DE4215955C1 - Informationsübertragungssystem, bestehend aus einer Schreib/Leseeinheit und einer tragbaren Datenträgeranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Solche Systeme bestehen üblicherweise aus mindestens zwei Teilen, einer Schreib/Leseeinheit und einer tragbaren Datenträgeranordnung. Die Schreib/Leseein­ heit wird üblicherweise in Abhängigkeit von ihrer Ausbil­ dung als Terminal, als Lesegerät oder als Mikrostation be­ zeichnet. Als Gehäuseform für die tragbare Datenträgeran­ ordnung sind in Abhängigkeit vom einzelnen Anwendungsfall unterschiedliche Ausbildungsformen, wie z. B. ein Schlüssel bekannt. In den meisten Anwendungsfällen wird jedoch als Datenträgeranordnung eine sogenannte Chipkarte verwendet, wie sie in dem Buch "Die Karte mit dem Chip: Schlüssel zu einer Welt neuer Leistungen und Lösungen" von Winfried Wigand, 1991, Verlag: Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, eingehend beschrieben ist.

Insbesondere beschäftigt sich dieses Buch auf den Seiten 29 bis 36 mit unterschiedlichen Kartentypen und auf den Seiten 58 bis 63 mit unterschiedlichen Terminals. Als Möglichkeit, Daten oder Informationen zu übertragen, ist auf Seite 29 be­ schrieben, auf einer solchen Karte im Bereich der Chip- Einbauzone Kontaktflächen an einer Oberfläche anzubringen oder am Rand der Karte solche Kontaktflächen vorzusehen. Auf Seite 34 wird auf kontaktlose Chipkarten hingewiesen, die entweder eine Signalübertragung mit Hilfe von Mikro­ wellen vornehmen oder aber mit Hilfe einer transformato­ rischen Koppelung.

Eine Einrichtung zur Informationsübertragung mit Hilfe transformatorischer Koppelung ist unter anderem in der DE 34 47 560 A1 sowie der korrespondierenden US-A-4,697,183 beschrieben. Die EP 0 309 201 A2 beschreibt ebenfalls eine solche Einrichtung. Aus der US-A-4818,855 ist eine solche Einrichtung bekannt, bei der Signale mit Hilfe kapazitiver Koppelung übertragbar sind.

Wie dem oben beschriebenen Buch von W. Wigand auf Seite 34 im letzten Absatz entnehmbar ist, sind jedoch Datenträger­ anordnungen in Form von Chipkarten mit Kontakten derzeit am gebräuchlichsten.

In sehr vielen Anwendungsfällen solcher Einrichtungen zur Signalübertragung muß ein Abhören der Signalübertragung zwischen Schreib/Leseeinheit und Datenträgeranordnung un­ terbunden werden. Kann ein Betrüger den Signalfluß abhö­ ren, so ist er nämlich unter Umständen in der Lage, eine Datenträgeranordnung zu simulieren, die das gleiche Ver­ halten wie eine echte Datenträgeranordnung hat. Damit ein Betrüger keine Datenträgeranordnung in eine Schreib/Lese­ einheit einführen kann und den Signaltransfer über nach außen geführte Leitungen abhören kann, sind qualitativ hochwertige Schreib/Leseeinheit mit einem Sicherheitssy­ stem ausgerüstet, das unter anderem das Betreiben einer Datenträgeranordnung in dieser Schreib/Leseeinheit erst ermöglicht, wenn nach Einführen der Datenträgeranordnung die Verbindung von der Schreib/Leseeinheit nach außen bei­ spielsweise durch ein Klappensystem verschlossen worden ist. Eine Schreib/Leseeinheit, bei der eine Überwachung des Signalflusses zwischen Schreib/Leseeinheit und Datenträ­ geranordnung und somit des Datenflusses zwischen Schreib/ Leseeinheit und Datenträgeranordnung sicher unterbunden wird, ist hierbei sehr aufwendig konstruiert.

Um für den Fall, daß ein Betrüger den Datenverkehr zwi­ schen der Schreib/Leseeinheit und der Datenträgeranordnung überwachen kann, zu verhindern, daß der Betrüger mit Hilfe einer Mikroprozessorschaltung die tragbare Datenträgeran­ ordnung nachbilden kann, beschreibt die EP 0 321 728 C2 ein Verfahren, bei dem physikalisch bedingte Eigenheiten einer Halbleiterschaltung als Echtheitsmerkmal herangezo­ gen werden. Eine Nachbildung einer tragbaren Datenträger­ anordnung mit Standard-Bauelementen oder programmierbaren integrierten Schaltungen wie z. B. Gate- oder Cell-Arrays sowie PLDs usw., die ähnliche physikalische Eigenschaften haben, ist damit jedoch nicht ausgeschlossen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Informa­ tionsübertragungssystem aus einer Schreib/Leseeinheit und einer tragbaren Datenträgeranordnung bereitzustellen, bei der das Nachbilden einer tragbaren Datenträgeranordnung durch eine Simulationsschaltung erschwert wird und ggf. darüber hinaus ein Abhören des Signalflusses zwischen den beiden Einheiten des Systems erschwert wird. Insbesondere soll die Nachbildung von tragbaren Datenträgeranordnungen durch Gate-Arrays, Cell-Arrays sowie PLDs verhindert wer­ den.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Informationsübertra­ gungssystem mit den Merkmalen eines der Patentansprüche 1, 2 oder 3. Günstige Ausgestaltungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei erfindungsgemäßen Informationsübertragungssystemen wird zwischen einer Schreib/Leseeinheit und einer trag­ baren Datenträgeranordnung eine Information dadurch über­ tragen, daß ein Teil dieser zu übertragenden Information mit Hilfe einer ersten Koppeleinrichtung übertragen wird und der andere Teil der zu über tragenden Information mit Hilfe einer zweiten Koppeleinrichtung übertragen wird. Jede dieser Koppeleinrichtungen besteht hierbei aus einem Koppeleinrichtungsteil in der Schreib/Leseeinheit und aus einem Koppeleinrichtungsteil in der tragbaren Datenträger­ anordnung. Die erste und die zweite Koppeleinrichtung sind jeweils derart ausgebildet, daß die mit ihnen durchführ­ baren Übertragungsverfahren auf unterschiedlichen physika­ lischen Prinzipien beruhen. Die die beiden Teilinformatio­ nen enthaltenden Signale, die von den Koppeleinrichtungs­ teilen der tragbaren Datenträgeranordnung empfangen wer­ den, werden von diesen Koppeleinrichtungsteilen oder von nachgeschalteten Demodulator-, Dekoder- oder Diskrimina­ torschaltungen in geeigneter Weise aufbereitet, daß die übertragenen Informationsteile in von einer nachgeschal­ teten Logikschaltung verarbeitbarer Form vorliegen, bei­ spielsweise als Binärsignale oder Digitalsignale. Die be­ sagte Logikanordnung ist derart ausgestaltet, daß sie an einem Ausgang ein von dem an ihren Eingängen eingespeisten Signalen abhängiges Signal bereitstellt. Bei einem solchen Informationsübertragungssystem muß ein Betrüger die in beiden Koppeleinrichtungen übertragenen Informationsteile sowie die Verknüpfungsfunktion der Logikanordnung kennen, um die in der tragbaren Datenträgeranordnung verarbeitete Information zu ermitteln. Durch die Verwendung unter­ schiedlicher Übertragungsverfahren ist es für einen Be­ trüger sehr aufwendig, die beiden Signale mit den beiden Informationsteilen gleichzeitig bei einer Informations­ übertragung innerhalb einer Schreib/Leseeinrichtung zu ermitteln.

Die besagte Logikanordnung in der tragbaren Datenträgeran­ ordnung dient zum Verknüpfen von zwei Informationsteilen zu einer Gesamtinformation. Wenn z. B. ein Informationsteil die zu übertragenden Daten beinhaltet und der andere In­ formationsteil einen zu übertragenden Schlüssel, so kann diese Logikanordnung als Ver- bzw. Entschlüsselungsanord­ nung angesehen werden. Einer Eingangssignalkombination dieser Logikanordnung muß hierbei eindeutig ein Ausgangs­ signal zuordenbar sein. Je aufwendiger es ist, die Über­ tragung der Schlüsselinformation von der Schreib/Leseein­ heit zur tragbaren Datenträgeranordnung in nicht berech­ tigter Weise zu ermitteln, desto einfacher kann die Schlüsselinformation gestaltet sein. Die Sicherheit des Übertragungssystemes kann dadurch erhöht werden, daß die Verknüpfungsfunktion der Logikanordnung durch die Schreib/Leseeinheit steuerbar veränderbar ist. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß an einem der Eingänge der Logikanordnung oder an ihrem Ausgang eine weitere Logikanordnung mit zwei Eingängen angeordnet wird, wobei einer dieser Eingänge von Daten abhängt, die die Schreib/Leseeinheit zur tragbaren Datenträgeranordnung übermittelt hat.

Durch die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale, die im Patentanspruch 1 enthalten sind, wird es einem Be­ trüger in hohem Maße erschwert, den Informationsaustausch zwischen einer Schreib/Leseeinheit und einer tragbaren Datenträgeranordnung zu überwachen. Darüber hinaus wird unterbunden, daß auf der Grundlage einer erfolgreichen Überwachung des Informationsaustausches eines erfindungs­ gemäßen Informationsübertragungssystemes ohne Kenntnisse der Innenschaltung einer tragbaren Datenträgeranordnung eine solche tragbare Datenträgeranordnung durch eine Simu­ lationsschaltung nachgebildet werden kann. In einer Wei­ terbildung der Erfindung wird die von der Logikanordnung der tragbaren Datenträgeranordnung auf der Grundlage der empfangenen Informationsteile bereitgestellte Information zur Schreib/Leseeinheit übertragen und mit einer aufgrund der ausgesendeten Informationsteile erwarteten Antwortin­ formation verglichen. Hierzu enthält die Schreib/Leseein­ heit einen Schaltungsteil mit Komparator. Ein solches In­ formationsübertragungssystem kann derart ausgebildet sein, daß bei negativem Vergleichsergebnis die tragbare Daten­ trägeranordnung durch die Schreib/Leseeinheit elektrisch entwertet wird und/oder einbehalten wird. Um Störeinflüsse auszuschließen kann es vorgesehen sein, daß mehrere unab­ hängige Vergleiche von zurückgesandter Information mit er­ warteter Antwortinformation durchgeführt werden, wobei die Schreib/Leseeinheit eine tragbare Datenträgeranordnung bei einer bestimmten Anzahl von negativen Informationsverglei­ chen als Fälschung erkennt.

Bei einem erfindungsgemäßen Informationsübertragungssystem ist mit relativ geringem Aufwand ein hoher Sicherheits­ standard erreichbar. Es genügt üblicherweise, wenn ein Ermitteln der übertragenen Informationen bei einer Koppel­ einrichtung aufgrund der technischen Realisierungsform er­ schwert ist. Die andere Koppeleinrichtung kann folglich aus zwei Koppeleinrichtungsteilen mit metallischen Kontak­ ten bestehen. Diese Koppeleinrichtungsteile können jedoch auch als Induktivitäten ausgebildet sein, die gemeinsam einen elektromagnetischen Übertrager bilden oder die bei­ den Koppeleinrichtungsteile der einen Koppeleinrichtung können als Kapazität ausgebildet sein, so daß eine Infor­ mation mit Hilfe kapazitiver Koppelung übertragbar ist. Eine induktive Koppeleinrichtung ist u. a. aus der DE 34 47 560 A1 bekannt.

Eine besonders günstige, nur mit hohem Aufwand abhörbare Koppeleinrichtung sieht als Koppeleinrichtungsteil der Schreib/Leseeinheit eine Vorrichtung zur Veränderung eines gerichteten Magnetfeldes vor und als Koppeleinrichtungs­ teil der tragbaren Datenträgeranordnung ein oder mehrere galvanomagnetische Bauelemente sowie eine Ansteuer- und Auswerteschaltung vor. Solche Koppeleinrichtungen sind im einzelnen in der parallel zu dieser Patentanmeldung einge­ reichten Patentanmeldung mit dem Titel "Einrichtung zur Informationsübertragung mit einem stationären Teil und ei­ ner tragbaren Datenträgeranordnung" beschrieben, deren In­ halt Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung ist.

Weitere mögliche, an sich bekannte Koppeleinrichtungen sind in entsprechenden Unteransprüchen 7 bis 14 beschrie­ ben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Elementen eines erfindungsgemäßen Informationsübertragungs­ systemes für die Übertragung von einer Schreib/ Leseeinheit zu einer tragbaren Datenträgeranord­ nung;

Fig. 2a und 2b jeweils eine Ausführungsform einer Koppel­ einrichtung;

Fig. 3 den Übersichtsplan einer besonders günstigen Ausgestaltungsform der Erfindung; und

Fig. 4 ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Elementen eines erfindungsgemäßen Informationsübertragungs­ systemes für die Übertragung von einer tragbaren Datenträgeranordnung zu einer Schreib/Leseeinheit.

Fig. 1 zeigt ein Informationsübertragungssystem mit einer Schreib/Leseeinheit 1 und einer tragbaren Datenträgeranord­ nung 2. Die Schreib/Leseeinheit 1 hat eine Verarbeitungs­ einheit PU1, die beispielsweise aus einer Steuerlogik oder einem Mikroprozessor bestehen kann. Zwischen der Schreib/ Leseeinheit und der tragbaren Datenträgeranordnung ist eine erste Koppeleinrichtung gezeigt, bestehend aus einem Koppeleinrichtungsteil IF1a der Schreib/Leseeinheit und einem hierzu korrespondierenden Koppeleinrichtungsteil IF1b der tragbaren Datenträgeranordnung. Außerdem ist eine zweite Koppeleinrichtung mit einem Koppeleinrichtungsteil IF2a der Schreib/Leseeinheit 1 und einem Koppeleinrich­ tungsteil IF2b der tragbaren Datenträgeranordnung darge­ stellt. Die tragbare Datenträgeranordnung 2 umfaßt eine Logikanordnung LS mit zwei Eingängen E1 und E2 sowie einem Ausgang A. Außerdem beinhaltet die tragbare Datenträgeran­ ordnung eine Steuereinheit PU2, die beispielsweise aus ei­ ner Steuerlogik oder aus einem Mikroprozessor bestehen kann. Die Logikanordnung LS ist derart ausgestaltet, daß sie - zumindest jeweils zu einem taktabhängigen Abtast­ zeitpunkt - an dem Ausgang A einen Signalpegel bereit­ stellt, der eindeutig von der Beschaltung der beiden Ein­ gänge E1 und E2 abhängt. Die Verknüpfungsfunktion dieser Logikanordnung LS muß hierbei nicht rekursiv sein.

Die Steuereinheit PU1 der Schreib/Leseeinheit 1 gibt ein Signal mit einem Informationsteil S1 an den Koppeleinrich­ tungsteil IF1a. Der Koppeleinrichtungsteil IF1a übermit­ telt in Abhängigkeit von dem gewählten Übertragungssystem diese Information an den Koppeleinrichtungsteil IF1b der tragbaren Datenträgeranordnung, der seinerseits den Infor­ mationsteil 51 in für die Logikanordnung LS in Form eines Signales an den Eingang E1 der Logikanordnung LS bereit­ stellt, das diese Logikanordnung LS auswerten kann. Ein anderer Informationsteil S2 wird über die Koppeleinrich­ tungsteile IF2a und IF2b von der Verarbeitungseinheit PU1 der Schreib/Leseeinheit 1 zum Eingang E2 der Logikanord­ nung LS übertragen, wobei andere, für die entsprechende Übertragungsart spezifische Signalformen verwendet werden. In Fig. 1 ist der Einfachheit halber nur der Informa­ tionsfluß der Informationsteile S1 und S2 dargestellt. In Abhängigkeit von den Momentanwerten der die Informations­ teile S1 und S2 enthaltenden Signale an den Eingängen E1 und E2 der Logikanordnung LS stellt diese Logikanordnung LS Momentanwerte an ihrem Ausgang A bereit. Das aus diesen Momentanwerten zusammengesetzte Signal am Ausgang A der Logikanordnung LS beinhaltet eine Information S3. Das Signal mit der Information S3 wird vom Ausgang A der Logikanordnung LS an die Steuereinheit PU2 der tragbaren Datenträgeranordnung 2 zur weiteren Verarbeitung weiterge­ leitet. Die Steuereinheit bzw. Verarbeitungseinheit PU2 überträgt über eine Koppeleinrichtung, beispielsweise die Koppeleinrichtung IF1b, IF1a in Form vorgegebener Signale eine Information zur Schreib/Leseeinheit 1. Diese Informa­ tionen können teilweise oder vollständig von der durch die Logikanordnung LS bereitgestellten Information 53 abhän­ gen. In einem speziellen Überprüfungsfall kann sogar die Information S3 selbst von der Steuereinheit PU2 der Daten­ trägeranordnung 2 zur Steuereinheit PU1 der Schreib/Lese­ einheit übertragen werden. Dieser Fall ist durch einen entsprechenden Pfeil in Fig. 1 dargestellt.

Für die vorliegende Erfindung nicht primär wesentliche Teile wie z. B. eine Eingabevorrichtung und eine Anzeige­ vorrichtung der Schreib/Leseeinheit oder eine Speichervor­ richtung der tragbaren Datenträgeranordnung sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Insbesondere kann die Logikanordnung LS Teil der Steuereinrichtung PU2 der tragbaren Datenträger­ anordnung sein.

Der Koppeleinrichtungsteil IF1a kann beispielsweise einen Datenbus mit den üblichen Treiber- und/oder Registerschal­ tungen enthalten sowie, wie in Fig. 2a dargestellt, me­ tallische Kontakte 3. Der hierzu korrespondierende Koppel­ einrichtungsteil IF1b der tragbaren Datenträgeranordnung 2 würde dann entsprechend angeordnete metallische Kontakte 4 enthalten. Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch eine tragbare Datenträgeranordnung 2 mit an einer Oberfläche angeordneten metallischen Kontakten 4 sowie mit einem in ihr enthaltenen Halbleiterkörper HL. Aufgrund des Maßsta­ bes nicht dargestellt sind auf der Halbleitervorrichtung HL vorgesehene Anschlüsse, die beispielsweise über ebenfalls nicht dargestellte Drahtverbindungen mit den metallischen Kontakten 4 verbunden sind. Die metallischen Kontakte 4 sind in der Darstellung von Fig. 2a mit metallischen Kon­ takten 3 trennbar kontaktiert, die Teil eines Koppelvor­ richtungsteiles IF1a einer Schreib/Leseeinheit sind.

Fig. 2b zeigt den Querschnitt durch eine andere Ausge­ staltungsform einer tragbaren Datenträgeranordnung mit ei­ ner in diese eingebauten Halbleiteranordnung HL. Die trag­ bare Datenträgeranordnung 2 beinhaltet hierbei eine flä­ chig ausgebildete Kondensatorplatte 5 als Teil einer Kop­ peleinrichtung IF1b bzw. IF2b. Als Teil einer hierzu kor­ respondierenden Koppeleinrichtung IF1a bzw. IF2a einer Schreib/Leseeinheit ist eine Kondensatorplatte 6 darge­ stellt. Die Kondensatorplatte 6 bildet mit der Kondensa­ torplatte 5 während einer Informationsübertragung eine Ka­ pazität, so daß die zu übertragende Information in Form eines hierzu geeigneten Signales kapazitiv von der trag­ baren Datenträgeranordnung zur Schreib/Leseeinheit oder von der Schreib/Leseeinheit zur tragbaren Datenträgeran­ ordnung übertragbar ist.

Der Koppeleinrichtungsteil IF2a der Schreib/Leseeinheit 1 kann auch eine Vorrichtung zur Veränderung eines gerichte­ ten Magnetfeldes enthalten, beispielsweise eine induktive Spule mit entsprechend ausgebildetem Spulenkern. Ein hier­ zu korrespondierendes Koppeleinrichtungsteil IF2b der tragbaren Datenträgeranordnung 2 würde dann ein galvano­ magnetisches Bauelement beinhalten.

Wenn in einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung der Koppeleinrichtungsteil IF2a der Schreib/Leseeinheit 1 eine Vorrichtung mit einer steuerbaren Wärmequelle zur Verände­ rung der Umgebungstemperatur der tragbaren Datenträgeran­ ordnung enthält, so beinhaltet der korrespondierende Kop­ peleinrichtungsteil IF2b mindestens einen Wärmedetektor.

Wenn in einer anderen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung der Koppeleinrichtungsteil IF2a eine Vorrichtung mit optischem Signalgeber zur Veränderung der Helligkeit mindestens in einem begrenzten Bereich der tragbaren Daten­ trägeranordnung enthält, so beinhaltet der korrespondie­ rende Koppeleinrichtungsteil IF2b der tragbaren Datenträ­ geranordnung 2 mindestens ein optoelektronisches Bauele­ ment. Geeignete optoelektronische Bauelemente sind hierbei Fotodioden, Fototransistoren, Fotowiderstände oder Foto­ zellen. Besonders günstig bei einer solchen Ausgestal­ tungsform ist es, wenn das optoelektronische Bauelement mit der übrigen elektronischen Schaltung der tragbaren Da­ tenträgeranordnung in einem einzigen monolithisch inte­ grierten Halbleiterbauelement eingebracht ist, so daß keine Signalleitung zwischen dem optoelektronischen Bau­ element und der übrigen Halbleiterschaltung erforderlich ist, die ggf. in betrügerischer Absicht auf relativ ein­ fache Weise überwacht werden kann.

Die Logikanordnung LS kann aus einer nahezu beliebigen Zu­ sammenschaltung von Logikgrundschaltungen mit insgesamt zwei Signaleingängen und einem Signalausgang bestehen. Wesentlich ist, daß die Verknüpfungsfunktion der Logikan­ ordnung LS in irgendeiner Weise der Schreib/Leseeinheit 1 bekannt ist. Nur dann kann die zu übertragende Information in die erforderlichen Informationsteile aufgespalten wer­ den und außerdem kann für den Fall, daß die tragbaren Da­ tenträgeranordnung zwei in Abhängigkeit von den übertra­ genen Informationsteilen S1 und S2 eine Information zur Schreib/Leseeinheit zurücksendet, in der Schreib/Leseein­ heit 1 eine erwartete Information ermittelt werden, die mit der zurückgesandten Information verglichen werden kann. Günstige Ausgestaltungsformen der Logikanordnung LS enthalten beispielsweise eine Exklusiv-ODER-Schaltung und/ oder eine Äquivalenzschaltung. Diese Logikschaltungen zeichnen sich nämlich dadurch aus, daß aufgrund ihrer Ver­ knüpfungsfunktion bei einer gleichmäßigen Verteilung von High-Pegel und Low-Pegel an ihren Eingängen auch das Aus­ gangssignal eine gleichmäßige Verteilung von High-Pegeln und Low-Pegeln hat. Grundlagen für die Realisierung von Logikanordnungen sind u. a. dem Buch Integrierte Digital­ bausteine von Reiß, Liedl und Spichall, 2. Aufl. 1972, insbesondere auf den Seiten 25 bis 63 bekannt. Neben einer Realisierung einer erfindungsgemäßen Logikanordnung LS durch diskrete Logikgatter, kann eine solche Logikanord­ nung auch durch einen entsprechend programmierten Mikro­ prozessor realisiert sein.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausgestaltungsform eines er­ findungsgemäßen Informationsübertragungssystemes verwendet als Koppeleinrichtung IF1a, IF1b eine Einrichtung zur be­ rühungslosen Signal- und Energieübertragung, wie sie bei­ spielsweise aus der DE 34 47 560 A1 bekannt ist. Darge­ stellt sind hierbei nur die für die Signalübertragung bzw. Informationsübertragung von der Schreib/Leseeinheit zur tragbaren Datenträgeranordnung erforderlichen Elemente der Koppeleinrichtungsteile IF1a bzw. IF1b.

Zur in dem Ausführungsbeispiel verwendeten Informations­ übertragung mit Hilfe einer digitalen Phasenmodulation (PSK=Phase Shift Keying) enthält der Koppeleinrichtungs­ teil IF1a der Schreib/Leseeinheit 1 zwei Induktivitäten L1 und L3. Die Induktivität L3 ist mit einem Anschluß an ein Versorgungspotential, beispielsweise Masse geschaltet und der andere Anschluß wird von der Steuereinheit PU1 ange­ steuert. Hierzu enthält die Steuereinheit PU1 einen Oszil­ lator OSZ, der ein Signal mit einer bestimmten Frequenz abgibt. Dieses Oszillatorsignal wird außerdem über eine von der Steuereinheit PU1 steuerbare Phasenverschiebeein­ richtung PS an einen Anschluß der Induktivität L1 geschal­ tet. Der andere Anschluß dieser Induktivität L1 ist, gege­ benenfalls unmittelbar an ein Versorgungspotential Masse geschaltet. Im Ausführungsbeispiel kann jedoch günstiger­ weise dieser Anschluß der Induktivität L1 über eine Strom­ quelle 11a an das Versorgungspotential Masse geschaltet sein, um durch den Gleichstrom der Stromquelle 11a einen Arbeitspunkt an der Induktivität L1 einzustellen, der dann der von der Phasenverschiebeanordnung PS bereitgestellte Wechselstrom überlagert wird. Die Koppeleinrichtung IF1b, die mit der Koppeleinrichtung IF1a korrespondieren soll, umfaßt in Fig. 3 eine Induktivität L2 und eine Induktivi­ tät L4 sowie eine Ansteuer- und Auswerteschaltung LA. Die Induktivität L4 der tragbaren Datenträgeranordnung bildet mit der Induktivität L3 der Schreib/Leseeinheit 1 einen elektromagnetischen Übertrager und die Induktivität L2 bildet mit der Induktivität L1 einen weiteren elektromag­ netischen Übertrager. Die beiden Anschlüsse der Indukti­ vitäten L2 und L4 sind jeweils an die Schaltungsanordnung LA geschaltet und in dieser in u. a. aus der DE 34 47 560 A1 bekannter Weise beschaltet.

Der Koppeleinrichtungsteil IF2a der Schreib/Leseeinheit 1 beinhaltet eine Induktivität L1, die derart ausgebildet ist, daß sie ein gerichtetes magnetisches Gleichfeld auf­ bauen kann. Hierzu ist ein Anschluß der Induktivität L1 an ein Versorgungspotential geschaltet. Fig. 3 zeigt hierzu eine besonders günstige Ausgestaltungsform, bei der die Induktivität L1 mehrfach eingesetzt wird. In diesem Falle ist dieses Versorgungspotential nur quasi stationär, da ein Wechselsignal überlagert ist. Der andere Anschluß der Induktivität L1 ist mit dem Eingang einer Schaltvorrich­ tung 10 verbunden, deren Ausgang über eine Stromquelle 11b an ein Versorgungspotential Masse geschaltet ist. Der Steuereingang der Schaltvorrichtung 10 ist mit der Steuer­ einheit PU1 verbunden, so daß der Schaltzustand der Schaltvorrichtung 10 von der Steuereinrichtung PU1 steuer­ bar ist. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist der gegen Versorgungspotential Masse geschaltete Anschluß der Induktivität L1 über die Parallelschaltung einer Stromquelle 11a und der Serienschaltung aus der Schaltvorrichtung 10 und der Stromquelle 11b gegen das Versorgungspotential Masse geschaltet. Dadurch wird bei einem Betätigen der Schaltvorrichtung 10 ein durch die Induktivität L1 fließender Gleichstrom vergrößert bzw. verkleinert. Dies führt zu einer Betragsänderung des in der Induktivität L1 induzierten Magnetfeldes.

Als mit dem Koppeleinrichtungsteil IF2a korrespondierender Koppeleinrichtungsteil IF2b der tragbaren Datenträgeran­ ordnung ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ein Hall-Element HE vorgesehen, das während des Betriebes des Informationsübertragungssystemes innerhalb des Bereiches des durch Betätigen der Schaltvorrichtung 10 veränderbaren gerichteten Magnetfeldes der Induktivität L1 angeordnet ist. Das Hall-Element HE ist an eine Ansteuer- und Auswer­ teschaltung HA angeschlossen, die aus einer Analogsignal­ änderung im Hall-Element HE ein wertdiskretes Signal bil­ det. Der Signalausgang des Schaltungsteiles LA sowie der Signalausgang der Auswerteschaltung HA sind an einen Ein­ gang einer Synchronisationseinrichtung Syn geschaltet. Die Synchronisationseinrichtung Syn ist erforderlich, wenn die Signallaufzeit der über die unterschiedlichen Koppelein­ richtungen übertragenen Signale unterschiedlich groß ist und/oder wenn zwei Informationsteile mit unterschiedlichen Übertragungsraten übertragen werden. Im gegebenen Fall kann die Synchronisationseinrichtung Syn an dem mit der Auswerteschaltung HA des Hall-Elementes HE verbundenen Eingang eine Abtast-Halteschaltung aufweisen, die mit ei­ nem Synchrontakt derart angesteuert ist, daß die beiden Ausgänge der Synchronisationseinrichtung Syn an die Ein­ gänge E1 und E2 einer Logikanordnung LG immer gleichzeitig die Signalpegel der miteinander zu verknüpfenden Informa­ tionsteile anlegt. Der Ausgang A der Logikanordnung LG ist an eine Steuereinheit bzw. Verarbeitungseinheit PU2 ge­ schaltet. Die Steuereinheit PU2 korrespondiert mit einer nicht dargestellten Speichervorrichtung und kann auch über eine in der Schaltungseinheit LA enthaltene, nicht expli­ zit dargestellte Modulationseinrichtung Signale in aus der DE 34 47 560 A1 bekannter Weise zur Schreib/Leseeinheit 1 übertragen.

Wenn in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Indukti­ vität L1 sowohl zur Übertragung eines elektromagnetischen Wechselfeldes als auch zur Übertragung eines gerichteten magnetischen Gleichfeldes verwendet wird, so ist es trotz­ dem auch möglich, für beide Anwendungen eigenständige In­ duktivitäten zu verwenden. Auch kann die Anordnung zum Be­ reitstellen eines veränderbaren gerichteten Magnetfeldes in anderer Weise aufgebaut sein. Insbesondere können selbstverständlich auch nicht im einzelnen beschriebene Kombinationen der oben erwähnten verschiedenen Koppel ein­ richtungsarten in einem erfindungsgemäßen Informations­ übertragungssystem verwendet werden.

Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Informationsübertra­ gungssystem mit den gleichen bzw. ähnlichen Komponenten wie Fig. 1, jedoch mit unterschiedlichem Informations­ fluß. Die Steuereinheit PU1 der Schreib/Leseeinheit 1 gibt in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ein Signal S1 mit einer zur Datenträgeranordnung 2 zu übertragenden Information an einen Koppeleinrichtungsteil IF1a. Der Koppeleinrichtungsteil IF1a übermittelt in Abhängigkeit von dem gewählten Übertragungssystem diese Information an den Koppeleinrichtungsteil IF1b der tragbaren Datenträger­ anordnung 2, der seinerseits diese Information an eine Steuereinheit PU2 weiterleitet. Die Übertragung einer In­ formation von der Schreib/Leseeinheit 1 zur tragbaren Da­ tenträgeranordnung 2 kann jedoch auch in der in Fig. 1 gezeigten Art erfolgen.

Erfindungswesentlich für eine Ausführungsform nach Fig. 1 ist, daß eine von der Steuereinheit PU2 der tragbaren Da­ tenträgeranordnung 2 zur Schreib/Leseeinheit 1 zu übertra­ gende Information S4 an einen Eingang E1 einer Logikanord­ nung LS geleitet wird. Die Steuereinheit PU1 der Schreib/ Leseeinheit 1 übermittelt mit Hilfe der Koppeleinrichtung aus den Teilen IF2a und IF2b eine Zusatzinformation Sz zur tragbaren Datenträgeranordnung, die an einen zweiten Ein­ gang E2 der Logikanordnung LS geschaltet wird. Die Logik­ anordnung LS stellt an ihrem Ausgang A ein Signal bereit, das von den an ihren beiden Eingängen E1 und E2 anstehen­ den Signalen abhängt. Dieses am Ausgang A anstehende Signal mit einer von den Informationen Sz und S4 abhängi­ gen Information S5 wird über eine Koppeleinrichtung, in der dargestellten Figur über die Koppeleinrichtung IF1a, IF1b von der tragbaren Datenträgeranordnung 2 zur Schreib/ Leseeinheit 1 übertragen und dort der Steuereinheit PU1 bereitgestellt.

Bei einem nicht dargestellten Informationsübertragungs­ system mit den Merkmalen des Anspruches 1 und den Merkma­ len des Anspruches 2 sind für beide Übertragungsrichtungen gesonderte Logikanordnungen LS zu verwenden.

Claims (21)

1. Informationsübertragungssystem, bestehend aus einer Schreib/Leseeinheit (1) und einer tragbaren Datenträgeranordnung (2), in dem Daten bzw. Informationen von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragbar sind und Daten bzw. Information von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/Leseeinheit (1) übertragbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Teil (S1) der von der Schreib/ Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragenen Information unter Verwendung eines ersten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/Leseeinheit (1) und einen Koppelein­ richtungsteil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragen wird, daß ein anderer Teil (S2) der von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragenen Information unter Verwendung eines zwei­ ten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungs­ teil (IF2a) der Schreib/Leseeinheit (1) und einen Koppel­ einrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragen wird, daß die beiden Teile (S1 und S2) der von der Schreib/Leseeinheit (1) übertragenen Daten bzw. Information jeweils als Eingangsgröße eines dem entspre­ chenden Koppeleinrichtungsteil (IF1b, IF2b) zugeordneten Einganges (E1, E2) einer Logikanordnung (LS) der tragba­ ren Datenträgeranordnung (2) vorgesehen sind, daß diese Logikanordnung (LS) an einem Ausgang (A) in Abhängigkeit von den an ihren besagten Eingängen (E1, E2) anliegenden, die besagten Teilinformationen (S1, S2) beinhaltenden Signalen ein Signal mit einer von den Eingangsinforma­ tionsteilen (S1, S2) abhängigen Information (S3) bereit­ stellt und daß das erste Übertragungsverfahren und das zweite Übertragungsverfahren auf unterschiedlichen physi­ kalischen Prinzipien beruhen.

2. Informationsübertragungssystem, bestehend aus einer Schreib/Leseeinheit (1) und einer tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2), in dem Daten bzw. Informationen von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragbar sind und Daten bzw. Information von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/Leseeinheit (1) übertragbar sind, wobei eine von der tragbaren Da­ tenträgeranordnung (2) zur Schreib/Leseeinheit (1) zu übertragende Information (S5) unter Verwendung eines ersten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrich­ tungsteil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) und einen Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/Lese­ einheit (1) übertragen wird, und wobei von der Schreib/ Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) unter Verwendung eines zweiten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Le­ seeinheit (1) sowie einen Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) eine Zusatzinfor­ mation (Sz) übertragen wird, daß von einer Steuereinheit (PU2) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) eine Infor­ mation (S4) an einen Eingangsanschluß (E1) einer Logik­ anordnung (L5) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformation (Sz) von dem Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) an einen zweiten Eingang (E2) der Logikanordnung (LS) übertragen wird, daß die Logikanordnung (LS) an ihrem Ausgang (A) die von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/ Leseeinheit (1) zu übertragende Information (S5) bereit­ stellt, die von der an ihrem einen Eingang (E1) bereit­ gestellten Information (S4) sowie von der an ihrem zweiten Eingang (E2) bereitgestellten Zusatzinformation (Sz) ab­ hängt und daß das erste Übertragungsverfahren und das zweite Übertragungsverfahren auf unterschiedlichen physi­ kalischen Prinzipien beruhen.

3. Informationsübertragungssystem, bestehend aus einer Schreib/Leseeinheit (1) und einer tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2), in dem Daten bzw. Informationen von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragbar sind und Daten bzw. Information von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/Leseeinheit (1) übertragbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Übertragung von Informationen von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträger­ anordnung (2) ein Teil (S1) der von der Schreib/Leseein­ heit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertrage­ nen Information unter Verwendung eines ersten Übertra­ gungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/Leseeinheit (1) und einen Koppeleinrichtungs­ teil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) über­ tragen wird, daß ein anderer Teil (S2) der von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragenen Information unter Verwendung eines zwei­ ten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungs­ teil (IF2a) der Schreib/Leseeinheit (1) und einen Koppel­ einrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragen wird, daß die beiden Teile (S1 und S2) der von der Schreib/Leseeinheit (1) übertragenen Daten bzw. Information jeweils als Eingangsgröße eines dem entspre­ chenden Koppeleinrichtungsteil (IF1b, IF2b) zugeordneten Einganges (E1, E2) einer ersten Logikanordnung (LS) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) vorgesehen sind, daß diese erste Logikanordnung (LS) an einem Ausgang (A) in Abhängigkeit von den an ihren besagten Eingängen (E1, E2) anliegenden, die besagten Teilinformationen (S1, S2) be­ inhaltenden Signalen ein Signal mit einer von den Ein­ gangsinformationsteilen (S1, S2) abhängigen Information (S3) bereitstellt, daß zur Übertragung von Informationen von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/ Leseeinheit (1) die zu übertragende Information (S5) unter Verwendung eines ersten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungsteil (IF1b) der tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2) und einen Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/Leseeinheit (1) übertragen wird, daß von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) unter Verwendung eines zweiten Übertragungsverfahrens über einen Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Lese­ einheit (1) sowie einen Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) eine Zusatzinformation (Sz) übertragen wird, daß von einer Steuereinheit (PU2) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) eine Information (S4) an einen Eingangsanschluß (E1) einer zweiten Logikan­ ordnung (LS) übertragen wird, daß die Zusatzinformation (Sz) von dem Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) an einen zweiten Eingang (E2) der zweiten Logikanordnung (LS) übertragen wird und daß die zweite Logikanordnung (LS) an ihrem Ausgang (A) die von der tragbaren Datenträgeranordnung (2) zur Schreib/Lese­ einheit (1) zu übertragende Information (S5) bereitstellt, die von der an ihrem einen Eingang (E1) bereitgestellten Information (S4) sowie von der an ihrem zweiten Eingang (E2) bereitgestellten Zusatzinformation (Sz) abhängt und daß das erste Übertragungsverfahren und das zweite Über­ tragungsverfahren auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen.

4. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Funktion der Logikanordnung (LS) von einem in der tragbaren Datenträgeranordnung (2) enthaltenen Schlüssel abhängt.

5. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Koppeleinrichtung (IF1a, IF1b) die von der Logikanordnung (LS) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) bereitgestell­ te Information (S3) zur Schreib/Leseeinheit (1) überträgt und daß die Schreib/Leseeinheit (1) einen Schaltungsteil (PU1) hat zum Vergleichen der von der tragbaren Datenträ­ geranordnung (2) zurückgesandten Information (S3) mit ei­ ner aufgrund der ausgesendeten Teilinformationen (S1 und S2) erwarteten Antwortinformation.

6. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den einen Teil der Information (S1) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/Leseeinheit (1) und der entsprechende Koppelein­ richtungsteil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) jeweils metallische Kontakte haben, über die die Schreib/Leseeinheit (1) mit der tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2) unmittelbar elektrisch leitend verbindbar ist.

7. Informationsübertragungssystem nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der den einen Teil der Information (S1) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/- Leseeinheit (1) und der entsprechende Koppeleinrichtungs­ teil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) jeweils eine Induktivität beinhalten, die gemeinsam einen elektro­ magnetischen Übertrager bilden.

8. Informationsübertragungssystem nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der den einen Teil der Information (S1) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF1a) der Schreib/- Leseeinheit (1) und der entsprechende Koppeleinrichtungs­ teil (IF1b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) derart ausgebildet sind, daß sie gemeinsam eine Kapazität bilden und daß von der Schreib/Leseeinheit (1) Information mit Hilfe kapazitiver Koppelung zur tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2) übertragen werden.

9. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den anderen Teil der Informa­ tion (S2) bzw. die Zusatzinformation (Sz) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Leseeinheit (1) eine Vorrichtung zur Veränderung eines gerichteten Magnet­ feldes enthält und daß der entsprechende Koppeleinrich­ tungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) mindestens ein galvanomagnetisches Bauelement beinhaltet.

10. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprü­ che 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der den anderen Teil der Information (S2) bzw. die Zusatzinformation (Sz) übertra­ gende Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Leseein­ heit (1) und der entsprechende Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) jeweils eine Induktivität beinhalten, die gemeinsam einen elektromagne­ tischen Übertrager bilden.

11. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den anderen Teil der Informa­ tion (S2) bzw. die Zusatzinformation (Sz) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Leseeinheit (1) eine Vorrichtung mit einer Wärmequelle zur Veränderung der Umgebungstemperatur der tragbaren Datenträgeranordnung (2) enthält und daß der entsprechende Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) mindestens einen Wärmedetektor beinhaltet.

12. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den anderen Teil der Informa­ tion (S2) bzw. die Zusatzinformation (Sz) übertragende Koppeleinrichtungsteil (IF2a) der Schreib/Leseeinheit (1) eine Vorrichtung mit optischem Signalgeber zur Veränderung der Helligkeit mindestens in einem begrenzten Bereich der tragbaren Datenträgeranordnung enthält und daß der ent­ sprechende Koppeleinrichtungsteil (IF2b) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) mindestens ein optoelektronisches Bauelement beinhaltet.

13. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das optoelektronische Bauelement Teil der einzigen monoli­ thisch integeriten Halbleiterschaltung (HL) der tragbaren Datenträgeranordnung (2) ist.

14. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprü­ che 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß als optoelektronisches Bauelement eine Foto­ diode vorgesehen ist.

15. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprü­ che 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß als optoelektronisches Bauelement ein Foto­ widerstand vorgesehen ist.

16. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprü­ che 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß als optoelektronisches Bauelement ein Foto­ transistor vorgesehen ist.

17. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als optoelektronisches Bauelement eine Fotozelle vorgesehen ist.

18. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Logikanordnung (LS) eine Exklu­ siv-ODER-Schaltung enthält.

19. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Logikanordnung (LS) eine Äqui­ valenz-Schaltung enthält.

20. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Synchronisationsvorrichtung (Syn) zum Synchronisieren der beiden Signale, die die zur tragbaren Datenträgeran­ ordnung (2) übertragenen Informationsteile (S1, S2) ent­ halten.

21. Informationsübertragungssystem nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verknüpfungsfunktion der Logik­ anordnung (LS) von der Schreib/Leseeinheit (1) steuerbar veränderbar ist.