JP2004509403A - マルチポートカード - Google Patents

Abstract

本発明は、ＩＳＯ７８１６の８つの接点のロゼット、及び毎秒約５００キロビットの速度でのデータの交換を可能とする少なくとも一つの標準双方向チャネルを備える従来のスマートカードに関する。このようなカードを、数Ｍｂの情報の処理を必要とする環境で使用できるようにするために、標準双方向チャネルによる不使用の接続にリンクされる高速直列チャネルをこのカードの上に追加し、複数のコーディング／復号モジュール及び多重化モジュール（ＭＵＸ）がその上でリンクされる第２バス（ＨＳＤ）をフォーマットすることを提案する。これらのモジュールは、カードの従来のバスにもリンクされる。

Description

【０００１】
本発明は、スマートカード、特にＩＳＯ７８１６型のスマートカードの分野に係わる。
【０００２】
これらのカードは、メモリ、マイクロプロセッサ、モデム等の多数の電子要素を備える一つのコンパクトなモジュールの形で提示される。技術の急速な進歩に伴い、過去に大型システムのために確保されていた性能が、現在ではスマートカードで使用できる。
【０００３】
規準ＩＳＯ７８１６は、その機能が本規格により定義される８つの接点のロゼットによって実行されるこのようなカードの接続を定義する。
【０００４】
このようなカードの考え方は、これらのデータの保護に関して大きな機密保護を提供する携帯データサポートを有するというニーズにより決定されてきた。その構造とは別に、それらは、記憶領域、及びほとんど入力−出力を必要としない処理用途のために使用される。事実上、規準ＩＳＯ７８１６に従い、半二重モードの双方向モードでのこの機能にはただ一つの接続だけが使用される。
【０００５】
このようにして、これらのカードの進化は、高速データ処理が他の装置で実行される一方で、それらの使用を制御用途に制限するこの構造によって制限されている。
【０００６】
これは特に、信号が経時的に変化するキーによってコード化される有料テレビに当てはまる。デコーダに到達する音声／ビデオデータフローの中には、暗号化された形を取るキーを含む追加管理メッセージ（ＥＭＭ）がある。このようなメッセージが認識されると、それは機密保護モジュールとしての役割を果たすスマートカードに向けられる。
【０００７】
この実施形態では、スマートカードは、これらのメッセージを解読し、加入者がこれらのデータを表示する十分な権利を有するかどうかを検証することを可能にするさまざまなキーを含む。それが権利を有する場合には、カードは、デコーダがコード化されたデータを復号できるようにする情報を再送する。
【０００８】
この方法にはいくつかの欠点がある。第１の欠点は、それが安全な要素と見なされていないデコーダに対して平文でキーを供給しなければならないという点である。これは、キーが、一定の間隔で、一般的には数秒おきに変更される理由でもある。この構造は多くの点で満足の行くものであるが、それは、例えばデータ記憶装置の場合など、他の用途で本当の問題を抱える。この種の用途では、キーの有効性の期間という概念は消え、コード化されたデータ、スマートカードだけが復号できるキーに結び付けられている。
【０００９】
デコーダ、この例ではコンピュータにキーを供給するという事実が、前記キーが第三者により傍受され、勝手放題に開示されるリスクを暗示することが十分に理解されている。
【００１０】
この問題を解決するために、考えられる解決策は、スマートカードの中で直接的にデータを復号することである。このようにして、このキーは、コード化されたデータを処理するためにカードの内側で直接使用されるため、コーディングキーはカードを終了しない。
【００１１】
この種の使用は、そのポートＩ／Ｏが毎秒約１０キロビットから毎秒約１００キロビットの転送速度を有するカードＩＳＯ７８１６の物理的な制約に迅速に直面する。
【００１２】
同じ種類の問題は、様式ＩＳＯ１４４４３の非接触カードを使用するときに生じる。転送速度は毎秒約１０６キロビットから毎秒約４２５キロビットである。
【００１３】
カードの構造上の改良は、この新しい仕様を理解しない読取装置ＩＳＯ７１８６とＩＳＯ１４４４３との互換性の問題に直面する。
【００１４】
本発明の目的は、既存の読取装置との互換性を尊重し、他のサービス、特に、データ転送速度により必要とされる速度でカードの内側でコード化されたデータを復号化する可能性を提案するスマートカードを有することである。
【００１５】
この目的は、それが不使用の接続にリンクされる高速チャネルを備えることを特徴とする、８つの接点ＩＳＯ７８１６のロゼット、及び少なくとも一つの標準双方向チャネルを備えるスマートカードにより達成される。
【００１６】
不使用の接続とは、規準により特定の機能を持たない接続、つまりカードの現世代ではもはや使用されることのない接続を意味する。
【００１７】
このカテゴリには、不揮発性メモリに５Ｖより高い（通常１２Ｖから２１Ｖの）電圧を与えることが許されている接続Ｖｐｐだけではなく、２つの接続ＲＦＵ（将来の使用のために確保）があることが十分に理解されている。ＮＶＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨなどの不揮発性メモリの新技術の到来を受けて、この電圧はカード自体により発生し、この接続は今日ではもはや使用されていない。
【００１８】
これらの補足的な線路を使用するおかげで、規準ＩＳＯ７８１６で使用されるプロトコルに対し異なり、したがって本分野を他の用途に開くプロトコルを定義することができる。
【００１９】
３つの接続の可用性は、クロック線路（ＩＮ）、入力線路（ＩＮ）、及び出力線路（ＯＵＴ）のおかげで高速リンクを可能にする。例えば、Ｉ／Ｏ線路により双方向で機能している標準チャネルによって、カードのさまざまなアクセスチャネルをともに使用することが可能である。この高速チャネルは、例えば高速コード化−復号化モジュールなどすでに存在しているチャネルに機能を追加する。
【００２０】
この高速チャネルの使用によって、カードのアーキテクチャに影響が及ぼされる。今後、カードの内部で完全に実行される復号（またはコード化）モジュールを提案することが可能である。この目的のため、高速チャネルを通って着信するデータは特殊復号化モジュールに向けられる。実際には、これらのデータは必ずしもマイクロプロセッサを通って移動する必要はなく、それらは内蔵高速バスによって特殊復号化モジュールに直接移動することができる。
【００２１】
この目的のため、本発明によるスマートカードは、高速チャネルと一つまたは複数の特殊モジュールの間での直接的なアクセスを可能にする多重化手段を備える。これらの手段は、必要とされる場合、高速チャネルのフローをマイクロプロセッサに向けることも可能にする。あるマイクロプロセッサが、毎秒数Ｍｂの速度でデータを処理できない場合、他のさらに開発されたバージョンがこの処理を可能にし、一定の特殊モジュールに代わることができる。したがって、ソフトウェア（プログラムで制御可能）により、マイクロプロセッサは、電子回路（プログラムで制御不可）のおかげで、数学演算を実行する特殊モジュールにおいて置換できるようになるだろう。
【００２２】
本発明に従って、多重化手段は、複数の特殊モジュールを直列化することができる。本発明によるカードは、その出力がコーディングモジュールに向けられる第１データ圧縮モジュールを備えることができる。
【００２３】
高速チャネルのバイアスによるデータ処理の間、他の通信手段、特に規準ＩＳＯ７８１６に記述されるＩ／Ｏリンク、または様式ＩＳＯ１４４４３の無接点リンクが引き続き使用できる。したがって、これらの手段により制御情報を転送することが可能であり、前記情報は、例えば復号モジュールのパラメータまたはこれらのパラメータに付けられる権利などのカードの管理情報の伝送に使用される。
【００２４】
本発明に従って、多重化手段は、一定の種類のデータをデータフローから分離するために、抽出及び注入手段を備える。有料テレビ用の数値データフローは、音声またはビデオなどの有用なデータ及び制御データを備える。このフローが高速チャネルに向けられるとき、多様な管理情報だけではなく復号キーに関する情報も含む制御データを抽出することが必要である。
【００２５】
この抽出及び注入モジュールは、マイクロプロセッサによりカスタマイズされ、メッセージが認識基準に一致すると、このメッセージはマイクロプロセッサに向けられる。
【００２６】
このようなカードにより処理されるデータは、通常、ブロック単位で編成される。各ブロックは、ブロック識別子で始まり、前記ブロックに含まれている情報の種類を記述する。
【００２７】
反対機能、すなわちデータのコード化では、このモジュールは高速バスから到着するフローに制御データを挿入できる。これらの制御データは、例えばデータフローを適格とする、コード化された形式で制御ワードを伝送する、あるいは経路指定情報を伝送するために中央装置により生成される。この点に関して、このモジュールは、高速バスから出現するデータのブロック、及び中央装置から出現するデータのブロックを受信するバッファメモリを備える。バッファメモリが制御データのブロックを備える場合、それは高速バスから出現するデータのブロックの最後にあるフローに挿入される。したがって、このフローは、高速出力ポートに向けられるように成形モジュールに向けて伝送される。
【００２８】
この構造のおかげで、スマートカードの内側ですべてのフローを処理し、このようにしてデータの機密保護を大幅に高めることが可能である。また、制御ワードなどの管理情報を含むカードの内側でコード化されたデータまたは復号化されたデータの完全なフローを生成することも可能である。
【００２９】
実施形態に従って、高速チャネルはＵＳＢ規格（ユニバーサルシリアルバス）に準拠する。このインタフェースの詳細は、信号が２つの接続、つまり入信データ（ＩＮ）用に一方の接続、発信データ（ＯＵＴ）用に他方の接続を使用するという点である。
【００３０】
本発明によるスマートカードは、それ自体をＵＳＢプロトコルに適合できるようにし、例えばクロックを再生することにより、それをスマートカードの内蔵プロトコル内で変換するプロトコル検出のモジュールを備える。
【００３１】
本発明は、単一の図面が本発明によるスマートカード及びその読取装置のアーキテクチャを表す限定されない例として解釈される添付図面を用いてさらによく理解されるだろう。
【００３２】
この図中には、最新技術の２種類のリンク、つまりガルバニックリンク（Ａ）及び無接点リンク（Ｂ）が表されている。既知のカードは、通常これらのリンクの一つだけを備えるが、互換性の理由から、このようなカードを製造することが可能である。
【００３３】
Ｉ／Ｏリンクは、バッファメモリ（ＢＵＦ）と結合されるＵＡＲＴ（万能非同期送受信機）に向けられる。ＵＡＲＴに着信する信号は、雑音及び他の干渉を排除するためにフォーマットされ、フィルタリングされる。バッファメモリ（ＢＵＦ）は、入信データを、それらがマイクロプロセッサによって処理される前に記憶するために使用される。
【００３４】
類似する処理は、無接点チャネル（Ｂ）により実行される。読取装置によって発せられる信号は、同時に、カードを送るために使用される。これは、カード（２０）の空中線が４部分から成る機能を有しているためである。つまり、カードと読取装置間でデータを送信し、受信すること、マイクロプロセッサにクロックを提供すること、及びカードを供給することである。供給モジュール（ＳＰＬ）は、高周波搬送波をカードが使用できる電圧に変換する。このモジュールの上にあるのは、モデムなどの変調された信号の成形モジュールである。
【００３５】
このようにして得られた電圧は、特に複数のソースが利用できるときに、供給ソースの選択を担当する供給管理モジュールＰＷＲＭに伝送される。カードが読取装置によって直流電気により供給される実施形態では、供給管理モジュール（ＰＷＲ）はおもに読取装置から出現する直流電気を選択する。次に、この調整された電圧ＶＰは、カードの要素に分配される。
【００３６】
次に、ＵＡＲＴにより復号化される情報は、図上の濃い線で表されている標準バス（ＳＴＢ）上でアクセス可能である。このバスは、中央装置（ＣＰＵ）を管理制御装置として、すべてのモジュールをそれらの間でリンクすることを可能にする。そのメモリのニーズのため、カードは、プログラムメモリ（ＲＯＭまたはＮＶＲＡＭ）、作業メモリ（ＲＡＭ）、及び保存メモリ（ＮＶＲＡＭ）から構成されるメモリアセアンブリ（ＭＥＭ）を有する。これらのさまざまなメモリは、メモリマネージャ（ＭＭ）によって管理できる。このモジュールは、さまざまなメモリに対するアクセス権の管理も備える。
【００３７】
本発明によるカードは、図中点線で表される第２高速バス（ＨＳＢ）を備える。このＨＳＢバスは、並列型または直列型である場合があり、さらに多くの毎秒Ｍｂの速度を可能にする。このバス上で接続されるモジュールは、初期化、キー及び他のカスタマイズ化の情報の送信のために標準バス上で接続される。高速バス（ＨＳＢ）上では、さまざまなサポートされているプロトコルによる特殊コード化−復号モジュールが接続されている。このようにして、ＩＤＥＡ、ＤＥＳ、トリプルＤＥＳ、ＨａｓｈまたはＡＥＳ型のモジュールが予想される。さらに、圧縮モジュールまたは復元モジュールなどの他の特殊モジュールも必要に応じて追加できる。
【００３８】
ＦＰＬＡ技術（フィールドプログラマブル論理アレー）を使用するモジュールは、将来のコーディングアルゴリズムをプログラムできるようにする。中央装置ＣＰＵは、情報のコード化または任意の他の機能に必要な動作を実行するためにこのモジュールを構成できる。この種のモジュールは、通常、選ばれた複雑な機能を実行するニーズに従って接続される単一機能ブロック（例えば、シフトレジスタ、ＸＯＲ）を装置する。
【００３９】
本発明の重要な態様は、高速チャネルを構成する要素によって表される。第１プロトコル検出モジュールＤＰは信号のフォーマット、及び使用されるプロトコルの認識を担当する。信号は、例えば３本のワイヤで同期されたバスシリーズ上で内蔵プロトコルに従って変換される。このモジュールは、外部接続のために定義される規準への適合を担当する。プロトコルの検出は、例えばクロック信号の存在または不在、あるいは使用されている伝送の周波数に応じて自動的に実行される。
【００４０】
いったん信号が既知のプロトコルに従ってフォーマットされると、信号はマルチプレクサＭＵＸに向けられる。このモジュールにより、ニーズに従ってターゲットモジュールに信号を送信することが可能になる。中央装置ＣＰＵは、例えば、高速チャネルの信号をＩＤＥＡコーディングモジュールに向けて送信するようにマルチプレクサを構成できる。フローるとき、抽出及び注入モジュールＦＦはデータを分析し、プログラミングされている基準に応えるものを抽出する。認識基準が満たされると、中央装置ＣＰＵにこれらのデータの可用性を知らせる抽出及び注入モジュールＦＦにより割り込みが生成される。
【００４１】
マルチプレクサＭＵＸモジュールは、データフロー処理の容量が十分である場合には、中央装置ＣＰＵに向かってデータも送信できる。ターゲットモジュールがそれらを処理できる前に、一時的にデータを記憶するためにバッファメモリをＭＵＸモジュールに統合することが等しく可能である。
【００４２】
前述されたように、抽出及び注入モジュールＦＦは、両方向で機能し、高速チャネルに向かって制御ブロックを挿入することを可能にする。
【００４３】
この種のカードが内蔵クロック発生器を有するのではなく、それが読取装置から生じるクロック信号に依存することが既知である。我々のケースでは、３つの考えられるクロックソース、つまり規準ＩＳＯ７８１６による古典的な入力ＣＬＫ、無接点伝送から抽出されるＣ１クロック、または高速バスＣ２を伴うクロックのどれかがある。クロック管理モジュールＣＬＫＭは、これらの異なるソースを管理し、カードがクロックパルスを受信することを確認する。このモジュールｙはニーズに応じて周波数を増加させ分割させる手段も備える。このモジュールは、例えば中央装置ＣＰＵ用の第１周波数、及び高速モジュール用の第２周波数（ＤＶＤ、ＰＫＣ、ＩＤＥＡ．．．）など、ニーズに応じて複数のクロックパルス信号を生じさせることができる。
【００４４】
さまざまなクロックソースの管理は、階層という点で定義される基準に応える。優先順位は、通常、ソースＩＳＯ７８１６（ＣＬＫ）、次に無接点ソースＩＳＯ１４４６３（Ｃ１）、そして最後に高速チャネルソース（Ｃ２）である。
【００４５】
本発明は、スマートカード付きの高速チャネルによる通信のための手段を備えるカード読取装置にも係わる。
【００４６】
この読取装置は、特にさまざまな世代の多数の種類のカードに適応できなければならない。有利なことに、コンピュータに向けた読取装置のインタフェースは、データの高速転送を可能にするＵＳＢポートである。スマートカードは、プロトコルをサポートせず、３つの有線接続（ＩＮ、ＯＵＴ、ＣＬＯＣＫ）を必要とする可能性がある。この場合、読取装置は、カード用の許容できるプロトコルで規準ＵＳＢに反応する信号を変換できるインタフェースを備える。この種のカードの、及びまたその通信容量の識別は、規準で十分に定義された従来のチャネルにより実行されることが注記されなければならない。これらのチャネルは、様式ＩＳＯ７８１６（ガルバニック）、または様式ＩＳＯ１４４４３（電磁チャネル）のどちらかである場合がある。
【００４７】
読取装置の特定の実施形態に従って、抽出及び注入モジュールＦＦは読取装置の内側に位置する。このようにして、すべてのフローは、例えばＵＳＢインタフェースによってなど、高速チャネルによって着信でき、管理メッセージの認識が行われるのはこの読取装置内である。後者は、従来のチャネルによってスマートカードに送信されるだろう。

Claims (6)

1. 高速直列チャネルが第２バス（ＨＳＢ）に接続されること、及びそれが第２バス（ＨＳＢ）によりリンクされる多重化モジュール（ＭＵＸ）及び複数のコード化−復号モジュールを備え、前記コード化−復号モジュール及び多重化モジュール（ＭＵＸ）が等しく第１バス（ＳＢ）にリンクされることを特徴とする、復号モジュール、第１バス（ＳＴＢ）にリンクされる中央装置（ＣＰＵ）、少なくとも一つの標準双方向チャネル、及び標準双方向チャネルにより不使用の接続にリンクされる高速直列チャネルを備えるＩＳＯ７８１６型の８つの接点のロゼットを備えるスマートカード。
2. これらのコード化−復号モジュールがＩＤＥＡ、ＡＥＳ、Ｈａｓｈ、ＤＥＳまたはトリプルＤＥＳなどの型であることを特徴とする、請求項１に記載のスマートカード。
3. 多重化モジュール（ＭＵＸ）が、星形構成で接続され、複数のコード化―復号モジュールを直列化することを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のスマートカード。
4. それが、高速チャネルのデータを受信し、所定の値と比較すること、及び認識されたデータを中央装置（ＣＰＵ）に伝送することを担当する抽出及び注入モジュール（ＦＦ）を備えることを特徴とする、請求項１から３に記載のスマートカード。
5. 抽出及び注入モジュール（ＦＦ）が、制御データの入力、及び高速バス（ＨＳＢ）から着信するデータフローの中にこれらのデータを挿入することを可能にするバッファメモリを備えることを特徴とする、請求項４に記載のスマートカード。
6. 標準双方向チャネルが、ＩＳＯ１４４４３に従って無接点型であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のスマートカード。