專利名稱：用于允許交易的方法、便攜式數(shù)據(jù)載體、允許裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于借助加速度傳感器來(lái)允許交易的方法、便攜式數(shù)據(jù)載體、允許裝置以及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在該申請(qǐng)的意義上，加速度傳感器被理解為這樣的傳感器該傳感器確定主體的加速度，例如通過(guò)確定對(duì)測(cè)試質(zhì)量起作用的慣性力。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的是基于半導(dǎo)體的加速度傳感器(Beschleunigungssensor)和旋轉(zhuǎn)傳感器。這樣的加速度傳感器測(cè)量線性的固有運(yùn)動(dòng)和加速度，并且隨后根據(jù)測(cè)量結(jié)果觸發(fā)取決于空間中固有運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。旋轉(zhuǎn)傳感器確定圍繞軸的固有的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此僅示例性地將ST微電子公司的單軸旋轉(zhuǎn)傳感
器LY530AL和三軸旋轉(zhuǎn)傳感器LIS344ALH稱為電子元件。將運(yùn)動(dòng)傳感器集成在便攜式數(shù)據(jù)載體，特別是以智能卡形式的數(shù)據(jù)載體中的可能性由專利申請(qǐng)文件DE 102 48 389公開(kāi)。運(yùn)動(dòng)傳感器在此僅用于采集字串。便攜式數(shù)據(jù)載體的問(wèn)題在于，該便攜式數(shù)據(jù)載體能夠遠(yuǎn)程地不被所有者覺(jué)察地，例如穿過(guò)口袋，通過(guò)無(wú)接觸的接口被讀取。在此特別關(guān)鍵地是中繼攻擊(Relay-Attacke)的可能性，因?yàn)榇颂幫ㄟ^(guò)無(wú)線電路徑構(gòu)造與“真正的”讀取設(shè)備的連接。例如在Rankl.Effing所著的“Handbuch fiir Chipkarten)智能卡手冊(cè)”第八章或者Finkenzeller所著的“RFID-Handbuch (PFID手冊(cè))”第八章中描述了這種攻擊。中繼攻擊在技術(shù)文件中也被稱為 Relais-Angriff,或者幽靈吸血鬼攻擊(Ghost-and-Leech-Angriff)。按照現(xiàn)有技術(shù)為了避免該問(wèn)題例如建議提供具有鍵控器的便攜式數(shù)據(jù)載體。但是，在智能卡或安全憑證(Sicherheitstoken)中安裝鍵控器是非常昂貴的并且導(dǎo)致高的生產(chǎn)成本。此外作為機(jī)械部件，鍵控器總是經(jīng)受磨損，并且也會(huì)由于接觸問(wèn)題出現(xiàn)困難。根據(jù)在2008 年第 15 期 ACM Conference of Computer and CommunicationsSecurity 第 479 至 490 頁(yè)中發(fā)表的文章 “RFIDs and Secret Handshakes !DefendingAgainst Ghost—and—Leech Attacks and Unauthorized Reads with Context-AwareCommunications”,公開(kāi)了如下的可能性借助加速度傳感器采集特征姿態(tài)(Geste),以便允許對(duì)數(shù)據(jù)載體的訪問(wèn)。這些姿態(tài)的使用從今天的角度來(lái)看似乎不再適用。在無(wú)源的便攜式數(shù)據(jù)載體(該數(shù)據(jù)載體被構(gòu)造為沒(méi)有電池)中，用于實(shí)施姿態(tài)的區(qū)域的大小類似于如下的區(qū)域，在該區(qū)域中可以完全在便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備，特別是讀取設(shè)備之間進(jìn)行交流，因?yàn)閮H在該范圍內(nèi)向數(shù)據(jù)載體提供用于實(shí)施其測(cè)量和計(jì)算的能量。在使用根據(jù)IS0/IEC14443具有例如10厘米的典型有效距離的讀取設(shè)備的情況下，用于在卡的讀取區(qū)域內(nèi)實(shí)施姿態(tài)的移動(dòng)活動(dòng)余地被強(qiáng)烈地限制。這導(dǎo)致在終端設(shè)備上，例如在公共的POS終端或者自動(dòng)售票機(jī)上，利用便攜式數(shù)據(jù)載體實(shí)施復(fù)雜的姿態(tài)的可能的抑制閾值(He_schwelle)。根據(jù)專利文獻(xiàn)EP I 745 420B1再次公開(kāi)了以不均勻的材料構(gòu)造智能卡的卡片主體。在激勵(lì)智能卡的情況下分析由于卡的材料形成的特有的固有振蕩并且由此識(shí)別智能卡。該方法看起來(lái)是極高成本的，因?yàn)槊總€(gè)卡片主體必須是單獨(dú)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，示出一種方法、系統(tǒng)、便攜式數(shù)據(jù)載體和允許裝置，利用其更低成本地、更可靠地并且更簡(jiǎn)單地允許便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的交易。在該申請(qǐng)的意義上，操作的邏輯結(jié)果被理解為交易。交易例如是經(jīng)由無(wú)接觸接口在便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的支付過(guò)程。替換地，交易也是對(duì)安全性關(guān)鍵的信息(例如PIN碼)、私人數(shù)據(jù)或公共密鑰(如TAN碼)、密碼等等的讀取。上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)所有并列的獨(dú)立權(quán)利要求來(lái)解決。在各個(gè)從屬權(quán)利要求中描述優(yōu)選的實(shí)施方式。按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)用于允許便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的交易的方法來(lái)解決，即，首先將便攜式數(shù)據(jù)載體置入電磁場(chǎng)。在此，EM場(chǎng)由終端設(shè)備產(chǎn)生。EM場(chǎng)用作提供能量并且用于激活便攜式數(shù)據(jù)載體。首先，不允許便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的包含了安全關(guān)系重大的信息或數(shù)據(jù)的交易。然后，通過(guò)機(jī)械振蕩激勵(lì)便攜式數(shù)據(jù)載體。之后，在便攜式數(shù)據(jù)載體中借助加速度傳感器采集該機(jī)械振蕩。然后，評(píng)估和分析加速度傳感器的輸出信號(hào)的機(jī)械振蕩的特征。只要通過(guò)分析輸出信號(hào)識(shí)別出振蕩的特征，就允許通過(guò)便攜式數(shù)據(jù)載體的交易。在該申請(qǐng)的意義上，原則上不規(guī)定便攜式數(shù)據(jù)載體的形式和實(shí)施方式。特別地，芯片卡、智能卡(Smart Card)或一般的例如具有驗(yàn)證功能的安全憑證被理解為便攜式數(shù)據(jù)載體。同樣可以考慮例如作為大容量存儲(chǔ)卡的替換實(shí)施方式，例如μ SD卡。此外在該申請(qǐng)的意義上，還理解為電子通行證或其它種類的驗(yàn)證介質(zhì)，其包含一般不應(yīng)當(dāng)從數(shù)據(jù)載體中被讀取的安全關(guān)系重大的信息。在另一個(gè)意義中，便攜式數(shù)據(jù)載體是移動(dòng)電話，利用該移動(dòng)電話，例如可以通過(guò)與終端設(shè)備的近場(chǎng)通信來(lái)執(zhí)行交易。在此，作為便攜式數(shù)據(jù)載體的移動(dòng)電話具有近場(chǎng)通信接口。各種通信設(shè)備被理解為終端設(shè)備，便攜式數(shù)據(jù)載體尤其能與其無(wú)接觸地通信。例如根據(jù)IS0/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)與讀取設(shè)備(也被為終端)進(jìn)行通信。終端設(shè)備例如是具有近范圍通信接口的POS終端或者自動(dòng)售票機(jī)。振蕩基本上描述了物理參數(shù)的狀態(tài)改變的周期變化。例如振動(dòng)、突然放置或者摩擦/扭曲數(shù)據(jù)載體被理解為一種機(jī)械振蕩。通過(guò)按照本發(fā)明的方法以簡(jiǎn)單的方式阻止便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備進(jìn)行交易，而不會(huì)事先允許了交易。通過(guò)這種方式阻止例如中繼攻擊或者不是為便攜式數(shù)據(jù)載體的用戶所期望的交易。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)機(jī)械激勵(lì)將便攜式數(shù)據(jù)載體帶入固有振蕩。然后，借助加速度傳感器采集并分析數(shù)據(jù)載體的以加速度形式的該固有振蕩。在該實(shí)施方式中的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠以最小的激勵(lì)良好地分析數(shù)據(jù)載體的加速度。按照優(yōu)選的方式，特征是機(jī)械振蕩的持續(xù)時(shí)間、頻率和/或振幅。因此，僅在超出振蕩的特征的額定值時(shí)，才允許交易，否則不允許交易。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)終端設(shè)備利用機(jī)械振蕩對(duì)數(shù)據(jù)載體進(jìn)行激勵(lì)。為此，將數(shù)據(jù)載體放置到終端設(shè)備上。特別是通過(guò)機(jī)械學(xué)，將終端設(shè)備的局部表面置為振蕩。同樣可以考慮將表面激勵(lì)為振蕩的替換方法。便攜式數(shù)據(jù)載體通過(guò)該機(jī)械振蕩來(lái)激勵(lì)。在數(shù)據(jù)載體中的加速度測(cè)量?jī)x如下地采集該機(jī)械振蕩，使得數(shù)據(jù)載體本身在至少一個(gè)方向上加速。以優(yōu)選的方式，將具有在毫米或亞毫米范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)的振動(dòng)設(shè)置為機(jī)械振蕩。便攜式數(shù)據(jù)載體的用戶通過(guò)放置到終端設(shè)備上主動(dòng)地參與交易允許過(guò)程。構(gòu)造具有能振蕩的局部表面的終端設(shè)備給出簡(jiǎn)單并且優(yōu)選的實(shí)施方式。該局部表面借助線性或圓周運(yùn)動(dòng)(例如終端設(shè)備中的機(jī)械學(xué))被振蕩并且激勵(lì)放置的便攜式數(shù)據(jù)載體。優(yōu)選地，用于發(fā)出電磁場(chǎng)的終端設(shè)備的天線被置入終端設(shè)備的能振蕩的局部平面之中或之下。由此，本來(lái)很小的用于在終端設(shè)備和數(shù)據(jù)載體之間進(jìn)行通信的區(qū)域通過(guò)按照本發(fā)明的方法不額外地縮小。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，終端設(shè)備的線性或圓周的振蕩按照頻率波動(dòng)。替換或附加地，多個(gè)線性或圓周的機(jī)械振蕩疊加。頻率波動(dòng)和/或振蕩疊加作為便攜式數(shù)據(jù)載體中的特征被分析。由此，可以對(duì)數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的通信實(shí)現(xiàn)不同允許方式。在此，同樣可以相應(yīng)編碼。通過(guò)在交易期間從終端設(shè)備發(fā)出其它的線性或圓周的振蕩，可以通知交易的不同狀態(tài)報(bào)告或者狀態(tài)信號(hào)，例如交易的終止或失敗。在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，利用機(jī)械振蕩這樣激勵(lì)數(shù)據(jù)載體，S卩，將數(shù)據(jù)載體突然放置到終端設(shè)備上。突然放置被作為機(jī)械振蕩的特征來(lái)分析。在此特別地，在突然放置之前的便攜式數(shù)據(jù)載體的固有加速度和/或在突然放置之后的角度采集被作為機(jī)械振蕩的特征來(lái)分析。在另一種替換的實(shí)施方式中，通過(guò)便攜式數(shù)據(jù)載體在終端設(shè)備的外表面上移動(dòng)或者摩擦，機(jī)械地激勵(lì)便攜式數(shù)據(jù)載體。通過(guò)摩擦形成的振蕩作為便攜式數(shù)據(jù)載體中的加速度被米集和分析。就此而言，將便攜式數(shù)據(jù)載體置入EM場(chǎng)以用于提供能量也可以在如下的情況下被取消，即數(shù)據(jù)載體通過(guò)單獨(dú)的能量提供裝置來(lái)供能，例如以蓄電池、電池和/或光伏電池(photovoltaische Zelle)的形式供能。在該實(shí)施方式中，不需要用于提供能量的EM場(chǎng),但盡管如此卻可以通過(guò)按照本發(fā)明的方法運(yùn)行對(duì)交易的允許，以防止例如本文開(kāi)頭所描述的類型的對(duì)安全關(guān)系重大的或者安全關(guān)鍵性的信息的讀取。同樣，按照本發(fā)明的方法設(shè)置便攜式數(shù)據(jù)載體用于與終端設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)載體具有允許裝置，并且允許裝置包括加速度傳感器，其中能夠通過(guò)加速度傳感器確定數(shù)據(jù)載體的機(jī)械振蕩，和分析單元，其中分析單元用于分析能夠確定機(jī)械振蕩的加速度傳感器輸出信號(hào)。一旦分析單元基于對(duì)于允許來(lái)說(shuō)所需的機(jī)械振蕩的特征產(chǎn)生了允許信號(hào)，就可以允許在便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。此外，在本發(fā)明的范圍中包含用于允許與終端設(shè)備的交易的模塊。模塊包括用于采集機(jī)械振蕩的加速度傳感器；用于分析所采集的機(jī)械振蕩的分析單元，其中分析機(jī)械振蕩的特征；用于將分析單元的機(jī)械振蕩的特征與特征的額定值相比較的比較單元，其中如果超出特征的額定值，則比較單元允許交易，而如果低于特征的額定值，則比較單元不允許交易。額定值可以被存入數(shù)據(jù)載體中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，并且可以在分析振蕩的特征期間被調(diào)用。最后，按照本發(fā)明設(shè)置用于允許交易的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括便攜式數(shù)據(jù)載體，該數(shù)據(jù)載體包含前面描述的用于允許與終端設(shè)備交易的模塊，和終端設(shè)備本身，其中，利用機(jī)械振蕩激勵(lì)便攜式數(shù)據(jù)載體并且在超出機(jī)械振蕩的特征的額定值時(shí)模塊的比較單元允許交易。優(yōu)選地，在按照本發(fā)明的方法中以用戶習(xí)慣的方式使用卡。為此，使用半導(dǎo)體元件，其能夠簡(jiǎn)單地集成在硬件模塊中，例如集成在作為便攜式數(shù)據(jù)載體的智能卡的芯片模塊中。


附圖中圖I以俯視圖示出了本發(fā)明的具有用于允許交易的允許裝置的便攜式數(shù)據(jù)載體
的框圖，圖2示出了按照?qǐng)DI的本發(fā)明的便攜式數(shù)據(jù)載體的橫截面的框圖，圖3示出了用于允許交易的本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖，圖4示出了本發(fā)明的具有振蕩發(fā)生裝置的終端設(shè)備的能振蕩的局部表面的示意圖，圖5示出了置入按照?qǐng)DI或圖2的便攜式數(shù)據(jù)載體的本發(fā)明的允許裝置的詳細(xì)框圖，圖6示例性示出了在借助由終端設(shè)備產(chǎn)生的機(jī)械振蕩激勵(lì)數(shù)據(jù)載體的情況下X、Y和Z方向上的加速度傳感器輸出信號(hào)的電壓-時(shí)間線圖，圖7示例性示出了在通過(guò)數(shù)據(jù)載體的突然放置激勵(lì)數(shù)據(jù)載體的情況下在Χ、Υ和Z方向上的加速度傳感器輸出信號(hào)的電壓-時(shí)間線圖，圖8示例性示出了在將數(shù)據(jù)載體放置在30°傾斜的表面上的情況下在Χ、Υ和Z方向上的加速度傳感器輸出信號(hào)，圖9示例性示出了通過(guò)對(duì)圖6所示線圖進(jìn)行FFT分析在Χ、Υ和Z方向上的加速度傳感器輸出信號(hào)的振幅-頻率線圖，圖10示出了用于允許便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的交易的本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I以俯視圖示出了按照本發(fā)明的便攜式數(shù)據(jù)載體I的框圖，該便攜式數(shù)據(jù)載體具有用于允許交易的允許裝置7。便攜式數(shù)據(jù)載體I在此以智能卡(英語(yǔ)smart card)的形式示出。為了與(在此未示出的)終端設(shè)備通信，將用于近場(chǎng)通信(英語(yǔ)為near fieldcommunication NFC)的天線2置入數(shù)據(jù)載體I的主體中。天線2通過(guò)天線接頭與集成電路
3電耦合。通過(guò)EM場(chǎng)和天線2對(duì)集成電路3供電并且激活集成電路3。集成電路3具有允許裝置7。此外，將加速度傳感器4、5、6置入便攜式數(shù)據(jù)載體I中。在此，加速度傳感器4采集X方向上的加速度，傳感器5采集Y方向上的加速度并且傳感器6采集Z方向上的加速度。加速度傳感器4、5、6的輸出信號(hào)4a、5a和6a被輸送到集成電路3。圖2示出了按照?qǐng)DI的便攜式數(shù)據(jù)載體I的橫截面的框圖。
如果將按照?qǐng)DI或圖2的便攜式數(shù)據(jù)載體I置入由終端設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)(縮寫(xiě)為EM場(chǎng))中，則天線2從產(chǎn)生的EM場(chǎng)中獲得能量并且將該能量提供給集成電路3。按照本發(fā)明，在數(shù)據(jù)載體I進(jìn)入和停留的情況下，分析加速度傳感器4、5、6的輸出信號(hào)4a、5a、6a的特征并且從中導(dǎo)出允許或不允許無(wú)接觸的交易的判斷。集成電路3—直不允許與終端設(shè)備的交易，直到加速度傳感器4、5、6米集各種形式的加速度并且作為輸出信號(hào)4a、5a、6a輸送到集成電路3，從而確定機(jī)械振蕩的特征。例如持續(xù)時(shí)間T、輸出信號(hào)4a、5a、6a的振幅高度、強(qiáng)度波動(dòng)的順序或所采集的加速度的特定頻率可以被視為用于允許終端設(shè)備與數(shù)據(jù)載體I之間的交易的特征。針對(duì)所需的允許也能夠任意地組合這些特征。在圖I和圖2中將與電路3分離的加速度傳感器4、5、6置入便攜式數(shù)據(jù)載體I的主體中。替換并優(yōu)選地，將加速度傳感器4、5、6置入集成電路3中。替換地，可以僅設(shè)置加速度傳感器或至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器(圖中未示出)而不是這三個(gè)加速度傳感器4、5、6。這樣實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)載體1，即其在借助機(jī)械振蕩被激勵(lì)的情況下進(jìn)行在數(shù)據(jù)載體主體中可充分探測(cè)的加速。圖3示出了按照本發(fā)明的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于允許便攜式數(shù)據(jù)載體I與終端設(shè)備8之間的交易。在此，數(shù)據(jù)載體I對(duì)應(yīng)在圖I和圖2中描述的數(shù)據(jù)載體I。終端設(shè)備8(英語(yǔ)Steminal)不限于其功能，并且例如是讀取設(shè)備。終端設(shè)備8具有天線12。由此，借助天線2和12無(wú)接觸地進(jìn)行近場(chǎng)通信9。附加地，終端設(shè)備8具有能振蕩的局部表面10。利用該局部表面10實(shí)施機(jī)械振蕩13。在此，機(jī)械振蕩13a由終端設(shè)備8本身來(lái)激勵(lì)。讀取設(shè)備的天線12優(yōu)選安置在能振蕩的局部表面之中或之下，例如按照同軸布置。激勵(lì)便攜式數(shù)據(jù)載體I的機(jī)械振蕩在圖3中通過(guò)終端設(shè)備8來(lái)產(chǎn)生并且例如可以是線性或圓周的。圖4不出了產(chǎn)生局部表面10的圓周振蕩的不例。在此，局部表面10同心地懸掛在飛輪11上。飛輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)13a導(dǎo)致局部表面10圓周運(yùn)動(dòng)。在實(shí)踐中振蕩具有毫米或亞毫米范圍內(nèi)的振幅。振蕩頻率可以位于幾個(gè)赫茲至幾十赫茲的范圍內(nèi)。這樣的機(jī)械振蕩讓人感覺(jué)是類似于移動(dòng)電話設(shè)備振動(dòng)報(bào)警的振動(dòng)。為了執(zhí)行交易，例如支付交易或讀取安全性關(guān)鍵的信息，將按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)載體I放到按照本發(fā)明的終端設(shè)備8的表面10上。為了允許與數(shù)據(jù)載體I的數(shù)據(jù)交換或通信，首先在交易之前的特定時(shí)刻產(chǎn)生振動(dòng)。該振動(dòng)被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)載體I并且被運(yùn)動(dòng)傳感器
4、5、6采集。在此，振動(dòng)的類型，即振動(dòng)的振幅和頻率能夠容易地通過(guò)傳感器輸出信號(hào)4a、5a、6a獲得。圖6示出了脈沖圓周振動(dòng)的傳感器測(cè)量值的示例。在此，相應(yīng)于加速度傳感器4、
5、6的信號(hào)4a、5a、6a，三個(gè)測(cè)量曲線代表振蕩軸X、Y、Z。按照本發(fā)明，數(shù)據(jù)載體I對(duì)所采集的振蕩的振蕩模式的至少一個(gè)特征進(jìn)行分析和評(píng)估。如果測(cè)量值位于期望范圍的容差范圍內(nèi)，就允許與數(shù)據(jù)載體I設(shè)置的交易。替換地，也能夠允許對(duì)數(shù)據(jù)載體I所選擇的存儲(chǔ)區(qū)域的訪問(wèn)和/或在終端設(shè)備8與數(shù)據(jù)載體I之間的其它通信。容差范圍也可以是振蕩的特征的額定值閾值，必須超過(guò)該振蕩才能允許。一種可能的選擇在于，振動(dòng)信號(hào)也被輸出給數(shù)據(jù)載體I的使用者用于報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)。如果用手將數(shù)據(jù)載體I放在相應(yīng)的終端設(shè)備8上，則很容易感覺(jué)到振動(dòng)。就此而言這是優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椤皢魡袈曅盘?hào)(Pi印signal)”在嘈雜的環(huán)境中容易聽(tīng)不見(jiàn)或者“閃爍信號(hào)(Blinksignal) ”不能被失明者識(shí)別。所以可以在導(dǎo)致允許交易等的第一振動(dòng)之后接著用于向用戶報(bào)告成功交易的第二振動(dòng)。一種振動(dòng)的編碼也可以向用戶報(bào)告，交易成功了，例如在成功交易時(shí)振動(dòng)的強(qiáng)度波動(dòng)(rrr—rrr)以及在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)更長(zhǎng)的等強(qiáng)度振動(dòng)(rrrrrrrrrrrrrr)。對(duì)機(jī)械振蕩的分析、計(jì)算和評(píng)估例如通過(guò)集成電路3中的軟件執(zhí)行。另一種選擇在于，數(shù)據(jù)載體I分析由終端設(shè)備8確定的振蕩參數(shù)，特別是頻率。另一種可能性在于，疊加多個(gè)振蕩頻率。這種疊加的振蕩可以非常簡(jiǎn)單地例如通過(guò)電磁振蕩系統(tǒng)產(chǎn)生。借助FFT可以容易地檢查不同振蕩頻 率的出現(xiàn)。圖9通過(guò)計(jì)算出的FFT信號(hào)4c、5c,6c示例性地示出了這點(diǎn)。通過(guò)進(jìn)行的FFT，根據(jù)FFT分析分析出的傳感器輸出信號(hào)4b、5b,6b的頻譜示出了信號(hào)中的各個(gè)頻率分量。圖5示出了上述附圖中置入便攜式數(shù)據(jù)載體I的電路3的詳細(xì)框圖。在此，傳感器4、5、6同樣被布置在集成電路3內(nèi)。傳感器4、5、6的輸出信號(hào)4a、5a、6a被輸送到分析單元7a。例如可以對(duì)信號(hào)的振幅高度、持續(xù)時(shí)間等進(jìn)行分析。原則上可以將該分析信號(hào)直接輸送到比較單元7c，以便在那里必要時(shí)與從額定值存儲(chǔ)器7d存入數(shù)據(jù)載體I的額定值相比較。在超過(guò)額定值的情況下，通過(guò)允許信號(hào)7e允許交易。替換地，如圖6所示的那樣，首先將分析的信號(hào)輸送到計(jì)算單元7b。該計(jì)算單元7b計(jì)算出信號(hào)4c、5c、6c。作為計(jì)算，例如設(shè)置FFT分析或者根據(jù)分析的信號(hào)4b、5b、6b計(jì)算數(shù)據(jù)載體的靜止角度。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)載體I不通過(guò)由終端設(shè)備產(chǎn)生的機(jī)械振蕩激勵(lì)。例如可以如下地激勵(lì)數(shù)據(jù)載體1，即，將數(shù)據(jù)載體I突然放置到表面上，例如靠近終端設(shè)備8的天線12的表面上，并且在交易期間保持放置在那里。如圖7所示的那樣，數(shù)據(jù)載體I的突然放上、插上或安上導(dǎo)致過(guò)高的加速度值21。也可以在圖7中良好地識(shí)別在突然放置之前的數(shù)據(jù)載體I的固有加速度20。借助計(jì)算單元7b例如可以分析數(shù)據(jù)載體I當(dāng)前具有何種靜態(tài)角度。圖8示出了在30°傾斜表面的靜止位置上的數(shù)據(jù)載體I的測(cè)量值。相應(yīng)地按照本發(fā)明，數(shù)據(jù)載體I在進(jìn)入終端設(shè)備8的通信范圍中的情況下測(cè)量加速度，并且分析和估計(jì)測(cè)量值。在將數(shù)據(jù)載體I實(shí)然放到讀取設(shè)備的平面上之后，確定數(shù)據(jù)載體I的靜止位置，例如角度，該數(shù)據(jù)載體通常平放在終端設(shè)備8的表面上。如果測(cè)量值位于期望范圍的容差范圍內(nèi)，就允許與數(shù)據(jù)載體I設(shè)置的交易、對(duì)數(shù)據(jù)載體I所選擇的存儲(chǔ)范圍的訪問(wèn)和/或在終端設(shè)備8與數(shù)據(jù)載體I之間的其它通信。一種選擇在于，以定義的角度(例如30°，見(jiàn)圖8)布置讀取設(shè)備的支承面(天線平面)。在將數(shù)據(jù)載體I放置在終端設(shè)備8的表面上之后能夠檢查，該角度是否保持在所定義的容差范圍內(nèi)。通過(guò)用戶將數(shù)據(jù)載體I在終端設(shè)備8的表面上來(lái)回摩擦，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)載體I的另一種激勵(lì)。由此由加速度傳感器4、5、6采集和分析產(chǎn)生的機(jī)械振蕩或者數(shù)據(jù)載體I的固有加速度。圖10示例性地示出了用于允許終端設(shè)備8與便攜式數(shù)據(jù)載體I之間的交易的按照本發(fā)明的方法的流程圖。通過(guò)由終端設(shè)備8提供14EM場(chǎng)將便攜式數(shù)據(jù)載體I電激活15。通過(guò)借助機(jī)械振蕩(例如振動(dòng))進(jìn)行機(jī)械激勵(lì)16、通過(guò)具有產(chǎn)生高加速度值20、21的突然放置或者通過(guò)彼此摩擦數(shù)據(jù)載體I和終端設(shè)備8的表面，并且然后借助傳感器4、5、6在X、Y、Z方向上采集17加速度，能夠通過(guò)分析和/或計(jì)算18加速度傳感器輸出信號(hào)4a、5a、6a確定加速度。在步驟19中對(duì)信號(hào)值的特征，諸如頻率、振幅、持續(xù)時(shí)間、靜止角度、頻率波動(dòng)、頻率重疊、頻率分量等，進(jìn)行比較。最后在方法步驟22中，在超出額定值的情況下或者在保持所定義的容差范圍的情況下允許交易。額定值和容差范圍優(yōu)選被存入數(shù)據(jù)載體I的存諸區(qū)域。按照本發(fā)明的方法優(yōu)選至少部分地以計(jì)算機(jī)軟件的形式在集成電路3中實(shí)施。由此，集成電路3實(shí)施相應(yīng)的方法步驟作為實(shí)施的程序步驟。作為本發(fā)明的另一種應(yīng)用，利用具有NFC能力的移動(dòng)電話作為便攜式數(shù)據(jù)載體執(zhí)行交易。例如想要執(zhí)行支付交易的用戶現(xiàn)在不必利用其移動(dòng)電話的鍵盤(pán)確認(rèn)允許交易，而是按照所述的本發(fā)明的內(nèi)容允許交易。只要在移動(dòng)電話中已經(jīng)采集和分析出振蕩的特征，就通過(guò)借助機(jī)械振蕩來(lái)激勵(lì)作為便攜式數(shù)據(jù)載體的移動(dòng)電話來(lái)允許交易。在該申請(qǐng)中，同義地使用移動(dòng)電話、PDA、通信設(shè)備、時(shí)間安排器(Organizer)、電子日歷等概念。兩個(gè)實(shí)施方式的相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)在于，不能機(jī)械抓取卡的攻擊者，不能象例如在典型的中繼攻擊的情況下那樣不被察覺(jué)地將數(shù)據(jù)載體I帶入期望的運(yùn)動(dòng)模式。攻擊者也不能不被察覺(jué)地改變卡的絕對(duì)位置。
權(quán)利要求
1.一種用于允許在便攜式數(shù)據(jù)載體(I)與終端設(shè)備(8)之間的交易的方法，具有如下的方法步驟 a)將所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)置入電磁場(chǎng)，其中所述終端設(shè)備(8)產(chǎn)生所述電磁場(chǎng)，并且所述數(shù)據(jù)載體(I)從所述電磁場(chǎng)中得出能量用于向所述數(shù)據(jù)載體(I)提供能量， b)通過(guò)機(jī)械振蕩(13)激勵(lì)所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)， c)在所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)中借助加速度傳感器(4，5，6)采集所述機(jī)械振蕩(13)， d)分析所述加速度傳感器(4,5,6)的輸出信號(hào)(4a,5a, 6a)的機(jī)械振蕩(13)的特征， e)只要通過(guò)分析所述輸出信號(hào)(4a，5a，6a)識(shí)別出所述振蕩(13)的特征，就通過(guò)所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)允許所述交易(7e)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其中，所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)通過(guò)所述機(jī)械激勵(lì)(13)引起固有振蕩，并且所述固有振蕩被采集和分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，所述機(jī)械振蕩的持續(xù)時(shí)間、頻率或振幅作為特征被分析。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述終端設(shè)備(8)產(chǎn)生線性或圓周的機(jī)械振蕩(13a)，并且借助所述線性或圓周的機(jī)械振蕩(13a)通過(guò)所述終端設(shè)備(8)的能振蕩的局部表面(10)機(jī)械地激勵(lì)所述便攜式數(shù)據(jù)載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述終端設(shè)備(8)的線性或圓周的機(jī)械振蕩(13a)按照頻率波動(dòng)，并且頻率波動(dòng)在所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)中作為特征被分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，所述終端設(shè)備(8)的多個(gè)線性或圓周的機(jī)械振蕩(13a)被疊加，并且該振蕩疊加在便攜式數(shù)據(jù)載體(I)中作為特征被分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述交易期間發(fā)出其它的線性或圓周的振蕩(13a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，用于發(fā)出所述電磁場(chǎng)的終端設(shè)備(8)的天線(12)被置入所述終端設(shè)備(8)的能振蕩的局部平面(10)之中或之下。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述終端設(shè)備(8)振動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)將所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)突然放置到所述終端設(shè)備(8)上并且作為機(jī)械振蕩的特征來(lái)分析所述突然放置，來(lái)機(jī)械地激勵(lì)所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中 -在所述突然放置之前的固有加速度(20)和/或高的加速度值(21)和/或 -在所述突然放置之后的角度采集 作為所述機(jī)械振蕩的特征被分析。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過(guò)將所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)在所述終端設(shè)備(8)的外表面上摩擦，機(jī)械地激勵(lì)所述便攜式數(shù)據(jù)載體(I)。
13.一種便攜式數(shù)據(jù)載體，用于與終端設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)載體具有允許裝置，并且所述允許裝置包括 -加速度傳感器，其中能夠通過(guò)所述加速度傳感器確定所述數(shù)據(jù)載體的機(jī)械振蕩，和 -分析單元，其中所述分析單元用于分析加速度傳感器輸出信號(hào)并且能夠確定所述機(jī)械振蕩，其中，一旦所述分析單元基于對(duì)于允許來(lái)說(shuō)所需的機(jī)械振蕩的特征產(chǎn)生了允許信號(hào)，就可以允許在所述便攜式數(shù)據(jù)載體與終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。
14.一種用于允許與終端設(shè)備的交易的模塊，包括 -加速度傳感器，用于采集機(jī)械振蕩， -分析單元，用于分析所采集的機(jī)械振蕩，其中分析所述機(jī)械振蕩的特征， -比較單元，用于將所述分析單元的機(jī)械振蕩的特征與特征的額定值相比較， 其中如果超出了特征的額定值，則所述比較單元允許所述交易，而如果低于特征的額定值，則所述比較單元不允許所述交易。
15.一種用于允許交易的系統(tǒng)，包括 -便攜式數(shù)據(jù)載體，所述便攜式數(shù)據(jù)載體包含根據(jù)權(quán)利要求14所述的模塊，和 -終端設(shè)備， 其中，所述便攜式數(shù)據(jù)載體是能夠利用機(jī)械振蕩來(lái)激勵(lì)的，并且在超出所述機(jī)械振蕩的特征的額定值時(shí)，用于允許的所述模塊的比較單元允許所述交易。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于借助集成在便攜式數(shù)據(jù)載體(1)中的加速度傳感器(4，5，6)允許交易的方法、便攜式數(shù)據(jù)載體、允許裝置以及系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06K19/073GK102804209SQ201080025550
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者K.芬肯澤勒, W.蘭克爾 申請(qǐng)人:德國(guó)捷德有限公司