DE10139889C1

DE10139889C1 - Computersystem, Verfahren und digitales Speichermedium mit computerlesbaren Mitteln zum Ansprechen eines Chipkartenlesegeräts

Info

Publication number: DE10139889C1
Application number: DE10139889A
Authority: DE
Inventors: Dirk Lowag
Original assignee: Orga Kartensysteme GmbH
Current assignee: Idemia Germany GmbH
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-08-21

Abstract

Verfahren und Computersystem mit einem Betriebssystem, in dem jedes externe Laufwerk über ein Laufwerkssymbol ansprechbar ist, und mit einem Chipkartenlesegerät 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Chipkartenlesegerät über ein Laufwerkssymbol 21, 22 des Betriebssystems ansprechbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Computersystem, Verfahren und digitales Speichermedium mit computerlesbaren Mitteln zum Ansprechen eines Chipkartenle segeräts von einem Computer, beispielsweise einem Personalcomputer.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Kommunikationsprotokolle und Interfaces für die Kommunikation zwischen Chipkarten und Computern bekannt.

Für das Betriebssystem Microsoft Windows NT existiert eine Personal Computer/Smart Card Interface (PS/SC) Schnittstelle. Diese Schnittstelle unterstützt Chipkarten nach ISO 7816-1, 2 und 3 jedoch keine Speicherkarten nach ISO 7816-10. Zur Verbindung eines Chipkarten Termi nals, beispielsweise eines Chipkartenlesegeräts, mit dem PC wird vom dem Hersteller des Chip karten Terminals ein Software Handler als PC-SC-Treiber mitgeliefert. Alle für die Realisierung der Schnittstelle erforderlichen Funktionen werden von diesem Treiber auf das Chipkartentermi nal abgebildet.

Der Zugriff auf den Handler erfolgt immer über einen sogenannten ICC-Ressource Manager. Dieser ist die wichtigste Komponente dieser Architektur und verwaltet alle angeschlossenen Handler. Der ICC-Ressource Manager erfüllt die folgenden Aufgaben:

- Er erkennt die angeschlossenen Terminals, die Chipkarten darin und das Stecken und Ziehen der Chipkarte. Dieses Ereignis muss er dann als Meldung zur Verfügung stellen.
- Er hat die Belegung der Terminals durch eine oder mehrere Anwen dungen zu verwalten.
- Die dritte Funktion ist die Bereitstellung von Transaktionen. Dabei werden die für eine bestimmte Aufgabe zusammengehörigen Kom mandos zu einer Gruppe zusammengefasst. Damit wird sichergestellt, dass diese Kommandos unmittelbar nacheinander ausgeführt werden. Sonst könnte es womöglich passieren, dass verschiedene Anwendun gen unkoordiniert auf die Chipkarte zugreifen und ihre Kommandos absetzten.

Um mit dem Ressource-Manager arbeiten zu können, muss sich ein Programm im ersten Schritt ein Handle auf den gewünschten Kontext beschaffen. Dies wird mit dem Befehl ScardEstablish- Context erreicht. Im nächsten Schritt wird die Verbindung mit der im Terminal befindlichen Karte durch den Befehl ScardConnect hergestellt. Die eigentliche Kommunikation mit der Karte läuft komplett über den Befehl ScardTransmit.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Schnittstelle ist die Card Terminal Application Programming Interface (CT-API) Schnittstelle. Diese Schnittstelle unterstützt sowohl Speicher- als auch Prozessorkarten. Die entsprechenden Normen sind die ISO 3166-1, 7816-3 und 4. Die CT-API Funktionen werden von einem sogenannten HTSI-Modul (Host-Transport-Service- Interface) erbracht. Dieses stellt die folgenden Funktionen bereit: Initialisierung der Verbindung zwischen PC und Card Terminal, Senden eines Kommandos an ein Card Terminal bzw. an eine Chipkarte und Rückgabe der Antwort, Beenden der Verbindung zwischen PC und Card Termi nal.

Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Schnittstelle ist das Standard Communication Protocol (SCP) von der Firma ORGA Kartensysteme GmbH. Dieses Protokoll setzt sich aus den Teilen Standard Communication Application Protocol (SCAP), Standard Communication Control Protocol (SCCP) und Standard Communication Transmission Protocol (SCTP) zusam men.

Das SCTP legt die Datenformate und Kommunikationsregeln zwischen den Anwendungen und dem Terminal fest. Das SCP ist ein einheitliches, unabhängiges Chipkarten- Kommunikationsprotokoll zwischen der HOST-Anwendung (Master) und dem Chipkarten- Terminal (Slave). Die spezifischen Protokolle einer Chipkarte werden im SCAP nach der Akti vierung automatisch zur Verfügung gestellt. Die globalen Kommandos werden in der SCCP be schrieben. Die Funktionen werden in einer DLL bereitgestellt und sind nach dem Einbinden in die Anwendung verfügbar.

Aus der DE 694 11 889 T2 ist ein Übertragungsverfahren mit einer Speicherkarte bekannt. Hier bei wird der Speicherbereich der Speicherkarte genauso wie bei Magnetdisketten üblich gemäß dem Betriebssystem des Mikrocomputers formatiert. Zwischen dem Anwendungsprogramm und der Speicherkarte ist eine Kommunikationsschicht erforderlich, damit unabhängig von der Art der Speicherkarte nur ein einziges Kommunikationsprotokoll im Anwendungsprogramm für den Zugriff auf diese Speicherkarte verwendet werden kann.

Ein gemeinsamer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Schnittstellen und Kom munikationsprotokollen für die Kommunikation zwischen einem Computer und einer Chipkarte ist, dass für die Kommunikation spezielle Programme installiert und gestartet werden müssen.

Ein weiterer Nachteil ist, dass eine Computerdatei, insbesondere auch die mit der Datei verbun dene Header-Information nicht auf einer Chipkarte abspeicherbar ist, wenn für die Chipkarte ein Chipkartendateisystem verwendet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Computersystem und Verfah ren und digitales Speichermedium mit computerlesbaren Mitteln zum Ansprechen eines Chipkartenlesegeräts von einem Computer zu schaffen.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Pa tentansprüche jeweils gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhän gigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung erlaubt es Chipkarten als Datenspeicher-Wechselmedium in einem Betriebssys tem zugänglich zu machen, dadurch, dass dem Chipkartenlesegerät ein Laufwerkssymbol in dem Betriebssystem zugeordnet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Betriebssystem eine Betriebssys tem mit graphischer Benutzeroberfläche, vorzugsweise ein Microsoft Windows Betriebssystem verwendet. Das Chipkartenlesegerät kann dann über das entsprechende Laufwerkssymbol bei spielsweise über Microsoft Windows Explorer angesprochen werden oder auch unmittelbar über die graphische Benutzeroberfläche, insbesondere mit einer sogenannten Drag-and-Drop Operati on. Alle herkömmlichen Dateioperationen wie Lesen, Schreiben, Anlegen, Löschen usw. können durch die Einordnung des Chipkartenlesegeräts in die Betriebssystemverzeichnisstruktur so aus geführt werden, als handle es sich bei der Chipkarte um einen Computermassenspeicher, etwa eine Diskette oder eine Festplatte.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Chipkartenlesegerät unter Micro soft Windows 9x/nt4/2000 als Laufwerksbuchstabe in die Objekt-Device-Hierarchie des Be triebssystems eingeordnet. Alle Dateioperationen werden über entsprechende Systemfunktionen auf dieses Chipkartenlesegerät ausgeführt; unter Windows NT4 wird dazu der Kernel-Treiber verwendet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Unix Betriebssystem verwendet. Unter Unix wird das Chipkartenlesegerät an den bestehenden Verzeichnisbaum "ge mounted" und zwar mittels der Unix Systemaufrufs MOUNT.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung übersetzt ein Dateisystemtreiber eine auf einer Chipkarte abzuspeichernde Datei des Computerbetriebssystems in eine oder mehrere Chipkartendateien des Chipkartenbetriebssystem und umgekehrt. Ebenso übersetzt der Da teisystemtreiber die Dateioperationen es Computers in entsprechende Befehle für das Chipkar tenlesegerät.

Die Erfindung erlaubt es eine Computer-Datei, beispielsweise aus dem Betriebssystem Microsoft Windows, auf eine Chipkarte zu speichern und die Datei aus der Chipkarte unverändert wieder auszulesen. Dadurch kann eine Chipkarte als ein Speichermedium für Computer-Dateien einge setzt werden.

Beispielsweise kann die Erfindung in einem chipkartengestützten System für die Zugangskon trolle verwendet werden. Neben den eigentlichen Daten für die Funktion der Zugangskontrolle können die Chipkarten dann weitere Dateien beinhalten, so dass der betreffende Mitarbeiter stets die von ihm benötigten Dateien mit sich führen kann. Diese Funktionalität kann für die Organi sation eines reibungslosen Arbeitsablaufs, z. B. in der Entwicklung, Produktion oder Verwaltung eingesetzt werden, sei es für die Speicherung von Auftragsdaten, Messwerten, Personaldaten oder Konfigurationseinstellungen.

Nach der Lehre der Erfindung dient eine auf der Chipkarte abgespeicherte Verzeichnisstruktur zur Abbildung einer Computer-Datei auf das Dateisystem der Chipkarte. Dies erlaubt es auch Header-Informationen der Computer-Datei auf der Chipkarte abzuspeichern und die Datei aus der Chipkarte unverändert wieder auszulesen, ohne dass es zu einem Informationsverlust kommt.

Im weiteren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems,

Fig. 2 ein Flussdiagramm zu Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems,

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Verzeichnisstruktur,

Fig. 4 eine Ausführungsform des Formats einer Datei zur Beschreibung der Verzeichnis struktur,

Fig. 5 ein Format einer Ausführungsform einer Datei zur Speicherung von Header- Informationen der Verzeichnisstruktur,

Fig. 6 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der ein Datenkonsistenzbit vor der Datenspeicherung geprüft wird,

Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Computersystems mit einem Personal Computer 10, auf dem ein Windows Betriebssystem installiert ist. Auf dem Personal Computer 10 ist ein Hardware Gerätetreiber 11 sowie ein Dateisystemtreiber 12 installiert.

Zu dem Betriebssystem des Personal Computers 10 gehört ein Eingabe-/Ausgabemanager 19 sowie ein Objektmanager 20.

In dem Betriebssystem des Personal Computers 10 ist ein Laufwerkssymbol einem an den Per sonal Computers 10 angeschlossenen Chipkartenlesegerät 15 zugeordnet. Bei diesem Lauf werkssymbol handelt es sich um einen Laufwerksbuchstaben 21.

An den Personal Computer 10 ist ein Bildschirm 13 angeschlossen, der die graphische Benut zeroberfläche des Betriebssystems, das heißt, den sogenannten Desktop, mit einem Icon 14 zur Darstellung einer Datei und einem Icon 22 zur Symbolisierung des Chipkartenlesegeräts dar stellt.

Ferner ist an den Personal Computer 10 eine Computermaus 23 angeschlossen.

Das Chipkartenlesegerät 15 dient zur Aufnahme einer Chipkarte 16. Die Chipkarte 16 hat ein Verzeichnis 17 mit einer Verzeichnisstruktur. Diese Verzeichnisstruktur ist in Elementardateien, sogenannten Elementary Files, auf der Chipkarte 16 gespeichert. Ferner hat die Chipkarte weite re Elementardateien 18. Der Übersichtlichkeit halber sind in der Fig. 1 nur zwei solcher Elemen tardateien 18 der Chipkarte 16 dargestellt.

Zum Ansprechen des Chipkartenlesegeräts 15 kann beispielsweise der Microsoft Explorer von dem Benutzer des Personal Computers 10 aufgerufen werden, um den Laufwerksbuchstaben 21 zu selektieren. Eine entsprechende Anfrage wird an den Objektmanager 20 weitergeleitet, der diese wiederum an den Eingabe-/Ausgabemanager ("I/O-Manager") weiterleitet. Von dort aus gelangt die Anfrage zu dem Dateisystemtreiber ("File System Driver").

Der Dateisystemtreiber leistet die Umsetzung des Dateisystems der Chipkarte auf das Dateisys tem des Betriebssystems des Personal Computers 10, und zwar in beiden Richtungen. Beispiels weise leistet der Dateisystemtreiber eine Transformation einer auf der Chipkarte 16 abzuspei chernden PC Datei in ein oder mehrere Chipkartendateien des Chipkartendateisystems. Entspre chend findet eine Rücktransformation in dem Dateisystemtreiber 12 von den Dateien des Chip kartendateisystems in eine PC Datei in einem Lesevorgang statt.

Die entsprechenden Daten und Befehle des Dateisystemtreibers 12 werden über einen Hard waregerätetreiber ("Hardware Device Driver") über eine serielle Schnittstelle an das Chipkarten lesegerät 15 gesendet bzw. von dort empfangen.

Das Chipkartenlesegerät 15 wird also wie alle anderen an den Personal Computer 10 angeschlos senen Geräte, wie z. B. Diskettenlaufwerke und Festplatten, durch einen Hardwaregerätetreiber kontrolliert. Dieser Treiber läuft im sogenannten Kernel-Mode des Betriebssystems.

In der Objekthierarchie von Microsoft Windows NT wird für jedes angeschlossene Gerät ein sogenannter Handle hinterlegt, über welches die Hardware ansprechbar ist. Nach der Installation aller Treiber erfolgt eine Zuweisung des entsprechenden Objekts an einen Laufwerksbuchstaben. Spricht man dann diesen Laufwerksbuchstaben an, wird die Anfrage an den Objektmanager 20 weitergeleitet, der diese an den Eingabe-/Ausgabemanager 19 weiterleitet.

Eine Realisierung dieses Systems ist sowohl unter Verwendung des PC/SC Interface als auch ohne dieses Interface möglich. Einerseits kann der Dateisystemtreiber 12 die Dienste des PC/ SC Interfaces of Kernel-Mode-Ebene benutzen. Andererseits ist es jedoch auch möglich, die benötigte Funktionalität der PC/SC Architektur in den Dateisystemtreiber 12 zu integrieren. Dies hätte den Vorteil, dass sich die Installation der PC/SC Komponenten erübrigt.

Neben dem Ansprechen des Chipkartenlesegeräts 15 durch Auswahl des entsprechenden Lauf werksbuchstaben 21 in Microsoft Explorer ist es beispielsweise auch möglich, das Chipkartenle segerät 15 durch eine "Drag-and-Drop-Operation" anzusprechen. Hierzu selektiert der Benutzer des Personal Computers 10 beispielsweise den Icon 14, der eine bestimmte Datei repräsentiert. Der Benutzer zieht dann den Icon 14 mittels der Computermaus 23 auf den Icon 22, welcher mit dem Laufwerksbuchstaben 21 in dem Betriebssystem des Personal Computers 10 verknüpft ist und das Chipkartenlesegerät 15 repräsentiert.

Die Fig. 2 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm. In dem Schritt 25 wird ein Laufwerkssym bol, welches den Chipkartenlesegerät zugeordnet ist, angesprochen. Eine entsprechende Anfrage wird in dem Schritt 26 an den Objektmanager des Betriebssystems weitergeleitet. Dieser leitetet die Anfrage seinerseits in dem Schritt 27 an den Eingabe-/Ausgabemanager des Betriebssys tems weiter.

Zur Abspeicherung einer PC Datei auf der Chipkarte erfolgt in dem Schritt 28 eine Transforma tion der PC Datei in eine oder mehrere Chipkartendateien durch den Dateisystemtreiber. Schließ lich werden die Chipkartendatei oder die Chipkartendateien über den Hardwaregerätetreiber und das Chipkartenlesegerät auf der in das Chipkartenlesegerät befindlichen Chipkarte gespeichert.

Entsprechend läuft auch ein Lesevorgang, der auf der Chipkarte gespeicherten Datei ab, indem durch den Dateisystemtreiber eine Rücktransformation der Chipkartendatei oder Chipkartenda teien in die ursprüngliche PC Datei erfolgt. Vorzugweise erfolgt diese Transformation unter Verwendung einer Verzeichnisstruktur für die Chipkarte.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verzeichnisstruktur. Die Ver zeichnisstruktur bedient sich eines Chipkartendateisystems um eine Computer-Datei auf die Chipkarte abzubilden.

Ein Chipkartendateisystem beinhaltet viele Dateioperationen, wie sie auch bei anderen Datenträ gern vorhanden sind. Ein wesentlicher Unterschied ist allerdings, dass es i. a. keinen Befehl zum Listen des Directory gibt. Weiterhin gibt es kein Kommando, mit dem man den freien Speicher auf einer Chipkarte feststellen kann. Ferner ist die Länge von Dateinamen auf z. B. zwei Byte beschränkt, wobei Dateinamen nur aus Zahlen bestehen.

Die maximale Länger einer in dem Dateisystem der Chipkarte abzuspeichernden Datei ist ab hängig vom Betriebssystem der Karte. Die maximale Länge beträgt beispielsweise 128 oder 256 Byte. Bekannte Chipkartenbetriebssysteme sind MICARDO von der Firma ORGA Kartensyste me, welches den Normen CEN 726-3 und ISO 7816-4 entspricht, sowie die weiteren Betriebs systeme MULTOS der Firma MAOSCO Ltd., Card US der Firma Siemens, TCOS von der Deut schen Telekom AG, STARCOS von Giesecke und Devrient, SICRYPT von PayPhone sowie SetCOS.

Die Dateien eines Chipkartendateisystems werden im Weiteren als Elementardateien bezeichnet.

Die Verzeichnisstruktur der Fig. 3 beinhaltet als "Wurzel" eine Masterfile 1. Über die Masterfile 1 kann auf die Datei EF_CHIPDATA2 zugegriffen werden. Die Datei EF_CHIPDATA2 bein haltet eine Beschreibung der Verzeichnisstruktur, beispielsweise hinsichtlich des maximalen Speicherplatzes, des bereits genutzten Speicherplatzes, der maximalen Anzahl von Dateien auf der Chipkarte sowie weitere die Verzeichnisstruktur beschreibende Datenfelder. Dies wird mit Bezug auf die Fig. 4 weiter unten näher erläutert.

Ferner kann über die Masterfile 1 auf das Verzeichnis DF_CHIPDATA3 zugegriffen werden. In diesem Verzeichnis sind alle weiteren Dateien dieser Anwendung abgelegt. Der Übersicht und Ordnung halber ist dies vorteilhaft.

Zu dem Verzeichnis DF_CHIPDATA3 gehören die Dateien EF_DIR 4. In den Dateien EF_DIR 4 ist für jede auf der Chipkarte abgespeicherte Computer-Datei eine Kennung abgelegt, die der Computer-Datei eindeutig zugeordnet ist. Diese Kennung dient als Schlüssel zum Zugriff auf weitere Datenfelder in der EF_DIR 4, die Header-Informationen der Computer-Datei beinhalten. Dabei kann es sich beispielsweise um den Dateinamen, eine Dateierweiterung, Dateilänge, Attribute und das Datum der Computer-Datei handeln, wie mit Bezug auf die Fig. 5 weiter unten nä her erläutert wird.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 werden die Kennungen für die Computer-Dateien mittels Durchnummerieren vergeben, so dass die Dateien EF_DIR zusammenhängend durchnummeriert sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel können pro Datei EF_DIR 4 drei Kennungen für unterschiedlichen Computer-Dateien mit den dazugehörigen Header-Informationen gespeichert werden. Werden beispielsweise fünf Dateien EF_DIR 4 für die Verzeichnisstruktur gewählt, können also fünfzehn unterschiedliche Computer-Dateien auf der Chipkarte abgespeichert wer den.

Zu dem Verzeichnis 3 gehören weiter die Dateien EF_FAT 5. Bei den Dateien EF_FAT 5 han delt es sich um Zeiger-Dateien, das heißt, um Dateien in denen Zeiger auf Elementardateien des Chipkartendateisystems gespeichert sind. Bei den Elementardateien, den sogenannten Elementa ry Files (EF), handelt es sich um Datenblöcke einer vorgegebenen Länge, beispielsweise 128 oder 256 Byte. Die Länge der Elementardateien kann innerhalb einer gewissen Bandbreite in dem Chipkartendateisystem im Allgemeinen parametrisiert werden.

Es werden nach dem Stecken einer Chipkarte alle EF_DIR und EF_FAT-Dateien in den Com puterspeicher gelesen. Die Dateiinhalte der EF_FAT's werden zu einer zusammenhängenden Liste aneinander gefügt. Eine Kennung wird nun mit einem vorangestelltem Erkennungsbyte "FF" und den nachfolgenden Zeigern auf die EF_DATA's in die Liste eingetragen. Nach dem Spei chern der EF_DATA's (der PC-Datei also) wird die Liste wieder in die drei EF_FAT's geteilt und auf die Chipkarte gespeichert. Vor jedem Eintragen von Daten in die EF_FAT-Liste wird diese reorganisiert - nicht verwendete Datenfelder werden an das Ende der Liste geschoben. Da durch hat man immer den maximal freien zusammenhängenden Speicher in der Liste verfügbar, auf den man zugreifen kann (EF_DATA).

Alternativ kann aus einer der Dateien EF_DIR 4 die Kennung einer bestimmten Computer-Datei ermittelt werden. Diese Kennung dient dann als Schlüssel zum Zugriff auf die entsprechende Datei EF_FAT 5. Durch den Zugriff auf die entsprechende Datei EF_FAT 5 können dann die Zeiger auf die der Computer-Datei zugeordneten Elementardateien des Chipkartendateisystems ermittelt werden. Durch sequentielles Lesen dieser Elementardateien entsprechend der in der Datei EF_FAT 5 beinhalteten Listen von Zeigern, wird die ursprüngliche Computer-Datei dann wieder vollständig rekonstruiert, wenn auch die Header-Information aus der entsprechenden Da tei EF_DIR 4 gelesen wird.

Die betreffenden Elementardateien sind in der Fig. 3 mit EF_Data 6 bezeichnet.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Datei EF_CHIPDATA2 der Fig. 3.

Das Datenfeld mit der Position 0x00-0x01 legt den maximal auf der Chipkarte zur Verfügung stehenden Speicher fest. Dieser ergibt sich aus der maximal möglichen Anzahl von Elementarda teien multiplizierte mit deren Größe.

Das Datenfeld mit der Position 0x0-0x03 der Datei EF_CHIPDATA2 gibt an, wie viel Speicher bereits durch Daten belegt ist. Der belegte Speicher ergibt sich aus der Anzahl der belegten Ele mentardateien multipliziert mit deren Größe.

In dem Datenfeld 0x04 ist die maximale Anzahl von PC-Dateien definiert, die auf der Chipkarte gemäß der Festlegung der Verzeichnisstruktur, gespeichert werden können. Dabei kann es sich um eine Anzahl beispielsweise zwischen 0 und 255 handeln.

Das Datenfeld mit der Position 0x05 spezifiziert, wie viele PC-Dateien bereits auf der Chipkarte gespeichert sind.

Das Datenfeld mit der Position 0x06 beinhaltet eine Angabe, die besagt, ob die Speicherung auf den Elementardateien statisch oder dynamisch erfolgt. Für den Fall der nur statischen Abspeiche rung beinhaltet dieses Datenfeld den Wert 00; für dynamische Speicherung den Wert 01. Bei einer dynamischen Speicherung erfolgt im Gegensatz zu einer statischen Speicherung eine Spei cherverwaltung, insbesondere zur "Defragmentierung" des belegten Speicherbereichs. Werden etwa bestimmte Elementardateien gelöscht, so kommt es aufgrund der Speicherverwaltung zu Verschiebungen in der Belegung der verbleibenden Elementardateien.

Eine Defragmentierung im herkömmlichen Sinne kann nicht entstehen, da es sich um einen e lektronischen Speicher handelt und kein Lesekopf auf bestimmte Positionen bewegt werden müsen. Hier ist gemeint, dass das Filesystem auf der Chipkarte nur so viel Speicher für die Anwen dung zur Verfügung stellt, wie wirklich zur Speicherung der PC-Dateien benötigt wird. Die Grösse der Elementardateien wird also zur Laufzeit entsprechend vergrößert oder verkleinert.

Das Datenfeld mit der Position 0x07-0x08 legt die Größe der Elementardateien fest. Mögliche Größen sind beispielsweise 8, 16, 32, 64, 128, 256 oder größere Speicherbereiche.

Das Datenfeld an der Position 0x09 beschreibt die Datenkonsistenz der Daten auf der Chipkarte. Bevor eine Formatierung der Chipkarte durchgeführt wird, wird in diesem Datenfeld der Wert 02 gespeichert. Nur wenn die Formatierung ordnungsgemäß und vollständig durchgeführt worden ist, wird zur Beendigung des Vorgangs auf dieses Datenfeld der Wert 00 geschrieben.

Entsprechend wird vor der Durchführung einer Speicheroperation einer Computer-Datei auf der Chipkarte zunächst der Wert 01 in dieses Datenfeld geschrieben. Nur wenn die Speicheroperati on vollständig durchgeführt wird, wird nach Beendigung der Speicheroperation in dieses Feld der Wert 00 geschrieben.

Eine Störung bei der Formatierung oder Speicherung kann z. B. dadurch entstehen, dass der Be nutzer die betreffende Chipkarte voreilig aus dem Kartenlesegerät herauszieht, bevor die ent sprechende Operation beendet worden ist. In diesem Fall zeigt ein in dem betreffendem Daten feld gespeicherter Wert von 01 bzw. 02 an, dass die Daten nicht vollständig abgespeichert wor den sind bzw. die Formatierung nicht vollständig durchgeführt worden ist.

Das weitere Datenfeld der Position 0x0A-0x0F ist ein freies Datenfeld, welches für zukünftige Erweiterungen reserviert ist.

Die Fig. 5 zeigt die Struktur einer Datei EF_DIR 4 (vgl. Fig. 3).

Das Datenfeld der Position 00 beinhaltet einen Datei-Index, das heißt, die der betreffenden Computer-Datei zugeordnete Kennung. Das Datenfeld der Position 01-08 beinhaltet den Datei namen der Computer-Datei. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Computer um einen handelsüblichen PC mit einem Microsoft Windows Betriebssystem.

Das Datenfeld der Position 09-0B beinhaltet die Dateierweiterung der Computer-Datei, das heißt, eine Angabe des Dateityps, beispielsweise .DOC oder .PDF.

Das Datenfeld der Position 0C-0D beinhaltet Attribute, welche festlegen, was mit der Computer- Datei geschehen soll, nachdem es von der Chipkarte gelesen worden ist. Zum einen kann es auf der Chipkarte verbleiben oder aber gelöscht werden - und das entsprechend der angegebenen Zeit. Das Datenfeld der Position 0E-11 enthält das Datum, an dem die Computer-Datei erstellt worden ist.

Mittels den in der Datei EF_DIR 4 gespeicherten Header-Informationen lässt sich also die kom plette Header-Information einer Computer-Datei rekonstruieren. Über die Kennung der Datei in dem Feld 00 des EF_DIR4 wird auf die entsprechenden Verweise der EF_FAT 5 zugegriffen (vgl. Fig. 1), um die Zeiger auf die entsprechenden Elementardateien EF_Data 6 zu ermitteln. Durch Lesen dieser Elementardateien EF_Data 6 wird dann auch die Nutzinformation der Com puter-Datei Wieder vollständig hergestellt, in dem die einzelnen Elementardateien wieder anein ander gereiht werden.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem Schritt 40 wird zunächst eine Verzeichnisstruktur auf der Chipkarte angelegt, z. B. entsprechend der Ver zeichnisstruktur der Fig. 1 bis 3. Diese Verzeichnisstruktur dient zu Abbildung einer Compu ter-Datei, beispielsweise einer Microsoft Windows Datei, auf das Dateisystem einer Chipkarte.

Zur Speicherung einer Computer-Datei von einem Computer auf eine Chipkarte wird in dem Schritt 41 zunächst eine Kennung für die Computer-Datei vergeben und in der Verzeichnisstruk tur der Chipkarte gespeichert. Diese Kennung wird durch den Dateisystemtreiber des Computers des mit der zu speichernden Computer-Datei vergeben.

In dem Schritt 42 wird die Header-Information der zu speichernden Computer-Datei mit der in dem Schritt 41 vergebenen Kennung als Schlüssel auf der Chipkarte gespeichert, beispielsweise entsprechend der Datei EF_DIR der Fig. 5.

In dem Schritt 43 werden von dem Dateisystemtreiber die Speicherbereiche der Chipkarte für die Speicherung der abzuspeichernden Computer-Datei ermittelt. Die entsprechenden Zeiger auf die Speicherbereiche werden in einer Zeiger-Datei in dem Schritt 43 auf der Chipkarte gespeichert - vgl. die Dateien EF_FAT 5 der Fig. 3.

In dem Schritt 4 erfolgt dann die Speicherung der Daten der Computer-Datei in Form von Ele mentardateien auf den durch die Zeiger in der Zeiger-Datei (vgl. Schritt 43) spezifizierten Spei cherbereichen der Chipkarte.

Die Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Formatierung einer Chipkarte. In dem Schritt 50 wird die betreffende Chipkarte zunächst in ein Kartenlesegerät eingeführt. Zum Start des Formatierungs vorgangs wird zunächst in dem Schritt 51 ein Datenkonsistenzbit auf 02 gesetzt. Daraufhin er folgt in dem Schritt 52 die Formatierung der Chipkarte. Nachdem die Formatierung der Chipkar te abgeschlossen worden ist, wird das Datenkonsistenzbit in dem Schritt 53 auf 00 gesetzt. Bei dem Datenkonsistenzbit kann es sich beispielsweise um das Datenfeld der Position 09 der die Verzeichnisstruktur beschreibenden Datei EF_CHIPDATA 2 (vgl. Fig. 3 und 4) handeln.

Wenn der Benutzer vor Beendigung des Formatierungsvorgangs in dem Schritt 52 bereits die Chipkarte aus dem Kartenlesegerät herauszieht, steht das Datenkonsistenzbit noch auf 02, was eine nur teilweise Formatierung der Chipkarte anzeigt. Eine vollständige Formatierung wird da gegen durch einen Wert von 00 des Datenkonsistenzbits angezeigt. Entsprechend kann für die Speicherung einer Computer-Datei auf der Chipkarte verfahren werden. In diesem Fall wird das Datenkonsistenzbit vor Beginn des eigentlichen Speichervorgangs auf 01 gesetzt. Danach erfolgt die eigentliche Speicherung der Computer-Datei auf der Chipkarte, wie mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 an einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel erläutert.

Nach erfolgreicher Beendigung des Speichervorgangs wird dann das Datenkonsistenzbit auf 00 zurückgesetzt. Wenn der Benutzer also während des Speichervorgangs die Chipkarte bereits aus dem Kartenlesegerät herauszieht, steht das Datenkonsistenzbit auf 01, was eine nur unvollständi ge Speicherung anzeigt.

Die Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche sich des Datenkonsis tenzbits (vgl. Fig. 4 und 7) bedient, um vor einem Speichervorgang die Datenkonsistenz zu prü fen.

In dem Schritt 60 wird zunächst die Chipkarte in ein Kartenlesegerät eingeführt. Das Datenkon sistenzbit wird daraufhin in dem Schritt 61 geprüft. Wenn das Datenkonsistenzbit den Wert 02 hat, zeigt dies eine nicht vollständige Formatierung an. In diesem Fall wird der Vorgang in dem Schritt 62 abgebrochen und der Benutzer wird dazu aufgefordert, eine vollständige Formatierung vorzunehmen, oder der Formatierungsvorgang wird automatisch wiederholt.

Im gegenteiligen Fall wird das Datenkonsistenzbit in dem Schritt 63 daraufhin geprüft, ob es den Wert 01 hat. Wenn dies der Fall ist, ist ein zuvor abgelaufener Speichervorgang vor der vollstän digen Speicherung einer Computer-Datei abgebrochen worden. In dem Schritt 64 wird dann der Versuch einer Datenwiederherstellung - sogenannte Data Recovery - unternommen.

Im gegenteiligen Fall wird in dem Schritt 65 das Datenkonsistenzbit zunächst auf 01 gesetzt. In dem Schritt 66 werden die Daten der Computer-Datei dann auf der Chipkarte gespeichert. Dies erfolgt wiederum beispielsweise nach dem Verfahren der Fig. 6. Nachdem der Speichervorgang in dem Schritt 66 abgeschlossen worden ist, wird das Datenkonsistenzbit auf 00 in dem Schritt 67 zurückgesetzt.

Bezugszeichenliste

1

Master File

2

EF_Chipdata

3

DF_Chipdata

4

EF_DIR

5

EF_FAT

6

EF_Data

10

Personal Computer

11

Hardwaregerätetreiber

12

Dateisystemtreiber

13

Bildschirm

14

Icon

15

Chipkartenlesegerät

16

Chipkarte

17

Verzeichnis

18

Elementardatei

19

Eingabe-/Ausgabemanager

20

Objektmanager

21

Laufwerksbuchstabe

22

Icon

23

Computermaus

Claims

1. Computersystem mit einem Betriebssystem, in dem jedes externe Laufwerk über ein Laufwerkssymbol ansprechbar ist, und mit einem Chipkartenlesegerät (15), dadurch gekennzeichnet, dass dem Chipkartenlesegerät ein Laufwerkssymbol (21, 21) in dem Betriebssystems zugeord net ist und das Chipkartenlesegerät über das Laufwerkssymbol ansprechbar ist, und mit Mitteln zur Transformation einer Computer-Datei des Betriebssystems in ein oder mehrere Elementardateien eines Chipkartendateisystems zur Speicherung der ein oder mehreren E lementardateien über das Chipkartenlesegerät auf einer Chipkarte.

2. Computersystem nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Transformation einen Dateisys temtreiber (12) beinhalten.

3. Computersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mittel zur Transformation eine Ver zeichnisstruktur für eine Chipkarte (16) mit einem Chipkartendateisystem mit Verzeichnis strukturdateien (17) zur Abbildung der Computerdatei auf das Chipkartendateisystem zur Speicherung der Computer-Datei auf der Chipkarte beinhalten.

4. Computersystem nach Anspruch 3, bei dem die Verzeichnisstruktur eine Datei (2) zur Be schreibung der Verzeichnisstruktur aufweist, die ein oder mehrere der folgenden Datenfel der aufweist:

- Datenfeld zur Festlegung des maximal zur Verfügung stehenden Speichers,
- Datenfeld zur Angabe, wie viel Speicher durch Daten belegt ist,
- Datenfeld zur Festlegung der maximalen Anzahl von Dateien, die gespeichert werden können,
- Datenfeld zur Angabe, wie viel Dateien sich auf der Chipkarte befinden,
- Datenfeld zur Angabe, ob die Speicherung der Dateien statisch oder dynamisch erfolgt,
- Datenfeld zur Festlegung der Größe einer Elementardatei,
- Datenfeld zur Beschreibung der Datenkonsistenz,
- Datenfeld für zukünftige Erweiterungen.

5. Computersystem nach Anspruch 4, bei dem das Feld zur Beschreibung der Datenkonsis tenz einen erste, eine zweiten oder einen dritten Code aufweist, wobei der erste Code eine unvollständige oder fehlerhafte Formatierung der Chipkarte anzeigt, der zweite Code die Unterbrechung eines Speichervorgangs der Datei anzeigt und der dritte Code den Normal fall anzeigt.

6. Computersystem nach Anspruch 3, 4 oder 5 mit einer Datei (4) zur Speicherung von Hea der-Informationen, auf die mittels einer Kennung der abzuspeichernden Datei zugegriffen werden kann und die Header-Informationen ein oder mehrere der folgenden Angaben be inhaltet:

a) Dateiname,
b) Dateierweiterung,
c) Dateilänge,
d) Attribute,
e) Datum der Datei,
f) Uhrzeit der Datei.

7. Computersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6 mit einer Zeiger-Datei (5), auf die mittels einer Kennung der abzuspeichernden Datei zugegriffen werden kann, wobei die Zeiger-Datei denjenigen oder diejenigen Zeiger beinhaltet, die auf die eine oder mehrere Elementardateien des Chipkartendateisystems zeigen, welche zur Speicherung der Datei dienen.

8. Computersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, bei dem es sich bei dem Betriebssystem um ein Betriebssystem mit graphischer Benutzeroberfläche, vorzugs weise um ein Microsoft Windows Betriebssystem, handelt.

9. Computersystem nach Anspruch 8 mit einem Objektmanager (20), der über das Lauf werkssymbol des Chipkartenlesegeräts ansprechbar ist.

10. Computersystem nach Anspruch 9 mit einem Eingabe-/Ausgabemanager (19), der von dem Objektmanager (20) ansprechbar ist, um eine Eingabe-/ und/oder Ausgabe- Operation an das Chipkartenlesegerät zu bearbeiten.

11. Computersystem nach Anspruch 10, bei dem der Dateisystemtreiber (12) von dem Einga be-/Ausgabemanager (19) ansprechbar ist.

12. Computersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11 mit einem Hard waregerätetreiber (11), der von dem Dateisystemtreiber (12) ansprechbar ist.

13. Computersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12 mit einem graphi schen Symbol (22) zur Darstellung des Laufwerksymbols des Chipkartenlesegeräts auf der graphisch Benutzeroberfläche.

14. Computersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, bei dem es sich bei dem Betriebssystem um ein UNIX Betriebssystem handelt.

15. Computersystem nach Anspruch 14 mit Mitteln zur Zuordnung des Chipkartenlesegeräts an einen UNIX Verzeichnisbaum mittels des Befehls "MOUNT".

16. Verfahren zur Speicherung einer Computer-Datei eines Computer Betriebssystems auf einer Chipkarte mit einem Chipkartendateisystem mit folgenden Schritten:

- Ansprechen eines Chipkartenlesegeräts über ein dem Chipkartenlesegerät in dem Betriebssystem zugeordneten Laufwerkssymbol,
- Transformation der Computer-Datei in ein oder mehrere Elementardateien des Chipkartendateisystems,
- Speicherung der ein oder mehreren Elementardateien über das Chipkartenlesege rät auf der Chipkarte.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Laufwerkssymbol durch eine Drag-and-Drop O peration angesprochen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17 für die Speicherung einer Datei (14) auf einer Chip karte (16) mit einem Chipkartendateisystem, wobei das Verfahren die folgenden Schritt be inhaltet:

- Anlegen einer Verzeichnisstruktur in dem Chipkartendateisystem,
- Zuordnung einer Kennung für die Datei in der Verzeichnisstruktur,
- Speicherung von ein oder mehreren Zeigern auf Elementardateien des Chipkar tendateisystems in der Verzeichnisstruktur,
- Speicherung der Datei in der oder den Elementardateien.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Verzeichnisstruktur eine Datei zur Beschreibung der Verzeichnisstruktur beinhaltet und die Datei zur Beschreibung der Verzeichnisstruktur ein oder mehrere der folgenden Datenfelder aufweist:

a) Datenfeld zur Festlegung des maximal zur Verfügung stehenden Speichers,
b) Datenfeld zur Angabe, wie viel Speicher durch Daten belegt ist,
c) Datenfeld zur Festlegung der maximalen Anzahl von Dateien, die gespeichert werden können,
d) Datenfeld zur Angabe, wie viel Dateien sich auf der Chipkarte befinden,
e) Datenfeld zur Angabe, ob die Speicherung der Dateien statisch oder dynamisch erfolgt,
f) Datenfeld zur Festlegung der Größe einer Elementardatei,
g) Datenfeld zur Beschreibung der Datenkonsistenz,
h) Datenfeld für zukünftige Erweiterungen.

20. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem dem Datenfeld zur Beschreibung der Datenkonsis tenz ein erster Code zugewiesen wird, wenn während einer Formatierung der Chipkarte der Formatierungsvorgang abgebrochen wird, und dem Datenfeld zur Beschreibung der Da tenkonsistenz ein zweiter Code zugeordnet wird, wenn während der Speicherung der Datei auf der Chipkarte der Speichervorgang unterbrochen wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17, 18 oder 19, bei dem der Ken nung eine Datei zur Speicherung von Header Informationen zugeordnet ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Header Information in einem oder mehreren der folgenden Datenfelder abgespeichert wird:

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 22, bei dem die Kennung als Zeiger auf einer Zeiger-Datei dient und die Zeiger-Datei den oder die Zeiger auf die Ele mentardateien beinhaltet.

24. Digitales Speichermedium, insbesondere Diskette oder CD-Rom mit computerlesbaren Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 23, wenn das Computerprogramm auf einem Computersystem mit einem Computer (10) einen Chipkartenlesegerät (15) und einer Chipkarte (16) ausgeführt wird.