CH682520A5

CH682520A5 - Memory, or smart, card reader for public telephones

Info

Publication number: CH682520A5
Application number: CH626/90A
Authority: CH
Inventors: Gerard Huet; Joel Soupirot
Original assignee: Dassault Electronique
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1993-09-30
Also published as: FR2646260B1; FR2646260A1

Abstract

The "smart" card reader consists of a recess (LG) with a slot (FE) through which the card (CM) is inserted. Built into the reader are a microprocessor (MT), which makes contact with the card when fully inserted by means of a connector (CO), a primary high-frequency device (CA) interacting with the )card by induction and a secondary high-frequency device (GE) operating by conduction within the microprocessor itself. One high-frequency device acts as a generator the other as a receiver. Card validation is determined by the microprocessor according to the difference between the signal detected by the receiver and that emitted by the gnerator.

Description

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CH 682 520 A5 CH 682 520 A5

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Description Description

L'invention a pour objet un lecteur de carte à microcircuit électronique selon le préambule de la revendication 1. The subject of the invention is an electronic microcircuit card reader according to the preamble of claim 1.

L'invention concerne le traitement des cartes à microcircuit, encore communément appelées «cartes à puce» ou «cartes à mémoire». The invention relates to the processing of microcircuit cards, also commonly called "smart cards" or "memory cards".

L'invention s'applique avantageusement mais non limitativement aux cartes à microcircuit utilisables dans les lecteurs de cartes des appareils téléphoniques à paiement immédiat ou publiphones. The invention applies advantageously but not limited to microcircuit cards usable in card readers of telephone devices with immediate payment or payphones.

Dans de telles cartes, le microcircuit est généralement une simple mémoire associée à une logique câblée. Dans le but d'obtenir une communication téléphonique sans en payer le coût, la vraie carte peut être remplacée par un simulateur, à savoir une carte en matière synthétique insérée dans le lecteur de carte et reliée par fils à un dispositif électronique approprié. In such cards, the microcircuit is generally a simple memory associated with wired logic. In order to obtain a telephone call without paying the cost, the real card can be replaced by a simulator, namely a plastic card inserted in the card reader and connected by wire to an appropriate electronic device.

Pour lutter contre ce type de fraude, certains lecteurs de cartes actuels sont munis de dispositifs mécaniques tels que des volets, ayant pour but d'isoler de l'extérieur la carte introduite dans le lecteur. Ils interdisent donc en principe le déport de fils à l'extérieur du lecteur. Cependant, il est possible de recourir à un câblage souple ultra-fin. De plus, un volet est perçu par l'utilisateur comme une gêne car il craint de ne pouvoir récupérer sa carte en cas de blocage du volet. To fight against this type of fraud, some current card readers are equipped with mechanical devices such as flaps, intended to isolate from the outside the card inserted in the reader. They therefore prohibit in principle the offset of wires outside the reader. However, flexible ultra-fine cabling can be used. In addition, a flap is perceived by the user as a nuisance because he fears that he will not be able to recover his card in the event of the flap being blocked.

L'invention vise à apporter une solution à ce problème. The invention aims to provide a solution to this problem.

Un but de l'invention est de proposer un lecteur de carte anti-fraude ne nécessitant pas l'utilisation de dispositifs mécaniques d'isolement de la carte. An object of the invention is to propose an anti-fraud card reader which does not require the use of mechanical devices for isolating the card.

Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif anti-fraude utilisant largement les constituants propres du lecteur de carte. Another object of the invention is to propose such an anti-fraud device which largely uses the specific components of the card reader.

L'invention a encore pour but de réaliser un tel dispositif de façon simple et peu coûteuse. The invention also aims to make such a device in a simple and inexpensive manner.

Le lecteur de carte à microcircuit électronique proposé est du type comprenant: The proposed electronic microcircuit card reader is of the type comprising:

- un logement à fente propre à recevoir au moins partiellement ladite carte et comportant un connecteur propre à coopérer avec le microcircuit de la carte; et - a slot housing capable of at least partially receiving said card and comprising a connector capable of cooperating with the microcircuit of the card; and

- des moyens de traitement électronique reliés au connecteur. - electronic processing means connected to the connector.

Selon une caractéristique générale de l'invention, le logement est équipé d'au moins un premier moyen haute fréquence agissant par influence, placé entre la fente et le connecteur, et les moyens de traitement comportent des moyens anti-fraude comprenant un second moyen haute fréquence, agissant par conduction, relié au connecteur, les premier et second moyens haute fréquence étant l'un un générateur, l'autre un capteur, ainsi que des moyens pour décider de la validité de la carte en fonction d'un critère dépendant du signal perçu par ledit capteur. According to a general characteristic of the invention, the housing is equipped with at least a first high-frequency means acting by influence, placed between the slot and the connector, and the processing means include anti-fraud means comprising a second high means frequency, acting by conduction, connected to the connector, the first and second high frequency means being one a generator, the other a sensor, as well as means for deciding the validity of the card according to a criterion depending on the signal perceived by said sensor.

Le générateur étant dans les moyens de traitement, il va appliquer son signal haute fréquence entre deux au moins des bornes du connecteur, de préférence pendant l'alimentation de la carte. Le capteur perçoit, par influence inductive ou capacitive, l'effet du champ haute fréquence qui en résulte à l'intérieur de la carte (ou présumée telle). The generator being in the processing means, it will apply its high frequency signal between at least two of the terminals of the connector, preferably during the supply of the card. The sensor perceives, by inductive or capacitive influence, the effect of the resulting high frequency field inside the card (or presumed to be such).

Inversement, le générateur peut appliquer le signal haute fréquence à la carte (ou présumée telle) par influence inductive ou capacitive. Le signal recueilli entre deux (au moins) des bornes du connecteur représente l'effet du champ haute fréquence ainsi engendré. Conversely, the generator can apply the high frequency signal to the card (or presumed to be such) by inductive or capacitive influence. The signal collected between two (at least) of the connector terminals represents the effect of the high frequency field thus generated.

On verra plus loin qu'il est possible, de cette manière, de discriminer une vraie carte d'une carte simulée, dont les câblages réagiront différemment au signal haute fréquence. We will see later that it is possible, in this way, to discriminate a real card from a simulated card, whose cabling will react differently to the high frequency signal.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels: Other advantages and characteristics of the invention will appear on examining the detailed description below and the appended drawings, in which:

- la fig. 1 est un synoptique schématique général d'un premier mode de réalisation d'un lecteur de carte selon l'invention dans lequel est enfichée une carte à mémoire, - fig. 1 is a general schematic diagram of a first embodiment of a card reader according to the invention in which a memory card is inserted,

- la fig. 2 est un synoptique schématique détaillant plus précisément les moyens de traitement du lecteur de carte de la fig. 1, - fig. 2 is a schematic diagram detailing more precisely the processing means of the card reader of FIG. 1,

- la fig. 3 illustre schématiquement la configuration d'une fausse carte insérée dans le logement du lecteur de carte de la fig. 1, et - fig. 3 schematically illustrates the configuration of a false card inserted in the slot of the card reader of FIG. 1, and

- la fig. 4 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation d'un lecteur de carte selon l'invention. - fig. 4 schematically illustrates a second embodiment of a card reader according to the invention.

Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de caractère certain. A ce titre, ils font partie intégrante de la description et pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais aussi contribuer, le cas échéant, à la définition de l'invention. The drawings essentially contain elements of a certain character. As such, they form an integral part of the description and can not only serve to better understand the detailed description below but also contribute, if necessary, to the definition of the invention.

Tel qu'illustré sur la fig. 1, un lecteur de carte LC, dont sont par exemple équipés les publiphones, comporte un logement LG à fente FE propre à recevoir au moins partiellement une carte à microcircuit CM. De façon classique, ce logement LG comporte, dans une position prédéterminée, un connecteur CO, muni de contacts électriques (non représentés ici à des fins de simplification) propres à coopérer avec le microcircuit MC de la carte CM. As illustrated in fig. 1, an LC card reader, with which public payphones are equipped, for example, comprises an LG slot with a FE slot capable of at least partially receiving a microcircuit card CM. Conventionally, this LG housing comprises, in a predetermined position, a CO connector, provided with electrical contacts (not shown here for the sake of simplification) capable of cooperating with the microcircuit MC of the card CM.

Au sens de la présente description, le terme «connecteur» désignera donc l'élément de connexion faisant partie du lecteur de carte. Within the meaning of the present description, the term “connector” will therefore designate the connection element forming part of the card reader.

Des moyens de traitement électronique MT sont reliés au connecteur CO afin de pouvoir notamment lire la mémoire MC de la carte, et écrire dans celle-ci, en coopération avec la logique de commande interne de la carte. Electronic processing means MT are connected to the connector CO so as to be able in particular to read the memory MC of the card, and to write therein, in cooperation with the internal control logic of the card.

Un premier élément essentiel de l'invention consiste en un capteur de champ électrique et/ou magnétique CA, tel qu'une boucle ou une capacité, disposé à l'intérieur du logement LG entre la fente FE et le connecteur CO. Ce capteur CA est également relié aux moyens de traitement MT. A first essential element of the invention consists of an electric and / or magnetic field sensor CA, such as a loop or a capacitor, disposed inside the housing LG between the slot FE and the connector CO. This sensor CA is also connected to the processing means MT.

Si l'on se réfère plus particulièrement à la fig. 2, on voit que l'on retrouve classiquement dans les moyens de traitement MT une unité de traitement UT destinée spécifiquement au traitement de la carte à mémoire ainsi que des moyens d'alimentation If we refer more particularly to FIG. 2, it can be seen that there is conventionally found in the processing means MT a processing unit UT intended specifically for processing the memory card as well as supply means

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AL reliés au connecteur CO pour délivrer une tension continue spécifique en vue de. l'alimentation de la carte à mémoire. Les moyens d'alimentation pour l'écriture ou «programmation» ne sont pas représentés, de même que les liaisons logiques et de service vers le connecteur. AL connected to the CO connector to deliver a specific direct voltage for. the memory card power supply. The supply means for writing or "programming" are not shown, as are the logic and service links to the connector.

Un autre élément essentiel de l'invention consiste en des moyens anti-fraude MAF situés au sein des moyens de traitement MT. Ceux-ci comportent un générateur de signal haute fréquence, tel qu'un oscillateur, capable d'appliquer entre deux fils ou groupes de fils du connecteur une tension supplémentaire haute fréquence d'un niveau de l'ordre de la centaine de millivolts et d'une fréquence de l'ordre de quelques centaines de mégahertz. Ainsi, le générateur GE agit simultanément avec les moyens d'alimentation AL du lecteur de carte et génère un signal haute fréquence au niveau des contacts électriques du connecteur CO, lequel va donc circuler dans la carte. Ce signal peut être superposé à l'une des tensions d'alimentation de la carte, par exemple. Another essential element of the invention consists of MAF anti-fraud means located within the MT processing means. These comprise a high frequency signal generator, such as an oscillator, capable of applying between two wires or groups of wires of the connector an additional high frequency voltage of a level of the order of a hundred millivolts and d '' a frequency of the order of a few hundred megahertz. Thus, the generator GE acts simultaneously with the supply means AL of the card reader and generates a high frequency signal at the level of the electrical contacts of the connector CO, which will therefore circulate in the card. This signal can be superimposed on one of the supply voltages of the card, for example.

Une autre partie de ces moyens anti-fraude consiste en des moyens MD destinés à décider de la validité de la carte introduite dans le logement du lecteur en fonction d'un critère dépendant du signal perçu par le capteur CA. A cet effet, ces moyens MD comprennent un amplificateur haute fréquence AM relié à la sortie du capteur CA, ainsi qu'un circuit de décision proprement dit CD recevant le signal de sortie de l'amplificateur AM et relié à l'unité de traitement UT. Another part of these anti-fraud means consists of means MD intended to decide on the validity of the card inserted in the reader housing according to a criterion depending on the signal perceived by the sensor CA. To this end, these means MD comprise a high frequency amplifier AM connected to the output of the sensor CA, as well as a decision circuit proper CD receiving the output signal of the amplifier AM and connected to the processing unit UT .

Pour décrire le fonctionnement de ce lecteur de carte, on se référera également à la fig. 3 qui représente une fausse carte FC introduite dans le logement LG, munie de fils électriques aboutissant d'une part au connecteur CO et reliés d'autre part à un dispositif électronique approprié non représenté sur cette figure. To describe the operation of this card reader, reference is also made to FIG. 3 which represents a false FC card inserted into the LG housing, provided with electrical wires leading on the one hand to the connector CO and connected on the other hand to an appropriate electronic device not shown in this figure.

Le principe de détection selon l'invention est le suivant. Le signal haute fréquence généré au niveau des contacts électriques du connecteur introduit des circulations de courant importantes et étendues dans les fils de liaison extérieurs FI. Ceux-ci produisent alors un champ «de carte» détecté par le capteur CA. The detection principle according to the invention is as follows. The high frequency signal generated at the electrical contacts of the connector introduces large and extensive current flows into the external connecting wires FI. These then produce a "card" field detected by the CA sensor.

Dans le cas de l'utilisation d'une vraie carte à mémoire, les contacts électriques du connecteur étant directement liés au microcircuit de la carte, le champ «de carte» est très faible. Une simple comparaison à un seuil permet donc de détecter la plupart des fraudes. In the case of using a real memory card, the electrical contacts of the connector being directly linked to the microcircuit of the card, the “card” field is very weak. A simple comparison to a threshold therefore makes it possible to detect most frauds.

Une variante de l'invention consiste essentiellement à modifier le rôle des premier et second moyens haute fréquence. Cette variante est illustrée sur la fig. 4, sur laquelle les éléments analogues ou ayant des fonctions analogues à ceux représentés sur la fig. 2, ont des références affectées d'un suffixe v. Seules les différences entre ces deux figures seront décrites. A variant of the invention essentially consists in modifying the role of the first and second high frequency means. This variant is illustrated in FIG. 4, on which elements analogous or having functions analogous to those shown in FIG. 2, have references with a suffix v. Only the differences between these two figures will be described.

Le premier moyen haute fréquence, situé dans le logement, est ici le générateur GE-v, piloté par l'unité de traitement UT-v, tandis que le capteur CA-v (second moyen haute fréquence) est incorporé aux moyens de traitement MT-v et relié au connecteur CO-v pour y détecter le champ «de carte». En d'autres termes, les fils de liaison extérieurs d'une fausse carte agiront ici comme «antenne réceptrice» alors que, dans le premier mode de réalisation décrit ci-avant, ils agissent comme «antenne émettrice». The first high frequency means, located in the housing, is here the generator GE-v, controlled by the processing unit UT-v, while the sensor CA-v (second high frequency means) is incorporated in the processing means MT -v and connected to the CO-v connector to detect the "card" field there. In other words, the external connecting wires of a false card will act here as “receiving antenna” whereas, in the first embodiment described above, they act as “transmitting antenna”.

Dans le deuxième mode de réalisation, lors de l'utilisation d'une vraie carte à mémoire, aucun fil externe n'est relié au connecteur et le champ «de carte» est alors très faible. Là encore une simple comparaison à un seuil permet de détecter la plupart des fraudes. In the second embodiment, when using a real memory card, no external wire is connected to the connector and the “card” field is then very weak. Here again, a simple comparison with a threshold makes it possible to detect most of the frauds.

Pour améliorer la détection de ce champ de «carte», il est avantageux de prévoir des moyens de blindage MB ou MB-v (schématiquement représentés sur les fig. 2 et 4) destinés à réduire l'interaction haute fréquence entre le premier moyen haute fréquence et une partie au moins des autres constituants du lecteur. Celle-ci peut résulter dans un cas de la liaison haute fréquence vers les contacts électriques du connecteur mais aussi de perturbations haute fréquence parasites provenant des moyens de traitement eux-mêmes, par exemple du générateur GE. Une solution peut consister, dans le premier mode de réalisation, à placer les moyens de traitement MT et le connecteur CO dans une enceinte réalisant un blindage haute fréquence. To improve the detection of this “card” field, it is advantageous to provide shielding means MB or MB-v (schematically represented in FIGS. 2 and 4) intended to reduce the high frequency interaction between the first high means frequency and at least part of the other components of the reader. This can result in a case of the high frequency link to the electrical contacts of the connector but also of parasitic high frequency disturbances coming from the processing means themselves, for example from the generator GE. One solution may consist, in the first embodiment, in placing the processing means MT and the connector CO in an enclosure providing high frequency shielding.

Dans le but d'améliorer encore le capacité de décision des moyens MD ou MD-v, il est avantageux que ceux-ci possèdent un état d'étalonnage associé à l'absence de carte dans le logement et un état de travail associé à la présence d'une carte dans le logement. In order to further improve the decision-making capacity of the MD or MD-v means, it is advantageous for them to have a calibration state associated with the absence of a card in the slot and a working state associated with the presence of a card in the accommodation.

L'état d'étalonnage permet alors de définir un seuil de référence pour le niveau du signal perçu par le capteur de sorte que tout signai de niveau supérieur au seuil soit représentatif de la présence d'une fausse carte dans le logement. Cet étalonnage permet ainsi de minimiser les effets de bruit parasite. The calibration state then makes it possible to define a reference threshold for the level of the signal perceived by the sensor so that any signal of level higher than the threshold is representative of the presence of a false card in the slot. This calibration thus minimizes the effects of extraneous noise.

La présence d'une carte (vraie ou fausse) dans le logement peut être déterminée par des moyens de détection tels qu'une cellule photoélectrique, placée au voisinage de la fente d'entrée du logement ou bien par des moyens disposés au voisinage du connecteur ou bien encore par tout autre moyen. The presence of a card (true or false) in the slot can be determined by detection means such as a photoelectric cell, placed in the vicinity of the slot for entering the slot, or by means arranged in the vicinity of the connector. or even by any other means.

La Demanderesse a également observé que la détermination du seuil utilisable dans le critère de décision pouvait être obtenue en comparant le signal perçu par le capteur avec le signal haute fréquence engendré au niveau du connecteur lui-même. Ceci permet notamment de s'affranchir de problèmes de température et de parasites indésirables. The Applicant has also observed that the determination of the threshold usable in the decision criterion could be obtained by comparing the signal perceived by the sensor with the high frequency signal generated at the level of the connector itself. This allows in particular to get rid of temperature problems and unwanted parasites.

Il peut être également possible d'effectuer des mesures statistiques et/ou stochastiques sur la valeur du signal perçu par le capteur en présence d'une carte, de façon à ajuster le seuil de détection d'une fausse carte. It may also be possible to perform statistical and / or stochastic measurements on the value of the signal perceived by the sensor in the presence of a card, so as to adjust the detection threshold of a false card.

A cet égard, le signal haute fréquence émis n'est pas nécessairement continu. Il peut consister en une impulsion raide émise à cadence régulière, par exemple fixée par le processeur de l'unité de traitement UT ou UT-v. La détection consiste alors, pour ce processeur, à réaliser une corrélation sur la ré5 In this regard, the high frequency signal transmitted is not necessarily continuous. It can consist of a stiff pulse emitted at regular rate, for example fixed by the processor of the processing unit UT or UT-v. The detection then consists, for this processor, in performing a correlation on the d5

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pétition de cette impulsion telle que détectée, au niveau du capteur. En d'autres termes, il effectue une intégration restreinte aux instants d'émission de cette impulsion raide, qui n'a pas besoin d'être modulée. petition of this pulse as detected, at the sensor. In other words, it performs an integration limited to the times of emission of this stiff pulse, which does not need to be modulated.

L'invention réalise donc de façon simple et peu coûteuse un dispositif anti-fraude ne nécessitant pas de dispositif mécanique d'isolement de la carte et utilisant en grande partie les constituants existant d'un lecteur de carte. The invention therefore provides in a simple and inexpensive manner an anti-fraud device which does not require a mechanical device for isolating the card and which largely uses the existing components of a card reader.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus décrits mais en embrasse toutes les variantes, notamment les suivantes: The invention is not limited to the embodiments described above but embraces all the variants, in particular the following:

- on pourrait concevoir de superposer la tension haute fréquence à la tension d'alimentation d'écriture de la carte; - one could conceive of superimposing the high frequency voltage on the write supply voltage of the card;

- la carte à microcircuit peut être totalement introduite dans le logement; - the microcircuit card can be completely inserted into the housing;

- l'invention s'applique à tout microcircuit de carte ainsi qu'à tout autre terminal que des publiphones; - The invention applies to any card microcircuit as well as to any terminal other than payphones;

- il n'est pas nécessairement impératif que la carte soit alimentée pendant l'émission du signal haute fréquence, notamment dans le cas où le générateur est couplé par influence à la carte. - It is not necessarily imperative that the card is supplied during the transmission of the high frequency signal, in particular in the case where the generator is coupled by influence to the card.

Il convient encore de remarquer que le dispositif selon l'invention n'est pas incompatible avec l'objet de la Demande de Brevet français déposée au nom de la Demanderesse pour un «dispositif électronique de codage, notamment pour publiphone» et publiée sous le numéro 2 646 305. A toutes fins utiles, le contenu de cette autre Demande de Brevet est incorporé à la présente description. It should also be noted that the device according to the invention is not incompatible with the subject of the French Patent Application filed in the name of the Applicant for an “electronic coding device, in particular for public telephone” and published under the number 2,646,305. For all practical purposes, the content of this other Patent Application is incorporated into this description.

Bien entendu, certains des moyens décrits ci-dessus peuvent être omis dans les variantes où ils ne servent pas. Of course, some of the means described above can be omitted in the variants where they are not used.

Claims

1. Card reader with electronic microcircuit, of the type comprising:

a slot (LG) with a slot, capable of at least partially receiving said card (CM) and comprising a connector (CO) capable of cooperating with the microcircuit (MC) of the card, and

- electronic processing means (MT) connected to the connector (CO),

characterized in that the housing (LG) is equipped with at least a first high-frequency means acting by influence (CA), placed between the slot (FE) and the connector (CO), and in that the processing means ( MT) include anti-fraud means (MAF) comprising a second high frequency means (GE) acting by conduction, connected to said connector, the first and second high frequency means being one a generator, and the other of a sensor, and decision means (MD) of the validity of the card as a function of a criterion depending on the signal perceived by said sensor.

2. Reader according to claim 1, characterized in that it comprises shielding means (MB) for reducing the high frequency interaction between the first high frequency means and at least part of the other constituents of the reader.

3. Reader according to one of claims 1 and 2, characterized in that the decision criterion depends on the comparison between the signal perceived by the sensor and the generated high frequency signal.

4. Reader according to one of the preceding claims, characterized in that the decision means (MD) have a calibration state associated with the absence of a card in the housing and a working state associated with the presence of a card in the accommodation.

5. Reader according to one of the preceding claims, characterized in that the first high frequency means is a sensor while the second high frequency means is a signal generator.

6. Reader according to claim 5, characterized in that the generator (GE) acts simultaneously with electrical supply means (AL) of the card, located in the processing means (MT).

7. Reader according to one of claims 5 and 6, characterized in that the generator comprises a high frequency oscillator capable of applying an additional high frequency voltage between at least two of the connector terminals.

8. Reader according to claim 7, characterized in that the frequency of the additional voltage is of the order of a few hundred megahertz.

9. Reader according to one of claims 7 and 8, characterized in that the level of the additional voltage is of the order of one hundred milli-volts.

10. Reader according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first high frequency means is a generator while the second high frequency means is a sensor.

11. Reader according to one of the preceding claims, characterized in that the high frequency signal generated by the generator is continuous.

12. Reader according to one of claims 1 to 10, characterized in that the high frequency signal generated by the generator comprises a succession of pulses.

13. Reader according to claim 12, characterized in that the decision criterion depends on a correlation, made at the sensor, on the repetition of these pulses.

14. Reader according to one of the preceding claims, characterized in that the decision means (MD) comprise a high frequency amplifier (AM) connected to the output of the sensor (CA).

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