CN102822843A

CN102822843A - 通过第一便携式数据存储介质检测第二便携式数据存储介质的存在的系统和方法

Info

Publication number: CN102822843A
Application number: CN2011800165297A
Authority: CN
Inventors: K.芬肯泽勒; G.麦斯特
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Jiejia De Mobile Safety Co ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: BR112012022348B1; US20130009752A1; US9098734B2; EP2553624B1; DE102010013203A1; ES2550207T3; BR112012022348A2; WO2011120662A1; CN102822843B; EP2553624A1; BR112012022348A8

Abstract

本发明涉及用于通过第一便携式数据存储介质（105a）检测第二便携式数据存储介质（105b）的存在的系统。所述系统包括每个具有包括天线的无接触接口和用于保存和/或处理数据的电子电路（103）的数据存储介质（105a、105b）。所述系统进一步包括用于向所述数据存储介质供应能量并用于所述数据存储中的每个与所述读取设备的通信的RFID读取器（101）。在所述第一和所述第二数据存储介质（105a、105b）中，分别提供另外的通信装置（104），经由所述通信装置，可以将独立于读取器（101）的场（102）的附加直接通信通道（112）提供在所述第一和所述第二数据存储介质（105a、105b）之间，以使所述第一数据载体（105a）能够在所述读取器（101）的场（102）中检查所述第二数据存储介质（105b）的即时存在。

Description

通过第一便携式数据存储介质检测第二便携式数据存储介质的存在的系统和方法

技术领域

本发明涉及通过第一便携式数据载体的第二便携式数据载体的存在识别的系统。

背景技术

当使用电子健康卡时，在特定的应用情况下，在可以访问电子健康卡的数据之前需要确定医生的存在。为了确定并检查医生的存在，在病人的电子健康卡（便携式数据载体）和医生的所谓的健康职业卡（也以便携式数据载体的形式）之间必须执行验证。通过作为主机的终端初始化该验证，借助于此终端，电子健康卡和健康职业卡处于可通信连接。接着，经由该终端的安全模块（SMC-A）使验证生效，此时发生在电子健康卡和健康职业卡之间的验证的框架内的通信必须在终端中贯通。但是，在验证生效后，该健康职业卡可以不知不觉地移除，而验证保持有效并且因而可以进一步访问电子健康卡。

因此需要两个数据载体之间的存在识别。

如果诸如芯片卡的几个无接触数据载体位于RFID读取设备的响应范围中，特别是根据ISO/IEC 14443类型A或类型B，则读取设备（即，终端）可以和在其天线的场（所谓的响应范围）内的每个无接触数据载体建立通信关系。但是，从数据载体到数据载体的直接通信是不可能的，因为数据载体通常不具有检测另一数据载体的负载调制的装置。通常采用的调制方法（ISO/IEC 14443：具有848kHz频率的辅助载波的负载调制）额外阻碍这样的负载调制检测器在便携式数据载体上的可能实现。因此，根据现有技术，从数据载体到数据载体的通信只能通过读取设备的改进而不利地可能的。

从作为最接近的现有技术的DE 10 2007 022 943 A1中，已知由读取设备和几个数据载体构成的系统。该读取设备经由无接触场向全部数据载体供应能量。为了使数据载体可以执行与第二数据载体的无冲突直接通信，通过第一数据载体将该读取设备置于等待模式而将第一数据载体置于活动通信模式。

从DE 10 2004 058 165，已知无接触数据载体，该无接触数据载体在无接触数据接口之外还具有例如基于红外或无线电传输的用于接收独立于数据无接触地传输的能量的接收设备。此实施例的目的在于实现没有或没有足够的自有能量源的便携式数据载体也可以执行无接触数据传输，而这要求相对大量的能量。特别是，对于便携式数据载体，要开发用于无接触数据传输的传输技术，否则无接触数据传输不非常适于无接触能量传送。

发明内容

本发明的目的是提出使得两个便携式数据载体之间的简单存在识别可能的系统。

通过根据专利权利要求1的特征的用于存在识别的第一系统，以及根据专利权利要求7的特征的用于存在识别的第二系统，以及通过根据权利要求15的方法实现此目的。从从属权利要求产生有利实施例。

本发明创建用于通过第一便携式数据载体的第二便携式数据载体的存在识别的第一系统，该第一系统包括分别具有天线的无接触接口和用于存储和/或处理数据的电子电路。该系统进一步包括根据该第一实施例变型的RFID读取设备，在该RFID读取设备的天线附近在操作中形成场，在该场内该读取设备经由它们的各自的天线向当前的无接触数据载体提供能量，和/或经由该场可以建立通信连接。在第一和第二数据载体中，分别提供另外的通信装置，经由该通信装置，可以使得独立于读取设备的场的附加直接通信通道在第一和第二数据载体之间可用，以能够通过第一数据载体检查在读取设备的场中第二数据载体的即时存在。

根据本发明的第一系统使围绕着RFID读取设备的同时第一和第二数据载体之间的直接通信可能。这样做时，通过采用的两个数据载体之间的直接通信通道，可以通过第一便携式数据载体可靠地确定第二便携式数据载体的存在。特别是，根据本发明的用于存在识别的系统可以以简单和成本有效的方式实现，因为由此使用的便携式数据载体必须仅在范围内改变，因为必须向这些便携式数据载体提供另外的通信装置以使直接通信通道可用。

在用于存在识别的第一系统的有利实施例中，第一和第二数据载体的另外的通信装置包括特别配置以在红外范围内发送和接收数据的光收发器。替代地，该第一和第二数据载体的另外的通信装置配置以在不同于读取设备的频率的频率上发送和接收电磁信号。特别是，对于第一和第二数据载体的另外通信装置之间的直接通信通道，UHF频段中的频率，例如865MHz或2.45GHz是合适的。所以可以轻易地实现需要的天线。

依照根据用于第一替代的存在识别的发明的系统的进一步具体化，读取设备基于ISO/IEC 14443标准并优选地工作在13.56MHz的频段。

当第一数据载体具有与读取设备的通信关系并且第二数据载体至少从读取设备的场获得能量时，进一步有利。但是，第二数据载体对读取设备的通信关系不是必须的。读取设0备和第一数据载体之间的通信关系例如涉及执行特定的具体动作（例如，读取在第一数据载体中存储的数据）或特定命令，第二数据载体的物理存在对于执行该动作或命令是需要的。

为了许可识别，无论在第一和第二数据载体的另外的通信装置之间的直接通信通道的初始建立之后，此通道另外存在或是取消（有意地或无意地），经由直接通信通道提供第一数据载体和第二数据载体之间的多次通信、特别是周期性通信是有利的。

此外，本发明创建用于通过第一便携式数据载体的第二便携式数据载体的存在识别的第二系统，每个便携式数据载体包括接触型接口和用于存储和/或处理数据的电子电路。第一数据载体额外包括可与接触型接口并行操作的无接触接口。第二数据载体额外包括NFC接口。该系统另外包括具有两个接触型接口的读取设备，经由该读取设备，可以向数据载体供应能量，并且由于经由第二数据载体的NFC接口的空间布置，可建立到第一数据载体的无接触接口的无线的直接通信连接，以能够通过第一数据载体检查第二数据载体的即时存在。

NFC（近场通信）是借助于频段13.56MHz的磁场的传输方法。NFC设备的典型范围是大约20cm。用于数据传输的此方法非常类似于无接触数据载体的方法。所以，通过生成的负载调制，NFC设备也能够与无接触数据载体通信，或者模仿无接触数据载体。NFC在ISO/IEC 18092标准中规定。第二数据载体（在其接触型接口还具有NFC接口之外）在用于实现第二系统的操作模式“卡仿真”、“读取器仿真”和“点对点”（P2P）中可操作。

在此通过第一数据载体的用于第二数据载体的存在识别的第二替代系统中，在两个数据载体之间也使用直接通信通道。在此第二变型中的两个数据载体的能量供应经由数据载体的接触型接口生效。在此变型中不需要在确定存在识别的通信中涉及读取设备。此外，根据用于存在识别的本发明的系统的第二变型具有可以使用现有的已知的读取设备和数据载体的优点。

依照根据用于存在识别的本发明的系统的第二变型的有利实施例，读取设备的接口以如下方式彼此空间布置，使得数据载体的主要区域在小距离上互相平行地布置。这确保了不超出最大20cm的NFC通信要求的距离并且在无线通信中给予经由直接通信通道的良好接收。

有利地，第二数据载体基于ISO/IEC 18092标准，结果是第二数据载体具有RFID读取器功能性。

依照根据本发明的系统的第二变型的另外的有利实施例，通过读取设备向第一和第二数据载体永久地供应能量。这里，经由第一和第二数据载体的各自的接触型接口使该供应生效。

在根据本发明的系统的第二变型的另外的实施例中，为了建立与第一数据载体的通信连接，可至少一次，特别是多次，优选地周期地或替代地永久生成RFID读取信号。这使得可能执行关于存在的检查，借助于该检查，可以安全地确定各个其他卡的存在。RFID读取信号的多次或永久生成确保了由第一数据载体识别第二数据载体的空间距离。

关于根据本发明的第一和第二系统的实施例变型提供，仅当第二数据载体的存在已经由第一数据载体证实时，准许第一数据载体执行具体命令和/或动作和/或读取和/或写入特定存储器区域。这确保了仅当给出第二数据载体的存在时可以执行第一数据载体的恰当功能。例如，仅当第二数据载体存在时，可以从第一数据载体的存储器中读取数据和/或在第一数据载体的存储器中写入数据。

在关于两个变型的另外的实施例中，在围绕读取设备的同时提供第一和第二数据载体之间的直接验证。特别是，当第二数据载体的存在不能由第一数据载体证实时，验证是可撤销的。

附图说明

以下，将参考实施例示例更具体地说明本发明。示出：

图1：根据用于通过第一便携式数据载体的第二便携式数据载体的存在识别的发明的第一系统的示意性表示，和

图2：根据用于通过第一便携式数据载体的第二便携式数据载体的存在识别的发明的第二系统的示意性表示。

具体实施方式

图1以示意性表示示出在第一变型中，根据用于通过第一便携式数据载体105a的第二便携式数据载体105b的存在识别的发明的系统的结构。该系统包括RFID读取设备101（所谓的终端）以及配置为无接触芯片卡的至少两个便携式数据载体105a、105b。

RFID读取设备101优选地在13.56MHz的频段工作，特别优选地根据ISO/IEC 14443标准。RFID读取设备101具有天线115。在天线115周围形成场102（也指的是响应范围），在该场内，读取设备101向本无接触芯片卡105a、105b供应能量（附图标记111）和/或可以建立通信关系110。

无接触芯片卡105a、105b分别具有用于从RFID读取设备101的场102接收能量的天线113a、113b。此外，这些芯片卡具有用于存储和/或处理数据的电路103a，该电路103配置为芯片。该芯片103还控制各个芯片卡与RFID读取设备101的通信，以及芯片卡105a、105b互相之间的通信。通过场102无线地使与RFID读取设备发生的通信生效。

另外，无接触芯片卡105a、105b和/或它们的芯片103具有额外的通信装置104。另外的通信装置104使独立于RFID读取设备101的场102的额外的数据通信通道112可用。所以，该通信通道指定为芯片卡105a、105b之间的直接通信通道112。该另外的通信装置104例如由光发送/接收单元（指的是收发器）构成，该光发送/接收单元特别优选地在红外范围内工作。但是，也可以在不同于RFID设备101的频率的频率上操作该另外的通信装置104。出于此目的，在例如856MHz或2.45GHz的UHF频段中的频率特别合适，因为在此情况下所要求的天线易于实现。

在图1中表示的用于存在识别的系统的功能的模式如下：

如果芯片卡105a、105b到达RFID读取设备101的场102，则向各个芯片卡供应能量并可以建立对RFID读取设备101的通信关系110。

根据本发明，提供：芯片卡105a在RFID读取设备101的场或响应范围102中建立对RFID读取设备101的通信关系110，并且为了执行特定动作或特定命令，将或者必须检查第二芯片卡105b的物理存在。这样做时，芯片卡105b不需要对RFID读取设备101的即时通信关系，但是至少从RFID读取设备101的响应场102接收能量111。另外提供，芯片卡105a借助于它的例如光通信装置104来建立对芯片卡105b的直接通信关系112，从而可以检查其在RFID读取设备101的场102或响应范围内的即时存在。

这里，可以提供的是，仅当例如通过验证已经证明在直接通信通道112的通信区域中第二芯片卡105b的存在时，芯片卡105a执行特定命令和/或动作和/或可以在特定存储器区域读取和/或写入。

在芯片卡105a、105b中提供各个另外的通信装置104使得在围绕RFID终端101及其安全模块（SMC-A）的同时例如芯片卡105a和105b之间的直接验证是可能的。通过周期性的轮询（polling），这里可以确保芯片卡105b没有离开RFID读取设备101的场102的范围。如果通过芯片卡105a不再可以确定芯片卡105b的存在，则可以锁定RFID读取设备101对芯片卡105a中特定的具体数据的验证且因此可以锁定访问授权。

图2示出根据用于根据第二变型的存在识别的发明的系统的示意性表示。根据此变型的发明的系统由具有至少两个接触型接口（未示出）的读取设备201构成。该系统另外包括以芯片卡形式的至少一个可NFC数据载体202以及也以芯片卡形式的配置为双接口芯片卡201的至少一个数据载体。这里，读取设备201的接触型接口以如下方式空间地布置，使得在小距离上互相平行地布置芯片卡201和202的主要区域。这使两个芯片卡201和202之间的无接触通信是可能的。

芯片卡201是根据现有技术的双接口芯片卡。这里，设计该芯片卡201的操作系统（OS）以使得依照ISO/IEC 14443的无接触接口和依照ISO/IEC7816的接触型接口可以并行操作。

芯片卡202是具有NFC接口的芯片卡，该NFC接口优选地根据ISO/IEC18092配置，其结果是，该卡也获得RFID读取器功能性，这指的是NFC模式“是读取器”。

每个芯片卡201、202包括用于存储和/或处理数据的以芯片205形式的电子电路。

经由提及的组件的接触型接口实现能量或电压的供应。在该图中，这用附图标记211示意性地指定。经由接触型接口，每个芯片卡201、202另外可以与读取设备210通信。

图2中表示的系统的功能的模式如下：

对于系统的操作，根据本发明，具有NFC接口203的芯片卡202以及双接口芯片卡201插入读取设备201的接触型接口，该读取设备201具有安全模块206。经由该读取设备210向芯片卡201和202（如果可能的话，永久地）供应操作电压Vcc。如上所述，读取设备210可以以接触型方式与两个芯片卡201和202通信。

为了在芯片卡201和202之间执行关于存在的检查，提供的是，具有NFC接口203的芯片卡202至少一次、优选地周期性地或替代地永久性地生成RFID读取信号204。这使得可在芯片卡202和芯片卡201之间建立通信连接212。同样可想到的是，几个双接口芯片卡位于具有NFC接口203的芯片卡202附近并对这些芯片卡中的每个设置通信关系。

在芯片卡201和202之间经由直接通信通道212使数据交换生效，该数据交换优选地从验证开始。通过经由直接通信通道212的数据交换的周期性重复，芯片卡201和202可以安全地确定相应的其他芯片卡的存在。

简单的可能性是，芯片卡202规律地发送命令到芯片卡201。这里，可以装备有计时器，其规定一段时间，在这段时间内，该芯片卡201（双接口芯片卡）必须输出新命令，以维持存在的有效性。这样做时，在命令之间，也可以关闭RFID读取器场204，因为仍经由其到读取设备210的接触型接口向芯片卡201供应电压Vcc。

替代的可能性是，具有NFC接口203的芯片卡202向卡201发送命令，但是该卡201不应答。代替地，向具有NFC接口203的芯片卡202以规律间隔发送WTX请求（等待时间扩展），该WTX请求以WTX响应由此应答。在此情况下，在整个时间期间必须生成RFID读取器场204。

如果RFID读取器场204永久地开启并且从读取器设备210移除具有NFC接口的芯片卡202，则也中断该RFID读取器场204。芯片卡201可以直接捕获此额外的改变，从而无时延地识别芯片卡202的存在。

在图1和图2中表示的系统的应用的可能示例是电子健康卡中的使用。这里，存在其中需要在可以访问电子健康卡的数据之前确定医生的存在的应用的情况。出于此目的，在电子健康卡和医生的健康职业卡之间必须执行验证。

在图1中描述的实施例的变型的情况下，提供的是，分别以无接触接口装备电子健康卡和健康职业卡，以及提供另外的通信装置，从而使得在围绕RFID读取设备的同时电子健康卡和健康职业卡之间的直接验证是可能的。

在图2中表示的实施例变型中，提供的是，优选地作为双接口芯片卡装备电子健康卡并优选地作为NFC芯片卡装备健康职业卡。这也使得在围绕读取设备及其安全模块SMC-A的同时电子健康卡和健康职业卡之间的直接验证是可能的。

通过周期性的轮询，这里可以确保健康职业卡没有离开读取设备的区域。如果健康职业卡的存在不再可以由电子健康卡确定，则可以再次锁定读取设备对电子健康卡中特定的具体的数据的验证，且因此可以锁定访问授权。

Claims

1.一种用于通过第一便携式数据载体（105a）的第二便携式数据载体（105b）的存在识别的系统，所述第一便携式数据载体（105a）和第二便携式数据载体（105b）分别包括具有天线的无接触接口和用于存储和/或处理数据的电子电路（103），所述系统进一步包括RFID读取设备，在所述RFID读取设备（101）的天线（115）周围在操作中形成场（102），在场（102）内所述读取设备（101）经由它们的各自的天线向当前的无接触数据载体（105a、105b）提供能量，和/或经由所述场（102）能够建立通信连接，在所述第一和所述第二数据载体（105a、105b）中，分别提供另外的通信装置（104），经由所述通信装置，能够使独立于读取设备（101）的场（102）的额外的直接通信通道（112）在所述第一和所述第二数据载体（105a、105b）之间可用，以能够通过所述第一数据载体（105a）检查所述读取设备（101）的场（102）中所述第二数据载体（105b）的即时存在。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和所述第二数据载体的另外的通信装置（104）包括光收发器，所述光收发器特别地配置为在红外范围发送和接收。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和所述第二数据载体的另外的通信装置（104）配置为在不同于所述读取设备（101）的频率的频率上发送和接收电磁信号。

4.根据任意一个前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述读取设备（101）基于ISO/IEC 14443标准并优选地工作在13.56MHz的频段。

5.根据任意一个前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一数据载体（105a）具有与所述读取设备（101）的通信关系并且所述第二数据载体（105b）从所述读取设备（101）的场（102）至少获得能量（111）。

6.根据任意一个前述权利要求所述的系统，其特征在于，提供所述第一数据载体（105a）和所述第二数据载体（105b）之间的多次、特别是周期性的通信。

7.一种用于通过第一便携式数据载体（201）的第二便携式数据载体（202）的存在识别的系统，所述第一便携式数据载体（201）和第二便携式数据载体（202）分别包括接触型接口和用于存储和/或处理数据的电子电路，并且所述第一数据载体（201）额外具有可与所述接触型接口并行操作的无接触接口，并且所述第二数据载体（202）额外具有NFC接口，所述系统进一步包括具有两个接触型接口的读取设备（210），经由所述读取设备（210）能够向所述数据载体（201、202）供应能量，并且由于经由所述第二数据载体（202）的NFC接口的空间布置，可建立到所述第一数据载体（201）的所述无接触接口的无线直接通信连接（212），以能够通过所述第一数据载体（201）检查所述第二数据载体（202）的即时存在。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述读取设备（210）的接口互相空间布置，以使得所述数据载体（201、202）的主要区域在小距离互相平行地布置。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述第二数据载体（202）基于ISO/IEC 18092标准，其结果是，所述数据载体具有RFID读取器功能性。

10.根据权利要求7到9的任一项所述的方法，其特征在于，通过所述读取设备（210）永久地向所述第一和所述第二数据载体（201、202）供应能量。

11.根据权利要求7到10的任一项所述的系统，其特征在于，为了建立与所述第一数据载体（201）的所述通信连接（212），通过所述第二数据载体（202）可至少一次、特别是多次、优选地周期性地或永久地生成RFID读取场（204）。

12.根据任意一个前述权利要求所述的系统，其特征在于，仅当所述第二数据载体（105b；202）的存在已经由所述第一数据载体（105a；201）证实时，许可所述第一数据载体（105a；201）执行具体命令和/或动作和/或读取和/或写入特定存储器区域。

13.根据任意一个前述权利要求所述的系统，其特征在于，提供当围绕所述读取设备（101；210）的同时的所述第一和所述第二数据载体（105a、105b；201、202）之间的直接验证。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，当所述第二数据载体（105b；202）的存在不能由所述第一数据载体（105a；201）证实时，所述验证是可撤销的。

15.一种借助于根据任意一个前述权利要求所述的系统通过第一数据载体（105a）识别第二数据载体（105b）的存在的方法，具有以下方法步骤：

-通过读取设备（101）向所述第一和所述第二数据载体（105a、105b）提供能量；

-建立所述第一数据载体（105a）和所述读取设备（101）之间的通信连接；

-建立所述第二数据载体（105b）和所述读取设备（101）之间的通信连接；

-建立经由各自的另外的通信装置（104）的、在所述第一和所述第二数据载体（105a、105b）之间的独立于所述读取设备的额外的无线通信通道，用于通过所述第一数据载体（105a）识别所述第二数据载体（105b）的存在。