DE4215956C2 - Information transmission system consisting of a read / write unit and a portable data carrier arrangement - Google Patents

Information transmission system consisting of a read / write unit and a portable data carrier arrangement

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Description

Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wie es beispielsweise aus der DE 34 47 560 A1 bekannt ist. Solche Systeme bestehen üblicherweise aus mindestens zwei Teilen, einer Schreib/ Leseeinheit und einer tragbaren Datenträgeranordnung. Die Schreib/Leseeinheit wird üblicherweise in Abhängigkeit von ihrer Ausbildung als Terminal, als Lesegerät oder als Mikrostation bezeichnet. Als Gehäuseform für die tragbare Datenträgeranordnung 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 beschrieben, 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 Mikrowellen vornehmen oder aber mit Hilfe einer transformatorischen Koppelung.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1, as for example from the DE 34 47 560 A1 is known. Such systems exist usually of at least two parts, a writing / Reading unit and a portable data carrier assembly. The Read / write unit is usually dependent on your training as a terminal, as a reader or as Called micro station. As housing shape for the portable Disk arrangement are dependent on the individual Use case different forms of training, such as e.g. B. a key known. In most applications however, a so-called data carrier arrangement Chipcard used, as described in the book "The card with the chip: key to a world of new services and solutions " by Winfried Wigand, 1991, published by Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, described in detail is. In particular, this book deals with the Pages 29 to 36 with different types of cards and on pages 58 to 63 with different terminals. When Possibility to transfer data or information is described on page 29, on such a map in the area the chip installation zone contact areas on a surface attach or at the edge of the card such contact areas to provide. On page 34 is on contactless smart cards noted that either using a signal transmission Use microwaves or with the help of a transformer coupling.

Eine Einrichtung zur Informationsübertragung mit Hilfe transformatorischer Koppelung ist unter anderem in der o. g. 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.A facility for information transfer with the help transformer coupling is among other things in the above.  DE 34 47 560 A1 and the corresponding US-A-4,697,183 described. EP 0 309 201 A2 also describes one such facility. Such is from US-A-4818,855 Established in the case of signals using capacitive Coupling are transferable.

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.Like the book by W. Wigand described above on page 34 can be seen in the last paragraph, however, are data carriers Arrangements in the form of smart cards with contacts currently most common.

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/Leseinheit, 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.In very many applications of such facilities Signal transmission must be listening to the signal transmission between read / write unit and data carrier arrangement un be connected. Can a fraudster intercept the signal flow he may be able to get one Simulate disk arrangement using the same ver hold like a real disk arrangement has. So that one Fraudsters no disk arrangement in a read / write unit can introduce and the signal transfer over after eavesdropping on outside lines are qualitative high quality read / write unit with a security system stem equipped, which among other things, the operation of a Data carrier arrangement in this read / write unit only allows if after inserting the disk assembly the connection from the read / write unit to the outside for example, have been closed by a flap system is. A read / write unit that monitors the Signal flow between read / write unit and data carrier arrangement and thus the data flow between write / Reading unit and data carrier arrangement securely prevented is constructed here is very complex.

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 herangezogen werden. Eine Nachbildung einer tragbaren Datenträgeranordnung mit Standard-Bauelementen, die ähnliche physikalische Eigenschaften haben, ist damit jedoch nicht ausgeschlossen.In the event that a fraudster blocks the traffic between the read / write unit and the data carrier arrangement  can monitor to prevent the fraudster from using a portable microprocessor circuit can reproduce order, describes EP 0 321 728 C2 Process in which the physical peculiarities of a Semiconductor circuit can be used as an authenticity feature. A replica of a portable disk assembly with standard components that have similar physical properties are not excluded.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Informationsübertragungssystemes, bestehend aus einer Schreib/Leseeinheit und einer tragbaren Datenträger­ anordnung, das eine durch eine Simulationsschaltung er­ setzte tragbare Datenträgeranordnung erkennt, sowie ein Verfahren zum Betreiben des Systems.The object of the present invention is to provide an information transmission system consisting of a read / write unit and a portable data carrier arrangement that he through a simulation circuit used portable disk array detects, as well Procedure for operating the system.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Informationsübertragungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Günstige Ausgestaltungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This task is solved by an information transmission system with the features of claim 1 and a Method with the features of claim 8. Cheap Embodiments are the subject of subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures explained.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ausgestaltungsform der Erfindung mit dem erfindungsgemäß erfor­ derlichen zusätzlichen Informationsfluß; Figure 1 shows the block diagram of an embodiment of the invention with the additional information flow required according to the invention.

Fig. 2a eine mögliche Ausgestaltungsform einer er­ findungsgemäßen Sendeeinrichtung mit Richt­ charakteristik für eine Schreib/Leseeinheit sowie eine zugeordnete Empfangseinrichtung für die integrierte Halbleiteranordnung einer tragbaren Datenträgeranordnung; FIG. 2a shows a possible embodiment of a he characteristic for a write / read unit and an associated receiving means for the integrated semiconductor device of a portable data carrier arrangement inventive transmission device with directional;

Fig. 2b eine andere mögliche Ausgestaltungsform einer Sendeeinrichtung für die Schreib/Lese­ einheit sowie einer zugeordneten Empfangs­ einrichtung für die tragbare Datenträgeran­ ordnung und Fig. 2b another possible embodiment of a transmitting device for the read / write unit and an associated receiving device for the portable data carrier arrangement and

Fig. 3 in Blockdarstellung eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 1, bei der zusätzlich eine Verknüpfung zweier Signale vorgesehen ist, um den Sicherheitsgrad zu erhöhen. Fig. 3 is a block diagram of a development of the arrangement according to Fig. 1, in which a link between two signals is additionally provided to increase the level of security.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Informationsübertra­ gungssystem mit einer Schreib/Leseeinheit 1 und einer tragbaren Datenträgeranordnung 2, die wiederum eine mono­ lytisch integrierte Halbleiteranordnung HL enthält. Die Schreib/Leseeinheit 1 hat eine Steuereinrichtung PU1, die zur Überprüfung der vorschriftsmäßigen Lage der monolytisch integrierten Halbleiteranordnung HL in der Schreib/Leseein­ heit 1 während einer Daten- bzw. Informationsübertragung eine Information IN1 abgibt. Diese Information IN1 wird sowohl an eine Sendeeinrichtung IFa in der Schreib/Lese­ einheit 1 gegeben, als auch an einen, vorzugsweise in der Steuereinheit PU1 enthaltenen Schaltungsteil STe zum Be­ reitstellen einer erwarteten Information. Die Sendeein­ richtung IFa sendet ein Signal S(IN1) mit der Information IN1 mit einer Richtcharakteristik ab, so daß dieses Signal nur von einer in der Halbleiteranordnung HL der tragbaren Datenträgeranordnung (2) enthaltenen Empfangsvorrichtung IFb empfangen werden kann, wenn diese Halbleiteranordnung HL sich in einem vorgegebenen Bereich innerhalb der Schreib /Leseeinheit befindet. Diese Empfangsvorrichtung IFb gibt eine Information INa ab, die von der Information IN1 abhängt. Die Information INa(IN1) der Empfangsvorrich­ tung IFb wird an eine Steuereinheit PU2 innerhalb der Halbleiteranordnung HL der tragbaren Datenträgeranordnung 2 gegeben. Die Steuereinheit PU2 gibt daraufhin eine In­ formation INb ab, die von der Information IN1 abhängt. Die Information INb kann identisch mit der Information INa sein, sie kann jedoch auch durch Bearbeiten der Infor­ mation INa nach einem vorgegebenen Bearbeitungsmuster er­ stellt werden. Die Information INb(IN1) wird von der Steu­ ereinheit PU2 an eine Koppeleinrichtung IFy innerhalb der tragbaren Datenträgeranordnung gegeben. Bei der Koppelein­ richtung IFy kann es sich um metallische Kontaktflächen handeln, die an einer Oberfläche der tragbaren Datenträ­ geranordnung vorgesehen sind. Es kann auch irgendeine andere bekannte Koppeleinrichtung vorgesehen sein, wie z. B. der entsprechende Teil einer Einrichtung zur berüh­ rungslosen Signalübertragung, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift 34 47 560 beschrieben ist. Die Koppel­ einrichtung IFy überträgt in Abhängigkeit von der Infor­ mation INb ein Signal S(INb) zu einer Koppeleinrichtung IFx in der Schreib/Leseeinheit 1, bei der es sich um eine an sich bekannte, zu der verwendeten Koppeleinrichtung IFy korrespondierende Einrichtung handelt. Die Koppeleinrich­ tung IFx in der Schreib/Leseeinheit 1 stellt daraufhin ein Signal INc bereit, das von der Information INb und somit von der Information INa und auch von der Information IN1 abhängt. Diese Information INc wird von der Koppeleinrich­ tung IFx an eine Vergleichseinrichtung COMP innerhalb der Steuereinheit PU1 gegeben. Die Vergleichseinrichtung COMP vergleicht diese Information INc(IN1) mit einer von dem Schaltungsteil STe bereitgestellten erwarteten Information INce(IN1). Die von dem Schaltungsteil STe bereitgestellte Information INce ist hierbei identisch mit der Information INc, wenn die verwendete tragbare Datenträgeranordnung 2 eine vorschriftsmäßige Informationsbearbeitung durchführt und wenn sich die Halbleiteranordnung HL im vorgeschriebe­ nen Bereich der Schreib/Leseeinheit 1 befindet, in dem ein sicherer Empfang der durch die Sendeeinrichtung IFa mit Richtcharakteristik gesendeten Signal S(IN1) möglich ist. Dadurch ist es mit Hilfe der Vergleichseinrichtung COMP auf einfache Weise möglich, die Vorschriftsmäßigkeit der verwendeten tragbaren Datenträgeranordnung 2 auch bezüg­ lich der vorschriftsmäßigen Lage der monolytisch inte­ grierten Halbleiteranordnung HL zu überprüfen. Fig. 1 shows an information transmission system according to the invention with a read / write unit 1 and a portable data carrier arrangement 2 , which in turn contains a monolithically integrated semiconductor arrangement HL. The read / write unit 1 has a control device PU1, which outputs information IN1 to check the correct position of the monolytically integrated semiconductor arrangement HL in the read / write unit 1 during data or information transmission. This information IN1 is given both to a transmission device IFa in the read / write unit 1 and to a circuit part STe, preferably contained in the control unit PU1, for providing expected information. The transmitting device IFa sends a signal S (IN1) with the information IN1 with a directional characteristic, so that this signal can only be received by a receiving device IFb contained in the semiconductor arrangement HL of the portable data carrier arrangement ( 2 ) if this semiconductor arrangement HL is in a predetermined area is located within the read / write unit. This receiving device IFb outputs information INa which depends on the information IN1. The information INa (IN1) of the receiving device IFb is sent to a control unit PU2 within the semiconductor arrangement HL of the portable data carrier arrangement 2 . The control unit PU2 then issues information INb which depends on the information IN1. The information INb can be identical to the information INa, but it can also be created by processing the information INa according to a predetermined processing pattern. The information INb (IN1) is given by the control unit PU2 to a coupling device IFy within the portable data carrier arrangement. The coupling device IFy can be metallic contact surfaces which are provided on a surface of the portable data carrier arrangement. Any other known coupling device can also be provided, such as e.g. B. the corresponding part of a device for contactless signal transmission, as described in German Offenlegungsschrift 34 47 560. Depending on the information INb, the coupling device IFy transmits a signal S (INb) to a coupling device IFx in the read / write unit 1 , which is a known device that corresponds to the coupling device IFy used. The coupling device IFx in the read / write unit 1 then provides a signal INc, which depends on the information INb and thus on the information INa and also on the information IN1. This information INc is given by the coupling device IFx to a comparison device COMP within the control unit PU1. The comparison device COMP compares this information INc (IN1) with an expected information INce (IN1) provided by the circuit part STe. The information INce provided by the circuit part STe is identical to the information INc when the portable data carrier arrangement 2 used is performing a correct information processing and when the semiconductor arrangement HL is in the prescribed area of the read / write unit 1 , in which a reliable reception of the the transmitting device IFa with directional characteristic signal S (IN1) is possible. As a result, it is possible in a simple manner with the aid of the comparison device COMP to check the conformity of the portable data carrier arrangement 2 used with respect to the correct position of the monolytically integrated semiconductor arrangement HL.

Wenn der Vergleich der empfangenen Information INc mit der erwarteten Information INce negativ ausfällt, kann je nach Sicherheitsaspekt des entsprechenden Informationsübertra­ gungssystemes entweder die als nicht korrekt erkannte trag­ bare Datenträgeranordnung 2 innerhalb der Schreib/Leseein­ heit vernichtet werden oder einbehalten werden. Es kann auch ein weiterer Informationsübertragungsversuch gestar­ tet werden, wobei die Anzahl der zulässigen nicht korrekten Informationsübertragungsversuche begrenzt sein kann. Wie dies im einzelnen, ggf. mit Hilfe von Fehlerzählern, durch­ zuführen ist, ist dem zuständigen Fachmann hinlänglich im Zusammenhang mit der Eingabe einer persönlichen Identifi­ kationsnummer PIN bekannt.If the comparison of the received information INc with the expected information INce turns out negative, depending on the security aspect of the corresponding information transmission system, either the portable data carrier arrangement 2 recognized as incorrect within the read / write unit can be destroyed or retained. A further information transmission attempt can also be started, whereby the number of permitted incorrect information transmission attempts can be limited. How to do this in detail, possibly with the help of error counters, is well known to the person skilled in the art in connection with the input of a personal identification number PIN.

Fig. 2a zeigt das Prinzipschaltbild einer möglichen Aus­ gestaltungsform einer Sendeeinrichtung IFa für die Schreib/ Leseeinheit (1) zum Bereitstellen eines zur Informations­ übertragung geeigneten gerichteten Magnetfeldes. Die Sen­ deeinrichtung IFa1 enthält hierzu eine Schaltvorrichtung S, die von der Steuereinrichtung PU1 steuerbar ist. Der Eingang der Schaltvorrichtung S ist mit dem Stromausgang einer Stromquelle Ik verbunden, deren anderer Anschluß an einem Versorgungspotential VDD angeschlossen ist. Der andere Anschluß der Schaltvorrichtung S ist mit einem Anschluß einer Induktivität L verbunden, deren weiterer Anschluß an ein zweites Bezugspotential Masse geschaltet ist. Die Richtcharakteristik des durch den Stromfluß in der Induktivität L bewirkten Magnetfeldes wird durch einen Kern K aus ferromagnetischem Material bewirkt. Die Ausge­ staltung einer solchen Sendeeinrichtung IFa im einzelnen, ggf. unter Verwendung gleichwirkender Bestandteile, ist dem Fachmann geläufig. Ist die Schaltvorrichtung leitend geschaltet, so stellt die Sendeeinrichtung IFa in Fig. 2a ein konstantes gerichtetes magnetisches Gleichfeld bereit. Durch Betätigen der Schaltvorrichtung S kann ein getaste­ tes gerichtetes Magnetfeld erzeugt werden. Fig. 2a shows the basic circuit diagram of a possible design form from a transmitting device IFa for the read / write unit (1) for providing information transfer to appropriate directional magnetic field. For this purpose, the transmitter device IFa1 contains a switching device S which can be controlled by the control device PU1. The input of the switching device S is connected to the current output of a current source Ik, the other connection of which is connected to a supply potential V DD . The other connection of the switching device S is connected to a connection of an inductance L, the further connection of which is connected to a second reference potential ground. The directional characteristic of the magnetic field caused by the current flow in the inductance L is brought about by a core K made of ferromagnetic material. The design of such a transmission device IFa in detail, possibly using components having the same effect, is familiar to the person skilled in the art. If the switching device is turned on, the transmitting device IFa in FIG. 2a provides a constant, directed, constant magnetic field. By pressing the switching device S, a keyed directional magnetic field can be generated.

Fig. 2a zeigt außerdem eine der Sendeeinrichtung IFa zu­ geordnete Empfangseinrichtung IFb, die Teil einer monoly­ tisch integrierten Halbleiteranordnung HL in einer tragba­ ren Datenträgeranordnung 2 ist. Die dargestellte Empfangs­ einrichtung IFb enthält mindestens ein Hall-Element HE1 sowie eine Steuer- und Auswerteschaltung HA, die den Ar­ beitspunkt des Hall-Elementes HE1 einstellt und die durch eine Magnetfeldänderung bewirkte Analogspannungsänderung am Hall-Element HE1 auswertet und ggf. mit Hilfe einer Schmitttriggeranordnung ein davon abhängiges wertdiskretes Signal für die Steuereinheit PU2 in der Halbleiteranord­ nung HL bereitstellt. Ggf. kann auch ein weites Hall-Ele­ ment HE2 vorgesehen sein, wie durch die unterbrochenen Verbindungslinien zwischen dem dargestellten Hall-Element HE2 und der Auswerteschaltung HA kenntlich gemacht ist. In diesem Falle kann entweder ein Magnetfelddifferenzsignal ausgewertet werden oder es kann sowohl der magnetische Fluß als auch der Gradient des magnetischen Flusses ausgewertet werden. Die erforderliche Schaltung ist dem Fachmann unter anderem in Form der kommerziell erhältlichen Differenz- Hall-Sensorschaltung TLE4920 der Siemens AG und deren An­ wendung bekannt. FIG. 2a also shows one of the transmitting means to IFa parent receiving means IFb, the part of a table monoly integrated semiconductor arrangement HL in a portable pe ren data carrier arrangement 2. The receiving device IFb shown contains at least one Hall element HE1 and a control and evaluation circuit HA which sets the operating point of the Hall element HE1 and evaluates the change in analog voltage caused by a magnetic field change on the Hall element HE1 and, if necessary, with the aid of a Schmitt trigger arrangement provides a dependent value-discrete signal for the control unit PU2 in the semiconductor arrangement HL. Possibly. A wide Hall element HE2 can also be provided, as indicated by the broken connecting lines between the Hall element HE2 shown and the evaluation circuit HA. In this case, either a magnetic field difference signal can be evaluated or both the magnetic flux and the gradient of the magnetic flux can be evaluated. The necessary circuit is known to the person skilled in the art, inter alia, in the form of the commercially available differential Hall sensor circuit TLE4920 from Siemens AG and its application.

Fig. 2b zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer Sende­ einrichtung IFa der Schreib/Leseeinheit 1 mit einem Oszil­ lator OSZ, der an einem Ausgang ein Wechselsignal bereit­ stellt. Dieser Ausgang des Oszillators OSZ ist mit einem Anschluß einer Schaltvorrichtung S verbunden. Die Schalt­ vorrichtung S ist von der Steuereinrichtung PU1 steuerbar. Der schaltbare Anschluß der Steuereinrichtung S ist mit einem Anschluß einer Induktivität L1 verbunden, deren anderer Anschluß an ein Versorgungspotential Masse ge­ schaltet ist. Mit dieser Sendeeinrichtung IFa ist es mög­ lich, über die Induktivität L1 sogenannte Burst-Signale zu senden. Als zugeordnete Empfangsvorrichtung IFb der Halbleiteranordnung HL ist eine Induktivität L2 als Teil der Halbleiteranordnung HL der tragbaren Datenträgeranord­ nung 2 dargestellt, die mit der Induktivität L1 der Sende­ einrichtung IFa bei exakter Positionierung der Halbleiter­ vorrichtung innerhalb der Schreib/Leseeinheit 1 einen transformatorisch gekoppelten Übertrager bildet. Wesent­ lich ist hierbei, daß die Induktivitäten L1 und L2 ent­ sprechend gestaltet sind, daß eine Verschiebung der Halb­ leiteranordnung HL innerhalb der Schreib/Leseeinheit 1 aus der vorschriftsmäßigen Lage um einen bestimmten Betrag ein ungestörtes Übertragen von Informationen von der Schreib/ Leseeinheit zur tragbaren Datenträgeranordnung unterbindet. Dies kann ggf. durch geeignete Abschirmmittel, durch die Verwendung von Spulenkernen und/oder durch das Aufbauen von ggf. zufallsgesteuerten elektromagnetischen Störfeldern sichergestellt werden. FIG. 2b shows a further embodiment of a transmitting device IFA the read / write unit 1 with a Oszil lator OSZ, which provides at an output an AC signal. This output of the oscillator OSZ is connected to a connection of a switching device S. The switching device S can be controlled by the control device PU1. The switchable connection of the control device S is connected to a connection of an inductor L1, the other connection of which is connected to a supply potential ground. With this transmitter IFa, it is possible to send so-called burst signals via inductor L1. As an associated receiving device IFb of the semiconductor arrangement HL, an inductor L2 is shown as part of the semiconductor arrangement HL of the portable data carrier arrangement 2 , which forms a transformer-coupled transformer with the inductor L1 of the transmitting device IFa with exact positioning of the semiconductor device within the read / write unit 1 . It is essential that the inductors L1 and L2 are designed accordingly, that a shift of the semiconductor arrangement HL within the read / write unit 1 from the correct position by a certain amount an undisturbed transfer of information from the read / write unit to the portable data carrier arrangement prevents. This can be ensured, if necessary, by means of suitable shielding means, by using coil cores and / or by building up, if appropriate, randomly controlled electromagnetic interference fields.

Die Ausgestaltung der Halbleiteranordnung HL einer tragba­ ren Datenträgeranordnung 2 mit einer Empfangsvorrichtung IFb nach Fig. 2b ist prinzipiell aus der DE 37 21 822 C1 bekannt. Zum Auswerten der empfangenen Signalen ist eine Auswerteschaltung LA vorgesehen.The design of the semiconductor arrangement HL of a portable data carrier arrangement 2 with a receiving device IFb according to FIG. 2b is known in principle from DE 37 21 822 C1. An evaluation circuit LA is provided for evaluating the received signals.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Informationsübertra­ gungssystem nach Fig. 1, wobei zusätzlich die mit Hilfe der Koppeleinrichtung IFa und IFb übertragene Information als eine Eingangsgröße INa einer Verschlüsselungsanordnung ENC vorgesehen ist, deren zweite Eingangsgröße INx von der Schreib/Leseeinheit über eine andere Koppeleinrichtung IFx, IFy zur tragbaren Datenträgeranordnung übertragen worden ist. Die Verschlüsselungseinrichtung ENC stellt an ihrem Ausgang ein Signal INy bereit, das von den beiden Ein­ gangssignalen INa und INx eindeutig abhängig ist. Eine sehr einfache mögliche Verschlüsselungsanordnung besteht aus einem Exclusiv-Oder-Schaltkreis. Das Ausgangssignal Iny(Ina; Inx) der Verschlüsselungseinrichtung ENC wird an die Steuereinheit PU2 innerhalb der Halbleiteranordnung HL der tragbaren Datenträgeranordnung übertragen. Die Steuer­ einheit PU2 gibt eine Information INb(INy) an eine Koppel­ einrichtung IFx, die diese Information in Form eines Signa­ les S(INb) zu einer korrespondierenden Koppeleinrichtung IFx in der Schreib/Leseeinheit 1 überträgt. Die Koppelein­ richtung IFx gibt eine lnformation INc an die Steuerein­ heit PU1 ab. Diese Information INc ist abhängig von dem vorgesehenen Verschlüsselungs- und Bearbeitungslogarithmus innerhalb der tragbaren Datenträgeranordnung sowie von einem Signal INx, das die Steuereinheit PU1 mit Hilfe einer Koppeleinrichtung IFx in Form eines Signales S (INx) zur tragbaren Datenträgeranordnung überträgt und außerdem ist sie abhängig von der Information IN1, die die Steuerein­ richtung PU1 über die Sendeeinrichtung IFa und die Empfangs­ einrichtung IFb zur tragbaren Datenträgeranordnung über­ trägt. In Fig. 3 nicht dargestellt ist der Vergleich der Information INc mit einer erwarteten Information INce, ent­ sprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Fig. 3 shows an inventive Informationsübertra supply system of FIG. 1, additionally provided with the aid of the coupling device IFa and IFb transmitted information as an input INa an encryption arrangement ENC whose second input variable INx, the write / read unit via another coupling means IFx IFy has been transferred to the portable data carrier arrangement. The encryption device ENC provides a signal INy at its output which is clearly dependent on the two input signals INa and INx. A very simple possible encryption arrangement consists of an exclusive-OR circuit. The output signal Iny (Ina; Inx) of the encryption device ENC is transmitted to the control unit PU2 within the semiconductor arrangement HL of the portable data carrier arrangement. The control unit PU2 sends information INb (INy) to a coupling device IFx, which transmits this information in the form of a signal S (INb) to a corresponding coupling device IFx in the read / write unit 1 . The coupling device IFx outputs information INc to the control unit PU1. This information INc is dependent on the envisaged encryption and processing logarithm within the portable data carrier arrangement and on a signal INx which the control unit PU1 transmits to the portable data carrier arrangement with the aid of a coupling device IFx in the form of a signal S (INx) and is also dependent on the Information IN1, which the control device PU1 transmits via the transmitting device IFa and the receiving device IFb to the portable data carrier arrangement. The comparison of the information INc with an expected information INce, corresponding to the exemplary embodiment according to FIG. 1, is not shown in FIG. 3.

Claims (9)

1. Informationsübertragungssystem, gebildet mit einer Schreib/Leseeinheit (1) mit einer ersten Sende/Empfangseinrichtung (IFx) und einer tragbaren Datenträgeranordnung (2) mit einer zweiten Sende/Empfangseinrichtung (IFy), bei dem Daten von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) und umgekehrt und Energie von der Schreib/Leseeinheit (1) zur tragbaren Datenträgeranordnung (2) übertragbar sind, wobei die tragbare Datenträgeranordnung (2) eine monolithisch integrierte Halbleiteranordnung (HL) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schreib/Leseeinheit (1) eine erste Steuereinrichtung (PU1) aufweist, die mit einer mit der ersten Sende/Empfangseinrichtung (IFx) verbundenen Vergleichereinrichtung (COMP) gebildet ist,
daß die Schreib/Leseeinheit (1) eine zusätzliche Sendeeinrichtung (IFa) aufweist, die von der ersten Steuereinrichtung (PU1) mit einem Prüfsignal (IN1) ansteuerbar ist und die ein erstes Signal (S(IN1)) mit einer Richtcharakteristik sendet,
daß die tragbare Datenträgeranordnung (2) eine zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) zum Empfangen des Signals (S(IN1)) mit der Richtcharakteristik aufweist,
daß die zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) auf der Halbleiteranordnung (HL) in einem räumlich sehr begrenzten Bereich angeordnet ist,
daß der zusätzlichen Empfangseinrichtung (IFb) eine zweite Steuereinrichtung (PU2) nachgeschaltet ist,
daß die zweite Steuereinrichtung (PU2) mit der zweiten Sende/Empfangseinrichtung (IFy), die ein dem ersten Signal (S(IN1)) entsprechendes zweites Signal (S(IN1)) an die erste Sende/Empfangseinrichtung (IFx) zurücksendet, verbunden ist, und
daß die Vergleichereinrichtung (COMP) mit dem von der ersten Steuereinrichtung (PU1) bereitgestellten Prüfsignal (IN1) und mit einem dem zweiten Signal (S(INb) entsprechenden Signal (INC(IN1)) beaufschlagbar ist.1. Information transmission system, formed with a read / write unit ( 1 ) with a first transceiver (IFx) and a portable data carrier arrangement ( 2 ) with a second transceiver (IFy), in which data from the read / write unit ( 1 ) to the portable data carrier arrangement (2) and vice versa, and power from the read / write unit (1) to the portable data carrier arrangement (2) transferable, wherein the portable data carrier arrangement (2) comprises a monolithically integrated semiconductor device (HL), characterized in that
that the read / write unit ( 1 ) has a first control device (PU1) which is formed with a comparator device (COMP) connected to the first transmit / receive device (IFx),
that the read / write unit ( 1 ) has an additional transmission device (IFa) which can be controlled by the first control device (PU1) with a test signal (IN1) and which sends a first signal (S (IN1)) with a directional characteristic,
that the portable data carrier arrangement ( 2 ) has an additional receiving device (IFb) for receiving the signal (S (IN1)) with the directional characteristic,
that the additional receiving device (IFb) is arranged on the semiconductor arrangement (HL) in a spatially very limited area,
that the additional receiving device (IFb) is followed by a second control device (PU2),
that the second control device (PU2) is connected to the second transmitting / receiving device (IFy), which sends a second signal (S (IN1)) corresponding to the first signal (S (IN1)) back to the first transmitting / receiving device (IFx) , and
that the comparator device (COMP) can be loaded with the test signal (IN1) provided by the first control device (PU1) and with a signal (INC (IN1)) corresponding to the second signal (S (INb)). 2. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Sendeeinrichtung (IFa) ein gerichtetes Magnetfeld sendet, und
daß die zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) mit einem Hallelement (HE1) und einer diesem zugeordneten Auswerteschaltung (HA) gebildet ist.2. Information transmission system according to claim 1, characterized in that
that the additional transmitter (IFa) sends a directed magnetic field, and
that the additional receiving device (IFb) is formed with a Hall element (HE1) and an evaluation circuit (HA) assigned to it. 3. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreib/Leseeinheit (1) ein konstantes gerichtetes magnetisches Gleichfeld bereitstellt.3. Information transmission system according to claim 2, characterized in that the read / write unit ( 1 ) provides a constant directional magnetic constant field. 4. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreib/Leseeinheit (1) ein getastetes gerichtetes Magnetfeld bereitstellt.4. Information transmission system according to claim 2, characterized in that the read / write unit ( 1 ) provides a keyed directional magnetic field. 5. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) einen Differenz-Hall-Sensor (HE1, HE2, HA) enthält und sowohl ein von der Schreib/Leseeinheit bereitgestelltes Magnetfeld als auch den Gradienten dieses Magnetfeldes auswertet.5. Information transmission system according to one of the claims 2, 3 or 4, characterized in that the additional Receiving device (IFb) a differential Hall sensor (HE1, HE2, HA) and contains both one from the read / write unit provided magnetic field as well as the gradient of this Evaluates the magnetic field. 6. Informationsübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Sendeeinrichtung (IFa) eine wechselstromdurchflossene erste Induktivität (L1) ist, die ein räumlich begrenzt wirkendes elektromagnetisches Wechselfeld abgibt, und daß die zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) mit einer zweiten Induktivität (L2) und einer dieser zugeordneten Auswerteschaltung (LA) gebildet ist.6. Information transmission system according to claim 1, characterized characterized in that the additional transmission device (IFa) is an alternating current-carrying first inductance (L1), which is a spatially confined electromagnetic Alternating field emits, and that the additional receiving device (IFb) with a second inductance (L2) and one this assigned evaluation circuit (LA) is formed. 7. Informationsübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von der zusätzlichen Empfangseinrichtung (IFb) bereitgestellte Signal (INa) als Eingangsgröße einer Verschlüsselungsschaltung (ENC) vorgesehen ist.7. Information transmission system according to one of the claims 1, 2, 4, 5 or 6, characterized in that the signal provided to additional receiving device (IFb)  (INa) as input variable of an encryption circuit (ENC) is provided. 8. Verfahren zum Betreiben eines Informationsübertragungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Steuereinrichtung (PU1) ein Prüfsignal (IN1) an die zusätzliche Sendeeinrichtung (IFa) abgibt,
daß die zusätzliche Sendeeinrichtung (IFa) das das Prüfsignal (IN1) enthaltende Signal (S(IN1)) mit einer Richtcharakteristik sendet,
daß die zusätzliche Empfangseinrichtung (IFb) das empfangene Prüfsignal (INa) in der tragbaren Datenträgeranordnung (2) bereitstellt,
daß die zweite Steuereinrichtung (PU2) das von der zusätzlichen Empfangseinrichtung (IFb) bereitgestellte Prüfsignal (INa) in einer vorgegebenen Weise bearbeitet und das bearbeitete Prüfsignal (INb) über die zweite und die erste Sende/Empfangseinrichtung (IFy, IFx) zur ersten Steuereinrichtung (PU1) überträgt, und
daß die in der ersten Steuereinrichtung (PU1) enthaltene Vergleichereinrichtung (COMP) dieses bearbeitete Prüfsignal (INc) mit dem unter Anwendung der in der zweiten Steuereinrichtung (PU2) vorgegebenen Bearbeitungsweise bearbeiteten Prüfsignal (INce(IN1)) vergleicht.8. A method for operating an information transmission system according to one of claims 1 to 7, characterized in that
that the first control device (PU1) emits a test signal (IN1) to the additional transmission device (IFa),
that the additional transmitting device (IFa) sends the signal (S (IN1)) containing the test signal (IN1) with a directional characteristic,
that the additional receiving device (IFb) provides the received test signal (INa) in the portable data carrier arrangement ( 2 ),
that the second control device (PU2) processes the test signal (INa) provided by the additional receiving device (IFb) in a predetermined manner and the processed test signal (INb) via the second and the first transmitting / receiving device (IFy, IFx) to the first control device ( PU1) transmits, and
that the comparator device (COMP) contained in the first control device (PU1) compares this processed test signal (INc) with the test signal (INce (IN1)) processed using the processing method specified in the second control device (PU2). 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren mehrmals durchgeführt wird, und daß die erste Steuereinrichtung (PU1) die Halbleiteranordnung (HL) als richtig positioniert erkennt, wenn ein bestimmter Anteil der Vergleiche ein positives Ergebnis hat.9. The method according to claim 8, characterized in that this procedure is carried out several times, and that the first control device (PU1) the semiconductor arrangement (HL) recognizes as correctly positioned when a particular Proportion of comparisons has a positive result.
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