WO2003050756A2 - Lutte contre la reproduction frauduleuse des cartes a puce et des terminaux de lecture de ces cartes - Google Patents

Lutte contre la reproduction frauduleuse des cartes a puce et des terminaux de lecture de ces cartes Download PDF

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    • G06K19/073—Special arrangements for circuits, e.g. for protecting identification code in memory

Definitions

  • the invention lies in the field of the fight against fraudulent reproduction of smart cards and of terminals for reading these cards.
  • the invention relates to a device and a method of pairing a predefined type of authentic terminals with a predefined type of authentic smart cards in order to prevent a fraudulent card or a fraudulent terminal from being used. .
  • the DVB Digital Video Broadcasting
  • ECM Entitlement Control Message
  • EMM Entitlement Management Message
  • the smart card also contains calculation software for working with keys cryptographic, usually secret. This information can be recovered by reverse engineering techniques and duplicated in fraudulent cards (clone) which can be read in any decoder.
  • the object of the invention is to prevent the reading of a falsified card in an authentic decoder.
  • One of the phases of the fight against these frauds consists in characterizing the authentic cards and terminals and in performing a pairing of known authentic cards with known authentic terminals.
  • a matching technique used in the prior art consists in materially associating the card and the terminal by welding, for example. This technique certainly makes it possible to limit the scale of fraud by delaying the activity of pirates, but nevertheless has a drawback stemming from the fact that once the pairing technique discovered by pirates, it is necessary to modify the type of card, type of terminal or both. These operations can be costly in terms of time and human resources.
  • the object of the invention is to overcome the drawbacks of the prior art described above.
  • Another object of the invention is to provide a reliable pairing, between a group of cards of a determined type and a group of terminals of a type also determined.
  • Another object of the invention is to provide an apparatus which can be modified in a simple manner without requiring the replacement of cards and reading terminals in the event of fraud.
  • the invention recommends making a dynamic pairing between a smart card of a predefined type and a card reading terminal of a predefined type.
  • the fitting device comprises an interface intended to dynamically define the electrical signals exchanged between the terminal and the smart card.
  • said interface is an analog ASIC type circuit.
  • said interface is an analog FPGA (Field Programmable Gateway) type circuit.
  • the interface defining the signals electrics exchanged between the terminal and the card is integrated into the terminal.
  • said interface includes a memory in which is stored a remotely modifiable file.
  • the electrical signals defined by the interface comprise at least one of the following signals: the operating frequency of the smart card, the supply voltage of the smart card or the power consumed by the smart card to perform a defined task or a card-terminal transmission parameter.
  • the invention also relates to a method of pairing a genuine chip card to a predefined e tyP and an authentic terminal of a predefined type for reading the smart card.
  • the method according to the invention comprises the following stages: determining the range of variation of at least one operating parameter of the authentic smart card,
  • the particular electrical parameters can be modified remotely.
  • these parameters are stored in a configuration file.
  • FIG. 1 shows a device for pairing a smart card and a smart card reading terminal according to the invention.
  • FIG. 2 shows a block diagram of an interface according to the invention.
  • FIG. 3 schematically illustrates a method of pairing a smart card of a predefined type and a terminal of a predefined type according to the invention. Detailed description of specific embodiments
  • the invention will be described in the context of a pay television application in which a program broadcaster transmits audiovisual data scrambled by a control word to all of the subscribers.
  • the subscriber is equipped with a smart card containing a security processor and the access parameters defining the access rights to scrambled data and with a terminal for reading this card.
  • the access control system can decrypt and provide the terminal with the control word necessary to descramble the data broadcast.
  • FIG. 1 schematically represents a terminal 2 and a smart card 4 capable of being read by the terminal 2.
  • the latter comprises a central unit 6 intended for processing the digital data received and an interface 8 which receives the useful data processed by the central unit 6 through a first data / control bus 10.
  • This data / control bus 10 also transmits to the interface 8 the control signals of the smart card 4 (voltage, frequency, ... reset ).
  • the interface 8 is connected to the smart card 4, by a second bus 12 intended to transmit to the latter operating signals defined according to the characteristics specific to this card 4.
  • These signals can be a supply voltage particular in the voltage range supported by card 4, a clock signal having a particular frequency chosen from a range of operating frequencies specific to card 4, or an I / O signal (input-output), i.e. reset signal or any other signal required.
  • FIG. 2 represents a block diagram of the interface 8.
  • This comprises a memory 14 in which is stored a configuration file of the signals transmitted through the bus 12.
  • the configuration file is transmitted directly to the interface 8.
  • This file can also be downloaded by the interface 8 via a secure link from a site of the program broadcaster or delivered to subscribers on a recording medium. .
  • the interface 8 also includes a computation stage 16 which receives the configuration parameters stored in the. memory 14 and defines the electrical values (voltage, frequency) of the signals to be delivered to the smart card 4 through a digital and / or analog interface stage 18.
  • the configuration file can be modified at any time by the program broadcaster.
  • this modification is initiated remotely. It can also be performed by the subscriber from a recording medium provided by the broadcaster. To this end, the interface 8 is provided with a reading unit 20 intended to recover the configuration file from the recording medium.
  • FIG. 3 represents a flow diagram schematically illustrating a method of pairing a smart card 4 and a terminal 2 for reading this card.
  • This method includes a first phase 30 of electrical characterization of the smart card 4 and a second phase 32 of checking the authenticity of the smart card and of the terminal 2.
  • the characterization phase 30 comprises a step 34 during which the smart card 4 is analyzed to determine the limits of one or more electrical operating parameters, and a step 36 during which one or more specific electrical parameters are defined within the operating limits determined in step 34. From this electrical characterization, a file will be created to be transmitted (step 38) then to the interface 8.
  • the authentication phase includes a step
  • Step 40 for comparing the electrical and temporal parameters of a card newly introduced in the terminal 2 with the electrical and temporal operating parameters memorized in step 38.
  • Step 42 consists in authorizing the card-terminal dialog of the card if the compared parameters are identical, and step 44 consists in prohibiting all or part of the card-terminal dialogue if the compared parameters are different.
  • a test operation is defined. for an authentic card and the power consumed by the authentic card is determined during this test operation.
  • the interface 8 can be an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the configuration file of the FPGA or ASIC can be encrypted by a key. secret.
  • the interface 8 is arranged on the smart card 4.

Abstract

L'invention concerne un procédé d'appareillement d'un terminal (2) de lecture de cartes d'un type prédéfini comportant une unité centrale (6) de traitement et d'une carte à puce (4) d'un type prédéfini destinée à stocker des données secrètes. Ce procédé consiste à comparer (40) des paramètres électriques de fonctionnement de cette carte avec les paramètres électriques particuliers préalablement mémorisés, et autoriser (42) l'accès aux données secrètes au moyen de cette nouvelle carte à mémoire si les données comparées sont identiques

Description

LUTTE CONTRE LA REPRODUCTION FRAUDULEUSE DES CARTES A PUCE ET DES TERMINAUX DE LECTURE DE CES CARTES
Domaine technique L'invention se situe dans le domaine de la lutte contre la reproduction frauduleuse de cartes à puce et des terminaux de lecture de ces cartes .
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif et un procédé d' appareillement d'un type prédéfini de terminaux authentiques avec un type prédéfini de cartes à puce authentiques afin d'éviter qu'une carte frauduleuse ou qu'un terminal frauduleux ne soient utilisés.
Etat de la technique antérieure
De plus en plus d'applications notamment dans le domaine du contrôle d'accès à des données secrètes ou des transactions commerciales en ligne utilisent une carte à puce et un lecteur de carte. Parallèlement, on assiste au développement des reproductions frauduleuses des cartes à puce et des lecteurs de cartes appelés également décodeurs .
Dans les applications de télévision payantes par exemple, de façon connue, la norme DVB (Digital Video Broadcasting) prévoit un mécanisme de contrôle d'accès dans lequel les informations d'embrouillage/désembrouillage sont transmises aux abonnés avec des messages de contrôle d'accès ECM (Entitlement Control Message) et EMM (Entitlement Management Message) qui sont stockées dans une carte à puce. La carte à puce contient également un logiciel de calcul permettant de travailler avec des clés cryptographiques, généralement secrètes. Ces informations peuvent être récupérées par des techniques d'ingénierie inverse et dupliquées dans des cartes frauduleuses (clone) qui peuvent être lues dans n'importe quel décodeur. Le but de l'invention est d'empêcher la lecture d'une carte falsifiée dans un décodeur authentique .
Il existe également un risque de piratage des informations secrètes contenues dans des cartes de crédit utilisées pour effectuer des payements à travers le réseau Internet. Ceci freine le développement des transactions en ligne, malgré les systèmes de sécurité existants .
Aussi, afin d'assurer une plus grande sécurité de ces applications, il est indispensable de détecter toutes les cartes falsifiées.
Une des phases de la lutte contre ces fraudes consiste à caractériser les cartes et les terminaux authentiques et à effectuer un appareillement des cartes authentiques connues avec les terminaux authentiques connus.
Une technique d'appareillement utilisée dans l'art antérieur consiste à associer matériellement la carte et le terminal par soudage par exemple . Cette technique permet certes de limiter l'ampleur de la fraude en retardant l'activité des pirates, mais comporte cependant un inconvénient provenant du fait qu'une fois la technique d'appareillement découverte par les pirates, il est nécessaire de modifier le type de carte, le type de terminaux ou les deux à la fois. Ces opérations peuvent s'avérer coûteuses en temps et en ressources humaines .
Le but de l'invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur décrit ci-dessus. Un autre but de l'invention est de réaliser un appareillement fiable, entre un groupe de cartes d'un type déterminé et un groupe de terminaux d'un type également déterminé .
Un autre but de l'invention est de réaliser un appareillement susceptible d'être modifié de façon simple sans nécessiter le remplacement des cartes et des terminaux de lecture en cas de fraude .
Exposé de __' invention A cet effet, l'invention préconise de réaliser un appareillement dynamique entre une carte à puce d'un type prédéfini et un terminal de lecture de carte d'un type prédéfini.
Selon l'invention, le dispositif d'appareillement comporte une interface destinée à définir dynamiquement les signaux électriques échangés entre le terminal et la carte à puce.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ladite interface est un circuit de type ASIC analogique.
Selon un deuxième mode de réalisation l'invention, ladite interface est un circuit de type FPGA (Field Programmable Gateway) analogique.
Dans une variante de réalisation de l'invention, l'interface définissant les signaux électriques échangés entre le terminal et la carte est intégrée au terminal .
Préférentiellement, ladite interface comporte une mémoire dans laquelle est stocké un fichier modifiable à distance.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les signaux électriques définis par l'interface comportent au moins l'un des signaux suivants : la fréquence de fonctionnement de la carte à puce, la tension d'alimentation de la carte à puce ou la puissance consommée par la carte à puce pour effectuer une tâche définie ou encore un paramètre de transmission carte-terminal.
L'invention concerne également un procédé d'appareillement d'une carte à puce authentique d'un tyPe prédéfini et d'un terminal authentique d'un type prédéfini destiné à lire la carte à puce.
Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes : - déterminer la plage de variation d'au moins un paramètre de fonctionnement de la carte à puce authentique,
- définir au moins un fichier comportant des données représentatives d'un mode de fonctionnement particulier prédéfini de la carte à puce dans la plage de fonctionnement déterminée, mémoriser ledit fichier dans un module d' interface reliant le terminal et la carte à puce authentique, et lorsqu'une nouvelle carte à puce est insérée dans le terminal : - comparer les données de fonctionnement de cette nouvelle carte au cours du fonctionnement particulier prédéfini avec les données représentant le mode de fonctionnement particulier de la carte authentique mémorisées dans le module d'interface,
- et autoriser l'accès aux données secrètes au moyen de cette nouvelle carte à puce si les données comparées sont identiques,
- sinon interdire tout ou partie du dialogue carte-terminal.
Selon l'invention, les paramètres électriques particuliers sont modifiables à distance.
Selon l'invention, ces paramètres sont mémorisés dans un fichier de configuration.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- La figure 1 représente un dispositif d'appareillement d'une carte à puce et d'un terminal de lecture de carte à puce selon l'invention.
- la figure 2 représente un schéma bloc d'une interface selon l'invention.
- La figure 3 illustre schématiquement un procédé d'appareillement d'une carte à puce d'un type prédéfini et d'un terminal d'un type prédéfini selon l' invention. Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers
A titre explicatif, l'invention sera décrite dans le cadre d'une application de télévision payante dans laquelle un diffuseur de programme transmet à l'ensemble des abonnés des données audiovisuelles embrouillées par un mot de contrôle. Généralement, dans ce type d'applications l'abonné est équipé d'une carte à puce contenant un processeur de sécurité et les paramètres d'accès définissant les droits d'accès aux données embrouillées et d'un terminal de lecture de cette carte.
A partir de ces paramètres et d'une clé utilisateur (clé d'exploitation) contenue dans la carte à puce, le système de contrôle d'accès peut déchiffrer et fournir au terminal le mot de contrôle nécessaire pour désembrouiller les données diffusées.
La figure 1 représente schématiquement un terminal 2 et une carte à puce 4 susceptible d'être lue par le terminal 2. Ce dernier comporte une unité centrale 6 destinée à traiter les données numériques reçues et une interface 8 qui reçoit les données utiles traitées par l'unité centrale 6 à travers un premier bus de données/contrôle 10. Ce bus de données/contrôle 10 transmet également à l'interface 8 les signaux de contrôle de la carte à puce 4 (tension, fréquence, ... remise à zéro ...) .
L'interface 8 est reliée à la carte à puce 4, par un deuxième bus 12 destiné à transmettre à cette dernière des signaux de fonctionnement définis en fonction des caractéristiques propres à cette carte 4. Ces signaux peuvent être une tension d'alimentation particulière dans la plage de tension supportée par la carte 4, un signal d'horloge ayant une fréquence particulière choisie dans une gamme de fréquences de fonctionnement spécifique à la carte 4, ou encore un signal I/O (entrée-sortie) , soit un signal de remise à zéro ou tout autre signal nécessaire.
La figure 2 représente un schéma bloc de l'interface 8.
Celle-ci comporte une mémoire 14 dans laquelle est stocké un fichier de configuration des signaux transmis à travers le bus 12.
Préfêrentiellement, le fichier de configuration est transmis directement à l'interface 8. Ce fichier peut également être téléchargé par 1 ' interface 8 via une liaison sécurisée à partir d'un site du diffuseur de programme ou délivré aux abonnés sur un support d' enregistrement .
L' interface 8 comporte également un étage de calcul 16 qui reçoit les paramètres de configuration stockés dans la. mémoire 14 et définit les valeurs électriques (tension, fréquence) des signaux à délivrer à la carte à puce 4 à travers un étage d' interface numérique et/ou analogique 18.
Selon une caractéristique de l'invention, le fichier de configuration peut être modifié à tout moment par le diffuseur de programmes.
Préfêrentiellement, cette modification est initiée à distance. Elle peut également être réalisée par l'abonné à partir d'un support d'enregistrement fourni par le diffuseur. A cet effet, l'interface 8 est munie d'une unité de lecture 20 destinée à récupérer le fichier de configuration à partir du support d'enregistrement.
La figure 3 représente un organigramme illustrant schématiquement un procédé d'appareillement d'une carte à puce 4 et d'un terminal 2 de lecture de cette carte. Ce procédé comporte une première phase 30 de caractérisation électrique de la carte à puce 4 et une deuxième phase 32 de contrôle de l'authenticité de la carte à puce et du terminal 2.
La phase de caractérisation 30 comporte une étape 34 au cours de laquelle la carte à puce 4 est analysée pour déterminer les limites d'un ou plusieurs paramètres électriques de fonctionnement, et une étape 36 au cours de laquelle on définit un ou plusieurs paramètres électriques particuliers dans les limites de fonctionnement déterminées à l'étape 34. A partir de cette caractérisation électrique, un fichier sera créé pour être transmis (étape 38) ensuite à l'interface 8. La phase d' authentification comporte une étape
40 de comparaison des paramètres électriques et temporels d'une carte nouvellement introduite dans le terminal 2 avec les paramètres électriques et temporels de fonctionnement mémorisés à l'étape 38. L'étape 42 consiste à autoriser le dialogue carte-terminal de la carte si les paramètres comparés sont identiques, et l'étape 44 consiste à interdire tout ou partie du dialogue carte-terminal si les paramètres comparés sont différents. Dans un exemple de réalisation de l' appareillement , on définit un fonctionnement test pour une carte authentique et on détermine la puissance consommée par la carte authentique lors de ce fonctionnement test.
Les cartes qui ne consomment pas la même puissance que la carte authentique pour le même fonctionnement test ne pourront pas être lues.
Dans une deuxième variante de réalisation de l'invention, on introduit dans les signaux d'interface de l'interface 8 vers la carte à puce 4 des conditions particulières d'utilisation du type saut de fréquence, saut d'alimentation, mode commun en alimentation.... Ces conditions sont correctement exploitables uniquement par une carte authentique.
Dans une variante, l'interface 8 peut être un FPGA (Field Programmable Gâte Array) .
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le fichier de configuration du FPGA ou ASIC peut être chiffré par une clé. secrète.
Dans un mode de réalisation, l'interface 8 est agencé sur la carte à puce 4.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'appareillement d'un terminal (2) de lecture de cartes d'un type prédéfini comportant une unité centrale (6) de traitement et d'une carte à puce (4) d'un type prédéfini destinée à stocker des données secrètes, procédé caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- déterminer (34) la plage de variation d'au moins un paramètre de fonctionnement de la carte à puce (4),
- définir (36) au moins un fichier comportant des données représentatives d'un mode de fonctionnement particulier prédéfini dans la plage de fonctionnement déterminées, - mémoriser (38) ledit fichier dans un module d'interface reliant le terminal et la carte à puce, et lorsqu'une nouvelle carte à puce est insérée dans le terminal (2) pour être lue,
- comparer (40) les données de fonctionnement de cette carte au cours du fonctionnement particulier prédéfini avec les données représentant le mode de fonctionnement particulier de la carte authentique mémorisée dans le module d'interface,
- et autoriser (42) l'accès aux données secrètes au moyen de cette nouvelle carte à puce si les données comparées sont identiques,
- sinon interdire (44) tout ou partie du dialogue carte-terminal.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres électriques et temporels particuliers définis à l'étape (36) sont mémorisés dans la forme d'un fichier de configuration.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fichier de configuration est transmis directement à l'interface (8).
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fichier de configuration est téléchargé via une liaison sécurisée.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fichier de configuration est délivré aux abonnés sur un support d'enregistrement.
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, le fichier de configuration peut être modifié à tout moment par le diffuseur de- programmes .
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la modification du fichier de configuration est effectuée à distance.
8. Dispositif d'appareillement d'un terminal
(2) de lecture de carte à puce d'un type prédéfini et d'une carte à puce (4) d'un type prédéfini destinée à mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une interface (8) destinée à définir dynamiquement les signaux électriques représentatifs d'un mode de fonctionnement particulier de la carte (4) échangés entre le terminal (2) et la carte (4) .
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite interface (8) est un circuit analogique et/ou numérique de type ASIC.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite interface (8) est un circuit de type FPGA.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'interface (8) est intégrée au terminal (2).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'interface (8) est intégrée à la carte (4) .
13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que ladite interface (8) comporte une mémoire (14) dans laquelle est stocké un fichier modifiable à distance.
14. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les signaux électriques définis par l'interface (8) comportent l'un au moins des signaux suivants : la fréquence de fonctionnement de la carte à puce (4), la tension d'alimentation de cette carte à puce (4) ou la puissance consommée par la carte (4) pour effectuer une tâche prédéfinie.
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