CA2156803A1 - Machine a affranchir electronique - Google Patents

Abstract

La machine comporte un moyen lecteur de carte à mémoire de données comportant un logement (18) par rapport auquel est disposé un emplacement prédéterminé et un moyen de poinçonnage (21).

Description

L'invention a trait aux machines à affranchir électroniques.
Elle vise à assurer la sécurité de transactions impliquant pour ces machines la réception de données informa-tiques.
Elle propose à cet effet une machine à affranchirélectronique, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- un moyen lecteur de carte à mémoire de données comportant un logement de carte ;
- un moyen de poinçonnage disposé à un emplace-ment prédéterminé par rapport au logement, comportant un poinçon mobile entre une position de repos où il est en dehors d'un espace de réception de carte et une position actionnée où il traverse ledit espace ; et - des moyens de contrôle pour déterminer si les données présentes sur une carte qui vient d'être introduite dans le moyen lecteur sont conformes à un critère prédétermi-né, et pour commander en conséquence ledit moyen de poinçon-nage ; ladite machine étant prévue pour coopérer avec des cartes à mémoire comportant chacune un trou pratiqué dans son épaisseur à un emplacement prédéterminé correspondant à celui du moyen de poinçonnage par rapport au logement.
Avec l'invention, on dispose d'une protection au moins partiellement physique, puisqu'elle fait intervenir le support physique des données que constitue la carte, qu'elle fait coopérer de façon mécanique avec le poinçon mobile.

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De préférence, lesdits moyens de contrôle commandent ledit moyen de poinçonnage de sorte que, si ledit critère prédéterminé est satisfait, ledit poinçon passe de ladite position de repos à ladite position actionnée puis retourne à la position de repos.
Avec ces caractéristiques, l'invention permet par exemple de vérifier que la carte introduite dans la machine porte un numéro d'identification correspondant à celui de la machine, et si c'est bien le cas, de perforer une étiquette en papier collée sur la carte à l'emplacement du trou, la perforation de l'étiquette étant un indicateur physique de ce que la carte a été insérée dans la machine à laquelle elle est destinée.
De préférence, pour des raisons de simplicité, de commodité et d'économie :
- ledit moyen de poinçonnage est un électro-aimant muni d'un plongeur se terminant en pointe, - ledit emplacement prédéterminé du moyen de poinçonnage est situé au droit d'un connecteur dudit logement, connecteur qui est adapté à coopérer avec un connecteur de ladite carte, - ledit logement est adapté à coopérer avec une carte à
mémoire dont le format, le connecteur ainsi que l'emplacement de ce dernier sont normalisés.
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description d'un exemple de réalisation donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 montre de façon schématique un centre de contrôle informatisé ayant la responsabilité d'un ensemble de machines à affranchir électroniques, avec lesquelles il communique comme expliqué ci-après ;
- la figure 2 est une w e schématique en perspec-tive d'une de ces machines à affranchir, montrée dans une phase d'initialisation ;
- la figure 3 est une w e en plan de la carte à
puce qu'on utilise pour transmettre des informations entre le 2156~03 -.

centre et les machines ;
- la figure 4 est une autre vue en perspective de la machine à affranchir illustrée sur la figure 2, montrant la partie externe de son lecteur/encodeur de carte à puce ;
- la figure 5 est une perspective montrant, en agrandissement par rapport à la figure 4, le logement du lecteur/encodeur de carte et certains éléments qui lui sont assocles ;
- la figure 6 est une vue partielle en élévation-coupe suivant le plan repéré VI-VI sur la figure 5 ; et - la figure 7 est une we schématique en perspec-tive illustrant de façon schématique un terminal télématique pouvant être relié par le réseau téléphonique au centre de contrôle montré sur la figure 1.
Le centre 1 montré sur cette dernière figure, comporte un ensemble informatique composé d'un ordinateur serveur 2 auquel sont reliés trois ordinateurs de gestion 3 à chacun desquels est connecté un lecteur/encodeur 4 de carte à puce ainsi qu'une imprimante 5 d'étiquettes, un modem 6 directement relié à l'ordinateur 2 étant connecté à une ligne téléphonique 7 qui lui est dédiée.
La machine à affranchir 8 montrée notamment sur les figures 2 et 4, comporte de façon classique un plateau 9 de guidage de l'objet sur lequel l'affranchissement doit être imprimé par une tête 10 située au-dessus de la plaque 9, et divers autres éléments habituels non représentés, notamment un clavier et une balance, ainsi que des circuits internes de commande et de gestion pilotés par un microcontrôleur muni d'un logiciel de gestion des affranchissements de type connu, correspondant par exemple à celui décrit dans la demande de brevet français 93-04694 appartenant à la Demanderesse.
En outre de ces éléments classiques, la machine 8 comporte un connecteur 11 par l'intermédiaire duquel on a accès à ses circuits internes, afin d'effectuer une opération d'initialisation en reliant ces circuits aux ordinateurs du centre 1 grâce au câble 12 dont une extrémité comporte un connecteur 13 adapté à coopérer avec le connecteur 11, l'autre extrémité du câble 12 étant directement reliée à l'un des ordinateurs du centre 1, lorsque l'opération d'initilisa-tion s'effectue sur place, ou par l'intermédiaire d'une ligne de transmission de données sécurisée lorsque l'opération est effectuée à distance. En service normal, le connecteur 11 est masqué par une enveloppe de protection inviolable.
La machine 8 comporte encore d'autres éléments, décrits plus loin, qui lui permettent de coopérer avec la carte à puce 14 montrée sur la figure 3.
Le format de cette carte, son connecteur 15 ainsi que l'emplacement de celui-ci sont conformes à ceux normali-sés par l'ISO. Elle est équipée d'un microcircuit (non représenté) du type mémoire RAM non volatile, réinscriptible, du genre EEPROM, ou équivalent. Ce microcircuit ne comporte aucune protection logique d'entrée, ce qui veut dire que la lecture et l'inscription de données sont entièrement libres sur la carte 14.
Au droit du connecteur 15, la carte 14 présente un trou 16 pratiqué dans son épaisseur, ce trou étant recouvert dans certains cas, mentionnés ci-après, par une étiquette imprimée avec l'une des imprimantes 5 du centre 1, qu'on colle à l'emplacement matérialisé sur la figure 3 par le cadre 17 en trait interrompu.
Comme montré sur les figures 4 à 6, la machine à
affranchir 8 comporte un élément 18 de logement de la carte 14, qui s'ouvre vers l'extérieur par une fente 19, le logement 18 étant associé, comme montré sur la figure 5, à un connecteur 20 en deux parties qui entre en action lorsque la carte est poussée à fond, et un électro-aimant 21 muni d~un plongeur 22 se terminant en pointe (voir figure 6), le plongeur 22 étant prévu, lorsqu'il est actionné, pour passer au travers du trou 16 de la carte 14, et donc pour perforer au niveau du trou 16 l'étiquette 23 éventuellement collée sur la carte 14 à l'emplacement 17.

En outre du logiciel de gestion des affranchisse-ments de type classique mentionné ci-dessus, le microcontrô-leur pilotant les circuits de gestion et de commande de la machine 8 est également muni d'un logiciel additionnel qui permet à ce même microcontrôleur de gérer les diverses opérations en rapport avec la transmission d'informations effectuée par l'intermédiaire de la carte 14, opérations qui vont maintenant être décrites.
Pour initialiser la machine 8, on ouvre dans les ordinateurs du centre 1 un dossier qui comporte les référen-ces d'un utilisateur dûment répertorié et autorisé à utiliser la machine, et on procède comme indiqué précédemment pour relier un ordinateur du centre 1 au connecteur 11.
On attribue à la machine 8, de manière secrète, un ensemble de nombres aléatoires différents, par exemple 250 nombres de dix chiffres décimaux, on enregistre dans le dossier du centre le numéro de la machine et la série de 250 nombres, et on transmet ces mêmes données à la machine 8, qui les enregistre automatiquement sur des mémoires permanentes (non volatiles), chaque nombre étant associé, que ce soit dans le dossier du centre ou dans les mémoires de la machine, à un index qui peut prendre au moins les états zéro et un, et qui est mis à ce stade à l'état zéro.
La partie fichier des 250 nombres aléatoires secrets est enregistrée de façon sécurisée dans le centre 1, de façon que même lors d'opérations de maintenance, les personnes non autorisées ne puissent y avoir accès.
Au cours de l'initialisation, on enregistre également, dans le dossier du centre et dans la machine 8, une valeur dont le compteur descendant de la machine doit se recharger lorsque cette dernière reçoit du centre une instruction de rechargement.
Lorsque l'opération d'initialisation est termi-née, la machine 8 est renfermée dans son enveloppe de sécurité, qui est elle-même scellée avec un sceau inviolable, et la machine est prête à être mise en service.

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Un fois que la machine 8 a été installée dans le site où elle doit être utilisée, il lui faut, pour fonction-ner, recevoir via la carte 14 une instruction de rechargement de son compteur descendant, qui est à zéro.
Cette instruction est en fait donnée par la réception d'un des 250 nombres contenus dans les registres mémoires de la machine 8, à condition qu'il n'ait pas déjà
été utilisé.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 6, l'émission de la carte 14 contenant l'instruction autorisant le rechargement du compteur descendant, est assurée par le centre 1.
Pour cela, lorsqu'on lui demande une autorisa-tion, par courrier ou par téléphone, le centre, après vérification que les conditions requises sont remplies (versements de fonds effectués, ou toute autre condition), utilise l'un des lecteurs/encodeurs 4 pour inscrire dans la mémoire d'une carte 14 un certain nombre d'informations destinées à désigner la machine à laquelle elle est destinée, notamment le numéro de cette machine, ainsi que l'un des nombres secrets, pas encore utilisé (index à zéro), parmi les 250 qui sont affectés à cette machine, l'index du nombre transmis étant alors mis à un pour montrer qu'il a été
utilisé.
En outre, grâce à une imprimante 5, une étiquette autocollante 23 est imprimée en clair avec des données d'identification de la machine à laquelle est destinée l'autorisation, et cette étiquette, lorsque la carte 14 a été
codée, est collée à l'emplacement 17 où elle obture l'ouver-ture 16, cette étiquette étant réalisée avec une impression de fond qui permet d'en reconnaître l'origine et limite les risques de la voir remplacée dans une intention frauduleuse.
Après avoir ainsi préparé la carte 14, le centre 1 l'expédie, par exemple par un porteur ou par la poste, jusqu'au site où se trouve la machine 8, et lorsqu'elle parvient à ce site, on introduit la carte 14 dans le logement 21~6 803 18, les connecteurs 20 se mettent en action lorsque la carte est enfoncée à fond, les données présentes sur la carte sont lues et communiquées aux circuits internes de la machine, ceux-ci vérifient si le numéro d'identification figurant dans les données qui viennent d'être recues correspondent au numéro d'identification qui lui a été affecté dans la phase d'initialisation, si c'est bien le cas, les circuits comman-dent l'électro-aimant 21 pour que le plongeur 22 descende puis remonte, c'est-à-dire pour le faire passer de sa position de repos où il est en dehors de l'espace de récep-tion de la carte 14 qui s'ouvre vers l'intérieur par la fente 19, à une position actionnée où il traverse cet espace, puis à la position de repos, de sorte qu'il perfore l'étiquette 23 au niveau du trou 16, les circuits recherchent si le nombre figurant dans les données qui viennent d'être lues fait partie des nombres secrets conservés dans ses registres de mémoire, et si la machine y trouve ce nombre associé à un index à l'état zéro, elle met celui-ci à l'état un, et elle recharge son compteur descendant de la valeur de rechargement qu'on lui a attribuée lors des opérations d'initialisation.
La valeur de rechargement peut bien naturellement varier d'une machine à une autre, eu égard à la consommation prévisible ou à toute autre considération, mais pour une machine donnée, elle ne peut pas être modifiée à distance.
En variante, dans la phase d'initialisation, on prévoit plusieurs séries de nombres aléatoires différents à
chacune desquelles correspond une valeur distincte de rechargement du compteur, la machine, lorsqu'elle recharge son compteur, prenant en compte la valeur correspondant à la série dont fait partie le nombre secret qu'elle vient de recevoir.
Dans d'autres variantes, on utilise la même méthode pour d'autres compteurs contrôlant l'utilisation de la machine 8, par exemple pour autoriser la machine à
fonctionner pendant une durée prédéterminée, ou pour l'auto-riser à fonctionner jusqu'à ce que le compteur ascendant ait - 2156~03 atteint une valeur calculée en ajoutant la valeur de rechar-gement à la valeur qu'avait ce compteur au moment où le rechargement s'est opéré.
Compte tenu du fait qu'on interdit le réemploi d'un nombre secret, le rechargement de compteur ne peut s'opérer, après l'initialisation, qu'un nombre de fois correspondant à la quantité de nombres secrets attribués pendant la phase d'initialisation, qui est de 250 dans le présent exemple. Au cas où la machine doit encore être utilisée, il convient d'effectuer alors une nouvelle opéra-tion d'initialisation.
Dans la description de l'exemple de réalisation des figures 1 à 6 qui précède, c'est le centre 1 qui est l'émetteur des informations à transmettre, et la machine 8 qui en est le destinataire ou récepteur, mais il est égale-ment possible d'avoir la machine 8 comme émetteur et le centre 1 comme destinataire, notamment pour transmettre à ce dernier un relevé du compteur ascendant ou d'autres données mémorisées dans la machine 8, par exemple des statistiques d'utilisation des diverses tranches d'affranchissement, la machine 8 transmettant les données au centre 1 par exemple en réponse à une commande inscrite par le centre sur la carte en même temps que l'instruction de rechargement de compteur.
Etant donné que la carte 14 est à écriture libre, il est préférable, pour être certain que les données lues dans le centre 1 sont bien celles qui ont été inscrites par la machine 8 voulue, de prévoir là-aussi un moyen d'authenti-fication des données.
Ainsi, on peut par exemple prévoir que pendant la phase d'initialisation de la machine 8, on lui donne un jeu de clefs numériques secrètes pour un algorithme adapté à
produire un cryptogramme à partir de données et d'une des clefs en question, celles-ci étant stockées dans le dossier que tient le centre 1 pour la machine 8, dans sa partie sécurisée, et dans les registres mémoires de la machine 8.
L'une des clefs secrètes étant choisie, la machine calcule à

- ~lS6803 partir des données qu'elle transmet le cryptogramme, et inscrit celui-ci sur la carte en même temps que les données, le centre 1, après avoir lu les données, refaisant le même calcul et vérifiant que le cryptogramme qu'il obtient correspond bien à celui qui est présent sur la carte.
Naturellement, au cas où les données auraient été
modifiées dans un but frauduleux, l'absence de correspondance entre les cryptogrammes révèlerait la fraude.
Pour choisir celle des clefs utilisées pour la transmission, on peut par exemple en fixer une première lors des opérations d'initialisation, et prévoir des commandes que le centre peut transmettre à la machine 8 pour que celle-ci utilise une autre des clefs qu'elle conserve en mémoire.
Bien entendu, le calcul du cryptogramme d'authen-tification est effectué par les circuits électroniquesinternes de la machine 8, l'algorithme étant contenu dans le logiciel additionnel dont est muni le microcontrôleur, cet algorithme étant par exemple du type DES.
La capacité à faire la machine 8 renvoyer des données au centre 1 peut notamment être utilisée pour procéder, sur commande, comme indiqué ci-dessus, au relevé du compteur ascendant, afin de facturer les machines d'après leur consommation réelle.
Elle peut également servir pour assurer le contrôle de la maintenance des machines : pour cela, une carte est émise par le centre et envoyée à l'organisation chargée de la maintenance. Cette carte porte le numéro de la machine à vérifier, et une date limite pour procéder à la vérification. Un technicien doit alors se rendre auprès de la machine, introduire la carte dans celle-ci, ce qui inscrira les informations demandées sur l'état de ladite machine. La preuve de l'intervention sera donnée par le retour de la carte au centre 1.
Il est également possible que l'émetteur à
authentifier soit le centre 1. Dans ce cas, s'il n'a aucune données à transmettre ou si elles sont en nombre insuffisant, .

il génère une série de caractères de façon aléatoire, il calcule sur la base de ceux-ci le cryptogramme, et il inscrit à la fois la série de caractères et le cryptogramme, celui-ci étant vérifié à l'arrivée par la machine 8.
Dans un autre mode de réalisation, expliqué ci-après à l'appui des figures 1 et 7, ce ne sont pas les lecteurs/encodeurs 4 prévus dans le centre 1 qui servent à
celui-ci pour inscrire ou lire des informations sur la carte 14, mais le terminal télématique 24 montré sur la figure 7, qui est présent sur un site où se trouve un certain nombre de machines 8, ce site étant éloigné du centre 1. Le terminal 24 comporte dans un boîtier unique au moins un lecteur/encodeur

2 5 de carte à puce, du même genre que le lecteur/encodeur 4 du centre 1 ou que celui qui est prévu dans les machines 8 et 15 qui comporte un logement 18 pour la carte. En outre du lecteur/encodeur 25, le terminal 24 comporte des circuits logiques de commande ainsi qu'un modem, et éventuellement, comme dans l'exemple montré sur la figure 7, un clavier 26 et un écran 2 7.
Les circuits logiques de commande sont sensibles à l'introduction d'une carte dans le lecteur/encodeur 2 5, reconnaissent le type de carte introduit et vérifient que la carte contient les informations d'identification appropriées.
Selon les informations lues sur la carte (voir plus loin), 25 les circuits de commande peuvent lancer l'exécution d'une opération de lecture de la carte, d'une opération d'écriture, ou encore appeler de façon automatique le centre 1 au moyen du modem pour demander une transaction, transmettre des informations vers le centre ou en recevoir de celui-ci.
Dans le site où se trouve le terminal 24 et les différentes machines 8, il est prévu une carte 14 par machine, dont la mémoire comporte le numéro d'identification de cette machine grâce à une initialisation effectuée par le centre 1, sans que celui-ci ne produire d'étiquette avec 35 l ' imprimante 5 ni n'en colle à l'emplacement 17, et plus généralement dans la variante utilisant le terminal 24, on ne 21~6803 colle pas d'étiquette sur les cartes 14 utilisées. A part cette différence, la transmission des informations est similaire à celle du premier mode de réalisation si ce n'est que le lecteur/encodeur 25 est relié à l'ordinateur 2 non pas par l'intermédiaire d'un ordinateur de gestion 3, mais par l'intermédiaire du réseau téléphonique public 7 et du modem 6.
Du point de vue de l'utilisateur, alors que pour obtenir une instruction de rechargement de compteur lorsque la carte est émise par le centre, il doit effectuer une demande par téléphone, courrier, télécopie, ou télex, et attendre que la carte soit créée par le centre pendant ses heures d'ouverture et enfin envoyée sur le site par courrier ou porteur, le fait de disposer d'un terminal télématique 24 permet d'obtenir une instruction de rechargement en quelques instants et à toute heure.
Pour obtenir une telle instruction, la carte propre à la machine qui en a besoin est introduite dans cette dernière, la carte étant reconnue, la machine 8 va enregis-trer sur la carte 14 qui lui est propre son état, et notam-ment la valeur de certains de ses compteurs, ainsi que le cryptogramme d'utilisation.
L'utilisateur retire alors la carte de la machine, et l'introduit dans le terminal. Celui-ci reconnaît la carte, et appelle le centre grâce à son modem, la communi-cation passant par le réseau téléphonique public 7 et par le modem 6 du centre 1, les données transmises étant celles qui sont inscrites dans la mémoire de la carte 14.
Après avoir recu les données, le centre 1 vérifie l'authenticité de celles-ci grâce au cryptogramme, et si toutes les conditions sont remplies, il envoie par retour un message comportant les données à inscrire sur la carte pour constituer une instruction de rechargement de compteur, et notamment l'un des 250 nombres encore valides.
L'utilisateur récupère la carte du terminal et l'insère à nouveau dans la machine, qui effectue les mêmes -. 2156803 opérations que décrit plus haut jusqu'à recharger son compteur, certaines données pouvant être écrites ensuite sur la carte pour que le processus reproduise lorsqu'il sera à
nouveau nécessaire de demander une nouvelle instruction de rechargement de compteur.
De nombreuses variantes sont possibles en fonction des circonstances, et à cet égard, on rappelle que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et repré-sentés.

Claims (5)

1. Machine à affranchir électronique, caracté-risée en ce qu'elle comporte :
- un moyen lecteur de carte à mémoire de données (14) comportant un logement de carte (18) ;
- un moyen de poinçonnage (21) disposé à un emplacement prédéterminé par rapport au logement (18), comportant un poinçon (22) mobile entre une position de repos où il est en dehors d'un espace de réception de carte et une position actionnée où il traverse ledit espace ; et - des moyens de contrôle pour déterminer si les données présentes sur une carte (14) qui vient d'être introduite dans le moyen lecteur (18) sont conformes à un critère prédéterminé, et pour commander en conséquence ledit moyen de poinçonnage ; ladite machine (8) étant prévue pour coopérer avec des cartes à mémoire (14) comportant chacune un trou (16) pratiqué dans son épaisseur à un emplacement prédéterminé correspondant à celui du moyen de poinçonnage (21) par rapport au logement (18).

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de contrôle commandent ledit moyen de poinçonnage (21) de sorte que, si ledit critère prédéter-miné est satisfait, ledit poinçon (22) passe de ladite position de repos à ladite position actionnée puis retourne à la position de repos.

3. Machine selon l'une quelconque des revendica-tions 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit moyen de poinçon-nage est un électro-aimant (21) muni d'un plongeur (22) se terminant en pointe.

4. Machine selon l'une quelconque des revendica-tions 1 à 3, caractérisée en ce que ledit emplacement prédéterminé du moyen de poinçonnage (22) est situé au droit d'un connecteur (20) dudit logement (18), connecteur qui est adapté à coopérer avec un connecteur (15) de ladite carte (14).

5. Machine selon l'une quelconque des revendica-tions 1 à 4, caractérisée en ce que ledit logement est adapté
à coopérer avec une carte à mémoire (14) dont le format, le connecteur (15) ainsi que l'emplacement de ce dernier sont normalisés.