DE3836801A1 - Data exchange system with a portable data carrier arrangement - Google Patents

Data exchange system with a portable data carrier arrangement

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Abstract

The portable data carrier arrangement, which contains at least one integrated circuit forming an independent programmable data store and its control circuit and addressing circuit, has the form of a laminar plug body (4) which is stiff against bending, embeds the integrated circuit (2, 3) completely and covers it on all sides, and has contacts (5, 16, 17) arranged respectively in pairs and symmetrically for the electrical connection between data carrier arrangement and associated reading device. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenaustauschsystem nach den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a data exchange system according to the Merk paint the preamble of claim 1.

Bei heutigen Kommunikationssystemen, deren technische Sicher­ heit inzwischen einen hohen Standard erreicht hat, ist vor al­ lem die Sicherheit der Daten zu einem unverzichtbaren Bestand­ teil geworden, da die an Umfang, Vernetzungsdichte und Viel­ schichtigkeit zunehmenden Systeme mit steigender Tendenz von immer größeren Bevölkerungsgruppen benutzt werden.In today's communication systems, their technical security has now reached a high standard, above all lem the security of the data on an indispensable inventory become part because of the scope, networking density and much Layering increasing systems with increasing tendency of ever larger population groups are used.

Für jede sichere Kommunikation zwischen den jeweiligen Part­ nern gelten dabei insbesondere folgende prinzipielle Forderun­ gen:For every secure communication between the respective part The following basic requirements apply in particular gene:

  • - Die Teilnehmer müssen sich durch Authentifikation gegensei­ tig einwandfrei identifizieren.- The participants must counter each other through authentication Identify properly.
  • - Die ausgetauschten Nachrichten müssen authentisch sein, d.h. der Empfänger muß feststellen können, ob die empfangene Nachricht unverändert ist, und ob sie tatsächlich von seinem identifizierten Kommunikationspartner kommt.- The exchanged messages must be authentic, i.e. the recipient must be able to determine whether the received Message is unchanged, and whether it is actually from his identified communication partner comes.
  • - Elektronische Dokumente müssen durch digitale Unterschriften rechtsverbindlich werden.- Electronic documents must have digital signatures become legally binding.
  • - Sensitive Nachrichten müssen geheim bleiben.- Sensitive messages must remain secret.

Zur Verwirklichung dieser Forderungen sind in jüngster Zeit verschiedene kryptografische Verfahren entwickelt worden, die zum Teil jedoch wegen der Handhabung der für die Kryptografie notwendigen Schlüssel gewisse Probleme aufwerfen. Um nicht nur eine Schein- sondern eine tatsächliche Sicherheit zu erreichen, müssen die jeweils verwendeten Schlüssel ausreichend lang sein, geheim aufbewahrt sowie leicht und ohne Zeitaufwand von dem berechtigten Benutzer eingesetzt werden können.To accomplish these demands have been recently Various cryptographic methods have been developed partly because of the handling of cryptography necessary keys pose certain problems. To not only to achieve an apparent but an actual security  the keys used must be long enough kept secret and easy and without time expenditure from the authorized users can be used.

Mit der sogenannten Chipkarte steht nun erstmals ein Instrument zur Verfügung, mit dem eine moderne Kryptografie überhaupt erst möglich ist. Der Chip einer Prozessorchipkarte beinhaltet neben einem Speicher einen leistungsfähigen und programmierbaren Mi­ kroprozessor, der die Karte befähigt, aktiv zu sein, zu han­ deln, zu rechnen und zu vergleichen sowie Entscheidungen zu treffen und die gespeicherten Daten, Schlüssel und Algorithmen selbst zu schützen. Mit dieser multifunktionalen Prozessorchip­ karte ist es demnach möglich, die Geheimschlüssel und Kryptoal­ gorithmen unausforschbar zu speichern und kryptografische Re­ chenoperationen aufzuführen, die eine einwandfreie Identifika­ tion und eine sichere Authentifikation von Partnern und Infor­ mationen gewährleisten.An instrument is now available for the first time with the so-called chip card with which modern cryptography is possible in the first place is possible. The chip of a processor chip card also includes a memory a powerful and programmable Mi microprocessor that enables the card to be active calculate, calculate and compare and make decisions meet and the stored data, keys and algorithms protect yourself. With this multifunctional processor chip It is therefore possible to map the secret key and cryptoal gorithms to store unsearchable and cryptographic re perform operations that are flawless identifiers tion and secure authentication of partners and information guarantee mations.

Rein äußerlich unterscheidet sich eine Chipkarte von einer Scheckkarte mit Magnetstreifen lediglich dadurch, daß anstelle des Magnetstreifens ein in die Plastikkarte eingebetteter Chip verwendet wird. Wegen der sehr geringen Kartendicke von nur 0,76 mm und der geforderten Flexibilität bzw. Biegefähigkeit der Plastikkarte sollte der entsprechend dünne Chip eine Fläche von ca. 25 mm2 nicht überschreiten, wenn mechanische Schäden am Chip und seinen Kontakten vermieden werden sollen. Wegen dieser geringen Abmessungen stößt der Chip jedoch bei der Anwendung sicherer, aber technisch aufwendiger Kryptoverfahren sehr schnell an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit, bzw. seiner Speicherkapazität. Derzeit verfügbare Chips lassen diesbezüg­ lich jedenfalls noch viele Wünsche offen.Externally, a chip card differs from a check card with a magnetic stripe only in that a chip embedded in the plastic card is used instead of the magnetic stripe. Because of the very small card thickness of only 0.76 mm and the required flexibility or bendability of the plastic card, the correspondingly thin chip should not exceed an area of approximately 25 mm 2 if mechanical damage to the chip and its contacts is to be avoided. Because of these small dimensions, the chip quickly reaches the limits of its performance and storage capacity when using secure but technically complex cryptographic methods. In any case, currently available chips leave a lot to be desired.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für eine tragbare Datenträgeranordnung zur Verwendung in einem Datenaustauschsystem der eingangs genannten Art eine Kompromiß- Lösung anzugeben, die hinsichtlich der äußeren Formgebung des Datenträgers zwar einige Zugeständnisse macht, bezüglich der Leistungsfähigkeit aber allen Forderungen Rechnung trägt.The present invention is therefore based on the object for a portable data carrier assembly for use in a Data exchange system of the type mentioned a compromise Specify solution that with regard to the external shape of the  Data carrier makes some concessions regarding the Efficiency but takes all requirements into account.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by characterizing features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Datenträger ist zwar gegenüber einer her­ kömmlichen Chipkarte etwas dicker, hat aber dafür den Vorteil, daß er auf Grund seiner Biegefestigkeit mechanisch wesentlich stärker beansprucht werden kann, ohne daß eine Beschädigung des eingebetteten Chips befürchtet werden muß. Auf Grund der größe­ ren Dicke des Datenträgers können zwangsläufig auch Chips mit größeren Abmessungen und folglich größerer Leistung, gegebenen­ falls auch zwei und mehr Chips, verwendet werden. Die symmetri­ sche Anordnung der jeweils paarweise vorgesehenen Kontakte hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Steckkörper in zwei, um 180° gegeneinander versetzten Stellungen in den Einsteckschlitz eines entsprechenden Lesegerätes eingesetzt werden kann. Die mechanisch stabile Form des Steckkörpers, insbesondere seine Biegesteifigkeit, gestatten eine einfache und beschädigungs­ freie Handhabung im täglichen Gebrauch. Bei Steckkörpern mit integrierter Haltevorrichtung, z.B. in Form einer lochartigen Aussparung, kann die tragbare Datenträgeranordnung vorteilhaft auch als Schlüsselanhänger, Amulett oder dergleichen, verwendet werden.The data carrier according to the invention is compared to one conventional chip card a bit thicker, but has the advantage that it is mechanically essential due to its flexural strength can be used more without damaging the embedded chips must be feared. Because of the size ren thickness of the data carrier can inevitably also chips larger dimensions and consequently greater performance if two or more chips are used. The symmetri cal arrangement of the contacts provided in pairs furthermore the advantage that the plug body in two, um Positions at 180 ° to each other in the insertion slot an appropriate reader can be used. The mechanically stable shape of the plug body, in particular its Flexural rigidity, allow easy and damage free handling in daily use. With plug bodies with integrated holding device, e.g. in the form of a hole-like Recess, the portable disk assembly can be advantageous also used as a keychain, amulet or the like will.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Un­ teransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in Un specified claims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. Show:

Fig. 1 eine Datenträgeranordnung gemäß der Erfindung in Schnitt­ darstellung, Fig. 1 illustration of a data carrier system according to the invention in section,

Fig. 2 die Komponenten eines Datenaustauschsystems unter Verwen­ dung einer erfindungsgemäßen Datenträgeranordnung, Fig. 2 shows the components of a data exchange system under USAGE dung an inventive data carrier system,

Fig. 3, 4 Beispiele für Kontaktanordnungen am Datenträger bzw. am zugehörigen Lesegerät. Fig. 3, 4 examples of contact assemblies at the data carrier or the associated reader.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten tragbaren Datenträgeranordnung mit beispielsweise zwei, auf einer gemeinsamen Trägerplatte 1 befestigten und elektrisch miteinander verbundenen Chips, beispielsweise einem Prozessorchip 2 und einem Speicherchip 3. Zum Zwecke des Ab­ strahlschutzes ist die mit den beiden Chips 2, 3 versehene Trä­ gerplatte 1 mit einer insbesondere folienartigen Schutzhülle 18 oder mit Mu-Metall umgeben. Diese gesamte Anordnung befindet sich im Inneren eines vorzugsweise aus Kunststoff gegossenen plattenförmigen Steckkörpers 4, der eine etwa rechteckähnliche Form mit abgerundeten Ecken und Kanten aufweist, und an dessen einer Schmalseite paarweise herausgeführte und symmetrisch an­ geordnete Kontakte 5 vorgesehen sind. Fig. 1 shows the basic structure of an inventive portable data carrier assembly with for example two, mounted on a common carrier plate 1 and electrically interconnected chips, such as a processor chip 2 and memory chip 3. For the purpose of radiation protection from the provided with the two chips 2 , 3 Trä gerplatte 1 is surrounded with a film-like protective cover 18 or with Mu-metal. This entire arrangement is located in the interior of a plate-shaped plug-in body 4 , which is preferably cast from plastic and has an approximately rectangular shape with rounded corners and edges, and on which one narrow side is provided in pairs and is provided symmetrically on ordered contacts 5 .

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist der Steckkörper 4 als Schlüsselanhänger ausgebildet, der an der den Kontakten gegen­ überliegenden Schmalseite mit einer lochartigen Aussparung 6 zur Befestigung eines Halterings 7 für einen Schlüssel 8 verse­ hen ist. An der im wesentlichen kontaktfreien Vorder- bzw. Rückseite des Steckkörpers 4 kann gegebenenfalls eine in das Kunststoffmaterial eingebettete Fotografie des jeweiligen Be­ sitzers vorgesehen werden.In the example shown in Fig. 2, the plug-in body 4 is designed as a key fob, which is on the contacts opposite narrow side with a hole-like recess 6 for fastening a retaining ring 7 for a key 8 verses hen. On the substantially contact-free front or back of the plug-in body 4 , a photograph of the respective occupant can be provided, optionally embedded in the plastic material.

Im Zusammenwirken mit einer Datenein- und -ausgabevorrichtung wird dieser Steckkörper 4 über einen Eingabeschlitz 9 in eine in einem Terminal 10 vorgesehene Leseeinrichtung eingeschoben. Dieses Terminal 10 enthält eine an drei Seiten durch eine Sichtblende 11 abgeschirmte PIN-Tastatur 12, ein optisches An­ zeigefeld 13 sowie einen nicht dargestellten Schnittstellen­ prozessor für die Kommunikation mit einer beispielsweise als Personal-Computer 14 ausgebildeten Datenverarbeitungsanlage bzw. mit einer Schlüsselverwaltung für die beim jeweils verwen­ deten Kryptoverfahren notwendigen Schlüssel. Zusätzlich zu der im Terminal 10 durchzuführenden PIN-Überprüfung anhand eines Vergleichs der über die PIN-Tastatur 12 eingegebenen persönli­ chen Identifikationsnummer PIN mit der im Chip des Steckkörpers 4 hinterlegten PIN kann die Identifikation des jeweiligen Be­ nutzers auch noch anhand biometrischer Daten festgestellt wer­ den. Zu diesem Zweck können im Steckkörper 4 z.B. ein kleines integriertes Mikrofon 15 zur Sprechererkennung und/oder ein oder mehrere Sensoren für Fingerabdrucksignale vorgesehen wer­ den.In cooperation with a data input and output device, this plug-in body 4 is inserted via an input slot 9 into a reading device provided in a terminal 10 . This terminal 10 contains a PIN keyboard 12 shielded on three sides by a screen 11 , an optical display field 13 and an interface processor (not shown) for communication with, for example, a data processing system designed as a personal computer 14 or with a key management for when the keys used are used in each case. In addition to the PIN check to be carried out in the terminal 10 by means of a comparison of the personal identification number PIN entered via the PIN keyboard 12 with the PIN stored in the chip of the plug-in body 4 , the identification of the respective user can also be determined on the basis of biometric data. For this purpose, for example, a small integrated microphone 15 for speaker recognition and / or one or more sensors for fingerprint signals can be provided in the plug body 4 .

Die für die elektrische Verbindung mit der Leseeinrichtung not­ wendigen Kontakte 16 am Steckkörper 4 können, ähnlich wie bei der Chipkarte, auf der Vorder- und/oder Rückseite angebracht werden (siehe Fig. 3). Eine paarweise und bezüglich der in Steckrichtung verlaufenen Mittelachse symmetrische Anordnung der Kontakte hat den Vorteil, daß der Steckkörper 4 in zwei, um 180° gegeneinander versetzten Stellungen betrieben werden kann. Anstelle einer mechanischen Kontaktierung kann, wie an sich be­ kannt, auch eine kontaktlose Energie- und Datenübertragung er­ folgen, derart, daß z.B. die Energiezufuhr im Wege einer in­ duktiven Kopplung und die bidirektionale Informationsübertra­ gung durch Infrarot-Sender und Empfänger stattfindet.The contacts 16 on the plug-in body 4 , which are necessary for the electrical connection to the reading device, can be attached to the front and / or back, similarly to the chip card (see FIG. 3). A pairwise arrangement of the contacts which is symmetrical with respect to the central axis running in the plugging direction has the advantage that the plug body 4 can be operated in two positions offset by 180 °. Instead of mechanical contacting, as known per se, a contactless energy and data transmission can also follow it, such that, for example, the energy supply takes place by way of an inductive coupling and the bidirectional information transmission takes place through infrared transmitters and receivers.

Ähnliche Vorteile ergeben sich bei einer Kontaktanordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Hier sind die Kontakte 17 paar­ weise an einander gegenüberliegenden Seitenkanten des Steck­ körpers 4 herausgeführt, so daß der Steckkörper 4 auch seiten­ verkehrt in die Leseeinrichtung eingesteckt werden kann.Similar advantages result from a contact arrangement as shown in FIG. 4. Here are the contacts 17 in pairs, on opposite side edges of the plug body 4 , so that the plug body 4 can also be inserted the wrong way round into the reading device.

Claims (8)

1. Als tragbarer Steckkörper ausgebildeter Datenträger für den Datenaustausch mit einem Terminal, der eine integrierte Schal­ tung mit einem Datenspeicher und einer zugehörigen Steuer- und Adressierschaltung aufweist, gekennzeichnet durch
  • - einen biegesteifen, die integrierte Schaltung vollständig ein­ bettenden und allseitig überdeckenden plattenähnlichen Trä­ gerkörper, der, eine lochartige Aussparung aufweisend, in der Form eines Schlüsselanhängers ausgebildet ist,
  • - jeweils zweifach ausgebildete Kontakte für die elektrische Verbindung zwischen Datenträger und zugehöriger Leseeinrich­ tung und
  • - eine derartige Anordnung der Kontakte, daß der Trägerkörper, bezogen auf die Steckrichtung, in zwei um 180° gegeneinander versetzten Positionen kontaktierbar ist.
1. As a portable plug body designed data carrier for data exchange with a terminal that has an integrated circuit device with a data memory and an associated control and addressing circuit, characterized by
  • a rigid, the integrated circuit completely an embedding and all-overlapping plate-like carrier body, which, having a hole-like recess, is in the form of a key fob,
  • - Each double-trained contacts for the electrical connection between the data carrier and the associated reading device and
  • - Such an arrangement of the contacts that the support body, in relation to the direction of insertion, can be contacted in two positions offset by 180 °.
2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontak­ te, bezogen auf die Steckrichtung, an der Ober- und Unterseite der Stirnkante des Trägerkörpers angeordnet sind.2. Data carrier according to claim 1, characterized in that the contact te, based on the direction of insertion, on the top and bottom the front edge of the carrier body are arranged. 3. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontak­ te spiegelsymmetrisch zur Steckrichtungsachse an einander gegen­ überliegenden Seitenkanten des Trägerkörpers angeordnet sind.3. Data carrier according to claim 1, characterized in that the contact te mirror-symmetrical to each other against the direction of insertion overlying side edges of the carrier body are arranged. 4. Datenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inte­ grierte Schaltung mit einer als Abstrahlschutz wirksamen Schutz­ schicht (18) umgeben ist.4. Data carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the inte grated circuit with an effective radiation protection layer ( 18 ) is surrounded. 5. Datenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz­ schicht (18) aus Folienmaterial besteht. 5. Data carrier according to claim 4, characterized in that the protective layer ( 18 ) consists of film material. 6. Datenträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der tragbaren Datenträgeranordnung Sensoren zur Abtastung biome­ trischer Daten vorgesehen sind.6. Data carrier according to one of the preceding claims, characterized in that at the portable disk array sensors for scanning biome trical data are provided. 7. Datenträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Mikrofon (15) zur Sprecherverifikation vorgesehen ist.7. Data carrier according to claim 6, characterized in that a microphone ( 15 ) is provided for speaker verification as a sensor. 8. Datenträger nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Sensoren für Fin­ gerabdrucksignale.8. Data carrier according to claim 6, characterized by sensors for fin Gerabdrucksignale.
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