DE102004041397B3

DE102004041397B3 - Aufbewahrungsmittel für kontaktlose Chip-Karten zum Schutz vor unberechtigtem Auslesen

Info

Publication number: DE102004041397B3
Application number: DE200410041397
Authority: DE
Inventors: Thomas Jatschka; Alfred Dr. Pohl; Robert Tschofen; Gernot Zimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: WO2006021525A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aufbewahrungsmittel (ET) für kontaktlose Chipkarten (CK), die insbesondere auf induktiv gekoppeltem Wege auslesbar sind. Das Aufbewahrungsmittel besteht zumindest teilweise aus einem hochpermeablen weichmagnetischen und/oder aus einem hochdielektrischen, insbesondere Material (TEX). Vorteilhafterweise ist das hochpermeable und/oder hochdielektrische Material ein textiles Flächengebilde, wie z. B. ein Gewebe, aus Drähten oder Bändern. Das Aufbewahrungsmittel kann eine Hülle, ein Etui, eine Geldbörse oder eine Brieftasche sein. Die Abmessungen der Chipkarten basieren auf dem DIN/ISO 7810-Standard. Eine in das erfindungsgemäße Aufbewahrungsmittel eingesteckte oder eingelegte Chip-Karte ist vorteilhaft nicht mehr durch ein induktiv arbeitendes RFID-Lesegerät auslesbar. Das zugleich elektrisch leitfähige Material bietet neben dem Schutz vor magnetischen Feldern zudem einen Schutz vor elektrischen und elektromagnetischen Feldern. Das textile Gewebe ermöglicht eine biegsame Ausführungsform des Aufbewahrungsmittels.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufbewahrungsmittel für zumindest eine kontaktlose Chipkarte, welche insbesondere auf induktiv gekoppeltem Wege auslesbar sind.

Aus der JP 2003-300579 A ist ein Aufbewahrungsmittel für kontaktlose Datenträger bekannt, welches eine Lage zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen aus Metall aufweist.

Aus der JP 10-294586 A ist ein Aufbewahrungsmittel für magnetische Datenträger, Geldkarten etc. bekannt, welches Lagen aus amorphem Kobalt mit einer hohen Permeabilitätszahl zur Abschirmung von externen magnetischen Feldern aufweist. Die Lagen mit der hohen Permeabilitätszahl sind in Kunststofflagen aus Vinylchlorid eingeschlossen.

Aus der DE 36 09 814 A1 ist eine elektromagnetische Strahlung im Mikrowellenbereich absorbierende Kunststoffmischung bekannt, die ferro- und/oder piezomagnetische Stoffe enthält. Die Kunststoffmischung kann als Granulat u.a. zu Folien und Fasern verarbeitet werden.

Kontaktlose Identifikationssysteme arbeiten auf Basis von berührungslosen Übertragungstechniken. Diese können beruhen auf elektromagnetische Weise, mittels Licht, Infrarot oder Ultraschall. Systeme dieser Art werden beispielsweise zur Identifikation von Personen oder von bewegten Gütern eingesetzt. Die notwendigen Daten werden dazu von einem Schreib-/Lesegerät eine berührungslose Datenübertragungsstrecke übertragen, wie z.B. über eine Luftschnittstelle zu einem mobilen Datenspeicher bzw. zu einer kontaktlosen Chipkarte und zurück. Dabei gestattet die berührungslose Identifikationstechnik auch die Erfassung der Daten z.B. während einer Vorbeibewegung der kontaktlosen Chipkarte, ohne dass diese in ein Schreib-/Lesegerät eingeschoben oder durchgezogen werden muss.

Die am häufigsten verwendeten Identifikationssysteme basieren auf einer induktiv gekoppelten oder auf einer funkgestützten Datenübertragung mittels Mikrowellen.

Induktiv koppelbare kontaktlose Chipkarten können zeitlich unbegrenzt eingesetzt werden, da auf eine Integration von chemischen Energiespeichern, wie z.B. Batterien, verzichtet werden kann. Die notwendige elektrische Energie wird daher extern, d.h. einem vom Schreib-/Lesegerät stammendem magnetischen Feld, kontaktlos entnommen.

Zur Kommunikation des Schreib-/Lesegeräts mit derartigen kontaktlosen Chipkarten sind geeignete Übertragungs- und Kodierungsverfahren notwendig. So sind i.d.R. nur bestimmte Fre quenzbänder zur Datenübertragung freigegeben, z.B. die ISM-Frequenzbänder (Industrial, Scientific & Medical) für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen. Spezielle Übertragungs- und Kodierungsverfahren stellen zudem eine energetische Versorgung der Elektronik in der kontaktlosen Chipkarte sicher.

Solche Verfahren sind z.B. nach der Norm ISO/IEC 15693 Part 2 "Air Interface and Initialization" oder nach der Norm 14443 zum Betrieb in einem ISM-Frequenzband, wie z.B. bei 13,56 MHz oder 125 kHz, bekannt.

Kontaktlose Chipkarten werden in zunehmendem Maße in der Bauform ID-1 auf Basis des DIN/ISO 7810-Standards, d.h. im bekannten Scheckkarten-Format, für eine Fülle von Anwendungen eingesetzt.

Die kontaktlose Chipkarte wird z.B. eingesetzt als Personalausweis, Bürgerkarte oder ID-Karte, als Führerschein, als Kranken- oder Gesundheitskarte, als Kredit- oder EC-Karte oder als Bahn-, Bus- oder Flugzeugticket.

Neben der für den Verbraucher oder Benutzer einer kontaktlosen Chipkarte bequemen Handhabung ist weiterhin die praktisch unbegrenzte Lebensdauer von Vorteil. Wegen der berührungslosen Datenübertragung entfällt der Kontaktverschleiß durch die sonst notwendige elektrische Kontaktierung mit der Karte oder der mechanische Abrieb i.Vgl. zu Karten mit einem Magnetstreifen gänzlich. Aus diesem Grund ist mit einer stark zunehmenden Verdrängung der bisherigen o.g. Karten zu rechnen.

Problematisch dabei ist, dass ein Auslesen der o.g. kontaktlosen Chipkarten berührungslos und somit vom Benutzer oder Eigentümer der Karte unbemerkt erfolgen kann. Dadurch können nicht für Dritte bestimmte persönliche Daten ausgelesen und datentechnisch weiterverarbeitet werden. Dies kann auch in missbräuchlicher Absicht geschehen, in dem z.B. im Einlassbereich von Banken oder im dichten Menschengedränge, wie z.B. in Fußgängerzonen, mittels eines mobilen Lesegeräts die Daten auf der kontaktlosen Chipkarte ausgelesen werden. Die ausgelesenen Daten können dann auf eine Blanko-Chipkarte übertragen werden und sich mittels dieser z.B. ein unerlaubter Zutritt in Unternehmen verschafft werden. Es können auch – insbesondere im Bank- und Kreditbereich – Kreditkartennummer und für den Datentransfer sicherheitsbedenklich relevante Daten etc. ausgelesen und mittels im Internet erhältlicher Entschlüsselungsprogramme entschlüsselt werden. Missbräuchliche Geldüberweisungen, Einkäufe zu Lasten des Karteninhabers etc. wären die Folge.

Es stellt sich die Aufgabe, ein unbefugtes Auslesen eines kontaktlosen Datenträgers, insbesondere mittels magnetischer Wechselfelder, zu verhindern.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das hochdielektrische Material wird vorteilhaft eine Abschirmwirkung erzielt, da der LC-Schwingkreis der Lesespule des RFID-Lesegeräts durch die zusätzlich wirkende Kapazität des hochdielektrischen Materials derart verstimmt wird, dass eine Datenübertragung nicht mehr möglich ist.

Durch ein hochpermeables Material wird vorteilhaft das vom Lesegerät stammende Magnetfeld derartig abgeschirmt, dass keine Induktion in der Chipkarte erfolgen kann. Herkömmliche Metalle, wie z.B. Aluminium oder Stahl, bieten zwar eine wirksame Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Wellen, aber sie bieten keinen Schutz gegen induktiv gekoppelte, d.h. im Nahfeldbereich arbeitende RFID-Systeme.

In einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Seitenflächen der zumindest einen kontaktlosen ID-Karte bzw. Chipkarte im aufbewahrten Zustand von dem hochpermeablen und/oder hoch dielektrischen Material umgeben. Da die Induktion für ein Auslesen der Daten über eine der Seitenflächen und nicht über eine Stirnseite der kontaktlosen Chipkarte erfolgt, ist diese Maßnahme vorteilhaft ausreichend.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das hochpermeable und/oder hochdielektrische Material aus einer Folie oder aus mehreren übereinanderliegenden Folien gebildet ist.

Dadurch ist vorteilhaft das Aufbewahrungsmittel, wie auch die Chipkarte an sich, biegsam und elastisch ausbildbar, so dass diese z.B. in einer Hosentasche transportiert werden. Zudem wird vorteilhaft der Tragekomfort erhöht.

Zur Erzielung einer ausreichenden Biegsamkeit weist die Folie vorteilhaft eine Dicke im Bereich von 0,025 mm bis 0,2 mm auf. Derartige Folien sind als hochpermeables Abschirmmaterial für Kabel sowie als hochdielektrische Folien für die Herstellung von Kondensatoren verfügbar.

Insbesondere ist das hochpermeable und/oder hochdielektrische Material ein textiles Flächengebilde aus Drähten, Bändern oder Streifen. Ein textiles Flächengebilde ist z.B. ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick oder auch ein Vlies. Die Drähte weisen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,02 mm bis 0,2 mm auf. Die Bänder oder Streifen weisen vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,02 mm bis 0,2 mm auf.

Vorzugsweise ist das hochpermeable Material weichmagnetisch. Das Material weist zudem eine relative Permeabilität von mindestens 10000, insbesondere von mindestens 50000 auf, um eine ausreichende magnetische Abschirmwirkung zu erzielen. Demgegenüber weisen herkömmliche Metalle für ein Aufbewahrungsmittel lediglich eine relative Permeabilität von ca. 1 bei Aluminium und max. 2000 für Stahllegierungen auf.

Besonders geeignet sind spezielle für magnetische Anwendungen entwickelte Nickel-Eisen-Legierungen, welche z.B. unter den Handelsnamen MUMETALL, PERMALLOY, HYPERM, VACOPERM oder auch VITROVAC erhältlich sind. Diese Materialien weisen eine relative Permeabilität im Bereich von ca. 20000 bis 200000 bei einer geringen magnetischen Koerzitivfeldstärke von weniger als 10 A/m auf. Das magnetische Material ist dabei umso weichmagnetischer, je geringer die Koerzitivfeldstärke ist.

In einer weiteren Ausführungsform weist das hochdielektrische Material eine Dielektrizitätszahl von mindestens 25 aufweist. Insbesondere enthält das hochdielektrische Material ein Titanat oder Zirkonat, insbesondere ein Bariumtitanat oder ein Bariumzirkonat mit einer Dielektrizitätszahl im Bereich von 2700 bis 3000. Letztere Materialien bewirken eine besonders große Verstimmung des LC-Kreises der Lesespule eines RFID-Lesesgeräts, so dass Kartendaten durch die schmalbandigen Filter im Lesegerät nicht mehr verwertbar sind.

Gemäß der Erfindung ist das Aufbewahrungsmittel eine Hülle, ein Etui, eine Geldbörse oder eine Brieftasche ist. Im Falle einer Geldbörse oder Brieftasche können die o.g. hochpermeablen und/oder hochdielektrischen Materialien z.B. zwischen den Leder- oder Kunstlederverband eingelegt sein, so dass diese nach außen hin optisch nicht sichtbar in Erscheinung treten.

Insbesondere ist die Erfindung vorteilhaft anwendbar für ID-Karten bzw. Chipkarten mit Abmessungen nach dem DIN/ISO 7810-Standard, d.h. mit Nennabmessungen von 85,46 mm × 53,92 mm × 0,76 mm. Dieser Kartentyp stellt mit großem Abstand das gebräuchlichste Kartenformat dar.

Die Erfindung wird an Hand der Figur näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur beispielhaft ein Einsteckhülle ET als Aufbewahrungsmittel für beispielhaft eine kontaktlose Chipkarte CK entsprechend den zuvor genannten Abmessungen. Zur Verdeutlichung ist der innere Aufbau einer kontaktlosen Chip karte CK mit einer Antennenspule SP und einem daran angeschlossenen Transponderchip TC dargestellt. Die zwischen der Antennenspule SP liegende Fläche, die fast gänzlich die Seitenfläche der kontaktlosen Chipkarte CK einnimmt, dient dabei der Induktion und somit der Energie- und Datenübertragung. Die kontaktlose Chipkarte CK ist in eine Schlitzöffnung OF des Einsteckhülle ET einschiebbar. Im gänzlich eingeschoben Zustand kann die kontaktlose Chipkarte CK durch eine in der Einsteckhülle ET vorgesehenen Aussparung AS wieder, z.B. mit dem Daumen, herausgeschoben werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Aufriss in der Einsteckhülle ET zu sehen, welche beispielhaft ein hochpermeables Material in Form eines textilen Flächengebildes TEX zeigt. Im Beispiel der Figur ist das textile Flächengebilde TEX ein Gewebe, welches die Seitenflächen der kontaktlosen Chipkarte magnetisch vorteilhaft abschirmt.

Claims

Aufbewahrungsmittel (ET) für zumindest eine kontaktlose Chipkarte (CK), welche insbesondere auf induktiv gekoppeltem Wege auslesbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbewahrungsmittel (ET) ein Material (TEX) mit einer hohen Dielektrizitätszahl von mindestens 25 aufweist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 1, wobei das Aufbewahrungsmittel (EZ) zudem ein Material (TEX) mit einer hohen magnetischen Permeabilitätszahl aufweist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beiden Seitenflächen der zumindest einen kontaktlosen Chipkarte (CK) im aufbewahrten Zustand von dem Material (TEX) umgeben sind.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Material (TEX) aus einer Folie oder aus mehreren übereinanderliegenden Folien gebildet ist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 4, wobei die Folie eine Dicke im Bereich von 0,025 mm bis 0,2 mm aufweist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material (TEX) ein textiles Flächengebilde aus Drähten, Bändern oder Streifen ist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 6, wobei das textile Flächengebilde ein Gewebe, ein Gewirk oder ein Gestrick ist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Drähte, Bänder oder Streifen einen Durchmesser bzw. eine Dicke im Bereich von 0,02 mm bis 0,2 mm aufweisen.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Material weichmagnetisch ist und eine relative Permeabilität von mindestens 10000 aufweist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 9, wobei das Material eine Nickel-Eisen-Legierung, insbesondere vom Typ MUMETALL, PERMALLOY oder HYPERM enthält.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach Anspruch 10, wobei das hochdielektrische Material ein Titanat oder Zirkonat, insbesondere ein Bariumtitanat oder ein Bariumzirkonat enthält.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Aufbewahrungsmittel (ET) eine Hülle, ein Etui, eine Geldbörse oder eine Brieftasche ist.
Aufbewahrungsmittel (ET) nach einem der vorangegangenen Ansprüche für Chip- oder ID-Karten mit Abmessungen nach dem DIN/ISO 7810-Standard.