Brevet FR3084941A1 — publié le 20200214

Description Titre de l'invention : MÉTHODES PAR RADIOFRÉQUENCE D'ENREGISTREMENT DES INFORMATIONS D'IDENTIFICATION ET D'ÉCHANGE DE DONNÉES POUR CARTES À PUCE BIOMÉTRIQUES ET AUTRES APPAREILS D'AUTHENTIFICATION DEPOURVUS D'ALIMENTATION ELECTRIQUE [0001] La présente invention concerne le transfert sans fil d'énergie vers des cartes à puce biométriques principalement ainsi que vers d'autres appareils d'authentification biométrique dépourvus de leur propre source d'alimentation électrique plus généralement, tant pour l'enregistrement initial des informations d'identification de l'utilisateur que pour l'échange ultérieur de données (transfert d'argent en mode point-a-point entre deux utilisateurs) ; ceci en extrayant l'énergie requise d'ondes électromagnétiques émises par un appareil à proximité disposant de sa propre source d'alimentation électrique (signal Bluetooth/Wi-Fi dans les bandes de fréquence 2,4 GHz/5,8 GHz, signal radiofréquence de téléphone mobile). [0002] Comme l'illustre [fig.1], une carte à puce biométrique (101) est une carte à puce avec contact et/ou sans contact avec une antenne boucle facultative (104) intégrée dans la couche interne de la carte à puce, et également pourvue d'un capteur d'empreintes digitales (103) afin d'authentifier l'utilisateur au lieu d'entrer un code pin. L'empreinte digitale capturée est ensuite comparée à la version modèle stockée dans la zone de mémoire sécurisée de la micro-puce (102) et si correspondance parfaite entre les deux il y a, l'utilisateur est alors authentifié. L'ensemble du processus d'authentification est donc effectué entièrement sur la carte à puce biométrique. [0003] Pour être authentifié, l'utilisateur doit d'abord scanner et stocker son modèle d'empreintes digitales sur la zone de mémoire sécurisée de la carte à puce biométrique. Ce processus est appelé enregistrement (des informations d'identification) et nécessite de l'énergie électrique pour la capture, numérisation, extraction et stockage de la version modèle de l'empreinte digitale. [0004] Le problème avec les méthodes d'enregistrement actuelles, est qu'elles ne sont pas pratiques, ce qui est un obstacle majeur à l'adoption. En effet, l'utilisateur est soit contraint d'aller dans des banques ou des centres d'inscription pour enregistrer ses empreintes digitales, ce qui implique un déplacement physique, soit de recevoir, comme l'illustre la rfig.21, un appareil avec batterie intégré et à usage unique (201) avec une fente d'insertion (202), afin d'alimenter en énergie électrique la carte à puce bio- 2 métrique (101) durant la procédure d'enregistrement; ou bien encore d'avoir en sa possession un lecteur de type RFID (Radio-Identification) pour alimenter la carte à puce hiométrique par couplage inductif via l'antenne boucle de 13,56 MHz (104) intégrée dans la couche interne de la carte à puce. [0005] Les méthodes d'enregistrement (des informations d'identification) selon l'invention permettent d'éliminer les obstacles à l'adoption précédemment mentionnés tout en permettant un scenario d'utilisation supplémentaire (échange de données tel que le transfert d'argent en mode point-a-point entre deux utilisateurs) via un transfert d'énergie sans fil par ondes électromagnétiques en provenance d'un appareil à proximité disposant de sa propre source d'alimentation électrique (appareil Bluetooth niais avec séquence de désembrouillage afin d'opérer sur une fréquence-porteuse fixe, point d'accès sans fil Wi-Fi au domicile/bureau/lieu public/mobile, signal radiofréquence de téléphone mobile). Les méthodes d'enregistrement selon l'invention ne nécessitant ni d'appareil supplémentaire ni de déplacement physique de l'utilisateur. [0006] Une caractéristique de la carte à puce hiométrique selon l'invention est de réutiliser l'antenne boucle intégrée dans la couche interne de la carte à puce, mais accordée pour la réception de radiofréquences de type micro-ondes (bandes de fréquence de 1GHz à 300 GHz) en ajoutant, au sein du circuit intégré de capteur d'empreintes digitales ou de la micro-puce, un bloc fonctionnel de gestion de puissance comprenant les éléments d'adaptation d'impédance-antenne, la fonction redresseur de tension alternative en tension continu ainsi que les fonctions de conversion de puissance (élévateur/stabilisateur de tension). [0007] Une autre caractéristique de la carte à puce biométrique selon l'invention est que l'antenne boucle maintenant accordée à une fréquence de type micro-ondes est connectée au circuit de gestion de puissance susmentionné soit par une connexion filaire soit par couplage inductif grâce à l'ajout d'une antenne boucle plus petite intégrée dans le circuit intégré du capteur d'empreintes digitales ou de la micro-puce. [0008] Dans d'autres incarnations de la présente invention, la carte à puce biométrique selon l'invention peut également n'inclure que l'antenne boucle plus petite dans le circuit intégré du capteur d'empreintes digitales ou de la micro-puce. [0009] Les méthodes ci-dessus permettront non seulement de réaliser l'enregistrement d'identité en alimentant sans fil la carte à puce biométrique par ondes électromagnétiques en provenance d'un appareil à proximité disposant de sa propre source d'alimentation (appareil Bluetooth mais avec séquence de désembrouillage afin d'opérer sur une fréquence-porteuse fixe, point d'accès sans fil Wi-Fi au domicile/ bureau/lieu public/mobile, signal radiofréquence de téléphone mobile) mais aussi de permettre d'autres scénarios d'utilisation tels que l'échange de données entre deux appareils biométriques dépourvus de leur propre source d'alimentation électrique 3 (échange d'argent en mode point-a-point entre deux utilisateurs). [0010] Les dessins annexés illustrent l'invention et il est à noter que les mêmes chiffres de référence désignent des parties identiques ou correspondantes pour l'ensemble des différentes figures. [0011] La [fig.l]montre, dans un espace tridimensionnel, une carte à puce hiométrique avec une micro-puce, un capteur d'empreintes digitales et une antenne boucle facultative intégrée dans la couche interne de la carte à puce; La [Fig.2] illustre, dans un espace tridimensionnel l'appareil à usage unique avec batterie intégré et fente d'insertion utilisé pour alimenter la carte à puce biométrique pendant l'enregistrement (des informations d'identification); La vue transversale de la [Fig.3a] montre une implémentation de la carte à puce hiométrique selon l'invention, avec la micro-puce ou le capteur d'empreintes digitales intégrant le bloc fonctionnel de gestion de puissance accordé pour la réception de radiofréquences de type micro-ondes, et connecté à l'antenne boucle de la carte à puce via une connexion filaire ; La vue transversale de la [Fig.3h] illustre une autre implémentation de la carte à puce biométrique selon l'invention, avec la micro-puce ou le capteur d'empreintes digitales intégrant le bloc fonctionnel de gestion de puissance accordé pour la réception de radiofréquences de type micro-ondes, et connecté à l'antenne boucle de la carte à puce par couplage inductif via sa propre antenne boucle implémentée dans le substrat supérieur du circuit intégré ; et la vue transversale de la [Fig.3c] montre une autre implémentation de la carte à puce biométrique selon l'invention, avec la micro-puce ou le capteur d'empreintes digitales intégrant le bloc fonctionnel de gestion de puissance accordé pour la réception de radiofréquences de type micro-ondes, et connecté à l'antenne boucle de la carte à puce par couplage inductif via sa propre antenne boucle implémentée dans le substrat inferieur du circuit intégré ; Les [Fig.4a] et [Fig.4b] montrent le signal radiofréquence de type micro-ondes émis par un appareil à proximité disposant de sa propre source d'alimentation électrique, respectivement lors de l'enregistrement des informations d'identification et lors de l'échange de données entre cartes biométriques. [0012] Si on se referre aux dessins annexés et plus particulièrement à la [fig.3a], on peut observer que la puce en silicium (308) du circuit intégré (310), correspondant soit à la micro-puce ou au capteur d'empreintes digitales de la carte à puce biométrique (101), est équipée d'un bloc fonctionnel de gestion de puissance (305), intégrant les éléments d'adaptation d'impédance-antenne, la fonction redresseur de tension alternative en tension continu ainsi que les fonctions de conversion de puissance (élévateur/stabilisateur de tension). La puce en silicium est attachée au substrat supérieur (304), recouverte d'un matériau composite type époxy (307) pour la protection mécanique, puis insérée dans une cavité (302) du corps (303) de la carte à puce typiquement réalisée par fraisage mécanique, perforage ou découpage laser. [0013] Dans une implémentation préférée de la présente invention, le bloc fonctionnel de gestion de puissance (305) est relié à l'antenne boucle (104) intégrée dans la couche interne (301) de la carte à puce via les liaisons par fil électrique (306) de la puce en silicium (308) ainsi que par la connexion filaire du substrat supérieur (304). [0014] Dans les implémentations de la présente invention présentées aux [fig.3b] et [0015] [fig.3c], la carte à puce biométrique (101) selon l'invention inclut également une antenne boucle supplémentaire (309), de plus petite taille, insérée soit dans le substrat supérieur (304) ou bien dans le substrat inférieur (311) du circuit intégré (310), et reliant ainsi le bloc fonctionnel de gestion de puissance (305) à l'antenne boucle (104) de la carte à puce (301) par couplage inductif [0016] Bien que les cartes à puce biométriques illustrées dans les [fig.3a], [Fig.311] et [Fig.3c] montrent une plus grande antenne boucle intégrée dans la couche interne de la carte à puce, des implémentations alternatives, selon des modes particuliers de réalisation, peuvent ne pas implémenter une telle grande antenne boucle. Par exemple, et selon des implémentations non illustrées de la présente invention, une seule antenne boucle plus petite, placée soit dans le substrat supérieur ou bien dans le substrat inférieur du circuit intégré, peut uniquement être reliée au bloc fonctionnel de gestion de puissance. En conséquence, de nombreuses modifications et variations de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. [0017] [fig.4a] montre le signal radiofréquence de type micro-ondes (Bluetooth mais avec séquence de désembrouillage afin d'opérer sur une fréquence-porteuse fixe, Wi-Fi pour un point d'accès fixe ou mobile, radiofréquence cellulaire pour un téléphone mobile) émis par un appareil à proximité (401), disposant de sa propre source d'alimentation électrique, tel qu'un téléphone portable ou un point d'accès sans fil, et utilisé pour alimenter sans fil la carte à puce biométrique (101), équipée d'une micropuce (102) et d'un capteur d'empreintes digitales (103) tel que décrit ci-dessus, lors de l'enregistrement des informations d'identification. [0018] [fig.4b] montre que ce même signal radiofréquence de type micro-ondes émis par un appareil à proximité (401), disposant de sa propre source d'alimentation électrique, peut également être utilisé pour alimenter sans fil deux cartes à puce biométriques (101) pour l'échange de données entre elles, tel le transfert d'argent en mode pointa-point entre deux utilisateurs (portefeuilles électroniques). [0019] Les méthodes de transfert d'énergie selon l'invention sont particulièrement destinées aux cartes à puce biométriques, mais peuvent également s'appliquer à d'autres appareils d'authentification biométrique ne disposant pas de leur source d'énergie propre. [Revendication 1]