TW286379B - - Google Patents

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A7 286379 B7 五、發明説明（1 ) . 本發明有關於從智慧卡讀取資料。智慧卡或稱為積體電 路卡，是一種装載著微處理器，記憶體，及用來電耦合讀 /寫裝置之介面的卡。此記憶體最好非發散性的 (η ο η - V 〇丨a t i 1 e )，也就是說該記憶體在電力消失時仍能保 存資料，基本上，用於智慧卡中之記憶體屬於電子可擦存 可程式僅讀記憶體（EEPROM)之型式。這種卡可用在很多方 面，如用來攜帶個人資料，就像是醫療資料，或是作個人 身份辨識之用。另一方面，這種卡可用來當作金融卡或簽 幅卡。一種為本發明所特別適用但不排除在外的智慧卡應 用實例為雷子錢包。電子錢包保存價值資料，該資料可利 用與銀行或其他金融機械通信的方法取出或存人，價值可 在由資料連線所耦合的電子錢包間作交換，所Μ利用這種 將價值資料當作”電子現金”的方法可完成購買行為。智慧 卡可基於安全的方式攜帶一定量的資料，卡中之資料可包 括製造時的固定資料姐，例如卡的序號或是類似的資料， 然而這種固定資料並不是使用者所感興趣的。這種卡係用 來输入，儲存或输出變數資料，雖然有些資料實際上在第 一次被蝓入後可能就不能被改變，這種資料與卡的製造商 所固定输人的資料不同^使用變數資料較通常是屬於在正 常使用此卡下的規律變化資料。智慧卡是利用一種被認可 的協定經由接點將使用變数資料串列_進或讓出。 這種在ISO協定7816中作為範例的t«取協定之需求為， 當讀卡機與卡之間的耦合建立時，讀卡機會供應電源•時 铺及重置信號給卡微處理器，然後一串列的應答重置 -4 - 本紙張尺度適用中國國家糅丰（CNS ) Α4洗格（210X 297公釐） 訂 铭 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣隼局員工消资合泎汪印製 286379 A7 B7 五、發明説明（2 ) . (A T R )資料位元由卡傳送到謓卡機，此後此卡可能會被讀 卡機詢問Μ傳送所要求的使用變數資料，這種功能需要有 相當高複雜度及費用的讀卡機。 對一不昂貴的讀卡機的一項需求為允許顯示或使用由卡 所選取的使用華数資料，這種給予譆取的使用變数資料將 隨著不同的應用而改變。在醫療或日記卡中，此資料可能 為下一次約定的詳细資料；在保全卡中，此資料可能為安 全碼，用來藉由一倨销定-放行的謓卡機得到通行權；而 在雷子錢包中，此資料可能為餘額之值。本發明嘗試提供 一種允許供應不昂貴之智慧卡的系统。 根撺本發明的一項特點為提供一種由智慧卡讀取資料的 方法，此智慧卡含有一微處理器及保存使用變數資料的記 憶體，這種方法包括耦合讀卡機至卡上Μ在讀卡機與卡之 間建立一條資料傳输路徑，在該記憶體中存取所需之使用 變教資料，Μ及將該存取資料结合以成為由卡傳送到讀卡 機之應答重置信號的一部份。 '使用這種方法*所需讀取的資料可在A T R序列中傳送給 讁卡機，而讀卡機不需要如傳统整個協定所規定卡的詢問 功能，因此這種讓卡機.景簡單且不昂資的。 在ISO標準7816中，ATR序列可包括”歷史位元” (historical bytes)，這些歷史位元通常是提供以方便卡 製造商去表示一種例如卡辨譏器。本發明最好至少有一些 A T R的”歷史位元”使用於傳蝓所需之資料。 此重置信號在讀卡槠中方便於被自動啟動，K完成與一 -5 - 本紙法尺度遑用中國國家操隼（CNS ) A4規格（210X ?97公釐） 參 訂 錦 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬揉車局員工消费合阼枉印??. Α7 Β7 五、發明説明（3 ) . 卡片所作之耦合，且此卡片會自動回應應答重置序列。 一種想像之修正方式是包含在ATR序列中的資料在每一 次讀取的時候可依序地改變，因此，擧例而言，由電子錢 包所譁取之資料可在餘額與上一次交易细節間作交換，若 有第三或其他資料項目被含概進來，則此資料的讀取會在 每一次卡（={應用於讀卡機之時逐步涵概所需之序列。這種 方法可藉由在EEPROM中提供一種資料位址的順序，K及安 排讓每一次ATR序列送出時，一位址指示器會步進循環於 此位址順序，以使得由下一個位址讀取下一筆資料是在 ATR序列中送出。 根據本發明之另一特點為根據上述之方法提供一種搭配 以由智慧卡所讀取資料的謓卡機，此讀卡機包括電池，用 以耦合至智慧卡的介面安排，Μ及電路装置用以有效地翻 譯任何應答重置信號的特定部份，此應答重置信號是經由 介面來接收，用來獲取包含其中之使用變數資料。 此電路装置可包含一專匾積體電路，利用其结構與邏輯 適於應答重置信號的詡譯之用。另一種方式*此電路装置 可包含一通用目的之微處理器以及包含程式以控制此微處 理器的記憶體。 ^ 擧例而言•此讀卡橢可包含於一小型的手持單元中，此 竜元的尺寸比想像中的智慧卡及鑰匙圈飾物來得小。例如 ，提供一個用來接受卡Η接點部份的凹槽，此凹槽只須大 到足夠容納卡Η的邊緣部位或轉角部位即可。 根撺本發明之另一特點為根據上述之方法提供一種搭配 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、va 结 經濟部中夬樣车局員工消費合作li印$. 286379 五、發明説明（ο . 使資料被讓取的智慧卡•此卡片含有一微處理器及記憶體 ，某一記憶體區域保存使用變數資料，而某一記憶體區域 保存一作業程式，此作業程式有效地在由卡片所產生的應 答重置信號中含槪記憶體所存取之使用變數資料。 本發明將進一步參考附圖來描述，其中： 圖1為根據本發明之智慧卡及智慧卡讀卡機的透視圖； 圖2為画1之讀卡機插著卡Η之平面圖； _3為一時序圖，舉例說明圖1及圖2之讀卡機與卡片 所採用之重置與”應答Μ重置”序列之時序； 圖4為傳统之”應答重置”信號的圖形； 圖5為讀卡機及卡片之電子元件的方塊圖； 圖6為讀卡機及卡片中之程式的流程圖；而 圖7為一流程圖，擧例說明一種修正方法以使之能夠以 不同之順序由卡片讓出。 參考圖1所示為一智慧卡1在價值轉移糸统中構成一電 子錢包，此卡與信用卡一般大小且内含一微處理器及可擦 存可程式僅讀記憶體（EEPR0H)，此EEPR0MM非發散性之狀 態保存資料。在卡Η的表面含有8個接點2a到2h的接點面 板2允許與讀卡機/寫· _卡器單元連接。在使用的時候*卡 Η可装載表示價值的資料，這些資料是與使用者銀行連線 的讁卡槠/寫卡器而來。購買之行為因此可在與銀行離線 的情況下完成，這是利用經由一銷售讁卡機/寫卡器的點 傅送價值資料給貿易商的電子錢包，最後貿易商可由他的 雷子錢包傳送累積之價值資料給他自己的銀行。 -7 - 本紙法尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4洗格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 纩 A7 B7 五、發明説明（5 ) 傳统上，經由讀卡機/寫卡器用Μ作資料傳输之通信是 福於串列通信，這種串列通信是在某一協定下，利用接點 而板2的一對接點所建立的。一個這種協定的例子是由著 名的ISO/IEC 7816所指定，此後之描述將參考這個協定並 稱之為”此協定”。整個協定之履行，在讀卡機/寫卡器的 微處理器與程式中需要某一等级之複雜度，這使得這種讀 卡機/寫卡器變得相當昂貴。對一涸小型且不昂貴的装置 而言，有一需求為其必須能夠從卡Η中讀取並使用（基本 上但非必要用於顯示）某資料。 阃1所示之装置為像一個鑰匙圈飾物的讀卡機3 ，此讀 卡機有一主體4 ，其中有一孔5接近主體的某一端點，用

經濟部中央樣丰局員工消費合作社印?L (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 夾連结一倨鑰匙圈|讀卡機的另一端點有一凹槽6用來插 入如卡之卡片，此讀卡機插入卡片如圖2所示。在讀 卡機之間装載有彈簧接點，當卡片完全插人之時，此彈簧 接點會與卡片面板2相對應之接點耦合，這種將卡Η插入 凹槽6的簡單動作完成了相對應之卡片與讀卡機之接點的 蓮接，這個動作促使電源由讓卡機中的電池傳給卡Η ，然 後一重置信號由_卡機傳送給卡片，而一應答重置（ART) 信號由卡Η傳送給讀卡.掷。這個根據本發明的ATR信號包 含由卡片之EEPROM所獲取的特殊變數資料，在這個例子中 ，此資訊為卡Η中價值資料的餘額。此自動讓取程序包括 在讓卡機中對傳送之餘額價值資料的詡譯以及在液晶顯示 器（I, C f) ) 7上顯示此餘額。 參考阃3所示為一圖示舉例說明了根據ISO協定之重置 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4说格（210X 297公釐） 經濟部中夬埭隼苟員費含咋fi午釔 . A 7 B7 五、發明説明（6 ) . 餌應答電置信號的時序，8個接點2(a)到2(h)中有6個被 使用到，其上之信號為： 2(a) GND (接地） 2(b) VCC (電源電壓） 2(c) VPP (程式電壓） 2(d) RST (重置信號） 2(e) CLK (時鐘信號） 2(f) I/O (資料输人/输出） 當智慧卡插人謓卡橢時，卡Η的存在與否是由謓卡機硬 聘W及讀卡機中接上電源的微處理器來偵測，控制讀卡機 微處理器的坎體檢査智慧卡是否仍然插著，然後賦予接線 V C C及V Ρ Ρ雷源，並（在時間t 2的時候）設定I / 0接線到適 合傳送資料的狀態。 重置接線RST由tO维持在低電位4000個時鐘週期（t3)* 接著應答重置（ATR)信號便在卡片的微處理器控制下，於 第400到4000時鐘週期之間（tl)由卡Η啟動之。 '圖4舉例說明ATR信號的本質。-傳统之ATR信號包括許 多串列的8位元之位元姐，第一個位元姐Β1為一啟始文字 碼，第二個位元姐Β2為·-一格式化的文字碼，接下來有許多 選擇性的介面文字碼Β3到ΒΙ;然後最多可有15個選擇性的 歷史文字碼ΒΗ到ΒΝ，以及一個條件式的檢査文字碼BC，在 故始文字碼後面的文字碼缌數不得超過32個。此歷史文字 碼姅常被卡Η製造商使用來傳送例如製造序號的卡片辨識 資訊。在本發明現行之實拖例中•歷史文字碼方塊的最後 本紙張尺度逍用中國國家樣隼（CNS ) A4况格（210X297公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 286379 A7 B7 五、發明説明（7 ) . 8侗位元姐係填滿卡價值餘額的資訊，所以這種應用在 卡Μ的資訊自動傳送給讓卡機。 現在參考画5中Μ線路圖的方式所示之讁卡機及卡片的 雷子元件|在圖示中雖然分開表示，但必須知道大部份所 描述的霄子零件（非全部）均结合於一單一積體電路晶片中 。讁卡機3之彈簧接點以一墊Η10來表示，這個墊片在卡 Η插入之時與卡片上的墊片2造成接觸，墊片10上之接點 係連接到電池11，時鐘12及串列介面13。當卡片插入時· 卡Η經由接點墊片得到電源，因此一電源流偵測器14偵測 卡Η的插入動作並因應以供愿電源給串列介面13，時鐘 12，微處理器15及顯示器驅動器16。微處理器15係使用隨 機存取記憶體（R A Μ ) 1 5 a 。 在雷源接通後，微處理器會反應以啟動僅讀記憶體 (ROM)中的程式並傳送參考圖3之時鐘及重置信號。此卡 Η含有一串列介面17連接到墊片2，微處理器18及EEPR0M 19，微處理器18係使用隨機存取記憶體（RAM) 18a 。此

FiEPROM含有一程式區段P用以偵測重置信號的结束，然後 藉由微處理器控制此介面，Μ傳送ATR信號。ATR信號的 最後8個位元姐是取自·包含於EEPR0M中的資料，EEPR0M的 一個位址指標區域19a包含一位址指標，該指標所指之位 址即為記憶體的一個餘額區域19b ，此餘額區域包含卡片 冃前的價值餘額。因此，因應於重置信號，微處理器18在 1 9 a讀取位址指標，然後再謓取區域1 9 b的内容，並姐合 ATR信號的最後8個位元組使其包含餘額資料。 -10- 本紙張尺度通用中國國家棟準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 1------1T------^ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央操隼局貝工消资含阼社印製

經濟部中央樣隼局0^工消費合作让印?L A7 B7 五、發明説明（8 ) . A TR信號是經由介面17及介面13的傳送才由微處理器 17所處理，驅動微處理器之程式將得自於介面13的價值信 號解碼並將其结果送給顯示器驅動器16，上價值便進而顯 示在丨,CD 7 上。 琨在參考國6 ，所示為驅動微處理器15及18之程式的流 稈國，國6(a)表示驅動微處理器15的讀卡機程式。在電源 故動的第21步驟，時鐘與重置信號被送出。在步驟22有一 測試用夾決定ATR信號是否已在允許的時段內被收到，若 泠有，刖讀卡機停止動作；若有，則ATR信號在步驟23被 解碼K獲取餘額值。在第24步驟有一測試用來決定解碼的 資料是否有意義|若沒有，刖一錯誤訊息會在第25步驟產 生並顧示出來；若有，則在步驟26餘額值會被格式化然後 送給顯示器顯示出來，在步驟27經過3秒鐘的週期後，讀 卡機便關機。 在卡片中（圖6(b))，有一測試於步驟28用來決定重置信 號是否已终止，若沒有，則此系统會等待；若有，則在第 29步驟中位於19a (圖5)之位址指標會被讀取，然後於步驟 30時，位於指定位址19b的資料會被讓取，接著所讀取之 價值餘額資料便在步银被煸碼為ATR ，此ATR信號於步 揉3 2被送出。 現在參考圖7 ，其中所示為針對該卡片之流程圖的一個 修IF.。在步驟32M後，當ATR信號送出時，系统會在步驟 寫人一新的指標位址到1 9 a (圖5 )。這個新位址之獲得是 要當作下一次位址循環順序的位址，此順序係儲存於 ' -11- 未紙張尺度適用t國國家榡隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 44IT贫 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣車局員工消費合阼fi5-s. " A7 B7 五、發明説明（9 ) . RRPROM中。這表示在下一次卡片接上電源時，新的位址指 撢便會被讀取，使得由不同位址而來的資料被煸碼為ATR 。這種位址之_序的選取是為了因應當每一次卡片插入時 ，謓不同需求之資訊顯示在卡機上。所Μ，可能有2 · 3，4或更多項資訊在一次卡片取出再插入時輪流顯示在讀' 卡機上。在本雷子錢包實施例的其他謓出資訊之例子包括 給予最後一次交易之數量*或是最後一次由銀行取款或退 錢給锻行的數值。 有一項重要的注意事項為此協定是否正確地遵循，另外 此卡Η將維持在重置狀態達40,000個時鐘週期，且必須在 另一段40,000時鐘週期内開始ATR位元的進一步傅送。這 個共同時鐘速度為3.57 MHz。因此，這些顯示圖每一張均 對應到11毫秒（mi丨丨iseconds)，ATR最大之長度為32位元 姐，W 9600 bps的速度這需要花35毫秒來傳送|因此讀卡 機傳送給卡片之電源所需最長的時間週期僅1卜11+35 = 57 毫秒。 '我們將可看出讀卡機所需傅送之-資訊僅是在電源接通時 由卡Η所發出之A TR的一部份，因此傳送一命令給卡片用 W要求目前的餘額資料羞不必要的，.而且在資料傳输期間 ，對通信協定之使用也沒有枏關的需求。由於此卡Η對絕 對時間無所認知，所Μ它可在非常低時鐘速度下工作來得 到A T R 。所有的這些因素使得讀卡機的設計變得非常簡單 ，艮可W用非常低廉的微處理器或適當的連輯來達成，因 而產生非常低廉的設計。由於該卡Η僅在每一次顯示餘額 -12- 本紙張尺度適用中國國家#準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 β86β9Β Β7 五、發明説明（10 ) - 的極短時間内需要被供給電源，所以對電池的需求已減至 最小。 本發明並不限於上述實施例之细目，舉例而言，A TR信 號的其他部份可用來'傳送所需之使用變數資料，也許是不 同的歷史位元姐部份之位元姐，或是歷史位元姐部份的少 數或多教位元姐，也許是不同於内部儲存的位元组。 為取代對一通用目的微處理器與程式記憶體的探用，此 讓卡機可结合一種特殊設計的運輯姐態，當作一種互連閘 的陣列及共用電路元件，設計使之成為例如特殊積體電路 的應用。 此謓卡機可採用其他型式並可包含於保全装置中，例如 一種销可在接收到由一知慧存取卡Μ此方式傳送適當的資 料之時打開，資料之顯示可能不需要•甚至希望為這種情 形。 耦合於卡Η與謓卡機之間的方式可能有不同於利用電接 點之方式的方法，例如，存在有各種提議利用感應•無線 窜或微波，Μ及漀波或紅外光線介面來耦合卡片及讀卡機 ，本發明可適用任何耦合的方法。 即使俺有一種使用變龙資料要存取•位址指標可重覆被 寫入，這是由於與卡片之使用有關，相同的資料（如價值 餘額）有時可寫入記憶體中不同的位置。最後，雖然 RRPRtlM是目前針對此目的為大眾所樂於使用之記憶體，其 他型式之記憶體也可以使用。 ' -13- 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) .M说格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ

Claims (1)

1. 第¢3109388號專利申請案 ^ 修jE本（醉 10月^ A8 D8 «5 β 申請專利範圍 1. 一種由智慧卡謓取資料之方法*此智慧卡含有一微處理 器及一保存使用可變資料的記憶體，此方法包括耦合一 讀卡機到卡片以在讀卡機與卡片間建立一條資料傳輪路 徑，在該記憶體中存取所箱之使用可變資料，Μ及结合 該存取資料•作為由卡片傳到讀卡櫬之應答重置信號 (answer-to-reset)的一部份 ° 2. 根據申請專利範園第1項之由智慧卡讓取資料之方法， 其中應答重置信號的格式是根據IS0/IEC 7816協定並包 含歷史位元組，該存取係被结合成為歷史位元組。 (請先間;*背面之左意事項再塡寫衣頁) 3 . 4 . 經-贫巾史痄準局員工消費合作社印" 根據申 法，其 要存取 作存取 根據申 其中所 此變動 根據申 其中該 寫入、， 預設之 請專利 中之記 之資枓 該資料 請專利 要存取 被重覆 請專利 範園第 憶體保 的記憶 的初步 範圍第 之資料 寫入。 範圍第 u 項之由智 _ T I' ·= 位址指標， 體位址，此位址 動作。 3項之由智慧卡 的位址會變動· 慧卡讀取資料之方 此位址指檷指定所 指檷係被讓取K當 讀取資料之方法， 且位址指標會跟隴 讚取資料之方法* 讀取資料時被重覆 用以一步一步地環繞一預設的循環模式，因此· 不同的資料組在謓卡櫬的連鑛使用下被接連讓取 -11 4項之由智慧卡 位址指標是在每次Μ循瑁模式 6. 根據申謫專利範圍第1項之由智慧卡讓取資料之方法· 包括卡片與謓卡機的耦合步驟，以此種偵測方式自動由 讀卡機送出一重置信號給卡片*由卡片自動送出該應答 線 -1 木纸張又度適用中a a家嘌苹ί CNS 1Λ4規格丨210 X W7 乂、簦） 經濟亦Φ央悻準局β工消費合作社印ϊί A8 BS CS DS 六、申請專利範圍 重置信號給讀卡機K回應此重置信號，自動解譯應答重 置信號中的使用變數資料並使用此解譯的資料。 7. 根據申請專利範圍第6項之由智慧卡讓取資料之方法， 其中在謓卡機中有一顯示器，而此解譯的資料是用來藉 由啟動顯示器Μ顯示此資料。 8. 一種讀卡機，適於自根據申請專利範園第1項之方法所 得之智慧卡中讀取資料，此讀卡櫬包括一電池，一用來 耦合智慧卡的介面裝置，以及將任何經由此介面所接收 之應答重置信號的特殊部份作有效之解譯的霄路裝置· 俾導出其内所包含之使用變數資料。 9. 根據申請專利範圍第8項之讚卡機*其中之電路裝置包 括一微處理器及記憶體，此記憶體包括一程式有效地控 制此微處理器Μ執行該解譯動作 10. 根據申請專利範圍第9項之讀卡括響應智慧卡與讓 卡機之耦合的偵測器裝置，Μ及^偵測器裝置，用 Μ接通此讓卡槲撤處理器或該耩合%§源的装置，否則 此微處理器之電源會被切斷Μ保存電池壽命。 11. 根據申請專利範圍第8項之讀卡機，其至少要在ISO 7816協定中所考量之應答重置信號的範圍内作用，因此 該信名含有歷史位元組及结合於歷史位元姐中之該使用 變數資料。 12. 根據申請專利範圍第8項之讀卡櫬•其包括一用以顯示 由卡片而來的使用可變資料之顯示器。 13. 根據申請專利範圍第8項之讀卡櫬，其尺寸比以信用卡 大小作尺寸的智慧卡遢小，且此讀卡櫬具有一凹榷，在 -2- 本纸張又度適用中a國家樣苹（CNS ΪΛ4規格（2 10 X 297公签） --------------衣---------訂--------線 (請先閉漬背面之;£意事項再墙寫衣頁) BX CH D8 六、申請專利範圍 凹榷間有一組彌簧接點，此凹槽可接受智慧卡的某一部 位 > 在此建立起智慧卡上接觸墊片上之智慧卡接點與該 彈簧接點的電接觸。 14. 一種智慧卡，缠用於使根據申請專利範園第1項之方法 所得資料被讀取，該智慧卡含有一微處理器及一記憶體 ，某一記憶體區域保存使用可變資料•而某一記憶體區 域保存一作業程式，此作業程式有效地在由卡片所產生 的懕答重置信號中含概記憶體所存取之使用變數資料。 15. 根據申請專利範圍第14項之智慧卡•其中之記憶«包含 ~ 一位址指檷，此位址指檷保存所要存取Μ供包含在應答 重置信號中之資料的位址。 16. 根據申請專利範圍第15項之智慧卡*其中之程式有效地 控制微處理器，使其在每次位址指標以循環横式讀取資 料時重寫此位址指檷•用Κ 一步一步地環繞一預設的循 環模式，因此*預設之不同的資料組在謓卡機的連鑛使 用下被接連謓取。 部t央準局R工消費合作社印欠 (請先閱讀背面之、.'£意事項再塡寫衣頁) 17. 根據申謫專利範圍第14項之智慧卡，其於一價值傳送系 統中是一電子錢包，該使用變數資料代表卡片上之價值 資料^餘額。 -3- 衣纸張尺度適用t围國家悻苹丨CNS ΊΛ4規丨各（2川X 2‘·>7公坌）