FR2938094A1 - USB KEY WITH NON-CONTACT DRIVE FUNCTIONS AND NON-CONTACT CHIP CARD EMULATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif électronique (1) portable et communiquant, comportant un boîtier sensiblement de la taille du boîtier d'une clé USB, dans lequel est fixée une carte de circuit imprimé sur les faces duquel sont fixés une pluralité de composants électroniques, à savoir : - un connecteur pour carte à puce et une carte à puce (15) ; - une interface de type USB (3) pour connecter le dispositif (1) à un système hôte ; - un microcontrôleur (5) pour gérer la communication entre ladite carte à puce (15) et l'interface USB (3), Ce dispositif électronique (1)est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un composant (9) doté d'une fonction de communication sans contact, connecté audit microcontrôleur (5) et à ladite carte à puce (15) de manière que le dispositif (1) présente deux modes de fonctionnement, à savoir un mode de fonctionnement en lecteur de carte à puce sans contact, dans lequel il est connecté à un système hôte via l'interface USB (3), et un mode de fonctionnement autonome, dans lequel il émule une carte à puce sans contact lorsqu'il est placé dans le champ électromagnétique d'un lecteur de carte à puce sans contact.The invention relates to an electronic device (1) portable and communicating, comprising a housing substantially the size of the housing of a USB key, in which is fixed a printed circuit board on the faces of which are fixed a plurality of electronic components, namely: - a connector for a smart card and a smart card (15); a USB type interface (3) for connecting the device (1) to a host system; a microcontroller (5) for managing the communication between said smart card (15) and the USB interface (3). This electronic device (1) is characterized in that it further comprises a component (9) equipped with a contactless communication function, connected to said microcontroller (5) and to said smart card (15) so that the device (1) has two modes of operation, namely a mode of operation in a smart card reader without contact, in which it is connected to a host system via the USB interface (3), and a stand-alone mode of operation, in which it emulates a contactless smart card when placed in the electromagnetic field of a reader contactless smart card.
Description
Clé USB dotée des fonctions de lecteur sans contact et d'émulation de carte à puce sans contact USB stick with contactless reader and contactless smart card emulation capabilities
La présente invention concerne un objet électronique portable et communiquant, au format d'une clé USB, comportant plusieurs modes de fonctionnement, dont un mode de fonctionnement en lecteur de carte à puce sans contact et un mode de fonctionnement en émulation de carte à puce sans contact. The present invention relates to a portable electronic object communicating, in the format of a USB key, comprising several modes of operation, including a mode of operation in a contactless smart card reader and a mode of operation in smart card emulation without contact.
Etat de la Technique Il existe aujourd'hui un grand nombre d'objets portables et communicants, 10 que la communication se fasse par l'intermédiaire de contacts ohmiques, ou sans contact au moyen d'une communication radio ou optique. Parmi ces objets portables, on connaît : - des dispositifs à carte à puce, comportant un microprocesseur et une mémoire accessible depuis l'extérieur du dispositif par l'intermédiaire d'un connecteur 15 de carte à puce, ou d'une interface de carte à puce sans contact. - des jetons ou clés avec ou sans contact, encore appelés token en terminologie anglo-saxonne, se comportant comme des cartes à puce avec ou sans contact. - des clés dites clés USB (pour Universal Serial Bus en terminologie 20 anglo-saxonne), pourvues d'un connecteur USB permettant la connexion à un dispositif hôte, et renfermant principalement une mémoire de masse, qui peut ainsi être utilisée, notamment, pour aisément transporter des fichiers de données d'un système hôte à un autre. Or les besoins des applications actuelles pour les objets portables 25 communicants subissent une augmentation et une diversification constantes, du fait notamment de la mobilité de leurs utilisateurs et du besoin de ceux-ci d'utiliser leurs objets portables communicants dans diverses applications, telles que les applications de transport, de paiement, de rechargement de cartes à puce en ligne, etc. On connaît par ailleurs un dispositif portable communicant sans contact, 30 comportant un connecteur USB relié à un microcontrôleur, lequel est connecté d'une part à une mémoire de masse, et d'autre part à un composant de carte à puce sans contact lui-même connecté à une antenne pour la communication avec un dispositif externe, tel qu'un lecteur de carte à puce sans contact. Ce dispositif présente donc, en supplément par rapport aux cartes à puce sans contact connues, un microcontrôleur pour gérer la connexion USB avec un système hôte tel qu'un ordinateur personnel, et une mémoire de masse. Dans le mode de fonctionnement sans contact de ce dispositif, seule la carte à puce est alimentée à travers l'antenne, et en mode de fonctionnement à contact, le microcontrôleur, la mémoire de masse et la carte à puce sont tous alimentés à travers la connexion USB. L'avantage d'un tel dispositif par rapport aux simples clés USB réside dans le fait qu'en mode connecté, il permet de faire communiquer la carte à puce sans contact, avec un système hôte tel qu'un ordinateur personnel, d'où la possibilité de conférer à ce dispositif une connectivité internet. Bien qu'il représente un progrès important par rapport aux simples clés USB préexistantes, ce dispositif comporte cependant un inconvénient, dans la mesure où il ne peut pas en tant que tel fonctionner comme un lecteur de carte pour lire une carte sans contact. Par ailleurs, les lecteurs de carte connus ne sont pas en mesure d'assurer une fonction d'émulation de carte à puce. Or certaines applications envisagées vont maintenant avoir besoin des deux fonctions, à savoir une fonction de lecture de carte à puce sans contact, et une fonction d'émulation de carte à puce, sur le même dispositif. STATE OF THE ART There are today a large number of portable and communicating objects, 10 that the communication is done via ohmic contacts, or without contact by means of a radio or optical communication. Among these portable objects, there are known: smart card devices, comprising a microprocessor and a memory accessible from outside the device via a smart card connector, or a card interface contactless chip. - Tokens or keys with or without contact, also called token in English terminology, behaving like chip cards with or without contact. key called USB keys (for Universal Serial Bus in English terminology), provided with a USB connector allowing connection to a host device, and mainly containing a mass memory, which can thus be used, in particular, for Easily transport data files from one host system to another. However, the needs of current applications for communicating portable objects are constantly increasing and diversifying, in particular because of the mobility of their users and the need for them to use their communicating portable objects in various applications, such as online transportation, payment, smart card reload applications, etc. Furthermore, there is known a contactless communicating portable device, comprising a USB connector connected to a microcontroller, which is connected on the one hand to a mass memory, and on the other hand to a contactless smart card component itself. even connected to an antenna for communication with an external device, such as a contactless smart card reader. This device therefore has, in addition to known contactless smart cards, a microcontroller for managing the USB connection with a host system such as a personal computer, and a mass memory. In the non-contact mode of operation of this device, only the smart card is powered through the antenna, and in contact mode, the microcontroller, the mass memory and the smart card are all powered through the antenna. USB connection. The advantage of such a device compared to simple USB sticks lies in the fact that in connected mode, it allows to communicate the contactless smart card, with a host system such as a personal computer, where the possibility of giving this device internet connectivity. Although it represents a significant advance over the simple pre-existing USB keys, this device has a disadvantage, in that it can not as such operate as a card reader to read a contactless card. Furthermore, known card readers are not able to provide a smart card emulation function. Now some applications envisaged will now need both functions, namely a contactless smart card reading function, and a smart card emulation function, on the same device.
Buts de l'invention Un but général de l'invention est de remédier aux inconvénients des dispositifs portables communicants de l'état de la technique. Un autre but plus spécifique de l'invention est de proposer un dispositif qui soit capable de fonctionner à la fois comme une carte à puce sans contact, et comme un lecteur sans contact capable d'interagir avec des cartes à puces sans contact externes, ou avec d'autres dispositifs à fonctionnement sans contact. Aims of the invention A general object of the invention is to overcome the disadvantages of communicating portable devices of the state of the art. Another more specific object of the invention is to propose a device that is capable of functioning both as a contactless smart card, and as a contactless reader capable of interacting with external contactless smart cards, or with other non-contact devices.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif qui soit peu encombrant, sensiblement de la taille des clés USB déjà connues, et d'un coût faible, bien inférieur au coût des lecteurs de cartes à puce connus. Another object of the invention is to provide a device that is compact, substantially the size of the USB keys already known, and low cost, well below the cost of known smart card readers.
Résumé de l'invention Une différence importante du dispositif selon l'invention par rapport aux dispositifs connus réside dans la présence d'un composant permettant une communication sans contact de type NFC pour communiquer avec un objet sans contact tel qu'un téléphone mobile, ou un autre dispositif portable communicant. SUMMARY OF THE INVENTION An important difference of the device according to the invention with respect to the known devices resides in the presence of a component enabling an NFC-type contactless communication to communicate with a contactless object such as a mobile telephone, or another communicating portable device.
L'architecture du dispositif selon l'invention est organisée de telle manière que le dispositif puisse fonctionner alternativement en mode d'émulation de carte à puce sans contact, ou en mode lecteur de carte à puce sans contact. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électronique portable et communiquant, comportant un boîtier sensiblement de la taille du boîtier d'une clé USB, dans lequel est fixée une carte de circuit imprimé sur les faces duquel sont connectés une pluralité de composants électroniques, à savoir : - un connecteur pour carte à puce et une carte à puce; - une interface à contact de type USB pour connecter le dispositif à un système hôte ; - un microcontrôleur pour gérer la communication entre ladite carte à puce et l'interface USB, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un composant doté d'une fonction de communication sans contact, connecté audit microcontrôleur et à ladite carte à puce de manière que le dispositif présente deux modes de fonctionnement, à savoir un mode de fonctionnement en lecteur de carte à puce dans lequel il est connecté à un système hôte via l'interface USB, et un mode de fonctionnement autonome, dans lequel il émule une carte à puce sans contact lorsqu'il est placé dans le champ électromagnétique d'un lecteur de carte à puce sans contact. The architecture of the device according to the invention is organized in such a way that the device can operate alternately in non-contact smart card emulation mode, or in non-contact smart card reader mode. For this purpose, the subject of the invention is a portable and communicating electronic device, comprising a housing substantially the size of the housing of a USB key, in which is fixed a printed circuit board on the faces of which are connected a plurality of electronic components, namely: - a connector for a smart card and a smart card; a USB type contact interface for connecting the device to a host system; a microcontroller for managing the communication between said smart card and the USB interface, the device being characterized in that it further comprises a component provided with a contactless communication function, connected to said microcontroller and to said card chip so that the device has two modes of operation, namely a mode of operation in a smart card reader in which it is connected to a host system via the USB interface, and an autonomous mode of operation, in which it emulates a contactless smart card when placed in the electromagnetic field of a contactless smart card reader.
De cette manière, le dispositif permet de faire cohabiter, dans le volume restreint d'une clé USB, une fonction de lecteur sans contact, et une fonction d'émulation de carte à puce sans contact. In this way, the device allows to coexist, in the restricted volume of a USB key, a contactless reader function, and a contactless smart card emulation function.
De préférence, le composant à fonction de communication sans contact est compatible avec la norme de communication NFC. Bien entendu, ce composant à fonction de communication NFC est connecté en sortie à une antenne. Avantageusement, lorsque le dispositif fonctionne en mode autonome, la carte à puce est directement accessible par un lecteur externe sans contact, via l'antenne et le composant à fonction de communication sans contact. De façon similaire, en mode de fonctionnement branché sur un système hôte, la carte à puce est directement accessible via l'interface USB et le microcontrôleur sans passer par le composant à fonction de communication sans contact. Alternativement, en mode de fonctionnement branché sur un système hôte, la carte à puce interne est accessible via l'interface USB, le microcontrôleur et le composant à fonction de communication sans contact. Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif, celui-ci comporte en 15 outre des périphériques, notamment une mémoire de masse connectée au microcontrôleur. De préférence, la carte à puce est une carte de petit format, notamment au format SIM. Dans une variante, le boîtier du dispositif comporte alors une trappe amovible donnant accès à un connecteur pour l'insertion de la carte au format SIM. 20 Mais dans une autre variante encore plus compacte du dispositif, la carte au format SIM est remplacée par une simple puce pour carte à puce, et ladite puce est directement soudée sur le circuit imprimé du dispositif. Avantageusement, le logiciel embarqué du dispositif est configuré pour être apte à gérer des commandes administratives en provenance d'un système hôte 25 auquel le dispositif est connecté, ou en provenance d'un serveur distant via internet, quel que soit le système d'exploitation de celui-ci et quel que soit le navigateur internet utilisé. Preferably, the non-contact communication function component is compatible with the NFC communication standard. Of course, this component with NFC communication function is connected to an antenna output. Advantageously, when the device operates in autonomous mode, the smart card is directly accessible by an external reader without contact, via the antenna and the contactless communication function component. Similarly, in operating mode connected to a host system, the smart card is directly accessible via the USB interface and the microcontroller without going through the component with contactless communication function. Alternatively, in operating mode connected to a host system, the internal smart card is accessible via the USB interface, the microcontroller and the component with contactless communication function. In an advantageous embodiment of the device, the device further comprises peripherals, in particular a mass memory connected to the microcontroller. Preferably, the smart card is a small format card, especially in SIM format. In a variant, the housing of the device then comprises a removable hatch giving access to a connector for insertion of the SIM card. But in another even more compact variant of the device, the SIM card is replaced by a single smart card chip, and said chip is directly soldered to the printed circuit of the device. Advantageously, the embedded software of the device is configured to be able to manage administrative commands from a host system 25 to which the device is connected, or from a remote server via the Internet, regardless of the operating system. of it and whatever browser is used.
Description détaillée 30 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui suit et à l'aide des dessins ci-annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente de façon schématique l'architecture interne du dispositif selon l'invention. - la figure 2 représente l'architecture logicielle du dispositif selon l'invention, en relation avec l'architecture logicielle d'un système hôte. DETAILED DESCRIPTION The invention will be better understood with the aid of the detailed description which follows and with the aid of the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically represents the internal architecture of the device according to FIG. invention. - Figure 2 shows the software architecture of the device according to the invention, in connection with the software architecture of a host system.
Dans la suite du texte, on utilisera les définitions suivantes, et les acronymes associés : - Carte à interface duale : il s'agit d'une carte à puce disposant ûau moinsûdes interfaces de communication à contact (selon le standard ISO/IEC 7816) et sans contact (selon le standard ISO/IEC 14443) ; - Carte SIM : il ne s'agit pas nécessairement d'une carte à puce dédiée aux applications de télécommunications, mais simplement d'une carte en matière plastique au format SIM, à savoir ID-000 (25 mm par 15 mm) ou mini-UICC (12 mm par 15 mm), et contenant un composant de carte à puce doté de 8 contacts (Cl à C8) ; - NFC (acronyme pour Near Field Communication en terminologie anglo-saxonne) : il s'agit d'une technologie de communication sans contact (avec une portée maximale de l'ordre de 10 cm suivant les capacités du composant NFC. Les protocoles de communication suivants peuvent être supportés : ISO/IEC 14443 Type B, ISO/IEC 14443 Type A, MIFARE (NXP), FeliCa (Sony), et Innovatron. En outre, la technologie NFC supporte également la communication ISO/IEC 15693. In the rest of the text, the following definitions will be used, and the associated acronyms: - Dual interface card: this is a smart card with at least one contact communication interface (according to the ISO / IEC 7816 standard) and without contact (according to the ISO / IEC 14443 standard); - SIM card: it is not necessarily a smart card dedicated to telecommunications applications, but simply a plastic card in SIM format, namely ID-000 (25 mm by 15 mm) or mini -UICC (12 mm by 15 mm), and containing a chip card component with 8 contacts (C1 to C8); - NFC (acronym for Near Field Communication in English terminology): this is a contactless communication technology (with a maximum range of about 10 cm depending on the capabilities of the NFC component.) Communication protocols The following can be supported: ISO / IEC 14443 Type B, ISO / IEC 14443 Type A, MIFARE (NXP), FeliCa (Sony), and Innovatron In addition, NFC technology also supports ISO / IEC 15693 communication.
On se réfère à la figure 1 représentant l'architecture de l'objet portable 1 communicant selon l'invention. L'objet portable 1 est de la taille d'une clé USB, de ce fait il comporte un boîtier (non représenté) ayant quelques centimètres de longueur, et une épaisseur et une largeur de l'ordre de 1 à 2 centimètres. Dans le boîtier, réalisé notamment en matière plastique, est logée une carte électronique sous la forme d'un circuit imprimé (appelé PCB en terminologie anglo-saxonne), sur les deux faces duquel sont soudés tous les composants électroniques énumérés ci-dessous (on ne cite pas les composants électroniques passifs : résistances, condensateurs, etc.). - un connecteur USB 3, qui permet la connexion avec un système hôte (non représenté), également pourvu d'un connecteur USB, comme par exemple un ordinateur personnel ; - un microcontrôleur 5 permettant de gérer la connexion USB 3. Ce microcontrôleur est connecté, de façon optionnelle, à un ou plusieurs périphériques externes 7, comme par exemple une mémoire externe de masse, notamment une mémoire de type Flash ROM. Ce microcontrôleur gère également la communication avec une carte au format SIM 15. D'autres périphériques externes peuvent optionnellement être prévus en plus de ou en lieu et place de la mémoire Flash ROM, comme par exemple des composants de carte à puce, des diodes électroluminescentes, des afficheurs LCD, des capteurs biométriques, etc. - un composant 9 pour gérer la communication sans contact avec un dispositif externe 11 comme par exemple une carte à puce sans contact. Le composant NFC 9 est en particulier conforme au protocole de communication NFC, et comporte à cet effet un oscillateur (non représenté) et est connecté à une antenne 13 intégrée sur le circuit imprimé. - la carte au format SIM 15 est connectée d'une part au microcontrôleur 5 de façon qu'elle puisse communiquer avec le système hôte. La carte au format SIM 15 est en outre connectée au composant NFC 9 de façon à pouvoir communiquer sans contact avec un dispositif externe 11. A cet effet, le connecteur C6 de la carte SIM est relié à l'entrée SWP (pour Single Wire Protocol en terminologie anglo-saxonne) du composant NFC 9. Il est à noter que la carte à puce 15 pourrait être une carte au format ISO 7816, mais afin de rendre le dispositif 1 le plus compact possible, la carte à puce 15 est de préférence au format des cartes SIM. A cet effet, la coque est alors dotée d'une trappe amovible donnant accès à un connecteur pour carte SIM, du type de ceux qu'on trouve dans les téléphones portables utilisant des cartes SIM, et la carte SIM est alors insérée dans le logement délimité par la trappe et connectée au connecteur pour carte SIM. Referring to Figure 1 showing the architecture of the portable object 1 communicating according to the invention. The portable object 1 is the size of a USB key, therefore it comprises a housing (not shown) having a few centimeters in length, and a thickness and a width of the order of 1 to 2 centimeters. In the housing, made in particular of plastic, is housed an electronic card in the form of a printed circuit (called PCB in English terminology), on both sides of which are soldered all the electronic components listed below (on do not quote passive electronic components: resistors, capacitors, etc.). - A USB connector 3, which allows connection with a host system (not shown), also provided with a USB connector, such as a personal computer; a microcontroller 5 making it possible to manage the USB connection 3. This microcontroller is optionally connected to one or more external peripherals 7, such as for example an external mass memory, notably a Flash ROM type memory. This microcontroller also manages the communication with a SIM 15 format card. Other external peripherals may optionally be provided in addition to or in place of the flash ROM memory, for example chip card components, light emitting diodes. , LCD displays, biometric sensors, etc. a component 9 for managing the contactless communication with an external device 11, for example a contactless smart card. The NFC component 9 is in particular in accordance with the NFC communication protocol, and comprises for this purpose an oscillator (not shown) and is connected to an antenna 13 integrated on the printed circuit. the SIM card 15 is connected on the one hand to the microcontroller 5 so that it can communicate with the host system. The SIM card 15 is further connected to the NFC component 9 so that it can communicate without contact with an external device 11. For this purpose, the connector C6 of the SIM card is connected to the SWP input (for Single Wire Protocol in English terminology) of the NFC component 9. It should be noted that the smart card 15 could be an ISO 7816 format card, but in order to make the device 1 as compact as possible, the smart card 15 is preferably in SIM card format. For this purpose, the shell is then equipped with a removable hatch giving access to a SIM card connector, of the type found in mobile phones using SIM cards, and the SIM card is then inserted into the housing. delimited by the hatch and connected to the SIM card connector.
En variante, afin de minimiser encore plus la taille du dispositif 1 selon l'invention, le réceptacle pour carte SIM et la carte SIM peuvent être remplacés par un composant carte à puce directement soudé sur le circuit imprimé. Dans ce cas, la trappe du boîtier pour la carte SIM n'est pas requise. Dans l'architecture de la figure 1, le microcontrôleur 5 génère les signaux RST (Remise à zéro), CLK (horloge) et I/O (entrée/sortie) de la carte SIM 15. Alternatively, to further minimize the size of the device 1 according to the invention, the SIM card receptacle and the SIM card can be replaced by a chip card component directly soldered to the printed circuit. In this case, the housing door for the SIM card is not required. In the architecture of FIG. 1, the microcontroller 5 generates the signals RST (Reset), CLK (clock) and I / O (input / output) of the SIM card 15.
L'alimentation VCC de la carte SIM provient du composant NFC 9, sous le contrôle du microcontrôleur 5, via une entrée GPIO dédiée. The VCC power supply of the SIM card comes from the NFC component 9, under the control of the microcontroller 5, via a dedicated GPIO input.
Fonctionnement du dispositif selon l'invention Le dispositif 1 gère deux modes de fonctionnement, à savoir : - un mode autonome qui correspond à une utilisation du dispositif en mode sans contact uniquement, à la façon d'un badge ou d'une carte à puce sans contact, et dans lequel le dispositif n'est pas connecté à un système hôte via son connecteur USB. - un mode connecté qui correspond à une utilisation lorsque le dispositif est 15 connecté à un PC (ou toute machine hôte) via son connecteur USB. Operation of the Device According to the Invention The device 1 manages two modes of operation, namely: an autonomous mode which corresponds to a use of the device in contactless mode only, in the manner of a badge or a smart card contactless, and wherein the device is not connected to a host system via its USB connector. a connected mode which corresponds to use when the device is connected to a PC (or any host machine) via its USB connector.
Plus précisément, en mode autonome, lorsque le dispositif 1 est placé dans un champ électromagnétique adéquat, l'antenne 13 tire de l'énergie de ce champ, ce qui permet d'alimenter le composant NFC 9, qui lui-même alimente la carte 5IM 15. 20 Les autres composants (microcontrôleur 5, périphériques externes 7) ne sont alors pas alimentés. Le composant NFC 9 redirige les commandes provenant de son interface sans contact vers la carte SIM 15 en utilisant la connexion SWP. En mode autonome, le signal SWP (Single Wire Protocol) provient du composant NFC (SWP n'est pas utilisé en mode connecté). 25 Par contre, en mode connecté, l'ensemble des composants sont alimentés via le connecteur USB 3. Utilisation du dispositif selon l'invention Le dispositif 1 regroupe les fonctions suivantes : 30 En mode autonome : le dispositif 1 fonctionne simplement à la façon d'une carte à puce sans contact, et peut être utilisé comme tel dans toutes sortes d'applications des cartes à puce sans contact, telles que notamment les applications de transport où la carte à puce est utilisée comme un ticket de transport. Un terminal lecteur sans contact peut envoyer des commandes APDU aux applications logicielles hébergées sur la carte SIM. More precisely, in autonomous mode, when the device 1 is placed in a suitable electromagnetic field, the antenna 13 draws energy from this field, which makes it possible to supply the component NFC 9, which itself feeds the card 5IM 15. 20 The other components (microcontroller 5, external devices 7) are then not powered. The NFC component 9 redirects the commands from its contactless interface to the SIM card 15 using the SWP connection. In stand-alone mode, the Single Wire Protocol (SWP) signal comes from the NFC component (SWP is not used in connected mode). On the other hand, in connected mode, all the components are powered via the USB connector 3. Use of the device according to the invention The device 1 groups together the following functions: In autonomous mode: the device 1 operates simply in the manner of a contactless smart card, and can be used as such in all kinds of applications contactless smart cards, such as including transport applications where the smart card is used as a transport ticket. A contactless reader terminal can send APDU commands to software applications hosted on the SIM card.
En mode connecté, le même dispositif 1 a une pluralité d'utilisations possibles : - fonctionnement en tant que lecteur de carte à contact : c'est la possibilité, depuis la machine hôte sur laquelle le dispositif est connecté, de communiquer avec la carte au format SIM 15 via le microcontrôleur 5; la communication avec la carte à puce interne se fait directement par contact depuis l'interface USB via le microcontrôleur, soit en mode sans contact, via le composant NFC . - fonctionnement en tant que lecteur d'une carte sans contact externe: c'est la possibilité de programmer le composant NFC 9 en mode lecteur afin de lire une carte sans contact externe (non représentée), avec un des protocoles de communication sans contact supportés par le composant NFC ; - fonctionnement en CD-ROM virtuel : c'est la possibilité de l'émulation 20 d'une unité de stockage de type CD-ROM afin de supporter la fonctionnalité dite autorun de Microsoft Windows (marque déposée). - fonctionnement en mémoire de masse : c'est la possibilité de supporter une ou plusieurs unités de stockage de masse connectées au microcontrôleur, notamment avec des mémoires de type flash . 25 - fonctionnement en lecteur de carte(s) à contact additionnelle(s) : c'est la possibilité de communiquer avec un ou plusieurs autres composants de carte à puce intégrés dans le dispositif et connectés au microcontrôleur, sous réserve de l'encombrement maximal que l'on souhaite donner au dispositif. Intégration du dispositif selon l'invention dans un système hôte 30 On se réfère à la figure 2. L'objectif est de faire en sorte d'une part que le dispositif 1 à communication NFC puisse fonctionner sur n'importe quel système d'exploitation hôte (Windows, Mac OS X, distributions Linux, etc.), d'autre part qu'il soit possible de communiquer avec ce dispositif depuis une page Web de façon portable, c'est-à-dire indépendamment du navigateur Internet utilisé (parmi lesquels Internet Explorer et Firefox) et indépendamment du système d'exploitation hôte. In connected mode, the same device 1 has a plurality of possible uses: - functioning as a contact card reader: it is possible, from the host machine on which the device is connected, to communicate with the card at the SIM format 15 via the microcontroller 5; the communication with the internal smart card is done directly by contact from the USB interface via the microcontroller, or in contactless mode, via the NFC component. operating as a reader of an external contactless card: this is the possibility of programming the NFC component 9 in reader mode in order to read an external contactless card (not shown), with one of the supported contactless communication protocols. by the NFC component; - Virtual CD-ROM operation: it is the possibility of emulation 20 of a CD-ROM type of storage unit to support the so-called Microsoft Windows autorun functionality (registered trademark). operation in mass memory: it is the possibility of supporting one or more mass storage units connected to the microcontroller, in particular with flash type memories. 25 - operation in card reader (s) additional contact (s): it is the ability to communicate with one or more other chip card components integrated into the device and connected to the microcontroller, subject to maximum congestion which one wishes to give to the device. Integration of the device according to the invention in a host system Referring to FIG. 2, the aim is to ensure, on the one hand, that the NFC communication device 1 can operate on any operating system host (Windows, Mac OS X, Linux distributions, etc.), on the other hand that it is possible to communicate with this device from a web page in a portable manner, that is to say independently of the Internet browser used ( including Internet Explorer and Firefox) and regardless of the host operating system.
Pour cela, d'un point de vue logiciel, le dispositif 1 est compatible avec la spécification USB 2.0 et en particulier les classes CCID (acronyme pour Chip/Smart Card Interface Device ) et MSC (acronyme pour Mass-storage class ). La classe CCID permet de réaliser les fonctions de lecteur à contact et sans contact. La classe MSC permet de réaliser les fonctions de CD-ROM virtuel et d'unités de stockage flash (flash drive). PC/SC est une API (acronyme pour Application Programming Interface de haut-niveau permettant à une application hôte de communiquer avec les lecteurs de carte à puce. Comme représenté en figure 2, les systèmes d'exploitation hôtes fournissent une implémentation de l'API PC/SC au-dessus de CCID. For this, from a software point of view, the device 1 is compatible with the USB 2.0 specification and in particular the classes CCID (acronym for Chip / Smart Card Interface Device) and MSC (acronym for Mass-storage class). The CCID class is used to perform contactless and contactless reader functions. The MSC class provides virtual CD-ROM and flash drive functions. PC / SC is a high-level Application Programming Interface (API) that allows a host application to communicate with smart card readers, as shown in Figure 2. Host operating systems provide an implementation of the API. PC / SC above CCID.
La portabilité depuis un navigateur Internet est obtenue grâce à la mise en oeuvre d'une applet Java, qui s'appuie sur le package javax.smartcardio (fourni avec le JRE, acronyme pour Java Runtime Environment , version 6 et supérieure) dont l'implémentation repose sur les API PC/SC. Cette applet Java expose une interface programmatique appelable depuis, par exemple, du code JavaScript ou ECMAScript de la page Web et qui donne accès aux fonctionnalités du package javax.smartcardio . Commandes d'administration du dispositif Le dispositif 1 selon l'invention gère un ensemble de commandes d'administration qui permettent de lire des données internes du dispositif (par exemple son identifiant, ou ses paramètres de configuration) ou d'écrire des données (par exemple la mise à jour de son logiciel embarqué, noté firmware en terminologie anglo-saxonne). Ces commandes administratives peuvent être envoyées depuis un système hôte ou depuis un serveur Web distant, connecté à une page Web qui utilise l'applet Java. La mise en oeuvre de ces composants logiciels permet d'envoyer les commandes administratives au dispositif 1 de façon portable (c'est-à-dire indépendamment du navigateur et du système d'exploitation). Afin de pouvoir s'affranchir de l'utilisation d'un composant logiciel particulier et dépendant du système d'exploitation hôte, on exploite le fait que le dispositif selon l'invention gère l'interface CCID pour encapsuler les commandes administratives dans une commande APDU avec une entête spéciale reconnue du logiciel embarqué dans le dispositif. Ainsi, une commande APDU avec cette entête spéciale est traitée par le logiciel, sinon, elle est transmise à la carte SIM. On doit également gérer le cas de non présence de la carte SIM (dans le cas où la carte SIM est amovible). Dans ce cas, le logiciel embarqué simule la présence de la carte en retournant une fausse ATR (réponse à la mise sous tension), faisant ainsi croire au système d'exploitation hôte la présence d'une carte SIM : cela permet de ne pas bloquer l'envoi de commandes administratives depuis le système hôte. Portability from an Internet browser is achieved through the implementation of a Java applet, which relies on the package javax.smartcardio (provided with the JRE, acronym for Java Runtime Environment, version 6 and above) which the implementation relies on PC / SC APIs. This Java applet exposes a programmatic interface that can be called from, for example, the JavaScript or ECMAScript code of the Web page and gives access to the javax.smartcardio package features. Device Administration Commands The device 1 according to the invention manages a set of administration commands which make it possible to read the internal data of the device (for example its identifier, or its configuration parameters) or to write data (for example: example the update of its embedded software, noted firmware in English terminology). These administrative commands can be sent from a host system or from a remote Web server connected to a web page that uses the Java applet. The implementation of these software components makes it possible to send the administrative commands to the device 1 in a portable manner (that is to say independently of the browser and the operating system). In order to be able to overcome the use of a particular software component and dependent on the host operating system, it exploits the fact that the device according to the invention manages the interface CCID to encapsulate the administrative commands in an APDU command with a recognized special header of the software embedded in the device. Thus, an APDU command with this special header is processed by the software, otherwise it is transmitted to the SIM card. We must also manage the case of non-presence of the SIM card (in case the SIM card is removable). In this case, the embedded software simulates the presence of the card by returning a false ATR (power-on response), thus making the host operating system believe the presence of a SIM card: this makes it possible not to block sending administrative commands from the host system.
Avantages du dispositif selon l'invention L'invention répond aux buts fixés. En particulier, elle permet de proposer un nouveau dispositif de type clé USB doté d'une nouvelle fonction, à savoir la fonction de lecteur de carte à puce, et cela dans le format réduit typique des clés USB. En outre, l'invention propose un dispositif doté d'une architecture ouverte et versatile, permettant une double fonction de carte sans contact ou de lecteur de carte sans contact, selon la façon dont le dispositif est connecté à son environnement externe. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut être géré et mis à jour depuis un système hôte, quel que soit le système d'exploitation de celui-ci. Advantages of the device according to the invention The invention meets the objectives set. In particular, it makes it possible to propose a new USB-type device equipped with a new function, namely the function of a smart card reader, and this in the reduced format typical of USB sticks. In addition, the invention provides a device with an open and versatile architecture, allowing a dual function of contactless card or contactless card reader, depending on how the device is connected to its external environment. Moreover, the device according to the invention can be managed and updated from a host system, regardless of the operating system thereof.
Il est encore à noter que la nouvelle double fonction est obtenue malgré l'absence d'une batterie interne dans le dispositif, puisque l'alimentation en énergie se fait soit par le système hôte connecté par l'interface USB, soit par le champ électromagnétique d'un lecteur sans contact externe.30 It should also be noted that the new dual function is obtained despite the absence of an internal battery in the device, since the power supply is done either by the host system connected by the USB interface, or by the electromagnetic field an external contactless reader.30
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