WO1997004422A1 - Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer schreib-lese-station und mehreren datenträgern - Google Patents

Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer schreib-lese-station und mehreren datenträgern Download PDF

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WO1997004422A1
WO1997004422A1 PCT/IB1996/000656 IB9600656W WO9704422A1 WO 1997004422 A1 WO1997004422 A1 WO 1997004422A1 IB 9600656 W IB9600656 W IB 9600656W WO 9704422 A1 WO9704422 A1 WO 9704422A1
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read
data carrier
code
write station
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PCT/IB1996/000656
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Martin BÜHRLEN
Siegfried Arnold
Original Assignee
Philips Electronics N.V.
Mikron, Aktiengesellschaft Für Integrierte Mikroelektronik
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/073—Special arrangements for circuits, e.g. for protecting identification code in memory
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/20—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass
    • G07C9/21—Individual registration on entry or exit involving the use of a pass having a variable access code

Definitions

  • Data transmission system between at least one read / write station and several data carriers.
  • the present invention relates to a data transmission system between at least one read / write station and a plurality of data carriers in which energy and clock are transmitted to the data carrier and data from the data carrier to the read / write station by inductive coupling between the read / write station and the data carrier.
  • Data carriers serve as intelligent mobile data storage devices in the near field of
  • Read / write stations for writing or reading data can be put into operation.
  • Such systems are used in a wide variety of designs with regard to transmission range, data transmission speed, degree of integration, storage capacity, intelligence of data carriers, etc. in a wide variety of applications such as access control, industrial and commercial object identification, animal identification, immobilizers, automatic ticket control, etc.
  • a data transmission system of the type mentioned at the outset is known from Austrian Patent No. 395,224.
  • the read / write station sends out an RF signal. By rectifying this RF signal, the operating voltage is generated in the data carrier.
  • the clock is also derived from the RF signal, for example by frequency division.
  • Load modulation is used to transfer data from the data carrier to the read / write station: in the data carrier, the antenna coil or part of it is short-circuited or loaded with a resistor, e.g. to transmit a "1" and remains unencumbered to transmit a "0". These loads can be recognized and evaluated in the read / write station.
  • Fixcode data carriers have currently found the greatest distribution in a wide variety of applications, since they are technically not very complex and can therefore be produced at extremely low production costs. With fixed code data carriers, no data is transferred from the read / write station to the data carrier. In the manufacturing process, a fixed (usually between 32 and 256 bit long) code word is stored in a tamper-proof manner (for example using laser programming techniques).
  • Pulse / pause modulation can be used to transfer data from the read / write station to the data carrier in the case of read / write data carriers: the The RF signal is briefly interrupted at certain intervals and the time between the interruptions is used to determine whether a "0" or a "1" is being transmitted. The time can be determined in the data carrier simply by counting clock pulses. If more than a certain number is counted between two interruptions, a "1" has been transmitted, otherwise a "0" (or vice versa).
  • the transmitted data are stored, for example, in an EEPROM memory.
  • Encryption method a data transmission in both directions.
  • the data carrier must also have a demodulator if, for a specific application (apart from the keyword), no data has to be transmitted to the data carrier.
  • This, as well as the encryption circuit naturally entails a relatively large outlay and thus high costs in the production of the data carriers.
  • the encryption or decryption of the data is also used for this data in an application where data is also transferred from the read / write station to the data carrier, it is disadvantageous that an attacker - if the encryption method is known - will transfer the data Can determine data if it can only receive the strong RF carrier of the read / write station.
  • a significantly higher security standard should be achieved without doing so having to use complex encryption functions so that the advantage of inexpensive manufacturability is retained; in applications where data is transmitted encrypted from the read / write station to the data carrier, decryption of the data should be made impossible even if the encryption method is known, if only the RF signal of the read / write station can be received.
  • the data carrier has a random number generator and a memory for the generated random number.
  • the random number generated in the data carrier itself can be used for various purposes. However, it is always advantageous that the random number does not have to be sent from the read / write station to the data carrier:
  • the transfer of data from the data carrier to the read / write station takes place with passive data carriers at a very low energy level (listening to data, which the data medium sends is, depending on the geometric dimensions, only possible over a few centimeters up to a maximum of 1 m). If, on the other hand, data is transferred from the read / write station to the data carrier, this happens at a comparatively very high level.
  • the geometries of the transmission antenna are often 2 to 3 times larger than the geometries of the data carrier antenna, and the transmission power is greater by a factor of 10 to 100, since the read / write station carries out the data transmission at the same energy level as the energy transmission to the data carrier.) This means that the random number cannot be intercepted unnoticed.
  • the code of the data carrier contains or consists of the random number stored in the memory. This results in data carriers with changeable code. It is particularly advantageous that the new code never has to be transferred from the read / write station to the data carrier; otherwise the advantage that a code is only valid for a limited time would be bought by the considerable disadvantage that the new code can be intercepted in a very large environment and that codes can even be found more easily than if they were unchangeable.
  • the read / write station has an encryption circuit and the data carrier has a decryption circuit, one generated in the data carrier by the random number generator and for read / write -Station transmitted random number forms the keyword.
  • decryption is only possible by listening to the RF signal of the read / write station, even if the encryption method is precisely known. Rather, the signals from the data carrier must also be received, but this is only possible in the immediate vicinity.
  • FIG. 1 shows the basic circuit diagram of a data carrier according to the invention. It has an antenna coil L A which receives an RF signal emitted by a read / write station.
  • the HF signal is rectified by a rectifier, not shown; the resulting DC voltage serves as operating voltage after appropriate preparation (smoothing, voltage limitation).
  • a control circuit 2 is provided in the usual way, which cooperates with a memory 3, for example an EEPROM memory.
  • the control unit 2 can transmit data via a modulator 5 and receive data via a demodulator 4.
  • a clock generator 1 derives a clock signal the received RF signal by frequency division.
  • the data carrier either sends out its code stored in the memory whenever it comes into an HF field of a read / write station, or only when it receives a corresponding command from the read / write station.
  • the data carrier either sends out its code stored in the memory whenever it comes into an HF field of a read / write station, or only when it receives a corresponding command from the read / write station.
  • Random number generator 6 is provided. At the command of control unit 2, it generates a random number and stores it in memory 3.
  • a very easy to implement option for a random number generator would be e.g. a linear feedback shift register that is clocked by a free-running oscillator. The various bits of the shift register - if necessary via inverters - are replaced by a
  • XOR circuit exclusive or linked together, and the result is fed to the input of the shift register. This results in a new - but predictable - bit combination (so-called pseudo random number) in the shift register for each clock pulse. If the shift register is continuously supplied with asynchronous clock pulses as long as the operating voltage is present, the content of the shift register can no longer be predicted from the outside.
  • the random number generator 6 generated by the control unit 2 on command from the random number generator and stored in the memory 3 forms part of the code to be sent out by the data carrier.
  • the time when the random data is generated could e.g. can be specified by a special command from the read / write station.
  • this random number generation it is also conceivable for this random number generation to be carried out automatically and “hard-wired” by the control logic, for example with every query of the code or with every umpteenth query. In the latter case - if no data has to be transferred to the data carrier in a particular application - the demodulator 4 is unnecessary. If the
  • the demodulator 4 can be extremely simple. For example, the read / write station can briefly interrupt the RF signal to trigger the generation of a random number: the demodulator 4 can then simply be a pause detection circuit.
  • a data carrier according to the invention can be used in a so-called "rolling code” access control system.
  • the security against counterfeiting is increased in that the code of each data carrier is renewed at cyclical intervals, with which 6 the attacker's knowledge of a certain access-authorized code word is only useful for a certain period of time (in contrast to fixed code systems).
  • the procedure with the data carrier described would be as follows: the data carrier enters the field of the read / write station and sends its previously valid code word, then a new code word is generated using the random number generator, which is now stored on the one hand in the data carrier and on the other hand also is transferred to the read / write station.
  • the read / write station now checks the first transmitted code word for validity and, in the event of a positive result (data carrier is authorized to access), saves the second code word transmitted by the data carrier as valid.
  • the read / write station does not have to issue a single command to trigger such a process.
  • this has the safety-critical advantage that the new code is only transmitted from the data carrier, but never with high transmission power from the
  • Read / write station Listening to the code is just as difficult as with fixed code data carriers, i.e. only possible in the immediate vicinity of the data carrier.

Abstract

Bei einem Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer Schreib-Lese-Station und mehreren Datenträgern wird durch induktive Kopplung Energie und Takt von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen. Daten werden entweder nur in der Gegenrichtung oder bidirektional übertragen. Erfindungsgemäß ist im Datenträger ein Zufallszahlengenerator (6) vorgesehen, der eine Zufallszahl, vorzugsweise auf ein Kommando der Schreib-/Lesestation, in einem Speicher (3) ablegen kann. Wenn diese Zufallszahl Teil des vom Datenträger auszusendenden Codes ist, kann auf einfache Weise ein sogenanntes 'Rolling Code'-Zutrittskontrollsystem geschaffen werden, d.h. ein Zutrittskontrollsystem, bei dem die Codes regelmäßig geändert werden.

Description

Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer Schreib-Lese-Station und mehreren Datenträgern.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer Schreib-Lese-Station und mehreren Datenträgern bei dem durch induktive Kopplung zwischen Schreib-Lese-Station und Datenträger Energie und Takt zum Datenträger sowie Daten vom Datenträger zur Schreib-Lese-Station übertragen werden. Datenträger dienen als intelligente mobile Datenspeicher, die im Nahfeld von
Schreib-Lese-Stationen zum Beschreiben oder Auslesen von Daten in Betrieb gesetzt werden. Derartige Systeme werden in unterschiedlichster Ausführung bezüglich Übertragungsreichweite, Datenübertragungsgeschwindigkeit, Integrationsgrad, Speicherkapazität, Intelligenz der Datenträger usw. in verschiedensten Applikationen wie Zutrittskontrolle, industrielle und kommerzielle Objektidentifikation, Tieridentifikationen, Wegfahrsperren, automatische Fahrkartenkontrolle usw. eingesetzt.
Ein Datenübertragungssystem der eingangs genannten Art ist aus dem Österreichischen Patent Nr. 395.224 bekannt. Bei diesem Datenübertragungssystem sendet die Schreib-Lese-Station ein HF-Signal aus. Durch Gleichrichten dieses HF-Signals wird im Datenträger die Betriebsspannung erzeugt. Außerdem wird aus dem HF-Signal der Takt abgeleitet, beispielsweise durch Frequenzteilung. Zur Übertragung von Daten vom Datenträger zur Schreib-Lese-Station wird die Belastungsmodulation verwendet: im Datenträger wird die Antennenspule oder ein Teil davon kurzgeschlossen oder mit einem Widerstand belastet, um z.B. eine "1" zu übertragen, und bleibt unbelastet, um eine "0" zu übertragen. Diese Belastungen können in der Schreib-Lese-Station erkannt und ausgewertet werden.
Höchsten Verbreitungsgrad in verschiedensten Anwendungen haben gegenwärtig Fixcode-Datenträger gefunden, da sie technisch wenig aufwendig und daher zu äußerst niedrigen Herstellungskosten produziert werden können. Bei Fixcode-Datenträgern werden keine Daten von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen. Es wird im Herstellverfahren ein festes (meist zwischen 32 und 256 Bit langes) Codewort manipulationssicher abgespeichert (zum Beispiel durch Laserprogrammiertechniken).
Um bei schreib-/lesbaren Datenträgem Daten auch von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger zu übertragen, kann Puls-/Pausenmodulation verwendet werden: das HF-Signal wird in bestimmten Abständen kurz unterbrochen, und die Zeit zwischen den Unterbrechungen wird herangezogen, um festzustellen, ob eine "0" oder eine "1" übertragen wird. Die Zeit kann im Datenträger einfach durch Zählen von Taktimpulsen ermittelt werden. Wenn zwischen zwei Unterbrechungen weiter als bis zu einer bestimmten Zahl gezählt wird, wurde eine "1" übertragen, sonst eine "0" (oder umgekehrt). Die übermittelten Daten werden z.B. in einem EEPROM-Speicher abgelegt.
Für bestimmte Anwendungen (Sicherheitstechnik, Zutrittskontrolle) dürfen nicht autorisierte Personen ("Angreifer") nicht in der Lage sein, einen Datenträger mithilfe eines Modells zu simulieren, da damit einem Systembetreiber erheblicher Schaden zugefügt werden kann.
Stand der Technik ist bei derzeitigen Systemen, daß die auf einem Datenträger gespeicherten Daten nicht in Klartext übertragen werden, sondern mithilfe von spezifischen Verschlüsselungseinrichtungen so manipuliert werden, daß eine Interpretation bzw. Simulation der Daten durch Angreifer nicht möglich ist. Es wird dabei von der Schreib-Lese-Station ein Schlüsselwort zum Datenträger gesendet, und abhängig von diesem erfolgt im Datenträger die Verschlüsselung und in der Schreib-Lese-Station die Entschlüsselung.
Von Nachteil ist dabei, daß solche Verschlüsselungseinrichtungen, je nach erreichtem Sicherheitsstandard, nur mit verhältnismäßig großem Hardwareaufwand auf Datenträgerseite realisiert werden können, und zudem erfordern die bekannten
Verschlüsselungsverfahren eine Datenübertragung in beiden Richtungen. Das bedeutet, daß der Datenträger auch dann einen Demodulator aufweisen muß, wenn bei einer bestimmten Anwendung (vom Schlüsselwort abgesehen) keine Daten zum Datenträger übertragen werden müssen. Dies sowie die Verschlüsselungsschaltung bringen natürlich einen relativ großen Aufwand und damit hohe Kosten bei der Herstellung der Datenträger mit sich. Wird anderseits bei einer Anwendung, wo Daten auch von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen werden, auch bei diesen Daten die Ver- bzw. Entschlüsselung der Daten angewendet, ist dabei nachteilig, daß ein Angreifer - bei Kenntnis des Verschlüsselungsverfahrens - die übertragenen Daten ermitteln kann, sofern er nur den starken HF-Träger der Schreib-Lese-Station empfangen kann.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenübertragungssystem mithilfe einer einfach implementierbaren Zusatzeinrichtung in Bezug auf Manipulations- bzw. Spionagesicherheit zu verbessern. Gegenüber einfachen Fixcode- bzw. auch schreib-/lesbaren Datenträgern soll ein wesentlich erhöhter Sicherheitsstandard erreicht werden, ohne dabei aufwendige Verschlüsselungsfunktionen einsetzen zu müssen sodaß der Vorteil der kostengünstigen Herstellbarkeit erhalten bleibt; bei Anwendungen wo Daten von der Schreib-Lese-Staion zum Datenträger verschlüsselt übertragen werden, soll ein Entschlüsseln der Daten selbst bei Kenntnis des Verschlüsselungsverfahrens unmöglich gemacht werden, wenn nur das HF-Signal der Schreib-Lese-Station empfangen werden kann.
Diese Aufgaben werden bei einem Datenübertragungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Datenträger einen Zufallszahlengenerator sowie einen Speicher für die erzeugte Zufallszahl aufweist.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Speicher (oder einen Teil eines auch für andere Zwecke benützten Speichers) auf von außen unvorhersehbare Weise zu beschreiben. Die im Datenträger selbst erzeugte Zufallszahl kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Immer ist es jedoch vorteilhaft, daß die Zufallszahl nicht von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger gesendet werden muß: Die Übertragung von Daten vom Datenträger zur Schreib-Lese-Station findet bei passiven Datenträgern auf sehr geringem Energieniveau statt (ein Abhören von Daten, die der Datenträger sendet, ist je nach geometrischen Abmessungen nur über wenige Zentimeter bis maximal 1 m möglich). Werden hingegen Daten von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen, so geschieht dies auf einem vergleichsweise sehr hohen Niveau. (Die Geometrien der Sendeantenne sind häufig 2 bis 3 mal größer als die Geometrien der Datenträgerantenne, zudem ist die Sendeleistung um den Faktor 10 bis 100 größer, da die Schreib-Lese-Station die Datenübertragung auf gleichem Energieniveau durchführt wie die Energieübertragung zum Datenträger.) Somit kann die Zufallszahl nicht unbemerkt abgehört werden.
Eine mögliche Verwendung der Zufallszahlen besteht darin daß der Code des Datenträgers die im Speicher abgelegte Zufallszahl enthält oder aus ihr besteht. Auf diese Weise ergeben sich Datenträger mit änderbarem Code. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß der neue Code niemals von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen werden muß; andernfalls wäre der Vorteil, daß ein Code nur begrenzte Zeit gilt, durch den erheblichen Nachteil erkauft, daß der neue Code in einer sehr großen Umgebung abgehört werden kann und dadurch Codes sogar leichter ermittelt werden können als wenn sie unveränderlich wären.
Es ist zweckmäßig, wenn zur Änderung des Codes des Datenträgers zunächst der alte Code und dann der neue Code vom Datenträger zur Schreib-Lese-Station gesendet werden, wobei in der Schreib-Lese-Station der alte Code auf Gültigkeit geprüft wird und nur bei positivem Ausgang der Prüfung der neue Code in der Schreib-Lese-Station als derzeit 4 gültiger Code gespeichert wird. Auf diese Weise wird z.B. bei einem Zutrittskontrollsystem verhindert, daß bei einem Codewechsel ein Angreifer mit einem beliebigen Code Zutritt bekommt.
Bei anderen Anwendungen kann es aber auch zweckmäßig sein, daß bei Änderung des Codes die Zufallszahl nur im Speicher abgelegt wird und erstmals an einem anderen Ort übertragen wird. Dies kann bei Sport-Großveranstaltungen zweckmäßig sein, wie es z.B. der Wiener Frühjahrsmarathon ist. Wenn ein mit einem Datenträger versehener Läufer den Start passiert, kommt er an einer Schreib-Lese-Station vorbei und überträgt den alten Code. Dann wird der Code geändert, jedoch nicht gesendet. Am Umkehrpunkt wird dann der neue Code an eine andere Schreib-Lese-Station gesendet. Nach Beendigung der Sportveranstaltung wird kontrolliert, ob der Datenträger des Läufers tatsächlich diesen Code aussendet. Damit ist es unmöglich, daß ein Komplize des Läufers durch Abhören beim Start den Code ermittelt und beim Umkehrpunkt zur Schreib-Lese-Station übermittelt, während der Läufer selbst zu früh umdreht. In diesem Fall wird man zweckmäßigerweise als Code nicht nur die Zufallszahl verwenden, sondern eine Kombination von Fixcode und Zufallzahl, um stets eine eindeutige Zuordnung von Code und Läufer zu haben.
Eine andere Verwendung der Zufallszahlen besteht darin, daß zur verschlüsselten Übertragung von Daten von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger die Schreib-Lese-Station eine Verschlüsselungsschaltung und der Datenträger eine Entschlüsselungsschaltung aufweist, wobei eine im Datenträger vom Zufallszahlengenerator erzeugte und zur Schreib-Lese-Station übertragene Zufallszahl das Schlüsselwort bildet. Auf diese Weise ist selbst bei genauer Kenntnis des Verschlüsselungsverfahrens eine Entschlüsselung lediglich durch Abhören des HF-Signals der Schreib-Lese-Station unmöglich, man muß vielmehr auch die Signale des Datenträgers empfangen, was aber nur in unmittelbarer räumlicher Nähe möglich ist.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Die einzige Abbildung zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Datenträgers. Er weist eine Antennenspule LA auf, die ein von einer Schreib-Lese-Station ausgesendetes HF-Signal empfängt. Das HF-Signal wird von einem nicht dargestellten Gleichrichter gleichgerichtet; die sich ergebende Gleichspannung dient nach entsprechender Aufbereitung (Glättung, Spannungsbegrenzung) als Betriebsspannung. Weiters ist in üblicher Weise eine Steuerschaltung 2 vorgesehen, die mit einem Speicher 3, z.B. einem EEPROM-Speicher, zusammenarbeitet. Die Steuereinheit 2 kann über einen Modulator 5 Daten aussenden und über einen Demodulator 4 Daten empfangen. Ein Takterzeuger 1 leitet ein Taktsignal aus dem empfangenen HF-Signal durch Frequenzteilung ab.
Der Datenträger sendet entweder immer, wenn er in ein HF-Feld einer Schreib-Lese-Station kommt, seinen im Speicher abgelegten Code aus, oder aber nur dann, wenn er einen entspre-chenden Befehl von der Schreib-Lese-Station erhält. Zusätzlich zu diesen bekannten Komponenten ist im Datenträger ein
Zufallszahlengenerator 6 vorgesehen. Er erzeugt auf Befehl der Steuereinheit 2 eine Zufallszahl und legt sie im Speicher 3 ab. Eine sehr einfach zu implementierende Möglichkeit für einen Zufallszahlengenerator wäre z.B. ein linear rückgekoppeltes Schieberegister, das von einem frei laufenden Oszillator getaktet wird. Dabei werden die verschiedenen Bits des Schieberegisters - gegebenenfalls über Inverter - durch eine
XOR-Schaltung (XOR = exklusiv oder) miteinander verknüpft, und das Ergebnis wird dem Eingang des Schieberegisters zugeführt. Damit ergibt sich bei jedem Taktimpuls eine neue - allerdings vorhersehbare - Bitkombination (sogenannte Pseudozufallszahl) im Schieberegister. Wird das Schieberegister ständig - solange Betriebsspannung vorhanden ist - mit asynchronen Taktimpulsen versorgt, so ist der Inhalt des Schieberegisters aber von außen nicht mehr vorherzusehen.
Die auf Befehl der Steuereinheit 2 vom Zufallszahlengenerator 6 erzeugte und im Speicher 3 abgelegte Zufallszahl bildet einen Teil des vom Datenträger auszusendenden Codes. Der Zeitpunkt, wann die Erzeugung der Zufallsdaten erfolgt, könnte z.B. durch ein spezielles Kommando von der Schreib-Lese-Station vorgegeben werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß diese Zufallszahlenerzeugung automatisch und "festverdrahtet" durch die Steuerlogik durchgeführt wird, beispielsweise bei jeder Abfrage des Code oder bei jeder x- ten Abfrage. In letzterem Falle - ist wenn bei einer bestimmten Anwendung keine Daten zum Datenträger übertragen werden müssen - der Demodulator 4 entbehrlich. Wenn die
Erzeugung einer Zufallszahl von der Schreib-Lese-Station ausgelöst wird, sonst aber keine Daten zum Datenträger übertragen werden müssen, kann der Demodulator 4 äußerst einfach aufgebaut sein. So kann die Schreib-Lese-Station beispielsweise das HF-Signal kurz unterbrechen, um die Erzeugung einer Zufallszahl auszulösen: der Demodulator 4 kann dann einfach eine Pausenerkennungsschaltung sein.
Der zusätzliche Schaltungsaufwand ist somit in jedem Fall gering. Dennoch kann ein erfindungsgemäßer Datenträger in einem sogenannten "Rolling Code"-Zutrittskontrollsystem eingesetzt werden. Dabei wird die Fälschungssicherheit dadurch erhöht, daß der Code jedes Datenträgers in zyklischen Abständen erneuert wird, womit 6 einem Angreifer die Kennmis eines bestimmten zutrittsberechtigten Codewortes nur über eine bestimmte Zeitspanne dienlich ist (im Gegensatz zu Fixcodesystemen).
Der Ablauf mit dem beschriebenen Datenträger wäre wie folgt: Der Datenträger tritt ins Feld der Schreib-Lese-Station ein und sendet sein bisher gültiges Codewort, anschließend wird mit Hilfe des Zufallszahlengenerators ein neues Codewort erzeugt, das nun einerseits im Datenträger abgespeichert wird und andererseits ebenfalls zur Schreib-Lese-Station übertragen wird.
Die Schreib-Lese-Station überprüft nun das zuerst übertragene Codewort auf Gültigkeit und speichert im Falle eines positiven Ergebnisses (Datenträger ist zutrittsberechtigt) das zweite vom Datenträger übertragene Codewort als gültig ab.
Je nach Implementierung muß dabei die Schreib-Lese-Station keinen einzigen Befehl absetzen, um einen solchen Vorgang auszulösen. Dies hat neben der dadurch sehr einfachen Schaltungstechnik für Schreib-Lese-Station und Datenträger den sicherheitstechnisch sehr entscheidenden Vorteil, daß auch der neue Code nur vom Datenträger ausgesendet wird, niemals aber mit hoher Sendeleistung von der
Schreib-Lese-Station; ein Abhören des Codes ist also genauso schwierig wie bei Fixcode- Datenträgern, d.h. nur in unmittelbarer räumlicher Nähe des Datenträgers möglich.
Im Gegensatz dazu könnte das oben genannte Verfahren, implementiert in ein konventionelles schreib-/lesbares Datenträgersystem, über sehr große Entfernungen abgehört werden, da das neue Codewort in der Schreib-Lese-Station generiert und dann über die gut abhörbare Kommunikationsstrecke von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger übertragen werden müßte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer Schreib-Lese-Station und mehreren Datenträgern, bei dem durch induktive Kopplung zwischen Schreib-Lese-Station und Datenträger Energie und Takt zum Datenträger sowie Daten vom Datenträger zur Schreib-Lese-Station übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger einen Zufallszahlengenerator (6) sowie einen Speicher (3) für die erzeugte Zufallszahl aufweist.
2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Code des Datenträgers die im Speicher (3) abgelegte Zufallszahl enthält oder aus ihr besteht.
3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Codes des Datenträgers zunächst der alte Code und dann der neue Code vom
Datenträger zur Schreib-Lese-Station gesendet werden, wobei in der Schreib-Lese-Station der alte Code auf Gültigkeit geprüft wird und nur bei positivem Ausgang der Prüfung der neue Code in der Schreib-Lese-Station als derzeit gültiger Code gespeichert wird.
4. Datenübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung des Codes die Zufallszahl nur im Speicher (3) abgelegt wird und erstmals an einem anderen Ort übertragen wird.
5. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur verschlüsselten Übertragung von Daten von der Schreib-Lese-Station zum Datenträger die Schreib-Lese-Station eine Verschlüsselungsschaltung und der Datenträger eine Entschlüsselungsschaltung aufweist, wobei eine im Datenträger vom Zufallszahlengenerator (6) erzeugte und zur Schreib-Lese-Station übertragene Zufallszahl das Schlüsselwort bildet.
PCT/IB1996/000656 1995-07-18 1996-07-08 Datenübertragungssystem zwischen mindestens einer schreib-lese-station und mehreren datenträgern WO1997004422A1 (de)

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AT122595 1995-07-18

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EP (1) EP0783740B1 (de)
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AT (1) ATE197199T1 (de)
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