Brevet FR3091377A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : BAGUE COMMUNICANTE À ELEC- TRONIQUE INTEGREE MUNIE D'UN LECTEUR D'EMPREINTE DIGITALE [0001] La présente invention porte sur un dispositif d'identification muni d'un transpondeur radio-fréquentiel par exemple de type RAD (ou "Radio-identification" ou "Radio Frequency Identification" en anglais) et/ou NEC (ou "Communication en champ proche" ou "Ncar Field Communication" en anglais) se présentant sous la forme d'une bague. Plus précisément, l'invention porte sur une bague communicante à électronique intégrée munie d'un lecteur d'empreinte digitale. [0002] L'invention peut être mise en oeuvre dans tous les domaines nécessitant une identi- fication, ou un mot de passe pour déverrouiller le fonctionnement d'un système, sécuriser les contrôles d'accès, tels que de manière non limitative, l'automobile, la domotique, par exemple pour l'ouverture de portes, l'informatique, et le domaine des transactions bancaires. [0003] La demanderesse a développé un dispositif d'identification comportant un transpondeur radio-fréquentiel passif intégré dans une bague pouvant être portée tous les jours par un utilisateur. Ce dispositif passif décrit dans le document FR1554360 est apte à émettre des informations notamment d'identification dès lors qu'une antenne émet des ondes électromagnétiques à proximité. Le dispositif comporte une mémoire stockant certaines informations personnelles de l'utilisateur. [0004] Toutefois, ce dispositif a tendance à déclencher de manière intempestive les fonc- tionnalités associées sans contrôle du porteur. En effet, une puce NFC ou RFID passive est susceptible d'émettre dès lors qu'une antenne émet des ondes électromagnétiques à portée, ce qui constitue un manque de sécurité. [0005] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant une bague communicante, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un corps destiné à être disposé autour d'un doigt d'un utilisateur, - un transpondeur radio-fréquentiel monté à l'intérieur du corps de ladite bague, ledit transpondeur comportant un circuit électronique et une antenne, - un lecteur d'empreinte digitale apte à assurer au moins une identification de l'utilisateur, - ledit lecteur d'empreinte digitale étant disposé en périphérie externe du corps de ladite bague, - le transpondeur et le lecteur d'empreinte digitale étant dépourvus de source d'énergie, notamment de type capacité, ou batterie, ou pile embarquée, et étant aptes à 2 recevoir pour leur alimentation uniquement un courant d'alimentation par induction via l'antenne lorsque ladite bague est en cours d'utilisation dans un champ magnétique. [0006] L'invention permet ainsi de garantir l'identification du porteur via la présence du capteur d'empreinte en périphérie externe. On s'affranchit ainsi des risques de déclenchement intempestif du système à commander en contrôlant l'émission des ondes électromagnétiques. [0007] Selon une réalisation, ladite bague comporte en outre au moins un interrupteur mécanique ou électronique apte à assurer une activation et/ou une désactivation de différentes fonctionnalités de ladite bague et/ou une connectivité de ladite bague et/ou une identification de l'utilisateur. [0008] Selon une réalisation, le lecteur d'empreinte digitale est disposé radialemcnt au- dessus de l'interrupteur. [0009] Selon une réalisation, le lecteur d'empreinte digitale a une fonction d'interrupteur électronique, de sorte que lorsqu'un doigt de l'utilisateur est posé sur ledit lecteur d'empreinte digitale et reconnu, une communication avec un lecteur externe est apte à s'opérer et si aucun doigt n'est posé sur ledit lecteur d'empreinte digitale ou si le doigt n'est pas reconnu, alors la communication avec le lecteur externe ne s'opère pas. [0010] Selon une réalisation, le circuit électronique muni d'un microcontrôleur et un composant sécuritaire sont intégrés dans un même module, ledit lecteur d'empreinte digitale étant en communication avec le module. [0011] Selon une réalisation, l'antenne est une antenne de petite taille, mesurant notamment lcm x lcm, apte à assurer une alimentation de l'ensemble du système formé par le microcontrôleur, le composant sécuritaire, et le lecteur d'empreinte digitale de façon simultanée. [0012] Selon une réalisation, ladite bague est configurée de telle façon que lorsque ladite bague se situe à proximité d'un lecteur externe et qu'une opération, par exemple une opération de paiement, doit être effectuée, l'utilisateur pose un doigt sur le lecteur d'empreinte digitale, et - le lecteur d'empreinte digitale est apte à détecter l'empreinte digitale, et à transmettre une modélisation de l'empreinte au microcontrôleur, - ledit microcontrôleur étant apte à transmettre la modélisation de l'empreinte au composant sécuritaire, - le composant sécuritaire étant apte à comparer, de manière cryptée, la modélisation de l'empreinte issue du lecteur d'empreinte digitale avec la modélisation de référence de l'empreinte encryptée dans une mémoire de stockage. [0013] Selon une réalisation, une comparaison entre les deux modélisations est effectuée uniquement dans le composant sécuritaire de manière à rendre l'opération sécurisée et confidentielle. 3 [0014] Selon une réalisation, ladite bague est apte à émettre une communication quand l'empreinte n'est pas reconnue ou que le doigt n'est pas posé sur le lecteur d'empreinte digitale de manière à pouvoir échanger avec un lecteur externe ou à transmettre des informations, notamment une erreur de lecture d'empreinte. [0015] Selon une réalisation, l'interrupteur mécanique pourra être choisi parmi un des types suivants: levier, bouton poussoir, glissière, rotatif, basculeur magnétique, thermique, gravité, sensitif, à pression, ou de type commutateur à positions multiples. [0016] Selon une réalisation, l'interrupteur électronique comporte au moins un transistor, et/ ou au moins un thyristor et/ou au moins une diode. [0017] Selon une réalisation, l'interrupteur est monté sur un circuit imprimé disposé entre une portion interne du corps de la bague et une portion externe du corps de la bague. [0018] Selon une réalisation, le circuit imprimé porte en outre le composant sécuritaire disposé du côté d'une face opposée à celle du circuit imprimé portant l'interrupteur. [0019] Selon une réalisation, l'interrupteur est dirigé vers l'extérieur de la bague. [0020] Selon une réalisation, l'interrupteur est dirigé vers l'intérieur de la bague de façon à augmenter une zone sensible d'appui sur l'interrupteur. [0021] Selon une réalisation, un coussinet est disposé autour de l'interrupteur. [0022] Selon une réalisation, la portion interne et/ou la portion externe du corps de la bague est réalisée dans un matériau choisi notamment parmi: un matériau polymère, un matériau plastique, de la résine, du bois, du cuir ou de la céramique. [0023] Selon une réalisation, la portion interne et/ou la portion externe du corps de la bague sont recouvertes éventuellement d'un matériau choisi notamment parmi un matériau polymère, un matériau plastique, de la résine, du bois, du cuir ou de la céramique. [0024] Selon une réalisation, ladite bague comporte plusieurs interrupteurs de type boutons de façon à être apte à se reconfigurer en fonction d'une combinaison d'actions réalisées sur ces boutons. [0025] Selon une réalisation, l'interrupteur permet de sélectionner une utilisation d'une carte bancaire professionnelle ou d'une carte bancaire personnelle. [0026] Selon une réalisation, ladite bague comporte deux interrupteurs situés suivant deux côtés opposés du corps de la bague de manière à être indépendant du sens de la bague autour du doigt de l'utilisateur. [0027] Selon une réalisation, des sorties analogiques sont prévues de manière à pouvoir recevoir et/ou commander d'autres circuits d'entrées, notamment au moins un circuit parmi: un capteur d'ADN, un capteur veineux, un capteur de température, un capteur de pouls, un capteur de transpiration et/ou d'odeur, un capteur d'oxygène, un capteur de gaz, un capteur de pression atmosphérique, un capteur de luminosité, un capteur de couleur, un spectromètre, un accéléromètre, un microphone, un lecteur d'empreinte rétinienne, un capteur de champ magnétique. [0028] Selon une réalisation, des entrées analogiques sont prévues de manière à pouvoir recevoir et/ou commander d'autres circuits de sorties, notamment au moins un circuit parmi un écran, des diodes, un haut-parleur ou un buzzer, ou un vibreur. [0029] Selon une réalisation, un multiplexage est apte à augmenter un nombre de circuits connectés en entrée et/ou en sortie. [0030] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0031] [fig.1] La figure 1 est une représentation schématique d'une bague communicante selon la présente invention munie d'un interrupteur dirigé vers l'extérieur; [0032] [fig.2a] La figure 2a est une représentation schématique d'une bague communicante selon la présente invention munie d'un interrupteur dirigé vers l'intérieur; [0033] [fig.2b] La figure 2b est une représentation schématique agrandie de l'interrupteur de la bague communicante de la figure 2a; [0034] [fig.3] La figure 3 est une représentation schématique des différents modules du circuit élec- tronique de la bague selon la présente invention; [0035] [fig.4] La figure 4 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de la bague selon l'invention intégrant un lecteur d'empreinte digitale ayant un rôle d'interrupteur. [0036] La figure 1 montre une bague communicante 10 comprenant un corps 11 glo- balement en forme d'anneau d'orientation axiale destiné à être disposé autour d'un doigt d'un utilisateur. Le corps 11 est muni d'un méplat 12. La bague 10 intègre un transpondeur 13 radio-tiéquentiel monté à l'intérieur du corps 11 de la bague 10. [0037] Le transpondeur 13 comporte un circuit électronique 14 comprenant un micro- contrôleur et une antenne 15 apte à recevoir un champ électromagnétique notamment pour son activation et à émettre un champ électromagnétique transportant des informations d'identification pour la communication avec un lecteur radio correspondant. Le transpondeur 13 est par exemple de type NFC ou RFID ou tout autre transpondeur 13 de communication à distance autonome et sans alimentation embarquée. Alternativement, plusieurs transpondeurs 13 peuvent être intégrés au corps 11 pour permettre une identification par différents types de lecteurs radio. [0038] La bague 10 pourra le cas échéant être étanche, imperméable, insensible aux poussières ou à toute autre substance/matière pouvant engendrer un masque électromagnétique, ou une détérioration de l'ensemble. [0039] Plus précisément, comme cela est illustré en figure 3, le microcontrôleur 14 comporte une interface radio-fréquentielle 141 composée d'un modulateur/démodulateur, d'un redresseur, d'un régénérateur d'horloge et d'un régulateur de tension. Le microcontrôleur 14 comporte également des processeurs cryptographiques 142 des données par exemple à triple cncryptions et une unité de contrôle cryptographique 143 associée pour contrôler les opérations des processeurs cryptographiques 142. [0040] Un interpréteur de commandes 144 permet de gérer les commandes pour accéder à l'interface mémoire 145 en communication avec une mémoire 146. La mémoire 146 est de préférence une mémoire morte. A titre d'exemple et de manière non restrictive elle peut être de type ROM, EPROM, EEPROM, ou SSD. L'ensemble des éléments 142, 143, 144, 145 est commandé par l'unité de contrôle numérique 147. [0041] Les informations contenues dans la mémoire 146 peuvent être cryptées à l'aide par exemple d'un algorithme de chiffrement symétrique de type AES (pour "Advanced Encryption Standard" en anglais) 256 bits. [0042] Lorsque la bague 10 est positionnée à proximité d'un lecteur, l'interface de commu- nication radio-fréquentielle 141 à grande vitesse permet la transmission des données à une vitesse de 106 kbit/s. L'énergie et les données sont transférées par l'intermédiaire de l'antenne 15 constituée par exemple d'une bobine de quelques spires directement connectée au microcontrôleur 14. En variante, des composants de type diodes, bobines, et condensateurs pourraient être utilisés pour former des filtres de traitement du signal avant réception par le microcontrôleur 14. [0043] Un interrupteur 17 mécanique ou électronique est apte à assurer une activation et/ou une désactivation de différentes fonctionnalités de la bague 10 et/ou une connectivité de la bague 10. En variante, la bague 10 pourra comporter plus d'un interrupteur 17 en fonction des besoins de l'application. [0044] L'interrupteur 17 pourra être de type monostable ou bistable. L'interrupteur mécanique 17 pourra être choisi parmi un des types suivants: levier, bouton poussoir, glissière, rotatif, basculeur magnétique, thermique, gravité, sensitif, à pression, ou de type DIP switch (pour "Dual Inline Package" en anglais ou "commutateur à positions multiples" en français). [0045] Dans le cas d'un interrupteur 17 électronique, l'interrupteur comporte au moins un transistor et/ou au moins un thyristor et/ou au moins une diode. [0046] Dans le cas d'un interrupteur 17 mécanique, en l'occun-ence sous la forme d'un bouton poussoir, l'interrupteur 17 est monté sur un circuit imprimé 18 (ou PCB pour "Printed Circuit Board" en anglais) disposé entre une portion interne 11.1 et une portion externe 11.2 du corps 11 de la bague 10. La portion interne 11.1 pourra être réalisée dans un matériau plus souple que la portion externe 11.2 du corps 11 de la bague 10. 6 [0047] Le circuit imprimé 18 porte en outre un composant électronique 19, tel qu'un micro- processeur de sécurisation d'échanges de données (dit "secure element" en anglais), disposé du côté d'une face opposée à celle du circuit imprimé 18 portant l'interrupteur 17. Une telle configuration permet ainsi de diminuer les risques d'usures, de casse ou de désolidarisation de l'interrupteur du circuit imprimé 18. Suivant une réalisation particulière, le rnicrocontrôlcur 14 pourra être intégré sur le circuit imprimé 18. Le micro-contrôleur 14 pourra, le cas échéant, être confondu avec un microprocesseur de sécurisation. [0048] Comme cela est représenté sur la figure 1, l'interrupteur 17 pourra être dirigé vers l'extérieur de la bague 10. En variante, comme cela est représenté sur les figures 2a et 2b, l'interrupteur 17 pourra être dirigé vers l'intérieur de la bague 10 de façon à augmenter une zone sensible d'appui sur l'interrupteur 17. En effet, le support, qui présente des dimensions relativement importantes par rapport à l'interrupteur 17, augmente la surface d'appui sur l'interrupteur 17 qui est réduite (initialement de quelques millimètres carrés). [0049] Un coussinet pourra être disposé autour de l'interrupteur 17. [0050] Avantageusement, la portion interne 11.1 et/ou la portion externe 11.2 du corps 11 de la bague 10 est réalisée dans un matériau choisi notamment parmi: un matériau polymère, un matériau plastique, de la résine, du bois, du cuir ou de la céramique. [0051] La portion interne 11.1 et/ou la portion externe 11.2 du corps 11 de la bague 10 pourront être recouvertes éventuellement d'un matériau choisi notamment parmi un matériau polymère, un matériau plastique, de la résine, du bois, du cuir ou de la céramique. [0052] La bague 10 pourra comporter plusieurs interrupteurs 17 de type boutons de façon à être apte à se reconfigurer en fonction d'une combinaison d'actions réalisées sur ces boutons. Ainsi, la bague 10 est programmée pour un utilisateur donné en fonction d'une certaine combinaison d'appui, de maintien, ou de relâchement des différents boutons poussoirs qui permettent d'identifier l'utilisateur qui la porte. En cas de retrait, un système de désactivation ou de suppression des données et/ou fonctionnalités peut être activé. [0053] L'interrupteur 17 permet de sélectionner une utilisation d'une carte bancaire profes- sionnelle ou d'une carte bancaire personnelle. [0054] Avantageusement, la bague 10 comporte deux interrupteurs 17 situés suivant deux côtés opposés du corps 11 de la bague 10 de manière à être indépendant du sens de la bague 10. En effet, si l'interrupteur 17 est positionné uniquement d'un côté, par exemple à droite de la bague 10, et que la bague 10 est tournée, le bouton se retrouve à gauche et cela manque donc d'ergonomie. En positionnant un interrupteur 17 de chaque côté de la bague 10, on résout ce problème. 7 [0055] Dans le mode de réalisation de la figure 4, la bague 10 comporte un circuit élec- tronique à microcontrôlcur 14 et un composant sécuritaire 19 intégrés dans un même module 20. Cela nécessite donc moins de place sur le circuit imprimé 18 et permet d'effectuer des opérations à très haute vitesse et de réaliser des économies énergétiques importantes. [0056] Le module 20 est compatible avec une très haute lamination notamment de type PVC, PC et l'ensemble des contraintes ISO/CQM. Cela permet aussi d'intégrer de façon optimisée des fonctions cryptographiques avancées nécessaires aux nouveaux moyens de paiement ou à de très hauts niveaux d'identification pour des applications de type crypte wallet, paiement, stockage de données, passeport, CNT (pour Carte Nationale d'Identité), médical... [0057] Les éléments 14 et 19 sont alimentés par une antenne 15 de la bague 10 générant un courant d'alimentation lors de l'induction électromagnétique produite par le passage dans le champ magnétique d'un lecteur externe. [0058] Des sorties analogiques sont prévues de manière à pouvoir recevoir et/ou commander d'autres circuits d'entrées, notamment au moins un circuit parmi: un capteur d'ADN, un capteur veineux, un capteur de température, un capteur de pouls, un capteur de transpiration et/ou d'odeur, un capteur d'oxygène, un capteur de gaz, un capteur de pression atmosphérique, un capteur de luminosité, un capteur de couleur, un spectromètre, un accéléromètre, un microphone, un lecteur d'empreinte rétinienne, un capteur de champ magnétique. [0059] Des entrées analogiques sont prévues de manière à pouvoir recevoir et/ou commander d'autres circuits de sorties, notamment au moins un circuit parmi un écran, des diodes notamment de type LED, un haut-parleur ou un buzzer, ou un vibreur. [0060] Un multiplexage peut être opéré de manière à augmenter un nombre de circuits connectés en entrée et/ou en sortie. [0061] Avantageusement, la bague 10 intègre un lecteur d'empreinte digitale 21 en commu- nication avec le module 20. Le lecteur d'empreinte digitale 21 est disposé sur une périphérie externe de la bague 10 de forme annulaire et d'orientation axiale. Le lecteur d'empreinte digitale 21 est apte à assurer une identification de l'utilisateur. Le fait de disposer le lecteur 21 en périphérie externe permet d'activer la phase d'identification à la demande de l'utilisateur lors d'une opération particulière, telle qu'une opération de paiement, ou de déblocage d'un accès. Si la bague 10 est portée sur un doigt, l'activation pour l'identification sera donc effectuée par un autre doigt de la main qui viendra se poser sur le lecteur 21. Cela permet de contrôler le déclenchement de l'opération, notamment de paiement, et donc d'éviter ainsi tout déclenchement intempestif de la bague 10. [0062] Avantageusement, le lecteur 21 est configuré pour reconnaitre au moins un doigt, de 8 préférence deux doigts différents de l'utilisateur et ce quelle que soit la position des doigts sur le lecteur 21. Avantageusement, la lecture de paramètres biométriques via le lecteur 21 est équivalente à la sécurité proposée par les codes PIN (Personal Identification numbcr) à 4 chiffres. Ce système permet de valider tout acte effectué par la bague 10 en posant un doigt sur une partie extérieure de son corps 11. Il permet notamment d'effectuer des opérations de paiement sur des terminaux de paiement électroniques (TPE) ou n'importe quelle architecture de paiement standard permettant de payer avec ou sans contact exactement comme avec une carte bancaire, notamment une architecture de type EMV pour (Europay Mastcrcard Visa) qui est un standard international de sécurité des cartes de paiement. [0063] De préférence, le lecteur d'empreinte digitale 21 a, outre la fonction d'identification, une fonction d'interrupteur électronique. Ainsi, lorsque le doigt de l'utilisateur est posé sur le lecteur 21 et reconnu par le module 20, la communication (bancaire ou non) avec un lecteur externe s'opère. Si aucun doigt n'est posé sur le lecteur 21 ou si le doigt n'est pas reconnu, alors la communication avec le lecteur externe ne s'opère pas. Dans certains cas, la bague 10 pourra, le cas échéant, émettre une communication quand l'empreinte n'est pas reconnue ou le doigt n'est pas posé sur le lecteur 21 de manière à échanger avec le lecteur externe ou à lui transmettre des informations, notamment et de manière non exclusive une erreur de lecture d'empreinte. De manière non exhaustive, l'empreinte digitale n'est pas vérifiée une fois niais lors de chaque utilisation. [0064] Alternativement, dans un mode de réalisation montré sur la figure 1, 2a, 2b, le lecteur d'empreinte 21 représenté en pointillés est disposé radialement au-dessus de l'interrupteur 17. Ainsi, une pression du doigt sur le lecteur d'empreinte 21 permet d'identifier l'utilisateur et de déclencher simultanément l'interrupteur 17 qui assure une activation et/ou une désactivation de différentes fonctionnalités de la bague 10 et/ou une connectivité de la bague 10. Dans le cas où le lecteur d'empreinte 21 a également la fonction d'interrupteur, il est possible de supprimer l'interrupteur 17. Le lecteur 21 pourra alors assurer seul une activation et/ou une désactivation de différentes fonctionnalités de la bague 10 et/ou une connectivité de la bague 10. [0065] L'optimisation du système est telle qu'il dépense très peu d'énergie électrique et parvient à être autonome. En effet, le système formé par le transpondeur (circuit électronique 14 à microcontrôleur et antenne 15), le composant sécuritaire 19, et le lecteur d'empreinte digitale 21 est dépourvu de super-capacité ou de batterie ou de pile embarquée, et reçoit uniquement un courant d'alimentation par induction lorsqu'il est en cours d'utilisation dans un champ magnétique, de sorte que lors de sa mise sous tension, l'empreinte digitale peut être vérifiée. [0066] Ainsi, une antenne 15 de petite taille, mesurant notamment lcm x lcm, permet d'assurer une alimentation de l'ensemble du système formé par le microcontrôleur 14, 9 le composant sécuritaire 19, et le lecteur d'empreinte digitale 21 de façon simultanée et d'effectuer, au sein du composant sécuritaire 19, la comparaison d'empreinte digitale tout en consommant très peu d'énergie. [0067] On décrit ci-après le fonctionnement de la bague 10 réalisée suivant le mode de réa- lisation de la figure 4. Lorsque la bague 10 se situe à proximité d'un lecteur externe et qu'une opération, par exemple une opération de paiement, doit être effectuée, l'utilisateur pose un doigt sur le lecteur d'empreinte digitale 21. Le lecteur d'empreinte digitale 21 détecte l'empreinte digitale, et transmet une modélisation de l'empreinte Temp ("template" en anglais) au microcontrôleur 14 (en sens exclusivement entrant). Le microcontrôleur 14 transmet la modélisation de l'empreinte au composant sécuritaire 19. Le composant sécuritaire 19 compare, de manière cryptée, la modélisation de l'empreinte Temp issue du lecteur 21 avec la modélisation de référence de l'empreinte Temp ref encryptée dans une mémoire de stockage 22. La correspondance entre les deux modélisations est effectuée uniquement dans le composant sécuritaire 19 de manière à rendre l'opération complétement sécurisée et confidentielle. [0068] Dans cette architecture, il est possible de modifier le niveau du protocole ISO (pour "Open Systems Interconnection" en anglais) utilisé afin de pouvoir activer, de manière séquentielle et rapide, différentes fonctions liées aux niveaux du protocole radiofréquentiel, notamment de type NFC ("Ncar Field Comunication" en anglais). Par exemple et de manière non exhaustive, il est possible de passer d'un Mifarc classic 14443-3 à un Mifare desfire 14443-4. Cela permet d'augmenter l'interopérabilité des différents produits avec des systèmes Mifare/EMV/PKI/FIDO/ et tout autre système adapté à l'application. [0069] Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. [0070] En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]