KR100740673B1 - 비접촉식 스마트카드 판독장치 - Google Patents

비접촉식 스마트카드 판독장치 Download PDF

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안성진
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김기명
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Abstract

본 발명은 비접촉식 스마트카드 판독장치에 관한 것으로서, 특히 이동통신단말기에 구비된 스마트카드 슬롯에 장착되는 기구적인 구조를 갖고 이 슬롯에 장착된 채로 이동통신단말기에 근접하는 스마트카드를 인식함으로써, 인식된 카드 정보를 통해 각종 금융 거래를 할 수 있도록 한 비접촉식 스마트카드 판독장치에 관한 것이다.
또한, 이동통신 단말에 구비된 루프안테나에 접속하기 위한 안테나 접속단자; 이동통신 단말용 전원에 접속되어 전원을 공급하기 위한 전원 접속단자; 상기 루프안테나가 수신한 신호를 전달받아 적어도 하나 이상의 비접촉식 스마트카드를 보안 알고리즘에 따라 인증하고, 스마트카드를 인식하며, 상기 인식된 스마트카드 관련 정보를 외부로 전송하도록 제어하는 제어 로직; 상기 식별된 스마트카드를 인증하기 위한 보안 알고리즘과, 제어로직의 운영체제를 저장하기 위한 메모리; 상기 제어로직의 제어에 따라 상기 스마트카드 관련 정보를 외부로 전송하여 이동통신 단말 본체에서 처리되고 디스플레이 되도록 하기 위한 데이터 접속단자 및 소정의 규격에 따라 이동통신 단말기 내부에 장착되도록 하기 위한 패키징을 포함하여 이루어진다.
ISO 7816, 이동통신단말기, RFID, 스마트 카드, 모바일 결제 서비스

Description

비접촉식 스마트카드 판독장치{contactless smartcard reader}
도 1은 스마트카드 판독장치와의 통신방법에 따른 스마트카드의 구조를 개략적으로 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기와 이에 장착되는 본 발명의 스마트카드 판독장치를 보인 외형도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 스마트카드 판독장치의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 전기적인 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트카드 판독장치를 장착한 이동통신 단말기의 활용 예시도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 스마트카드 판독장치 110: 인터페이스부
120: 제어로직 130: 메모리
200: 이동통신 단말기 210: 제어부
220: RF 송수신부 230: 영상처리부
235: 표시기 240: 음성처리부
241: 스피커 243: 마이크
250: 저장부 260: 키입력부
270: 카드 슬롯 280: 루프안테나
본 발명은 비접촉식 스마트카드 판독장치에 관한 것으로서, 특히 이동통신단말기에 구비된 스마트카드 슬롯에 장착되는 기구적인 구조를 갖고 이 슬롯에 장착된 채로 이동통신단말기에 근접하는 스마트카드를 인식함으로써, 인식된 카드 정보를 통해 각종 금융 거래를 할 수 있도록 한 비접촉식 스마트카드 판독장치에 관한 것이다.
스마트카드(smart card)라는 용어는 그 적용 범위에 따라 다양하게 사용된다. ISO 표준에서는 IC(Integrated Circuit)가 하나 이상 삽입되어 있는 카드의 총칭으로 'IC 카드'란 용어를, 스마트카드 포럼(Smart Card Forum) 에서는 "An integrated circuit card with memory capable of making decisions"라는 의미의 '스마트카드'란 용어를, 이 밖에도 '칩 카드', '마이크로프로세서 카드', 'CPU 카드' 등 연산기능을 강조하는 용어들이 사용되기도 하고, 저장성, 연산기능, 고도의 보안기능을 포함한다는 의미에서 '슈퍼 스마트 카드', '보안 카드(Crypto Card)'와 같은 용어가 쓰이기도 한다. 그러나, 일반적으로 스마트카드는 "마이크로프로세서, 카드운영체제, 보안 모듈 및 메모리 등을 갖춤으로써 특정 트랜섹션(Transaction) 예를 들면, 결제를 처리하는 칩을 내장한 신용카드 크기의 플라스틱 카드"라고 표현할 수 있다.
아울러, SIM(subscriber identify module), UIM(user identify module) 및 USIM(user subscriber identify module)는 상기와 같이 정의된 스마트카드와 동일한 범주에 속하는 것인바, 여기서 SIM은 유럽의 GSM망에서 사용자 인증과 망 사업자간 로밍을 전제로 한 필수 규격으로써 이에 따른 이용 형태로는, 통신사업자는 SIM카드를 발급하고, 가입자는 발급받은 SIM카드만 들고 다니며 언제 어디서나 백화점, 슈퍼마켓 등에서 이동통신단말기를 구매하여 구매한 단말기에 장착한 후 서비스를 자유롭게 이용하고 있다. 그리고, UIM은 동기식 CDMA진영에서 사용하는 용어로 상기 SIM과 동일한 기능을 하고 있으며, CDMA 규격에서는 선택적으로 사용되고 있다. 또한, USIM은 SIM과 UIM을 모두 수용하는 보다 확장된 개념의 이동통신 칩카드로써, ITU의 IMT-2000 무선 접속규격이 동기식과 비동기식이 동시에 복수로 승인됨에 따라 이제는 서로 다른 무선접속표준을 이용하여 로밍을 구현하는 실제적인 방법이 되고 있는바, 사용자 인증을 위한 USIM에 대한 표준이 적극적으로 추진중에 있는 실정이다.
도 1은 스마트카드 판독장치와의 통신방법 즉, 인터페이스 방식에 따른 스마 트카드의 구조를 개략적으로 보인 구성도이다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이 스마트 카드는 접촉식(contact), 비접촉식(contactless), 하이브리드(Hybrid), 및 콤비(Combination) 카드로 분류되는바, 특히 콤비카드는 스마트칩에 루프 안테나가 연결된 즉, 접촉식과 비접촉식이 통합된 형태의 스마트카드로써 아래 표 1에 나타낸 접촉식과 비접촉식의 응용분야에 활용되는 장점이 있다.
인터페이스 특징 응용분야 규격
접촉식 보안성 전자화폐, 직불, 신용, 신분증, 인터넷 인증 등 - ISO 7816 - Micro Processor(CPU) - Memory-COS 내장 (Chip Operating System)
비접촉식 편의성, 신속성 교통, 출입통제 등 - ISO 14443-Memory - Antenna 내장
한편, 모바일 결제서비스(Mobile Payment Service)는 '온라인 또는 오프라인상에서 이루어지는 서비스와 재화 구매시 이동통신단말기를 이용하여 대금을 지불하는 결제서비스'로 정의된다. 이러한 모바일 결제서비스는 이동통신서비스에 대한 수요 증가와 함께 등장하였고, 최근 들어서는 무선인터넷 및 전자상거래의 활성화와 휴대인터넷(WiBro) 도입의 가시화 등으로 인해 더욱 확대되고 있는 실정이다. 기술적인 측면에서 보면, 모바일 결제서비스는 스마트카드를 활용한 카드기반 방식과 무선망을 통한 비카드기반 방식으로 나뉜다. 특히, 카드기반 방식에 따른 이동통신단말기에는 일반적으로 스마트카드에 쓰이는 집적회로칩의 규격이 정의된 ISO 7816에 따른 스마트카드 슬롯이 예를 들면, 배터리가 장착되는 배면의 적소에 배치되어 있는바, 이를 통해 단말기 사용자는 이동통신 사업자로부터 발급받은 스마트카드 칩(이하, 스마트칩이라 한다.)을 슬롯에 장착하여 전술한 모바일 결제서비스를 이용할 수 있게 된다.
그러나, 전술한 바와 같이 종래의 카드기반방식의 모바일 결제 서비스에 따르면, 스마트카드를 발급한 금융사에 그 칩을 별도로 신청하고 이를 발급받아 장착하여야 하는 절차상의 번거로움이 있는 문제점이 있었다. 또한, 대개는 수 개의 스마트카드를 보유하게 되는데, 이에 따라 수 개의 칩을 보유시에는 보관상의 어려움이 생기고 칩을 갈아끼워야 하는 번거로움이 생겨 그 이용도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 더구나, 이러한 스마트칩을 장착한 이동통신 단말기를 분실시에는 개인의 신용 정보가 유출될 수 있는 보안상의 문제점도 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이동통신단말기에 구비된 스마트카드 슬롯에 장착되는 기구적인 구조를 갖고 이 슬롯에 장착된 채로 이동통신단말기에 근접하는 스마트카드를 인식하도록 한 비접촉식 스마트카드 판독장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 비접촉식 스마트카드 판독장치는 이동통신 단말에 구비된 루프안테나에 접속하기 위한 안테나 접속단자; 이동통신 단말용 전원에 접속되어 전원을 공급하기 위한 전원 접속단자; 상기 루프안테나가 수신한 신호를 전달받아 적어도 하나 이상의 비접촉식 스마트카드를 보안 알고리즘에 따라 인증하고, 스마트카드를 인식하며, 상기 인식된 스마트카드 관련 정보를 외부 로 전송하도록 제어하는 제어 로직; 상기 식별된 스마트카드를 인증하기 위한 보안 알고리즘과, 제어로직의 운영체제를 저장하기 위한 메모리; 상기 제어로직의 제어에 따라 상기 스마트카드 관련 정보를 외부로 전송하여 이동통신 단말 본체에서 처리되고 디스플레이 되도록 하기 위한 데이터 접속단자 및 소정의 규격에 따라 이동통신 단말기 내부에 장착되도록 하기 위한 패키징을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 안테나 접속단자, 상기 전원 접속단자 및 상기 데이터 접속단자의 구조는 ISO 7816에 따르거나, 상기 루프안테나를 통해 송/수신되는 주파수 대역은 13.56MHz이거나, 상기 스마트카드 판독장치가 금융거래를 위한 어플리케이션이 탑재된 이동통신단말기에 장착되는 것이 바람직할 것이다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 비접촉식 스마트카드 판독장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기와 이에 장착되는 본 발명의 스마트카드 판독장치를 보인 외형도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배터리(280)가 장착되는 이동통신단말기(200)의 배면에는 비접촉방식으로 스마트카드를 인식하는 스마트카드 판독장치(100) 또는 스마트칩이 장착되는 카드 슬롯(270)이 적소에 배치되고, 도시하지는 않지만 카드 슬롯(270)에 연결되는 '루프 안테나'가 내장된다. 여기서, 카드 슬롯(270)을 구성하는 단자의 수, 단자 간의 간격, 및 단자의 위치 배정은 ISO 7816에서 정의된 규격에 의해 정해지는 것이 바람직한바, 이 ISO 7816 규격에 따른 각 단자의 할당(assignement)은 아래 표 2에 나타낸다.
1 2 3 4 5 6 7 8
전원단자 (Vcc) 리셋단자 (RST) 클럭단자 (CLK) 예비단자 (RFU) 접지단자 (GND) 프로그램전압단자 (Vpp) 데이터 입/출력단자 (I/O) 예비단자 (RFU)
또한, 상기한 카드 슬롯(270)의 기구적인 규격은 [발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]에서 살펴본 바와 같이, SIM, UIM 또는 USIM의 규격에 따르는 것이 바람직한바, 이에 따라 스마트카드 판독장치(100)도 그 페키징이 SIM, UIM 또는 USIM의 기구적인 규격에 따르는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기한 루프 안테나는 카드 슬롯(270)의 4번과 8번 단자에 연결되고 이에 따라, 카드 슬롯(270)에 장착되는 스마트카드 판독장치(100)는 이 루프 안테나를 통해 근접하는 스마트카드를 인식하게 된다. 한편, 상기한 루프 안테나는 배터리(280)의 테두리 부위에 내장될 수도 있는바, 이에 따라 배터리(280)를 이동통신단말기(200)에 장착시 이 배터리(280)에 내장된 루프 안테나와 카드 슬롯(270)을 연결하는 구성이 이동통신단말기(200)에 구비되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 스마트카드 판독장치의 블록 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트카드 판독장치(100)는 상기한 이동통신단말기(200)에 장착되되,
카드 슬롯(270)의 각 단자와 연결되는 인터페이스부(110)와; 이 인터페이스부(110)의 전원 접속단자(Vcc)에 연결되는 배터리(280)의 전력으로 구동되고, 인터페이스부(110)의 안테나 접속단자(Ant)에 연결되는 루프안테나를 통해 스마트카드로 전력을 공급하고, 상기한 루프안테나가 수신한 신호를 전달받아 적어도 하나 이상의 스마트카드를 보안 알고리즘에 따라 인증하고 스마트카드를 인식하며, 인터페이스부(110)의 데이터 접속단자(I/O)를 통해 이동통신단말기(200)와 소정의 데이터를 송/수신하는 제어로직(120)과; 운영체제(Chip Operating System; COS), 스마트카드의 인증을 위한 보안 알고리즘, 스마트카드의 인증시 사용되는 난수를 발생시키는 난수 발생 프로그램, 및 임시 데이터를 저장하는 메모리(130)를 포함하여 이루어지되,
특히 상기한 제어로직(120)은 상기 인식된 스마트카드 관련 정보를 이동통신단말기(200)로 전송하도록 인터페이스부(110) 즉, 데이터 접속단자(I/O)를 제어한다.
전술한 구성에서, 스마트카드 판독장치(100)의 패키징 특히, 인터페이스부(110)에서 외부로 노출되는 단자의 구조는 ISO 7816의 규격에 따르는 것이 바람직하다.
다음으로, 메모리(130)는 운영체제, 보안 알고리즘, 및 난수 발생 프로그램이 저장되는 롬(ROM)과, 임시 데이터가 저장되는 램(RAM)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 스마트카드와 본 발명에 따른 스마트카드 판독장치(100)는 상호 간의 인증을 위한 방법으로 일반적으로 잘 알려진 시도 응답(challenge-response) 기술을 이용하는데, 이에 따라 메모리(130)에 저장되는 보안 알고리즘은 스마트카드와 본 발명에 따른 스마트카드 판독장치(100) 상호 간에 같은 키로 암호화 또는 복호화하는 대칭키 알고리즘, 또는 이와는 반대로 비대칭키 즉, 상호 간에 공유되지 않은 키로 데이터를 암/복호화하는 공개키 알고리즘일 수 있다. 여기서, 상기한 시도 응답 과정을 간략하게 설명하자면, 스마트카드 판독장치(100)는 스마트카드로 난수를 전송하고, 스마트카드는 이 난수를 대칭키 또는 공개키 방식으로 암호화하여 스마트카드 판독장치(100)로 재전송한다. 이에 따라 스마트카드 판독장치(100)는 스마트카드로부터 수신되는 암호화된 난수를 복호화하고 이렇게 복호화된 난수가 자신이 보낸 난수인지를 확인한 후 스마트카드를 인증하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 스마트카드 판독장치(100)와 스마트카드 간의 송/수신되는 신호의 주파수 대역은 13.56MHz인 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 전기적인 블록 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 적용되는 이동통신 단말기(200)의 전기적인 구성은 안테나를 통해 기지국과 무선주파신호를 송/수신하는 RF 송/수신부(220); 숫자/문자 키버튼과 기능 키버튼의 조작시에 상응하는 키신호를 발생시키는 키입력부(260); 단말기의 OS(operating system)나 각종 어플리케이션 예를 들면, 모바일 결제 서비스를 위한 금융 어플리케이션을 저장하는 프로그램 저장부와, 연산 과정에서 발생하는 데이터를 일시 저장하거나 사용자가 설정한 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하여 이루어진 저장부(250); 외부의 음파를 상응하는 아날로그 형태의 음성 신호로 변환하는 마이크(243), 단말기 내부에서 발생되는 아날로그 형태의 음성 신호를 음파로 변환하는 스피커(241), 마이크(243)로부터 입력된 아날로그 형태의 음성 신호를 상응하는 디지털 음성 신호로 변환하고 디지털 음성 신호를 상응하는 아날로그 음성 신호로 변환하여 스피커(241)로 출력하는 음성처리부(240), 표시기(235)와 이 표시기(235)로 출력되는 영상신호를 처리하는 영상처리부(230); 상기한 스마트카드 판독장치(100)가 장착되는 카드 슬롯(270); 이 카드 슬롯에 연결되는 루프안테나(280); 및 이들을 총괄적으로 제어하는 제어부(210)를 포함하여 이루어지되,
특히 상기한 제어부(210)는 카드 슬롯(270)에 장착되는 스마트카드 판독장치(100)를 제어하고 이 스마트카드 판독장치(100)로부터 수신되는 스마트카드의 정보와 탑재된 금융어플리케이션을 토대로 모바일 결제서비스를 이용하도록 제반 구성요소를 총체적으로 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트카드 판독장치를 장착한 이동통신 단말기의 활용 예시도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 이동통신단말기(200)는 근접하는 스마트카드(300)의 카드 정보를 카드 슬롯(270)에 장착된 스마트카드 판독장치(100)를 통해 입력받는다. 이후, 이동통신단말기(200)는 사용자로부터 스마트카드의 비밀번호를 입력받아 이 스마트카드를 발급한 금융서버에 접속하여 금융거래 예를 들면, 계좌이체, 선불카드의 충전, 온라인 쇼핑몰에서 구입한 상품의 대금 결제 또는 신용카드 가맹점에서의 대금 결제를 수행한다.
본 발명의 비접촉식 스마트카드 판독장치는 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 비접촉식 스마트카드 판독장치에 따르면, 이동통신단말기에 구비된 카드 슬롯에 장착되고 이에 따라 근접하는 각종 스마트카드를 인식함으로써 스마트칩을 별도로 발급받거나 카드 슬롯에서 갈아끼워야 하는 불편함이 해소되고, 더 나아가 이동통신단말기를 휴대용 스마트카드 판독장치로 활용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 이동통신 단말에 구비된 루프안테나에 접속하기 위한 안테나 접속단자;
    이동통신 단말용 전원에 접속되어 전원을 공급하기 위한 전원 접속단자;
    상기 루프안테나가 수신한 신호를 전달받아 적어도 하나 이상의 비접촉식 스마트카드를 인식하며, 상기 인식된 스마트카드 관련 정보를 외부로 전송하도록 제어하는 제어 로직;
    상기 제어로직의 운영체제를 저장하기 위한 메모리;
    상기 제어로직의 제어에 따라 상기 스마트카드 관련 정보를 외부로 전송하여 이동통신 단말 본체에서 처리되고 디스플레이 되도록 하기 위한 데이터 접속단자 및
    소정의 규격에 따라 이동통신 단말기 내부에 장착되도록 하기 위한 패키징을 포함하여 이루어진 비접촉식 스마트카드 판독장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나 접속단자, 상기 전원 접속단자 및 상기 데이터 접속단자의 구조는 ISO 7816에 따르되, 상기 안테나 접속단자는 ISO7816의 4번 핀과 8번 핀을 사용하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 스마트카드 판독장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 루프안테나를 통해 송/수신되는 주파수 대역은 단파 대역인 것을 특징으로 하는 비접촉식 스마트카드 판독장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스마트카드 판독장치가 금융거래를 위한 어플리케이션이 탑재된 이동통신단말기에 장착되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 스마트카드 판독장치.
KR1020060107646A 2006-11-02 2006-11-02 비접촉식 스마트카드 판독장치 KR100740673B1 (ko)

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