CN101931531B - 由终端进行的对电磁终端-应答器耦合的认证 - Google Patents

Abstract

一种由产生磁场的终端对位于该场中的应答器进行认证的方法，其中：将由所述终端针对所述应答器的电阻负载的第一值所测得的与所述终端的振荡电路中的电流相关的第一数据传送到所述应答器；由所述应答器针对所述电阻负载的第二值估计对应的第二数据，并且将该对应的第二数据传送到所述终端；以及将所述第二数据与由所述终端针对所述电阻负载的第二值所测得的对应的第三数据进行比较。

Description

由终端进行的对电磁终端-应答器耦合的认证

技术领域

本发明一般涉及电子系统，更具体地说，涉及使用电磁应答器(即，可以由读取和/或写入终端无接触并且无线地询问的应答器)的系统。

背景技术

很多通信系统基于终端所产生的电磁场的调制。它们的范围从最简单的用作防窃设备的电子标签到其中用于与终端进行通信的应答器(应答器处于该终端的场中)配备有计算功能(例如电子钱包)或数据处理功能的更复杂的系统。

电磁应答器系统基于在应答器侧和在终端侧使用包括形成天线的绕组的振荡电路。这类电路旨在当应答器进入终端的场时通过近磁场耦合。终端和应答器的振荡电路通常被调谐到与终端的振荡电路的激励频率对应的同一频率。

在多数情况下，应答器没有自主电源，而从终端的天线所辐射出的高频场中提取它们的电路所需的电源。

当应答器必须与终端进行通信时，应答器在接受数据交换之前可能必须对终端进行认证。例如，在应答器用作支付工具(其为记账货币或记账单位)的应用中，其可以保存对于特定终端的支付。根据另一示例，与电子设备(例如个人数字助理或蜂窝电话)关联的芯片卡类型的应答器通过与其它电子设备(例如膝上型计算机或台式计算机)进行通信来识别或者认证用户。

对应地，终端在将特定数据发送至应答器之前可能必须对该应答器进行认证。

当前，认证处理使用加密算法以及终端与应答器之间的数据交换。这样的处理需要相当多的功率和时间的计算。此外，任何加密处理或多或少地对目的在于发现认证的秘密从而入侵系统的攻击是敏感的。

发明内容

期望一种应答器，该应答器能够在其必须向必须与之进行通信的终端传送数据之前对该终端进行认证，并且期望所述终端也能够对所述应答器进行认证。

还期望认证处理独立于任何加密方式。

还期望具有快速、需较小功率以及较少量计算的认证处理。

为了实现这些目的中的全部或一部分以及其它目的，本发明提供一种由产生磁场的终端对位于该场中的应答器进行认证的方法，其中：

将由所述终端针对所述应答器的电阻负载的第一值所测得的与所述终端的振荡电路中的电流相关的第一数据传送到所述应答器；

由所述应答器针对所述电阻负载的第二值估计对应的第二数据，并且将该对应的第二数据传送到所述终端；以及

将所述第二数据与由所述终端针对所述电阻负载的第二值所测得的对应的第三数据进行比较。

根据本发明的实施例，所述应答器基于针对所述电阻负载的第一值以及第二电阻负载值分别测得的所述第一数据以及与所述应答器的振荡电路所产生的直流电压的电平相关的第四数据估计所述第二数据。

根据本发明的实施例，所述数据是在没有应答器处于所述终端的场中时所述终端的振荡电路中的电流与具有电阻负载的值的情况下该同一电流的比率。

根据本发明的实施例，在缺少认证的情况下，所述终端故意发送不正确的数据。

本发明还提供一种用于对产生磁场的终端以及出现在该终端的场中的应答器进行认证的方法，其中：

由所述终端对所述应答器进行认证；以及

为了对该终端进行认证，所述应答器利用所述第一和第四数据。

根据本发明的实施例，所述应答器基于所述第一和第四数据估计所述终端的振荡电路中的电流的值之间的比率，以及将该比率与所述第一数据进行比较。

根据本发明的实施例，所述应答器基于所述第一和第四数据估计所述电压的值，以及将该估计值与所测得的值进行比较。

根据本发明的实施例，在缺少由应答器进行的认证的情况下，所述应答器故意发送不正确的数据

本发明还提供一种电磁应答器，包括：

振荡电路，其在整流电路的上游，所述整流电路能够当应答器处于终端的磁场中时提供直流电压；以及

至少一个处理单元，能够实现所述认证方法。

本发明还提供一种能够产生用于应答器的电磁场的终端，该终端包括能够实现所述认证方法的装置。

下面将结合附图在以下对特定实施例的非限制性描述中详细讨论本发明的前述目的、特征和优点。

附图说明

图1是作为示例的、本发明适用的类型的应答器系统的非常简化的表示；

图2是电磁应答器通信系统的终端和应答器的简化框图；

图3是示出由应答器进行的终端认证的方法的实施例的功能框图；

图4示出图3的实施例的变型；以及

图5是能够对终端进行认证的应答器的实施例的框图。

具体实施方式

在不同附图中，以相同标号来表示相同元件。为了简明，仅示出和描述对于理解本发明有用的那些步骤和元件。特别地，没有详述应答器与终端之间的通信的编码和调制，本发明与任何通常的通信兼容。此外，除了由应答器进行认证之外，可以由终端或该应答器实现的其它功能也没有详述，本文中本发明还与终端或应答器的任何通常的功能兼容。

图1是电磁应答器通信系统的框图。终端1(TERMINAL)能够在近场(例如，根据近场通信协议NFC)中与远距元件(即应答器(TRANS))进行通信。

终端可以采用不同的形式，例如，交通票据验证终端、电子护照读取器、膝上型计算机、移动通信设备(GSM电话、PDA等)、用于启动机动车辆的电子控制单元等。

应答器可以类似地采用不同的形式，例如，芯片卡、电子交通票据、电子护照、通信终端(GSM电话、PDA等)、电子标签等。

图2非常示意性地示出终端1和应答器2的示例。

终端1包括振荡电路，通常为串联，由电感L1与电容器C1、电阻器R1串联形成。在图2的示例中，这个串联振荡电路连接在放大器或天线耦合器14的输出端子12与处于基准电压(通常是地)的端子13之间。例如，用于测量振荡电路中电流的元件15插入在电容元件C1与地13之间。测量元件15属于相位调节环，其在下文中进行描述。放大器14接收源自调制器16(MOD)的高频传输信号，调制器16例如从石英振荡器(未示出)接收基准频率(信号OSC)。调制器16根据需要接收源自用于控制和利用传输的电路11的信号Tx。电路11通常设置有控制和数据处理微处理器，与不同的输入/输出电路(键盘、显示器、与服务器交换的元件等)和/或处理电路(未示出)进行通信。终端1的元件一般从连接到例如电力线分布系统(输电干线)或电池(例如，机动车辆或便携式电话或计算机的电池)的电源电路(未示出)抽取它们的操作所需的功率。调制器16将高频载波(例如，处于13.56MHz)提供给串联的振荡电路L1-C1，该串联的振荡电路L1-C1产生磁场。

例如，电容元件C1是可受信号CTRL控制的可变电容元件。该元件参与天线L1中的电流I1相对于基准信号的相位调节。该调节是高频信号(即与在没有待发送数据Tx的情况下提供给放大器14的信号对应的载波的信号)调节。该调节通过改变终端的振荡电路的电容C1来执行，以将天线中的电流保持为与基准信号具有恒定相位关系。该基准信号例如对应于提供给调制器14的信号OSC。信号CTRL源自电路17(COMP)，电路17具有检测相对于基准信号的相位间隔并且相应地修改元件C1的电容的功能。比较器接收关于由测量元件15(例如强度变换器或电阻器)检测出的振荡电路中的电流I1的数据MES。

能够与终端1协作的应答器2包括振荡电路，该振荡电路例如为并联，由两个端子21和22之间的电感L2与电容器C2并联形成。并联振荡电路(称为接收模式谐振电路)旨在捕获由终端1的振荡电路L1-C1产生的磁场。电路L2-C2和L1-C1调谐到相同谐振频率(例如13.56MHz)。端子21和22连接到整流桥23(通常是全波整流桥)的两个交流输入端子。桥23的整流输出端子分别限定正端子24和基准端子25。电容器Ca连接在端子24与25之间，以对整流后的电压进行平滑。所恢复的功率用于对电池(未示出)再充电。

当应答器2处于终端1的场中时，在谐振电路L2-C2的两端产生高频电压。该电压经过桥23整流并且经电容器Ca平滑，经由电压调节器26(REG)为应答器的电子电路提供电源电压。这类电路通常包括与存储器(未示出)关联的处理单元27(例如微控制器μC)、可能已经从终端1接收到的信号的解调器28(DEM)、以及用于将数据发送到终端的调制器29(MOD)。应答器通常通过由块20从在整流之前自端子21和22之一恢复的高频信号提取的时钟(CLK)而同步。一般而言，应答器2的所有电子电路集成在同一芯片中。

为了将数据从终端1发送到应答器，电路16根据信号Tx调制(通常以幅度调制)载波(信号OSC)。在应答器2一侧，这些数据由解调器28基于电压VCa解调。解调器可以在整流桥的上游对将要解调的信号进行采样。

为了将数据从应答器2发送到终端1，调制器29控制将应答器电路所形成的负载调制(逆向调制)到由终端产生的磁场上的级30。该级30通常由在端子24与25之间串联的电子开关K30(例如晶体管)以及电阻器R30(或电容器)形成。以所谓的子载波频率(例如847.5kHz)控制开关K30，该子载波频率远低于(通常，比率为至少10)终端1的振荡电路的激励信号的频率。当开关K30接通时，应答器的振荡电路相对于电路20、26、27、28和29所形成的负载受到额外阻尼，从而应答器对来自高频磁场的更多功率进行采样。在终端1这一侧，放大器14将高频激励信号的幅度保持恒定。相应地，应答器的功率变化转变为天线L1中电流的幅度和相位变化。这种变化由终端的幅度或相位解调器检测出。在图2所示的实施例中，比较器17询问相位解调器，该相位解调器也用于对源自应答器的信号进行解调。相应地，比较器17对送回给电路11的信号Rx提供从应答器接收的数据的可能的逆向调制。可以设置其它解调电路，例如利用电容器C1两端电压的测量值的电路。

应答器与终端之间的编码/解码以及调制/解调通信存在很多变型。

相位调节环的响应时间足够长，足以避免干扰来自应答器的可能的逆向调制，并且该响应时间与应答器在终端的场中穿过的速度相比足够短。本领域技术人员能够知道关于调制频率的静态调节(例如，用于将数据从应答器发送到终端的847.5kHz逆向调制频率以及远程电源载波的13.56MHz频率)。

在文献EP-A-0857981中描述了相位调节终端的示例。

在终端侧调节相位，这使得能够利用应答器的振荡电路中的电流和电压测量值，从这些测量值中推导当应答器处于终端的场中时与应答器耦合有关的信息。终端的振荡电路与应答器的振荡电路之间的耦合系数基本上取决于将应答器与终端间隔的距离。耦合系数表示为k，总是在0至1之间。该耦合系数可以由以下公式定义：

$k=\frac{M}{\sqrt{L1\·L2}},$ (公式1)

其中，M表示终端的振荡电路的电感L1与应答器的振荡电路的电感L2之间的互感。

最佳耦合被定义为在应答器的振荡电路两端的电压V_C2最大的位置。该最佳耦合表示为k_opt，可以表示如下：

$k_{\mathrm{opt}}=\sqrt{\frac{L2}{L1}\·\frac{R1}{R2}},$ (公式2)

其中，R2表示与应答器的元件在其自身振荡电路上所形成的负载等效的电阻。换句话说，电阻R2表示应答器2中与电容器C2和电感L2并联的所有电路(在整流桥之前或之后)的等效电阻。由于应答器电路而引起的电导将被称为“电阻负载”。该负载的水平由并联在振荡电路两端的电阻器R2表征。在以上公式2中，已经忽略了电感L1(终端天线)的串联电阻。为了简化，也可以考虑，该串联电阻的值包括在电阻器R1的值中。

公式2表示终端-应答器耦合的签名(signature)。对于同一应答器以及给定的操作条件(负载I2)，最佳耦合系数根据对值L1和R1进行调节的终端而变化。

提出利用该特征来使得应答器能够通过间接验证该签名来对终端(该应答器处于该终端的范围中)进行认证，以及类似地，使得终端能够对应答器进行认证。

为了认证终端-应答器耦合，利用了在其振荡电路的电容元件C2两端的电压V_C2的值。该电压通过以下关系式提供：

$V_{C2}=\frac{I2}{\mathrm{\ω}\·C_2},$ (公式3)

其中，I2表示应答器的振荡电路中的电流，并且，其中ω表示信号的相位。

电流I2等于：

$I2=\frac{M\·\mathrm{\ω}\·I1}{Z2},$ (公式4)

其中，I1表示终端的振荡电路中的电流，并且，其中Z2表示应答器阻抗。

应答器的阻抗Z2由以下关系式提供：

${Z2}^2={X2}^2+{\left(\frac{L2}{R2\·C2}\right)}^2,$ (公式5)

其中，X2表示振荡电路的阻抗的虚部并且，其中R2表示与应答器元件在其自身振荡电路上所形成的负载等效的电阻。换句话说，电阻R2表示应答器2中与电容器C2和电感L2(在整流桥之前或之后)并联的所有电路(微处理器、逆向调制装置等)的等效电阻。由于应答器电路而引起的电导，进而它们的消耗，将被称为“电阻负载”。该负载的水平由并联在振荡电路两端的电阻器R2表征。

此外，终端的振荡电路中的电流I1由以下关系式给出：

$I1=\frac{V_g}{{Z1}_{\mathrm{app}}},$ (公式6)

其中，Vg指所谓的发生器电压，激励终端的振荡电路，并且，其中Z1_app表示振荡电路的表观阻抗。

调节终端的振荡电路的相位能够使得：对于会关于调制频率静态地修改由应答器形成的负载的虚部的所有变化都能够由相位调节环补偿。因此，确保在静态操作中阻抗Z1_app的虚部为零。相应地，阻抗Z1_app变为等于表观电阻R1_app(阻抗的实部)，并且可以表示为：

${Z1}_{\mathrm{app}}={R1}_{\mathrm{app}}=R1+\frac{k^2\·{\mathrm{\ω}}^2\·L1\·{L2}^2}{{Z2}^2\·R2\·C2}$ (公式7)。

在以上公式7中，已经忽略了电感L1(天线的端子)的串联电阻。为了简化，也可以考虑将该串联电阻的值包括在电阻R1的值中。

由于振荡电路经过调谐，因此可以认为，作为第一近似，阻抗Z2的虚部X2接近于零。结果，阻抗Z2的值可以写为：

$Z2=\frac{L2}{R2\·C2}$ (公式8)。

通过将这种简化代入公式4和7，并且将公式4代入公式3，则关于在应答器的振荡电路两端恢复的电压V_C2，可以获得以下公式：

$V_{C2}=k\·\sqrt{\frac{L1}{L2}}\·\frac{V_g}{\frac{R1}{R2}+k^2\·\frac{L1}{L2}}$ (公式9)。

公式9说明，对于给定的终端(固定的Vg、R1和L1值)以及固定的阻抗L2(因而为固定的C2值)，电压V_C2仅取决于耦合k以及由应答器电路形成的并且与振荡电路并联的电阻负载(等效于电阻器I2)。

应注意，仅当应答器的振荡电路L2-C2被看作设置为调谐频率(即)时可应用公式9。

对于给定的耦合值k，并考虑终端的振荡电路的阻抗不变化，并且电路保持为调谐的，则电压V_C2的值V_C2]R21与V_C2]R20(分别对于电阻器I2的值R21和R20)之间的比率根据公式2和9具有以下关系式：

$\frac{V_{C2]R21}}{V_{C2]R20}}=\frac{{\left(\frac{k}{k_{\mathrm{opt}]R20}}\right)}^2+1}{{\left(\frac{k}{k_{\mathrm{opt}]R20}}\right)}^2+\frac{R20}{R21}}$ (公式10)。

公式10示出：通过将电阻器R2的值从第一值R20增加到更大的第二值R21(其等同于减小应答器电路在振荡电路L2-C2上的负载)，电压V_C2]R21将大于电压V_C2]R20。反之，电阻器R2的值减小会导致所恢复的电压V_C2减小。

终端-应答器耦合的另一特征操作条件与终端的空载操作有关。

公式6和7使得能够写为：

$I1=\frac{V_g}{R1+k^2\·\frac{L1}{L2}\·R2}$ (公式11)。

空载值表示当没有应答器出现在终端的场中时终端侧的电流和电压。在这种空载操作中，终端的振荡电路的表观阻抗仅取决于其组件R1、C1和L1。此外，由于相位调节的原因，该阻抗的虚部总是为零。公式11变为：

(公式12)。

对于相同的电流耦合k，公式11和12使得能够写为：

(公式13)。

公式12和13的组合提供：

(公式14)。

因此，对于给定负载，电流比率提供关于最佳耦合系数(进而关于系统签名)的信息。

此外，当应答器以给定的电阻负载(例如等效于具有值R20的电阻器R2)出现在终端的场中时，终端可以测量其振荡电路L1-C1中电流I1_]R20的值。

当表达了以电阻器R2的两个值R20和R21所恢复的电压的比率时，对于给定的耦合k，并且组合公式10和14，获得以下关系式：

(公式15)。

对于R20＜R21，该关系式也可以写为：

(公式16)，

或者，对于R20＞R21，可以写为：

(公式16’)。

当基于公式16表达比率R21/R20时，无论值R20是小于还是大于值R21，获得以下关系式：

(公式17)。

关系式17也可以表示为：

(公式18)。

提出使用空载电流之间的、在给定电阻负载(等效于具有值R20或R21的电阻器R2)下的这些比率，以使终端对应答器进行认证，以及使应答器对终端进行认证。

图3是终端和应答器的相互认证的过程的实施例的功能框图。

假设事先已经存储并且记录了终端的振荡电路中的空载电流。优选地，在终端处于其实用环境中时执行这种空载电流确定，以考虑到影响测量的可能的静态干扰。根据优选的变型，周期性地更新空载电流的值(例如，被编程为在当已知没有应答器出现时的系统的空载时段中测量)。

当终端检测到场中的应答器时，该终端(例如凭借元件15)测量其振荡电路中的电流I1(块41，MES I1_]R20，测量I1_]R20)，然后计算所测得的值与空载电流之间的比率(块42，CALC(I1_空载/I1_]R20)_MES，计算(I1_空载/I1_]R20)_MES)。结果被发送到应答器，应答器存储该结果(块52，STORE(I1_空载/I1_]R20)_MES，存储(I1_空载/I1_]R20)_MES)。

在从终端接收与电流有关的信息之前或之后，应答器在电阻器R2为第一值R20的情况下测量并且存储电容器C2两端的电压V_C2(块51，MES V_C2]R20，测量V_C2]R20)。

然后(块53，R20-＞R21)，应答器修改其电阻负载，使得等效电阻器R2取值R21。值R21例如被选择为大于值R20。然后(块54，MES V_C2]R21，测量V_C2]R21)，应答器在该值R21的情况下测量电压V_C2，并且存储结果。

然后，应答器计算空载终端与具有电阻器R20的终端的电流I1的值之间的比率的期望值(块55，CALC(I1_空载/I1_]R20)_EVAL，计算(I1_空载/I1_]R20)_EVAL)，并将估计值与从终端接收到的测量值作比较(块56，(I1_空载/I1_]R20)_MES＝(I1_空载/I1_]R20)_EVAL？)。

在所述估计值与所述测量值不同的情况下(块56输出N)，这说明终端的振荡电路不符合签名。

如果测试56确认所述估计值与所述测量值为相同值，则应答器认为终端是可信的(块58，OK)。否则(块56输出N)，应答器启动错误处理(块59，错误，ERROR)。该处理例如对应于交易拒绝、应答器重置、软失败操作(不执行对于所操控的信息至关重要的功能)等。还可以设置应答器发送消息以通过故意不正确的信息(例如包括随机数据的消息)来误导终端或者使其混淆。也可以设想各种其它处理，例如，在缺少通过密码机制进行的认证的情况下通常设置的任何错误处理。

如果认为终端是可信的，则应答器计算在空载状态下以及值R21的情况下的电流I1之间的比率的估计值，并且将该估计值发送到终端(块57，CALC(I1_空载/I1_]R21)_EVAL，计算(I1_空载/I1_]R21)_EVAL)。

同时(在步骤53之后的任何时间)，应答器通知终端：应答器已经将其电阻负载切换到另一值，以引起对电流I1的新的测量。

终端测量电流I1(块43，MES I1_]R21，测量I1_]R21)，然后计算空载电流I1与电流I1_]R21的比率，并且存储结果(块44，CALC(I1_空载/I1_]R21)_MES，计算(I1_空载/I1_]R21)_MES)。

然后，终端针对应答器所估计的值来验证该终端已经测得的值(块45，(I1_空载/I1_]R21)_MES＝(I1_空载/I1_]R21)_EVAL？)。在二者相同的情况下(块45输出Y)，终端认为应答器是可信的(块46，OK)。否则，终端启动错误处理(块47，错误，ERROR)。与应答器相似，可以根据应用设想不同的错误处理(例如，阻塞、故意发送不正确的信息等)。

图4局部示出图3的变型，其中，以电阻器R2的值R21估计电压V_C2(块55’，CALC(V_C2]R21)_EVAL，计算(V_C2]R21)_EVAL)以及将该估计值相对于在步骤54所测得的值作比较(块56’，(V_C2]R21)_EVAL＝(V_C2]R21)_MES？)来替代计算55和测试56。其余与图3的实施例相同。图4的变型可以与图3的实施例组合。

相应地，对于在调谐状态下的系统和给定的终端(固定的Vg和R1值)，可以通过利用以两个电阻负载(等效于电阻器R20和R21)在应答器侧获得的电压以及终端的振荡电路中的相应电流来认证应答器-终端耦合。

实际上，并不直接测量在应答器的振荡电路两端的电压，而是测量在整流桥23的输出处的电容器两端的平滑后的电压V_Ca。电压V_Ca与电压V_C2成比例。由于对电压比率进行估计，因此无需获知电压V_C2与V_Ca之间的比例因子。在特定实施例中，由微处理器执行测量。由模拟手段或优选地通过数字方式以若干比特来执行所测得的电压的值的存储，比特的数量取决于期望的解析精度。

可以按与上面所指出的顺序不同的顺序来执行测试。然而，优选地按计算复杂度增加的顺序来执行所述测试，这使得能够更快速地拒绝不适于应答器的终端。

此外，可以存储不同的中间值，以在相继的测试中重新使用，或者反之，在需要时(on the fly)进行计算。

在减小电阻器R2的值时可以考虑最小值，该最小值对应于为应答器电路保持足够电源电压的最小可接受值。该值是根据公式16’通过考虑比率R20/R2min而获得的。V_C2min表示电阻为R2min时的电压，该公式变为：

(公式19)。

可以将值的容差或可接受范围引入测试，以考虑到终端的可能的操作漂移，或者，对于一类被授权的终端，以考虑到该类别的终端之间可能的可接受的偏差。

因此，基于以应答器的振荡电路的两个电阻值进行的两次电压测量，可对终端进行认证。

此外，基于在这两个电阻值的情况下在终端的振荡电路中进行的两次电流测量，终端可以对应答器进行认证。

这些认证可以由终端、应答器或二者加以利用。

图5是应答器2的实施例的框图，该应答器2配备成当其处于终端(未示出)的场中时自动确定该终端是否被授权。图5的表示相对于图2的表示进行了简化。特别地，未示出解调、逆向调制以及用于获得时钟频率的装置。

如前，应答器2基于并联振荡电路L2-C2，该并联振荡电路L2-C2的端子21和22连接到整流桥23的输入端子。可以在稳压器26的输出处设置测量用于处理单元的电流Ic的元件。此外，可切换电阻电路40被设置在整流桥23的端子24与25之间。例如，并联连接两个电阻器R43和R45，这两个电阻器R43和R45分别与开关K43、K45串联。开关K43和K45(例如MOS晶体管)目的是被开关以实现用于确定耦合位置的方法。处理单元27(PU)接收关于输入MES上电压V_Ca的信息，以实现上述方法。在图5的示例中，在两个电阻器R43和R45被功能性连接时，电阻器R2(应答器电路的负载)具有值R20。所述电阻器之一(例如电阻器R43)的断开使得电阻R2朝向值R21增加。根据所实现的方法的实施例可以设置其它连接和开关。例如，考虑到电阻器R2的两个值之一对应于其它应答器电路的电阻负载，可以使用单个可切换电阻器。

根据优选实施例，可切换电阻器对应于用于电阻逆向调制的电阻器。例如，通过接通逆向调制电阻器以使其在电路中起作用来执行第一测量(在图2的示例中开关K30处于导通状态)。测量电压V_C2]R20。然后，开关K30断开，测量电压V_C2]R21。

作为变型，通过应答器电路(通常为处理单元27)的消耗变化使得等效电阻R2增加或减小。例如，为了减小电阻器R2的值(增加消耗)，触发由单元27进行的计算或处理的执行。也可以通过因中断某些计算而产生的单元27的消耗减小来使得等效电阻R2增加。作为变型，受时钟调节的执行速度减慢(块20)。从得知单元27将要执行的不同任务的消耗时获知电阻R2的变化。

认证终端所需的计算非常简单，这是因为它们的执行时间相对于应答器在终端前面的位移速度(因而为耦合系数的变化速度)是可忽略的。特别是对于配备有执行加密功能的微控制器的应答器也是如此，其中，这些计算量大的功能自身在可以认为耦合不变化的持续时间中执行。在其它情况下，应答器保持位于终端的接收表面上，因而耦合在更长的时段中不变化。

应注意，如果黑客试图截取在认证期间交换的值，则黑客一出现于场中就改变终端和/或应答器所见的阻抗，并且导致认证失败。

应注意，认证通过简单的计算和测量来执行。

以上已经描述了具有不同变型的各种实施例。应注意，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下可以组合这些各种实施例以及变型的各个元素。特别地，待执行的测试的选择和顺序取决于应用，例如取决于可用于执行认证的时间、应答器的计算能力等。

这些替换、修改以及改进方式旨在作为本公开的一部分，并且旨在包括在本发明的精神和范围内。相应地，前面的描述仅是示例性的，而非意在进行限制。本发明的范围仅由所附权利要求及其等同内容所限定。

Claims (9)

1.一种由产生磁场的终端(1)对位于所述场中的应答器(2)进行认证的方法，其中：

将由所述终端针对所述应答器的电阻负载的第一值(R20)所测量(41，42)得到的与所述终端的振荡电路(L1-C1)中的电流(I1)相关的第一数据((I1_空载/I1_]R20)_MES)传送到所述应答器；

由所述应答器针对所述电阻负载的第二值(R21)估计(57)对应的第二数据((I1_空载/I1_]R21)_EVAL)，并且将所述对应的第二数据((I1 _空载/I1_]R21)_EVAL)传送到所述终端；以及

将所述第二数据与由所述终端针对所述电阻负载的第二值所测得的对应的第三数据((I1_空载/I1_]R21)_MES)进行比较(45)；

其中I1_空载表示所述终端的振荡电路中的空载电流，I1_]R20表示具有所述电阻负载的第一值(R20)的所述终端的振荡电路的电流，I1_]R21表示具有所述电阻负载的第二值(R21)的所述终端的振荡电路的电流；

在所述第二数据和所述第三数据相同的情况下，所述终端认为所述应答器是可信的，否则所述终端启动错误处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述应答器基于针对所述电阻负载的所述第一值以及第二电阻负载值(R21)分别测得的所述第一数据以及与所述应答器(2)的振荡电路(L2-C2)所产生的直流电压的电平相关的第四数据(V_C2]R20，V_C2]R21)估计所述第二数据，其中V_C2]R20表示具有所述电阻负载的第一值(R20)的所述应答器的振荡电路中的电压，V_C2]R21表示具有所述电阻负载的第二值(R21)的所述应答器的振荡电路中的电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在缺少认证的情况下，所述终端(1)故意发送不正确的数据。

4.一种用于对产生磁场的终端(1)以及出现在终端(1)的场中的应答器(2)进行认证的方法，其中：

所述应答器根据权利要求1所述由所述终端进行认证；以及

为了对所述终端进行认证，所述应答器基于所述第一数据和与所述应答器(2)的振荡电路(L2-C2)所产生的直流电压的电平相关的第四数据估计(55)所述终端(1)的振荡电路(L1-C1)中的电流的值之间的比率((I1_空载/I1_]R20)_EVAL)，以及将所述比率与所述第一数据((I1_空载/I1_]R20)_MES)进行比较(56)，在所述比率与所述第一数据相同的情况下，所述应答器认为所述终端是可信的，否则所述应答器启动错误处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在缺少由所述应答器(1)进行的认证的情况下，所述应答器故意发送不正确的数据。

6.一种用于对产生磁场的终端(1)以及出现在终端(1)的场中的应答器(2)进行认证的方法，其中：

所述应答器根据权利要求1所述由所述终端进行认证；以及

为了对所述终端进行认证，所述应答器基于所述第一数据和与所述应答器(2)的振荡电路(L2-C2)所产生的直流电压的电平相关的第四数据估计(55’)在电阻负载的第二值(R21)的情况下所述应答器的所述电压的值((V_C2]R21)_EVAL)，以及将所述估计值与所测得的值((V_C2]R21)_MES)进行比较(56’)，在所述估计值与所测得的值相同的情况下，所述应答器认为所述终端是可信的，否则所述应答器启动错误处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在缺少由所述应答器(1)进行的认证的情况下，所述应答器故意发送不正确的数据。

8.一种电磁应答器，包括：

振荡电路(L2，C2)，其在整流电路(23)的上游，所述整流电路(23)能够当应答器处于终端(1)的磁场中时提供直流电压(V_Ca)；以及

至少一个处理单元(27)，能够实现权利要求1所述的方法。

9.一种终端(1)，能够产生用于应答器(2)的电磁场，所述终端(1)包括：

振荡电路(L1-C1)，其连接在放大器(14)的输出端子(12)与处于基准电压的端子(13)之间；以及

能够实现权利要求1所述的方法的装置。