FR2937447A1

FR2937447A1 - Objet portable a microprecesseur et memoire non volatile securisee et dispositif externe connectable a un objet portable.

Info

Publication number: FR2937447A1
Application number: FR0805758A
Authority: FR
Inventors: Zenyk Horbowy; Serge Parienti; Patrick Misko
Original assignee: Elva SA
Current assignee: Elva SA
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-23
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: FR2937447B1; WO2010043789A4; WO2010043789A1

Abstract

La présente invention concerne un objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et un dispositif externe connectable à un objet portable. L'objet portable à microcircuits électroniques comporte au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant au moins un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, un programme mémorisé dans l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique, comportant au moins un dispositif d'alimentation en tension de l'objet portable et un oscillateur fournissant un signal d'horloge, le programme contrôle, l'émission d'une séquence de données mémorisées dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable, l'objet portable recevant du dispositif externe à interface acoustique sur les contacts ISO la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable.

Description

Objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et dispositif externe connectable à un objet portable. La présente invention concerne un objet portable à microprocesseur 5 et mémoire non volatile sécurisée et un dispositif externe connectable à un objet portable. Certains dispositifs externes peuvent être utilisables pour réaliser des systèmes d'authentification par voie acoustique qui existent depuis le début des années 1990. 10 Ils sont tous composes de 5 éléments fondamentaux : une source d'énergie (pile), une source d'horloge, une unité de calcul, un transducteur acoustique et un moyen de déclenchement. Ils ont cependant connu diverses évolutions structurelles : -jeton électronique : boîtier émetteur autonome, 15 -carte acoustique : version amincie du jeton, carte acoustique intégrée au format ISO, 0,8 mm d'épaisseur, carte à puce standard (passive) et boîtier activateur (actif) séparables. Il est connu par la demande de brevet FR 2 877 748 un dispositif portable incorporant un microcontrôleur pour mettre en oeuvre une méthode 20 pour faire émettre sous forme vocale une séquence de données binaires par un transducteur électro-acoustique, qui consiste à connecter directement le transducteur à un port d'entrée/sortie non dédié d'un microcontrôleur quelconque, et à piloter la transmission de la séquence de données binaires à partir d'un logiciel préenregistré dans un bloc de mémoire du 25 microcontrôleur précitée, le microcontrôleur comprenant au moins des circuits de traitement, un bloc de mémoire et un port d'entrée/sortie non dédié, le port d'entrée/sortie étant directement relié par une liaison filaire à une borne d'entrée d'un transducteur électro-acoustique dont l'autre borne est à la masse, le transducteur étant apte à transmettre sous forme vocale une séquence de données binaires et cette transmission est pilotée par un logiciel préenregistré dans le bloc de mémoire du microcontrôleur. Le microcontrôleur est par exemple piloté par une horloge H de 1024 kHzr ce circuit d'horloge étant intégré au microcontrôleur ou extérieur à celui-ci suivant le type de microcontrôleur utilisé, mais comme le montre la figure l'horloge est partie intégrante de l'objet portable. Un tel dispositif nécessite d'une part une alimentation pour l'horloge et d'autre part est fragile par suite de la présence du quartz de l'horloge dans l'objet portable qui peut être plié. La demande de brevet FR 2 837 305 enseigne également, 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 puce. Selon une deuxième particularité du dispositif, la carte 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 la fourniture en énergie électrique. Toutefois les figures 1 à 3 font apparaître le signal d'horloge dans la carte mais en aucun cas la génération de ce dernier par le boîtier complémentaire. Ce brevet comme le précédent reste utilisable avec des cartes à puce à horloge intégrée. Il présente donc les mêmes inconvénients que le brevet précédent. La demande de brevet FR 2 810 766 enseigne une carte à puce ayant une interface de communication normalisée à contacts et pouvant fonctionner suivant un mode de fonctionnement synchrone ou asynchrone avec un terminal pour lecteur de carte à contacts. La carte à puce peut être équipée d'une interface acoustique, le fonctionnement de l'interface acoustique nécessitant une alimentation interne au moyen d'une pile P. La carte à puce comprend également un circuit "pull-up" qui a pour fonction de maintenir le signal de remise à zéro (reset) RST à un niveau haut, tant que l'interface acoustique n'est pas activée ou que la carte n'est pas insérée dans une fente d'un lecteur de carte à contacts. Le procédé consiste à tester la présence ou l'absence du signal de tension d'alimentation pour déterminer tout d'abord si la carte est placée dans un environnement à ou sans lecteur de carte à contacts. Dans un environnement lecteur à contacts, le procédé consiste à sélectionner le mode de fonctionnement asynchrone si le signal de remise à zéro RST est à un niveau bas et le mode de fonctionnement synchrone s'il est à un niveau haut. Dans un environnement hors lecteur à contacts et lorsque la carte comprend également une interface de type acoustique, le procédé consiste à sélectionner cette interface si le signal de remise à zéro est à un niveau bas, sachant que le procédé consiste également à maintenir ce signal à un niveau haut au moyen d'un circuit interne "pull up", et à forcer ce signal à un niveau bas pour activer le mode de fonctionnement acoustique au moyen d'une touche tactile qui peut être avantageusement constituée par le contact de remise à zéro et le contact de masse de l'interface normalisée à contacts. Ceci nécessite donc d'avoir une pile dans la carte et un circuit pull-up ainsi qu'une touche tactile, ce qui augmente le coût de la carte, diminue sa fiabilité et limite sa durée d'utilisation à celle de la pile. Un premier but de l'invention est de réaliser un objet portable sans horloge ou pile d'alimentation intégrées et capable de distinguer sa connexion possible à un dispositif à interface acoustique.

Ce but est atteint par un objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, un programme mémorisé dans l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique comportant un dispositif d'alimentation en tension de l'objet portable et un oscillateur fournissant un signal d'horloge, le programme contrôlant l'émission d'une séquence de données mémorisées dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable, l'objet portable recevant du dispositif externe à interface acoustique sur les contacts ISO correspondants la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable. Selon une particularité, le temps défini correspond au temps minimum pour garantir la stabilité du signal d'horloge transmis par le dispositif externe. Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau bas. Selon une autre particularité d'un autre mode de réalisation, la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un premier signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau Haut. Selon une autre particularité, le programme met en oeuvre au moins trois compteurs comptant les impulsions de l'horloge ou d'un signal dérivé de l'horloge, un premier compteur pour déterminer le temps défini nécessaire à la stabilité de l'horloge, puis déclenche simultanément un deuxième et un troisième compteurs, le deuxième compteur permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique Selon une autre particularité, le programme met en oeuvre un quatrième compteur pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence ou 10 d'une rafale de séquences. Selon une autre particularité, le programme exécuté par le microprocesseur permet l'émission d'une séquence de signaux périodiques sur deux fréquences, l'une correspondant aux données représentatives d'un niveau bas et l'autre celles d'un niveau haut à interface acoustique. 15 Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau haut, puis par 20 l'émission de l'ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe. Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue par un compteur et en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc 25 d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal à un niveau haut sur le contact ISO de remise à zéro correspondant au passage pour la deuxième fois à ce niveau haut, puis par l'émission de l'ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe.

Un autre but est de proposer un dispositif externe à interface acoustique permettant de réaliser une transmission audio de codes nécessaires à des authentifications, de réalisation la plus simple possible et permettant son utilisation avec des objets portables permettant un fonctionnement selon la norme ISO. Ce but est atteint par un dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à double port, ,l'un correspondant à la sortie ISO I/O, l'autre étant spécifique aux contacts C4,C8, le dispositif comportant un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique relié à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C4 et C8 sur lesquels l'objet portable transmet par le port spécifique de sortie du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux niveaux différents des données et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'horloge du dispositif externe et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé correspondant au moins au temps nécessaire à la détection le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisé de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe. Selon une autre particularité l'arrangement du dispositif comporte une pile reliée par sa borne positive au connecteur correspondant au contact Cl d'alimentation de l'objet portable et par sa borne négative au connecteur correspondant au contact C5 de masse de l'objet portable, un cristal d'horloge connecté d'une part à un connecteur correspondant au contact C3 de réception d'horloge par l'objet portable et d'autre part au connecteur correspondant au contact C5 de masse, un double interrupteur reliant d'une part la masse au connecteur correspondant au contact de remise à zéro RST et d'autre part reliant la borne positive de la pile au cristal d'horloge générant une fréquence pilote. Selon une autre particularité le dispositif comporte un compteur pour déterminer par un comptage des cycles d'horloge la fin de l'envoi d'une 5 séquence ou d'une rafale de séquences. Selon une autre particularité d'un autre mode de réalisation, le dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à simple port de sortie I/O correspondant à la sortie ISO, le dispositif comporte un élément 10 piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C5 et C7 sur lesquels l'objet portable transmet par le port de sortie I/O du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux données, et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'oscillateur du 15 dispositif externe fournissant sur le contact C3 le signal d'horloge et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé, correspondant au moins au temps nécessaire à la détection, le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau Haut, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet 20 portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de deux modes de réalisation correspondants aux figures dans lesquelles: 25 - la figure 1 représente un système à interface acoustique, selon un premier mode de réalisation, comportant un terminal à interface acoustique et un objet portable fonctionnant selon deux modes de connexion différents ; - la figure 2 est un diagramme des temps pour expliquer la sélection par la carte du mode de fonctionnement avec un terminal à interface acoustique comme illustré à la figure 1; - la figure 3 est un diagramme des temps pour expliquer la sélection par la carte du mode de fonctionnement synchrone avec un terminal fonctionnant selon le standard ISO. La figure 4 représente une autre variante de réalisation d'un terminal selon l'invention pour un objet portable uniquement dédiée à l'émission de séquences acoustiques pour permettre une authentification. - La figure 5 représente l'organigramme du programme permettant la détermination du temps nécessaire à la stabilisation du signal d'horloge. La figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un objet portable à un seul un seul port de communication P1 permettant d'une part une utilisation avec un activateur acoustique et d'autre part une utilisation avec un terminal ayant un comportement ISO. - La figure 7 représente l'organigramme du programme permettant la détermination du temps nécessaire à la stabilisation du signal d'horloge et le fonctionnement avec soit un "activateur acoustique" soit avec un "lecteur ISO" La carte à puce ou objet portable 1 illustré sur la figure 1 comprend un ensemble Cl, M de microcircuits électroniques et au moins une interface de communication normalisée à contacts (Vcc, 1/0, RST, GND, CLK, Vpp, C4, C8). Selon la norme ISO 7816, ces contacts sont au nombre de huit et certains d'entre eux sont dédiés à l'entrée de signaux déterminés, en particulier d'un signal VCC ou tension d'alimentation, d'un signal de séquencement ou d'horloge CLK et d'un signal de remise à zéro RST. L'interface comprend également un contact de masse GND et un contact d'entrée-sortie I/O. Dans le cas où le système est constitué d'une carte à puce standard et d'un activateur acoustique, la source d'horloge est externe.

Le signal d'horloge est appliqué via la circuiterie du dispositif externe acoustique à l'entrée normalisée CLK de la carte à puce lorsque celle-ci est placée dans le dispositif externe acoustique. La norme ISO 7816 (parties 1 à 3) qui définit les contacts électriques des cartes à puce précise un mode opératoire pour la mise sous tension de la carte par un lecteur. En particulier, elle définit pour la mise sous tension d'une carte asynchrone selon la norme ISO un ordre pour l'activation des signaux à l'insertion. La séquence préconisée prévoit en effet l'ordre suivant: -RST est positionne à l'état bas pendant 40.000 cycles , puis est passé à haut par le lecteur qui en retour va recevoir des données de l'ATR de la carte sur I/O (Answer To Reset), -Vcc est positionné à l'état haut (alimentation de la carte) -Le lecteur s'apprête à recevoir des informations sur la ligne I/O -Vpp est positionné à l'état de repos (obsolète avec les cartes récentes) -CLK fournit une horloge utilisable par la carte La norme précise également que le signal RST (maintient du composant à l'état reset ) doit rester à l'état bas pendant au moins 40.000 cycles d'horloge après le démarrage du signal CLK dans le but notamment de permettre au composant de fonctionner à partir d'une horloge stable et d'être initialisé correctement. L'objet portable 1 associé à un dispositif externe à interface acoustique 2 constitue un système de transmission conçu pour transmettre sous 5 forme vocale une séquence de données binaires à partir d'un transducteur piézo-électrique QP. Le système de transmission comprend notamment : -un oscillateur pilote H du dispositif externe qui délivre un signal périodique d'horloge de fréquence FO, 10 -un circuit intégré Cl et une mémoire M contenant les informations secrètes à transmettre et les programme de fonctionnement du circuit intégré permettant de réaliser une modulation du type FSK à partir du signal d'horloge reçu par la carte sur le contact CLK d'une part, et d'autre part de la séquence d'informations binaires mémorisée et à transmettre au dispositif 15 externe à interface acoustique 2, en générant une fréquence d'échantillonnage différente FI ou F2 suivant l'état logique du bit à transmettre, - une logique de traitement permettant de déterminer le mode de fonctionnement de l'objet portable entre au moins le mode de 20 fonctionnement adapté à un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO (lecteur ISO) et un mode de fonctionnement adapté à un dispositif externe à interface acoustique (activateur acoustique) incorporant un transducteur piézo-électrique QP dont les deux bornes d'entrée d4 et d8 sont reliées aux port d'entrée sortie P2, P3 du circuit intégré pour appliquer le 25 signal logique représentatif de la séquence audible à émettre , alternativement sur l'une et sur l'autre des bornes d'entrée d4 et d8, à une fréquence vocale différente suivant l'état logique du bit à transmettre.

Le programme implémentant la modulation du type FSK réalise un diviseur par m et un diviseur par n, et affecte à ces deux diviseurs les états logiques "0" et "1", respectivement. D'une manière générale, le programme ne va travailler que sur des signaux logiques, et sa fonction est de générer un signal logique intermédiaire qui va être transmis au transducteur piézoélectrique QP et permettre à ce dernier de reconstituer à partir de ce signal logique un signal acoustique de forme sinusoïdale et d'émettre ce signal à une fréquence vocale correspondant à l'état logique du bit à transmettre appartenant à la pluralité de bit constituant la séquence à transmettre. Par ailleurs dans la variante de réalisation de la figure 1, l'objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comporte un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie I/O de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO. Ainsi l'objet portable est connectable à des dispositifs externes différents constituant chacun un terminal par l'intermédiaire d'un connecteur, normalisé pour carte à puce, incorporé dans le terminal. En particulier, les signaux d'excitation du transducteur acoustique du dispositif externe à interface acoustique passent par les points de contact d4 et d8 du terminal à interface acoustique non attribués par la norme ISO781 et associable aux contacts C4, C8 de l'objet portable. Pour tout dispositif externe l'alimentation du ou des composant(s) de l'objet portable est réalisée par le terminal au moment de son insertion au moyen des contacts normalisés Vcc (correspondant au contact Cl de la norme et situé en vis-à-vis du connecteur dl) et du contact GND (correspondant au contact C5 de la norme et situé en vis-à-vis du connecteur d5). Pour un dispositif externe à interface acoustique, un interrupteur double B actionné par l'utilisateur permet d'une part d'alimenter le circuit d'horloge H du dispositif externe et d'autre part de maintenir à un niveau bas le connecteur d2 correspondant au contact RST de la carte. Pour cela un premier pôle de l'interrupteur est relié d'une part à la borne positive de la pile et d'autre part à une entrée d'alimentation de l'horloge dont la sortie est reliée au connecteur d3 correspondant au contact CLK de la carte. L'autre pôle de l'interrupteur est relié d'une part à la borne négative de la pile et d'autre part au connecteur d2. L'interrupteur comporte un agencement permettant de maintenir l'alimentation de l'horloge, pendant un temps suffisant pour l'émission d'une séquence audio et le signal RST reste à un niveau bas pendant un temps suffisant pour la détection du mode de fonctionnement par la carte. L'objet portable contient dans sa mémoire un programme de reconnaissance du type de dispositif. L'objet portable pouvant être connecté à des terminaux différents mettra en oeuvre ce programme de reconnaissance du type de dispositif externe (RTDE) constituant le terminal qui s'exécute selon le processus suivant. Supposons également que le temps to corresponde à l'instant où la carte est physiquement connectée au dispositif externe.

Ensuite - à l'instant t1, le dispositif externe fonctionnant selon la norme ISO lecteur ISO représenté figure 3 monte le signal Vcc et le signal RST au niveau haut, - à l'instant t2, le lecteur envoie un signal horloge CLK, de l'ordre de 100 KHz par exemple, et - à l'instant t3, la carte répond suivant un protocole de communication conforme à la norme ISO et selon un mode de fonctionnement synchrone en utilisant le port P1 du circuit intégré Cl relié au contact I/0.de l'objet portable. Ainsi, si le programme de reconnaissance détecte la présence du signal VCC (VCC = "1") puis à l'arrivée du signal d'horloge CLK fait un échantillonnage du signal RST à un niveau haut (RST = "1") sur un front montant du signal d'horloge entre les instants t2 et t3, il en déduit que le mode de fonctionnement est celui d'un terminal ISO et asynchrone et après l'envoi des données de l'ATR de la carte sur I/O (Answer To Reset), le programme de la carte se met en attente de commandes provenant du dispositif externe. Par ailleurs, en fonction du niveau de RST le programme de reconnaissance peut se brancher sur une séquence spécifique permettant de faire passer l'objet portable à un mode de fonctionnement dit acoustique, spécifique à un dispositif externe à interface acoustique activateur acoustique et y rester si le programme de reconnaissance échantillonne le signal RST à un niveau bas comme décrit ci-après en référence à la figure 2. Supposons que pour la variante de réalisation de la figure 1 le temps t1 corresponde à l'instant où la carte est physiquement connectée au lecteur à contacts.

L'alimentation des circuits de la carte est fournie par le dispositif externe à l'instant t1 par le contact Vcc. Dès réception d'un signal d'horloge CLK par exemple à l'instant t2 correspondant à l'actionnement de l'interrupteur B par l'utilisateur du dispositif externe, les circuits de l'objet portable échantillonnent le signal remise à zéro RST forcé à un niveau bas par le dispositif externe à interface acoustique. La présence du signal RST à un niveau bas et du signal VCC au niveau haut permet au programme de fonctionnement spécifique de déclencher, par l'initialisation d'un compteur (C), une boucle d'attente permettant d'être sûr après un temps At que le signal de fréquence FO fourni par l'horloge est stabilisé. Un certain temps At après la détection de RST au niveau bas la séquence de fonctionnement spécifique lance la lecture dans la mémoire M de la séquence des données à transmettre. Le programme génère par un processus un signal logique intermédiaire qui va être transmis par le port spécifique P2, P3 d'entrée sortie du microcontrôleur au transducteur piézoélectrique QP par les contacts spécifiques C4, C8 relié au circuit CI de l'objet portable par le port P2, P3. Un tel processus est connu, par exemple, de la demande de brevet FR 2 766 288 et utilise un deuxième et un troisième compteurs (DC, respectivement TC). Le deuxième compteur (DC) permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur (TC) initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique. Le programme met également en oeuvre un quatrième compteur (QC) pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence ou d'une rafale de séquences. D'une manière générale, on va utiliser la partie capacitive de l'impédance du transducteur piézo-électrique P en lui faisant jouer une fonction d'intégration pour reconstituer un signal acoustique de forme sinusoïdale à partir des impulsions logiques transmises par le circuit intermédiaire, sachant que cette impédance devient essentiellement capacitive lorsque le transducteur P est excité au voisinage de sa fréquence de résonance. Ce mode de fonctionnement spécifique sera alors maintenu tant que la carte ne sera pas physiquement déconnectée du lecteur, c'est-à-dire tant 20 que l'ensemble des microcircuits électroniques restent alimentés par Vcc. L'activation de l'interface acoustique est faite par l'utilisateur au moyen de l'interrupteur ou d'une touche tactile. Ainsi, lorsque la carte à puce 1 comprend plusieurs interfaces de communication (Pl, P2 P3, voir fig.1), le programme de fonctionnement de 25 l'objet portable selon le mode de réalisation de la figure 1, sélectionne le mode de fonctionnement de la carte correspondant à l'interface associée et maintient ce mode de fonctionnement tant que l'alimentation Vcc n'est pas interrompue.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif externe ou terminal représenté à la figure 4 est associé avec un objet portable spécifique à un seul port de communication par le contact I/O et uniquement dédié à l'application acoustique, à savoir faire émettre par le dispositif externe un signal sonore lorsque l'objet portable est associé au dispositif externe et lorsque l'utilisateur actionne un interrupteur K du dispositif externe activateur acoustique . Pour optimiser le coût de revient du dispositif externe à interface acoustique, ses dimensions et sa consommation énergétique, il convient de 10 minimiser le nombre de composants le constituant. Ainsi, il serait à la fois complexe et coûteux de reproduire le fonctionnement d'un lecteur de carte à puce standard conforme à la norme ISO 7816. Au lieu de cela, l'invention propose un mode de fonctionnement 15 simplifié d'une carte à puce spécifique adaptée à un dispositif externe à interface acoustique. La carte à puce ou l'objet portable comporte un microcontrôleur à un seul port de sortie connecté au contact C7 = I/O. Le microcontrôleur contient uniquement les données d'authentification et le programme nécessaire à la reconnaissance de la connexion à un dispositif 20 externe et à l'émission des informations nécessaires à l'émission acoustique. Détail des correspondances du connecteur carte à puce reste le même,à savoir: dl=> Cl: VCC d5=> C5: GND d2=> C2: RST d6=> C6: VPP (obsolete) 25 d3=> C3 : CLK d7=> C7 : I/O d4=> C4 : RFU (reserve) d6=> C8 : RFU (reserve) Comme on peut le voir sur le schéma, sur action de l'utilisateur, l'interrupteur K1 connecte la pile à Cl, C2 et à l'oscillateur simultanément. Ce dernier va démarrer ses oscillations sans délai et elles seront présentes au point de contact C3.

Ainsi, dans le cas où une carte à microcontrôleur est insérée, celle-ci est mise sous tension (51) sans gestion de l'ordonnancement de l'activation des signaux comme défini par la norme. En particulier, le signal de RESET (RST) est directement présent sur C2 à l'état haut sans la période de 40000 cycles définie par la norme. Le microcontrôleur et l'oscillateur démarrent donc leur fonctionnement en même temps. L'effet négatif induit par un tel mode de fonctionnement est que l'horloge fournie par un oscillateur à sa mise sous tension n'est pas stable immédiatement ; typiquement la fréquence du signal fourni sera stable entre quelques centaines de microsecondes à quelques centaines de millisecondes selon la technologie mise en oeuvre. La conséquence directe sur le fonctionnement du microcontrôleur est une mesure du temps erronée. Dans le cas d'un système d'authentification acoustique, la mesure du temps est primordiale en plusieurs points notamment pour le calibrage des temps d'écritures dans la mémoire EEPROM et pour la génération des signaux acoustiques. En effet, le principe d'authentification repose sur la génération d'un signal sonore transportant un message chiffré, enregistré au préalable de manière sûre dans la mémoire non volatile de la carte. L'authenticité de la carte étant établie par un serveur avec lequel la carte communique selon un protocole monodirectionnel, pour prévenir les tentatives de re-jeu des messages émis par le système d'authentification, il est indispensable de garantir une continuité logique (par filiation cryptographique) entre les différents messages successifs produits. D'où l'importance de la fiabilité de fonctionnement du composant. Aussi, pour palier le risque d'un dysfonctionnement des mécanismes d'authentification, il est nécessaire de s'affranchir des problèmes engendrés par les fluctuations de l'horloge à la mise sous tension. A cette fin, l'invention met en oeuvre un délai d'attente réalisé par l'exécution d'un nombre suffisamment important d'instructions non critiques ( boucles à vide ) avant toute opération critique : accès à la mémoire non volatile et aux fonctions de transmission acoustique. Le séquencement du programme de démarrage du composant de l'objet portable est illustré par l'organigramme de la figure 4 : Exemple : Dans le cas où l'oscillateur est un circuit oscillant intégré dont la fréquence est fixée à 1 Mhz, soit 1 us par cycle, le temps d'établissement de la fréquence stable est typiquement de 1 ms (1000 us). Pour un microcontrôleur à architecture de type Harvard, une instruction s'exécute généralement en 2, 3 ou 4 cycles d'horloge selon sa nature. Dans ce type de composant, il existe des instructions spécialisées dans les opérations simultanées décrément / test / branchement. Ainsi pour garantir une marge de fonctionnement on fixera ,par exemple à 1000 le nombre de boucles d'instructions (52) non critiques exécutées au démarrage du composant pour constituer le temps At permettant d'être sûr que le signal de fréquence FO fourni par l'horloge est stabilisé. Pour cela on initialise un compteur C du nombre d'instructions non critiques exécuté à une valeur 1000 et on décrémente ce compteur chaque fois qu'une instruction de bouclage est exécutée, jusqu'à ce que la valeur du compteur soit zéro.

A l'issue de ce temps d'attente le programme de l'objet portable prépare le message (53) en générant un signal logique intermédiaire qui va éventuellement être enregistré (54) en mémoire puis être transmis (55) au transducteur piézoélectrique QP et permettre à ce dernier de reconstituer à partir de ce signal logique un signal acoustique de forme sinusoïdale et d'émettre ce signal à une fréquence vocale correspondant à l'état logique du bit à transmettre appartenant à la pluralité de bit constituant la séquence à transmettre. Dans une autre variante représentée à la figure 6 de réalisation de l'objet portable à un seul port de communication P1 permettant d'une part une utilisation avec un activateur acoustique et d'autre part une utilisation avec un terminal ayant un comportement ISO. La mémoire M comporte un programme 70 correspondant à l'organigramme de la figure 7 qui est identique à celui de la figure 5 pour les étapes 72, 73, 74, 75 ayant le même chiffre des unités que pour le programme de la figure 5. Ce programme qui incorpore la fonctionnalité (RTDE) de reconnaissance du type de dispositif externe, est systématiquement mis en oeuvre lors de la connexion de l'objet portable à un dispositif externe. Le composant de l'objet portable, par exemple du type Atmel AT90SCxx intègre des mécanismes de gestion du RESET du circuit indépendamment de la broche RST ce qui permet une entorse à la norme (démarrage du composant sans passage par RST=O). La détection des lecteur ISO et activateur acoustique se fait par un compteur R incrémenté à chaque passage à l'état haut du signal Reset et remise à zéro lors de l'interruption de l'alimentation du contact Vcc. Un test sur la valeur du compteur, permet de distinguer les RESET à froid et les RESET à chaud.

On appelle RESET à froid, le premier démarrage du composant après la mise sous tension (montée de VCC). Dans ce cas le compteur de reset est à 1. On appelle RESET à chaud, les démarrages suivants, provoqués par l'activation de RST (passage par l'état bas puis remontée à l'état haut sans mise hors tension [VCC reste haut pendant l'opération]). Dans ce cas le compteur est supérieur à 1. Ainsi, dans le code du programme, à la première mise sous tension, le composant part après l'attente At (boucle 72) systématiquement en mode acoustique (étapes 73, 74, 75). Si le dispositif externe est du type activateur acoustique comme celui de la figure 4, il va recevoir la séquence acoustique sur le contact I/O relié au transducteur piézoélectrique et émettra les sons définis par les informations mémorisées (IM) en mémoire (M) de l'objet portable (1, fig.: 6).

Si le dispositif externe connecté à l'objet portable est du type lecteur ISO ce dernier réalise que la séquence reçue par le contact I/O n'est pas l'ATR et le programme du lecteur ISO émet un second RESET sans mise hors tension de l'objet portable. À ce moment le programme (70, fig.: 7) de l'objet portable qui gère le compteur R qui est incrémenté à chaque passage à l'état haut du contact C2, teste (76) la valeur de R pour savoir si cette valeur est supérieure à 1. Dans l'affirmative le programme se détourne du fonctionnement pour interface acoustique pour mettre en oeuvre le fonctionnement pour lecteur ISO en répondant (77) de manière standard son ATR, puis l'objet portable se met en état d'attente (78) de commandes provenant du lecteur ISO. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.

Claims

REVENDICATIONS1.- Objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant au moins un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, un programme mémorisé dans l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique, comportant au moins un dispositif d'alimentation en tension de l'objet portable et un oscillateur fournissant un signal d'horloge,caractérisé en ce que le programme contrôle, l'émission d'une séquence de données mémorisées dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable, l'objet portable recevant du dispositif externe à interface acoustique sur les contacts ISO la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable.
2.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps défini correspond au temps minimum pour garantir la stabilité du signal d'horloge transmis à l'objet portable par le dispositif externe.
3.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau bas.
4.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un premier signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau Haut.
5.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que le programme met en oeuvre au moins trois compteurs comptant les impulsions de l'horloge ou d'un signal dérivé de l'horloge, un premier compteur pour déterminer le temps défini nécessaire à la stabilité de l'horloge, puis déclenche simultanément un deuxième et un troisième compteurs, le deuxième compteur permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique
6.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que le programme met en oeuvre un quatrième compteur pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence de données ou d'une rafale de séquences de données.
7.- .- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 5, caractérisé en ce que le programme exécuté par le microprocesseur permet l'émission d'une séquence de signaux périodiques sur deux fréquences, l'une correspondant aux données représentatives d'un niveau bas et l'autre celles d'un niveau haut à interface acoustique.
8.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue en détectant simultanément laprésence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau haut, puis par l'émission de l'ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe .
9.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue par un compteur (R) et en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal à un niveau haut sur le contact ISO de remise à zéro correspondant au passage pour la deuxième fois à ce niveau haut, puis par l'émission de l'ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe.
10.- Dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à double port de sortie,l'un correspondant à la sortie ISO I/O, l'autre étant spécifique aux contacts C4,C8, le dispositif comportant un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C4 et C8 sur lesquels l'objet portable transmet par le port spécifique de sortie du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux niveaux différents des données, et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'oscillateur du dispositif externe fournissant le signal d'horloge et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé correspondant au moins au temps nécessaire à la détection le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe.
11.- Dispositif externe à interface acoustique selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'arrangement du dispositif comporte une pile reliée par sa borne positive au connecteur correspondant au contact Cl d'alimentation de l'objet portable et par sa borne négative au connecteur correspondant au contact C5 de masse de l'objet portable, un cristal d'horloge connecté d'une part à un connecteur correspondant au contact C3 de réception d'horloge par l'objet portable et d'autre part au connecteur correspondant au contact C5 de masse, un double interrupteur reliant d'une part la masse au connecteur correspondant au contact de remise à zéro RST et d'autre part reliant la borne positive de la pile au cristal d'horloge générant une fréquence pilote.
12- Dispositif externe à interface acoustique selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur pour déterminer par un comptage des cycles d'horloge, la fin de l'envoi d'une séquence de données ou d'une rafale de séquence de données.
13.- Dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à simple port de sortie correspondant à la sortie ISO I/O, caractérisé en ce qu'il comporte un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C5 et C7 sur lesquels l'objet portable transmet par le port de sortie I/O du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux données, et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'oscillateur du dispositif externe fournissant sur le contact C3 le signal d'horloge et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé, correspondant au moins au temps nécessaire à la détection, le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe.