DE69826009T2 - Smart-kartensteuerung vom endgerät und von netz-betriebsmitteln - Google Patents

Smart-kartensteuerung vom endgerät und von netz-betriebsmitteln Download PDF

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    • G06Q20/3552—Downloading or loading of personalisation data

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf Chipkarten und insbesondere auf die Chipkartenkontrolle von Terminals und Netzwerkressourcen.
  • Chipkarten werden für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt, darunter elektronische Spielkarten, Identifikations-Ansteckmarken und Datenspeichermedien, wie z. B. elektronische Bücher. Chipkarten werden typischerweise mit einem pufferresistenten Plastik- oder Metallgehäuse in ungefähr der Größe einer Kreditkarte verkleidet und enthalten eine oder mehrere eingebettete integrierte Schaltkreiseinheiten. Terminals, wie z. B. ID-Überprüfungssysteme und elektronische Videospiele, etc. sind mit einer oder mehreren Chipkarten-Schnittstellen erhältlich, die den Anschluss der Chipkarte an das Terminal erlauben.
  • In herkömmlichen Systemen greifen die Terminals oder Terminaleinheiten auf die Chipkarte durch Standardprotokolle zu, wie z. B. das Protokoll ISO 7816. Diese Protokolle beschränken die Chipkarten üblicherweise auf die Rolle einer „Nebeneinheit", während das Terminal oder die Terminaleinheit als „Haupteinheit" agiert. Das bedeutet, dass die Chipkarte keine Aktion oder Kommunikation initiieren kann, sondern nur auf spezifische Befehle aus dem Terminal reagieren kann. Ein Terminal des Standes der Technik beginnt typischerweise im Ruhezustand (ST11) wie in 1 dargestellt. Dann sendet das Terminal einen Befehl an die Chipkarte (ST12) und wartet dann auf eine Antwort (ST13). Nach Erhalt der Antwort von der Chipkarte (ST14) kehrt das Terminal in den Ruhezustand (ST11) zurück. Auf ähnliche Weise beginnt eine Chipkarte des Standes der Technik wie in 2 dargestellt, mit der auf einen Befehl aus dem Termin (ST21) wartenden Chipkarte. Bei Erhalt des Befehls vom Terminal (ST22) fährt die Chipkarte mit der Vorbereitung einer entsprechenden Antwort (ST23) fort, sendet die Antwort an das Terminal (ST24) und kehrt in den Wartestatus zurück, um auf den nächsten Befehl zu warten. Gemäß dem obigen Schema ist nicht vorgesehen, dass die Chipkarte auf vom Terminal kontrollierte Ressourcen zugreift.
  • Der europäische Patentantrag EP-A-662 674 offenbart ein Chipkartentransaktionssystem, in dem das herkömmliche Verhältnis Haupteinheit-Nebeneinheit umgekehrt wird. EP-A-662 674 schlägt ein Transaktionsverarbeitungssystem vor, das aus „Haupteinheit"-Elementen besteht, die eine spezifische Transaktion kontrollieren, und aus „Nebeneinheit"-Elementen, die auf die Haupteinheit reagieren, um die Transaktionen auszuführen. In EP-A-662 674 sind die Haupteinheit-Elemente in den Karten angeordnet, und die Nebeneinheit-Elemente in den Terminals. Während der Verarbeitung einer Transaktion kann eine im Haupteinheit-Modus arbeitende Karte zum Nebeneinheit-Modus übergehen und umgekehrt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen bezieht sich die Erfindung in einem Aspekt auf ein Chipkartensystem gemäß Anspruch 7 und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 1. Das System hat ein Terminal und eine Chipkarte, die an das Terminal angeschlossen und konfiguriert ist, um die Kommunikation mit dem Terminal zu initiieren. Die Chipkarte kommuniziert mit dem Terminal unter Einsatz eines Kommunikationsprotokolls, das asynchrone Kommunikationen zwischen der Chipkarte und dem Terminal ermöglicht. Bei Systemen, die keine asynchrone Kommunikation unterstützen, ermöglicht das Kommunikationsprotokoll auch logische asynchrone Kommunikationen. Das System umfasst weiterhin Mittel zur Herstellung von kompletten Duplex- oder logischen kompletten Duplexkommunikationen zwischen der Chipkarte und dem Terminal. Das Terminal kann an einen Wirtsrechner angeschlossen werden, der seinerseits an ein Netzwerk angeschlossen ist. Die Chipkarte kann auf die an das Terminal den Wirtsrechner angeschlossenen Ressourcen, und das Netzwerk zugreifen.
  • Im Allgemeinen bezieht sich die Erfindung in einem anderen Aspekt auf eine Chipkarte, die einen Kommunikationsschaltkreis und einen Mikrokontroller hat. Der Mikrokontroller ist konfiguriert, um die Kommunikation mit einem Terminal zu initiieren, an das die Chipkarte angeschlossen ist. Die Chipkarte hat auch eine Speichereinheit, die Programme speichert, die durch den Mikrokontroller ausgeführt werden, und ein Speicherwerk, das die Programme vorübergehend speichert. Das Terminal kann an einen Wirtsrechner und ein Netzwerk angeschlossen werden, und die Chipkarte kann auf an das Terminal, den Wirtsrechner und das Netzwerk angeschlossene Ressourcen zugreifen.
  • Im Allgemeinen bezieht sich die Erfindung in einem anderen Aspekt auf ein Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte. Das Verfahren umfasst das Senden eines Befehls von der Chipkarte auf das Terminal, das Warten auf eine Antwort vom Terminal und den Empfang der Antwort vom Terminal. Die Chipkarte initiiert die Kommunikation mit dem Terminal. Ein Kommunikationsprotokoll, das konfiguriert werden kann, um mit ISO 7816 kompatibel zu sein, ermöglicht der Chipkarte die asynchrone Kommunikation mit dem Terminal oder die logische asynchrone Kommunikation mit dem Terminal in den Fällen, in denen die effektive asynchrone Kommunikation nicht verfügbar ist. Zusätzlich dazu kann die Kommunikation im kompletten Duplexmodus erfolgen. Wird innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer keine Antwort empfangen, sendet die Chipkarte den Befehl erneut. Das Verfahren umfasst ebenfalls die Anfrage einer Liste von verfügbaren Diensten vom Terminal und die Auswahl eines Befehls aufgrund der Liste der Dienste.
  • Zu den Vorteilen der Erfindung gehören wenigstens die Chipkartenkontrolle des Terminals, des Wirtsrechners und der Netzwerkressourcen; die chipkarteninitiierte Kommunikation mit einem Terminal, dem Wirtsrechner und dem Netzwerk; und die asynchrone Kommunikation zwischen einer Chipkarte und einem Terminal, einem Wirtsrechner und einem Netzwerk. Weitere Vorteile werden aus der nachstehenden Beschreibung und den folgenden Ansprüchen offensichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Statusmaschinendiagramm eines Terminals des Standes der Technik.
  • 2 ist ein Statusmaschinendiagramm einer Chipkarte des Standes der Technik.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Chipkartensystems.
  • 4 ist ein Statusmaschinendiagramm der erfindungsgemäßen Chipkarte.
  • 5 ist ein Statusmaschinendiagramm des erfindungsgemäßen Terminals.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Chipkartenkommunikationsschemas.
  • 7 stellt ein Chipkartenkommunikationsprotokoll dar.
  • 8 ist eine weitere Ausführung des Chipkartensystems.
  • 9 ist ein Betriebsverfahren einer Chipkarte.
  • 10 ist ein weiteres Betriebsverfahren einer Chipkarte.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
  • Elemente, die identisch sind, werden innerhalb der gesamten Beschreibung und der Zeichnungen mit denselben Referenznummern bezeichnet.
  • Unter Bezugnahme auf 3 hat ein Chipkartensystem 30 eine an ein Terminal 32 angeschlossene Chipkarte 31, welches verfügbare Terminalressourcen 33 hat. Die Terminalressourcen 33 können sehr minimal sein, z. B. ein Eingabe-/Ausgabeport zum Anschluss eines Wirtsrechners, oder die Ressource kann umfassender sein, z. B. eine Tastatur, ein Bildschirm, ein Modem, eine Bargeldausgabe und andere spezialisierte Ressourcen.
  • In einigen Systemen arbeiten die Chipkarte 31 und das Terminal 32 unabhängig von anderen Vorrichtungen. Ein Beispiel dafür sind tragbare Wertprüfungsprodukte, die die Anzeige eines bestimmten Werts in der Chipkarte 31 durch das Terminal erlauben, und tragbare Mondex-Transaktionseinheiten, die den Anschluss von zwei Chipkarten 31 an ein einziges Terminal 32 und die Datenübertragung zwischen den beiden Karten 31 erlauben.
  • In anderen Systemen wird das Terminal 32 durch die Terminalressourcen 33 an einen Wirtsrechner 34 angeschlossen, der über bestimmte Wirtsrechnerressourcen 35 verfügt. Diese Ressourcen können einen Netzwerkanschluss, eine Tastatur, einen Bildschirm, eine Festplatte und andere Arten von bei Computern üblichen Ressourcen oder auf eine bestimmte Anwendung spezialisierte Ressourcen umfassen. Die Chipkarte 31 kann über das Terminal 32 Befehle an den Wirtsrechner 34 senden und Antworten von ihm empfangen und umgekehrt.
  • Der Wirtsrechner 34 kann optional an ein Netzwerk 36 angeschlossen werden, wenn die Wirtsrechnerressourcen 35 einen Netzwerkport beinhalten. Das erlaubt dem Wirtsrechner 34 den Zugriff auf Netzwerkressourcen 37, die andere Computer, Drucker, Speichereinheiten und andere potenzielle Ressourcen beinhalten, unter Einschluss z. B. von im Internet verfügbaren Ressourcen. In solchen Systemen kann die Chipkarte 31 als eine pufferresistente Speichereinheit für Netzwerkpasswörter, Schlüssel, Zertifikate, elektronisches Bargeld und andere Informationen eingesetzt werden, die der Wirtsrechner 34 für den Netzwerkzugriff, den elektronischen Handel und andere Arten von Netzwerkanwendungen einsetzt.
  • Ein Vorteil der Chipkarte 31 ist, dass sie zur Initiierung der Kommunikation mit dem Terminal 32 fähig ist und damit zu einer „Haupteinheit" wird, während das Terminal 32 als eine „Nebeneinheit" agiert, wie in 4 und 5 dargestellt. Unter Bezugnahme auf 4 ist die Kommunikation in der Chipkarte 31 in einem Ruhezustand, während die Chipkarte 31 Daten verarbeitet oder auf das Eintreten eines Ereignisses wartet (ST41). Wenn die Chipkarte 31 mit dem Terminal 32 kommunizieren muss, sendet sie einen Befehl (z. B. einen Anzeigedatenbefehl) oder eine Meldung oder ein Informationspaket an das Terminal (ST42). Nach dem Senden wartet die Chipkarte 31 (ST43), bis sie eine Antwort (ST44) vom Terminal 32 erhält (z. B. eine Anerkennung des Befehls). Sobald die Antwort empfangen wurde, kehrt die Chipkarte 31 in den Ruhezustand (ST41) zurück, bis die Karte wieder mit dem Terminal 32' kommunizieren muss. In einem solchen Schema kann die Chipkarte 31 die Kommunikation mit dem Terminal jederzeit initiieren. Wenn z. B. Daten oder Informationen vom Terminal 32, die von der Chipkarte 31 zur Ausführung einer bestimmten Aufgabe benötigt werden, fehlen oder unvollständig sind, kann die Chipkarte 31, anstatt in einem Ruhezustand zu verbleiben und auf eine weitere Datenübertragung zu warten, proaktiv agieren und die fehlenden Informationen vom Terminal 32 abfragen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 wartet das Terminal 32 in einem Ruhezustand auf einen Befehl von der Chipkarte 31 (ST51). Wenn ein Befehl festgestellt wird, empfängt das Terminal 32 den Befehl und bereitet eine entsprechende Antwort vor (ST52 und ST53). Dann sendet das Terminal 32 die Antwort an die Chipkarte 31 (ST54) und kehrt in den Ruhezustand zurück, um auf den Empfang eines weiteren Befehls zu warten (ST51).
  • Auf ähnliche Weise kann die Chipkarte 31 auf Wirtsrechnerressourcen 35 und Netzwerkressourcen 37 z. B. durch Ausgabe eines Druckbefehls an eine Druckerressource oder Senden eines Netzwerkmeldungsbefehls an eine Netzwerkmeldungsressource zugreifen.
  • In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, der Chipkarte 31 Zeitabschaltungsmerkmale hinzuzufügen, so dass, wenn eine Antwort nicht innerhalb einer zugeordneten Zeit empfangen wird, die Chipkarte 31 alternative Maßnahmen ergreift, wie z. B. das erneute Senden des Befehls oder das Senden eines anderen Befehls.
  • Es ist anzumerken, dass die Statusmaschinendiagramme der 4 und 5 Systeme mit nur einer halben Duplexkommunikation zwischen der Chipkarte 31 und dem Terminal 32 darstellen. Alternative Systeme können selbstverständlich zum Support der vollständigen Duplexkommunikation zwischen der Chipkarte 31 und dem Terminal 32 konzipiert werden. Z. B. kann unter Bezugnahme auf 6 eine vollständige Duplexkommunikation zwischen der Chipkarte 31 und dem Terminal 32 unter Einsatz von zwei konventionellen RS-232 Serienports sowohl in der Chipkarte 31 als auch dem Terminal 32 implementiert werden. Serielle Ports 61 und 62 der Chipkarte senden und empfangen jeweils Daten von und zu seriellen Ports 63 und 64 im Terminal 32. Da das Senden in eine Richtung unabhängig von der relativen Zeit zum Senden in der anderen Richtung ist, können die Chipkarte 31 und das Terminal 32 asynchron miteinander kommunizieren.
  • Im Gegensatz dazu sind Systeme, die nur halbe physikalische Duplexkanäle haben, im Allgemeinen auf die synchrone Kommunikation beschränkt und erfordern im typischen Fall synchrone Kommunikationsprotokolle, z. B. das Protokoll ISO 7816. Ein derartiges System kann jedoch ein spezielles Protokoll eines niedrigen Niveaus umsetzen, das als eine asynchrone Protokollschnittstelle zu den Protokollen mit höherem Niveau erscheint. Dadurch können die Einheiten in dem System miteinander und mit externen, Protokolle höheren Niveaus einsetzenden Einheiten kommunizieren, was eine asynchrone Kommunikation erfordert. Z. B. kann ein „Polling-Protokoll" mit einer Chipkarte 31 und einem Terminal 32 eingesetzt werden, das die ISO 7816 halben Duplexprotokolle mit niedrigem Niveau unterstützt. In dem Polling-Protokoll hat das Terminal 32 eine Verpflichtung zum Senden von Paketen an die Chipkarte 31 zur frühest möglichen Gelegenheit. In dem Fall, in dem keine Terminaldaten zu senden sind, kann ein Anweisungscode einer speziellen Klasse gesendet werden, um der Chipkarte 31 anzuzeigen, dass es sich nur um ein Polling-Paket handelt. Wenn die Chipkarte 31 zum Senden der Daten an das Terminal 32 bereit ist, sendet sie eine Antwort an das Terminal 32 mit einem Byte, das die Länge der Daten anzeigt, zu deren Senden die Chipkarte 32 bereit ist. Dann antwortet das Terminal 32 mit einem speziellen Paket mit einer Länge, die gleich der von der Chipkarte 31 angegebenen Länge ist. Dann kann die Chipkarte 31 ihre Daten an das Terminal 32 schicken, was der Chipkarte 31 die effektive Initiierung der Kommunikation mit dem Terminal 32 ermöglicht. Das Polling kann mit dem maximalen Durchsatz wiederholt werden, der durch das Terminal 32 unterstützt wird. Ein derartiges Protokoll mit niedrigem Niveau kann durch Markieren jeder Meldung in jeder Richtung mit einer einzigen Kennung, z. B. einer Seriennummer, erhöht werden. Dadurch werden das Aufschieben der Antworten in der einen oder der anderen Richtung und das spätere Senden unter Einsatz der Sequenznummer erlaubt, die mit den Originalmeldungen korreliert. Wenn das Terminal z. B. eine eine Antwort erfordernde Meldung versandt hat, könnte die Chipkarte beim Protokoll mit niedrigem Niveau weiterhin mit anderen Meldungen hin und zurück kommunizieren. Wenn dann die gewünschten Antworten bereit sind, markiert die Chipkarte 31 die Antwort mit der Identifikationsnummer der initiierenden Meldung. Wenn das Terminal 32 die Antwort empfängt, korreliert es die Antwort mit der Originalmeldung und sendet den Antwortwert an die Befehlsfolge zurück, die die Meldung initiiert hat. Ein derartiges Schema kann es ebenfalls der Originalbefehlsfolge erlauben, die Ausführung fortzuführen, ohne auf die Antwort zu warten, und ermöglicht unter Einsatz eines Rückrufmechanismus die Rücksendung der Antwort an die Befehlsfolge (oder an eine andere bezeichnete Befehlsfolge). Es ist anzuerkennen, dass dies logischerweise das darstellt, was als eine vollständig asynchrone Schnittstelle zu den Protokollen mit höherem Niveau erscheint.
  • Die asynchrone Kommunikation zwischen der Chipkarte 31 und dem Terminal 32 ermöglicht die Konzeption von komplexeren Systemen. Z. B. gibt es konventionelle Paketprotokolle, die die Initiierung von Paketen sowohl durch die Chipkarte 31 als auch durch das Terminal 32 erlauben, was zu multiplen Paketen führen kann, die sich in verschiedenen, gleichzeitig auftretenden Verarbeitungsstadien befinden. Das erlaubt den Einsatz von Merkmalen mit hohem Niveau, wie z. B. Kommunikationen und Rückrufe mit multiplen Befehlsfolgen. Kurz, 4 und 5 stellen die einfachsten Statusmaschinen dar, die chipkarteninitiierte Kommunikationen umsetzen, was der Schlüssel dieser Erfindung ist. Es ist klar, dass andere Statusmaschinen sowohl für halbe Duplex- als auch für vollständige Duplexkommunikationen konzipiert werden können, sowie nicht auf dem Status basierende Protokolle, und dass diese in den Rahmen dieser Erfindung fallen sollen, wenn derartige Kommunikationsprotokolle karteninitiierte Kommunikationen einschliessen. Da auf dieser Erfindung basierende Protokolle mit niedrigem Niveau eine asynchrone Kommunikation zwischen der Chipkarte 11 und dem Terminal 12 erlauben könnten, kann dadurch weiterhin der Einsatz von Kommunikationsprotokollen mit hohem Niveau zugelassen werden, wie z. B. Remote Procedure Call (RPC) und Remote Message Invocation (RMI). Derartige Protokolle können den Wert der Chipkarten für viele Anwendungen erheblich erhöhen. Kurz, 4 und 5 stellen nur die einfachsten Systeme dar, die chipkarteninitiierte Kommunikationen implementieren. Andere Systeme mit sowohl halben Duplex- und vollständigen Duplex-Kommunikationen können konzipiert werden, die, solange sie eine chipkarteninitiierte Kommunikation beinhalten, in den Rahmen der Erfindung fallen.
  • In einer anderen Ausführung definiert ein allgemein unter 70 in 7 und in weiteren Einzelheiten in TABELLE 1 dargestelltes Kommunikationsprotokoll die Befehle, die die Chipkarte bezüglich des Terminals, des Wirtsrechners oder des Netzwerks initiieren kann. Das Kommunikationsprotokoll 70 setzt ISO 7816 Umschaltbefehle mit dem vorhandenen Protokoll ISO 7816 zur Erzeugung eines neuen Satzes von karteninitiierten Befehlen ein. Der Einsatz von ISO 7816 Umschaltbefehlen erlaubt das Zurückhalten einer rückwärtigen Kompatibilität des Kommunikationsprotokolls 70 mit den Befehlen der Norm ISO 7816. Jeder Befehl im Kommunikationsprotokoll 70 wird durch die folgenden ISO 7816 Bereiche gebildet: einen Klassenbereich 71 (CLA), einen Anweisungsbereich 72 (INS), einen ersten Parameterbereich 73 (P1), einen zweiten Parameterbereich 74 (P2) und einen Datenbereich 75 (Daten). Nicht jeder Bereich ist für jeden Befehl erforderlich, und einige Bereiche können entweder frei gelassen werden oder mit einem Nullwert ausgefüllt werden. Die Bereiche selbst sind dem Fachmann gut bekannte Bereiche der Norm ISO 7816 und werden hier nicht beschrieben.
  • Die Befehle des Kommunikationsprotokolls 70 können weit gefasst definiert werden, so dass nicht jedes Terminal, jeder Wirtsrechner, jedes Netzwerk oder die daran angeschlossenen Ressourcen den verlangten Dienst haben. Wenn ein bestimmter Dienst nicht verfügbar ist, beinhaltet das Kommunikationsprotokoll 70 eine Fehlermeldung, die an die Chipkarte zurückgeschickt werden kann, um anzugeben, dass der verlangte Dienst nicht verfügbar ist. In einer Ausführung beinhaltet das Kommunikationsprotokoll 70 einen Anfragebefehl, so dass die Chipkarte das Terminal, den Wirtsrechner oder das Netzwerk fragen kann, welche Dienste verfügbar sind. Zusätzlich dazu kann das Kommunikationsprotokoll 70 eine globale Nennungsvereinbarung einsetzen (z. B. den Domänennamendienst (DNS)), so dass die Chipkarte eine bestimmte Ressource auf globaler Basis spezifizieren kann.
  • Unter Bezugnahme auf TABELLE 1 umfassen die im Kommunikationsprotokoll 70 definierten Befehle: Anzeigeanfrage, Aktivierung Eingabeabfrage, Anfrage Datenlänge im Puffer, Anfrage Daten im Puffer, Aktivierung Sicherheits-ID-Eingabe, Anfrage Ressourcen und Senden Netzwerkmeldung. Der Befehl Anzeigeanfrage ermöglicht der Chipkarte, dem Wirtsrechner oder dem Netzwerkanzeigegerät die Anzeige von Informationen auf dem Terminal. Ein diesen die Standardspezifikation Java Card 1.0 einsetzenden Befehl umsetzendes Javaprogramm wird in Tabelle 2 dargestellt. Der Befehle Aktivierung Eingabeanfrage prüft auf Anwendereingaben. Der Befehl Anfrage Datenlänge im Puffer, der jederzeit ausgeführt werden kann, bestimmt die Länge der Daten im Eingabepuffer. Der Befehl Sicherheits-ID-Eingabe fragt nach Identifikationsinformationen, wie z. B. einem Anwendernamen, einem Passwort oder biometrischen Informationen, wie z. B. einem Fingerabdruck oder stimmlichen Merkmalen. Der Befehl Anfrage Ressourcen fragt wie oben angegeben das Terminal, den Wirtsrechner oder das Netzwerk nach verfügbaren Diensten und Ressourcen. Dieser Befehl kann ebenfalls zur Bestimmung anderer Informationen eingesetzt werden, wie z. B. die verfügbaren Anwendereingabegeräte, sichere ID-Geräte, die Netzwerkvernetzung, Datendateien, die Datenbankverfügbarkeit und andere Arten von Diensten und1 Ressourcen. Der Befehl Senden Netzwerkmeldung sendet eine Meldung an einen Netzwerkcomputer, der durch die ID-Standardkonvention für DNS-Knoten identifiziert wird. Dieser Befehl wird von der Chipkarte an den Wirtsrechner gesendet, der diesen Befehl entweder empfangen und ausführen muss oder eine Fehlerantwort an die Chipkarte zurücksenden. Wenn der identifizierte Netzwerkcomputer der Haupteinheits-Computer ist, wird der Befehl dann lokal ausgeführt. Andernfalls leitet der Wirtsrechner den Befehl durch das Netzwerk an den identifizierten Netzwerkcomputer.
  • TABELLE 1
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  • Figure 00130001
  • Figure 00140001
  • Figure 00150001
  • Figure 00160001
  • Figure 00170001
  • Das Kommunikationsprotokoll 70 kann selbstverständlich nach Bedarf erweitert werden, um andere Dienste zu unterstützen. Darüber hinaus können bei Systemen, die eine vollständige Duplexkommunikation zwischen der Chipkarte und dem Terminal einsetzen und keine ISO 7816 Kompatibilität erfordern, asynchrone Standardrückrufmechanismen zu dem Protokoll hinzugefügt werden, um die Funktionalität zu erweitern und die Leistung erheblich zu verbessern. Anstatt eine Netzwerkmeldung zu versenden und auf eine Antwort zu warten, kann z. B. die Chipkarte die normale Verarbeitung fortführen. Sobald die Antwort durch den DNS-Knoten, der die Meldung empfangen hat, vorbereitet wurde, kann eine asynchrone Antwortmeldung an die Chipkarte gesendet werden. Andere halbe Duplex- und vollständige Duplexkommunikationsprotokolle können auf einfache Weise konzipiert werden und sollen in den Rahmen dieser Erfindung fallen, wenn derartige Kommunikationsprotokolle eine karteninitiierte Kommunikation beinhalten. Z. B. kann ein logisches vollständiges Duplexschema für Systeme konzipiert werden, die kein effektives vollständiges Duplex haben.
  • Unter Bezugnahme auf 8 umfasst eine weitere Ausführung eines Chipkartensystems 80 eine an ein Chipkartenterminal 32 angeschlossene Chipkarte 81. Die Chipkarte 81 hat einen eingebetteten Mikrokontroller 82, ein Speicherwerk 83 und eine Speichereinheit 84, die alle untereinander angeschlossen sind. Der Mikrokontroller 82 führt eine Chipkartensoftware und Programme aus, führt Terminalanweisungen aus und verwaltet allgemein den Datenfluss von und zur Chipkarte 81. In einigen Ausführungen kann der Mikrokontroller 82 einen Mikroprozessor (z. B. a 68HC05), eine programmierbare Bereichslogik (PAL), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) und/oder andere integrierte Schaltkreiseinheiten umfassen. Das Speicherwerk 83, das einen Direktzugriffsspeicher (RAM) umfassen kann, speichert vorübergehen Software und Daten, die vom Mikrokontroller 82 während der Programmausführung genutzt werden. Die Speichereinheit 84, die einen Festspeicher (ROM) umfassen kann, speichert die Basisprogrammcodes und -daten, die zur Konfiguration und zum Betrieb der Chipkarte 31 notwendig sind. Neue oder aktualisierte Codes und Daten können von Zeit zu Zeit in die Chipkarte 31 heruntergeladen oder programmiert werden, um die Chipkarte 81 aufzurüsten. Die Chipkarte 81 hat auch eine Kommunikationseinheit 85, die an den Mikrokontroller 82 angeschlossen ist und dem Mikrokontroller 82 die Übertragung von Daten vom und zum Termin 32 und von und zu anderen Einheiten erlaubt. Obwohl sie als separate Blöcke dargestellt werden, können der Mikrokontroller 82, das Speicherwerk 83, die Speichereinheit und die Kommunikationseinheiten 85 in einer einzigen integrierten Schaltkreiseinheit oder auf andere Weise reduzierten oder erweiterten Anzahl von separaten IC-Einheiten kombiniert werden.
  • Die Chipkarte 81 ist an das Terminal 32 durch eine Chipkartenschnittstelle 86 angeschlossen, di die Kommunikation zwischen der Chipkarte 81 und dem Terminal 32 erleichtert. Die Schnittstelle 86 beinhaltet typischerweise ein Chipkartenlesegerät oder ein Lese-/Schreibgerät und eine Stromversorgung, wie z. B. eine (nicht dargestellte) Batterie, die die Chipkarte 81 mit Strom versorgt. In einigen Ausführungen greift die Schnittstelle 86 physisch in die Chipkarte 81 ein. In anderen Ausführungen jedoch kann die Schnittstelle 86 eine induktive, kapazitive oder optische Kupplung verwenden oder die Schnittstelle 86 kann Funkfrequenzsignale zum Anschluss der Chipkarte 81 an das Terminal 32 einsetzen.
  • Im Einsatz ist die Chipkarte 81 im Gegensatz zu herkömmlichen Chipkarten, die nur auf empfangene Befehle reagieren, durch die Initiierung der Kommunikation mit dem Terminal 32 und den Terminalressourcen 33 zum Zugriff auf und zur Kontrolle des Terminal (s) 32 und die/der Terminalressourcen 33 fähig. Unter Bezugnahme auf 9 wird eine Kommunikation zwischen der Chipkarte 31 und dem Terminal 36 hergestellt, z. B. über einen elektronischen Handschlag oder eine Serie von Handschlägen (ST91). Dann fragt die Chipkarte 81 eine Liste von vom Terminal 32 (ST92) verfügbaren Diensten ab. Die Liste der Dienste kann in Abhängigkeit von der Art des Terminals 32 (z. B. ein Videospiel, ein Sicherheitssystem, usw.) und den Terminalressourcen 33 variieren. Sobald die Liste von verfügbaren Diensten oder Befehlen vom Terminal 32 (ST93) empfangen wird, sendet die Chipkarte 81 basierend auf den Diensten, die verfügbar sind (ST94), einen Befehl an das Terminal 32. Dann prüft die Chipkarte 81, ob eine Antwort auf den Befehl vom Terminal 32 (ST95) empfangen wurde. Wenn eine Antwort empfangen wurde, verschlüsselt (ST97) und speichert (ST98) die Chipkarte 81 jegliche vom Terminal 32 empfangene Daten und bereitet sich auf das Senden eines weiteren Befehls an das Terminal 32 vor (ST94). Wenn nicht, prüft die Chipkarte 81, ob eine vorbestimmte Zeitdauer oder Zeitabschaltung (ST96) abgelaufen ist. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, dann sendet die Chipkarte 81 den Befehl erneut an das Terminal 32 (ST94). Wenn die vorbestimmte Zeitdauer nicht abgelaufen ist, prüft die Chipkarte 81 erneut, ob die Antwort vom Terminal 32 empfangen wurde.
  • Die oben beschriebenen Chipkarten ermöglichen eine breite Palette von neuen und innovativen Chipkartenanwendungen, die bisher mit herkömmlichen Chipkartenarchitekturen undurchführbar waren. Drei solcher Anwendungen werden nachstehend beschrieben.
  • Chipkartenprogramme sind aufgrund mangelnder Sichtverhältnisse in den Karten, die durch die strengen Sicherheitsauflagen und die meisten Kartenanwendungen erforderlich sind, typischerweise sehr schwer zu entwickeln und auszu testen. Die Fähigkeit der Chipkarte zum Antreiben des Terminals erlaubt einem Fachmann die Entwicklung von Fehlerbeseitigungsanwendungen, die auf der Karte resident sind und Programmtestkabelbäumen die Ausführung von schwierigen3 zwecks Erreichung von Abschnitten des Chipkartencodes. Derartige Anwendungen können eine Terminalanzeige nutzen, um einen internen Status und Laufzeitablaufinformationen zur Unterstützung bei der Fehlerbeseitigung bei kartenresidenten Anwendungen zu bieten. Unter Bezugnahme auf 10 beginnt eine derartige Anwendung mit der Ausführung einer Fehlerbeseitigungsroutine (ST101), z. B. einer Speichertestroutine. Nach dem Ablauf der Routine gibt die Chipkarte ein Ergebnis aus (ST102), wie z. B. die Anzahl der Zeilen und Spalten im Speicherwerk, das dem Test unterzogen wurde. Die Ergebnisse werden mit einer bekannten oder vorbestimmten Anzahl von richtigen Zeilen und Spalten verglichen (ST103), und die Ergebnisse werden auf der Terminalanzeige angezeigt (ST104). In einigen Ausführungen kann der Anwender eine Terminaleingabeeinheit zur Auswahl der Ausführung verschiedener Abschnitte des Programms der Chipkarte einsetzen.
  • Es versteht sich von selbst, dass die oben beschriebenen Ausführungen rein illustrativ sind und dass weitere Anordnungen vom Fachmann zum Zeitpunkt der Erstellung der Erfindung konzipiert werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte (31) und eines Chipkartenterminals (32), in dem die Kommunikation zwischen der Chipkarte (31) und dem Chipkartenterminal (32) gemäß dem ISO 7816 Kommunikationsprotokoll (70) erfolgt, wobei das Verfahren eine asynchrone Kommunikation zwischen der Chipkarte (31) und dem Chipkartenterminal (32) zulässt, so dass entweder die Chipkarte (31) oder das Chipkartenterminal (32) als Haupteinheit arbeiten kann und die andere Einheit als Nebeneinheit, in dem, wenn die Chipkarte als Nebeneinheit arbeitet, diese einem eine Anweisung vom Chipkartenterminal (ST41) erwartenden Status arbeitet, wobei das Verfahren die Umschaltstufe des Modus der Chipkarte zum Betrieb als Haupteinheit durch Übertragen eines ISO 7816 Umschaltsequenzbefehls (ST42) zum Chipkartenterminal (32) unter der Angabe gegenüber dem Chipkartenterminal (32) umfasst, dass die Chipkarte (31) zur Haupteinheit geworden ist.
  2. Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte (31) und eines Chipkartenterminals (32) gemäß Anspruch 1, in dem der Umschaltsequenzbefehl (ST42) aus einer Reihe von Befehlen ausgewählt wird, zu dem die Anzeigeanfrage, die Aktivierung des Eingabescannens, die Abfrage der Datenlänge im Puffer, die Abfrage von Daten im Puffer, die Aktivierung des sicheren ID-Eingangs, die Abfrage der Terminalressourcen und das Senden der Netzwerkmeldung gehören.
  3. Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte (31) und eines Chipkartenterminals (32) gemäß Anspruch 1, in dem das Verfahren die Stufe der Ausgabe eines ISO 7816 Umschaltbefehls (ST42, ST92) von der Chipkarte (31) zum Chipkartenterminal (32) umfasst, um das Chipkartenterminal zu fragen, welche Dienste verfügbar sind.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, in dem die Stufe der Ausgabe eines Anfragebefehls die Ausgabe eines Befehls zur Abfrage von aus einer Reihe ausgewählten Informationen umfasst, darunter die Verfügbarkeit von Anwendereingabegeräten, die Verfügbarkeit von sicheren ID-Geräten, der Netzwerkvernetzung, die Verfügbarkeit von Datendateien und die Verfügbarkeit von Datenbanken.
  5. Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte (31) und eines Chipkartenterminals (32) gemäß Anspruch 3, in dem die Antwort auf den ausgegebenen Befehl zur Abfrage des Chipkartenterminals darüber, welche Dienste verfügbar sind, durch das Chipkartenterminal in einer Liste von verfügbaren Diensten (ST93) erfolgt.
  6. Verfahren zum Einsatz einer Chipkarte (31) und eines Chipkartenterminals (32) gemäß Anspruch 1, in dem das Verfahren die Stufe der Ausgabe einer in einen Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung zur Übertragung einer Meldung von der Chipkarte (31, 81) auf einen durch die Standard-DNS-Knoten-ID-Konvention identifizierten Netzwerkcomputer (36) konvertierte ISO 7816 Umschaltsequenz von der Chipkarte (31, 81) zu einem an das Chipkartenterminal (32) angeschlossenen Wirtsrechner (34) umfasst; Empfang der in einen Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung konvertierten ISO 7816 Umschaltsequenz im Wirtsrechner (34); Wenn der im Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung identifizierte vernetzte Computer (36) der Wirtsrechner (34) ist, der den Wirtsrechner (34) zur Ausführung des Befehls oder zur Ausgabe einer Fehlerantwort an die Chipkarte (31, 81) veranlasst; Wenn der im Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung identifizierte vernetzte Computer (36) nicht der Wirtsrechner (34) ist, der den Wirtsrechner (34) zur Weiterleitung des Befehls an den identifizierten vernetzten Computer (36) veranlasst.
  7. Chipkartensystem (30, 80) mit asynchroner Kommunikation zwischen einer Chipkarte (31, 81) und einem Chipkartenterminal (32, 82), in dem die Kommunikation zwischen der Chipkarte (31, 81) und dem Chipkartenterminal (32, 82) gemäß dem ISO 7816 Kommunikationsprotokoll erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Chipkarte (31, 81) oder das Chipkartenterminal (32, 82) als eine Haupteinheit arbeiten kann und die anderen Einheit als eine Nebeneinheit, in dem die Chipkarte (31, 81) einem eine Anweisung vom Chipkartenterminal (32, 82) erwartenden Status arbeiten kann, wobei die Chipkarte (31, 81) ein Mittel zur Übertragung eines ISO 7816 Umschaltsequenzbefehls an das Chipkartenterminal (32, 82) unter Angabe gegenüber dem Chipkartenterminal (32, 82) umfasst, dass die Chipkarte (31, 81) zur Haupteinheit geworden ist.
  8. Chipkartensystem (30, 80) gemäß Anspruch 7, in dem der Umschaltsequenzbefehl aus einer Reihe von Befehlen ausgewählt ist, zu denen die Anzeigenanfrage die Aktivierung des Eingabescannens, die Abfrage der Datenlänge im Puffer, die Abfrage von Daten im Puffer, die Aktivierung der ID-Eingangssicherung, die Abfrage der Terminalressourcen und das Senden der Netzwerkmeldung gehören.
  9. Chipkartensystem (30, 80) gemäß Anspruch 7, das weiterhin Mittel zur Ausgabe eines Anfragebefehls durch die Ausgabe eines ISO 7816 Umschaltbefehls von der Chipkarte an ein Chipkartenterminal zur Anfrage beim Chipkartenterminal umfasst, welche Dienste verfügbar sind.
  10. Chipkartensystem (30, 80) gemäß Anspruch 9, wobei das Mittel zur Ausgabe eines Anfragesystems Mittel zur Ausgabe eines Befehls zur Abfrage von aus einer Reihe ausgewählten Informationen beinhaltet, darunter die Verfügbarkeit von Anwendereingabegeräten, der Verfügbarkeit von sicheren ID-Geräten, der Netzwerkvernetzung, der Verfügbarkeit von Datendateien, der Verfügbarkeit von Datenbanken.
  11. Chipkartensystem (30, 80) gemäß Anspruch 9, in dem das Chipkartenterminal Antwortmittel auf den ausgegebenen Befehl zur Abfrage des Chipkartenterminals (32, 82) darüber umfasst, welche Dienste verfügbar sind, die geeignet sind, auf die Abfrage mit einer Liste von verfügbaren Diensten zu antworten.
  12. Chipkartensystem (30, 80) gemäß Anspruch 7, in dem die Chipkarte Mittel zur Ausgabe einer in einen Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung konvertierte ISO 7816 Umschaltsequenz von der Chipkarte (31, 81) an den mit dem Chipkartenterminal (32, 82) verbundenen Wirtsrechner (34) zur Übertragung einer Meldung von der Chipkarte (31, 81) auf einen durch die Standard-DNS-Knoten-ID-Konvention identifizierten vernetzten Computer (36) umfasst; und der Wirtsrechner Mittel zum Empfang der in einen Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung konvertierten ISO 7816 Umschaltsequenz im Wirtsrechner (34) umfasst; und Mittel zur Ausführung des Befehls oder zur Ausgabe einer Fehlerantwort an die Chipkarte (31, 81); und Mittel zur Weiterleitung des Befehls zum identifizierten vernetzten Computer (36) als Antwort auf den im Befehl zum Senden der Netzwerkmeldung identifizierten vernetzten Computer (36), der nicht der Wirtsrechner (34) ist.
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