CHIPKARTE MIT OPTISCHEM MODULATOR UND VERFAHREN ZUR ÜBERTRAGUNG EINER INFORMATI ON VON EINER CHIPKARTE
5 B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Chipkarten und Chipkartenlesegeräte, sowie ins- 0 besondere den Datenaustausch zwischen einer Chipkarte und einem Chipkartenlesegerät.
- Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren für die Sicherheit einer Chipkarte bekannt (vgl. hierzu „Handbuch der Chipkarten", Wolfgang Rankl, Wolfgang Ef- 5 fing, Karl Hanser Nerlag, 1999). Zum Schutz der Chipkarte gegen unerlaubten Zugriff
bzw. gegen ein Auslesen und/oder Manipulation der in der Chipkarte gespeicherten Daten dienen beispielsweise Daten-Verschlüsselungsverfahren sowie elektronische Maßnahmen, die den Zugriff auf die Daten erschweren. Solche Abwehrmaßnahmen können dabei auf physikalischer Ebene der Chipkarte z B. durch sog. Scrambling des Speichers und/oder des Datenbusses sowie auf logischer Ebene erfolgen.
Für die Kommunikation mit einem Benutzer ist ferner aus der EP 0 841 633 A2 ein tragbarer kartenförmiger Datenträger mit einer optischen Anzeigeeinrichtung bekannt. Bei der optischen Anzeigeeinrichtung handelt es sich um ein Flüssigkeitskristallanzeige zur Anzeige von Informationen für einen Benutzer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Chipkarte, ein verbessertes Chipkartenlesegerät sowie ein verbessertes Verfahren zur Übertragung einer Information von einer Chipkarte zu einem Chipkartenlesegerät zu schaffen.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ange- geben.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Einsatz eines optischen Modulationsverfahrens zur Übertragung von Informationen zwischen der Chipkarte und dem Chipkartenlesegerät. Dazu wird beispielsweise ein elektro-optischer Modulator eingesetzt.
Ein elektro-optischer Modulator ändert bei Anlegen einer elektrischen Größe eine seiner optischen Eigenschaften, insbesondere sein Transmissions- und/oder Reflektionsver- halten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommt ein Flüssigkeitskristall- Element als elektro-optischer Modulator zum Einsatz. Dieses Element kann Teil einer Flüssigkeitskristallanzeige sein. Die Flüssigkeitskristallanzeige dient in diesem Fall
auch zur Anzeige von Informationen für einen Benutzer der Chipkarte, insbesondere auch dann, wenn diese nicht in einem Kartenlesegerät eingeführt ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können als elektro- optische Modulatoren auch Halbleiterbauelemente zum Einsatz kommen. Solche Halbleiterbauelemente sind beispielsweise an sich bekannt aus US-A-6219170 und US-A- 6150667.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Modulati- on des Lichtstrahls durch Modulation von dessen Polarisationsrichtung. Ein entsprechender Polarisator ist beispielsweise an sich aus US-A-6130731 bekannt.
Im Weiteren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Chipkarte und eines erfindungsgemäßen Chipkartenlesegerätes,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Chipkarte und eines Chipkartenlesegerätes,
Fig. 3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfah- rens.
Die Figur 1 zeigt eine Chipkarte 1 mit einem Modul 2. Das Modul 2 beinhaltet einen integrierten Schaltkreis zur Durchführung von Steuerungsfunktionen und Kommunikationsfunktionen sowie einen Datenspeicher. Beispielsweise kann der integrierte Schalt- kreis in dem Modul 2 als sogenannter Mikrokontroller ausgebildet sein.
Das Modul 2 befindet sich vorzugsweise in einer ISO-Position, so dass bei Einführen der Chipkarte 1 in ein Kartenlesegerät über die Kontaktelemente des Kontaktfeldes des Moduls 2 eine Kommunikation mit dem Kartenlesegerät stattfinden kann.
Die Chipkarte 1 weist ferner einen elektro-optischen Modulator 3 auf. Vorzugsweise ist der elektro-optische Modulator 3 als Flüssigkeitskristallanzeige (LCD) ausgebildet, jedoch können auch andere Typen von elektro-optischen Modulatoren oder anderen optischen Modulatoren zum Einsatz kommen.
Das Modul 2 und der elektro-optische Modulator 3 sind über eine elektrische oder optische Leitung 8, beispielsweise eine Leiterbahn oder eine Glasfaser, miteinander verbunden. Das Modul 2 steuert den elektro-optischen Modulator 3 über die Leitung 8 entsprechend der aufzumodulierenden Information an.
Das schematisch in der Figur 1 gezeigte Chipkartenlesegerät hat eine Lichtquelle 4, wobei es sich vorzugsweise um einen Laser handelt.
Gegenüber der Lichtquelle 4 ist ein Empfänger 7 in dem Chipkartenlesegerät angeordnet. Die Lichtquelle 4 und der Empfänger 7 bilden einen Zwischenraum, in den die Chipkarte 1 in das Chipkartenlesegerät mittels weiterer in der Figur 1 nicht gezeigter mechanischer Elemente eingeschoben werden kann.
Nach Einschieben der Chipkarte 1 in das Chipkartenlesegerät wird von der Lichtquelle 4 ein Lichtstrahl 5 erzeugt, der durch den elektro-optischen Modulator 3 moduliert wird, so dass der modulierte Lichtstrahl 6 resultiert. In dem Beispiel der Figur 1 erfolgt die Modulation dabei durch Änderung einer optischen Transmissionseigenschaft des elektro-optischen Modulators 3.
Der modulierte Lichtstrahl 6 wird von dem Empfänger 7 des Chipkartenlesegeräts emp- fangen und von einer Auswerteelektronik des Chipkartenlesegeräts ausgewertet.
Beispielsweise kann in dem Modul 2 der Chipkarte 1 ein Computerprogramm gespeichert sein. Sobald die Chipkarte 1 in das Chipkartenlesegerät eingeführt ist, wird das
Computerprogramm gestartet, so dass über den elektro-optischen Modulator 3 der Lichtstrahls 5 entsprechend moduliert wird, d. h. das Computerprogramm steuert den elektro-optische Modulator 3 über die Leitung 8 für die Durchführung der Modulation an. Der modulierte Lichtstrahl 6 wird dann von dem Empfänger 7 empfangen und von der Auswerteeinheit des Chipkartenlesegeräts ausgewertet.
Je nach der Art des Computerprogramms können dadurch Maßnahmen für die Sicherheit und/oder Authentizität der auf der Chipkarte gespeicherten Daten bzw. der Datenübertragung zwischen der Chipkarte und dem Chipkartenlesegerät implementiert wer- " den.
Beispielsweise kann durch das Computerprogramm in dem Modul 2 der Chipkarte 1 eine Modulation nach einem definierten Code vorgenommen werden. Nur wenn die Auswertung der Modulation in dem Chipkartenlesegerät dem definierten Code ent- spricht, wird die Chipkarte 1 freigegeben, d. h. es kann eine Transaktion von Daten erfolgen. Diese Transaktion kann dann entweder über das Kontaktfeld des Moduls 2 auf herkömmliche Art und Weise oder aber auch über die elektro-optische Schnittstelle über den elektro-optischen Modulator 3 erfolgen.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind Elemente, die den Elementen des Ausführungsbeispiels der Figur 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figur 1 ist der Empfänger 7 des Ausfüh- rungsbeispiels der Figur 2 benachbart zu der Lichtquelle 4 angeordnet, d. h. die Lichtquelle 4 und der Empfänger 7 befinden sich mit Bezug auf die in das Kartenlesegerät eingeschobene Chipkarte 1 auf derselben Seite.
Entsprechend empfängt der Empfänger 7 denjenigen Anteil des Lichtstrahls 5, der von dem elektro-optischen Modulator 3 reflektiert wird.
Der elektro-optische Modulator 3 wird wiederum über die Leitung 8 von dem Modul 2 angesteuert, um durch Modulation einer Reflektionseigenschaft des elektro-optischen
Modulators 3 die gewünschte Information auf den Lichtstrahl 5 aufzumodulieren, um den reflektierten und modulierten Lichtstrahl 6 zu erhalten.
Bei Verwendung einer Flüssigkeitskristallanzeige als elektro-optischen Modulator 3 kann eines oder mehrere der Elemente der Flüssigkeitsanzeige zur Modulation des Lichtstrahls 5 dienen. Beispielsweise kann durch Ansteuerung der Flüssigkeitskristallanzeige von dem Modul 2 über die Leitung 8 ein bestimmtes Element oder Feld in der Flüssigkeitskristallanzeige alternierend verdunkelt bzw. transparent geschaltet werden, wobei im letzteren Fall die Rückseite der Flüssigkeitskristallanzeige nicht abgedeckt sein darf, um den Strahlengang des transmittierten Anteils des Lichtstrahls 5 nicht zu blockieren.
Auf diese Weise kann also eine Codesequenz und/oder ein Datensatz von der Chipkarte 1 an das Chipkartenlesegerät übermittelt werden. Zusätzlich kann die Flüssigkeitskri- stallanzeige auch zur Darstellung von Informationen für einen Benutzer im Sinne eines Human-Machine-Interfaces (HMI) genutzt werden, wie an sich aus der EP-A 0 841 633 A2 bekannt.
Die Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfah- rens zur Übertragung einer Information von einer Chipkarte zu einem Chipkartenlesegerät.
In dem Schritt 30 wird zunächst eine Schnittstelle zwischen der Chipkarte und dem Chipkartenlesegerät aktiviert. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine kontaktbe- haftete Schnittstelle, beispielsweise über das Kontaktfeld eines Moduls der Chipkarte.
In dem Schritt 31 wird ein Lichtstrahl von dem Chipkartenlesegerät auf die Chipkarte bzw. auf deren elektro-optischen Modulator gerichtet. Die Aussendung des Lichtstrahls kann dabei permanent erfolgen oder erst nach Aktivierung der Schnittstelle in dem Schritt 30.
In dem Schritt 32 wird der von dem Chipkartenlesegerät ausgesendete Lichtstrahl von dem elektro-optischen Modulator auf der Chipkarte entsprechend eines vorgegebenen
Codes und/oder zur Übertragung von Daten moduliert. Die Ansteuerung des Modulators erfolgt dabei von dem Modul, beispielsweise durch ein in dem Modul ausgeführtes Computerprogramm.
In dem Schritt 33 wird der von dem elektro-optischen Modulator in dem Schritt 32 modulierte Lichtstrahl von dem Chipkartenlesegerät empfangen. Dabei kann es sich z. B. um einen transmittierten oder reflektierten Anteil des ausgesendeten Lichtstrahls handeln.
In dem Schritt 34 erfolgt zunächst eine Demodulation und eine Auswertung der mit dem Lichtstrahl empfangenen Information.
Bei einer Sicherheitsanwendung erfolgt dann in dem Schritt 35 eine Freigabe der Kommunikation mit der Chipkarte und/oder einer Transaktion, wenn die empfangenen Daten einem definierten Sicherheitscode entsprechen. Eine Anwendung hierfür ist beispielsweise die sogenannte elektronische Signatur, bei der ein asymmetrisches Chiffrierungs- verfahren verwendet wird.
Bezugszeichenliste
Chipkarte 1
Modul 2 elektro-optischer Modulator 3
Lichtquelle 4
Lichtstrahl 5 modulierter Lichtstrahl 6
Empfänger 7 Leitung 8