具有通信装置和用于芯片卡的容纳部件的设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201480020068.4

申请日:

2014.04.02

公开号:

CN105210305A

公开日:

2015.12.30

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H04B 5/00申请日:20140402|||公开

IPC分类号:

H04B5/00; G06K19/077

主分类号:

H04B5/00

申请人:

赛特凯特有限公司

发明人:

王健

地址:

德国纽伦堡

优先权:

2013.04.04 DE 102013005619.5

专利代理机构:

北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112

代理人:

顾丽波;井杰

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内容摘要

本发明涉及一种设备(100),其包括容纳部件(110),容纳部件(110)被构造为容纳芯片卡(200)。所述芯片卡(200)被构造用于与第一硬件接口(311)进行非接触式通信。所述设备(100)还包括通信装置(120),通信装置(120)被构造为实现与第二硬件接口(321)的非接触式通信,其中所述第一硬件接口(311)和所述第二硬件接口(321)是不同类型的硬件接口。通信装置(120)被构造为在芯片卡(200)被容纳在容纳部件(110)中时实现所述通信装置(120)与所述芯片卡(200)的通信。

权利要求书

1.  设备(100)包括:
容纳部件(110),其被构造为容纳芯片卡(200),其中所述芯片卡(200)被构造用于与第一硬件接口(311)进行非接触式通信,
通信装置(120),其被构造为实现与第二硬件接口(321)的非接触式通信,其中所述第一硬件接口(311)和所述第二硬件接口(321)是不同类型的硬件接口,其中所述通信装置(100)被构造为在所述芯片卡(200)被容纳在所述容纳部件(110)中时实现所述通信装置(120)与所述芯片卡(200)的通信。

2.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)可用于安全目的。

3.
  如权利要求2所述的设备(100),其中所述设备(100)在所述芯片卡(200)被容纳在所述容纳部件(110)中时形成令牌。

4.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被构造用于进行接触式通信,并且所述通信装置(120)被构造为在所述芯片卡(200)被容纳在所述容纳部件(110)中时实现与所述芯片卡(200)的接触式通信。

5.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被构造用于进行的所述非接触式通信是一种比所述通信装置(120)被构造实现的所述非接触式通信具有更小范围的非接触式通信。

6.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被构造用于进行的所述非接触式通信是一种比所述通信装置(120)被构造实现的所述非接触式通信具有更小传输速率的 非接触式通信。

7.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被构造用于进行的所述非接触式通信是被动通信,并且其中所述通信装置(120)被构造实现的所述非接触式通信是主动通信。

8.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述设备(100)包括能量供应装置(130)。

9.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述通信装置(120)被构造为实现与所述第二硬件接口(321)的蓝牙通信。

10.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被构造用于进行的所述非接触式通信是近场通信。

11.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述设备(100)包括额外的通信装置(150),其被构造为实现所述芯片卡(200)与所述第一硬件接口(311)的所述非接触式通信。

12.
  如权利要求11所述的设备(100),其中所述额外的通信装置(150)是至少部分地可停用的。

13.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被容纳在所述设备(100)中。

14.
  如权利要求13所述的设备(100),其中所述芯片卡(200)被永久地容纳在所述设备(100)中。

15.
  如前面的任何一个权利要求所述的设备(100),其中所述设备(100)是车辆钥匙的一部分。

16.
  使用如前面的任何一个权利要求所述的设备(100)来与车辆上锁系统进行认证。

说明书

具有通信装置和用于芯片卡的容纳部件的设备
技术领域
本发明涉及具有用于容纳芯片卡的容纳部件的设备。
背景技术
芯片卡被用于许多不同的应用中。一个应用领域是认证,例如,在电子实现银行交易的环境(网上银行)中或者在自动提款机(ATM)上的认证。另一个应用领域是作为电子锁(例如,机动车锁或建筑物入口处的锁)的密匙使用。芯片卡还被用于信用额度(例如,对电信服务方案进行使用的信用额度)的存储和证明。芯片卡通常包含存储器、简单的逻辑单元或处理器。处理器的处理能力可以例如被用于对程序代码进行处理,该程序代码可以例如被存储在芯片卡的存储器中并可服务于不同的目的。
为了能够访问芯片卡并因而使其可用,必须可以访问芯片卡,即,从外部访问芯片卡的存储器、逻辑单元或处理器。访问可以是接触式访问,也可以是非接触式的。在一些应用环境中接触式通信在技术安全性方面会是有优势的。此外,实现接触式通信的复杂性较低。对于接触式通信,芯片卡可被提供在具有触点的表面上。但是,在一些应用场合中,非接触式通信对芯片卡的用户会更加舒服。芯片卡可控制的非接触式通信技术的实例包括蓝牙、RFID(射频识别)和近场通信(NFC)。存在所谓的双接口芯片卡,它们能够同时用于接触式通信和非接触式通信。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种扩展与芯片卡进行通信的可能性的设备。
根据本发明,该目的是通过一个包含用于容纳芯片卡的容纳部 件的设备实现的。所述芯片卡被构造用于与第一硬件接口进行非接触式通信。该设备还包括被构造为实现与第二硬件接口进行非接触式通信的通信装置。第一硬件接口和第二硬件接口是不同类型的硬件接口。通信装置被构造为在芯片卡被容纳在容纳部件中时实现该通信装置与芯片卡的通信。
如果被构造用于与第一硬件接口进行非接触式通信的芯片卡被根据本发明的设备的容纳部件容纳,则该设备的通信装置可与芯片卡进行通信。由于通信装置被构造为实现与第二硬件接口进行非接触式通信,因此可经由该通信装置来进行第二硬件接口与芯片卡之间的通信。经由第二硬件接口和通信装置对芯片卡进行访问是可以的。在该实例中,可以与芯片卡进行通信,就像是芯片卡本身被设计为与第二硬件接口进行通信那样。除了这种通信可能性,还存在通过第一硬件接口以非接触式方式与芯片卡进行通信的可能性。由于第一硬件接口和第二硬件接口是不同类型的硬件接口,因此可通过两种不同类型的硬件接口到达芯片卡。与芯片卡的非接触式通信的可能性得到了扩展。在不同的操作场合中,可使用由于其特定属性而更适合每种情况的硬件接口来与芯片卡进行通信。
根据本发明的设备可以尤其是一种便携式设备。它可以是独立的设备,该设备无论如何不会永久性依赖于外部能量供应。可以以空间上紧凑的方式构造该设备。为此,在一个示例性实施例的环境中,它可以在没有任何显示装置和/或没有任何用户输入装置(例如,按钮、拨号盘或触摸屏)的情况下进行操作,即,它可以被构造为没有任何显示和/或输入装置。在一个示例性实施例中,该设备的尺寸小于或等于根据ISO标准7810:2003的全尺寸芯片卡。这至少适用于该设备的表面积。但是,该设备的尺寸,特别是它的表面积,不会只局限于芯片卡尺寸的当前标准,相反,设备的几何结构也可以完全对应于这种芯片卡的标准所规定的几何结构,也可以完全背离该标准。
芯片卡包含至少一个集成电路(IC),即,放置到载体上的、特别是塑料载体上的、或者嵌入其中的芯片。该电路可例如包含存储器。存储器可以是非易失性存储器。存储器可以是只读存储器(ROM)、 闪存、EEPROM(电可擦可编程序只读存储器)、铁电随机存取存储器(FRAM)或相变随机存取存储器(PCRAM)等等。额外地或替代性地,该电路可包含易失性存储器,例如,具有随机存取的易失性存储器(随机存取存储器,RAM)。电路的其它实例包括简单的逻辑电路或处理器。在该说明书中,应当将处理器理解为尤其指的是控制单元、微处理器、微控制单元(诸如微控制器)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
已知的芯片卡有不同的形式。一种可能的形式是SIM卡(SIM=用户识别模块)。在该实例中,术语“SIM卡”包括SIM卡的不同实施例。这些实施例包括,例如,mini-SIM卡、micro-SIM卡、nano-SIM卡。但是,芯片卡还可以是例如银行卡或电话卡并具有依照ISO7816ID-1的这种芯片卡的常规几何结构。
芯片卡被构造用于非接触式通信可以表示它包括为了实现与芯片卡的非接触式通信所必需的至少一个组件。但是,芯片卡不是必须包括用于芯片卡的非接触式通信所需要的所有组件。例如,芯片卡可包括控制系统,即,实现芯片卡的非接触式通信的控制器,而该通信另外需要的天线不是芯片卡的组件。
芯片卡被构造用于的通信是非接触式通信可以表示,在芯片卡与第一硬件接口之间不存在使得芯片卡能够与第一硬件接口进行通信的直接物理连接。非接触式通信也可被称为无线和无接触通信。对于非接触式通信,芯片卡可例如对应于ISO10536、ISO14443或ISO15693标准中的一个。通信可以是单向的或双向的。
术语硬件接口清楚地表示出,该接口与单独的软件接口不同,该软件接口用于例如调用计算机程序的程序组件(应用编程接口,API)。第一硬件接口可包括用于与芯片卡进行非接触式通信所需要的硬件组件。
第一硬件接口的一些可能的实例是蓝牙接口、NFC接口、RFID接口、与无线局部网络(无线局域网,WLAN)的接口、经验证的无线USB接口(CWUSB)和红外接口(IR)。
第一硬件接口是相对于所述设备而言处于外部的硬件接口。它 可以是例如与该设备不同的一个装置的组件。这种装置的实例是PC(个人计算机),例如,桌上型PC、平板型PC、或其它类型的便携式PC(笔记本计算机、膝上型计算机)。其它的实例是移动电话(例如,智能手机)、个人数字助理(PDA)、游戏主机、机顶盒、电子锁(例如,机动车锁或建筑物锁)、自动提款机(ATM)和终端(例如信用卡终端)。
上面对于第一硬件接口的解释也适用于第二硬件接口。
用于容纳芯片卡的容纳部件的构造可包括,适应于该芯片卡的容纳部件。特别是,它可以适应于该芯片卡的几何结构。如果该设备的通信装置和芯片卡被构造为在芯片卡被容纳在容纳部件中时以接触式方式彼此进行通信,则容纳部件可具有对应于芯片卡的触点的触点。容纳部件还可包括例如锁,它必须处于锁定状态从而芯片卡与通信装置能够彼此进行通信——例如,只有在锁定状态中容纳部件的触点与芯片卡的触点之间才具有充分良好的接触。
该设备的通信装置还可包括该设备的用于与第二硬件接口进行非接触式通信的所有组件。
例如,通信装置可包括与第二硬件接口进行通信所需要的天线。另一个可属于通信装置的组件的实例是控制器。这可具有例如如下功能:例如,当根据第二硬件接口使用的协议、通过通信装置的天线接收到来自第二硬件接口的数据时,可从接收到的数据中提取出通过第二硬件接口发送的有用信息块(有效载荷)。在另一方面,控制器可具有如下功能:当将要从所述设备或从所容纳的芯片卡向第二硬件接口发送有用信息块时,根据协议准备该有用信息块。为了使得在第二硬件接口的方向上进行实际传送,控制器可以例如生成相应的信号,并例如将其提供给通信装置的天线,从而使天线发送该信号。通信装置可以被理解为设备的硬件接口,其对应于第二硬件接口。
第一硬件接口和第二硬件接口是不同类型的硬件接口,这可特别包括如下情况:通信装置被构造为只实现与第二硬件接口的通信,而不被构造为实现与第一硬件接口的通信。于是,通信装置只对应于第二硬件接口,而不对应于第一硬件接口。相应地,芯片卡可以被构 造为只实现与第一硬件接口的通信,而不被构造为实现与第二硬件接口的通信。如果第一硬件接口是例如上面作为实例提到的硬件接口(蓝牙、NFC、RFID、WLAN、CWUSB、IR)中的一种,则由于类型的不同,第二硬件接口可以是上面硬件接口中的另一种。
通信装置被构造为在芯片卡被容纳在容纳部件中时实现该通信装置与芯片卡的通信可表示,可直接通过通信装置进行第二硬件接口与芯片卡的通信,而不需要必须在它们之间连接额外的通信组件。通过通信装置直接访问芯片卡是可能的。这使得本发明区别于其它系统,在其它系统中,在通信装置与芯片卡之间连接有例如处理器,其用于例如执行除了与芯片卡通信以外的功能,并且它必须是活动的从而可与芯片卡进行通信。相对照,根据本发明,与芯片卡进行通信可以就像它本身被设计为与第二硬件接口进行通信一样。对于第二硬件接口,无法想象到芯片卡被设计为不是自身与第二硬件接口进行通信。
通信装置被构造为在芯片卡被容纳在容纳部件中时实现该通信装置与芯片卡的通信可表示,所有用于与芯片卡进行通信的组件都存在于通信装置的部分上——至少在芯片卡或容纳部件与通信装置之间存在导电连接时,因为可能是与芯片卡的非接触式通信所需要的。例如,通信装置可包括被构造为与芯片卡进行通信的控制器。该控制器可同时被构造为实现与第二硬件接口的非接触式通信。替代性地,为此,在通信装置中还可包括另一个控制器。该通信装置可以被构造为对用于与第二硬件接口进行通信的协议和用于与芯片卡进行通信的协议这两者进行控制。该通信可包括单向或双向数据交换。
在芯片卡被容纳在容纳部件中时可进行通信装置与芯片卡的通信,这包括,选择性地以另一种方式将芯片卡从上面或远处仅仅插入或引入容纳部件中,可以在芯片卡与通信装置之间的通信开始前进行其它步骤。这种步骤可以是例如,将容纳部件中的芯片卡锁定,从而在芯片卡与容纳部件之间产生足够的接触。
根据一个示例性实施例,芯片卡可用于安全目的。
这种安全目的的实例是特别的识别目的和/或认证目的和/或加 密目的。如果芯片卡可用于安全目的,也可将其称为安全元件。
例如,在芯片卡的存储器中,可存储唯一标识符,该标识符标识该芯片卡的所有者并且他利用该方式对另一个个体认证自己的身份。它的一个应用领域是例如,机动车或建筑物的访问控制,只有在成功认证或同时在计算机上登录后才能授予访问权。芯片卡还可用于双因素认证的环境中,其中,例如,除了芯片卡,还按要求而需要个人识别号码(PIN),例如,在使用自动提款机(ATM)的大多数情况下。存在许多其它的实例。但是,也可使用唯一标识符,例如,对于文档的电子签名。标识符可以是例如,芯片卡所有人的个人密匙,该个人密匙连同公共密匙一起形成不对称密匙对。该密匙对可以是例如,RSA密匙对(RSA=Rivest、Shamir、Adleman)。但是,也可存在例如存储在芯片卡上的秘密密钥,其可用于例如文档或通信的对称加密或解密。处理器(也可构成芯片卡的组成部分)可能够用于安全目的,特别是用于识别目的和/或认证目的和/或加密目的。例如,处理器可执行加密运算,或者在询问/响应方法的环境中,它可包含在对询问命令的响应的生成中。
根据一个示例性实施例,其中芯片卡可用于安全目的,当芯片卡被容纳在容纳部件中时,该设备形成令牌。
如果芯片卡被容纳在容纳部件中,由于芯片卡可用于安全目的,根据本发明的设备也可被认识可用于安全目的。可用于安全目的的便携式设备,特别是那些可用于识别目的和/或认证目的的便携式设备,被称为令牌或安全令牌。令牌以不同的形式存在,它们都被包括在本文中。这些形式的一些实例是例如,将令牌构建为钥匙圈和类似于传统的记忆棒(例如USB记忆棒(USB=通用串行总线))的构造。
根据一个示例性实施例,芯片卡被构造用于接触式通信并且设备被构造为在芯片卡被容纳在容纳部件中时实现与芯片卡的接触式通信。
通信装置与芯片卡的接触式通信是有优势的,因为与非接触式通信相比,接触式通信能够以更简单和安全的方式进行。
在该示例性实施例的环境中,因为芯片卡被构造用于与第一硬 件接口进行非接触式通信和用于进行接触式通信这两者,因此将该示例性实施例中的芯片卡称为双接口芯片卡。这种双接口芯片卡的一个实例是被配备为既用于依照ISO7816的接触式通信也用于依照ISO14443的非接触式通信的芯片卡。接触式通信的芯片卡的配置可包括具有触点的芯片卡,例如,可从外侧接触这些触点,因为它们被布置在芯片卡的表面上。用于实现与芯片卡的接触式通信的设备的配置可包括用于与设备的部分上(例如,设备的容纳部件中)存在的芯片卡进行接触的触点,以及在设备的触点与通信装置之间提供的导电连接。
根据一个示例性实施例,芯片卡被构造用于的非接触式通信是具有比通信装置被构造实现的非接触式通信的范围更小的范围的非接触式通信。
由于范围不同,相比于芯片卡自身被构造用于进行的非接触式通信,通信装置实现了更大的通信范围。通过使用根据本发明的设备的示例性实施例,可以在更远的距离上与芯片卡进行通信。
根据一个示例性实施例,芯片卡被构造用于进行的非接触式通信是被动通信,而通信装置被构造实现的非接触式通信是主动通信。
被构造用于非接触式通信的芯片卡通常只被构造用于被动的非接触式通信,因为这可以比主动通信的配置具有更低的复杂性。这样的一个原因是,对于被动通信,芯片卡不必提供能量供应装置,例如电容器或电池。但是,相对于主动通信,被动通信的范围和传输速率是有限的。如果将根据本发明的设备的通信装置构造为实现主动的非接触式通信,则由此可以通过使用该设备实现在更远的距离上和以更高的传输速率与芯片卡进行通信。
在该实例中,被动通信可以被特别理解为通信参与者不需要单独的能量供应来进行通信的通信。它可以从另一个连接到能量供应的通信参与者的电场中获得通信所需要的能量。允许被动通信参与者的通信技术的实例包括NFC和RFID。
相应地,主动通信可以被理解为,两个通信参与者都必须连接到能量供应以能够进行通信的通信。
芯片卡被构造用于被动的非接触式通信表示,芯片卡以被动通信方式被构造为充当被动的通信参与者。
根据一个示例性实施例,该设备包括能量供应装置。
由于能量供应装置,因此可以提供被构造为实现与第二硬件接口的主动的非接触式通信的通信装置,并且该设备仍然可以保持不依赖外部能量供应,从而使其可以构成独立的设备。
能量供应装置可包括例如电容器、电池、蓄电池或太阳能电池。能量供应装置可与通信装置相关联,特别是可与它们连接。可存在将该设备构造用于对能量供应装置进行充电的规定。例如,该设备可包括与能量供应装置相关联的线圈,并且通过该线圈,可将能量供应到能量供应装置,以通过感应充电。
根据一个示例性实施例,芯片卡被构造用于进行的非接触式通信是处于比通信装置被构造实现的非接触式通信的传输速率低的传输速率的非接触式通信。
由于不同的传输速率,相对于芯片卡自身被构造用于进行的非接触式通信,通信装置实现了更高的传输速率。因此,通过使用根据本发明的设备的示例性实施例,与芯片卡进行更快速的通信可成为可能。
根据一个示例性实施例,通信装置被构造为实现与第二硬件接口的蓝牙通信。
在该示例性实施例的环境中,第二硬件接口可以被称为蓝牙接口。通信装置可以被称为蓝牙通信装置。蓝牙接口现在被提供到了许多不同类型的设备上。例如,很多的智能手机、膝上型计算机和平板PC具有蓝牙接口。通过根据该实施例的设备,使用这些设备访问芯片卡成为了可能。于是,可省去专门设计的用于访问芯片卡的终端。与其它的非接触式地进行操作的通信技术(例如,NFC)相比,蓝牙提供了更高的传输速率和更大的范围。例如,其范围可以达到100m,传输速率可达到若干MBit/s。
在该实例中,术语蓝牙通信意在包括依照蓝牙低能耗标准(BLE)的通信。在本发明的环境中,将通信装置构造为用于依照BLE标准的 通信的通信装置将会是有利的,因为这可导致通信装置的相对较低的能量需求。这会使得设备对蓝牙通信装置进行操作所需要的能量存储装置实现较小的能量消耗量。具有较小的能量存储能力的能量存储装置与具有较大的能量存储能力的能量存储装置的区别在于更小的尺寸。因此,能够以更简单的方式将它们集成到根据本发明的设备中。当使用BLE时,不再需要任何匹配,因此若干系统对于芯片卡的访问成为可能。
根据一个示例性实施例,芯片卡被构造用于进行的非接触式通信是近场通信(NFC)。
在该示例性实施例的环境中,第一硬件接口可以被称为NFC接口。近场通信是许多芯片卡已被构造用于的技术。在不同的应用领域中它可以带来使用舒适的优点。同时,利用NFC,可进行被动通信。根据本发明的芯片卡可以因此被构造用于被动的非接触式近场通信,也就是说,充当近场通信中的被动的通信参与者,从而对于近场通信来说,不必由根据本发明的设备提供任何能量。近场通信的范围通常仅仅是几厘米的数量级,并且最大传输速率低于0.5Mbit/s。
可认为在将通信装置构造为实现与第二硬件接口的蓝牙通信的同时芯片卡被构造用于进行的非接触式通信是近场通信是特别有利的。这样,可通过近场通信访问芯片卡,或者另一方面,通过该设备,可通过蓝牙进行访问。与芯片卡的通信比利用近场通信具有更大的范围和更高的传输速率成为可能。近场通信与蓝牙通信彼此可以很好地互补。
例如,随后可使用该设备来通过蓝牙通信对芯片卡进行初始化或个性化。可通过蓝牙通信在芯片卡上安装、配置或删除软件。也可通过蓝牙进行芯片卡的模块化或解模块、进行信用额度充值或询问芯片卡的状态。因此所有这些行动都可以通过空中下载技术(OTA)无线地实施。相反,芯片卡的其它日常应用,例如,支付应用、访问控制应用和电子旅行票或入场票应用,可通过近场通信进行。但是,蓝牙通信也可被用于上面的应用的环境中。如果该设备形成了令牌,当芯片卡被容纳在容纳部件中时,令牌功能不仅可通过NFC使用,也可 通过蓝牙使用,例如,可利用令牌通过蓝牙通信进行电子签名、进行认证、对交易进行批准、对支付进行激活或对数据进行加密或解密。同样,上面列举的通过使用蓝牙进行的功能和应用也可通过NFC使用。通常,在这点上列出的功能和应用绝不是确定性的,存在许多其它的本文未提及的实例,未提及它们仅仅是为了简明。
根据一个示例性实施例,该设备包括被构造为实现芯片卡与第一硬件接口的非接触式通信的额外的通信装置。
芯片卡可被构造用于与第一硬件接口的非接触式通信,而不包括该通信所需要的所有的装置。该额外的通信装置可对用于与第一硬件接口进行非接触式通信的芯片卡的配置进行补充,从而实现与第一硬件接口的通信。这样,不必在芯片卡和根据本发明的设备的外部提供额外的通信装置。
额外的通信装置可包括例如,芯片卡与第一硬件接口进行通信所需要的天线,但是它不是芯片卡本身的组成部分。在另一方面,可由芯片卡提供芯片卡与第一硬件接口进行通信所需要的控制器,并且该控制器可提供芯片卡与第一硬件接口进行非接触式通信的配置。
根据一个示例性实施例,额外的通信装置是至少部分地可停用的。
通过将额外的通信装置至少部分停用,可阻止第一硬件接口与芯片卡的通信。这会给予安全性方面的优势,因为随后通过第一硬件接口访问芯片卡将是不可能的。
在该实例中,这种将额外的通信装置至少部分停用的能力表示,在停用状态下,额外的通信装置是不可用的,从而芯片卡与第一硬件接口的通信是不可能的。该停用的能力可通过例如开关提供,该开关是根据本发明的设备的组成部分。可将其配置为提供或中断芯片卡与额外的通信装置之间的连接,从而,在中断状态,额外的通信装置是不可用的。但是,也可例如通过与能量供应分离来将额外的通信装置的电子组件关闭。额外的通信装置可以至少部分地被机械性停用。机械性停用能力可具有的优势是,可以用简单的方式(尤其是不需要操作员的特定知识)进行停用和选择性地再激活。例如,对于提供开关 进行停用/再激活的情况,可提供机械性可驱动的驱动元件,通过该驱动元件可将开关从一个开关状态移动到另一个状态中。
根据一个示例性实施例,芯片卡被容纳在该设备中。
例如,将芯片卡永久地容纳在该设备中。例如,将芯片卡永久地容纳在容纳部件中(从而永久地容纳在该设备中)。例如,该设备和永久地容纳在该设备中的芯片卡形成了令牌,特别是安全令牌,如上面所描述。
如果芯片卡与容纳部件的连接是不可拆卸的,则应当将芯片卡理解为被容纳在容纳部件中。不可拆卸的连接只能进行破坏性分离。不可拆卸连接的实例是粘结结合、焊料连接、焊接连接、粘结连接和铆钉连接。
如上面所述,当芯片卡被容纳在容纳部件中时,如果设备的通信装置和芯片卡被构造为彼此间进行接触式通信,则容纳部件可包括对应于芯片卡的触点的触点。例如,芯片卡的触点被焊接到或粘合到(例如使用导电粘合剂)接收部件的对应触点上,从而使得芯片卡被永久地容纳在容纳部件中。这例如有利于确保芯片卡与设备之间的尽可能好地电接触,并防止芯片卡与设备的分离。
可以例如将设备的被构造为容纳芯片卡的安装空间理解为容纳部件。例如,在该安装空间中,未布置该设备的任何其它元件,从而使得芯片卡可容纳于其中。例如,该设备可包括具有用于接触芯片卡的触点的电路板。例如,当芯片卡被连接到电路板的相应的触点时,可将芯片卡所处的安装空间理解为是容纳部件。例如,在该安装空间中,没有在电路板上布置任何其他电子元件。
根据一个示例性实施例,该设备可以是车辆钥匙的一部分。例如,设备被形成为车辆钥匙和/或被布置在车辆钥匙中作为车辆钥匙的组件。
例如,对于车辆上锁系统,该设备连同芯片卡一起被构造为对设备的所有者、设备的使用者和/或设备的拥有者进行认证。此外,对于其它系统(例如建筑物上锁系统、停车管理系统、后勤办公系统和/或管理系统),该设备连同芯片卡一起被构造为例如对设备的所 有者、使用者和/或拥有者进行认证。
例如,芯片卡和/或额外的通信装置和/或通信装置被构造用于与车辆的上锁系统和/或其它系统进行非接触式通信。例如,如上面所描述,芯片卡和/或额外的通信装置支持NFC通信。例如,如上面所描述,通信装置支持蓝牙通信。这有利于例如对不同通信协议进行支持并实现与其它现有系统尽可能高的兼容性。
在芯片卡的存储器中可例如存储唯一标识符,该标识符识别芯片卡和/或设备的所有者、使用者和/或拥有者,并且利用该标识符用户可以将他自己与车辆上锁系统进行认证。例如,可通过芯片卡和/或额外的通信装置和/或通信装置将唯一标识符直接传达(例如发送)给车辆上锁系统。例如,如果车辆上锁系统通过唯一标识符识别出设备的所有者被授权打开车辆,则只会打开车辆和/或只会停用车辆的发动机防盗系统。
相对于多个机械的车辆钥匙,如果例如当车辆钥匙(所述设备是其一部分)不是只用于对一部车辆进行授权而是对多部车辆(例如车辆共享提供者的多部车辆)进行授权时,这是有优势的。例如,可将唯一标识符编程到所有的车辆的车辆上锁系统中,从而能够通过改写程序来扩展或减小车辆的用户群。
例如,芯片卡和/或设备的所有者、使用者和/或拥有者可使用唯一标识符将自己与一个或多个其它系统进行认证。替代性地,在芯片卡的存储器中可存储至少一个额外的唯一标识符,其对芯片的所有者进行识别,并且使用该标识符用户可将自己与其它系统进行认证。例如,可通过芯片卡和/或额外的通信装置和/或通信装置将该唯一的标识符直接传达(例如发送)给其它系统。
这对于使得该设备在不同应用领域中尽可能有效地使用是有利的。例如,该设备可能不只由设备的所有者、使用者和/或拥有者用于与车辆上锁系统进行认证,还用于支付(例如支付停车费)。
唯一标识符被例如分配给一个人或一组人。唯一标识符的实例是,用户证书和/或一个或多个密匙。如上面所描述,标识符可以例如是芯片卡的所有者的个人密匙,它与公共密匙一起形成不对称密匙 对。它也可以是例如存储在芯片卡中的私密密匙,其可用于例如文档或通信的对称加密。作为芯片卡的组成部分的处理器也可用于安全目的,特别是用于识别目的和/或认证目的和/或加密目的。例如,处理器可执行加密运算或可在询问-响应方法的环境中的参与对询问的响应的生成。
在一个示例性实施例中,该设备用于车辆上锁系统的认证。
附图说明
下面参照四幅附图对本发明的示例性实施例进行了说明,其中:
图1是根据本发明的设备的示例性实施例的示意图;
图2a是芯片卡的实例的示意图,该芯片卡可容纳在图1的设备的容纳部件中;
图2b是图2a中的芯片卡的内部的组件的示意图;
图3是图1的设备在该设备和芯片卡的使用平台的实例的环境中的示意图,其中的图2a和图2b的芯片卡刚好容纳在容纳部件中。
具体实施方式
图1是根据本发明的设备100的示例性实施例的示意图。
设备100具有容纳部件110,容纳部件110用于容纳micro-SIM卡,下面简称为SIM卡。在容纳部件110中,配置了触点111,当SIM卡被容纳在容纳部件110时,触点111与SIM卡的触点接触。设备100还包括蓝牙通信装置120。它们被构造用于根据蓝牙低能耗标准进行通信。蓝牙通信装置120包括蓝牙天线121和微控制器122。为了向微控制器122供应能量,提供了电池130。电池130是一次性的电池。但是,替代性地,也可使用可再冲电的电池。为了对电池再充电,因此设备100可包括线圈(未示出),通过该线圈可以以感应方式对电池进行充电。蓝牙通信装置120通过连接140连接到容纳部件110的触点111。设备100还包括NFC通信装置150。它们包括NFC天线151和开关152。可通过滑动部件(未示出)机械地驱动开关152。在开关152的闭合状态下,NFC天线151通过连接160连接到容纳部 件110的触点111。通过蓝牙通信装置120,可实现SIM卡(容纳在容纳部件110中)与蓝牙接口的通信。根据蓝牙技术,该通信是以非接触方式进行的。通过NFC通信装置150,当开关152闭合时,可实现SIM卡(容纳在容纳部件110中)与NFC接口的类似的非接触式通信。显示装置或用户输入装置不是设备100的组成部分。
设备100的组件——包括作为集成电路的微控制器122——被集成在塑料载体101中。
图2a示出了micro-SIM卡200的实例的示意图,该micro-SIM卡可容纳在图1的设备100的容纳部件110中。SIM卡200在表面上具有接触面210,接触面210具有多个触点211。
图2b示出了图2a的芯片卡200的内部的组件的示意图。
芯片卡200包括输入/输出微控制器(I/OμC)220、处理器(中央处理单元,CPU)230、ROM240、RAM250和EEPROM260。取代EEPROM260或额外地,还可提供例如闪存。微控制器220被连接到处理器230,从而可在微控制器220与处理器230之间进行数据交换。处理器230还连接到ROM240、RAM250和EEPROM260,从而使其能够访问这些组件。SIM卡200被称为双接口芯片卡,其被构造用于根据ISO7816的接触式通信和用于根据ISO14443的非接触式通信这两者。为此,相应地对微控制器220进行构造,并且提供了微控制器220与SIM卡200的触点211的连接。
制造商预设的SIM卡200的唯一标识符被存储在ROM240中。为了在处理器230上执行软件程序,程序代码首先被装载到RAM250中。在程序执行时同时还将操作数放置在RAM250中。用户存储在SIM卡200上的软件程序和数据被存储在EEPROM260中。通过处理器230提供ROM240、RAM250和EEPROM260到微控制器220的连接。
SIM卡200可用于安全目的。因此也可将其称为安全元件。例如,它可用于识别目的和/或认证目的和/或加密目的。例如,通过将制造商预设的并存储在ROM240中的SIM卡200的唯一标识符从SIM卡200发送到相应的访问终端,可将唯一标识符用于访问控制。以类似的方式,例如还可将其用于获得计算机的访问权限。还可将其例如连 同PIN一起用于双因素认证,例如,以便在自动提款机(ATM)取款。根据另一个实例,可将RSA密匙对的个人密匙存储在EEPROM260中并用于文档的电子签名。但是,也可将用于对称加密或解密的秘密密钥存储在SIM卡200上。在另一个实例的环境中,当处理器230执行存储在EEPROM260中的计算机程序时,处理器230可进行加密或解密运算,或者在询问/响应方法的环境中参与响应的生成。
图3示出了图1的设备100在设备100和SIM卡200的使用平台的实例的环境中的示意图,其中的图2a和图2b的SIM卡200被容纳在容纳部件110中。
SIM卡200的触点211与容纳部件110的触点111邻接。容纳部件110可包括锁(未在图3中示出),当该锁处于锁定状态时会确保触点111与SIM卡200的触点211之间的良好接触。如上面所说明,SIM卡200可用于安全目的,从而当SIM卡200被容纳在容纳部件110中时设备100形成令牌。相比于图1a,在图3中开关152是闭合的,因而在图3中提供了NFC天线151到容纳部件110的触点111的连接,进而,提供了到SIM卡200的连接。
图3示出了相对于设备100而位于外部的终端310和同样相对于设备100而位于外部的PC320。终端310包括NFC硬件接口311。PC320包括蓝牙硬件接口321。PC320与因特网330相连接。相比于图3中示出的,终端310当然也可连接到因特网330。在该实例中,终端310和PC320代表可包括相应的硬件接口的其它设备。
蓝牙通信装置120的微控制器122被构造用于蓝牙通信和用于与SIM卡的接触式通信这两者。蓝牙通信装置120控制蓝牙通信的协议和与SIM卡的接触式通信的协议。此外,在各个情况中它可以生成并处理相应的电子输出信号。通过触点111和连接140提供了SIM卡200与蓝牙通信装置120之间的电连接。于是,设备100被构造为在SIM卡200被容纳在容纳部件110中时实现与SIM卡200的接触式通信。通过SIM卡200与蓝牙通信装置120之间的接触式连接,在几乎没有任何实施复杂性的情况下,实现了SIM卡200与蓝牙通信装置120之间的安全通信。
NFC通信装置150构成了相对于蓝牙通信装置120的额外的通信装置。如果开关152是闭合的并且SIM卡200被容纳在容纳部件110中,则SIM卡会被连接到NFC天线151。于是,NFC天线实现了SIM卡200与NFC接口311的非接触式通信。可以以简单的方式进行NFC天线151从容纳部件110中的退耦以及进而的从SIM卡200中的退耦。为此,必须以机械方式简单地将开关152移动到打开状态。随后,NFC天线151不再可用,也就是说,它被停用了。随后,终端310或它的NFC接口311与SIM卡200之间的不希望的NFC通信将会是不可能的。安全性得到了提升。
如果SIM卡200被容纳在容纳部件110中,设备100可扩展与SIM卡200进行通信的可能性。不仅可以以本地方式进行由SIM卡200支持的NFC通信,也可进行与SIM卡200的蓝牙通信。
蓝牙接口321与SIM卡200的蓝牙通信可直接通过蓝牙通信装置120进行,而不需要在它们之间连入其它通信组件。其原因是,通过蓝牙通信装置120,存在用于与SIM卡200进行接触式通信和与蓝牙接口321进行蓝牙通信的所有组件。具体地,控制器122会对用于蓝牙通信和用于与SIM卡的接触式通信的协议进行控制。蓝牙通信装置120对SIM卡200的直接访问是可能的。因此,可以就像SIM卡200本身被设计为与蓝牙接口321进行通信一样与SIM卡200进行通信。对于蓝牙接口321,无法想象到SIM卡200被构造为不是自身与蓝牙接口321进行通信。
NFC通信和蓝牙通信彼此特别好地补充。例如,由蓝牙通信装置120实现的蓝牙通信的范围和传输速率都大于SIM卡200的除了接触式通信以外还被构造用于进行的NFC通信。相比而言,NFC通信的优势在于它允许被动通信,即,在该通信中进行通信的通信参与者不需要拥有能量供应。在该实例中,SIM卡200被构造用于被动的NFC通信。于是,它充当了NFC通信中的被动的通信参与者。对于具有NFC接口311的NFC通信,SIM卡200或设备100不需要任何能量供应。NFC通信所需要的能量是在与终端310的NFC接口311的通信过程中从NFC接口311生成的电场获得的。对于作为主动通信从而所涉及的 所有通信参与者都需要能量供应的蓝牙通信,电池130为蓝牙通信装置120的微控制器121供电。但是,对于除了蓝牙通信外还必须启用另一个主动通信的情况,可降低电池130需要的能量存储容量。于是可降低空间需求。出于同样的原因,如果蓝牙通信装置120被构造用于按照BLE标准的通信,这也是有利的。
以与终端310相同的方式被构造用于与芯片卡进行NFC通信的终端被大量使用并用于各种各样的目的。其中的一小部分实例包括支付应用、访问控制应用和电子旅行票或入场票应用。在这些应用的环境中,SIM卡200可通过NFC通信与终端310进行交互。如果SIM卡200被容纳在设备100的容纳部件110中,则还可额外地通过蓝牙对其进行访问。蓝牙相对于NFC在范围和传输速率上的优势变得可用。此外,诸如接口321的蓝牙接口可用于非常多的设备中,例如PC或智能电话。
对于那些更大的范围和更高的传输速率更有利的应用,可使用与SIM卡200的蓝牙通信。于是,可通过例如PC320和蓝牙接口321来进行SIM卡200的初始化、个性化、模块化或解模块。在该实例中,PC320的显示装置(例如,屏幕)和输入装置(例如,鼠标和键盘)可被用于与SIM卡200进行舒适的交互。对于SIM卡200上的软件的安装和对于该软件的配置或删除,PC320可通过蓝牙利用设备100访问SIM卡200。由于PC320是连接到因特网330的,因此可通过因特网、PC320和设备100对SIM卡200进行远程访问。通过PC320,例如,也可对来自因特网330的软件或媒体文件进行装载并存储在SIM卡200上,特别是存储在EEPROM260上。这里列出的使用蓝牙的功能和应用也是利用NFC可行的。反之亦适用。通常,在这点上列出的功能和应用绝不是确定性的,存在许多其它的本文未提及的实例,未提及它们仅仅是为了简明。
设备100是便携式的并且可独立地工作。对于它的操作,设备100不依赖于外部能量供应,因为NFC通信可以以被动方式进行,并且设备100对于蓝牙通信装置120的能量供应由电池130提供。设备100包括实现蓝牙通信和与SIM卡200的NFC通信所需要的所有组件。 由于该实施例,通过设备100可使SIM卡200的通信可能性得到扩展,其中可将设备100与SIM卡200一起视为就像是单独的SIM卡200。

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本发明涉及一种设备(100),其包括容纳部件(110),容纳部件(110)被构造为容纳芯片卡(200)。所述芯片卡(200)被构造用于与第一硬件接口(311)进行非接触式通信。所述设备(100)还包括通信装置(120),通信装置(120)被构造为实现与第二硬件接口(321)的非接触式通信,其中所述第一硬件接口(311)和所述第二硬件接口(321)是不同类型的硬件接口。通信装置(120)被构造为在芯。

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