CN102160028A - 用于去向和来自密封装置的制造后数据传输的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对完全嵌入在绝缘封装中的认证令牌装置。本发明基于如下认识：将这样的令牌装置的电子数据个人化与可视装置个人化相分离将是有利的。本申请涉及如下认证令牌装置：该认证令牌装置允许在生产绝缘封装之后与外部单元之间的通信，以发送或接收装置标识数据。由于该通信只需在制造工艺期间发生，因此诸如电感耦合、电容耦合或射频识别通信之类的低功率近距离的传输技术满足此目的。因此，本申请公开了用于制造认证令牌装置的方法以及根据所述方法制造的令牌装置。

Description

用于去向和来自密封装置的制造后数据传输的方法
技术领域
本发明涉及对嵌入在绝缘材料或模制品(moulding)中的认证令牌装置进行制造和初始化的领域。
背景技术
借助于唯一的序列号来使制造的各个物品可区分是在质量控制和产品生命周期管理中被普遍接受的做法。对于某些类型的物品，物品的个性化起着更重要的作用。认证令牌装置例如被用来对已被发放认证令牌装置的个体进行认证，为此，认证令牌装置依赖于嵌入在该令牌装置的存储器中的唯一秘密，该唯一秘密通常包括密钥资料。为了进行成功的认证，认证令牌装置内部的处理单元所生成的且被传递给用户的证书必须通过认证服务器的密码验证，该认证服务器能够与该认证令牌装置使用相同的秘密，或者在非对称密钥的情况下，该认证服务器能够使用可以以数学方式确认证书确实基于正确的令牌装置秘密的数据。整个该方案只能在以下情况下起作用：在成批的认证令牌装置的部署期间，始终已知哪个特定的认证令牌装置已被发放给哪个个体，且由此始终已知哪个秘密已被发放给哪个个体。在US 4599489 B(CARGILE，WILLIAM P.)(1986年7月8日)中可以找到认证令牌装置的公知例子。
在现有技术中已知若干类型的电子装置，这些电子装置被完全嵌入在绝缘(例如塑料)封装中。出于多种原因使用这些封装，所述多种原因包括：使装置防水、防窜改、更鲁棒、或者在审美上更令人愉悦。防窜改的特性使得这些封装对于认证令牌装置而言是有吸引力的选择。
这种类型的装置优选地在封装的外部不具有电触点或欧姆触点，这是因为这样的触点使制造工艺复杂化，并且因为这样的触点的存在将不利于上述的期望的特性。因此，这种类型的封装的缺点是：在制造封装之后不能通过传统的电触点或欧姆触点与该装置进行通信。同样也适用于以下情况：封装实际上具有电触点，这些触点提供对不同功能的使用并与装置的其余部分相分离(例如，组合的接触型智能卡和强认证令牌装置的芯片的表面触点，在某些实现中，这些表面触点提供对智能卡功能的使用，但不提供对强认证装置的使用)。因此，必须在制造封装之前进行以对装置的标识、编程或初始化的形式的任何电子数据个人化。这提出了如下问题：如果装置是个性化的，则在制造封装之后，要将与装置的电子数据个人化相链接的附加的可视标识放置在装置的外部。
这种制造后的通信问题尤其适用于以下认证令牌装置：该认证令牌装置在内部利用序列号和密钥而被编程，并且还需要携带所述序列号的外部可视标记。然而，该问题不适用于非接触式智能卡(诸如那些根据ISO/IEC14443标准的非接触式智能卡)，这些非接触式智能卡依赖于其在嵌入式无线近场通信引擎上的正常操作，且因此可以在制造之后的任何时间被询问(以及通常甚至被重编程)。这些非接触式智能卡不提供认证令牌装置的功能，这是因为其没有被配置用于向终端用户传送证书。
用于解决将电子数据个人化与可视装置标识相匹配的问题的传统方式为维持高度同步的制造工艺，在高度同步的制造工艺中，以与可视装置标识被以电气方式个性化的顺序相同的顺序向装置设置可视装置标识。这种系统易于去同步化。此外，一旦发生去同步化，可能困难地、效率低地、或者甚至不可能找回被不正确地标记的成批装置的正确身份。
因此，将电子数据个人化与可视装置个人化相分离看起来将是有利的。这样的分离可以通过下述方式获得：在附加(允许进行电子数据个人化的实体确认装置身份的)可视装置标识的期间或之后进行装置的电子数据个人化；或者在附加该可视装置标识时读出装置的电子身份。对于这两种场景，需要解决的问题是通过绝缘塑料模制品与装置进行通信。
在现有技术中已知针对该问题的几种方法。这些方法包括使用用于与装置进行通信的电感耦合、电容耦合以及封装的射频识别(RFID)应答器。
White等人(US 7392059B(WHITE等人)2008年6月24日)公开了一种由塑料材料模制的仪表板，以及一种在模制工艺期间嵌入在仪表板中的无源数据存储装置。根据White等人的移动电话的主体携带有阅读器单元，该阅读器单元被定位成使得：当仪表板被安装到主体时，无源数据存储装置将在阅读器单元的范围内，以使无源数据存储装置的耦合器与阅读器单元的耦合器相耦合，从而使得无源数据存储装置能够从阅读器单元提供的信号中获得功率供应且能够传送包含在无源数据存储装置的存储器中的控制数据。White等人还公开了一种用于实现阅读器单元与仪表板之间的电感耦合的电路。
Calhoon等人(US 7378817 B(CALHOON等人)，2008年5月27日)公开了使用电源的电力传输线圈和主机装置的电源适配器的电力拾波线圈，以在感应路径上提供感应数据通信。
在以上所引用的两个参考文件中，电感耦合或电容耦合用于分离包含在具有无源存储装置的单元中的控制数据与包含在适用于从该第一单元中读取控制数据的分离单元中的执行逻辑，这两个单元旨在被终端用户一起使用。这些参考文件没有提供用于个性化物品的制造后识别的电感耦合或电容耦合的用途。
RFID应答器或“标签”是有源元件或无源元件，其可以存储信息并经由射频场与阅读器(询问器)进行交互。RFID应答器或“标签”用于自动识别目录、商品、动物和人。在认证领域中，RFID标签一般可操作用于控制对建筑物或交通运输设施的进入，或者用于在收费所或加油站付费。在现有技术(Rockwell Automation，RFID in Manufacturing，BAPAT，Vivek等人编辑，Milwaukee：Rockwell Automation，2004年)中已知在制造环境下使用RFID的一些优点，特别是在使用RFID以在功能上个性化相同的物品以在其整个生命周期中对其进行追踪的背景下。
发明内容
技术问题
由于认证令牌装置应当是合理地防窜改的，因此期望具有完全嵌入在绝缘封装中的认证令牌装置。要解决的技术问题是，如何在制造封装之后访问该装置的个人化电子数据，以及如何使这种认证令牌装置的电子数据个人化与这种认证令牌装置的外部可感知身份相匹配。更具体地，本发明提供一种用于个性化认证令牌装置和用于附加对应的可视标识的工艺。在下文中，措词“附加可视标识”用于表示任何可视地个性化认证令牌装置的方法，包括在认证令牌装置自身上压印、雕刻、激光蚀刻以及打印唯一的识别号或识别码，以及将带有唯一的识别号或识别码的标签粘贴到认证令牌装置上，或者将认证令牌装置封装到其上打印有唯一的识别号或识别码的容器中。
技术方案
本发明针对完全嵌入在绝缘封装中的认证令牌装置。由于在这些认证令牌装置的外部上可能不存在传统的欧姆触点，因此除了用于存储密钥材料的存储器和用于基于所述密钥材料来生成客户证书的处理单元之外，在认证令牌装置中还必须设置诸如电池之类的电源和诸如显示器之类的安全用户接口。存储器和处理单元可以被组合在单个部件中。如果显示器形成令牌装置的不可拆卸的部分而不具有用户可访问的连接器，则认为该显示器对于本发明的目的来说是安全的。密钥材料以及可选地处理单元的软件或固件用于个人化不同的认证令牌装置。在下文中，术语“个性化数据”被理解为包括电子个人化数据(尤其是用于处理单元的密钥数据、软件或固件)和装置标识数据(可以与特定集合的电子个人化数据相匹配的任意量的数据)这两者。
本发明基于具有如下认证令牌装置将是有利的的认识：该认证令牌装置允许在生产绝缘封装之后与外部单元之间的通信，以便发送或接收个性化数据。由于这种通信只需要发生在制造过程期间，所以低功率近距离传输技术(诸如电感耦合、电容耦合或RFID通信)满足该目的。由于所关注的认证令牌装置配备有电池，所以耦合器可以基于电池电源来工作。或者，耦合器可以从外部单元提供的信号获取电力。
本发明还基于以下认识：认证令牌装置的电子数据个人化(即，相关的秘密、序列号、固件等的提供)可以发生在制造绝缘封装之前或之后。
在认证令牌装置的电子数据个人化发生在制造绝缘封装之前的情况下，有利的是提供如下的外部单元：在与可视装置标识(诸如带有序列号的标签)被附加到认证令牌装置的制造阶段相同的制造阶段，该外部单元能够通过耦合器读取相关的装置标识数据。如果在制造时在嵌体(inlay)上在内侧设置具有唯一标识(ID)的RFID标签，则RFID技术可以用于实现这个方案。RFID技术满足在电子数据个人化时在数据库中登记该唯一ID，其中该唯一ID与电子个人化数据相链接。在制造模制品之后附加可视装置标识。然后可以通过下述方式方便地使该可视装置标识与装置的电子身份相同步：使用合适的装置读取可视装置标识和装置的电子身份这两者，并将其关系存储在数据库中；或者通过在具有预存储的关系的数据库中查询给定的唯一ID来选择正确的可视装置标识以附加到具有该唯一ID的令牌装置。
在认证令牌装置的电子数据个人化发生在制造绝缘封装之后的情况下，有利的是提供提供如下的外部单元：在与可视装置标识被附加到认证令牌装置的制造阶段相同的制造阶段，或者在稍后的制造阶段，该外部单元能够通过耦合器将相关的电子数据个人化数据写入到认证令牌装置。如果可视装置标识是机器可读的，例如如果该可视装置标识包含以支持光学字符识别(OCR)的字体形式的条形码或序列号，则这部分的工艺可以自动操作。在替代性的方案中，在制造绝缘封装之后而在附加可视装置标识之前，通过耦合器来进行认证令牌装置的电子数据个人化；对于在制造绝缘封装之前个人化电子数据的情况，该工艺随后如上所述地进行，即，再次通过耦合器读出电子个人化数据或装置标识数据。
本发明所基于的第三认识是：为了防止认证令牌装置在制造之后被窜改，在无线信道在上述制造工艺中已起到其作用之后，可以确定地断开或停用无线信道。可以通过感生将破坏耦合电路中的专用保险丝的电流来获得这种效果。
有利效果
在本申请中公开的方法的优点在于，以对认证令牌装置的标识、编程或初始化的形式的电子数据个人化不再需要在制造绝缘封装之前进行。根据本发明的方法，不再需要高度同步的制造工艺，在高度同步的制造工艺中，以与可视装置标识被以电气方式个性化的顺序相同的顺序向装置设置可视装置标识，以避免固有的去同步化的风险。在电子数据个人化方案是客户定制的的情况下，根据本发明的方法所制造的装置在更长时间内保持为未注册的(generic)，从而避免了需要建立根据不同的客户定制方案而个人化的不同类别的装置的单独目录。
附图说明
如附图所示，从以下本发明的若干实施例的更详细的描述中，本发明的前述的以及其它的特征和优点将变得明显。
图1示出了本发明的方法的流程图。
图2提供了根据本发明的认证令牌装置200的部件的原理概览，其中不具有绝缘封装和可视装置标识。
图3示出了根据本发明的完整的认证令牌装置200，其中安全用户输出接口205被实现为数字显示器，以及可视装置标识206被表示为序列号。显示器的尺寸以及序列号的长度为任意选择的，仅用于说明目的。
具体实施方式
在优选实施例中，本发明的方法包括：在一个或多个基板上布置101处理单元201、用于存储个性化数据的存储器202、电池203、用于利用外部控制单元来同步个性化数据的耦合器204、以及安全用户输出接口205；在所述布置101之后，将所述一个或多个基板嵌入102到塑料模制品中；在所述嵌入102之后，同步103所述个性化数据；以及将可视装置标识206附加104到所述塑料模制品的外部。在图2中被示出为元件206的可视装置标识的情况下，该标识包括字母数字字符串“xxx-xxxx”。可视标识206的字符或元素显然不需为字母数字或甚至字符，这是因为还可以使用任何视觉上可识别的符号或图案。
在本发明的方法的一个实施例中，所述耦合器204还适用于从外部功率单元接收功率，并且该方法还包括向所述耦合器204提供功率。
在本发明的方法的一个实施例中，所述同步包括将所述个性化数据从所述外部控制单元传送到所述耦合器204，其中所述个性化数据包括电子个人化数据。在另一实施例中，所述同步包括在所述外部控制单元中从所述耦合器204接收所述个性化数据，其中所述个性化数据包括装置标识数据。
在本发明的方法的一个实施例中，所述耦合器204是电感性的。在另一个实施例中，所述耦合器204是电容性的。在又一个实施例中，所述耦合器24为RFID标签的部分。
在本发明的方法的一个实施例中，所述安全用户输出装置205包括显示器。
在本发明的方法的一个实施例中，所述认证令牌装置200还包括用于确定地停用所述耦合器的部件207，并且该方法还包括在所述同步103之后启用105所述部件207。在一个特定实施例中，所述部件207为保险丝。
在优选实施例中，本发明的认证令牌装置200包括：处理单元201、用于存储个性化数据的存储器202、电池203、用于利用外部控制单元来同步个性化数据的耦合器204、安全用户输出接口205、以及在所述模制品的外部的可视装置标识206。
在本发明的令牌装置的一个实施例中，所述耦合器204还适用于从外部功率单元接收功率。
在本发明的令牌装置的一个实施例中，所述耦合器204还适用于从所述外部控制单元接收所述个性化数据以存储在所述存储器202中，所述个性化数据为电子个人化数据。在另一实施例中，所述耦合器204还适用于将所述个性化数据从所述存储器202传送到所述外部控制单元，所述个性化数据为装置标识数据。
在本发明的令牌装置的一个实施例中，所述耦合器204为电感性的。在另一实施例中，所述耦合器204为电容性的。在又一实施例中，所述耦合器204被包括在RFID标签中。在这个实施例中，存储器202以及耦合器204为RFID标签的部件。
在本发明的令牌装置的一个实施例中，所述安全用户输出装置205包括显示器。
在本发明的令牌装置的一个实施例中，所述认证令牌装置200还包括用于确定地停用所述耦合器的部件207。在一个特定实施例中，所述部件207为保险丝。

Claims (18)

1.一种用于制造嵌入在绝缘模制品中的认证令牌装置的方法，包括：
在一个或多个基板上布置：
处理单元，
用于存储个性化数据的存储器，
电池，
用于利用外部控制单元来对装置标识数据进行同步的耦合器，以及
安全用户输出接口；
在所述布置之后，将所述一个或多个基板嵌入在塑料模制品中；
在所述嵌入之后，对所述装置标识数据进行同步；以及
将可视装置标识附加到所述模制品的外部。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述耦合器还适用于从外部电源单元接收电力，所述方法还包括向所述耦合器提供电力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括将所述个性化数据从所述外部控制单元发送到所述耦合器，并且其中所述个性化数据包括电子个人化数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步包括在所述外部控制单元中从所述耦合器接收所述个性化数据，并且其中所述个性化数据包括装置标识数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述耦合器是电感性的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述耦合器是电容性的。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述存储器和所述耦合器是射频识别标签的部件。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述安全用户输出接口包括显示器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述一个或多个基板上布置用于确定地停用所述耦合器的部件，所述方法还包括在所述同步之后启用所述部件。
10.一种嵌入在绝缘模制品中的认证令牌装置，包括：
处理单元，
用于存储个性化数据的存储器，
电池，
用于利用外部控制单元来对装置标识数据进行同步的耦合器，
安全用户输出接口，以及
固定在所述模制品外部的可视装置标识。
11.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述耦合器还适用于从外部功率单元接收功率。
12.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述耦合器连接到所述存储器，用于将所述个性化数据从所述外部控制单元传送到所述存储器以便存储所述个性化数据，并且其中所述个性化数据包括电子个人化数据。
13.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述耦合器还适用于将所述个性化数据从所述存储器发送到所述外部控制单元，并且其中所述个性化数据包括装置标识数据。
14.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述耦合器为电感性的。
15.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述耦合器为电容性的。
16.根据权利要求13所述的令牌装置，其中所述存储器和所述耦合器是射频识别标签的部件。
17.根据权利要求10所述的令牌装置，其中所述安全用户输出接口包括显示器。
18.根据权利要求10所述的令牌装置，还包括用于确定地停用所述耦合器的部件。
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