DISPOSITIF A CARTE A PUCE POUR TRANSMETTRE UNE INFORMATION NUMERIQUE PAR DES MOYENS ACOUSTIQUES.
La présente invention concerne un dispositif à carte à puce pour transmettre par des moyens acoustiques une information numérique, par exemple à un serveur distant via un téléphone ou le microphone d'un micro-ordinateur multimédia, à des fins d'authentification.
On connaît divers dispositifs et en particulier des boîtiers autonomes émettant des informations d'authentification par voie acoustique, diverses cartes, au format ISO ou non, incorporant des moyens de production de son, généralement une pile lithium et un disque de céramique piézoélectrique ou encore des lecteurs autonomes en tout point analogues aux lecteurs de cartes à puce classiques mais communicant avec l'extérieur non pas par câble mais par un modem acoustique. Ces dispositifs présentent chacun des inconvénients :
- les boîtiers autonomes n'entrent pas dans le cadre de l'industrie de la carte à puce et à ce titre ne bénéficie ni des performances des outils de production (coûts, services de personnalisation, procédures de gestion) ni du format mondialement reconnu des cartes de paiement ou de crédit. De plus ces produits n'offrent pas de compatibilité avec les applications pour cartes à puce existantes ;
- les cartes au format ISO intégrant des moyens de transmission acoustique sont délicates à fabriquer, fragiles et coûteuses ; et
- les lecteurs avec modem acoustique doivent embarquer des logiciels nécessaires au traitement des cartes et sont de ce fait peu souples et coûteux, leur ergonomie d'utilisation n'étant pas non plus facile à faire adopter par un large public.
Le dispositif de la présente invention repose sur des concepts qui remédient aux principaux inconvénients de ces solutions. Il comporte en effet selon une première caractéristique, une carte à puce et un boîtier complémentaire se présentant par exemple sous la forme d'un étui dans lequel peut être insérée la carte à puce. Selon une deuxième caractéristique
du dispositif, la carte à puce incorpore des moyens électroniques de génération de signaux d'excitation d'un transducteur sonore, le boîtier complémentaire incorpore au moins un transducteur sonore et une pile nécessaire à la fourniture en énergie électrique. Sans être une obligation pour le fonctionnement du dispositif de l'invention, le boîtier comporte une touche d'activation qui permet de déclencher l'émission sonore par le dispositif ; ce déclenchement pourrait aussi être consécutif à l'insertion de la carte dans le boîtier. La carte à puce et le boîtier sont connectés par l'intermédiaire d'un connecteur normalisé pour carte à puce. En particulier, les signaux d'excitation du transducteur passent par les points de contact C4 et C8 définis mais non attribués par la norme IS07816. L'alimentation du composant de la carte à puce est réalisée par le boîtier au moment de son insertion au moyens des contacts normalisé C6 (aussi dénommé VPP par la norme) et de C5 (GND). L'information d'activation de la touche est transmise au moyen du contact C2 (RST) lequel est relié à un signal d'entrée de la puce avec pull-up, la tension de référence étant le contact de masse C5 (GND).
Selon un avantage important de l'invention, les contacts électriques entre la carte à puce et le boîtier complémentaire n'altèrent en rien la compatibilité de la carte à puce avec d'autres environnements et en particulier avec les usages connus des lecteurs de carte à puce normalisés.
Un deuxième avantage important du dispositif de l'invention est que la carte à puce est dissociée de fait du boîtier complémentaire. Ainsi la fonction d'émission des informations par voie acoustique peut être apportée seulement au moment où elle est nécessaire. Par exemple lors d'un contrôle dans le cadre d'une application de carte d'identité à carte à puce. L'essentiel du surcoût de l'interface acoustique étant dans l'intégration de la pile et du transducteur, celui-ci ne se trouve pas répercuté sur chaque carte émise.
Une variante de l'invention consiste à équiper le boîtier complémentaire d'un clavier et à doter la carte à puce d'un moyen de communication supplémentaire permettant de lire l'état du clavier, c'est-à-dire les références des touches qui sont pressées. La détection d'un appui sur une touche du clavier est réalisée, quand une carte est insérée dans le boîtier, au
moyen d'un circuit intégré incorporé au boîtier, alimenté électriquement par la pile. Le circuit intégré est doté d'une interface de communication permettant de signaler à la carte à puce, à l'aide d'un seul signal, tout changement d'état du clavier, et transmettre sur demande de la carte à puce, l'état du clavier. Dans ce dernier cas, le circuit intégré gestionnaire du clavier est esclave de la carte à puce, la transmission des informations s'effectue classiquement via un bus de communication série de type synchrone constitué d'un signal d'horloge et d'un signal de donnée. Consécutivement à la détection d'un touche appuyée, le circuit informe la carte à puce d'un changement d'état du clavier, la carte à puce peut alors décider de lire le nouvel état en adressant une commande de lecture au circuit intégré gestionnaire du clavier via le bus de communication série disponible.
Le clavier pourra avantageusement être utilisé pour la présentation à la carte à puce d'un code secret seulement connu de l'utilisateur et utilisé par exemple en complément de l'authentification de la carte pour la vérification de l'identité de son porteur.
L'ergonomie d'utilisation du dispositif pourra avantageusement tirer parti de la présence de moyens sonores assistant l'utilisateur dans la saisie du code en signalant la prise en compte. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, illustrent l'invention :
- la figure 1 représente schématiquement et en transparence le dispositif de l'invention comprenant la carte à puce et le boîtier complémentaire dans lequel la carte vient s'insérer, - la figure 2 représente une variante de ce dispositif dans laquelle la carte à puce intègre une autre variante du dispositif dans laquelle le boîtier complémentaire est doté d'un clavier, et
- la figure 3 représente une autre variante du dispositif dans laquelle le boîtier complémentaire est doté d'un clavier. Selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention représenté à la figure 1, la carte à puce 10 intègre un microcircuit M comportant une interface I d'alimentation et de communication normalisée à
contact. Le microcircuit M fonctionne selon deux modes : un premier mode dit "esclave" quand la carte à puce 10 est insérée dans un lecteur de cartes à puce et un second mode dit "autonome" quand la carte est insérée dans un boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention. Le boîtier complémentaire 11 comprend au moins un connecteur C à contacts apte à coopérer avec l'interface I de la carte 10, une touche d'activation B, une pile P et un transducteur sonore T.
Quand le microcircuit M fonctionne dans le mode esclave, l'alimentation en courant électrique est fournie classiquement par le lecteur de carte à puce via les points de contact Ci (VCC) et C5 (GND). La communication entre le microcircuit M de la carte et le lecteur est réalisée par le signal bidirectionnel C7 (I/O), l'horloge de cadencement étant C3 (CLK). Dans ce mode de réalisation, le microcircuit M est doté d'un signal de remise à zéro interne, auto-généré à la mise sous tension. Le signal RST (C2) n'est donc pas utilisé dans le mode de fonctionnement esclave. Le fonctionnement dans ce mode de la carte à puce 10 du dispositif de l'invention est bien connu des hommes du métier car conforme à la norme IS07816. Ce mode est utilisé en particulier pour personnaliser le microcircuit M au cours du processus de fabrication du produit. Quand le microcircuit M fonctionne dans le mode autonome, l'alimentation en courant électrique est fournie par la pile P du boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention, via les points de contact du connecteur C correspondants à CQ (VPP pour la norme) et C5 (GND), le point de contact C6 étant relié à l'entrée d'alimentation VBB du microcircuit M. Le contact C2 (RST) est relié à la touche d'activation B réalisant la connexion avec la masse C5 (GND) par pression du doigt, le signal correspondant du microcircuit M étant appelé DECL. Quand le changement d'état logique du signal DECL est détecté par le microcircuit M, celui-ci déclenche l'émission acoustique par la génération de trains de signaux d'excitation du transducteur sonore T du boîtier complémentaire 11. Ces signaux, générés par le microcircuit et appelés T1 et T2, sont transmis au transducteur sonore T via les points de contact du connecteur C correspondants à C4 et Ce.
Le son produit par le microcircuit M est porteur d'une information numérique destinée par exemple à l'authentification de la carte. Il est démodulé par des moyens de traitement du signal qui transforment le signal sonore analogique en information numérique. Selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention représenté par la figure 2, le boîtier complémentaire 11 du dispositif de l'invention reste identique à celui décrit dans le premier mode de réalisation, et la carte à puce 10 reprend les principes énoncés pour le premier mode de réalisation. Elle intègre en outre un second microcircuit M2 pour carte à puce connecté à l'interface l de communication et d'alimentation. Les microcircuits classiques pour cartes à puce, par exemple ceux des cartes bancaires, utilisent essentiellement 5 des 8 points de l'interface définie par la norme : Ci (VCC), C2 (RST), C3 (CLK), C5 (GND) et C7 (I/O) ; leur protocole de communication avec les lecteurs est de type asynchrone. La connexion des deux circuits dans ce mode de réalisation de l'invention est effectuée en parallèle sur l'interface I. Le dispositif de l'invention le permet car VCC et GND sont communs aux microcircuits M et M2. Compte-tenu des faibles consommations électriques des composants électroniques, cela ne pose pas de problème du côté du lecteur qui lui est tenu par la norme d'être capable de fournir des courants très largement supérieurs à ceux consommés par les deux microcircuits.
Les microcircuits des cartes à puce d'aujourd'hui n'utilisent plus le signal C6 autrefois utilisé comme tension de programmation pour des technologies de mémoire devenues obsolètes. Selon une procédure normalisée, les lecteurs sont tenus de maintenir ce signal à 0 volt à la demande de la carte. Le microcircuit M réalisant la modulation acoustique peut donc occuper sans causer de perturbation le contact Ce pour son alimentation dans le mode autonome décrit dans le précédent mode de réalisation ; La cohabitation des signaux C2 (RST), C3 (CLK) et C7 (I/O) ne pose pas de problèmes car il s'agit ou bien de signaux d'entrée ou bien de signaux soumis à l'usage de résistances de pull-up interne permettant la mise
en parallèle, et les protocoles de communication étant différents (synchrone / asynchrone), la communication d'un lecteur avec un microcircuit particulier sera ignorée par l'autre microcircuit et vice-versa. Par ailleurs, les points de contacts C4 et C8 n'étant pas attribués par la norme dans le cas de microcircuits de type asynchrone, ils sont libres d'utilisation par le microcircuit M.
Ce mode de réalisation de l'invention est utile pour ajouter une application complémentaire, la capacité de transmettre par des informations par voie acoustique, à une carte déjà diffusée sans cette capacité. Par exemple, on peut ajouter la fonction d'authentification de la carte par reconnaissance de la séquence acoustique par un serveur à une carte bancaire déjà équipée d'une puce.
Selon un troisième mode de réalisation particulier de l'invention non illustré, le boîtier complémentaire du dispositif de l'invention reste identique à celui décrit dans les deux premiers modes de réalisation, et la carte à puce reprend globalement les principes énoncés pour les deux premiers modes de réalisation mais elle intègre un unique microcircuit pour carte à puce connecté à l'interface de communication et d'alimentation. Ce microcircuit correspond à la fusion en un seul de des deux microcircuits M et 2 du deuxième mode de réalisation.
Selon un quatrième mode de réalisation particulier de l'invention illustré par la figure 3, le boîtier complémentaire 11 intègre un clavier K et un circuit intégré G gestionnaire de ce clavier. Lorsque la carte à puce 10 est insérée dans le boîtier complémentaire 11 , si une touche du clavier K est pressée, alors le circuit intégré G détecte ce changement d'état du clavier et en informe la carte à puce en activant le signal correspondant au point C2 de l'interface I. Dès lors, la carte à puce 10 peut lancer une procédure de lecture de l'état du clavier K par le bus de communication constitué des signaux CLK et I/O connectés au circuit intégré G par les points C3 et C de l'interface I. Le clavier peut en particulier comporter 10 touches correspondant aux 10 chiffres et une onzième touche correspondant à la commande de déclenchement de l'émission sonore.
Dans chacun des modes de réalisation, la mise en oeuvre industrielle du dispositif consiste, d'une part, en la fabrication d'une carte à puce standard dont le micromodule incorpore le ou les microcircuits décrits et, d'autre part, en la réalisation d'un boîtier complémentaire comportant une fente d'insertion pour carte à puce. Ce boîtier incorpore une pile, un transducteur sonore et une touche d'activation et peut prendre la forme d'un objet dont les dimensions approximatives sont 60mm de long, 30mm de large et 7mm d'épaisseur. Le boîtier peut en outre être doté d'un système d'accrochage afin d'être utilisé en porte-clés.