommagé, de sorte que le bouchon ne peut pas être réutilisé pour authentifier le contenu d'une nouvelle bouteille. 15 Ce type de dispositif a une structure mécanique complexe qui peut résulter en une augmentation non souhaitable du coût du bouchon. Résumé De façon générale, on prévoit un dispositif NFC comprenant un substrat pliable en forme de ruban ; une piste conductrice agencée à une extrémité du ruban pour former 20 une antenne ; et une boucle de la piste conductrice agencée dans la longueur du ruban. Le ruban peut comprendre des zones d'amorce de rupture dans une partie centrale. La boucle peut comprendre deux segments de piste disposés de part et d'autre du ruban, et configurés en paire torsadée. Selon une alternative, le dispositif NFC peut comprendre un substrat pliable en forme 25 de ruban ; une antenne agencée à une première extrémité du ruban ; un condensateur connecté aux bornes de l'antenne, agencé à la première extrémité du ruban ; une impédance, notamment un condensateur, agencée à la deuxième extrémité du ruban ; et des pistes conductrices agencées dans la longueur du ruban pour connecter l'impédance aux bornes de l'antenne. L'impédance peut définir avec l'antenne et le condensateur une fréquence d'accord nominale, le dispositif comprenant en outre un microcircuit de commande connecté pour être alimenté à partir de l'antenne, la valeur du condensateur étant choisie pour que, en absence de l'impédance, la puissance d'alimentation du microcircuit soit insuffisante pour offrir une fonctionnalité complète, mais suffisante pour offrir une fonctionnalité limitée quand le dispositif est alimenté par un champ à la fréquence nominale. La fonctionnalité complète du microcircuit peut inclure des fonctions de lecture d'informations et des fonctions cryptographiques, la fonctionnalité limitée du 10 microcircuit étant dépourvue des fonctions cryptographiques. Les pistes conductrices reliant l'impédance et l'antenne peuvent être disposées de part et d'autre du ruban, et être configurées en paire torsadée. Le dispositif NFC peut être intégré à un conteneur comprenant un élément de fermeture. Le ruban est alors fixé en travers de l'élément de fermeture par collage sur le conteneur, 15 la surface de ruban collée sur le conteneur étant choisie pour que la résistance de rupture du collage soit supérieure à la résistance de rupture du ruban, d'où il résulte que le retrait de l'élément de fermeture provoque la rupture du ruban. La piste conductrice peut être disposée sur la face du ruban du côté du conteneur, d'où il résulte qu'une tentative de décollage du ruban entraîne un endommagement de la piste 20 conductrice. Le conteneur peut être une bouteille et l'élément de fermeture un bouchon. La bouteille peut comprendre une capsule enveloppant le bouchon, le col de la bouteille, et le ruban, la longueur de ruban du côté de l'antenne étant choisie pour que la capsule laisse l'antenne exposée aux champs électromagnétiques. 25 Description sommaire des dessins Des modes de réalisation seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'étiquette NFC anti-contrefaçon pour une bouteille ; 30 - la figure 2 est un schéma-bloc électrique équivalent du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 illustre une mise en situation du dispositif de la figure 1 sur une bouteille de vin ; - la figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation d'étiquette NFC anti-contrefaçon pour une bouteille ; - la figure 5 est un schéma-bloc électrique équivalent du dispositif de la figure 4 ; et - la figure 6 représente une variante du dispositif de la figure 4. Description de modes de réalisation On propose ci-après des dispositifs anti-contrefaçon de type NFC pour des conteneurs, 10 notamment des bouteilles ou des flacons, sous la forme d'étiquettes peu coûteuses à fabriquer. La figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'une étiquette NFC anticontrefaçon. L'étiquette est sous la forme d'un ruban 10 en matière isolante servant de substrat pour former des pistes conductrices selon les techniques courantes de 15 fabrication d'étiquettes RFID. L'une des extrémités du ruban est agrandie pour loger une antenne NFC 12 formée de plusieurs spires d'une piste conductrice. Un microcircuit 14 est connecté entre deux segments de la spire centrale de l'antenne, selon la technique dite « flip-chip » ou par collage avec une colle conductrice. Le microcircuit intègre les fonctions de gestion du dispositif NFC. Le dispositif pouvant 20 offrir une fonction d'authentification, il est de type actif, c'est-à-dire que le microcircuit intègre un microcontrôleur et des fonctions de cryptographie. Le microcircuit puise alors son alimentation de l'énergie fournie à l'antenne par un lecteur NFC, qui peut être un Smartphone ayant une fonction NFC. La piste conductrice formant l'antenne comprend une boucle s'étendant sur la longueur 25 du ruban vers l'extrémité opposée à l'antenne. Dans l'exemple représenté, la boucle comprend un segment de piste droit 12-1 partant de l'extrémité de la spire externe de l'antenne, sur la même face du ruban. Un deuxième segment de piste droit 12-2 est formé sur la face opposée du ruban, et relie l'extrémité de la spire interne de l'antenne à l'extrémité distale du premier segment 12-1 par des vias 16a et 16b. 30 Le dispositif est conçu pour être fixé sur un conteneur, par exemple une bouteille, de sorte que la partie centrale du ruban soit placée en travers d'un élément de fermeture 18 du conteneur, par exemple un bouchon. On souhaite que le ruban soit rompu, en provoquant également la rupture de la boucle 12-1, 12-2, lorsque la bouteille est ouverte, c'est-à-dire lorsque le bouchon 18 est retiré. Pour cela, la fixation du ruban sur la bouteille est conçue pour présenter une résistance de rupture supérieure à la résistance de rupture du ruban. Une résistance de fixation élevée peut être obtenue par collage, et la résistance requise peut être garantie en collant le ruban sur une surface suffisante. On peut également diminuer la résistance de rupture du ruban en prévoyant, comme cela est représenté, des amorces de rupture 20 au voisinage du bouchon. De préférence, ces amorces sont situées à la limite de la zone de collage du ruban, ce qui provoque une 10 concentration de contraintes qui favorise la rupture. Le ruban peut être collé sur la bouteille par la face sur laquelle sont formées les pistes conductrices. L'adhérence par collage des pistes sur la bouteille est généralement plus élevée que l'adhérence des pistes sur le ruban. Il en résulte que toute tentative de décollage de l'étiquette entraîne l'arrachement des pistes conductrices, qui restent 15 collées à la bouteille. La boucle 12-1, 12-2 n'a pas besoin d'atteindre l'extrémité du ruban. Il suffit qu'elle aille au-delà d'une zone où la rupture est probable. Cependant, si elle atteint l'extrémité, la surface de piste collée sur la bouteille augmente, ce qui augmente la probabilité de destruction de l'étiquette lors d'une tentative de décollage de l'étiquette. 20 Les pistes étant généralement réalisées en aluminium, cela rend difficile la réparation des pistes sectionnées par soudure ou brasure du fait de la couche d'oxyde isolante qui se forme sur l'aluminium dès son exposition à l'air. La figure 2 est un schéma électrique équivalent du dispositif de la figure 1. Le microcircuit 14 comprend un microcontrôleur dédié UC qui met en oeuvre les fonctions 25 logiques et analogiques du microcircuit, notamment l'alimentation en puissance du circuit à partir du champ fourni à l'antenne par un lecteur NFC, la démodulation de signaux transmis par le lecteur, la modulation de l'impédance de l'antenne pour émettre des signaux vers le lecteur, et la génération de clés sécurisées pour authentifier les informations émises. 30 Le microcircuit comprend également un condensateur Cl connecté aux bornes de l'antenne 12 qui définit, avec l'inductance de l'antenne, la fréquence d'accord du circuit d'antenne. La fréquence d'accord est réglée sur la fréquence de porteuse normalisée des signaux transmis par le lecteur, par exemple 14 MHz. Comme on le voit à la figure 2, la rupture de la boucle 12-1, 12-2 déconnecte l'antenne 12 du microcircuit 14, de sorte que ce dernier ne peut plus être alimenté. Ainsi, si la bouteille est réutilisée, son dispositif NFC reste muet à la lecture, de sorte que l'utilisateur ne reçoit pas les informations qu'il attend, notamment l'authentification confirmant l'origine du produit. La figure 3 représente un exemple de mise en situation d'une étiquette NFC anticontrefaçon du type de la figure 1 sur une bouteille de vin 30. Le bouchon 18 affleure la partie supérieure du col de la bouteille. La partie centrale du ruban 10 recouvre horizontalement le bouchon 18. Les extrémités du ruban sont pliées vers le bas à la verticale pour épouser les flancs du col, et sont collées sur le col. Le ruban peut être suffisamment souple pour permettre le pliage à la partie supérieure du col et épouser le rayon du col. Dans ce cas, l'antenne est de préférence plane. Une bouteille de vin est généralement munie d'une capsule de protection 32 qui enveloppe le bouchon et la partie supérieure du col. Comme cela est représenté, la capsule peut également envelopper le ruban 10. Dans ce cas, comme la capsule est souvent métallique, il est préférable que l'antenne 12 soit en dehors de la capsule pour être exposée aux champs électromagnétiques. La longueur du ruban 10 est choisie en conséquence. L'étiquette NFC ainsi disposée peut être lue par un consommateur à l'aide de son Smartphone NFC ou tout autre lecteur NFC. Il pourra notamment procéder à une authentification à l'aide d'une clé sécurisée produite par l'étiquette NFC, servant à confirmer que le produit est conforme aux informations fournies par l'étiquette NFC via un serveur d'authentification et une application dédiée. Il pourra en outre, à l'aide d'une application dédiée, consulter les caractéristiques du produit, incluant le type d'informations pouvant figurer sur l'étiquette de la bouteille. Plusieurs bouteilles d'un même lot pourront avoir des étiquettes partageant un même identifiant ou clé. Avec une étiquette du type de la figure 1, une fois que la bouteille a été ouverte, l'étiquette devient muette. Pourtant, l'utilisateur pourrait souhaiter consulter de nouveau les informations, par exemple pour les partager avec un ami, ou se rendre sur le site web du producteur pour commander de nouvelles bouteilles. Dans cette situation, l'utilisateur souhaite simplement lire les informations disponibles dans l'étiquette NFC sans procéder à une authentification. La figure 4 représente un mode de réalisation d'étiquette NFC permettant une authentification lorsqu'elle est intègre, et une simple lecture des informations lorsqu'elle a été brisée à l'ouverture du conteneur. Le microcircuit 14 est disposé au voisinage du raccord entre le ruban 10 et l'antenne 12 5 et est connecté aux bornes de l'antenne par une piste 40 sur la même face que l'antenne, et une piste 42 sur la face opposée, rejoignant l'extrémité de la spire intérieure de l'antenne par le via 16a. Un via 44 permet la connexion du microcircuit 14 à la piste 42. Les pistes 40 et 42 se prolongent jusqu'à l'extrémité opposée du ruban, où elles sont connectées respectivement à deux surfaces conductrices formées de part et d'autre du 10 ruban. Ces surfaces conductrices en regard forment un condensateur Clb. La figure 5 est un digramme électrique équivalent du dispositif de la figure 4. Les pistes 40 et 42 connectent le condensateur Clb aux bornes de l'antenne 12. Ainsi, après une rupture des pistes 40 et/ou 42, l'antenne 12 reste connectée au microcircuit et aux bornes du condensateur du microcircuit, condensateur désigné ici par Cla. En fait la 15 capacité du condensateur Cla est inférieure à celle du condensateur Cl du dispositif de la figure 2, en supposant que l'inductance de l'antenne 12 est conservée. Les condensateurs Cla et Clb étant connectés en parallèle dans le dispositif intègre, c'est la somme des capacités Cla et Clb qui est égale à la capacité Cl pour accorder le circuit d'antenne sur la fréquence nominale, par exemple 14 MHz. 20 Lorsque le condensateur Clb se trouve déconnecté de l'antenne après la rupture du ruban, le circuit d'antenne se trouve accordé sur une fréquence décalée au-dessus de la fréquence nominale, par exemple 17 MHz, définie par la capacité Cla seule et l'inductance de l'antenne. Il en résulte que le dispositif peut toujours être alimenté par le champ d'un lecteur, mais que la puissance transmise est inférieure. 25 Pour procéder à des opérations d'authentification, le microcontrôleur UC du microcircuit 14 possède des fonctions cryptographiques. Le microcontrôleur peut comprendre un processeur CPU d'usage général assisté d'un coprocesseur cryptographique CCP. La simple lecture d'informations stockées dans le microcircuit et leur transmission par 30 l'antenne sollicite peu le processeur CPU et demande peu de puissance électrique. Le coprocesseur CCP n'est pas utilisé. Le courant consommé peut être inférieur à 1 mA. Ce niveau de puissance peut être fourni même par un circuit d'antenne désaccordé. Une opération cryptographique, par contre, sollicite le processeur CPU et le coprocesseur CCP, et peut consommer un courant de plusieurs milliampères. Ce niveau de puissance ne peut être fourni si le circuit d'antenne est trop désaccordé, même en venant toucher l'étiquette avec le lecteur. Avec ces éléments, sachant que Cl = Cl a + Clb est la valeur requise pour obtenir un circuit d'antenne accordé sur la fréquence nominale, on choisit la valeur Cl a de sorte que, en absence du condensateur Clb, le circuit d'antenne soit accordé suffisamment pour produire le courant requis pour une simple lecture et transmission d'informations, mais insuffisamment pour produire le courant requis par une opération cryptographique. Dans un exemple où la fréquence nominale est de 14 MHz, on obtient ce fonctionnement souhaité lorsque la fréquence d'accord décalée est choisie voisine de 17 MHz dans une technologie donnée. Le microcircuit peut alors être programmé pour commencer systématiquement par la production des informations et finir par les opérations cryptographiques. La rupture du ruban déconnecte le condensateur Clb du circuit d'antenne, ce qui provoque le décalage d'accord du circuit d'antenne. Dans ce cas, au moment où le microcircuit démarre les opérations cryptographiques, la tension d'alimentation s'écroule en provoquant la réinitialisation du microcircuit. Le microcircuit redémarre et recommence le même cycle. Les pistes 40, 42, et la boucle 12-1, 12-2 de la figure 1 peuvent être relativement longues et former des antennes parasites qui captent des champs électromagnétiques non-souhaités. Dans le cas où le ruban 10 est enveloppé dans une capsule métallique (figure 3), la capsule protège ces éléments des champs magnétiques. Dans d'autres situations, la capsule peut être transparente aux champs, ou être absente. La figure 6 illustre une variante de l'étiquette de la figure 4, également applicable à l'étiquette de la figure 1, moins sensible aux champs parasites. La paire de pistes 40, 42 est configurée pour former une paire torsadée. Pour cela, par exemple, les pistes 40 et 42 ne sont pas « torsadées » à proprement parler, mais crénelées en opposition de phase. De nombreuses variantes et modifications des modes de réalisation décrits ici 30 apparaîtront à l'homme du métier. Par exemple, le microcircuit 14 peut être fixé dans la partie centrale du ruban de sorte qu'il soit brisé par un tirebouchon. Pour réaliser un désaccord maîtrisé du circuit d'antenne à la rupture du ruban, on a décrit un condensateur déporté Clb comme mode de réalisation préféré - on peut bien entendu utiliser des techniques équivalentes menant à un désaccord du circuit d'antenne, par exemple en prévoyant une inductance ou autre impédance déportée à la place du condensateur Clb. L'étiquette est également utilisable sur des conteneurs ou des éléments de fermeture métalliques, en munissant la face inférieure de l'étiquette d'une couche d'isolant électromagnétique, comme de la ferrite.10 REVENDICATIONS1. Dispositif NFC comprenant : - un substrat pliable en forme de ruban (10) ; - une antenne (12) agencée à une première extrémité du ruban ; - un condensateur (Cla) connecté aux bornes de l'antenne, agencé à la première extrémité du ruban ; - une impédance (C lb) agencée à la deuxième extrémité du ruban ; et - des pistes conductrices (40, 42) agencées dans la longueur du ruban pour connecter l'impédance aux bornes de l'antenne. 10 2. Dispositif NFC selon la revendication 1, dans lequel l'impédance (C lb) définit avec l'antenne et le condensateur (Cl a) une fréquence d'accord nominale, le dispositif comprenant en outre un microcircuit de commande (14) connecté pour être alimenté à partir de l'antenne, la valeur du condensateur (C1 a) étant choisie pour que, en absence de l'impédance (C lb), la puissance d'alimentation du microcircuit soit 15 insuffisante pour offrir une fonctionnalité complète, mais suffisante pour offrir une fonctionnalité limitée quand le dispositif est alimenté par un champ à la fréquence nominale. 3. Dispositif NFC selon la revendication 2, dans lequel la fonctionnalité complète du microcircuit inclut des fonctions de lecture d'informations et des fonctions 20 cryptographiques, et la fonctionnalité limitée du microcircuit est dépourvue des fonctions cryptographiques. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le ruban (10) comprend des zones d'amorce de rupture (20) dans une partie centrale. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les pistes conductrices (40, 42) 25 reliant l'impédance et l'antenne sont disposées de part et d'autre du ruban, et sont configurées en paire torsadée. 6. Conteneur comprenant : - un élément de fermeture (18) ;- un ruban fixé en travers de l'élément de fermeture par collage sur le conteneur (30), la surface de ruban collée sur le conteneur étant choisie pour que la résistance de rupture du collage soit supérieure à la résistance de rupture du ruban, d'où il résulte que le retrait de l'élément de fermeture provoque la rupture du ruban ; et - intégré dans le ruban, un dispositif NFC comprenant : - une antenne (12) à une extrémité du ruban ; - un condensateur (C1 a) agencé à la première extrémité du ruban et connecté aux bornes de l'antenne ; une impédance (C lb) agencée à la deuxième extrémité du ruban ; et des pistes conductrices (40, 42) agencées dans la longueur du ruban pour connecter l'impédance aux bornes de l'antenne. 7. Conteneur selon la revendication 6, dans lequel le ruban comprend des zones d'amorce de rupture (20) au voisinage de l'élément de fermeture. 8. Conteneur selon la revendication 6, dans lequel des pistes conductrices formant l'antenne (12) et reliant les éléments du dispositif NFC entre eux sont disposées sur la face du ruban du côté du conteneur, d'où il résulte qu'une tentative de décollage du ruban entraîne un endommagement des pistes conductrices. 9. Conteneur selon la revendication 6, dans lequel le conteneur est une bouteille (30) et l'élément de fermeture est un bouchon (18). 10. Conteneur selon la revendication 9, sous la forme d'une bouteille comprenant une capsule (32) enveloppant le bouchon (18), le col de la bouteille, et le ruban (10), la longueur de ruban du côté de l'antenne étant choisie pour que la capsule laisse l'antenne exposée aux champs électromagnétiques.25