WO2010043789A1 - Objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et dispositif externe connectable à un objet portable. - Google Patents

Objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et dispositif externe connectable à un objet portable. Download PDF

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WO2010043789A1
WO2010043789A1 PCT/FR2009/001215 FR2009001215W WO2010043789A1 WO 2010043789 A1 WO2010043789 A1 WO 2010043789A1 FR 2009001215 W FR2009001215 W FR 2009001215W WO 2010043789 A1 WO2010043789 A1 WO 2010043789A1
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iso
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Zenyk Horbowy
Serge Parienti
Patrick Misko
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Elva Sa
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    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
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    • G06K19/0728—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement being an optical or sound-based communication interface

Definitions

  • Portable microprocessor object and secure nonvolatile memory and external device connectable to a portable object are provided.
  • the present invention relates to a portable object with microprocessor and secure non-volatile memory and an external device connectable to a portable object.
  • Some external devices can be used to realize acoustic authentication systems that have existed since the early 1990s.
  • Patent application FR 2 877 748 discloses a portable device incorporating a microcontroller for implementing a method for sending a sequence of binary data in voice form by an electro-acoustic transducer, which consists in directly connecting the transducer to a non-dedicated input / output port of any microcontroller, and driving the transmission of the binary data sequence from a prerecorded software in a memory block of the aforementioned microcontroller, the microcontroller comprising at least processing circuits, a memory block and a non-dedicated input / output port, the input / output port being directly connected by a wired connection to an input terminal of an electro-acoustic transducer, the other terminal is grounded, the transducer being able to transmit in voice form a sequence of binary data and this transmission is controlled by a prerecorded software in the memory block of the microcontroller.
  • the microcontroller is for example driven by a clock H of 1024 kH z , this clock circuit being integrated in the microcontroller or outside thereof depending on the type of microcontroller used, but as shown in Figure 1 the clock is an integral part of the portable object.
  • a clock H 1024 kH z
  • this clock circuit being integrated in the microcontroller or outside thereof depending on the type of microcontroller used, but as shown in Figure 1 the clock is an integral part of the portable object.
  • Such a device requires on the one hand a power supply for the clock and on the other hand is fragile due to the presence of quartz clock in the portable object that can be folded.
  • the patent application FR 2 837 305 also teaches a chip card and a complementary box, for example in the form of a case into which the chip card can be inserted.
  • the chip card incorporates electronic means for generating excitation signals of a sound transducer
  • the complementary housing incorporates at least one sound transducer and a battery necessary for the supply of electrical energy.
  • Figures 1 to 3 show the clock signal in the card but in no case the generation of the latter by the complementary housing.
  • This patent like the previous one, can be used with integrated clock smart cards. It therefore has the same disadvantages as the previous patent.
  • Patent application FR 2 810 766 teaches a smart card having a standardized communication interface with contacts and able to operate in a synchronous or asynchronous operating mode with a terminal for a card reader with contacts.
  • the smart card can be equipped with an acoustic interface, the operation of the acoustic interface requiring an internal power supply by means of a battery P.
  • the chip card also comprises a "pull-up" circuit whose function is to keep the signal from RST reset to a high level, as long as the acoustic interface is not activated or the card is not inserted into a slot of a contact card reader.
  • the method includes testing the presence or absence of the power supply voltage signal to determine first whether the card is placed in an environment with or without a card reader.
  • the method includes selecting the asynchronous operating mode if the reset signal RST is low and the synchronous operation mode if it is at a high level.
  • the method includes selecting this interface if the reset signal is at a low level, knowing that the method also includes maintaining the signal at a low level. a high level by means of an internal circuit "pull up", and to force this signal to a low level to activate the acoustic operating mode by means of a touch key which can be advantageously constituted by the reset contact and the mass contact of the standardized contact interface.
  • a first object of the invention is to provide a portable object without a clock or integrated power supply battery and capable of distinguishing its possible connection to an acoustic interface device.
  • a portable electronic microcircuit object comprising at least one microprocessor and a non-volatile secure memory comprising a communication and data transmission link via the input / output port connected to the input / output ISO contact.
  • a program stored in the portable object or a circuit arrangement detects the presence of an external acoustic interface device comprising a voltage supply device of the portable object and an oscillator providing a clock signal, the program controlling the transmission of a data sequence stored in the secret area of the memory with at least one determined frequency after a time defined by an arrangement using the electronic microcircuits of the object portable, the portable object receiving from the external device on the corresponding ISO contacts the supply voltage of the electronic microcircuits and the clocking clock signal of the microprocessor of the portable object.
  • the defined time corresponds to the minimum time to guarantee the stability of the clock signal transmitted by the external device.
  • the detection of the presence of an external acoustic interface device is performed by simultaneously detecting the presence of a microprocessor supply voltage Vcc on the ISO contact corresponding to VCC and a signal on the ISO reset contact corresponding to a low level.
  • the detection of the presence of an external acoustic interface device is performed by simultaneously detecting the presence of a voltage Vcc power supply of the microprocessor on the ISO contact corresponding to VCC and a first signal on the reset ISO contact corresponding to a high level.
  • the program implements at least three counters counting the pulses of the clock or of a signal derived from the clock, a first counter to determine the defined time necessary for the stability of the clock, then simultaneously triggers a second and a third counter, the second counter for calculating the transmission time of a logic state corresponding to the digital data of the sequence stored in the secret zone and the third counter initialized to a first value to correspond to a first logic state and a second value to correspond to a second logical state of the numeric data
  • the program implements a fourth counter to determine the end of sending a sequence or a burst of sequences.
  • the program executed by the microprocessor makes it possible to transmit a sequence of periodic signals on two frequencies, one corresponding to the data representative of a low level and the other to those of a high level with an interface. acoustic.
  • the detection of the presence of an external device operating according to the ISO standard is performed by simultaneously detecting the presence of a voltage Vcc of the microprocessor power supply on the ISO contact corresponding to Vcc and a signal on the reset ISO contact corresponding to a high level, then by issuing the ATR response of the portable object by putting the latter on hold of a command from the external device.
  • the detection of the presence of an external device operating according to the ISO standard is carried out by a counter and simultaneously detecting the presence of a voltage Vcc for supplying the microprocessor to the ISO contact corresponding to Vcc and a signal at a high level on the reset ISO contact corresponding to the passage for the second time at this high level, then by the transmission of the ATR response of the portable object by putting the latter in waiting for a command from the external device.
  • the portable object comprises several communication interfaces and the program of operation of the portable object selects the operating mode of the card corresponding to the associated interface and maintains this mode of operation as the Vcc power supply. is not interruptedAnother aim is to propose an external device with an acoustic interface making it possible to transmit audio codes necessary for authentications, of the simplest possible realization and allowing its use with portable objects allowing operation according to the ISO standard .
  • an external device with an acoustic interface connectable to a portable object compatible with the ISO standard with a dual port microprocessor, one corresponding to the ISO I / O output, the other being specific to the contacts C4, C8, the device comprising a piezoelectric element constituting the acoustic interface connected to two connectors whose arrangement corresponds to that of the contacts C4 and C8 on which the portable object transmits by the specific output port of the microprocessor the signals on two different frequencies corresponding to the levels different from the data and an arrangement for feeding on the one hand the portable object and the clock of the external device and on the other hand to maintain for a determined time corresponding at least to the time required for the detection the connector corresponding to the contact RST of the portable object at a low level, the operation of the arrangement being activated either when putting the The normalized contacts of the portable object with the connectors of the portable device, or after the activation of a switch on the external device.
  • the arrangement of the device comprises a battery connected by its positive terminal to the connector corresponding to the contact.
  • the device comprises a counter for determining by counting the clock cycles the end of sending a sequence or a burst of sequences.
  • the external acoustic interface device connectable to a portable object compatible with the microprocessor ISO standard with a single I / O output port corresponding to the ISO output
  • the device comprises a piezoelectric element. constituting the acoustic interface connected to two connectors whose arrangement corresponds to that of the contacts C5 and C7 on which the portable object transmits by the output port I / O of the microprocessor the signals on two different frequencies corresponding to the data, and an arrangement to supply on the one hand the portable object and the oscillator of the external device supplying the clock signal to the contact C3 and, on the other hand, to maintain for a determined time, corresponding at least to the time required for the detection, the connector corresponding to the RST contact of the portable object at a high level, the operation of the arrangement being activated either when e bringing the standardized contacts of the portable object into contact with the connectors of the portable device, or after the activation of a switch on the external device
  • FIG. 1 represents an acoustic interface system, according to a first embodiment, comprising a terminal with acoustic interface and a portable object operating in two different connection modes;
  • Fig. 2 is a timing diagram for explaining card selection of the operating mode with an acoustic interface terminal as shown in Fig. 1;
  • FIG. 3 is a timing diagram for explaining the selection by the card of the synchronous mode of operation with a terminal operating according to the ISO standard.
  • FIG. 4 represents another variant embodiment of a terminal according to the invention for a portable object only dedicated to the emission of acoustic sequences to enable authentication.
  • FIG. 5 represents the program flow chart for determining the time required for the stabilization of the clock signal.
  • FIG. 6 represents another embodiment of a portable object with only one single communication port P1 allowing, on the one hand, use with an acoustic activator and, on the other hand, use with a terminal having an ISO behavior.
  • FIG. 7 represents the flowchart of the program allowing the determination of the time necessary for the stabilization of the clock signal and the operation with either an "acoustic activator” or with an “ISO reader"
  • the smart card or portable object 1 illustrated in FIG. 1 comprises a set C1, M of electronic microcircuits and at least one standardized contact communication interface (Vcc, I / O, RST, GND, CLK, Vpp, C4, According to the ISO 7816 standard, these contacts are eight in number and some of them are dedicated to the input of determined signals, in particular a VCC signal or supply voltage, a sequencing signal or a signal. CLK clock and a reset signal RST.
  • the interface also includes a GND ground contact and an input / output I / O contact.
  • the clock source is external.
  • the clock signal is applied via the circuitry of the external acoustic device to the standardized input CLK of the smart card when it is placed in the external acoustic device.
  • ISO 7816 Parts 1 to 3
  • ISO 7816 Parts 1 to 3
  • a procedure for powering the card by a reader specifies a procedure for powering the card by a reader.
  • the reader is about to receive information about the I / O line
  • Vpp is set to rest state (obsolete with recent cards)
  • the portable object 1 associated with an external acoustic interface device 2 constitutes a transmission system designed to transmit in voice form a sequence of binary data from a piezoelectric transducer QP.
  • the transmission system includes:
  • a pilot oscillator H of the external device which delivers a periodic signal of frequency clock FO
  • a processing logic making it possible to determine the mode of operation of the portable object between at least the operating mode adapted to an external device operating according to the ISO standard (ISO reader) and an operating mode adapted to an external interface device acoustic device (acoustic enhancer) incorporating a piezoelectric transducer QP whose two input terminals d4 and d8 are connected to the input input ports P2, P3 of the integrated circuit for applying the logic signal representative of the audible sequence to be transmitted, alternatively on one and the other of the input terminals d4 and d8, at a different voice frequency according to the logic state of the bit to be transmitted.
  • ISO standard ISO standard
  • an external interface device acoustic device (acoustic enhancer) incorporating a piezoelectric transducer QP whose two input terminals d4 and d8 are connected to the input input ports P2, P3 of the integrated circuit for applying the logic signal representative of the audible sequence to be transmitted, alternatively on one and the other of the input terminals
  • the program implementing the FSK type modulation realizes a divisor by m and a divisor by n, and assigns to these two divisors the logical states "O" and "1", respectively.
  • the program will work only on logic signals, and its function is to generate an intermediate logic signal that will be transmitted to the piezoelectric transducer QP and allow the latter to reconstruct from this logic signal a signal acoustically sinusoidal form and transmit this signal at a voice frequency corresponding to the logic state of the bit to be transmitted belonging to the plurality of bits constituting the sequence to be transmitted.
  • the portable electronic microcircuit object comprising at least one microprocessor and a secure non-volatile memory comprises a communication and data transmission link via the connected input / output port.
  • the portable electronic microcircuit object comprising at least one microprocessor and a secure non-volatile memory comprises a communication and data transmission link via the connected input / output port.
  • the portable object is connectable to different external devices each constituting a terminal via a connector, standardized for smart card, incorporated in the terminal.
  • the excitation signals of the acoustic transducer of the acoustic interface external device pass through the contact points d4 and d8 of the acoustic interface terminal not assigned by ISO781 and associable with the contacts C4, C8 of the portable object.
  • the supply of the component (s) of the portable object is performed by the terminal at the time of its insertion by means of the standardized contacts Vcc (corresponding to the contact C1 of the standard and located vis-à- d1) connector screw and GND contact (corresponding to the contact C5 of the standard and located opposite the connector d5).
  • Vcc corresponding to the contact C1 of the standard and located vis-à- d1
  • GND contact corresponding to the contact C5 of the standard and located opposite the connector d5
  • a first pole of the switch is connected on the one hand to the positive terminal of the battery and on the other hand to a power supply input of the clock whose output is connected to the connector d3 corresponding to the CLK contact of the map.
  • the other pole of the switch is connected on the one hand to the negative terminal of the battery and on the other hand to the connector d2.
  • the switch has an arrangement for maintaining the supply of the clock, for a time sufficient for the transmission of an audio sequence and the RST signal remains at a low level for a time sufficient for the detection of the operating mode by the map.
  • the portable object contains in its memory a recognition program of the type of device.
  • the portable object that can be connected to different terminals will implement this external device type recognition (RTDE) program constituting the terminal which executes according to the following process.
  • RTDE external device type recognition
  • the external device operating according to the ISO standard "ISO reader" shown in FIG. 3 mounts the signal Vcc and the signal RST at the high level, - at time t2, the reader sends a clock signal CLK, of the order of 100 KHz for example, and - at time t3, the card responds according to an ISO compliant communication protocol and according to a synchronous mode of operation by using the port P1 of the integrated circuit C1 connected to the contact I / O of the portable object.
  • the recognition program can be connected to a specific sequence making it possible to pass the portable object to a so-called acoustic mode of operation, specific to an external device with acoustic interface "acoustic enhancer" and remain if the recognition program samples the signal RST at a low level as described below with reference to Figure 2.
  • the time t1 corresponds to the moment when the card is physically connected to the reader with contacts.
  • the circuit power supply of the card is provided by the external device at time t1 by the contact Vcc.
  • the circuits of the portable object Upon receipt of a clock signal CLK for example at time t2 corresponding to the actuation of the switch B by the user of the external device, the circuits of the portable object sample the forced reset signal RST at a low level by the external device with acoustic interface.
  • the presence of the signal RST at a low level and the signal VCC at the high level allows the specific operating program to trigger, by the initialization of a counter (C), a waiting loop to be safe after a time ⁇ t that the frequency signal FO supplied by the clock is stabilized.
  • the specific operating sequence starts the reading in the memory M of the sequence of the data to be transmitted.
  • the program generates a logical signal through a process intermediate that will be transmitted by the specific port P2, P3 input output of the microcontroller to the piezoelectric transducer QP by the specific contacts C4, C8 connected to the circuit C1 of the portable object by the port P2, P3.
  • Such a process is known, for example, from patent application FR 2 766 288 and uses a second and a third counter (DC, respectively TC).
  • the second counter (DC) for calculating the transmission time of a logic state corresponding to the digital data of the sequence stored in the secret zone and the third counter (TC) initialized to a first value to correspond to a first logic state and a second value to correspond to a second logical state of the digital data.
  • the program also implements a fourth counter (QC) to determine the end of sending a sequence or burst of sequences.
  • QC fourth counter
  • the capacitive part of the impedance of the piezoelectric transducer P will be used by making it play an integrating function to reconstitute a sinusoidal acoustic signal from the logic pulses transmitted by the intermediate circuit, knowing that this impedance becomes essentially capacitive when the transducer P is excited in the vicinity of its resonant frequency.
  • Activation of the acoustic interface is done by the user by means of the switch or a touch key.
  • the operating program of the portable object selects the operating mode of the map corresponding to the associated interface and maintains this mode of operation as long as the Vcc power supply is not interrupted.
  • the external device or terminal shown in Figure 4 is associated with a specific portable object to a single communication port by the I / O contact and only dedicated to the acoustic application, to know how to emit by the external device an audible signal when the portable object is associated with the external device and when the user actuates a switch K of the external device "acoustic activator".
  • the invention proposes a simplified mode of operation of a specific smart card adapted to an external acoustic interface device.
  • the microcontroller contains only the authentication data and the program necessary to recognize the connection to an external device and the transmission of the information necessary for the acoustic emission.
  • the switch K1 connects the battery C1, C2 and the oscillator simultaneously.
  • the latter will start its oscillations without delay and they will be present at the point of contact C3.
  • RESET signal (RST) is directly present on C2 in the high state without the period of 40,000 cycles defined by the standard.
  • the microcontroller and the oscillator start their operation at the same time.
  • the negative effect induced by such a mode of operation is that the clock supplied by an oscillator when it is turned on is not stable immediately; typically the frequency of the signal provided will be stable between a few hundred microseconds to a few hundred milliseconds depending on the technology implemented.
  • the direct consequence on the operation of the microcontroller is a measurement of the erroneous time.
  • the measurement of time is essential at several points, in particular for the calibration of the writing times in the EEPROM memory and for the generation of the acoustic signals.
  • the authentication principle is based on the generation of an audible signal carrying an encrypted message, previously securely stored in the non-volatile memory of the card.
  • the authenticity of the card being established by a server with which the card communicates according to a one-way protocol, to prevent attempts to re-play messages issued by the authentication system, it is essential to ensure logical continuity (by descent). cryptographic) between the different successive messages produced. Hence the importance of the reliable operation of the component.
  • the invention implements a waiting time realized by the execution of a sufficiently large number of non-critical instructions (“vacuum loops”) before any critical operation: access to the non-volatile memory and to acoustic transmission functions.
  • the establishment time of the stable frequency is typically 1 ms (1000 ⁇ s).
  • an instruction typically executes in 2, 3, or 4 clock cycles depending on its nature.
  • the number of non-critical instruction loops (52) executed at the start of the component will be set to 1000, for example, to constitute the time ⁇ t making it possible to be sure that the frequency signal FO supplied by the clock is stabilized.
  • a counter C is initialized with the number of non The counter is executed at a value of 1000 and this counter is decremented each time a loopback instruction is executed until the counter value is zero.
  • the program of the portable object prepares the message (53) by generating an intermediate logic signal which will eventually be recorded (54) in memory and then transmitted (55) to the piezoelectric transducer QP and allow the latter to reconstruct from this logic signal a sinusoidal acoustic signal and transmit this signal at a voice frequency corresponding to the logic state of the bit to be transmitted belonging to the plurality of bits constituting the sequence to be transmitted.
  • the memory M comprises a program 70 corresponding to the flowchart of FIG. 7 which is identical to that of FIG. 5 for the steps 72, 73, 74, 75 having the same digit of the units as for the program of FIG. 5.
  • This program which incorporates the external device type recognition (RTDE) feature, is systematically implemented when connecting the portable object to an external device.
  • RTDE external device type recognition
  • the detection of the "ISO reader” and “acoustic activator” is done by a counter R incremented at each high pass of the Reset signal and reset when the power supply of the contact Vcc is interrupted. A test on the value of the counter, makes it possible to distinguish the cold RESET and the hot RESET.
  • Cold RESET is the first start of the component after power up (VCC rise). In this case the reset counter is at 1.
  • RESET when hot, caused by the activation of RST (going through the low state and then going back up without switching off [VCC remains high during the operation]).
  • the counter is greater than 1.
  • the first power up the component leaves after waiting ⁇ t (loop 72) systematically in acoustic mode (steps 73, 74, 75).
  • the external device If the external device is of the acoustic activator type as that of FIG. 4, it will receive the acoustic sequence on the I / O contact connected to the piezoelectric transducer and will emit the sounds defined by the stored information (IM) in memory (M) of the portable object (1, Fig. 6).
  • IM stored information
  • M stored information
  • the external device connected to the portable object is of the "ISO reader” type, the latter realizes that the sequence received by the I / O contact is not the ATR and the program of the ISO reader sends a second RESET without setting voltage of the portable object.

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Abstract

La présente invention concerne un objet portable (1) à microprocesseur (CI) et mémoire non volatile sécurisée (M) et un dispositif externe (2) connectable à un objet portable. L'objet portable à microcircuits électroniques comporte au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant au moins un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie (I/O) connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, un programme mémorisé dans l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique, comportant au moins un dispositif d'alimentation (P) en tension de l'objet portable et un oscillateur (H) fournissant un signal d'horloge, le programme contrôle, l'émission d'une séquence de données mémorisées dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable, l'objet portable recevant du dispositif externe à interface acoustique sur les contacts ISO la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable.

Description

Objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et dispositif externe connectable à un objet portable.
La présente invention concerne un objet portable à microprocesseur et mémoire non volatile sécurisée et un dispositif externe connectable à un objet portable.
Certains dispositifs externes peuvent être utilisables pour réaliser des systèmes d'authentification par voie acoustique qui existent depuis le début des années 1990.
Ils sont tous composés de 5 éléments fondamentaux : une source d'énergie (pile), une source d'horloge, une unité de calcul, un transducteur acoustique et un moyen de déclenchement.
Ils ont cependant connu diverses évolutions structurelles :
- jeton électronique : boîtier émetteur autonome,
- carte acoustique : version amincie du jeton,
- carte acoustique intégrée au format ISO, 0,8 mm d'épaisseur, carte à puce standard (passive) et boîtier activateur (actif) séparables.
Il est connu par la demande de brevet FR 2 877 748 un dispositif portable incorporant un microcontrôleur pour mettre en œuvre une méthode pour faire émettre sous forme vocale une séquence de données binaires par un transducteur électro-acoustique, qui consiste à connecter directement le transducteur à un port d'entrée/sortie non dédié d'un microcontrôleur quelconque, et à piloter la transmission de la séquence de données binaires à partir d'un logiciel préenregistré dans un bloc de mémoire du microcontrôleur précitée, le microcontrôleur comprenant au moins des circuits de traitement, un bloc de mémoire et un port d'entrée/sortie non dédié, le port d'entrée/sortie étant directement relié par une liaison filaire à une borne d'entrée d'un transducteur électro-acoustique dont l'autre borne est à la masse, le transducteur étant apte à transmettre sous forme vocale une séquence de données binaires et cette transmission est pilotée par un logiciel préenregistré dans le bloc de mémoire du microcontrôleur. Le microcontrôleur est par exemple piloté par une horloge H de 1024 kHz, ce circuit d'horloge étant intégré au microcontrôleur ou extérieur à celui-ci suivant le type de microcontrôleur utilisé, mais comme le montre la figure 1 l'horloge est partie intégrante de l'objet portable. Un tel dispositif nécessite d'une part une alimentation pour l'horloge et d'autre part est fragile par suite de la présence du quartz de l'horloge dans l'objet portable qui peut être plié.
La demande de brevet FR 2 837 305 enseigne également, une carte à puce et un boîtier complémentaire se présentant par exemple sous la forme d'un étui dans lequel peut être inséré la carte puce. Selon une deuxième particularité du dispositif, la carte puce incorpore des moyens électroniques de génération de signaux d'excitation d'un transducteur sonore, le boîtier complémentaire incorpore au moins un transducteur sonore et une pile nécessaire à la fourniture en énergie électrique. Toutefois, les figures 1 à 3 font apparaître le signal d'horloge dans la carte mais en aucun cas la génération de ce dernier par le boîtier complémentaire. Ce brevet, comme le précédent, reste utilisable avec des cartes à puce à horloge intégrée. Il présente donc les mêmes inconvénients que le brevet précédent.
La demande de brevet FR 2 810 766 enseigne une carte à puce ayant une interface de communication normalisée à contacts et pouvant fonctionner suivant un mode de fonctionnement synchrone ou asynchrone avec un terminal pour lecteur de carte à contacts. La carte à puce peut être équipée d'une interface acoustique, le fonctionnement de l'interface acoustique nécessitant une alimentation interne au moyen d'une pile P. La carte à puce comprend également un circuit "pull-up" qui a pour fonction de maintenir le signal de remise à zéro (reset) RST à un niveau haut, tant que l'interface acoustique n'est pas activée ou que la carte n'est pas insérée dans une fente d'un lecteur de carte à contacts.
Le procédé consiste à tester la présence ou l'absence du signal de tension d'alimentation pour déterminer tout d'abord si la carte est placée dans un environnement à ou sans lecteur de carte à contacts.
Dans un environnement lecteur à contacts, le procédé consiste à sélectionner le mode de fonctionnement asynchrone si le signal de remise à zéro RST est à un niveau bas et le mode de fonctionnement synchrone s'il est à un niveau haut.
Dans un environnement hors lecteur à contacts et lorsque la carte comprend également une interface de type acoustique, le procédé consiste à sélectionner cette interface si le signal de remise à zéro est à un niveau bas, sachant que le procédé consiste également à maintenir ce signal à un niveau haut au moyen d'un circuit interne "pull up", et à forcer ce signal à un niveau bas pour activer le mode de fonctionnement acoustique au moyen d'une touche tactile qui peut être avantageusement constituée par le contact de remise à zéro et le contact de masse de l'interface normalisée à contacts.
Ceci nécessite donc d'avoir une pile dans la carte et un circuit pull-up ainsi qu'une touche tactile, ce qui augmente le coût de la carte, diminue sa fiabilité et limite sa durée d'utilisation à celle de la pile.
Un premier but de l'invention est de réaliser un objet portable sans horloge ou pile d'alimentation intégrée et capable de distinguer sa connexion possible à un dispositif à interface acoustique.
Ce but est atteint par un objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, un programme mémorisé dans l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique comportant un dispositif d'alimentation en tension de l'objet portable et un oscillateur fournissant un signal d'horloge, le programme contrôlant l'émission d'une séquence de données mémorisée dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable, l'objet portable recevant du dispositif externe sur les contacts ISO correspondants la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable.
Selon une particularité, le temps défini correspond au temps minimum pour garantir la stabilité du signal d'horloge transmis par le dispositif externe.
Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau bas.
Selon une autre particularité d'un autre mode de réalisation, la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un premier signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau Haut.
Selon une autre particularité, le programme met en œuvre au moins trois compteurs comptant les impulsions de l'horloge ou d'un signal dérivé de l'horloge, un premier compteur pour déterminer le temps défini nécessaire à la stabilité de l'horloge, puis déclenche simultanément un deuxième et un troisième compteur, le deuxième compteur permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique
Selon une autre particularité, le programme met en œuvre un quatrième compteur pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence ou d'une rafale de séquences.
Selon une autre particularité, le programme exécuté par le microprocesseur permet l'émission d'une séquence de signaux périodiques sur deux fréquences, l'une correspondant aux données représentatives d'un niveau bas et l'autre celles d'un niveau haut à interface acoustique.
Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau haut, puis par l'émission de la réponse ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe.
Selon une autre particularité, la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue par un compteur et en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal à un niveau haut sur le contact ISO de remise à zéro correspondant au passage pour la deuxième fois à ce niveau haut, puis par l'émission de la réponse ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe. Selon une autre particularité, l'objet portable comporte plusieurs interfaces de communication et le programme de fonctionnement de l'objet portable sélectionne le mode de fonctionnement de la carte correspondant à l'interface associée et maintient ce mode de fonctionnement tant que l'alimentation Vcc n'est pas interrompueUn autre but est de proposer un dispositif externe à interface acoustique permettant de réaliser une transmission audio de codes nécessaires à des authentifications, de réalisation la plus simple possible et permettant son utilisation avec des objets portables permettant un fonctionnement selon la norme ISO.
Ce but est atteint par un dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à double port, l'un correspondant à la sortie ISO I/O, l'autre étant spécifique aux contacts C4, C8, le dispositif comportant un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique relié à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C4 et C8 sur lesquels l'objet portable transmet par le port spécifique de sortie du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux niveaux différents des données et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'horloge du dispositif externe et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé correspondant au moins au temps nécessaire à la détection le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe.
Selon une autre particularité l'arrangement du dispositif comporte une pile reliée par sa borne positive au connecteur correspondant au contact
C1 d'alimentation de l'objet portable et par sa borne négative au connecteur correspondant au contact C5 de masse de l'objet portable, un cristal d'horloge connecté d'une part à un connecteur correspondant au contact C3 de réception d'horloge par l'objet portable et d'autre part au connecteur correspondant au contact C5 de masse, un double interrupteur reliant d'une part la masse au connecteur correspondant au contact de remise à zéro RST et d'autre part reliant la borne positive de la pile au cristal d'horloge générant une fréquence pilote.
Selon une autre particularité le dispositif comporte un compteur pour déterminer par un comptage des cycles d'horloge la fin de l'envoi d'une séquence ou d'une rafale de séquences.
Selon une autre particularité d'un autre mode de réalisation, le dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à simple port de sortie I/O correspondant à la sortie ISO, le dispositif comporte un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C5 et C7 sur lesquels l'objet portable transmet par le port de sortie I/O du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux données, et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'oscillateur du dispositif externe fournissant sur le contact C3 le signal d'horloge et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé, correspondant au moins au temps nécessaire à la détection, le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau Haut, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de deux modes de réalisation correspondants aux figures dans lesquelles:
la figure 1 représente un système à interface acoustique, selon un premier mode de réalisation, comportant un terminal à interface acoustique et un objet portable fonctionnant selon deux modes de connexion différents ;
la figure 2 est un diagramme des temps pour expliquer la sélection par la carte du mode de fonctionnement avec un terminal à interface acoustique comme illustré à la figure 1 ;
la figure 3 est un diagramme des temps pour expliquer la sélection par la carte du mode de fonctionnement synchrone avec un terminal fonctionnant selon le standard ISO.
La figure 4 représente une autre variante de réalisation d'un terminal selon l'invention pour un objet portable uniquement dédiée à l'émission de séquences acoustiques pour permettre une authentification.
La figure 5 représente l'organigramme du programme permettant la détermination du temps nécessaire à la stabilisation du signal d'horloge.
La figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un objet portable à un seul un seul port de communication P1 permettant d'une part une utilisation avec un activateur acoustique et d'autre part une utilisation avec un terminal ayant un comportement ISO.
- La figure 7 représente l'organigramme du programme permettant la détermination du temps nécessaire à la stabilisation du signal d'horloge et le fonctionnement avec soit un "activateur acoustique" soit avec un "lecteur ISO"
La carte à puce ou objet portable 1 illustré sur la figure 1 comprend un ensemble Cl, M de microcircuits électroniques et au moins une interface de communication normalisée à contacts (Vcc, I/O, RST, GND, CLK, Vpp, C4, Selon la norme ISO 7816, ces contacts sont au nombre de huit et certains d'entre eux sont dédiés à l'entrée de signaux déterminés, en particulier d'un signal VCC ou tension d'alimentation, d'un signal de séquencement ou d'horloge CLK et d'un signal de remise à zéro RST. L'interface comprend également un contact de masse GND et un contact d'entrée-sortie I/O.
Dans le cas où le système est constitué d'une carte à puce standard et d'un activateur acoustique, la source d'horloge est externe.
Le signal d'horloge est appliqué via la circuiterie du dispositif externe acoustique à l'entrée normalisée CLK de la carte à puce lorsque celle-ci est placée dans le dispositif externe acoustique.
La norme ISO 7816 (parties 1 à 3) qui définit les contacts électriques des cartes à puce précise un mode opératoire pour la mise sous tension de la carte par un lecteur.
En particulier, elle définit pour la mise sous tension d'une carte asynchrone selon la norme ISO un ordre pour l'activation des signaux à l'insertion.
La séquence préconisée prévoit en effet l'ordre suivant:
- RST est positionné à l'état bas pendant 40.000 cycles,
- puis est passé à haut par le lecteur qui en retour va recevoir des données de l'ATR de la carte sur I/O (Answer To Reset),
- Vcc est positionné à l'état haut (alimentation de la carte)
- Le lecteur s'apprête à recevoir des informations sur la ligne I/O
- Vpp est positionné à l'état de repos (obsolète avec les cartes récentes)
- CLK fournit une horloge utilisable par la carte La norme précise également que le signal RST (de maintient du composant à l'état « reset») doit rester à l'état bas pendant au moins 40.000 cycles d'horloge après le démarrage du signal CLK dans le but notamment de permettre au composant de fonctionner à partir d'une horloge stable et d'être initialisé correctement.
L'objet portable 1 associé à un dispositif externe à interface acoustique 2 constitue un système de transmission conçu pour transmettre sous forme vocale une séquence de données binaires à partir d'un transducteur piézo-électrique QP.
Le système de transmission comprend notamment :
-un oscillateur pilote H du dispositif externe qui délivre un signal périodique d'horloge de fréquence FO,
-un circuit intégré Cl et une mémoire M contenant les informations secrètes à transmettre et les programmes de fonctionnement du circuit intégré permettant de réaliser une modulation du type FSK à partir du signal d'horloge reçu par la carte sur le contact CLK d'une part, et d'autre part de la séquence d'informations binaires mémorisée et à transmettre au dispositif externe à interface acoustique 2, en générant une fréquence d'échantillonnage différente Fl ou F2 suivant l'état logique du bit à transmettre,
- une logique de traitement permettant de déterminer le mode de fonctionnement de l'objet portable entre au moins le mode de fonctionnement adapté à un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO (lecteur ISO) et un mode de fonctionnement adapté à un dispositif externe à interface acoustique (activateur acoustique) incorporant un transducteur piézo-électrique QP dont les deux bornes d'entrée d4 et d8 sont reliées aux port d'entrée sortie P2, P3 du circuit intégré pour appliquer le signal logique représentatif de la séquence audible à émettre, alternativement sur l'une et sur l'autre des bornes d'entrée d4 et d8, à une fréquence vocale différente suivant l'état logique du bit à transmettre.
Le programme implémentant la modulation du type FSK réalise un diviseur par m et un diviseur par n, et affecte à ces deux diviseurs les états logiques "O" et "1", respectivement.
D'une manière générale, le programme ne va travailler que sur des signaux logiques, et sa fonction est de générer un signal logique intermédiaire qui va être transmis au transducteur piézoélectrique QP et permettre à ce dernier de reconstituer à partir de ce signal logique un signal acoustique de forme sinusoïdale et d'émettre ce signal à une fréquence vocale correspondant à l'état logique du bit à transmettre appartenant à la pluralité de bit constituant la séquence à transmettre.
Par ailleurs, dans la variante de réalisation de la figure 1 , l'objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comporte un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie I/O de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO.
Ainsi l'objet portable est connectable à des dispositifs externes différents constituant chacun un terminal par l'intermédiaire d'un connecteur, normalisé pour carte à puce, incorporé dans le terminal. En particulier, les signaux d'excitation du transducteur acoustique du dispositif externe à interface acoustique passent par les points de contact d4 et d8 du terminal à interface acoustique non attribués par la norme ISO781 et associable aux contacts C4, C8 de l'objet portable.
Pour tout dispositif externe l'alimentation du ou des composant(s) de l'objet portable est réalisée par le terminal au moment de son insertion au moyen des contacts normalisés Vcc (correspondant au contact C1 de la norme et situé en vis-à-vis du connecteur d1) et du contact GND (correspondant au contact C5 de la norme et situé en vis-à-vis du connecteur d5). Pour un dispositif externe à interface acoustique, un interrupteur double B actionné par l'utilisateur permet d'une part d'alimenter le circuit d'horloge H du dispositif externe et d'autre part de maintenir à un niveau bas le connecteur d2 correspondant au contact RST de la carte. Pour cela un premier pôle de l'interrupteur est relié d'une part à la borne positive de la pile et d'autre part à une entrée d'alimentation de l'horloge dont la sortie est reliée au connecteur d3 correspondant au contact CLK de la carte. L'autre pôle de l'interrupteur est relié d'une part à la borne négative de la pile et d'autre part au connecteur d2. L'interrupteur comporte un agencement permettant de maintenir l'alimentation de l'horloge, pendant un temps suffisant pour l'émission d'une séquence audio et le signal RST reste à un niveau bas pendant un temps suffisant pour la détection du mode de fonctionnement par la carte.
L'objet portable contient dans sa mémoire un programme de reconnaissance du type de dispositif. L'objet portable pouvant être connecté à des terminaux différents mettra en œuvre ce programme de reconnaissance du type de dispositif externe (RTDE) constituant le terminal qui s'exécute selon le processus suivant.
Supposons également que le temps to corresponde à l'instant où la carte est physiquement connectée au dispositif externe.
Ensuite - à l'instant t1 , le dispositif externe fonctionnant selon la norme ISO «lecteur ISO» représenté figure 3 monte le signal Vcc et le signal RST au niveau haut, - à l'instant t2, le lecteur envoie un signal horloge CLK, de l'ordre de 100 KHz par exemple, et - à l'instant t3, la carte répond suivant un protocole de communication conforme à la norme ISO et selon un mode de fonctionnement synchrone en utilisant le port P1 du circuit intégré Cl relié au contact I/O.de l'objet portable. Ainsi, si le programme de reconnaissance détecte la présence du signal VCC (VCC = "1") puis à l'arrivée du signal d'horloge CLK fait un échantillonnage du signal RST à un niveau haut (RST = "1") sur un front montant du signal d'horloge entre les instants t2 et t3, il en déduit que le mode de fonctionnement est celui d'un terminal ISO et asynchrone et après l'envoi des données de la réponse ATR de la carte sur I/O (Answer To Reset), le programme de la carte se met en attente de commandes provenant du dispositif externe.
Par ailleurs, en fonction du niveau de RST le programme de reconnaissance peut se brancher sur une séquence spécifique permettant de faire passer l'objet portable à un mode de fonctionnement dit acoustique, spécifique à un dispositif externe à interface acoustique « activateur acoustique » et y rester si le programme de reconnaissance échantillonne le signal RST à un niveau bas comme décrit ci-après en référence à la figure 2.
Supposons que pour la variante de réalisation de la figure 1 le temps t1 corresponde à l'instant où la carte est physiquement connectée au lecteur à contacts.
L'alimentation des circuits de la carte est fournie par le dispositif externe à l'instant t1 par le contact Vcc. Dès réception d'un signal d'horloge CLK par exemple à l'instant t2 correspondant à l'actionnement de l'interrupteur B par l'utilisateur du dispositif externe, les circuits de l'objet portable échantillonnent le signal remise à zéro RST forcé à un niveau bas par le dispositif externe à interface acoustique. La présence du signal RST à un niveau bas et du signal VCC au niveau haut permet au programme de fonctionnement spécifique de déclencher, par l'initialisation d'un compteur (C), une boucle d'attente permettant d'être sûr après un temps Δt que le signal de fréquence FO fourni par l'horloge est stabilisé. Un certain temps Δt après la détection de RST au niveau bas la séquence de fonctionnement spécifique lance la lecture dans la mémoire M de la séquence des données à transmettre. Le programme génère par un processus un signal logique intermédiaire qui va être transmis par le port spécifique P2, P3 d'entrée sortie du microcontrôleur au transducteur piézoélectrique QP par les contacts spécifiques C4, C8 relié au circuit Cl de l'objet portable par le port P2, P3. Un tel processus est connu, par exemple, de la demande de brevet FR 2 766 288 et utilise un deuxième et un troisième compteur (DC, respectivement TC). Le deuxième compteur (DC) permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur (TC) initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique.
Le programme met également en œuvre un quatrième compteur (QC) pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence ou d'une rafale de séquences.
D'une manière générale, on va utiliser la partie capacitive de l'impédance du transducteur piézo-électrique P en lui faisant jouer une fonction d'intégration pour reconstituer un signal acoustique de forme sinusoïdale à partir des impulsions logiques transmises par le circuit intermédiaire, sachant que cette impédance devient essentiellement capacitive lorsque le transducteur P est excité au voisinage de sa fréquence de résonance.
Ce mode de fonctionnement spécifique sera alors maintenu tant que la carte ne sera pas physiquement déconnectée du lecteur, c'est-à-dire tant que l'ensemble des microcircuits électroniques restent alimentés par Vcc.
L'activation de l'interface acoustique est faite par l'utilisateur au moyen de l'interrupteur ou d'une touche tactile.
Ainsi, lorsque la carte à puce 1 comprend plusieurs interfaces de communication (P1 , P2, P3, voir fig.1), le programme de fonctionnement de l'objet portable selon le mode de réalisation de la figure 1 , sélectionne le mode de fonctionnement de la carte correspondant à l'interface associée et maintient ce mode de fonctionnement tant que l'alimentation Vcc n'est pas interrompue.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif externe ou terminal représenté à la figure 4 est associé avec un objet portable spécifique à un seul port de communication par le contact I/O et uniquement dédié à l'application acoustique, à savoir faire émettre par le dispositif externe un signal sonore lorsque l'objet portable est associé au dispositif externe et lorsque l'utilisateur actionne un interrupteur K du dispositif externe « activateur acoustique ».
Pour optimiser le coût de revient du dispositif externe à interface acoustique, ses dimensions et sa consommation énergétique, il convient de minimiser le nombre de composants le constituant.
Ainsi, il serait à la fois complexe et coûteux de reproduire le fonctionnement d'un lecteur de carte à puce standard conforme à la norme ISO 7816.
Au lieu de cela, l'invention propose un mode de fonctionnement simplifié d'une carte à puce spécifique adaptée à un dispositif externe à interface acoustique. La carte à puce ou l'objet portable comporte un microcontrôleur à un seul port de sortie connecté au contact C7 = I/O. Le microcontrôleur contient uniquement les données d'authentification et le programme nécessaire à la reconnaissance de la connexion à un dispositif externe et à l'émission des informations nécessaires à l'émission acoustique.
Détail des correspondances du connecteur carte à puce reste le même, à savoir:
d1 => C1 : VCC d5=> C5: GND
d2=> C2: RST d6=> C6: VPP (obsolète)
d3=> C3: CLK d7=> C7: I/O d4=> C4: RFU (reserve) d6=> C8: RFU (reserve)
Comme on peut le voir sur le schéma, sur action de l'utilisateur, l'interrupteur K1 connecte la pile à C1 , C2 et à l'oscillateur simultanément. Ce dernier va démarrer ses oscillations sans délai et elles seront présentes au point de contact C3.
Ainsi, dans le cas où une carte à microcontrôleur est insérée, celle-ci est mise sous tension (51) sans gestion de l'ordonnancement de l'activation des signaux comme défini par la norme.
En particulier, le signal de RESET (RST) est directement présent sur C2 à l'état haut sans la période de 40000 cycles définie par la norme. Le microcontrôleur et l'oscillateur démarrent donc leur fonctionnement en même temps.
L'effet négatif induit par un tel mode de fonctionnement est que l'horloge fournie par un oscillateur à sa mise sous tension n'est pas stable immédiatement ; typiquement la fréquence du signal fourni sera stable entre quelques centaines de microsecondes à quelques centaines de millisecondes selon la technologie mise en œuvre.
La conséquence directe sur le fonctionnement du microcontrôleur est une mesure du temps erronée.
Dans le cas d'un système d'authentification acoustique, la mesure du temps est primordiale en plusieurs points notamment pour le calibrage des temps d'écritures dans la mémoire EEPROM et pour la génération des signaux acoustiques.
En effet, le principe d'authentification repose sur la génération d'un signal sonore transportant un message chiffré, enregistré au préalable de manière sûre dans la mémoire non volatile de la carte. L'authenticité de la carte étant établie par un serveur avec lequel la carte communique selon un protocole monodirectionnel, pour prévenir les tentatives de re-jeu des messages émis par le système d'authentification, il est indispensable de garantir une continuité logique (par filiation cryptographique) entre les différents messages successifs produits. D'où l'importance de la fiabilité de fonctionnement du composant.
Aussi, pour palier le risque d'un dysfonctionnement des mécanismes d'authentification, il est nécessaire de s'affranchir des problèmes engendrés par les fluctuations de l'horloge à la mise sous tension.
A cette fin, l'invention met en oeuvre un délai d'attente réalisé par l'exécution d'un nombre suffisamment important d'instructions non critiques (« boucles à vide ») avant toute opération critique : accès à la mémoire non volatile et aux fonctions de transmission acoustique.
Le séquencement du programme de démarrage du composant de l'objet portable est illustré par l'organigramme de la figure 4 :
Exemple :
Dans le cas où l'oscillateur est un circuit oscillant intégré dont la fréquence est fixée à 1 Mhz, soit 1 μs par cycle, le temps d'établissement de la fréquence stable est typiquement de 1 ms (1000 μs).
Pour un microcontrôleur à architecture de type Harvard, une instruction s'exécute généralement en 2, 3 ou 4 cycles d'horloge selon sa nature. Dans ce type de composant, il existe des instructions spécialisées dans les opérations simultanées décrément / test / branchement.
Ainsi pour garantir une marge de fonctionnement on fixera, par exemple à 1000 le nombre de boucles d'instructions (52) non critiques exécutées au démarrage du composant pour constituer le temps Δt permettant d'être sûr que le signal de fréquence FO fourni par l'horloge est stabilisé. Pour cela on initialise un compteur C du nombre d'instructions non critiques exécuté à une valeur 1000 et on décrémente ce compteur chaque fois qu'une instruction de bouclage est exécutée, jusqu'à ce que la valeur du compteur soit zéro.
A l'issue de ce temps d'attente le programme de l'objet portable prépare le message (53) en générant un signal logique intermédiaire qui va éventuellement être enregistré (54) en mémoire puis être transmis (55) au transducteur piézoélectrique QP et permettre à ce dernier de reconstituer à partir de ce signal logique un signal acoustique de forme sinusoïdale et d'émettre ce signal à une fréquence vocale correspondant à l'état logique du bit à transmettre appartenant à la pluralité de bit constituant la séquence à transmettre.
Dans une autre variante représentée à la figure 6 de réalisation de l'objet portable à un seul port de communication P1 permettant d'une part une utilisation avec un activateur acoustique et d'autre part une utilisation avec un terminal ayant un comportement ISO. La mémoire M comporte un programme 70 correspondant à l'organigramme de la figure 7 qui est identique à celui de la figure 5 pour les étapes 72, 73, 74, 75 ayant le même chiffre des unités que pour le programme de la figure 5. Ce programme qui incorpore la fonctionnalité (RTDE) de reconnaissance du type de dispositif externe, est systématiquement mis en œuvre lors de la connexion de l'objet portable à un dispositif externe.
Le composant de l'objet portable, par exemple du type Atmel AT90SCxx intègre des mécanismes de gestion du RESET du circuit indépendamment de la broche RST ce qui permet une entorse à la norme (démarrage du composant sans passage par RST=O).
La détection des « lecteur ISO » et « activateur acoustique » se fait par un compteur R incrémenté à chaque passage à l'état haut du signal Reset et remise à zéro lors de l'interruption de l'alimentation du contact Vcc. Un test sur la valeur du compteur, permet de distinguer les RESET à froid et les RESET à chaud.
On appelle RESET à froid, le premier démarrage du composant après la mise sous tension (montée de VCC). Dans ce cas le compteur de reset est à 1.
On appelle RESET à chaud, les démarrages suivants, provoqués par l'activation de RST (passage par l'état bas puis remontée à l'état haut sans mise hors tension [VCC reste haut pendant l'opération]). Dans ce cas le compteur est supérieur à 1.
Ainsi, dans le code du programme, à la première mise sous tension, le composant part après l'attente Δt (boucle 72) systématiquement en mode acoustique (étapes 73, 74, 75).
Si le dispositif externe est du type activateur acoustique comme celui de la figure 4, il va recevoir la séquence acoustique sur le contact I/O relié au transducteur piézoélectrique et émettra les sons définis par les informations mémorisées (IM) en mémoire (M) de l'objet portable (1 , fig. 6).
Si le dispositif externe connecté à l'objet portable est du type «lecteur ISO » ce dernier réalise que la séquence reçue par le contact I/O n'est pas l'ATR et le programme du lecteur ISO émet un second RESET sans mise hors tension de l'objet portable.
À ce moment le programme (70, fig.: 7) de l'objet portable qui gère le compteur R qui est incrémenté à chaque passage à l'état haut du contact C2, teste (76) la valeur de R pour savoir si cette valeur est supérieure à 1. Dans l'affirmative le programme se détourne du fonctionnement pour interface acoustique pour mettre en oeuvre le fonctionnement pour lecteur ISO en répondant (77) de manière standard son ATR, puis l'objet portable se met en état d'attente (78) de commandes provenant du lecteur ISO. II doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Objet portable à microcircuits électroniques comportant au moins un microprocesseur et une mémoire non volatile sécurisée comportant au moins un lien de communication et de transmission de données par le port d'entrée/sortie connecté au contact ISO d'entrée/sortie de l'objet portable pour communiquer avec un dispositif externe, l'objet portable recevant d'un dispositif externe sur les contacts ISO la tension d'alimentation des microcircuits électroniques et le signal d'horloge de cadencement du microprocesseur de l'objet portable caractérisé en ce qu'un programme mémorisé dans ladite mémoire volatile sécurisé de l'objet portable ou un agencement de circuit détecte la présence d'un dispositif externe à interface acoustique, comportant au moins un dispositif d'alimentation en tension de l'objet portable et un oscillateur fournissant un signal d'horloge et en ce que ledit programme contrôle, l'émission d'une séquence de données mémorisées dans la zone secrète de la mémoire avec au moins une fréquence déterminée après un temps défini par un arrangement utilisant les microcircuits électroniques de l'objet portable.
2.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le temps défini correspond au temps minimum pour garantir la stabilité du signal d'horloge transmis à l'objet portable par le dispositif externe.
3.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau bas.
4,- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 , caractérisé en ce la détection de la présence d'un dispositif externe à interface acoustique s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à VCC et d'un premier signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau Haut.
5.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que le programme met en œuvre au moins trois compteurs comptant les impulsions de l'horloge ou d'un signal dérivé de l'horloge, un premier compteur pour déterminer le temps défini nécessaire à la stabilité de l'horloge, puis déclenche simultanément un deuxième et un troisième compteur, le deuxième compteur permettant de calculer le temps d'émission d'un état logique correspondant aux données numériques de la séquence mémorisée dans la zone secrète et le troisième compteur initialisé à une première valeur pour correspondre à un premier état logique et à une deuxième valeur pour correspondre à un deuxième état logique de la donnée numérique
6.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que le programme met en œuvre un quatrième compteur pour déterminer la fin de l'envoi d'une séquence de données ou d'une rafale de séquences de données.
7,- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication
5, caractérisé en ce que le programme exécuté par le microprocesseur permet l'émission d'une séquence de signaux périodiques sur deux fréquences, l'une correspondant aux données représentatives d'un niveau bas et l'autre celles d'un niveau haut à interface acoustique.
8.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal sur le contact ISO de remise à zéro correspondant à un niveau haut, puis par l'émission de I1ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe .
9.- Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la détection de la présence d'un dispositif externe fonctionnant selon le standard ISO s'effectue par un compteur (R) et en détectant simultanément la présence d'une tension Vcc d'alimentation du microprocesseur sur le contact ISO correspondant à Vcc et d'un signal à un niveau haut sur le contact ISO de remise à zéro correspondant au passage pour la deuxième fois à ce niveau haut, puis par l'émission de l'ATR de l'objet portable en mettant ce dernier en attente d'une commande provenant du dispositif externe.
10 - Objet portable à microcircuits électroniques selon la revendication 1 comportant plusieurs interfaces de communication caractérisé en ce que le programme de fonctionnement de l'objet portable sélectionne le mode de fonctionnement de la carte correspondant à l'interface associée et maintient ce mode de fonctionnement tant que l'alimentation Vcc n'est pas interrompue
11.- Dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à double port de sortie, l'un correspondant à la sortie ISO I/O, l'autre étant spécifique aux contacts C4, C8, le dispositif comportant un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C4 et C8 sur lesquels l'objet portable transmet par le port spécifique de sortie du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux niveaux différents des données, et un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé correspondant au moins au temps nécessaire à la détection le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas caractérisé en ce qu'il comporte un arrangement pour alimenter l'oscillateur du dispositif externe fournissant le signal d'horloge, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe.
12.- Dispositif externe à interface acoustique selon la revendication 11 , caractérisé en ce que l'arrangement du dispositif comporte une pile reliée par sa borne positive au connecteur correspondant au contact C1 d'alimentation de l'objet portable et par sa borne négative au connecteur correspondant au contact C5 de masse de l'objet portable, un cristal d'horloge connecté d'une part à un connecteur correspondant au contact C3 de réception d'horloge par l'objet portable et d'autre part au connecteur correspondant au contact C5 de masse, un double interrupteur reliant d'une part la masse au connecteur correspondant au contact de remise à zéro RST et d'autre part reliant la borne positive de la pile au cristal d'horloge générant une fréquence pilote.
13- Dispositif externe à interface acoustique selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur pour déterminer par un comptage des cycles d'horloge, la fin de l'envoi d'une séquence de données ou d'une rafale de séquence de données.
14.- Dispositif externe à interface acoustique connectable à un objet portable compatible avec la norme ISO à microprocesseur à simple port de sortie correspondant à la sortie ISO I/O, comportant un arrangement pour alimenter d'une part l'objet portable et l'oscillateur du dispositif externe fournissant sur le contact C3 le signal d'horloge et d'autre part maintenir pendant un temps déterminé, correspondant au moins au temps nécessaire à la détection, le connecteur correspondant au contact RST de l'objet portable à un niveau bas caractérisé en ce qu'il comporte un élément piézoélectrique constituant l'interface acoustique reliée à deux connecteurs dont la disposition correspond à celle des contacts C5 et C7 sur lesquels l'objet portable transmet par le port de sortie I/O du microprocesseur les signaux sur deux fréquences différentes correspondant aux données, le fonctionnement de l'arrangement étant activé soit lors de la mise en contact des contacts normalisés de l'objet portable avec les connecteurs du dispositif portable, soit après l'activation d'un interrupteur sur le dispositif externe.
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