集成外圍設備的智慧卡結構的製作方法
2023-05-13 09:08:01 1
專利名稱：集成外圍設備的智慧卡結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個集成各種類型外圍設備的智慧卡的內部結構。
本發明特別為增加這種卡的安全等級和便於它的使用而提出。
接觸和/或不接觸的智慧卡被設計用於各種操作，諸如，銀行操作、電話通信、各種識別操作、或遠程售票類型的操作等。
大多數智慧卡的製造方法基於使用內行公知的技術，在一個與通信接口相連，並被插入到、即被放置在卡體提供的一個空腔內、被稱為微型模塊的組件中裝配一個集成電路晶片。
該集成電路晶片是一個能獨自和一個卡閱讀器通信的受保護元件。
接觸卡在卡的表面具有金屬噴鍍，並且排列在該卡體的一個精確點上，這由日常標準ISO 7816所定義。這些金屬噴鍍用來和閱讀器上的一個讀頭進行接觸，目的在於數據的電傳輸。
不接觸卡具有一個天線，藉助於在該卡的電子設備和一個接收或讀取裝置之間的電磁耦合與外部交換數據。這個耦合能夠以讀模式或以讀/寫模式實現，而且數據傳輸通過射頻或微波進行。
還有混合卡或「組合卡」，該卡表面即刷有金屬噴鍍，而且在卡體中又嵌有一個天線。因此這個類型的卡能夠以接觸方式或者不接觸方式與外部進行交換。
能夠與一個智慧卡相關的外圍設備有許多。例如，這些可以是顯示器、鍵盤、揚聲器或壓電振動器、射頻通信接口、或用於測量環境諸如溫度、電離輻射或其它等的元件、或生物測量元件諸如指紋傳感器、擴音器和語音處理系統、或其它等。
這些外圍設備必須與該卡中的集成電路晶片進行通信以便交換數據。然而，在智慧卡中使用的集成電路晶片是設計用來獨自與一個卡閱讀器建立通信的安全元件。
因此，在一個使用了標準元件的標準結構中，在該卡中的集成電路晶片和任何外圍設備之間的通信是有可能的。
已經存在有集成了一個或多個外圍設備的智慧卡。一般來說，該集成電路晶片然後被設計用來控制集成的外圍設備。因此，對每個應用來說，就必須開發一個用於該集成電路的新元件，以允許它控制屏幕、鍵盤或其它任何預定的外圍設備。
這個解決方案儘管具有高性能，但是由於必須為每個外圍設備應用開發和製造不同的電子元件，因此就存在一個主要缺點。這是因為提出的解決方案包含了對該卡中的集成電路晶片進行編程以便在保持它安全特徵的同時控制外圍設備。
本發明提出另一個用於集成外圍設備和一個智慧卡的解決方案，它使得使用標準安全元件成為可能。
因此，本發明提出集成一個具有讀取功能的外圍設備管理器以便提供與該卡安全元件的接口。這個讀取功能能夠和那些由標準智慧卡閱讀器產生的效果相同。
依據本發明的一個特徵，該卡的外部通信接口在該卡被用作一個傳統智慧卡時的一個外部閱讀器和集成到外圍設備管理器中的讀取功能之間共享。然後後者是一個用於安全元件的卡閱讀器形式。
本發明，尤其是在智慧卡類型的可攜式電子設備中，要點在於集成至少一個外圍設備，該外圍設備具有至少一個安全元件和一個外部通信接口，其特徵在於它還具有一個外圍設備管理器，該管理器包含至少一個智慧卡讀取功能用於和該安全元件進行通信。
依據一個最佳實施例，外圍設備管理功能是通過保存在該安全元件中的一個可執行程序來實現的。
依據一個實施例，該安全元件包含為實現不同應用而設計的多個可執行程序，其中每個可執行程序包含用於由該外圍設備管理器執行的一特定部分指令。
依據一個特徵，外圍設備管理器構成在該安全元件和用戶之間的一個接口，而且具有一個用於選擇應用的功能，以允許他選擇要使用的應用。
依據第一實施例，安全元件和外圍設備管理器與該通信接口並聯連接。
依據這方式的一個特徵，當該外部通信接口起與該安全元件進行通信作用時，該設備具有用於斷開連接或禁止外圍設備管理器的裝置。
依據第二實施例，該安全元件具有兩個輸入/輸出通信埠，第一埠用於和外部接口進行通信，且第二埠用於和外圍設備管理器進行通信。
依據第三實施例，該安全元件和外圍設備管理器與該通信接口串聯連接，且該外圍設備管理器控制在該外部接口和該安全元件之間的數據傳輸。
依據一個特徵，該外圍設備管理器具有一個工作模式，當該外部通信接口起與該安全元件進行通信作用時，它是透明的。
依據該應用，外圍設備是從顯示器、鍵盤和生物測定傳感器當中選擇的。
本發明使得使用標準安全元件的同時產生一個集成有外圍設備的智慧卡成為可能，這意味著可以大大地節省成本。
此外，由本發明提出的結構使得在同一個標準卡上使用相同的外圍設備管理器，對應於不同的應用使用不同的安全元件成為可能。
因此，依據在同一個卡中插入的集成電路晶片開發一種「多應用」智慧卡就是可能的。
此外，依據本發明獲得的智慧卡保持了它所有的標準特徵，而且能被用作一個傳統的智慧卡。
通過閱讀以下作為舉例說明而非限定性實例給出的描述，並參考附圖，本發明的其它特徵和優點將是顯而易見的，其中
圖1是依據本發明第一實施例的卡的結構框圖；圖2是依據本發明第二實施例的卡的結構框圖；圖3是依據本發明第三實施例的卡的結構框圖。
本發明的應用很多，而且是可變的。
因此，例如一個配有屏幕的卡，就有可能顯示在一個卡閱讀器基礎結構之外的數據。大多數的直接應用，例如能夠是一個在屏幕上顯示餘額的電子錢包，或能夠是一個直接和快速地顯示有某些數據諸如血型或接種疫苗記錄等的醫學文件智慧卡。
依據本發明的原理，該外圍設備或這些外圍設備由一個外圍設備管理器進行控制，其中當該外圍設備管理器就該卡的安全元件來說作用象一個卡閱讀器一樣時，它構成了一個與該卡的安全元件的接口。
該外圍設備管理器具有一個微處理器用於控制來自於外圍設備的信號。
例如，在一個集成了一個屏幕和一個鍵盤作為外圍設備的智慧卡上，有可能通過在該小鍵盤上按下密鑰在該屏幕上顯示信息。外圍設備管理器然後接收一個來自於該小鍵盤的信號，它通過在該安全元件中尋找對應的信息來進行處理。
外圍設備管理器實際上包含一個可執行程序，它將來自於外圍設備的信號轉換成為智慧卡的控制代碼。因此外圍設備管理器就該安全元件來說作用就象一個智慧卡閱讀器一樣。
依據一個最佳實施例，上述可執行程序保存在該安全元件中。在這種情況下，永久保存在外圍設備管理器中的數據能夠方便地被限定於那些讀取包含上述可執行程序的該安全元件文件時所需的指令，以及用於開始執行包含在這個文件中的這個程序的指令。
因此，例如，可能期望提供帶有一個程序的外圍設備管理器，它特別地允許在鍵盤上輸入一個數字代碼，或計算一個生物測定或其它籤名。例如，使外圍設備管理器執行一個新的生物測定籤名計算算法或修改在一個屏幕上顯示信息的特性就可能是有利的。
藉助於本發明，有可能以完全安全的方式，改變包含在該安全元件文件中的程序。訪問這個文件可以是在讀取模式中自由地進行，但是它只能由一個在寫模式中有權訪問這個文件的管理機構、諸如卡發行人等進行修改。
在一個「多應用」卡的情況下，安全元件含有多個能實現不同應用、並向外圍設備管理器發送適當指令的可執行程序。
外圍設備管理器能夠方便地起一個與該安全元件以及用戶的接口的作用，以便使後者選擇要實現的應用。用於這個目的，它含有一個程序用於選擇不同的應用。
為了使這個「多應用」卡安全，該安全元件為每個應用包含一個文件，其中每個文件包含一個特定的可執行程序用於控制這些外圍設備。
在該卡的安全元件和外圍設備管理器之間的接口能夠以不同的方法實現，然而總是使用在一個標準安全元件上可得到的信號。
圖1示意性地說明了依據本發明第一實施例的卡的結構。
在這個實施例中，外圍設備管理器和安全元件與該卡的通信接口並聯連接。
在圖示的該實例中，該通信接口包含金屬接觸區域用於一個應用連接一個接觸智慧卡。然而，能夠設想一個等效框圖用於一個應用連接一個不接觸智慧卡，該通信接口包含一個天線。
外圍設備管理器具有一個智慧卡閱讀器的功能，以便在該卡的一個存儲空間中讀寫數據。
更可取地，當該卡被插入到一個外部智慧卡閱讀器中時，為了不影響外部數據傳輸，外圍設備管理器立即從觸點處斷開它本身的連接。
為了這個目的，外圍設備管理器具有用於例如通過檢測電源電壓、對到一個外部閱讀器的連接進行檢測的裝置；以及用於例如藉助於一個來自於一個外部閱讀器的檢測裝置、作用於將會把它從觸點處斷開連接的邏輯門上的信號，來斷開連接這些觸點的裝置。
這個實施例有益於使得使用一個標準安全元件而不必進行修改成為可能。
圖2示意性地說明了依據本發明第二實施例的卡的結構。
在這個實施例中，外圍設備管理器和安全元件也與該卡的通信接口並聯連接。
然而，這個實施例使用一個通常出現在這些安全元件上但很少使用的的第二輸入輸出埠。這個第二輸入輸出埠構成了在安全元件和外圍設備管理器之間的一個直接接口。
然而，在設計它的時候，集成控制這個第二輸入輸出埠所必需的微碼到安全元件中是必須的。
由於安全元件控制在與外圍設備管理器接口處的信息流通，因此這個實施例為數據提供了更高的安全性。這樣一個結構也是更靈活的，是由於它允許對從安全元件向外圍設備發送的信息進行直接控制。
圖3示意性地說明了依據本發明第三實施例的卡的結構。
在這個實施例中，外圍設備管理器和安全元件與該卡的通信接口串聯連接，外圍設備管理器過濾該安全元件的命令。
這個實施例允許對該智慧卡的外部接口進行簡化。這是因為它不再需要在外部通信接口和外圍設備管理器之間共享訪問該安全元件，其中後者在該卡被插入到一個外部閱讀器中時依據一種透明方式進行操作。
為了這個目的，能夠使用諸如先前描述的那些檢測裝置。另一方面，提供裝置用於確保在該安全元件和觸點之間的直接連接，其中這些裝置由一個來自於上述檢測裝置的信號響應於對一個外部閱讀器的檢測進行控制。
此外，當該卡的外部接口是射頻類型時，這個結構在一個不接觸智慧卡應用環境中尤為有利。這是因為位於外部接口和該安全元件之間的外圍設備管理器能夠處於這樣一個位置，其依據預定的優先級測量來自於任何外圍設備和一個外部通信終端的中斷。
權利要求
1.一種智慧卡，包含一個外圍設備、一個安全元件、一個外部通信接口和一個用於所述外圍設備的管理器，其特徵在於所述外圍設備的所述管理器包含一個智慧卡讀取功能以便與所述安全元件進行通信。
2.如權利要求1所述的智慧卡，其特徵在於該外圍設備管理功能由一個保存在所述安全元件中的可執行程序實現。
3.如權利要求1和2中任一項所述的智慧卡，其特徵在於所述安全元件包含為實現不同應用而設計的多個可執行程序，其中每個可執行程序包含用於由所述外圍設備管理器執行的一特定部分指令。
4.如權利要求3所述的智慧卡，其特徵在於所述外圍設備管理器構成了在所述安全元件和用戶之間的一個接口，並且具有一個應用選擇功能允許該用戶選擇要實現的應用。
5.如權利要求1到4中任一項所述的智慧卡，其特徵在於所述安全元件和所述外圍設備管理器與所述通信接口並聯連接。
6.如權利要求5所述的智慧卡，其特徵在於它具有裝置用於當所述外部通信接口起與所述安全元件進行通信作用時，斷開連接或禁止所述外圍設備管理器。
7.如權利要求1到6中任一項所述的智慧卡，其特徵在於所述安全元件具有兩個輸入/輸出通信埠，其中第一埠用於和外部接口進行通信，且第二埠用於和所述外圍設備管理器進行通信。
8.如權利要求1到4中任一項所述的智慧卡，其特徵在於所述安全元件和所述外圍設備管理器與所述通信接口串聯連接，且所述外圍設備管理器控制在該外部接口和所述安全元件之間的數據傳輸。
9.如權利要求8所述的智慧卡，其特徵在於當所述外部通信接口起與所述安全元件進行通信作用時，所述外圍設備管理器具有一個透明功能方式。
10.如權利要求1到9中任一項所述的智慧卡，其特徵在於所述外圍設備是從包含下列設備的組中進行選擇的一個顯示器；一個鍵盤；一個生物測定傳感器。
全文摘要
本發明涉及一種可攜式電子設備,諸如集成有至少一個外圍設備、並包含至少一個安全元件和一個外部通信接口的智慧卡。本發明的特徵在於:它進一步包含一個外圍設備管理器,該管理器包含至少一個智慧卡讀取功能以便與該安全元件進行通信。
文檔編號G07F7/10GK1365484SQ0081093
公開日2002年8月21日 申請日期2000年7月13日 優先權日1999年7月28日
發明者D·普拉卡 申請人:格姆普拉斯公司