CN1957339A - 数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备 - Google Patents

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Abstract

在具有非接触接口的数据通信设备之间转移数据，同时可以防止所述数据在数据转移源和数据转移目的地之间重叠。响应于来自数据转移源设备的数据转移指令，数据转移目的地设备把数据保持在临时创建状态中。然后，数据转移源设备当接收到来自所述数据转移目的地设备的转移指令响应时，把其所保持的数据置于无效状态中。然后，响应于来自数据转移源设备的转移确认指令，所述数据转移目的地设备确认处于临时创建状态中的数据为有效。然后响应于来自数据转移目的地设备的转移确认响应，所述数据转移源设备删除处于无效状态中的数据。

Description

数据通信系统、数据通信方法 和数据通信设备
技术领域
本发明涉及一种适于在具有相对较大容量存储区域的数据通信设备之间实现数据通信的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，并且尤其涉及一种适于在适合经由非接触接口发送加密数据的数据通信设备之间实现数据通信的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备。
更具体地是，本发明涉及一种适于在具有非接触接口的数据通信设备之间转移(transfer)诸如电子货币和电子票据之类的价值信息的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，并且尤其涉及一种适于在具有非接触接口的数据通信设备之间转移数据同时防止所述数据在数据转移源和数据转移目的地中重复的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备。
背景技术
典型情况下可采用IC卡形式利用的非接触或邻近通信系统由于其操作容易而被广泛接受。例如，把密码代码和其它个人认证信息和/或诸如电子票据之类的价值信息预存在IC卡中可适于提供用于在诸如取款机、音乐厅门口和车站检票口之类的地方认证来访者或乘客的处理。
通常根据电磁感应原理来实现此类无线电通信。即，利用具有存储功能的IC卡来配置系统并且需要用于对所述IC卡的存储器执行读取/写入访问的卡读取器/写入器，并且作为初级线圈的IC卡端环形线圈和作为次级线圈的卡读取器/写入器端天线形成变压器单元作为一个系统。然后，电磁感应动作适于从卡读取器/写入器端向IC卡类似地发送功率和信息，使得以所馈送的功率来驱动所述IC卡端以便向来自卡读取器/写入器端的询问信号给出回答。因而，IC卡本身不必具有诸如电池之类的驱动电源。
利用IC卡的一般方式是由用户把IC卡放在卡读取器/写入器上。卡读取器/写入器端始终保持轮询IC卡，以便如果检测到外部IC卡，那么开始在所述IC卡和卡读取器/写入器之间的通信操作(例如参见非专利文献1)。
近年来，随着微制造技术的进步，还出现了具有相对较大容量存储器的IC卡。依照具有大容量存储器的IC卡，可以扩展存储空间上的文件系统并且同时存储一个以上应用，以允许单个IC卡用于一个以上的目的。例如，在单个IC卡上存储一个以上应用可以将单个IC卡应用于各种目的，所述应用诸如用于电子付款的电子货币和用于进入特定音乐厅的电子票据。这里所说明的术语电子货币和电子票据指的是通过取决于由用户提供的资金所发布的电子数据来结帐(或电子付款)所要求的机制或上述电子数据本身。
利用IC卡的一般方式是由用户把IC卡放在卡读取器/写入器上。卡读取器/写入器端保持始终轮询IC卡，以便如果检测到外部IC卡，那么开始在所述IC卡和卡读取器/写入器之间的通信操作。
此时，通过把由用户向IC卡读取器端所输入的秘密号码与在所述IC卡上所存储的秘密号码相匹配来执行在所述IC卡和IC卡读取器/写入器之间的个人识别或认证处理。(在IC卡访问时所使用的秘密号码被称为PIN(Personal Identification Number个人识别号码))。然后当个人识别或认证处理结果成功时，允许用户使用在IC卡中所包含的应用，即允许访问向该应用所分配的服务存储区域(向所述应用所分配的存储区域被称作“服务存储区域”)。对服务存储区域的访问取决于应用安全级别而要求适当加密的通信。
此外，IC卡或卡读取器/写入器(或卡读取/写入设备)除无线电或非接触接口之外还允许包括用于连接到外部设备的有线接口(未示出)，使得把IC卡和读取器/写入器功能或所述IC卡和卡读取器/写入器中的一个或两个功能安装到下述每个设备中，所述设备诸如移动电话、PDA(Personal Digital Assistance个人数字助理)、CE(Consumer Electronics消费者电子)设备和个人计算机等。在这种情况下，可以利用IC卡技术作为通用的双向邻近通信接口。
例如，当诸如计算机和信息家庭电子设备之类的设备本身被组合形成邻近通信系统时，采用一对一通信的形式来实现涉及使用IC卡的非接触通信。作为选择，还允许特定的设备与除诸如非接触IC卡之类的设备之外的配合设备通信，在这种情况下，适于在一个设备和多个卡中实现一对多通信的一个应用也被认为是可用的。
此外，可在信息处理终端上实现运行涉及使用IC卡的各类应用，诸如与外界交换电子价值信息以及电子付款。例如，使用用户接口允许在信息处理终端上实现用户与IC卡的交互作用，所述用户接口诸如所述信息处理终端上的键盘和显示器。此外，在IC卡和移动电话之间的连接允许经由电话网络交换在所述IC卡中所存储的内容。此外，建立从移动电话到因特网的连接可适于利用IC卡来向服务付费。
如上所述，通过向IC卡的内置存储器分配特定服务源供应商的文件系统，然后在所分配的文件系统内由相关的供应商管理用于服务操作的信息(诸如用户标识或认证信息，剩余的价值信息和所使用的服务的历史记录(或日志))，可以把基于非接触或邻近通信的有用服务实现为以逐个商店为基础的常规预付卡或服务卡的替代物。
传统地，以逐个服务源供应商为基础分别发布IC卡，以用于向用户提供服务。因而，要求所述用户为每个想要的服务携带一大堆IC卡。与此相反，依照具有相对较大容量存储空间的IC卡，有效地确保了在单个IC卡的内置存储器中具有足够大的容量来适于记录与一个以上服务有关的信息。
现在参照诸如预付卡之类的预付单据，颁布了“关于预付卡类型的单据条例等的法律”(其被称为“预付卡法律”)，用于向预付类型的单据发行者强制实行注册等所要求的规则，主要的目的是确保对于诸如发行预付类型单据之类的服务的适当管理，以便保护包括预付类型单据购买者的人员的利益以及维护关于所述预付类型单据的信用，其中存在用于描述所规定的材料(诸如徽记和预付卡表面(或单据表面)的参照符号)的义务以便方便用户和/或保持分发次序等(参见上述法律第12节)。
当通过把预付款信息存储在IC卡存储功能中来实现预付卡时，由法律调整的所要求信息需要被打印在介质上，使得把可用的服务限制为单个服务。与此相反，当在像移动电话的安装显示功能的移动终端上使用IC卡功能时，在显示器上显示关于所想要的价值信息的信息(例如参见专利文献1)可适于满足上述法律中的规则，允许由一个以上服务源供应商来共享。因而，服务源供应商减轻了发行卡的负担，而用户可以在所实现的管理下减少要携带的IC卡的数目。
[专利文献1]
日本专利申请公布(KOKAI)2003-141434
[非专利文献1]
Klaus Finkenzeller的“RFID手册，非接触IC卡的原理和应用”(Nikkan Kogyou Shimbun有限公司，ISBN 4-526-0470105)
发明内容
本发明所解决的问题
如上所述，诸如电子货币和电子票据之类的各种价值信息可以被安全地存储在IC卡或IC芯片上。
将来IC卡越来越逐渐普及预期会出现要求每个用户拥有两个或多个IC卡(或安装IC芯片的设备)的情况。考虑到用户的便利性，这种IC卡服务环境导致需要转移IC卡中所包含的数据。
这里所说明的数据转移(transfer)不仅包括IC卡到IC卡的转移而且包括从IC卡到安装IC芯片的设备(诸如移动电话及其它类型的移动设备)的数据转移和从一个安装IC芯片的设备到另一设备的数据转移。为了方便起见，以下IC卡和安装IC芯片的设备被总称为IC卡。
这里作为转移目标的数据可采用诸如电子货币和电子票据之类的价值信息的形式。这就像要求用户转移为每个目的而适当使用的钱包中的内容或将所述内容集中到一个钱包中。
在转移现金的情况下，涉及从一个钱包向另一个钱包的转移，而不会获得额外的现金。相反，虽然诸如电子货币和电子票据之类的价值信息与现金一样有价值，然而其实体却采用数字数据的形式给出，因而在数据转移时，有可能存在原始价值信息会处于在数据转移源IC卡和数据转移目的地IC卡中的重叠状态。如果出现上述情况，价值信息供应商必须提供超出其所实际发布的服务或重叠服务，导致损害了其利益。
适于在具有非接触接口的IC卡之间建立连接的通信路径可采用加密的安全发送路径的形式，使得不存在由于在数据转移的过程中被泄漏到外界而使数据被重叠的危险。另一方面，以作为非接触接口中的通信范围的相对短的距离而间隔放置的IC卡来维持IC卡的连接状态，因而有可能存在这样的可能性：当一些意外事故导致IC卡被拉开从而导致断开连接时、或当非接触通信由于其它原因而非正常结束时数据会重叠。
考虑到上述技术问题而做出本发明，其主要是用来提供一种良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适于在适合经由非接触接口发送加密数据的数据通信设备之间实现数据通信。
本发明还意在提供一种良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适于在具有非接触接口的数据通信设备之间适当地转移诸如电子货币和电子票据之类的价值信息。
本发明更进一步意在提供一种良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适合于在具有非接触接口的数据通信设备之间转移数据同时防止所述数据在数据转移源和数据转移目的地之间重叠。
[用于解决问题的手段]
考虑到上述问题提供了本发明并且其涉及一种数据通信系统，所述数据通信系统适于在分别具有适于存储数据的存储器的数据通信设备之间转移数据，并且包括通信装置，用于把在作为数据转移源的第一数据通信设备的存储器中所包含的数据转移到作为数据转移目的地的第二数据通信设备的存储器；状态设置装置，用于在利用通信装置的数据转移处理过程中的阶段中，关于作为转移目标的数据实体分别设置第一和第二数据通信设备中每一个的存储器中的状态；和存储器访问控制装置，用于当给出表示作为转移目标的数据实体存在于第一和第二数据通信设备中的每一个的存储器中的状态设置时，把对至少一个数据通信设备的存储器中所述数据实体的访问设为未经授权的。
假设这里所说明的“系统”指多于一个设备(或用于实现特定功能的一个功能模块)的逻辑集合，并且每个设备或功能模块是否包括在单个外壳内没有关系。
依照本发明的数据通信系统例如属于适于经由在IC卡中所使用的非接触接口来转移加密数据的数据通信系统类型。
如上所述，IC卡(或安装IC芯片的设备)被用为用来存储诸如电子货币和电子票据之类的价值信息或高度可实现的数字数据的安全地点，所述数字数据与现金一样有价值。
现在，考虑到用户方便，有必要转移在IC卡中所包含的数据，然而在这种情况下，作为数据转移异常终止的一个不利影响，可能导致数据重叠以致所述数据同时保持在数据转移源和数据转移目的地中。在这种情况下，价值信息供应商必须提供超出其所实际发布的服务或重叠服务，导致损害了其利益。
相反，依照本发明，在数据转移处理过程中的阶段中，在作为转移目标的数据实体存在于作为数据转移源的第一数据通信设备和作为数据转移目的地的第二数据通信设备的情况下，要求对至少一个数据通信设备的存储器中的数据实体的访问被置于未经授权的状态。
因而，即便在所述数据存在于作为数据转移源和数据转移目的地的数据通信设备中的情况下，基本上也可以防止所述数据重叠。
在本发明中，要求作为数据转移源或数据转移目的地的每个数据通信设备在把适于保持数据的数据字段置于下述状态中的一个状态中之后实现管理分别在其存储器中所保持的数据，所述状态包括：授权对在所述数据字段中所包含的数据进行访问的有效状态、正在临时创建在所述数据字段中所包含的数据的状态，在数据字段中所包含的数据是无效的状态、以及完成从所述数据字段中删除数据的状态。然后，临时创建和无效状态中的每一个的数据字段导致作为转移目标的数据实体存在于作为数据转移源和数据转移目的地的每个数据通信设备的存储器中，以便通过禁止对在至少一个数据通信设备的存储器中的相关数据实体进行访问来防止数据重叠。
响应于来自作为数据转移源的数据通信设备的数据转移指令，作为数据转移目的地的数据通信设备在其存储器中把作为转移目标的数据实体保持在临时创建状态中。
然后，作为数据转移源的数据通信设备，当从作为数据转移目的地的数据通信设备接收对数据转移指令的转移指令响应时，把在其存储器中所保持的数据置于无效状态。
随后，作为数据转移源的数据通信设备发送转移确认指令，用于描述作为转移目标的数据被置于无效状态中。然后，响应于转移确认指令，作为数据转移目的地的数据通信设备确认在其存储器中所保持的处于临时创建状态的数据为有效。
然后，作为数据转移目的地的数据通信设备给出转移确认响应，用于描述其所保持的数据被置于有效状态中。作为回应，作为数据转移源的数据通信设备响应于转移确认响应来从其存储器中删除处于无效状态的数据。
[发明效果]
依照本发明，可以提供良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适于在适合经由非接触接口发送加密数据的数据通信设备之间实现数据通信。
依照本发明，还可以提供良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适合于在具有非接触接口的数据通信设备之间适当地转移诸如电子货币和电子票据之类的价值信息。
依照本发明，还可以进一步提供良好的数据通信系统、数据通信方法和数据通信设备，其适合于在具有非接触接口的数据通信设备之间转移数据同时防止数据在数据转移源和数据转移目的地之间重叠。
结合附图考虑以下所详细描述的本发明的示例性优选实施例，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是用于示意地示出适用本发明的非接触IC卡通信系统的配置的视图。
图2是用于示出卡读取器/写入器1的一个配置的视图。
图3是用于示出IC卡2的一个配置的视图。
图4是用于示意地示出在依照本发明的IC卡中的存储区域的控制系统配置的视图。
图5是用于示意地示出在本发明中作为转移目标的内部IC卡数据结构的视图。
图6示出了用于表示适于使用IC卡中的非接触接口来把数据从一个IC卡转移到另一个IC卡的操作过程序列。
[附图标记的说明]
1...卡读取器/写入器
2...IC卡
3...控制器
21...IC芯片模块
23...调制电路
25...解调电路
27...天线
51...IC芯片模块
52...电容器
53...天线
61...RF接口部件
62...BPSK解调电路
63...PLL部件
64...运算部件
65...ROM
66...EEPROM
67...RAM
68...BPSK调制电路
81...ASK解调部件
82...调压器
83...振荡电路
84...ASK调制部件
91...定序器
92...加密/解密部件
93...奇偶校验运算部件
具体实施方式
现在参考附图来详细描述本发明的实施例。
参照图1，示意地示出了适用本发明的非接触IC卡通信系统的配置。
此非接触卡系统由卡读取器/写入器1、IC卡2和控制器3组成，并且通过利用电磁波允许依照非接触方式在卡读取器/写入器1和IC卡2之间发送和接收数据。具体地，卡读取器/写入器1向IC卡2发送规定的命令，使IC卡2执行对应于所接收命令的处理。然后，IC卡2向卡读取器/写入器1发送对应于上述处理结果的响应数据。
卡读取器/写入器1被经由规定接口(例如，符合RS 485A标准等的接口)连接到控制器3。控制器3向卡读取器/写入器1提供控制信号，使得执行规定的处理。
参照图2，示出了在图1中所示出的卡读取器/写入器1的一个配置。
IC芯片模块21被配置有DPU(Data Processing Unit数据处理部件)31，用于实现数据的处理；SPU(Signal Processing Unit信号处理部件)32，用于实现向IC卡2所发送的和从所述IC卡2所接收的信号的处理；SCC(Serial Communication Controller串行通信控制器)33，用于实现与控制器3的通信；还配置有存储部件34，包括预先含有数据处理所要求信息的ROM部件41和用于暂时存储部分完成的工作数据的RAM部件42，并且这些功能模块经由总线互连。此外，用于存储规定数据的闪速存储器22也被连接到总线。
DPU 31向SPU 32输出要被发送到IC卡2的命令，并且还经由所述SPU 32接收来自所述IC卡2的响应数据以便给出规定的数据处理。
SPU 32在向调制电路23输出之前向要被发送到IC卡2的命令给出诸如BPSK(Biphase Shift keying双相键控)之类的调制处理，并且还经由解调电路25接收来自所述IC卡2的响应数据以便向所接收的响应数据给出规定的诸如BPSK之类的解调处理。
调制电路23利用从SPU 32所提供的数据来对从振荡器26所提供的规定频率(例如13.56MHz)的载波进行ASK(Amplitude ShiftKeying振幅键控)调制，使所合成的调制波被作为电磁波经由天线27输出到IC卡2。此时，要求调制电路23把ASK调制的调制度设置为小于1。换句话说，需要在不到达零的情况下提供最大幅度的调制波，即使可以在低电平获得数据时也是这样。
解调电路25被配置为解调经由天线27所接收的调制波(或ASK调制波)，使解调的数据被输出到SPU 32。
图3示出了在图1中所示出的IC卡2的一个配置。此IC卡由回路上的天线53和IC芯片模块51组成。
IC芯片模块51经由天线53从卡读取器/写入器1接收调制波。应当注意，电容器52与天线53组合形成LC电路，以便提供调谐(或谐振)到规定频率(或载波频率)的电磁波。
IC芯片模块51由RF接口部件61和运算部件64等组成。RF接口部件61由ASK解调部件81、调压器82、振荡电路83和ASK调制部件84组成。ASK解调部件81检测并解调经由天线53所接收的调制波(或ASK调制波)，使所解调的数据被输出到BPSK解调电路62和PLL(锁相环)部件63。调压器82在向每个电路提供已经由ASK解调部件81所检测的信号作为DC电源之前，先稳定该信号。
RF接口部件61还允许利用振荡电路83来振荡与数据时钟频率相同频率的信号，使合成信号被输出到PLL部件63。然后，ASK调制部件84对应于从运算部件64所提供的数据通过波动作为IC卡2的电源的天线53的负载(或通过对应于所述数据对规定的开关元件进行导通-关断控制以便只有当开关元件处于导通状态时才把所规定的负载并联到天线53)来对经由所述天线53所接收的调制波进行ASK调制，使调制波的调制分量经由天线53被发送到卡读取器/写入器1。每当从IC卡2发送数据时，卡读取器/写入器1从中输出固定最大幅度的调制波，并且据此取决于天线53的负载波动来对此调制波进行ASK调制。此外，随着上述数据发送，卡读取器/写入器1的天线27中的端电压波动。
PLL部件63根据从ASK解调部件81所提供的数据来产生与所提供数据同步的时钟信号，使所合成的时钟信号被输出到BPSK解调电路62和BPSK调制电路68。
在由ASK解调部件81所生成的解调数据采用BPSK调制数据的形式的情况下，BPSK解调电路62依照从PLL部件63所提供的时钟信号来实现上述调制数据的解调，使所解调的数据被输出到运算部件64。
在从BPSK解调电路62所提供的数据采用加密数据的形式的情况下，在利用加密/解密部件92解密所加密的数据之后，运算部件64利用定序器91来处理所述数据。相反地，在所获得的数据未被加密的情况下，从BPSK解调电路所提供的数据被直接提供到定序器91而并不通过加密/解密部件92。
定序器91对应于作为向定序器所提供的命令的数据来执行处理。例如，定序器91适于对电可擦可编程只读存储器(电可擦可编程ROM)66执行诸如写入和读出数据之类的处理。
运算部件64的奇偶校验运算部件93根据在EEPROM 66中所存储和/或包含的数据来计算读取Solomon代码作为奇偶校验。此外，在利用定序器91给出所规定的处理之后，运算部件64对应于上述处理向BPSK调制电路68输出响应数据(或被发送到卡读取器/写入器1的数据)。
BPSK调制电路68对从运算部件64所提供的数据进行BPSK调制，使所调制的数据被输出到RF接口部件61的ASK调制部件84。
ROM 65永久地包含定序器91所执行的处理程序及其它所要求的数据。RAM 67将暂时存储在定序器91执行处理时所使用的工作数据等。
EEPROM 66是非易失存储器，并且用来在IC卡2上存储大量应用，诸如用于电子付款的电子货币和用于许可进入特定音乐厅的电子票据。IC卡2本身基本上没有诸如电池之类的驱动电源，因而必须使用像EEPROM 66之类的非易失性存储器，所述非易失性存储器可以在停电状态保持数据，即便是在由IC卡2终止与卡读取器/写入器1的通信使得停止馈送电源之后也可以保持数据。
现在描述用于在卡读取器/写入器1和IC卡2之间的数据发送和接收的处理。
卡读取器/写入器1处于就绪状态直到检测到伴随访问IC卡2的负载状态改变，同时通过经由天线27辐射规定的电磁波来监视天线27的负载状态。应当注意，卡读取器/写入器1还可以被配置为采取一些处理(或轮询)以便重复地实现轮询IC卡2，直到通过辐射以相对较短模式数据所生成的ASK调制电磁波来在特定的时段内确认来自IC卡2的响应。
如果在卡读取器/写入器1中检测到IC卡2的访问，那么R/W1的SPU 32使用规定频率(或数据时钟频率的二倍频率)的矩形波作为载波来对要被发送到IC卡2的数据(诸如对应于要由IC卡2所执行处理的命令和要被写入到IC卡2上的数据)实现BPSK调制，使所合成的调制波(或BPSK调制信号)被输出到调制电路23。
应当注意，在BPSK调制的时候，使用差分转换允许数据适于满足调制波的相位改变。在这种情况下，即便出现对BPSK调制信号反相，解调到其原始数据也是可执行的，由此在解调时不必考虑调制波的极性。
调制电路23利用所提供的处于小于1(例如0.1)的调制度(＝数据信号的最大幅度/载波的最大幅度)的BPSK调制信号来对规定的载波进行ASK调制，使所合成的调制波(ASK调制波)经由天线27被发送到IC卡2。
应当注意当不执行发送时，调制电路23例如以数字信号的两种电平(高和低电平)之一或高电平产生调制波。
IC卡2在由天线53和电容器52组成的LC电路中允许经由天线27从卡读取器/写入器1辐射的一部分电磁波被转换为电信号，使所合成的电信号(或调制波)被输出到IC芯片模块51的RF接口61。然后，RF接口61的ASK解调部件81通过整流以平滑调制波来实现包络检测，使合成信号被提供到调压器82，并且还通过抑制上述信号的DC分量来提取数据信号，使所提取的数据信号被输出到BPSK解调电路62和PLL部件63。
调压器82稳定从ASK解调部件81所提供的信号以产生DC电源，并且向每个电路提供所合成的电源。
应当注意，天线53的端电压V0此时例如被如下表示。
V0＝V10(l+k×Vs(t))cos(ωt)
其中V10cos(ωt)表示载波，k是调制度，并且Vs(t)是从SPU32所输出的数据。
此外，在由ASK解调部件81整流之后所获得的电压V1中的低电平值VLR例如被如下表示。
VLR＝V10(1+k×(-1))-Vf
其中Vf表示在整流电路中所包含的二极管中的电压降，并且通常大约为0.7伏，所述整流电路适于通过在ASK解调部件81中进行整流来实现平滑。
调压器82当接收到已经通过由ASK解调部件81整流来平滑的信号时，稳定所接收的信号，然后将其作为DC电源提供给包括运算部件64的每个电路。应当注意，调制波的调制度k小于1，因而所整流的电压波动(在高和低电平之间的差异)很小。因而，在调压器82中，很容易获得DC电源。
例如，在接收调制度k为5％的调制波以便使V10为3伏或以上的情况下，所整流的低电平电压VLH结果为2.15(＝3×(1-0.05)-0.7)伏或以上，允许调压器82向每个电路提供足够的电压作为电源。在这种情况下，整流电压V1的AC分量(或数据分量)的幅度2×k×V10(峰峰值)结果为0.3(＝20.05×3)伏或以上，允许ASK解调部件81以足够高的S/N比来解调数据。
如上所述，使用调制度k小于1的ASK调制波提供了能够确保低错误率(处于高S/N比的状态)的通信，并且还允许向IC卡2提供足够的DC电压作为电源。
BPSK解调电路62当从ASK解调部件81接收到数据信号(BPSK调制信号)时，依照从PLL部件63所提供的时钟信号来解调所接收的数据信号，并且向运算部件64输出所解调的数据。
在从BPSK解调电路62所提供的数据采用加密数据的形式的情况下，在利用加密/解密部件92解密所述数据之后，运算部件64向定序器91提供所述数据(命令)以便处理该数据。应当注意，对于在向IC卡2发送数据和接收对所发送数据的响应之间的时间段来说，卡读取器/写入器1在已经发送被分配有值1的数据之后就一直处于就绪状态。因而在上述时间段内，IC卡2接收具有固定最大幅度的调制波。
在完成处理之后，定序器91向BPSK调制电路68输出要被发送到卡读取器/写入器1的数据。像在卡读取器/写入器1端的SPU 32一样，在对所提供的数据进行BPSK调制之后，BPSK调制电路68向RF接口部件61的ASK调制部件84输出所述数据。
ASK调制部件84可以应用开关元件来波动被连接到天线53的相对端的负载。具体地，取决于来自BPSK调制电路68的数据所导致的负载变化适于根据所要发送的数据来对所接收的调制波进行ASK调制，由此使得在向卡读取器/写入器1发送数据之前卡读取器/写入器1的天线27的端电压波动。
另一方面，在卡读取器/写入器1端的调制电路23在接收到来自IC卡2的数据时继续发送被分配有值1(高电平)的数据。于是在解调电路25中，根据与IC卡2的天线53电磁耦合的天线27的端电压的微小波动(例如几十微伏)来检测已经从所述IC卡2发送的数据。
此外，解调电路25允许所检测的信号(ASK调制波)在用高增益放大器放大之后被调制，并且向SPU 32输出所合成的数字数据。SPU 32解调所接收的数字数据(BPSK调制信号)，并且向DPU 31输出所述数据。DPU 31处理来自SPU 32的数据，并且取决于处理结果来判断是否将终止通信。
然后在确定将再次执行通信的情况下，依照与上述情况相同的方法来实现在卡读取器/写入器1和IC卡2之间的通信。相反地，在确定将终止通信的情况下，卡读取器/写入器1终止用于与IC卡2通信的处理。
如上所述，卡读取器/写入器1通过利用调制系数k小于1的ASK调制来向IC卡2发送数据。然后，IC卡2接收上述数据来对应于所接收的数据执行处理，并且对应于所述处理结果向卡读取器/写入器1发回所述数据。
参照图4，示意地示出了在依照本发明实施例的IC卡中的存储区域控制系统的配置。如图4所示，此控制系统基本上被实现为在操作系统中所包含的子系统，并且由协议接口部件、OS核心部件和文件系统组成。
协议接口部件处理外部设备经由诸如UART之类的外部设备接口来访问文件系统的请求，或卡读取/写入设备经由非接触IC卡接口来访问所述文件系统的请求。
OS核心部件适于执行处理，诸如解码/编码与文件系统所交换的数据、利用CRC等进行错误校正、对于EEPROM 66的每个块检查重写次数、PIN匹配和相互认证等。
此外，OS核心部件配备有到文件系统的一些API(ApplicationProgramming Interface应用编程接口)，用于诸如在文件访问和文件读取/写入等时所需要的PIN匹配和相互认证之类的处理。
文件系统提供了对作为文件系统实体的EEPROM 66的物理访问。对诸如EEPROM之类的存储设备的物理访问的动作本身为相关领域的那些技术人员所知，因此这里省略了对其的描述。
在EEPROM 43上所扩展的存储区域由一个或多个文件系统组成。在初始状态中，由单文件系统在原始IC卡发行者的控制之下来管理存储区域。当除IC卡发行者之外的服务源供应商试图从存储区域中划分新的文件系统时，要求向原始IC卡发行者进行存储区域划分授权和认证。一旦被划分，就不是要求向原始IC卡发行者进行认证而是要求向文件系统本身的服务源供应商进行认证来访问所述文件系统。划分文件系统与发布虚拟IC卡是相同的。
OS管理用于给出用来划分存储区域的授权的划分授权密钥Kd。此外，用于发行者(原始的IC卡发行者或具有划分文件经历的供应商)的发行者密钥kI、系统代码和用于文件区域标识的区域ID也在每个文件系统的管理之下。
通过包括借助轮询和相互认证的区域ID请求的步骤来对文件系统进行访问。文件系统发行者(在原始文件系统的情况下为卡发行者或者使用所划分文件系统的服务源供应商)可以通过最初利用其所理解的系统代码作为自变量来轮询相关文件系统，以获取在该文件系统的存储区域上可用的区域ID。接下来，使用所获取的区域ID和发行者密钥KI来进行相互认证。然后，当相互认证结果成功时，允许对文件系统进行访问。对文件系统进行访问要求加密通信，涉及使用对与发行者有关的文件系统来说是唯一的发行者密钥KI，结果不授权由其它文件系统获取不相关的数据，或者由那些除发行者之外的人未经许可而对文件系统执行读取和写入。
现在描述涉及使用IC卡中的非接触接口的数据转移处理。
这里所说明的数据转移不仅包括IC卡到IC卡的转移而且包括从IC卡到安装IC芯片的设备(诸如移动电话及其它类型的移动设备)的数据转移和从一个安装IC芯片的设备到另一设备的数据转移。为了方便，以下IC卡和安装IC芯片的设备被总称为IC卡。此外，作为转移目标的数据不局限于在IC卡的整个存储区域中的数据，并且可以是在存储区域上可用的、所扩展或划分文件系统单元或低于特定文件系统的文件系统的文件(或服务)单元中的数据。为了方便起见，所述数据被简单地称为“数据”。
与用于提供相对宽范围的无线电波的无线电LAN或有线接口不同，在IC卡的非接触接口中，利用以相对较短距离间隔的接口来维持连接状态，以致存在某些意外事故导致非接触接口被拉开导致连接中断的情况，或者非接触通信由于其它原因而非正常终止。
作为数据转移异常终止的一个不利影响，存在导致数据重叠的问题，以致所述数据同时保持在数据转移源和数据转移目的地中。
IC卡(或安装IC芯片的设备)被用为用来存储诸如电子货币和电子票据之类的价值信息的安全地点，所述价值信息即与现金一样有价值的高度可实现的数字数据。如果出现数据重叠，价值信息供应商必须提供超出其所实际发布的服务或重叠服务，导致损害了价值信息供应商的利益。
相反如下所述，依照本发明实施例的非接触数据通信可适于完全防止数据在被转移的过程中重叠，即便当在数据转移的过程期间的任何阶段中出现处理中断时也是如此。
本发明的实施例要求在IC卡中所存储的数据(即，作为转移目标的数据)由用于写入实际数据的数据字段和用于记录所述数据字段中所包含数据的状态的状态字段组成，如图5所示。
四类状态“有效”、“临时创建”、“无效”和“删除”被定义为用于在IC卡之间数据转移期间的数据字段状态。于是，需要在状态字段中写入数据字段的当前状态。
有效状态意味着其中IC卡的数据字段为有效可用的状态。因而，IC卡的操作系统可以经由规定的认证处理来向外部访问数据字段或文件系统的请求提供访问，所述数据字段包含状态字段中的关于有效的描述。
临时创建状态意味着这样一种状态：在IC卡之间的数据转移的过程中，在作为转移目的地的IC卡的存储区域中正在创建作为转移目标的有效数据字段。尽管可获得处于临时创建状态的数据字段、其包含有效数据实体，然而并不存在作为相关字段的状态的有效性。因而，IC卡的操作系统拒绝对数据字段或文件系统的访问请求，所述数据字段包含状态字段中的关于临时创建的描述。
无效状态意味着这样一种状态：在IC卡之间进行数据转移的过程中，由于在作为转移目的地的所述IC卡的存储区域中完成了作为转移目标的临时创建数据字段的生成，所以作为转移源的IC卡的存储区域中所留下的原始数据无效或不应该再被使用。尽管可获得处于临时创建状态的数据字段、其包含有效数据实体，然而不存在作为相关字段的状态的有效性。因而，IC卡的操作系统拒绝对数据字段或文件系统的访问请求，所述数据字段包含状态字段中的关于无效的描述。
删除状态意味着这样一种状态：在IC卡之间进行数据转移的过程中，在已经确认作为转移目的地的IC卡的存储区域中作为转移目标的临时创建数据字段为有效之后，不必再保留在作为转移源的IC卡的存储区域中所包含的原始数据。可以选择完全删除被置于删除状态的数据字段，或只给出用于表明所述删除状态的描述。删除状态中的数据字段在擦除之后可重新用于重写等。因而，IC卡的操作系统每当出现外部写入访问时就经由预定的认证处理来访问数据字段。
应当注意，处于临时创建和无效状态的每个数据字段，尽管确保所包含的数据实体本身是有效的，然而却处于禁止经由非接触接口进行普通访问的状态中。数据临时创建状态中的终止使所述数据在作为转移源的IC卡中被置于无效状态，并且在作为转移目的地的IC卡中被置于临时创建状态，如稍后将要描述，在这种情况下，利用任何一个IC卡来使用数据变为是未经授权的，导致产生与数据丢失状态相同的状态。在这种情况下，还允许通过卡管理员的操作来提供用于把数据字段从无效或临时创建状态恢复到有效状态的服务。
现在参考图6来描述用于使用IC卡中的非接触接口从一个IC卡到另一IC卡的数据转移的操作过程。假设在图6中，数据转移源设备被指定为IC卡A，数据转移目的地设备被指定为IC卡B。此外，通过所规定的认证过程利用非接触接口来在IC卡A和B之间建立加密的数据传输线路，在下面所示出的每个通信步骤要求使用此传输线路来实现通信。
步骤1)
从IC卡A向IC卡B发送数据转移指令。数据转移指令消息帧由转移指令命令和作为转移目标的数据实体的组合形成。
步骤2)
IC卡B当接收到转移指令消息时，实现数据的临时创建。具体地，在将消息中所包含的数据实体写入到其存储区域上之后，数据字段的状态被置于“临时创建”。此外，在转移指令中所包含的IC卡A的ID被分配给临时创建数据。
在这个阶段，作为转移目标的数据实体存在于IC卡A和B这二者中。尽管可获得处于临时创建状态的数据字段、其包含有效数据实体，然而不存在作为相关字段的状态的有效性。因而，IC卡B的操作系统拒绝对数据字段或文件系统的访问请求，所述数据字段包含状态字段中的关于临时创建的描述。换句话说，基本上防止了数据重叠。
然后，IC卡B向IC卡A发回用于描述在步骤1)中所涉及的转移指令的确认的转移指令响应消息。
步骤3)
IC卡A从IC卡B接收所述转移指令响应消息，使在步骤1)中所发送数据字段的状态为无效。在转移指令响应中所包含的IC卡B的ID被分配给被无效的数据字段。
在这个阶段，作为转移目标的数据实体存在于IC卡A和B这二者中。尽管在处于无效状态的数据字段中描述了有效数据实体，然而不存在作为相关字段的状态的有效性。因而，IC卡A的操作系统拒绝对数据字段或文件系统的访问请求，所述数据字段包含状态字段中的关于无效的描述。换句话说，基本上防止了数据重叠。
然后，IC卡A向IC卡B发回作为在步骤2)中所涉及的转移指令响应的确认的转移确认指令消息。
步骤4)
在接收了在步骤3)中所涉及的响应或转移确认消息之后，IC卡B把临时创建数据变换为实际数据。具体地，包含在步骤2)中所接收数据的数据字段的状态被更新以便从“临时创建”改变到“有效”。
有效状态意味着IC卡的数据字段被授权为有效可用的状态。因而，IC卡B的操作系统可以经由规定的认证处理来向外部访问数据字段或文件系统的请求提供访问，所述数据字段包含状态字段中的关于有效的描述。
此外，虽然此时作为转移目标的数据实体存在于IC卡A和B这二者中，然而IC卡A端在数据字段被置于无效状态的情况下可用，从而实质上防止了所述数据重叠。
此外，IC卡B向IC卡A发回转移确认响应消息，其作为对所述转移确认指令的响应。
步骤5)
IC卡A当接收到所述转移确认响应消息时，从无效数据字段中删除数据。删除状态中的数据字段意味着它处于这样的状态，在IC卡之间进行数据转移的过程中，在已经确认在作为转移目的地的IC卡的存储区域中的、作为转移目标的临时创建数据字段为有效之后，不必再保留在作为转移源的IC卡的存储区域中所包含的原始数据。可以选择完全删除被置于删除状态的数据字段或只给出关于存在所述删除状态的描述。
在完成以上数据转移处理的阶段，只在IC卡B中存在作为转移目标的数据实体，允许在不重叠的情况下提供所述数据。
希望完全理解使用以上步骤1)到5)使得可以消除重叠数据的存在。然而，存在数据无效的情况，因而在此情况下有必要采取手段来允许数据发行者检查该情况并恢复所述数据。
应当注意，虽然优选地需要利用非接触接口在IC卡A和B之间建立加密的数据传输线路以便适当地实现本发明，然而对加密数据传输线路的形式并不施加特殊的限制。
例如，已经被转让给本申请人的日本专利申请公布(KOKAI)2002-24778公开了一种数据通信方法，其中利用与相同类型IC卡紧密接触的读取器/写入器，经由读取器/写入器天线与相同类型的IC卡的集成天线耦合适于在相同类型的IC卡之间直接交换数据，允许在相同类型IC卡的内置存储器之间实现记录的拷贝。因此，也允许应用以上数据通信方法来在IC卡A和B之间转移数据。
[工业实用性]
至此已经参考具体实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员在不脱离本发明范围的情况下显然可以对以上实施例进行各种修改和替换。
虽然已经关于本发明的配置及其操作和效果、并主要是关于可将本发明应用于涉及使用利用在IC卡中所使用的非接触接口建立的加密数据传输线路的数据通信系统的实施例给出了本说明书，然而本发明的范围并不局限于以上所述。换句话说，本发明即使当被应用于涉及使用任何类型的通信接口的情况下，也适于适当地防止数据在数据转移过程中在数据转移源设备和数据转移目的地设备之间重叠。
总之，已经采用图示的形式给出了本发明的公开内容，并且因此本说明书的内容是说明性而并非是限制性的。应考虑所描述的权利要求来确定本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于在具有适合于存储数据的存储器的数据通信设备之间转移数据的数据通信系统，其特征在于具有：
通信装置，用于将作为数据转移源的第一数据通信设备的存储器中所存储的数据转移到作为数据转移目的地的第二数据通信设备的存储器；
状态设置装置，用于在利用所述通信装置进行数据转移处理的过程中的阶段中，分别在所述第一和所述第二通信设备中的每一个的存储器中设置与作为转移目标的数据实体有关的状态；和
存储器访问控制装置，用于在设置了用来表示作为转移目标的数据实体存在于所述第一和所述第二通信设备中的每一个的存储器中的状态的情况下，使对于至少一个数据通信设备的存储器中的所述数据实体的访问成为未经授权的。
2.如权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于：
所述通信装置通过涉及使用利用非接触接口建立的加密数据传输线路的数据通信，在所述第一和所述第二通信设备的存储器之间实现数据转移。
3.如权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于：
所述状态设置装置将所述第一和所述第二数据通信设备中的每一个的存储器中的、适合于保持数据实体的数据字段置于下述状态中的一个状态，所述状态包括：授权访问数据字段中所包含的数据的有效状态、正在临时创建数据字段中所包含的数据的状态、所述数据字段中所包含的数据是无效的状态、以及从所述数据字段中删除数据的状态，并且
所述存储器访问控制装置禁止访问所述第一和所述第二数据通信设备中的每一个的存储器中、被置于临时和无效状态的数据字段。
4.如权利要求3所述的数据通信系统，其特征在于：
响应于从所述第一数据通信设备发布数据转移指令，所述状态设置装置将作为转移目标的、保持在所述第二数据通信设备的存储器中的数据实体置于临时创建状态。
5.如权利要求4所述的数据通信系统，其特征在于：
响应于从所述第二数据通信设备发送对所述数据转移指令的转移指令响应，所述状态设置装置将保持在所述第一数据通信设备的存储器中的数据实体置于无效状态。
6.如权利要求5所述的数据通信系统，其特征在于：
响应于所述第一数据通信设备发送用于描述作为转移目标的数据实体被置于无效状态的转移确认指令，所述状态设置装置将保持在所述第二数据通信设备的存储器中的、处于临时创建状态的数据实体置于有效状态中。
7.如权利要求6所述的数据通信系统，其特征在于：
响应于所述第二数据通信设备发送用于描述保持在存储器中的数据实体被置于有效状态的转移确认响应，所述状态设置装置从所述第一数据通信设备的存储器中删除所保持的处于无效状态的数据实体。
8.一种用于在具有适合于存储数据的数据通信设备之间转移数据的数据通信方法，其特征在于具有：
响应于来自作为数据转移源的第一数据通信设备的数据转移指令，作为数据转移目的地的第二数据通信设备在将作为转移目标的数据保持在其存储器中之前将所述数据置于临时创建状态的步骤；
所述第一数据通信设备从所述第二数据通信设备接收对数据转移指令的转移指令响应、并且将保持在其存储器中的数据置于无效状态的步骤；
所述第一数据通信设备发送用于描述作为所述转移目标的数据被置于无效状态的转移确认指令的步骤；
响应于所述转移确认指令，所述第二数据通信设备确认保持在其存储器中的处于临时创建状态的数据为有效的步骤；
所述第二数据通信设备发送用于描述保持在其存储器中的数据被置于有效状态的转移确认响应的步骤；和
响应于所述转移确认响应，所述第一数据通信设备从其存储器中删除所保持的处于无效状态的数据的步骤；并且其特征在于：
禁止访问每个所述数据通信设备的存储器中被置于临时创建或无效状态的数据字段。
9.一种用于转移数据的数据通信设备，其特征在于具有：
数据通信装置，用于实现数据通信；
通信控制装置，用于控制数据通信操作；
数据保持装置，用于保持所述数据；和
数据管理装置，用于管理在所述数据保持装置中所包含的数据，并且
其特征在于：
所述数据管理装置将适合于保持数据的数据字段置于下述状态中的一个状态中，所述状态包括：授权访问数据字段中所包含的数据的有效状态、正在临时创建数据字段中所包含的数据的状态、所述数据字段中所包含的数据是无效的状态、和从所述数据字段中删除数据的状态，使得禁止访问处于所述临时创建和无效状态的数据字段。
10.如权利要求9所述的数据通信设备，其特征在于：
所述数据通信装置实现涉及使用利用非接触接口建立的加密数据通信线路的数据通信。
11.如权利要求9所述的数据通信设备，其特征在于：
在作为数据转移源设备而操作的情况下，
所述通信控制装置向数据转移目的地设备发布转移指令，以及对来自所述数据转移目的地设备的转移指令响应的转移确认指令，并且
所述数据管理装置当接收到所述转移指令响应时，使作为所述转移目标的数据无效，并且当接收到对所述转移确认指令的转移确认响应时，删除所述被无效的数据。
12.如权利要求9所述的数据通信设备，其特征在于：
在作为数据转移目的地设备而操作的情况下，
所述通信控制装置响应于来自所述数据转移源设备的转移指令来发送转移指令响应，并且还响应于转移确认指令来发送转移确认响应，并且
所述数据管理装置在作为转移目标的数据连同转移指令一起被接收之后实现所述数据的临时创建，并且响应于所述转移确认指令来确认临时创建的数据有效。
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