TWM477629U

TWM477629U - 多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機

Info

Publication number: TWM477629U
Application number: TW102221388U
Authority: TW
Inventors: bao-lang Zhong
Original assignee: Bao Ruh Electronic Co Ltd
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-05-01

Description

多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機

本創作關於一種非接觸式晶片卡讀寫機，特別是關於一種主控制器對安全存取模組為具快速回應之一對多通訊架構的非接觸式晶片卡讀寫機。

圖1顯示一習用非接觸式晶片卡讀卡機10之系統架構，該讀卡機10內建1~4組安全存取模組(security access module,SAM)11，安全存取模組11是由不同的票證營運系統提供之安全存取模組卡插入一插槽111內所組成，因此存取方式、命令及密碼都可能不同，故讀卡機10對於存取操作安全存取模組11只能一對多，同一時間只能針對其中一組安全存取模組11進行取得卡片16的認證碼及交易認證碼運算，其運算時間約0.2~0.3秒。

進一步言之，讀卡機10在非接觸式晶片卡16進入感測範圍時(可能同時有多張非接觸式晶片卡進入感測範圍，但系統會選擇一張進行操作)，應用一天線單元13讀取到該非接觸式晶片卡16的卡型辨識資料，並由一卡型辨識單元14來確該卡型後取得卡號，經由主控制單元15透過一安全存取模組介面控制器12個別協同其一安全存取模組11而算出卡片認證碼(Key；金鑰)，再由非接觸式晶片卡16確認主控制單元15算得的認證碼是否正確，如根據第1組安全存取模組11a運算出認證碼正確，則可確認該非接觸式晶片卡16與第1組安全存取模組11a的對應關係及取得對非接觸式晶片卡16交易存取權限；但是不正確時則再以單工模式S依序交由第2組、第3組、第4組安全存取模組(11b、11c、11d)進行非接觸式晶片卡16與安全存取模組11對應確認。如果是由第4組安全存取模組11d運算出的認證碼與非接觸式晶片卡16確認對應關係，其卡片交易由四組安全存取模組的運算時間再加上交易運算時間則約需1.2~1.6秒。這樣的處理時間已經超過交通運輸系統驗卡所容許的時間，遑論再增加不同票證營運組織的安全存取模組之後，其處理的時間更是無法忍受。因此，此種內含多組安全存取模組的讀卡機對於要求快速認證取得卡片內容的應用場合中，將會受限。

針對非接觸式晶片卡讀卡機的上述問題，在本案創作人研發之後，提出證書號I408608號「多組安全存取模組同步驗證之非接觸式晶片卡讀寫模組」加以解決。該讀寫模組包含複數安全存取模組介面控制器，每一安全存取模組介面控制器對應於每一安全存取模組而設置，可提供主控制單元在獲取一非接觸式晶片卡卡號之後，多工同步地驗算個別的認證碼，再逐一利用該些認證碼來與該非接觸式晶片卡相互驗證，以獲得可以存取該非接觸式晶片卡的一組認證碼，此種採用批次作業驗算個別的認證碼與非接觸式晶片卡批次作業認證碼的架構可將整體作業時間大幅縮減，而且，每增加一個票證營運系統之安全存取模組並不會增加計算認證碼的時間，更不會拖垮整個驗票時程，充分符合快速認證取得卡片內容的應用場合。然而，利用該主控制單元來處理所有票證營運系統的票卡讀卡程序及認證碼(安全金鑰)，造成該讀寫模組在軟體修改上的不便，且在認證讀取的管理上也可能會有一些不夠安全的問題。具體而論，各票證營運系統的安全存取模組卡的存取方式、命令及密碼都不同，若是其中一家票證營運系統要做金鑰交換機制的修改或新增，或者每新增一家票證營運系統時，都需要修改該主控制單元的軟體與票卡處理作業，造成要花費較久的時間，此外，當票卡處理發生錯誤時也較難迅速追蹤克服。

本創作人有鑑於此，乃悉心再加以研發設計，於今有本創作的產生。緣此，本創作之主要目的在提供一種多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機，該讀寫機的各組安全存取模組介面控制器包含一獨立的處理器用以處理所對應之安全存取模組的讀卡程序及安全金鑰，達成較快速地認證多個不同的票證營運組織，且能提高認證讀取的安全性以及金鑰機制修改的便利性者。

本創作的多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機係用來配合非接觸式晶片卡相互認證以取得卡片內容及其所屬票證營運系統，該非接觸式晶片卡讀寫機包含複數安全存取模組、與該數個安全存取模組個別對應連接的複數安全存取模組介面控制器、一天線單元、一卡型辨識單元及一主控制器。各安全存取模組介面控制器對應該數個安全存取模組中的一個電性連接，各安全存取模組介面控制器包含一個獨立的處理器用以處理所對應之安全存取模組的讀卡程序及安全金鑰。該天線單元可和該非接觸式晶片卡進行無線訊號之接收與傳輸以讀取該非接觸式晶片卡之卡片型態。該卡型辨識單元與該天線單元電性連接，並確認符合該天線單元讀取的該非接觸式晶片卡之卡片型態後取得該卡號。該主控制器與該卡型辨識單元以及該數安全存取模組介面控制器個別電性連接，使得該卡型辨識單元所取得的卡號資料可透過該主控制器以多工模式傳輸至各安全存取模組介面控制器，且藉由各安全存取模組介面控制器的處理器來處理所對應之安全存取模組的讀卡程序及運算出一個認證碼，再以該些認證碼依序測試該非接觸式晶片卡，找到可以存取該非接觸式晶片卡的一組認證碼，並讀出該非接觸式晶片卡內容及該所屬票證營運系統，而輸出至連接該主控制器之一通訊介面。

依據本創作構成的多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機所獲得之功效在於：該讀寫機的主控制器對於該數安全存取模組介面控制器為具快速回應之一對多通訊架構，因而，當本創作的讀寫機讀取一非接觸式晶片卡的卡號後，可多工、同步地驗算個別的認證碼，再逐一利用該些認證碼來與該非接觸式晶片卡相互驗證，約可在約0.5~0.6秒的極短時間內快速地獲得可以存取該非接觸式晶片卡的一組認證碼，以完成卡片交易；再者，各組安全存取模組介面控制器皆包含一獨立的處理器用以處理所對應之安全存取模組(即每一種票證別)的讀卡程序及安全金鑰，達成較快速地認證多個不同的票證營運組織之外，並能提高認證讀取的安全性以及金鑰機制修改的便利性。此外，每增加一個營運系統之安全存取模組並不會增加計算認證碼的時間，更不會拖垮整個驗票時程，可符合快速認證取得卡片內容的應用場合。

關於本創作之其它目的、優點及特徵，將可由以下較佳實施例的詳細說明並參照所附圖式來了解。

10‧‧‧讀卡機

11‧‧‧安全存取模組

11a‧‧‧第1組安全存取模組

11b‧‧‧第2組安全存取模組

11c‧‧‧第3組安全存取模組

11d‧‧‧第4組安全存取模組

111‧‧‧插槽

12‧‧‧安全存取模組介面控制器

13‧‧‧天線單元

14‧‧‧卡型辨識單元

15‧‧‧主控制單元

16‧‧‧卡片

S‧‧‧單工模式

[本創作部分]

20‧‧‧讀寫機

21‧‧‧安全存取模組

21a‧‧‧第1組安全存取模組

21b‧‧‧第2組安全存取模組

21c‧‧‧第3組安全存取模組

21d‧‧‧第4組安全存取模組

21e‧‧‧第5組安全存取模組

21f‧‧‧第6組安全存取模組

21g‧‧‧第7組安全存取模組

21h‧‧‧第8組安全存取模組

211‧‧‧插槽

22‧‧‧安全存取模組介面控制器

22a‧‧‧第1組安全存取模組介面控制器

22b‧‧‧第2組安全存取模組介面控制器

22c‧‧‧第3組安全存取模組介面控制器

22d‧‧‧第4組安全存取模組介面控制器

22e‧‧‧第5組安全存取模組介面控制器

22f‧‧‧第6組安全存取模組介面控制器

22g‧‧‧第7組安全存取模組介面控制器

22h‧‧‧第8組安全存取模組介面控制器

23‧‧‧天線單元

24‧‧‧卡型辨識單元

25‧‧‧主控制器

251‧‧‧通訊介面

26‧‧‧處理器

30‧‧‧非接觸式晶片卡

31‧‧‧晶片

32‧‧‧線圈天線

D‧‧‧內容及該所屬營運系統

M‧‧‧多工模式

圖1繪示先前技術之非接觸式晶片卡讀卡機之系統架構示意圖。

圖2繪示本創作之非接觸式晶片卡讀寫機之系統架構示意圖。

圖2顯示本創作之多核心平行處理非接觸式晶片卡讀寫機20的系統架構，該非接觸式晶片卡讀寫機20是用於配合非接觸式晶片卡30相互認證以取得該非接觸式晶片卡30的內容及其所屬票證系統D，該非接觸式晶片卡30係封裝有一晶片31及一線圈32。在本實施例中，該非接觸式晶片卡讀寫機20包含複數安全存取模組21(本實施例以8組安全存取模組21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、21h為例)、複數安全存取模組介面控制器22(本實施例以8個安全存取模組介面控制器22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g、22h為例)、一天線單元23、一卡型辨識單元24及一個主控制器(Arbiter MCU)25。

各安全存取模組21係可將一安全存取模組卡電性連接(可直接銲死或者利用一安全存取模組卡插槽211以供插入不同票證系統之安全存取模組卡)，或直接燒錄一安全存取模組應用程式構成。

各安全存取模組介面控制器(Issuer SAM Conterller)22與該數安全存取模組21中的一個安全存取模組21對應電性連接，以獲取所對應安全存取模組21的資訊。再者，各安全存取模組介面控制器22包含一個獨立的處理器26用以處理所對應之安全存取模組21的讀卡程序及安全金鑰。

該天線單元23可進行無線訊號之接收與傳輸以讀取該非接觸式晶片卡30之卡片型態。該卡型辨識單元24與該天線單元23電性連接，其可確認該天線單元23讀取的非接觸式晶片卡30之卡片型態是否符合本讀寫機20可處理的卡片型態，確認無誤後取得該卡號。在本實施例中，該卡型辨識單元24採用無線頻率讀卡控制晶片。

該主控制器25與該卡型辨識單元24以及每一個安全存取模組介面控制器22電性連接，使得該卡型辨識單元24所取得的卡號資料可透過該主控制器25以多工模式M傳輸至每一個安全存取模組介面控制器22來處理，則該數安全存取模組介面控制器22的處理器26可用該卡號加上所對應的安全存取模組21的安全認證相關資料來個別運算出一個認證碼(金鑰)。例如第1組安全存取模組介面控制器22a的處理器26根據該卡號與第1組安全存取模組21a算出一第一認證碼；同時間第2組安全存取模組介面控制器22b的處理器26根據該卡號與第2組安全存取模組21b算出一第二認證碼；同時間第3組安全存取模組介面控制器22c的處理器26根據該卡號與第3組安全存取模組21c算出一第三認證碼；同時間第4組安全存取模組介面控制器22d的處理器26根據該卡號與第4組安全存取模組21d算出一第四認證碼；以此類推，及至最後一組，如同時間第8組安全存取模組介面控制器22h的處理器26根據該卡號與第8組安全存取模組21h算出一第八認證碼。然後，經由該數處理器26運算所產生的該多數個認證碼會逐一透過該主控制器25傳輸至該卡型辨識單元24做測試，亦即，將該數認證碼調制成符合該卡片型態所能收授的資料型態封包，且透過該天線單元23傳送到該非接觸式晶片卡30之線圈天線32，並由該非接觸式晶片卡30之晶片31確認其正確性且回報給該讀寫機20。若其中有一認證碼能夠被接受，就表示該非接觸式晶片卡30為一合法的卡，則該卡型辨識單元24會讀取該非接觸式晶片卡30之資料，即可知道該非接觸式晶片卡30之屬於哪一個票證營運系統，然後，該非接觸式晶片卡30的內容及該所屬票證營運系統D的資料可經由該主控制器25之一通訊介面251傳輸至所連結之應用系統(圖中未示)，以執行進一步的應用。

在本實施例中，該非接觸式晶片卡30可為一卡片型式或一代幣(IC-TOKEN)型式。此外，該主控制器25與該數安全存取模組介面控制器22之通訊介面為序列周邊介面。

經由上述實施例的說明，可知本創作的特點在於，該主控制器25對於該數安全存取模組介面控制器22為具快速回應之一對多通訊架構，因而，當本創作的讀寫機20讀取一非接觸式晶片卡30的卡號後，可多工、同步地驗算個別的認證碼，再逐一利用該些認證碼來與該非接觸式晶片卡30相互驗證，約可在約0.5~0.6秒的極短時間內快速地獲得可以存取該非接觸式晶片卡的一組認證碼，以完成卡片交易；再者，各組安全存取模組介面控制器22皆包含一獨立的處理器用以處理所對應之安全存取模組21(即每一種票證別)的讀卡程序及安全金鑰，達成提高認證讀取的安全性以及金鑰機制修改的便利性。具體言之，當其中一家票證營運系統要做金鑰交換機制的修改或新增時，並不需要修改該主控制單元的軟體，亦無需變更其它票證營運系統安全存取模組介面控制器22，只需要修改其中欲變更之安全存取模組介面控制器22的處理器的軟體即可，因而，對於未修改之票證營運系統不需重新執行安全認證，花費修改時間縮減；此外，當票卡處理發生錯誤時也能夠迅速追蹤克服。

在前述說明書中，本創作僅是就特定實施例做描述，而依本創作的特徵仍可有多種變化或修改。是以，對於熟悉此項技藝人士可作之明顯替換與修改，仍將併入於本創作所主張的專利範圍之內。