KR20030054435A - 다중 인터페이스 스마트카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명 제품은 개인용 PC, 휴대폰, PDA등의 통신 매체를 활용할 수 있는 인터페이스 모듈과 접촉식 및 비접촉식 스마트 카드의 단점을 보안한 COMBO 스마트 칩을 내장하여 보안 및 전자인증, 전자화폐에 이용하며 PC와의 사용은 별도의 READER가 필요 없이 USB를 통하여 직접 PC 보안등에 사용하고, 도서관리, 출입통제 등에 이용 가능한 제품이다. 또한 제품의 도난, 분실 시에 타인이 도용할 우려가 있으므로 지문인식 시스템을 적용하여 보안 기능을 추가하고 전자 화폐의 충전을 위해 널리 보급된 PC 및 휴대폰을 이용해서 정보를 DOWNLOAD를 할 수 있다. 이렇게 함으로서 본 제품만의 편리함으로 PC의 보안, 교통 카드, 출입통제, 전자화폐의 보급에도 기여할 것이라고 생각한다. 또한 이러한 기능들을 통합함으로써 각 기능성 별로 나뉘어진 제품을 따로 구입하는것보다 비용이 저렴하게된다. 또한 스마트 카드와 카드리더의 기능을 공유한 스마트 카드 시스템으로서, 개인용 컴퓨터와의 정보의 송수신을 위해 접속되는 인터페이스 커넥터부, 피정보매체와의 정보의 송수신을 위한 정보인식부, 각종 서비스정보를 저장하는 메모리부, 메모리부에 저장된 정보를 개인용 컴퓨터 또는 피정보매체로부터 송수신하도록 처리하는 중앙처리장치 및 USB 커넥터부 및 정보인식부와 중앙처리장치 사이의 명령을 처리하는 인터페이스부를 포함하고, 정보인식부는 접촉식으로 정보를 송수신하는 리딩소켓부와 비접촉식으로 정보를 송수신하는 안테나를 구비하는 구성으로 하였다. 이와같이 하는 것에 의해 종래의 스마트 카드와 리더를 분리하여 사용하는 경우에 비해 전송속도를 증가시킬 수 있고 터미널 자체에서 연산 처리할 필요성이 없어진다는 등의 효과가 얻어진다.

Description

다중 인터페이스 스마트카드{Multi-interface Smart card}
별도의 READER가 필요 없이 "SMART CARD와 READING SOCKET 및 INTERFACE MODULE"로되어 있는 COMPONENT로서 기존 제품의 경우 CHIP이 내장되고, 접촉식 SMART CHIP을 이용함으로써 PC환경에서만 사용이 가능하며 USB CHIP 내장으로 가격상승의 요인이 된다. 따라서 이점을 개선하여 전자화폐로 사용되는 스마트 CHIP을내장하고 자체 인터페이스를 개발하여 이용하는 용도에 따라 사용자가 선택할 수 있도록 하였으며 널리 보급된 휴대 단말기와의 통신 단말기를 통하여 인증 정보의 DOWNLOADING 함으로써 다양한 환경에 적응 가능케 하였다
1) PC보안, NETWORK, INTERNET 및 S/W 보안
2) 전자 인증, 전자 지불
3) 한국형 전자화폐, 출입통제용, 개인 정보 저장
4) 다양한 SMART CARD APPLICATION 분야에 다양한 용도로 사용 가능
본 발명은 스마트 카드 시스템에 관한 것으로 특히 PC와 노트북 컴퓨터 그리고 개인용 휴대전화기에 직접 연결하면 IC 카드를 인식하는 멀티 인터페이스를 내장한 스마트키에 관한 것이다. 일반적으로 IC 카드는 카드리더기가 IC 카드에 저장된 서비스 정보를 단순하게 리드만 할 수 있는 메모리 카드와 카드리더와 IC 카드 가에 데이터 통신을 수행하면서 사용자 정보를 변경할 수 있는 스마트 카드로 구분된다.
이들 IC 카드의 차이점을 메모리 카드의 경우 서비스 정보를 저장하는 메모리 장치만을 실장하고 있는데 반하여 스마트 카드는 서비스 정보를 저장하는 메모리 장치 외에 메모리 장치의 서비스 정보를 등록, 변경 및 삭제할 수 있는 중앙처리장치를 구비하는 것이다. 따라서 스마트 카드 장치는 중앙처리기 장치가 외부의 카드리더에서 공급되는 제어 신호에 의해 메모리 장치를 엑세스할 수 있을 뿐만 아니라 직렬 입출력장치를 통해 ISO.7816 권고 protocol에 따라 카드리더와 데이터 통신을 수행할 수 있어 메모리 장치내의 정보를 수시로 등록, 삭제 및 변경할 수있다. 최근 IC카드의 사용은 주발행자(ISSUER), 부발행자(SUB-ISSUER) 및 사용자(HOLER)들의 다양한 서비스 정보와 사용자 개인의 서비스 정보에 대한 보안 및 신뢰성 때문에 스마트 카드를 선호하게 되었다.
도1은 현재 널리 사용되고 있는 스마트 카드의 구성을 도시하고 있으며, 카드리더와 연결되는 5개의 VCC, GND, RESET, SCK, SIO 단자를 갖는다.
도1에 도시된 스마트 카드는 입출력부(11), 중아처리장치(12), 스마트 카드의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 메모리(13), 각종 서비스 정보를 저장하는 데이터 메모리(14)로 구성된다. 여기서 프로그램 메모리(13)은 통상적으로 프로그램이 마스킹된 마스크롬을 사용하며, 데이터 메모리(14)는 서비스 정보를 기록 및 리드할 수 있는 EEPROM을 사용한다. 데이터 메모리(14)는 EEPROM으로 사용하는 이유는 스마트 카드가 평상시 카드 리더와 분리된 상태를 유지하기 때문이다. 즉, EEPROM은 비휘발성 메모리이므로 전원이 공급되지 않는 상태에서도 이전 상태의 정보를 그대로 유지할 수 있으며, 또한 전기적으로 소거가 가능하므로 서비스 정보를 리드 및 write할 수 있기 때문이다. 중아처리장치(12)는 입출력부(11)를 통해 카드리더와 비동기방식으로 직렬 데이터를 통신할 수 있다. 중앙처리장치(12)는 입출력부(11)를 통해 데이터 메모리(14)의 서비스 정보를 리드하여 카드 리더로 전송할 수 있고, 카드 리더로부터 수신되는 서비스 정보를 상기 데이터 메모리(14)에 저장할 수 있다. 프로그램 메모리(13)는 중앙처리장치(12)가 입출력부(11)를 통해 데이터를 통신하거나 데이터 메모리(14)를 액세스하기 위한 프로그램 정보들을 저장하고 있다. 데이터 메모리(14)는 카드 사용자, 주발행자 및 부발행자에 대한 모든 서비스 정보를 저장하고 있다.
1)스마트 카드 관련:
① COMBO 칩을 이용 인증 및 전자 화폐 K-CASH, A-CASH 기능 수행
2)S/W 개발
① USB 및 SERIAL 통신을 위한 DEVICE DRIVER, CONTROL S/W 개발
② 해당 APPLICATION S/W 개발
3)RF 안테나 개발
① 동작 주파수: 13.56MHz, ② READING거리: ≤10Cm
4)INTERFACE BOARD
① USB 및 RS 232C 통신 기능 제공
5)MULTI INTERFACE 개발
① USB, RS 232C등의 인터페이스 모듈 개발
6)PC보안, NETWORK 보안 , 7)전자 인증 솔루션
8)전자 지불 솔루션: A-CASH, K-CASH INTERFACE 지불
9)출입통제, 개인정보저장 솔루션, 10)지문 인식 시스템
스마트 카드 장치에는 직렬입출력장치가 단순히 데이터를 직병렬 변환하는 기능만을 수행하고 제어부가 데이터의 전송 및 수신 동작을 제어하므로서 데이터의 통신 속도를 저하시킨다. 또한, 제어부의 프로그램 부하가 가중된다는 문제점이 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서는 한국특허공개번호 1996-11738호에 개시된 기술이 있다. 상기 공보에 있어서는 도2에 도시된 바와 같이 입출력부(21)이 SIO 단자를 통해 카드 리더와 연결되며, 카드 리더와 비동기식으로 데이터 통신을 수행하며, 카드 리더로부터 수신되는 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하며, 병렬데이터를 직렬데이터로 변환하여 SIO 단자로 출력하나다. 중앙처리장치(22)는 입출력부(21)과 연결되며, 입출력부(21)로부터 수신되는 정보를 분석하여 정보를 액세스하기 위한 메모리 선택신호, 어드레스 및 제어신호를 발생하고 데이터 버스를 통해 기록하고자하는 정보를 출력하거나 데이터 버스상의 정보를 수신하여 입출력부(21)로 출력한다. EEPROM(24)는 프로그램 정보를 저장하는 제 1 영역 및 서비스 정보를 저장하는 제 2 영역을 구비한다. EEPROM(24)는 메모리 선택신호에 의해 제 1 영역 또는 제 2 영역이 선택되며, 어드레스 및 제어신호에 의해 선택된 영역의 정보를 데이터 버스로 출력하거나 또는 데이터 버스 상의 정보를 수신하여 저장한다. 연결부(23)는 중앙처리장치(22)와 EEPROM(24)상에 연결되며, 중앙처리장치(22)로부터 출력되는 메모리 선택신호, 어드레스 및 제어신호를 EEPROM(24)로 인가한다. 또한, 연결부(23)는 테스트 모드시 리셋신호/RESET의 논리에 따라 중앙처리장치(22)와 EEPROM(24)를 분리시키거나 또는 연결시켜 EEPROM(24)의 액세스동작 및 중앙처리장치(22)의 동작을 테스트할 수 있도록 한다. 그러나 상술한 바와 같이 종래의 기술에 있어서는 스마트 카드를 이용하여 PC에 있어서 프로그램 보안, PC 보안, 전자 인증, 전자 지문 등을 하기 위해서는 별도의 리더(READER)를 필요로 하였다. 이 리더는 스마트 카드와 분리되어 있으며, 또한 이 스마트 카드를 리드하기 위해서는 리드된 데이타를 터미날에서 연산 처리한 후 그 데이터가시리얼(SIREAL) 포트를 이용하여 처리되므로 처리 속도가 늦고 낮은 기능성으로 확장 시스템의 구축이 곤란하다는 문제점이 있다. 또한, IC 카드를 리드하기 위해 키보드에 IC 카드 리더를 부가하여 사용하는 방법이 개시되고 있지만 이 방법은 기존에 사용하던 키보드를 교체해야 하고, 노트북 컴퓨터 등에 있어서는 사용할 수 업다는 문제점이 있었다.
도1-종래의 스마트카드 시스템의 구성도
도2-도1의 문제점을 해결하기 위한 다른 종래의 스마트카드 시스템의 구성도
도3-본 발명에 따른 IC카드 시스템의 블록도
도4-도3에 도시된 블럭도를 멀티 스마트키의 형태로 나타낸 도면
도5-본 발명의 멀티 스마트키를 접촉식 카드로 사용할 때의 동작 흐름도
도6-본 발명의 멀티 스마트키를 비접촉식 카드로 사용할 때의 동작 흐름도
*부호의 설명
31-USB 커넥터부, 32-USB 인터페이스부, 33-중앙처리장치, 34-리딩소켓부,
35-메모리부, 36-안테나 인터페이스부, 37-안테나, 38-스마트 카드
1) A-TYPE
① 접촉과 비접촉 SMART CARD 방식을 공유하는 SMART CHIP.
② RF 안테나
③ USB INTERFACE CHIP과 CONNECTOR가 결합된 형태
2) B-TYPE
① A-TYPE의 COMPONENT 포함
② COMMON INTERFACE MODULE을 이용해서 다양한 부가통신기기와 접속
3) C-TYPE
① B-TYPE의 구성 요소 포함, ② 지문 인식 시스템 내장
4) D-TYPE
① 비접촉식 SMART CARD READER, ② 지문 인식 시스템 내장
③ INTERFACE MODULE
본 발명의 다른 목적은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 스마트 카드와 카드 리더의 기능을 공유한 IC 카드 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 콤비네이션 카드에 있어서 비접촉식 기능을 공유한 IC 카드 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 PC의 USB 포트 또는 시리얼 포트를 통해 PC와 직접 통신 가능한 IC 카드 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 콤비네이션 카드, 접촉ㄱ식 리딩 장치, PC와의 통신 장치 및 RF 통신을 위해 안테나를 구비한 멀티 스마트 키를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 IC 카드 시스템은 USB 포트 동작형 IC 카드 시스템으로서, 개인용 컴퓨터와의 정보의 송수신을 위해 접속되는 USB 커넥터부, 피정보매체와의 정보의 송수신을 위한 정보인식부, 가종 서비스 정보를 저장하는 메모리부, 메모리부에 저장된 정보를 상기 개인용 컴퓨터 또는 피정보매체로부터 송수신하도록 처리하는 중아처리장치 및 USB 커넥터부 및 정보 인식부와 중앙처리장치 사이의 명령을 처리하는 인터페이스부를 포함하고 상기 정보인식부는 접촉식으로 정보를 송수신하는 리딩 소켓부와 비접촉식으로 정보를 송수신하는 안테나를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 IC 카드 시스템에 있어서 상기 안테나의 동작 주파수는 13.56MHz인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 IC 카드 시스템에 있어서 상기 USB 커넥터부는 개인용 컴퓨터의 USB 포트 또는 시리얼 포트에 접속되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 IC 카드 시스템에 있어서 상기 리딩 소켓부는 IC 카드 시스템에서 착탈 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 IC카드 시스템에 있어서 상기 피정보매체와의 정보의 송수신은 위갠드 방식으로 실행되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에서 명확하게 될 것이다.본 발명에 관한 USB 포트 동작형 멀티 ㅡ마트 키 시스템의 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다. 또한, 본원 발명의 설명에 있어서 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 사용하고 그외 반복적인 설명에 대해서는 생략한다.
먼저 본원 발명에서 사용되는 USB(UNIVERSAL SERIAL BUS) 인터페이스에 대해 간략히 기술한다.
컴퓨터 시스템에 있어서 예로 하드 디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브,휴대용 저장장치 이외에도 모뎀, 키보드, 마우스 등의 외장형 장치가 마련되고 또한 프린터, 스캐너, 스피커와 같은 주변 장치가 마련된다. 이들 외장형 장치는 컴퓨터의 내부에서 커넥터를 이용해 연결하거나 미리 정해진 포트에 연결해야 하는 장치들이며 SCSI 인터페이스와 같은 외장 인터페이스를 제공하는 부품을 추가하거나 기존의 직렬/병렬 포트를 이용한다. 따라서 연결 가능한 장치의 개수에 한계가 있고 단순하게 통신 기느만을 제공하므로 장치의 구동을 위해서 별도의 전원공급장치를 필요로 한다. 이 때문에 외장 장치들의 이동성과 편리성이 줄어 든다.
그러나 USB 포트는 기본적으로 각 기기당 100mA의 전원을 공급할 수 있으며, 허브에서 최대 500mA의 전원을 공급할 수 있다. 따라서 외장형 장치에 별도의 전원공급장치가 없어도 USB 케이블만 연결하면 곧바로 사용이 가능하다. 보통 한 개의 USB 포트는 16개의 USB 장치를 설치할 수 있다. 본 발명에 있어서의 IC 카드 시스템의 주요특징이 하나는 상술한 바와 같이 USB 포트를 이용할 수 있는 것이다.
도3-본 발명에 따른 IC 카드 시스템 블럭도이고 도4-도3에 도시된 블럭도를 멀티스마트키(MUTI SMART KEY)의 형태로 나타낸 도면 도3에 있어서 (31)은 USB 커넥터부로서, 도시하지 않은 PC의 USB 포트와 접속 된다. (32)는 USB 인터페이스부로서, USB 커넥터부(31)과 PC의 USB 포트와의 통신을 수행한다. (33)은 중앙 처리 장치이고, (35)는 메모리부이다. 이 중앙처리장치(33)는 USB인터페이스부(32)를 통해 메모리부(35)내에 저장된 서비스 정보(사용자 정보, PC 또는 네트워크 보안 정보, 출입통제정보 등등)를 PC에 전송하고 또한 PC로부터의 정보를 메모리부(35)에 저장한다. 이 메모리부(35)로서는 전원이 공급되지 않은 상태에서 그 이전의 정보를 유지하기 위해 EEPROM을 사용한다. 이 중앙처리장치(33)과 메모리부(35)로 스마트 카드부(38)이 이루어 진다. (34)는 리딩 소켓부로서, 스마트 카드칩 중 콘택트 부분의 기능을 이용한 접촉식 통신용이다. 또한 리딩 소켓(34) 중앙처리장치(33), USB 인터페이스부(32) 및 USB 커넥터부를 통해 PC의 USB 포트와 데이터 통신이 가능하다. 이 리딩 소켓부는 멀티 스마트키의 본체에서 착탈 가능하다. (36)은 안테나 인터페이스부이고, (37)은 스마트 카드칩의 비접촉점과 연결되며 RF 모듈과 비접촉식 통신을 하기 위한 안테나이다. 본 발명의 멀티 스마트키는 이 안테나 인터페이스부(36) 및 안테나(37)에 의해 비접촉식 콤비네이션 카드의 기능을 공유함으로서, 교통 카드와 같이 사용할 수 있다. 이 때 정보의 송수신 수단으로는 데이터 1과 데이터 0만을 사용하는 위갠드(WIEGAND)방식을 사용할 수 있다. 안테나(37)의 주파수로서는 13.56MHz를 사용하며, 최대 리드 영역은 10cm 이다.
다음은 본 발명에 따른 멀티 스마트 키의 접촉식 동작 및 비접촉식 동작에 대해 도5 및 도6에 따라 설명한다.
도5-본 발명의 멀티 스마트 키를 접촉식 카드로 사용할 때의 동작 흐름도
도6-본 발명의 멀티 스마트 키를 비접촉식 카드로 사용할 때의 동작 흐름도
먼저, 본 발명의 멀티 스마트 키를 접촉식으로 사용하는 경우에는 콤비네이션 C.O.B와 리딩 소켓부(34)와 피정보매체와 접촉하고, 여기에서 리드된 정보는 USB 인터페이스부(32) 및 USB 커넥터부를 거쳐 PC의 USB 커넥터에 접속된다. 따라서, 콤비네이션 C.O.B에서 리드된 정보는 관리용 PC와 송수신이 가능하다. 또, 비접촉식으로 사용할 경우, RF 모듈을 통해 콤비네이션 C.O.B와 안테나(37)에서 원하는 정보를 13.56MHz의 주파수로 수신한다.
SMART CARD와 READER가 일체형으로 PC보안, 전자인증, 전자화폐, 무인 자동 시스템 등 다용도 기능을 수행할 수 있는 유사 제품의 개발이 아직까지는 전무하다고 판단되며, PC보급대수 및 사용자수가 기하급수적으로 늘어나는 추세에 있기 때문에 그 시장성은 무한한 것으로 예상된다. 또한 본 발명의 USB 포트 동작형 멀티 스마트 키를 사용하면 종래의 시리얼 포트를 사용하는 경우에 비해 정보의 전송 속도를 증가시킬 수 있고 터미널 자체에서 연산 처리할 필용성이 없어진다. 또한, 종래의 스마트 카드를 이용하는 경우에 별도의 리더가 필요하고 출입통제용으로 사용되는 경우에는 별도의 리더 콤비네이션 카드가 필요하지만 본 발명에 있어서는 접촉식 및 비접촉식 방식의 프로그램 보안, PC보안, 전자 인증, 전자 결제, 출입 통제, 전자 지불을 통합하여 사용할 수 있으므로 시스템의 설치 비용을 저렴하게 할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시 예에 따라 구체적으로 설명했지만 본 발명은 상기 실시 예에 한정된 것은 아니고 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (5)

  1. USB 포트 동작형 IC 카드 시스템으로서
    ① 개인용 컴퓨터와의 정보의 송수신을 위해 접속되는 USB 커넥터부
    ② 피정보매체와 정보의 송수신을 위한 정보 인식부
    ③ 각종 사용자 정보를 저장하는 메모리부
    ④ 상기 메모리부에 저장된 정보를 상기 개인용 컴퓨터 또는 상기 피정보매체로부터 송수신하도록 처리하는 중앙처리장치
    ⑤ 상기 USB 커넥터부 및 상기 정보 인식부와 상기 중앙 처리 장치사이의 명령을 처리하는 인터페이스부
    ⑥ 상기 정보 인식부는 접촉식으로 정보를 송수신하는 리딩 소켓부와 비접촉식으로 정보를 송수신하는 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 IC 카드 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 상기 안테나의 동작 주파수는 13.56MHz인 것을 특징으로 하는 IC 카드 시스템
  3. 상기 USB 커넥터부는 상기 개인용 컴퓨터의 USB 포트 또는 시리얼 포트에 접속되는 것을 특징으로 하는 IC 카드 시스템
  4. 제 1항에 있어서 상기 리딩 소켓부는 상기 IC 카드 시스템에서 착탈가능한것을 특징으로 하는 IC 카드 시스템
  5. 제 1항에 있어서 상기 피정보매체와 정보의 송수신은 위갠드 방식으로 실행되는 것을 특징으로 하는 IC 카드 시스템
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