DE69932840T2 - Organisationssystem für eine chipkarte und ihre verwendung als server in eine netzwerk wie das internet - Google Patents

Organisationssystem für eine chipkarte und ihre verwendung als server in eine netzwerk wie das internet Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft Karten mit elektronischem Chip und ganz besonders deren Konfiguration zu ihrer Nutzung als Server vom Typ der in dem unter dem Namen INTERNET bekannten Netz umgesetzten Systeme erlaubende Organisationssysteme in derartigen Karten.
  • Karten mit elektronischem Chip, zum Beispiel die, die in der Patentschrift WO A 94 10657 beschrieben werden, werden immer häufiger zur Realisierung verschiedener Funktionen in Verbindung mit Geräten, wie zum Beispiel Computer zum persönlichen Gebrauch, Hörer von Mobiltelefonen, Bankterminals, usw. genutzt. Zu diesem Zweck werden sie in elektronischen Schaltkreisen und in Software konfiguriert, um mit dem Gerät zu kommunizieren, mit dem sie gemäß den Kommunikationsprotokollen verbunden sind, die relativ einfach und durch die Norm ISO 7816-3/4 definiert sind.
  • Diese Kommunikationsprotokolle erlauben nicht den Zugrifft auf die Karte mit elektronischem Chip in einem Netz vom Typ INTERNET, indem eine in einem derartigen Netz für den Zugang auf lokaler oder distanter Ebene für alle Anwendungstypen (Texte, Bilder, Töne, Sprache, Dateien, usw.) eingesetzte Adressierungsmethode verwendet wird.
  • Die derzeitige Organisation der Karten mit elektronischem Chip sowie die Kommunikationsprotokolle, die sie nutzen, lassen es daher nicht zu, diese als Server vom Typ der im Netz INTERNET genutzten Server zu verwenden.
  • Ein Ziel der Erfindung ist daher die Realisierung einer Karte mit elektronischem Chip, der als Server in einem Netz vom Typ INTERNET über ein zum Zugriff auf dieses Netz geeignetes Terminal eingesetzt werden kann.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt die Erfindung Organisationssysteme für Karten mit elektronischem Chip vor, die jedem Nutzer des Netzes, an das sie angeschlossen wird, erlaubt, mit ihr gemäß einer gemeinsamen und universellen Adressierungssprache zu kommunizieren.
  • Um das Lesen der Beschreibung und der Ansprüche zu vereinfachen, werden die nachstehend definierten Akronyme als Substantive verwendet:
    • – URL ist das Akronym des angelsächsischen Aus drucks „Uniform Resource Locator" und definiert ein Mittel zur Lokalisierung und Bezeichnung einer auf einem Server im Bereich des Netzes INTERNET verfügbaren Ressource (Datei, Text, Töne, Bilder, Anwendung, Programm, Datentabelle, die ganz allgemein als „Objekt" bezeichnet werden.). Es gibt mehrere Zugriffsschemata URL und die jeweils einem Zugangsprotokoll entsprechen, zum Beispiel „http://" und „ftp://", die einen distanten Zugriff über ein Netz erlauben, oder „file://", das den Zugriff auf ein System einer lokalen Datei erlaubt.
    • – WWW ist das Akronym des angelsächsischen Begriffs „World Wide Web" und definiert das weltweite Informations- und Servicenetz des Netzes INTERNET.
    • – WAP ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Application Protocols" und definiert alle den mobilen Terminals den Anschluss an und den Zugriff auf die Informationen und Server des Netzes INTERNET erlaubenden Protokolle des schnurlosen Telefonienetzes.
    • – HTML ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Hyper Markup Language" und definiert die die Definition der Struktur und die Anzeige des Dokuments oder der Datei erlaubende Sprache sowie die Navigationselemente innerhalb des Netzes WWW,
    • – http ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Hyper Text Transfer Protocol" und definiert das insbesondere die Wiederherstellung der im Netz WWW verfügbaren Ressourcen erlaubende Kommunikationsprotokoll des Netzes WWW.
    • – WSP ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Session Protocol" und definiert eine dem Protokoll http äquivalente Protokollschicht WAP.
    • – TLS ist das Akronym des angelsächsischen Beg riffs „Transport Layer Security" und definiert das Protokoll bezüglich der Bestimmung der Sicherheits-Parameter und -Algorithmen, um eine gesicherte Sitzung zwischen einem Client- und einem Server-Terminal zu erstellen.
    • – WTL ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Transport Layer Security" und definiert das auf die schnurlose Telefonie in allen Protokollen WAP umgesetzte Protokoll TLS.
    • – TCP/IP ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Transmission Control Protocol/Internet Protocol" und definiert eine Protokollschicht des im Netz INTERNET eingesetzten Kommunikationsniveaus, das die Adressierung und das Routen der Datenpakete im Netz verwaltet.
    • – WTP ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Transport Protocol" und definiert eine dem Protokoll TCT/IP im Netz INTERNET äquivalente Protokollschicht WAP.
    • – WML ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Markup Language" und definiert eine für das Protokoll WAP vereinfachte Sprache HTML.
    • – WAE ist das Akronym des angelsächsischen „Wireless Application Environment" und definiert das Anwendungsumfeld des Client-Terminals, das heißt den Client-Navigator, im Protokoll WAP für den Zugriff auf die Dienste des Netzes INTERNET.
    • – WAT ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Wireless Telephony Application" und definiert ein Anwendungsumfeld des Client-Terminals im Protokoll WAP für die Telefoniedienste.
    • – CGI ist das Akronym des angelsächsischen Aus drucks „Common Gateway Interface" und definiert eine Zugriffsschnittstelle auf die Anwendungen des WWW. Diese Schnittstelle erlaubt die Aktivierung der Anwendungen auf den Servern des WWW ab einer ausgehend von einem Client-Navigator ausgegebenen Anfrage URL. Diese Schnittstelle unterstützt den Durchgang von Eingangsparametern auf die Anwendungen.
    • – APDU ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Application Protocol Data Unit" und definiert ein elementares Austauschformat von Befehlen zwischen einer Anwendung auf einem Terminal und einer Anwendung auf einer Chipkarte. Es handelt sich zum Beispiel um die Norm ISO 7816-4.
    • – SQL ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Structured Query Language" und definiert die beim Abfragen der relationellen Datenbanken eingesetzte Sprache.
    • – SCQL ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Structured Card Query Language" und definiert die Anfragesprache für Chipkarten vom Typ Datenbank gemäß der Norm ISO 7816-7. SCQL ist das bei der Abfrage der relationellen Datenbanken verwendete Äquivalent in den Chipkarten der Sprache SQL.
    • – BNF ist das Akronym des angelsächsischen Ausdrucks „Backus-Naur Form" und definiert einen die Definition der syntaxischen Regeln einer Sprache und einer Grammatik erlaubenden symbolischen Pseudocode.
    • – GSM ist das Akronym des angelsächsischen Aus drucks „Global System for Mobile" und bezeichnet ein mobiles Telefoniesystem.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Organisationssystem für eine Karte mit elektronischem Chip für ihren Einsatz als Server mittels eines Terminals, an das sie in einem Netz zur Übertragung digitaler Daten, wie zum Beispiel dem Netz INTERNET angeschlossen ist, wobei die genannte Karte mit elektronischem Chip einen Mikroprozessor umfasst und Programme und Daten zur Umsetzung des Betriebssystems der Karte mit elektronischem Chip und zur Verwaltung der Eingänge/Ausgänge der Karte mit elektronischem Chip enthaltende Speicher, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Folgendes umfasst:
    • – Mittel, um die aus dem Terminal stammenden Befehle in elementare Befehle der Karte mit elektronischem Chip zu übersetzen,
    • – Mittel, um die von den elementaren Befehlen definierten Operationen durchzuführen und
    • – Mittel, um die Antwort der Karte mit elektronischem Chip auf das Terminal zu formatieren.
  • Die Mittel zum Übersetzen der Befehle URL umfassen eine in einem der Speicher registrierten Entsprechungstabelle.
  • In einer Variante umfasst die Karte mit elektronischem Chip darüber hinaus Mittel, um Sitzungs- (WSP) und Übertragungsprotokolle (WTP) umzusetzen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der Lektüre der nachstehenden Beschreibung besonderer Ausführungsbeispiele deutlich, wobei die genannte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, in denen:
  • 1 ein bezüglich der Protokollschichten den Zugriff auf lokaler Ebene einer als Server in einem Netz vom Typ INTERNET über ein lokales, für den Zugriff auf dieses Netz geeignetes Terminal genutzten Chipkarte zeigendes Schema ist;
  • 2 ein bezüglich der Protokollschichten den Zugriff auf distanter Ebene einer als Server in einem Netz vom Typ INTERNET über ein lokales, für den Zugriff auf dieses Netz geeignetes Terminal genutzten Chipkarte zeigendes Schema ist;
  • 3 ein erstes Organisationsbeispiel einer erfindungsgemäßen Server-Chipkarte ist, in der alle Protokollschichten in der Server-Chipkarte realisiert werden;
  • 4 ein zweites Organisationsbeispiel in einer erfindungsgemäßen Server-Chipkarte ist, in der die Protokollschichten nur in dem Terminal existieren, an das die Server-Chipkarte angeschlossen ist, und
  • 5 ein drittes Organisationsbeispiel einer erfindungsgemäßen Server-Chipkarte ist, in der der URL-Interpretierer auf das Terminal übertragen wird, an das die Server-Chipkarte angeschlossen ist.
  • Die Definitionen der im Vorwort gegebenen Akronyme sind Bestandteil der Beschreibung.
  • Die Schemata der 1 bis 5 werden im Rahmen eines Mobil-Telefonie-Netzes vom Typ GSM beschrieben, in dem ein Client oder Nutzer des Netzes über einen Hörer oder Terminal 10 verfügt, der/das über ein Relais-Terminal 16 auf eine sich auf lokaler Ebene des Terminals 10 (1) oder entfernt (2) befindenden Server-Chipkarte 12 zugreifen möchte.
  • Um auf die Dienste des Netzes INTERNET zuzugreifen, greift das Client-Terminal über den Adressierungsmodus URL (20) auf verschiedene, in übereinander gelagerten Schichten angeordnete Protokolle zurück. Diese Protokolle werden im Allgemeinen jeweils von einer Sitzungsschicht (22), einer Sicherheitsschicht (24) und einer Transportschicht (26) gebildet. Diese Schichten definieren zum Beispiel die Protokolle vom Typ WAP, jeweils WSP, WTLS und WTP.
  • Die Server-Chipkarte 12 umfasst das Protokoll WSP (Referenz 26) und das Protokoll WTP (Referenz 30).
  • Im Fall der 1 kommunizieren das Client-Terminal 10 und die Server-Chipkarte 12 direkt durch die Kommunikationsprotokolle 32, wie zum Beispiel ISO 7816-3 gemäß den Modi T = 0 und T = 1. Diese Organisation erlaubt dem Client-Terminal 10 die Wiederherstellung einer Datei 34 der Server-Chipkarte 12 gemäß der Pfeilrichtung 36. Sie erlaubt ebenfalls den Transfer einer Datei oder dergleichen des Terminals 10 auf die Chipkarte 12 in der entgegen gesetzten Pfeilrichtung 36, zum Beispiel um die Server-Chipkarte 12 zu aktualisieren.
  • In dem Schema der 12 ist die Server-Karte 12 nicht lokal an das Client-Terminal 10 angeschlossen, sondern über ein Relais-Terminal 16, das wenigstens das Protokoll WTP (Referenz 42) umfasst und eventuell das Protokoll WTLS (Referenz 40) im Fall einer gesicherten Verbindung. Es ist anzumerken, dass das Protokoll WSP (Referenz 44) im Relais-Terminal 16 nicht notwendig ist.
  • Die Server-Chipkarte 12 kommuniziert lokal mit dem Terminal 16 durch die Kommunikationsprotokolle 32, während letzteres mit dem Client-Terminal 10 über Übertragungs-Protokolle 46 vom für die Mobil-Telefonie (GSM) genutzten Typ kommuniziert.
  • Diese Organisation der 2 erlaubt dem Client-Terminal 10 das Lesen der Datei 34 der Server-Chipkarte mittels des Relais-Terminals 16 über die Kommunikationsprotokolle 32 und 46 in den Pfeilrichtungen 36. Sie erlaubt ebenfalls den Transfer einer Datei oder dergleichen vom Terminal 10 auf die Chipkarte 12 in der entgegen gesetzten Pfeilrichtung 36, zum Beispiel, um die Server-Chipkarte 12 zu aktualisieren.
  • Die Beschreibung der 1 und 2 zeigt, dass die Server-Chipkarte 12 die Protokolle WSP und WTP umsetzt, die vom Relais-Terminal umgesetzt werden können.
  • Die Chipkarte 12 muss wenigstens die folgenden Funktionen realisieren:
    • – Übersetzung der Befehle URL in eine Sequenz elementarer Befehle für die Chipkarte,
    • – Auswahl der verlangten Datei und Rücksendung an das Client-Terminal 10 oder Start der damit verbundenen Verarbeitung und
    • – Formatieren der Antwort der Chipkarte an das Client-Terminal.
  • Die Erfindung schlägt drei Realisierungsbeispiele der Server-Chipkarte gemäß dem Integrationsgrad der Protokolle WTP und WSP im Chip 12 vor.
  • Entweder das Beispiel (a) (3), in dem die Protokolle WTP und WSP sowie der Interpreter URL durch die Chipkarte umgesetzt werden.
  • Oder das Beispiel (b) (4), in dem nur der Interpreter URL in der Chipkarte umgesetzt wird, wobei die Protokolle WTP und WSP durch das Terminal umgesetzt werden, dem die Chipkarte zugeordnet ist.
  • Oder das Beispiel (c) (5), in dem alle Protokolle WTP und WSP sowie der Interpreter URL durch das Terminal umgesetzt werden, dem die Chipkarte zugeordnet ist.
  • Ganz gleich, wie das besondere Realisierungsbeispiel der erfindungsgemäßen Server-Chipkarte aussieht, wird diese Folgendes umfassen:
    • – einen Mikroprozessor 50,
    • – einen so genannten programmierten Speicher 52 vom nicht flüchtigen Typ, nur zum Lesen, besser bekannt unter dem Akronym ROM für den angelsächsischen Ausdruck „Read Only Memory", der die Programme enthält,
    • – einen Speicher 54 vom flüchtigen Typ mit zufälligem Zugriff, besser bekannt unter dem Akronym RAM für den angelsächsischen Ausdruck „Random Access Memory" und
    • – einen so genannten Datenspeicher 56 vom löschbaren und programmierbaren Typ, besser bekannt unter dem Akronym EEPROM für den angelsächsischen Ausdruck „Electrically Erasable Programmabel Read Only Memory", der die Daten enthält.
  • Die Pfeile 58 geben an, dass der Mikroprozessor 50 mit den Speichern 52, 54 und 56 kommuniziert:
    Die Unterschiede zwischen den drei Realisierungsbeispielen betreffen den Inhalt des Speichers 52. Im Beispiel (a) (3) enthält die Chipkarte nämlich:
    • – das Betriessystem 60 der Chipkarte,
    • – das Verwaltungssystem der Eingänge/Ausgänge 62,
    • – das Protokoll WTP (Referenz 30),
    • – das Protokoll WSP (Referenz 28) und
    • – den Interpretierer URL 64.
  • In diesem Beispiel (a) realisiert die Chipkarte 12 alle Funktionen WTP, WSP und Interpretierer URL, was einen Speicher 52 mit großer Kapazität impliziert.
  • In dem Beispiel (b) (4), enthält sie:
    • – das Betriebssystem 60 der Chipkarte,
    • – das Verwaltungssystem 62 der Eingänge/Ausgänge und
    • – den Interpretierer URL 64.
  • In diesem Beispiel (b) sind die Protokolle WTP und WSP auf dem Relais-Terminal 16 installiert, zu dem die Server-Chipkarte zugeordnet ist.
  • Um mit dem auf der Chipkarte 12 angeordneten Interpretierer URL 64 zu kommunizieren, ist das Relais-Terminal 16 vorgesehen, um als „Bitvollgruppe" bezeichnete Befehle auszuarbeiten, die die URL des Relais-Terminals zur Karte befördern.
  • In dem Beispiel (c) (5) enthält sie:
    • – das Betriebssystem 60 und
    • – das Verwaltungssystem 62 der Eingänge/Ausgänge.
  • In diesem Beispiel (c) sind die Protokolle WTP und WSP sowie der Interpretierer URL auf dem Relais- Terminal 16 installiert, zu dem die Server-Chipkarte zugeordnet ist. Beim Anstellen des Relais-Terminals 16 sendet dieses zum Beispiel einen Befehl zum Transferieren des Inhaltes der Entsprechungstabelle der URLs.
  • In den drei Realisierungsbeispielen enthält der Speicher 56 dieselben Elemente, und zwar:
    • – die Entsprechungstabelle 70 der URLs,
    • – die internen Daten der Chipkarte 72 und
    • – die Dateien, Anwendungen und Objekte (Referenz 74).
  • Das generische Zugriffsschema URL wird im Dokument RFC 1738 aus Dezember 1994 definiert, das über das Netz INTERNET verfügbar ist, dessen Verfasser gemäß dem folgenden Modell T. BERNERS-LEE, L. MASINTER und M. Mc CAHILL sind:
    <scheme>://<user>:<password>@<host><port>/<url-path>.
  • Die Erfindung schlägt ein Zugriffsschema zur Server-Chipkarte vor gemäß:
    card://<accessconditions>@<host>:<cardreader>/url-parmlist
  • In diesem Schema wird das Zugriffsprotokoll auf die Server-Chipkarte als Ressource durch „card://" identifiziert.
  • Die Zugriffsbedingungen auf die Karte, wie zum Beispiel der persönliche Code, das kryptographische Zertifikat, werden zum Beispiel durch den Teil „access condition" definiert.
  • Das betroffene Terminal, an das die Server-Chipkarte angeschlossen ist, wird durch den Teil „host" definiert.
  • Das betroffene Kartenlesegerät wird durch den Teil „cardreader" identifiziert und kann einer physischen Adresse des Lesegeräts oder einer logischen Adresse entsprechen, wie zum Beispiel dem Lesegerät SIM der Mobil-Telefonie-Terminals.
  • Der Zugriffspfad zu der Ressource wird durch den Teil „url-path" identifiziert und kann entweder einem logischen Pfad ab der Wurzel der Chipkarte oder einem logischen Pfad zu einer Datei oder einer Anwendung entsprechen.
  • In dem Fall eines Befehls vom Typ Anwendung wird der Teil „parmlist" alle für diese Anwendung bestimmten Parameter anzeigen.
  • Die vollständige Synthese des Adressierungsschemas URL für die Server-Chipkarte „card://" wird unter Einsatz der Bewertung BNF definiert und stellt sich wie folgt dar:
    Figure 00130001
    Figure 00140001

Claims (5)

  1. An ein Übertragungsnetz digitaler Daten über ein zum Zugriff auf dieses Netz geeignetes Terminal angeschlossene Karte mit elektronischem Chip, wobei die genannte Karte mit elektronischem Chip wenigstens einen Mikroprozessor (50) umfasst, und Programme und Daten zur Umsetzung des Betriebssystems der Karte mit elektronischem Chip und zur Verwaltung der Eingänge/Ausgänge der Karte mit elektronischem Chip enthaltende Speicher (52, 54, 56), dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Karte darüber hinaus Folgendes umfasst: Mittel zum Übersetzen (56, 70) der aus dem Terminal (10, 16) stammenden Befehle gemäß einer gemeinsamen und universellen Adressierungssprache in elementare Befehle der Karte mit elektronischem Chip, Mittel zur Durchführung der von den elementaren Befehlen definierten Operationen und Mittel zur Formatierung der Antwort der Karte mit elektronischem Chip an das Terminal gemäß der gemeinsamen und universellen Adressierungssprache.
  2. Karte mit elektronischem Chip gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Übersetzen der Befehle eine Entsprechungstabelle (70) der URLs umfassen, die für jeden Chipkartentyp spezifisch ist.
  3. Karte mit elektronischem Chip gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Übersetzen der Befehle darüber hinaus ein in einem Speicher (52) registriertes URL-Interpretierprogramm (64) umfassen.
  4. Karte mit elektronischem Chip gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel (28, 30) zum Umsetzen der Sitzungs- (WSP) und Übertragungsprotokolle (WTP) umfasst.
  5. Karte mit elektronischem Chip gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Umsetzen der Protokolle WSP und WTP in einem Speicher (52) registrierte Programme umfassen.
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