TWI447589B - 電子支付終端與維護工具間經由ｕｓｂ連結之資料交換 - Google Patents

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Description

電子支付終端與維護工具間經由USB連結之資料交換
本發明係關於電子支付終端與維護工具間經由USB(通用序列匯排流，Univeisal Serial Bus)連結而實現之資料交換。
目前市面上已有越來越多可經由USB連結而與如電腦等外部系統進行資料交換的電子支付終端設備。其作業方式，舉例來說，係令電子支付終端透過USB連結而與電腦連線，以利該終端設備將資料(例如與該終端設備所執行之款項支付作業有關的資料)傳輸至電腦。
另一方面，此等電子支付終端通常亦利用USB連結進行維護作業，所謂的維護作業包括將軟體載入至支付終端的記憶體、及更新支付終端內的軟體等作業。
有鑑於電子付款作業首重安全性，電子支付終端在一般付款作業模式下通常禁止同時進行維護作業。為此，習用技術中乃於終端設備方面提供一選擇切換機制，藉以將系統切換至禁止維護作業的一般作業模式，或將系統切換至可進行維護作業的維護模式。是以，當一電腦連結至處於一般付款作業模式下的電子支付終端，且欲進行維護作業時，電子支付終端將拒絕與該電腦進行資料交換。
然而，此等習用方案所提供的安全性仍有不足之處，因為該選擇切換機制仍有可能被竄改為維護模式，而被竄改為維護模式的電子支付終端一旦經由USB連結與一般電腦連線，便有可能在維護模式下遭有心人士不當操作以盜取資料。
本發明的目的之一，在於提供一種電子支付終端，其可於維護模式中防止經由USB連線而與一般電腦進行資料交換。
本發明的目的之二，在於提供一種電子支付終端，其一般作業模式與維護模式間的切換至少部分為自動進行。
本發明之另一目的，在於提供一種維護系統，其可經由USB連結而與處於維護模式的電子支付終端進行資料交換。
本發明之又一目的，在於提供一種電子支付終端與維護系統間經由USB連結而進行資料交換的方法。
有鑑於上述之目的，本發明提出一種電子支付終端，其包含一第一USB連結端口，該第一USB連結端口設有至少一第一資料傳輸線。該支付終端尚包含一第一電阻器，用以連結該第一資料傳輸線與一第一電壓的一第一來源，該支付終端並包含一開關，該開關設於該第一資料傳輸線與該第一電阻器之間，或該第一電阻器與該第一來源之間。
根據本發明之一實施例，該終端包含一控制電路，該控制電路可於一第一操作模式下導通該開關，且可於一第二操作模式下切斷該開關。在該第一操作模式下，該終端係經由該第一USB連結端口，而與一第一系統連結，又，在該第二操作模式下，該終端係經由該第一USB連結端口連結一第二系統。上述第一、第二系統可啟動與該終端之資料交換。該第一系統包含一第二資料傳輸線與一第二電阻器，該第二資料傳輸線用以與該第一資料傳輸線連結，而該第二電阻器則將該第二資料傳輸線連結至一第二電壓之一第二來源，其中該第二電壓絕對小於該第一電壓。該第二系統包含一第三資料傳輸線與一第三電阻器，該第三資料傳輸線用以與該第一資料傳輸線連結，而該第三電阻器則將該第三資料傳輸線連結至一第三電壓之一第三來源，其中該第三電壓絕對大於該第二電壓。
本發明並提出一種系統，其包含至少一第二USB連結端口，該第二USB連結端口設有至少一第四資料傳輸線。該系統並包含一電路，該電路於收到來自該第二USB連結端口之回應訊號之前，可經由該第二USB連結端口，反覆傳輸一身分驗證要求，以啟動經由該第二USB連結端口之資料交換。
根據本發明之一實施例，該系統係用以連結如前文所述之電子支付終端。
根據本發明之一實施例，該系統包含一第四電壓之一第四來源、一第五電壓之一第五來源以及一第四電阻器，其中該第五電壓絕對大於該第四電壓，且該第四電阻器係將該第四資料傳輸線連結至該第五來源。
本發明更提出一種在一電子支付終端與一第一系統或第二系統間交換資料之方法。該電子支付終端包含一USB連結端口，該第一USB連結端口設有至少一第一資料傳輸線。該支付終端進一步包含一第一電阻器及一開關，該第一電阻器用以連結該第一資料傳輸線與一第一電壓的一第一來源，該開關設於該第一資料傳輸線與該第一電阻器之間，或該第一電阻器與該第一來源間。前述之第一與第二系統可啟動與該終端之資料交換。該第一系統包含一第二資料傳輸線與一第二電阻器，該第二資料傳輸線用以與該第一資料傳輸線連結，而該第二電阻器則將該第二資料傳輸線連結至一第二電壓之一第二來源，其中該第二電壓絕對小於該第一電壓。該第二系統包含一第三資料傳輸線與一第三電阻器，該第三資料傳輸線用以與該第一資料傳輸線連結，而該第三電阻器則將該第三資料傳輸線連結至一第三電壓之一第三來源，其中該第三電壓絕對大於該第二電壓。該方法包含以下步驟：令該終端切斷該開關以允許該終端與該第二系統間之資料交換，並令該終端導通該開關以允許該終端與該第一系統間之資料交換。
根據本發明之一實施例，該方法包括：當該終端之電源導通時，令該終端切斷該開關一預定時間，且若於此預定時間中該終端與該第二系統未發生資料交換，則於該預定時間結束後導通該開關。
根據本發明之一實施例，該方法包括：當該開關導通時，令該終端不回應由該第二系統所發出之要求。
根據本發明之一實施例，該方法包括：於該第二系統尚未收到來自該支付終端之回應訊號時，令該第二系統至少部分經由該第三資料傳輸線，反覆傳輸一身分驗證要求，以啟動與該支付終端之資料交換。
本發明之其他目的、特徵與優點將於以下說明中藉由非限制性之實施例配合圖式詳盡說明。
為說明之便，各圖式中以相同編號表示相同元件，且圖式與以下敘述僅涉及與本發明技術特徵相關之元件，合先敘明。
第1圖顯示一連結至一電腦12(PC)之習知電子支付終端10(TPE)。該終端10包含一USB連結端口13，其上連結有一USB線14之一端。電腦12包含一USB連結端口15，其與該USB線14之另一端連結。通常，電子支付終端10之作用在於執行付款作業，例如經由晶片卡、磁卡與支票等等的付款作業。
如USB 2.0標準所制定者，該USB線14包含四條導線。導線VBUS 係用以傳輸一高參考電壓，通常該電壓為數伏特。導線VGND 係用以傳輸一低參考電壓，通常該電壓為電腦12之地端。導線D+及D-則用於傳輸有用訊號。電腦12包含一通訊單元16(USB主機)，以下稱為主機單元16。連結端口15包含VBUS ’、D+’、D-’以及VGND ’等四條導線，分別將導線VBUS 、D+、D-以及VGND 延伸連通至主機單元16。終端10包含一通訊單元18(USB設備)，以下稱為周邊單元。連結端口13包含VBUS ”、D+”、D-”以及VGND ”等四條導線，分別將導線VBUS 、D+、D-以及VGND 延伸連通至周邊單元18。主機單元16與周邊單元18可經由USB線14進行資料交換，例如根據USB 2.0標準之資料傳輸協定。而此等資料交換之啟動係由該主機單元16主導。
通常，電腦12設有電阻器20、22(一般稱為下拉電阻器)，以將導線D+’與D-’連結至地端GND。而在終端10中，亦即任一可經由USB連結而與一電腦連線之周邊裝置中，則設有一電阻器24(一般稱為提昇電阻器)，提昇電阻器24將導線D+”(或導線D-”)連結至一高壓的來源VDD，其中該高壓通常為數伏特。提昇電阻器24之阻值通常較下拉電阻器20、22之阻值低一個數量級。來源VDD可與導線VBUS ”對應。
當終端10未與電腦12連線時，導線D+、D+’、D-與D-’可經由電腦12側的電阻器20、22，而實質維持於地端GND之電位。當終端10與電腦12經USB線14連結後，在終端10中將導線D+”連結至來源VDD的電阻器24，將使導線D+’、D+、D+”的電壓升高，而主機單元16則藉此偵測到終端10的存在。接著，主機單元16啟動與終端10的資料交換，通常是藉由對終端10發出一身分驗證要求，以取得終端的操作參數(例如USB 2.0標準所規範之Getdescriptor要求)。若主機單元16未收到來自終端10的回應，主機單元16將再次傳輸身分驗證要求。若終端10仍無回應，主機單元16將判定此周邊單元18故障，並中斷通訊。
終端10包含一選擇單元25(SW)，其可對周邊單元18提供一操作模式選擇訊號S。選擇單元25可為一機械式開關。周邊單元18根據選擇單元25所提供的選擇訊號S之值，決定當前應以一般作業模式或維護模式運作。上述兩種模式中，周邊單元18皆可透過USB線14並根據特定通訊協定進行資料交換，尤其是接收特定型態的要求。
為避免一般電腦所執行的維護作業令電子支付終端自動執行一般作業模式與維護模式間的切換，本發明就終端之結構進行改良，以確保維護作業僅可由一結構不同於一般電腦的特定維護工具加以執行。此外，維護工具與終端間的資料交換協定亦根據習知USB 2.0標準所規範之資料交換協定進行改良。
更詳而言之，在維護模式中，當終端經由USB連結而與維護工具(或電腦)連線時，終端可暫時「移除」其提昇電阻器，以避免拉高導線D+’、D+與D+”的電壓。同時，維護工具在收到來自終端的回應前，可持續發出身分驗證要求。藉此，終端在收到身分驗證要求後，即可得知維護工具的存在，而非如習用技術中係由維護工具透過導線D+’、D+與D+”的電壓升高而得知終端的存在。在一般作業模式中，終端可將提昇電阻器「放回」，以便根據習知USB標準進行一般資料交換作業。
第2圖顯示本發明電子支付終端30(TPE)與維護工具32(Tool)的實施例。在本圖式中，與第1圖之終端10及電腦12相同之元件係以相同之數字表示。終端30包括一通訊單元34(USB設備)，又稱為周邊單元，其與前述之周邊單元18運作方式相仿，而兩者不同之處則在後文中說明。同樣的，維護工具32(Tool)包括一通訊單元36(USB主機)，稱為主機單元，其與前述之主機單元16運作方式相仿，然本發明通訊單元36所利用之通訊協定，與前述主機單元16所利用之傳統通訊協定有所不同。
該終端30包括一開關38，該開關38可設於電阻器24與參考電壓的來源VDD之間。開關38係受到周邊單元34所提供的訊號C控制。該維護工具32包括一提昇電阻器40，其係將導線D+’連結至一高參考電壓之來源VCC。該高參考電壓源VCC可與導線VBUS ’對應。維護工具32進一步包括下拉電阻器22，其係將導線D-’連結至地端GND，然而維護工具32並未設有連結導線D+’與地端GND的電阻器20。電阻器40、22確保導線D+’與D-’的適當偏壓，以利資料透過USB線14傳輸。
在一般作業模式中，周邊單元34控制開關38的導通(turn on)，使終端30可與第1圖所示之終端10以相似的方式運作。也就是說，終端30因此可藉由習知方式透過USB線14連結一電腦。
在維護模式中，周邊單元34控制開關38的切斷(turn off)。此時，若終端30連結於一習知電腦，例如第1圖所示之電腦12，則電腦12將因導線D+’與D-’維持接地，而無法測知終端30的存在，故而不會發生資料交換。
第3圖所示者為終端30操作程序的一種範例。
於步驟50，終端30的電源導通。周邊單元34控制開關38的切斷。終端30因而進入維護模式，接著進行步驟52。
於步驟52，終端30等候接收來自維護工具32的要求。若直到一設定時間結束時，終端30與維護工具32間未發生任何資料交換，則進行步驟54。
於步驟54，周邊單元34控制開關38的導通。終端30因而進入一般作業模式。一旦終端30進入一般作業模式，則須待終端30切斷並重新啟動後，方可進行維護作業。
於步驟52，若終端30收到來自維護工具32的要求，則接著進行步驟56。
於步驟56，執行維護作業。當維護作業完成後，操作程序回到步驟54，將終端30切換至一般作業模式。
於步驟52，當終端30經由USB線14而與維護工具32連線時，由於導線D+’被提昇電阻器40維持在高電壓，與終端30是否存在無關，因此維護工具32並無法測知終端30的存在。據此，若使用習知USB資料交換協定，當終端30電源導通時，主機單元36即立刻認定已測得終端30的存在，並立即傳送三次身分驗證要求，但此時終端30其實很可能並不存在，因此主機單元36將禁止任何後續的資料交換。若欲進行資料交換，則必須修改主機單元36所使用的USB協定的初始步驟。為此，主機單元36係設計為可連續傳輸身分驗證要求，直到從終端30收到回應為止。是以，當終端30在維護模式時，周邊單元34可藉由接收導線D+與D-傳來的身分驗證要求，而得知維護工具32的存在。接著，周邊單元34可對主機單元36提出回應，並依傳統方式執行步驟56的資料交換。終端30於一般作業模式下並不會回應來自主機單元36的身分驗證要求，因此無法進行維護作業。
根據本發明之一變化，該維護工具32可為一獨立自控設備或可連結於一電腦。
以上所提供者為本發明之特定實施例，但在本技術領域中具有通常知識者，能在不脫離本案精神與範疇下做各種不同形式的改變。尤其，雖然本發明之敘述係針對電子支付終端的維護，但本發明亦可應用於電子支付終端連結於電腦以外的其他特定工具時，所執行的任何型態的作業，例如診斷作業。
以上所舉實施例僅用以說明本案而已，非用以限制本案之範圍。舉凡不違本案精神所進行的各種修改、變化或改良，俱屬本案申請專利範圍。
10(TPE)、30(TPE)．．．電子支付終端
12(PC)．．．電腦
13、15．．．USB連結端口
14．．．USB線
16、36．．．主機單元
18、34．．．周邊單元
20、22．．．下拉電阻器
24、40．．．提昇電阻器
25(SW)．．．選擇單元
32(Tool)．．．維護工具
38．．．開關
C．．．訊號
S．．．操作模式選擇訊號
GND．．．地端
VDD．．．高壓來源
VCC．．．高參考電壓源
VBUS 、D+、D-、VGND 、VBUS ’、D+’、D-’、VGND ’、VBUS ”D+”、D-”、VGND ”．．．導線
第1圖根據習知技術說明一傳統電子支付終端與一電腦經由一USB線連結的狀態；
第2圖說明本發明中一電子支付終端與一維護工具經由一USB線連結的狀態；及
第3圖為一方塊圖，說明本發明終端之操作程序。
10(TPE)．．．電子支付終端
12(PC)．．．電腦
13、15．．．USB連結端口
14．．．USB線
16．．．主機單元
18．．．周邊單元
20、22．．．下拉電阻器
24．．．提昇電阻器
25(SW)．．．選擇單元
S．．．操作模式選擇訊號
GND．．．地端
VDD．．．高壓來源
VBUS 、D+、D-、VGND 、VBUS ’、D+’、D-’、VGND ’、VBUS ”、D+”、D-”、VGND ”．．．導線

Claims (7)

  1. 一種在一電子支付終端與一第一系統或一第二系統間交換資料的方法，該電子支付終端包含一USB連結端口，該USB連結端口包括至少一第一資料傳輸線、一第一電阻器以及一開關，其中該第一電阻器將該第一資料傳輸線連結至一第一電壓之一第一來源，且該開關係設於該第一資料傳輸線與該第一電阻器之間或設於該第一電阻器與該第一來源之間；該第一系統包括一第一通訊單元、一第二資料傳輸線與一第二電阻器，其中該第二資料傳輸線係連接至該第一通訊單元且用以連結該第一資料傳輸線，且該第二電阻器將該第二資料傳輸線連結至一第二電壓之一第二來源，其中該第二電壓絕對小於該第一電壓；該第二系統包括一第二通訊單元、一第三資料傳輸線與一第三電阻器，其中該第三資料傳輸線係連接至該第二通訊單元且用以連結該第一資料傳輸線，且該第三電阻器將該第三資料傳輸線連結至一第三電壓之一第三來源，其中該第三電壓絕對大於該第二電壓，該第一通訊單元及第二通訊單元可啟動與該電子支付終端之資料交換；該方法包含以下步驟：令該電子支付終端切斷該開關，以允許該電子支付終端與該第二系統間的資料交換；及令該電子支付終端導通該開關，以允許該電子支付終端與該第一系統間的資料交換。
  2. 如請求項1所述之方法，尚包括：當該電子支付終端電源導通時，令該電子支付終端切斷該開關達一預定時間，若於該預定時間內，該電子支付終端與該第二系統間並無資料交換，則令該電子支付終端在該預定時間後導通該開關。
  3. 如請求項1或2所述之方法，尚包括：當該開關為導通時，令該電子支付終端不回應來自該第二系統的要求。
  4. 如請求項1所述之方法，尚包括：只要該第二系統未接到來自該電子支付終端之回應，即令該第二系統至少部分經由該第三資料傳輸線反覆傳輸一身分驗證要求，以啟動與該電子支付終端之資料交換。
  5. 一種包括一第一系統、一第二系統及一電子支付終端之裝置，其中該電子支付終端包含：一第一USB連結端口，其包括至少一第一資料傳輸線；一第一電阻器，其係將該第一資料傳輸線連結至一第一電壓之一第一來源；及一開關，設於該第一資料傳輸線與該第一電阻器之間，或設於該第一電阻器與該第一來源之間；該電子支付終端之特徵在於：其包含一控制電路，該控制電路可於一第一操作模式中導通該開關，並可於一第二操作模式中切斷該開關；該電子支付終端於該第一操作模式中可經由該第一USB連結端口而與該第一系統連結，並於該第二操作模式中可經由該第一USB連結端口與該第二系統連結，其中該第一及第二系統可啟動與該電子支付終端之資料交換；該第一系統包括一第一通訊單元、一第二資料傳輸線與一第二電阻器，其中該第二資料傳輸線係連接至該第一通訊單元且用以連結該第一資料傳輸線，且該第二電阻器將該第二資料傳輸線連結至一第二電壓之一第二來源，其中該第二電壓絕對小於該第一電壓；而該第二系統包括一第二通訊單元、一第三資 料傳輸線與一第三電阻器，其中該第三資料傳輸線係連接至該第二通訊單元且用以連結該第一資料傳輸線，且該第三電阻器將該第三資料傳輸線連結至一第三電壓之一第三來源，其中該第三電壓絕對大於該第二電壓，該第一通訊單元及第二通訊單元可啟動與該電子支付終端之資料交換。
  6. 如請求項5所述之裝置，其中該第二系統尚包括至少一第二USB連結端口，其包括至少一第四資料傳輸線，該第二系統尚包括一電路，該電路只要尚未接到來自該第二USB連結端口的回應訊號，即反覆透過該第二USB連結端口傳輸一身分驗證要求，以啟動經由該第二USB連結端口的資料交換。
  7. 如請求項6所述之裝置，其中該第二系統尚包括一第四電壓的一第四來源、一第五電壓的一第五來源以及一第四電阻器，其中該第五電壓絕對大於該第四電壓，且該第四電阻器係將該第四資料傳輸線連結至該第五來源。
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