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CN102160061A - 安全智能卡系统 - Google Patents

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CN102160061A
CN102160061A CN2009801326053A CN200980132605A CN102160061A CN 102160061 A CN102160061 A CN 102160061A CN 2009801326053 A CN2009801326053 A CN 2009801326053A CN 200980132605 A CN200980132605 A CN 200980132605A CN 102160061 A CN102160061 A CN 102160061A
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magnetic stripe
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X Card Holdings LLC
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Abstract

一种可在磁条刷卡交易中与用于读取被编码在标准交易卡的磁条上的交易信息的交易终端一起使用的智能卡，该智能卡包括卡体，该卡体包括：用于与交易终端一起使用的磁条模拟器；智能卡芯片，该智能卡芯片被编程有用于提供动态卡片验证数据和在交易中使用的受保护数据的至少一个交易应用；电源；以及与磁条模拟器通信的卡控制器。卡控制器用于接收动态卡片验证数据以及控制磁条模拟器来发出以至少一部分受保护数据和动态卡片验证数据编码的磁场。

Description

安全智能卡系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年8月20日提交的、题目为“Biometrically Secured Powered Smart Card(生物统计安全供电的智能卡)”的美国临时专利申请No.61/090,358的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本申请还要求于2008年8月20日提交的、题目为“NFC Cellphone Companion Card(NFC无线电话伴侣卡)”的美国临时专利申请No.61/090,362的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及事务处理卡，更具体而言，涉及具有磁条模拟器的智能卡和事务处理卡。
背景技术
塑料卡诈骗不仅在美国而且在全世界都已成为显著问题。当与欺诈交易有关的损失中涉及的各股份持有人计量他们的总损失时，每年的欺诈量级可能以百亿美元计，甚至更高。商人不仅损失与销售相关的收入和利润，而且损失产品本身，并且在其业务中频繁发生欺诈时还可能损失更高的交易费。商人必定还产生与调查某些类型的欺诈交易有关的费用。信用卡协会，诸如VISA和MASTERCARD
Figure BPA00001314522900012
协会，支付一些与欺诈有关的费用，但是信用卡发行方产生明显更多的费用，包括与向卡持有人账户返还所收取的数额相关的费用，与调查可能的欺诈交易有关的费用，以及在确认了明显安全漏洞的情况下与发放新的塑料卡片有关的费用。当在金融交易中涉及的所有方当中计算总的欺诈代价时，损失令人震惊。
塑料卡欺诈还开辟了关于各种欺诈侦查和教育服务的市场。用于检测并希望防止欺诈交易发生的神经网络软件花费了卡片发行方和他们的处理者数百万美元以用于运行。指导卡片发行方、商人和卡片持有者如何更好地保护可能用于实施身份盗窃和塑料卡欺诈的信息的教育研讨会也使卡片发行方花费数百万美元。现有的安全标准，例如支付卡行业(PCI)数据安全标准，尽管非常出色，但是网络和系统安全执行还需要商人采取额外措施来保护他们拥有的信息，而这些措施的实施使商人们花费数百万美元。产生了一整个行业来保护现今塑料卡交易中使用的静态数据。共计花费了数十亿，但是欺诈量级还继续增长。这些增长不仅是因为安全性有缺陷，而且，塑料卡程序不断使用静态数据，而这些静态数据如果被获取就可以用于实施塑料卡欺诈。
近年来，该行业不停地在信用卡、账单和ATM交易卡上置入其它静态数据。现已实施PIN码和卡片安全码来帮助解决特定安全问题，但是罪犯不断调整其方法来偷取该信息。社会工程攻击(例如“phishing(钓鱼)”)由于能够针对大量的人获得该静态数据，所以很是成功。使用全息图和新的标记来帮助防止使用伪造卡增加了塑料卡的成本。塑料卡行业已集中于在这些交易中避免使用静态数据而不是采用实施一定级别的动态信息的手段。
业内有些人已将智能卡视作针对该静态数据问题的一个可能解决方案。智能卡中集成的接触式和非接触式智能卡标准和硬件、销售点(POS)设备和授权过程已采用方法来将一些动态数据包括在交易授权过程中。当大规模实施时，例如在欧洲很普遍的芯片和PIN系统，这些标准在当地欺诈防范中很有效。例如，英国的芯片和PIN系统是政府支持的、实施关于安全支付的EMV标准的倡议。在该倡议中，银行和零售商用智能卡技术代替传统磁条设备，在该智能卡技术中，信用卡/借记卡含有嵌入式微芯片并且使用PIN被自动验证。当顾客希望使用该系统支付货物时，卡片被置入“PIN板”终端(通常由顾客自己置入)或者经修改的磁条读卡器中，该终端或读卡器访问卡片上的芯片。在验证该卡片为可信的之后，顾客输入4位的PIN，将该PIN与卡片上存储的PIN进行核对；如果这两者匹配，则交易完成。
这种智能卡技术已表明能减少某些类型的欺诈，例如与伪造的卡有关的欺诈，但是欺诈总数还是继续上升。这是因为仅地域性地以影响欺诈所需的规模实施智能卡。罪犯能够瞄向其它仍然依赖于对于绝大部分流通中塑料卡普遍的静态信息的区域，或者他们能够进行更多“无卡”交易，例如因特网上购买或电子邮件订单交易。智能卡还存在的问题是必须继续支持在全球部署的主流销售点读卡器技术，例如磁条。
以显著影响欺诈量级而所需的规模来实施智能卡需要商人或政府花费数十亿美元，以添加新的销售点读卡器，更新销售点软件，以及为所有处理金融交易的股份持有者添加处理功能。现今估计有2000万磁条读卡器在用。用智能卡读卡器代替这些读卡器会是一笔巨大投资。
因此，希望有改进的、更加经济的方案，用于防止塑料卡欺诈。
发明内容
提供一种可在磁条刷卡交易中与用于读取被编码在标准交易卡的磁条上的交易信息的交易终端一起使用的智能卡，该智能卡包括卡体，该卡体包括：用于与交易终端一起使用的磁条模拟器；智能卡芯片，该智能卡芯片被编程有用于提供动态卡片验证数据和在交易中使用的受保护数据的至少一个交易应用；电源；以及与磁条模拟器通信的卡控制器。卡控制器用于接收动态卡片验证数据以及控制磁条模拟器来发出以至少一部分受保护数据和动态卡片验证数据编码的磁场。
根据结合附图提供的本发明优选实施例的以下具体描述，可更好地理解本发明的以上特征及其他特征。
附图说明
附图中示出了本发明的优选实施例，以及涉及本公开的其它信息，在附图中：
图1是智能卡应用管理系统的框图；
图2A和图2B示出根据本发明的一个实施例的智能卡；
图3A和图3B示出根据本发明实施例的用于图2A和图2B所示智能卡的智能卡激活单元；
图4A和图4B示出图2A和图2B的智能卡的可替选实施例；
图5A和图5B示出用于图4A和图4B所示智能卡的智能卡激活单元的可替选实施例；
图6是在智能卡上登记生物统计信息的方法的流程图；
图7是示出使用生物统计学验证用户的方法的流程图；
图8是选择和激活智能卡上的交易应用的方法的流程图；
图9示出用于赊购交易的磁轨(Track1)1和磁轨2的数据格式；
图10是图3A和图3B的激活单元的控制器的框图；
图11是图2A和图2B的智能卡的控制器的框图；
图12示出利用移动电话/伴侣卡组合用于执行磁条交易的本发明实施例；
图13A和图13B示出用于图12所示组合的实现NFC的伴侣卡的实施例；
图14是图13A和图13B中实现NFC的伴侣卡的控制器的框图；
图15是图12中所示移动电话的处理部件的框图；
图16示出使用图13A和图13B所示伴侣卡的交易系统；
图17是说明在交易中使用图12所示伴侣卡和移动电话的流程图；
图18示出用于对图12所示移动电话进行编程的系统；以及
图19示出图12中所示移动电话的实施例。
具体实施方式
下面结合附图描述示例性实施例，这些附图应当认为是整个书面说明的一部分。在该说明中，相对用语，例如“下”、“上”、“水平”、“竖直”、“以上”、“以下”、“顶部”、“底部”以及这些的派生词(例如，“在水平上”、“向下”、“向上”等)，应当理解为表示朝向，如在以下描述或所述附图中所示那样。这些相对用语是为了描述方便，但不需要装置以特定朝向构造或操作。关于附连、耦合等用语，例如“连接”和“互连”，表示各结构直接地或者通过中间结构间接地彼此固定或附连的关系，并且表示可移动的或者刚性的附连或关系，除非另有明确说明。
在以下描述中，应当理解，本发明的各方面可以各种形式的硬件、软件、固件或以上的组合来实现。特别地，本文描述的设备模块优选以软件形式作为由任何合适的微处理器架构可执行的应用程序实现。微处理器架构包括：硬件，如一个或多个中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和输入/输出(I/O)接口；以及操作系统和微指令代码。本文描述的各种处理和功能可以是微指令代码的一部分，或者是通过操作系统执行的应用程序。
还应当理解，由于这里描述的有些系统组成要素优选实现为软件模块，所以附图中示出的实际系统连接可能根据对系统进行编程的方式而不同。应当理解，可采用专用微处理器来实现本发明。鉴于本文的公开内容，相关领域的普通技术人员能够想到本发明的这些以及类似实施方式或构造。
如背景技术部分所述，大量投资被用于现今在用的大约2000万磁条读卡器。用智能卡读卡器代替这些读卡器会是一笔巨大投资。这里提出的是进行安全交易的设备、系统和方法，同时使用已有的磁条读卡器以及所有的(或者尽可能多的)用于例如金融交易的现有基础设施。更特别而言，这里描述的实施例使得可以在利用磁条读卡器的交易中实现一些动态数据，同时使得卡片发行方能够经济地向其顾客发布该技术。这种方式能够用作针对可靠静态信用卡(或其它)信息的有效安全措施，从而用作针对欺诈交易的重要工具。关于基于磁条的金融交易的现有标准包含与动态数据一起使用而可能所需的部分。在某些优选实施例中，提供的智能卡能够支持所有销售点(POS)读卡器，即，接触式智能卡读卡器、非接触式智能卡读卡器和磁条读卡器，并且不仅通过智能卡读卡器而且通过磁条销售点设备来递送动态数据内容。
用于非接触式和接触式交易的现有智能卡规范需要智能卡芯片产生一些动态数据，以包括在交易中。举例而言，Visa公司的MSD非接触式智能卡规范包括用于每次交易的称为动态卡片验证值(dCVV)的代码。MasterCard公司的PAYPASS
Figure BPA00001314522900051
Magstripes智能卡规范具有被称为CVC3的类似代码。这些一次性(即，动态)代码由智能卡芯片生成并且是对每次交易唯一的。关于磁轨1和磁轨2内容的传统磁条规范需要具有称为CVV的特定静态值。用动态的dCVV或CVC3代码(分别在针对VISA
Figure BPA00001314522900052
和MASTERCARD
Figure BPA00001314522900053
交易而格式化数据的实施例中)代替静态CVV值以及包括用于验证dCVV或CVC3代码的任何其它必要数据(例如，应用交易计数器(ATC)值和动态数据存在标记)将在支付授权过程中提供足够的信息以消除“有卡”和“无卡”欺诈。由智能卡芯片产生的用于交易授权(不管是金融的、信息访问或其它)的动态数据在本文中有时通常称为“动态卡片验证数据”。
如本文所述，用于执行安全的无卡交易所需的信息可显示在智能卡显示器上。该信息可包括由智能卡生成的用于有卡交易的上述dCVV或CVC3代码，或者其它动态信息如一次性密码(OTP)。由诸如加利福尼亚州洛斯阿尔托斯的QSecure、加利福尼亚州洛杉矶的InCard技术、马萨诸塞州贝德福德的EMC公司的RSA部门、以及OATH(Open AuTHentication)等公司和组织发起、其它公司和组织提出了用于将动态代码插入到支付过程中的多种OTP方案。下文描述的设备允许现有的智能卡标准被用于OTP值的生成和验证，但不需要卡片发行方支持多个OTP算法。
图1是用于管理智能卡上的应用的系统100的框图。系统100包括智能卡200，与智能卡200通信的智能卡激活单元300，以及个人计算机(或其它处理器)125，该个人计算机125通过网络(例如因特网150)与智能卡管理系统(SCMS)175进行通信耦合并且在本地与智能卡激活单元300进行通信耦合。通过系统100，用户能够管理智能卡200中的智能卡芯片或处理器上存储的交易应用。更特别而言，具有用于管理智能卡上的应用的标准。举例而言，由GlobalPlatform(“全球平台”，其为涉及关于智能卡开发、部署和管理的标准化基础设施的独立的非盈利组织)发布的GlobalPlatform卡片、设备和系统标准定义了一组标准。GlobalStandards于1999年建立，以负责Visa公司的开放平台规范，该规范是多个竞争性智能卡标准(包括GSM，EMV和OCF)之一。
GlobalPlatform卡片规范是安全的动态卡片和应用管理规范，该规范定义了与硬件无关的、与操作系统无关的、与商家无关的且独立于应用的卡片部件、命令集、交易顺序和接口。所述规范适用于任何类型的应用和行业，在单个卡片上允许来自任何行业的应用的任何组合——从单应用到多应用。GlobalPlatform卡片安全需求规范为选择最适合于卡片发行方和应用提供者所建立的安全方针的卡片配置提供指导。也为卡片厂商提供指导以按照相容的方式实施安全性功能。在近场通信(NFC)环境中使用的大多数安全要素依靠GlobalPlatform卡片规范。
GlobalPlatform还提供多个用于设备编程的规范，针对不同行业提供不同轮廓模板(profile)。这些轮廓模板是围绕共同的核心框架技术组织的并且共享其大多数具体API。关于系统基础设施有多个GlobalPlatform规范，其被开发用于从个性化到安全性、密钥管理和应用加载对后台系统进行标准化。GlobalPlatform轮廓模板规范利用简单的、成本低廉的、可互操作的与机器无关的机制来使数据准备系统和个性化设备之间的接口标准化。密钥管理系统功能需求规范使围绕密钥管理的描述或密钥轮廓模板和程序标准化，提供向分散的系统发布集中式密钥管理的机会。系统的基础设施的各部件之间的通信通过GlobalPlatform消息规范进行标准化，该规范定义了多应用智能卡基础设施的所有角色和参与者(或系统)的职责。
再次参考图1，智能卡200与智能卡激活单元300驳接(换句话说，与其对接)，如下文更具体所述，这优选采用具有用于容纳智能卡200的插槽的卡套的形式。SCMS系统175是管理所有创建加载文件所需信息的基于服务器的应用。该加载文件是用于在遵循GlobalPlatform的智能卡(如智能卡200)上安装应用的程序代码和数据。用户通过因特网150建立与SCMS系统175的会话，并通过PC 125与智能卡激活单元300之间的连接将加载文件下载到智能卡上。智能卡激活单元300用作遵循PC/SC(个人计算机/智能卡)的设备，并将加载文件递送至智能卡芯片操作系统(例如Java卡、Multos等)上运行的遵循GlobalPlatform的卡片管理器上。卡片管理器处理应用安装中涉及的步骤。该过程中涉及的所有步骤由GlobalPlatform系统、设备和卡片标准来定义。PC/SC规范被开发用于促进允许在PC环境中有效利用集成电路卡(ICC)技术(也称为智能卡)而所需的互操作。PC/SC规范基于ISO 7816标准，并且其正式名称为“关于ICC和个人计算机系统的互操作规范”。
将SCMS系统用于管理智能卡应用对于相关领域的技术人员是熟知的。简单而言，用户通过其网上银行软件或直接通过使用用户名/密码证书来访问SCMS系统175。SCMS系统向用户呈现在用户的智能卡上已安装的应用列表以及可供下载至智能卡的应用列表。该过程称为“通知发布供应(Post Issuance Provisioning)”并且提供在智能卡上添加应用或在其被下发到卡片持有者后改变应用的能力。用户可选择下载由其金融机构发布的VISA
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信用卡应用，且SCMS会使用其它相关信息来生成加载文件，管理与智能卡的安全通信通道，并且将加载文件下载至智能卡。SCMS跟踪关于该智能卡的所有信息，例如芯片标识、OS、密钥、发行方、卡片持有人信息和卡上应用的变化情况。GlobalPlatform系统标准指出SCMS系统所支持的必要功能。
除智能卡激活单元300在管理智能卡200上的应用方面的使用之外，下面描述与智能卡激活单元300的使用相关的更多细节，例如其在验证有效用户正在执行交易方面中的使用，以及其在选择用于交易的应用上的使用，并且还描述关于智能卡200的其它细节。
图2A是智能卡200的正视图，更特别而言为智能卡主体202，而图2B是智能卡200的内侧部件和智能卡主体202的背部部件的示意图。根据所适用标准的规定，智能卡主体202具有标准塑料磁条卡的形状。智能卡200可包括卡片发行方的标志208或其它来源标记。在实施例中，智能卡200包括显示器204，如LCD显示器。在实施例中，显示器204可为电子纸的形式，电子纸也称为“e纸”或“电子墨水显示器”。该显示技术被设计用于模仿纸上的普通墨水的外观。传统平板显示器使用背光来照亮其像素，与传统平板显示器不同，电子纸像普通纸一样反射光线并且能够在未供电的情况下无限期地保持文本和图像，但允许后续改变图像。e纸显示器的示例包括电泳显示器，双稳态LCD和胆固醇晶态LCD。在卡片的表面上设有智能卡接触板206，用于嵌入式智能卡芯片与智能卡读卡器之间的接触式的通信。智能卡接触板206用于在支持ISO/IEC 7816标准的设备上进行交易。其在欧洲和加拿大会包括用于进行支付交易的芯片&PIN设备。接触式智能卡在物理访问控制系统方面也是共同的。
参考图2B，智能卡200包括内部电源212，如电池，用于向智能卡200的各个可操作部件供电。已有合适的针对低功率要求的长寿电池。在特定实施例中，内部电源212是薄膜电池，例如Solicore公司的FLEXIONTM超薄柔性锂聚合物电池或Varta Microbattery股份有限公司的锂薄膜电池。在实施例中，可设置太阳能面板(未示出)。可将太阳能电池连接至充电器并能用于延长卡片的寿命而超过传统电池的寿命和/或对电池进行再充电。卡片200包括传统智能卡芯片/处理器218，该智能卡芯片/处理器218通过智能卡接触板206或通过集成天线220以无线方式(即，非接触式通信)与适当配置的外部智能卡读卡器通信。
智能卡200还包括与I/O端口210通信的智能卡控制器216(即，ASIC处理器)，用于与外部源(例如，如下更具体所述的智能卡激活单元300，以及磁条模拟器214)通信。在现有技术中已知有多种关于磁条模拟器的设计，其中有些例如在授予Francini等人的、题目为“Transaction Card with Magnetic Stripe Emulator(具有磁条模拟器的交易卡片)”的美国专利No.4,701,601以及Nordentoft等人的、题目均为“Credit Card and Secured Date Activation System(信用卡和受保护数据激活系统)”已公布美国申请No.2007/0189581和No.2005/0194452中予以描述，所有这些专利/专利申请通过引用并入本文。典型的磁条模拟器针对每个磁条磁轨会包括换能器线圈，且换能器线圈包括围绕一条可电磁诱导的芯材料的多个线圈绕组。每个换能器线圈可单独由驱动电路诱导。换能器可由集成的薄膜磁头形成，而不是由电磁线圈形成。换能器线圈的数量可选择为三个，以诱导与传统磁条信息(该信息位于三个磁轨中的磁条中)对应的受保护数据信号，但是，作为可替选方式，换能器线圈的数量可设为从1到3以上。对于大多数应用而言，仅在两个换能器线圈中生成数据，如关于模拟器214所示，对应于常规磁条的第一磁轨和第二磁轨。
在常规磁条中，使用所谓的F2F格式(或双频率格式)将数据永久性地以磁方式呈现给信用卡读卡器，在该格式中，由磁条中预定长度的磁体部分形成比特“0”。而比特“1”为两个在长度方向上磁性相反朝向的磁体部分，其组合长度等于比特“0”磁体部分的长度。因此，模拟器214的换能器线圈优选向读卡器(例如信用卡读卡器)发出和呈现F2F格式的数据信号，该读卡器利用读取头从卡200读取信息。
换能器生成变化的磁场，该磁场延伸到携带者之外。换能器线圈优选产生以所期望数据进行编码的同源的较强磁场，使得该数据可由信用卡读卡器读取。该磁场的特性主要受换能器线圈构造例如芯材料的选择和芯棒(core strip)的芯构造、在芯棒上的芯绕组的数量和位置等的影响。基于这些因素的模拟器214的设计是本领域的技术人员已知的。至换能器线圈的信号变化沿着芯棒生成变化的磁场，该磁场与具有相同受保护数据的常规磁条信用卡经过同一读卡器时读取头受到的磁场相同。
芯棒的材料为电磁可诱导的材料例如金属，优选是电磁叠层，铁片或其它金属片，以单个薄片或双薄片设置于卡片主体的一侧或两侧，优选具有与常规磁轨对应的宽度和位置，以具有类似的磁表现和物理表现。芯棒的芯材料的选择严重影响所产生磁场的强度和分布并且允许所产生的磁场增强，导致需要降低芯绕组中的电流，这导致卡片的功率消耗减少。
磁条模拟器214的换能器棒以使得有利于与现有读卡器终端的读取传感器对齐的方式位于智能卡200上。当前规范要求磁条距卡的边缘0.223英寸(5.66mm)，并且为0.375英寸(9.52mm)宽。每个磁轨为0.110英寸(2.79mm)宽。
卡控制器216控制智能卡200的并非由常规智能卡芯片218提供的所有方面的功能。卡控制器优选为与智能卡芯片不同的处理器，从而使得能够使用现已标准化的智能卡芯片218。尽管可以想到在可替选实施例中将卡控制器216与智能卡芯片218的功能合并，但是这样的合并的方式更难以实现且在满足设备的EMV验证标准时很可能遇到困难，因此并非是优选的。此外，应当理解，尽管卡控制器216被示为单个处理器，但是其功能或操作可在两个或更多处理器、控制器、驱动器、芯片或其它设备(在本文统称为“控制器”)之间分配。例如，卡控制器216用作用于管理显示器204的驱动器。该功能可内嵌于中央处理器中或者以单独驱动器芯片的形式提供。类似地，卡控制器216可具有内嵌的用于与天线220对接以与卡激活单元300通信的无线能力，或者包括单独的无线通信芯片(其被示为激活单元接口210)用于与单元300交换信息。在实施例中，激活单元接口210为用于实现与激活单元300进行无线通信的无线RS485芯片。可替选地，接口210可为有线通信接口，例如RS232芯片。尽管可使用接触板206、天线220和智能卡芯片218作为用于与激活单元300通信的装置，但是该方式还会要求修改智能卡操作系统(OS)以识别这些非标准通信并解释这些通信并将其重定至卡控制器216。该方式可能破坏EMV标准，从而阻止设备的许可使用。使用单独接口210用于执行激活单元300与智能卡控制器216之间的通信使得智能卡芯片218、智能卡接触板206和天线220成为独立系统，允许智能卡200通过EMV验证测试。尽管未示出，但是智能卡200可包括外围通信控制器(例如SPI总线)，用于在各部件之间传递信息。
卡控制器216控制磁条模拟器214用于在交易(例如信用卡刷卡交易)期间传送安全交易数据。重要的是，该数据不仅包括标准的受保护数据如监管规范所要求的静态交易数据(例如账户持有者姓名，账号等)，而且包括动态信息。由于单单静态信息无法用于完成交易，所以在对交易进行授权中使用该动态信息可防止欺诈交易。
如上所述，智能卡芯片218是双接口智能卡(接触式和非接触式)，其可在现今市场中已有的很多多应用智能卡中见到。现已建立定义该部件的功能的标准和标准体(例如，ISO/IEC 7816，ISO/IEC 14443，GlobalPlatform(如上所述))。这些标准提供安全的通信和对所安装程序及安全存储器中存储的数据的访问。如上所述，智能卡激活单元300与智能卡芯片218通信，以允许用户选择激活的应用，向该应用查询用于执行交易的任何必要信息，以及将该信息的一部分传回智能卡(特别是磁条模拟器214中使用的卡控制器216)和/或在卡显示器204上显示。
除了用于管理智能卡200上的应用之外，智能卡激活单元300还在交易期间用于验证有效用户正在进行交易，并且用于选择在交易中将使用哪类智能卡应用(例如，信贷，记入借方，忠诚，访问控制等)。这样使用在下文描述，但是，首先结合图3A和图3B描述智能卡激活单元300的各个特征。
图3A是智能卡激活单元300的外部正视图。智能卡激活单元300包括生物统计传感器312和用户接口，该生物统计传感器312优选为指纹读取器。在所示实施例中，用户接口包括输入装置304(例如键盘)和显示器302，输入装置304包括各种输入按钮或触发器，如“滚动”按钮306、“ok”按钮308和“开/关”按钮310，显示器302例如为LCD显示器。“开/关”按钮310用于接通或断开智能卡激活单元300。滚动按钮306用于滚动在智能卡200的智能卡芯片218上存储的并显示在显示器302上的一系列应用。在显示器302上显示对应于这些应用的名字列表(例如“VISA”、“MASTERCARD”等)或其它标识。用户使用按钮308从显示的应用列表中选择激活的应用。
图3B示出智能卡激活单元300的内部部件。该激活单元包括激活单元控制器320，该控制器控制智能卡激活单元300的其它活动部件以及与其对接。该激活单元包括智能卡接口322，用于与智能卡200的智能卡芯片218接触式对接。在所示实施例中，智能卡接口是接触式方案(ISO/IEC 7816)并通过智能卡200的表面上的智能卡接触板206与智能卡芯片218通信。如熟悉智能卡通信的人员能够理解的那样，智能卡接触板206具有八个接触区域来支持通信：c1分配给电源电压；c2分配给重置信号；c3分配给时钟信号；c4未使用；c5分配给地；c6未使用；c7用于I/O；且c8未使用。接口322对应于这些电接触，即，在智能卡和激活单元300连接时提供与接触板206的物理连接。卡套控制器320还能够使用非接触式标准以通过天线324与双接口智能卡芯片218通信。与智能卡芯片218的非接触式通信能够利用NFC或标准ISO/IEC 14443部件来完成。
激活单元还包括智能卡控制器接口318，用于与智能卡200的接口210进行有线(例如RS232)或无线(RS485)通信。
在实施例中，激活单元300包括内部电源，由电池电源314表示。电池电源314可为广泛用于移动电话、PDA设备、手持游戏机等的标准的可再充电锂聚合物电池。用于激活单元300的可替选的或其它电源为USB PC连接316。该PC连接316为PC和基于因特网的软件用于如上结合图1所述那样将内容和应用下载到智能卡200上的手段。PC/SC为关于与智能卡承受设备(如激活单元300)的连接和交互的标准。激活单元300能够使用建立的标准如PC/SC和GlobalPlatform卡及设备标准从智能卡200读取内容以及向其写入内容。
当激活单元300被接通并且智能卡与激活单元300对接时(例如，如图1所示)，生物统计传感器312用于关于智能卡100对用户进行验证。在一个实施例中，该验证过程通过智能卡芯片218上存在的称为“Match on Card(卡上匹配)”的智能卡应用来完成。诸如瑞典Precise Biometrics、德国Sagem Orga等不同公司提供这种用于访问控制方案的智能卡应用。生物统计传感器312捕捉所提供的用户指纹的现场图像。该现场图像由控制器320上运行的软件进行处理或由单独的处理器(未示出)进行处理，以从该图像数据生成模板。卡套控制器与生物统计传感器进行通信并通过智能卡接口322或天线324将模板文件传送至智能卡芯片218.，特别是传送至智能卡芯片218上运行的卡上匹配应用。该卡上匹配应用将接收到的现场模板文件与预先存储在智能卡芯片218(或相关存储器)中的一个或多个模板进行比较。比较的结果为成功结果或者失败结果。成功结果将允许用户继续，而失败结果会阻止对激活单元的进一步使用，知道获得成功结果。如果用户无法完成该验证步骤，则用户无法使用智能卡100进行任何交易。也就是说，智能卡200未被解锁。
由用户选择使用的智能卡应用是未锁定的，直到智能卡被放回到卡套中。当卡套感测到具有卡片时，会执行必要的功能以锁定所有存在的应用。智能卡的磁条214处于激活(发送)模式，直到刷卡完成或者出现超时，或者在卡片被放回至卡套中时。该超时长度优选是用户可定义的。
尽管验证装置被示为生物统计系统，但是可使用其它验证系统。例如，在智能卡芯片218上可存储安全PIN或密码。在该实施例中，用户输入PIN或密码，而不是提供供验证的手指。
尽管激活单元300被示为单独的设备，但是激活单元300及其功能可被集成到其它设备中，如个人数字助理或其它便携式设备如移动电话。如果该设备具有因特网能力，则该设备可提供图1所示系统的激活单元和计算机方面。
如下文结合图8所示流程图更加详细描述的那样，卡套控制器320使用卡控制器接口318将任何必要信息传递至智能卡用于显示在卡显示器204上以及用于通过磁条模拟器214传输。应用专用的信息可被显示用于可视验证或其它典型的塑料卡风险管理功能，例如将显示的名字与其它形式的标识进行比较。在优选实施例中，卡控制器接口318和卡控制器216通过无线RS-485通信，但是，如上所述，也可使用与接口I/O 210的有线通信(例如RS-232)。
图4A和图4B示出智能卡400的可替选实施例。在该实施例中，激活单元300的很多部件被并入智能卡400中。智能卡主体402包括智能卡接触板406、任选的标志408、生物统计传感器410以及用户接口，用户接口包括显示器404和用户输入键盘412，该键盘包括滚动按钮414、OK按钮416和开/关按钮418。参考图4B，卡400包括智能卡控制器422，其与磁条模拟器430、智能卡芯片424和天线426耦合。卡400包括内部电源420。
卡400可与图5A和图5B中示出的简化的激活单元500一起使用。在该实施例中，激活单元500包括卡套控制器502和PC接口504，并且仅可操作用于管理智能卡芯片424上的应用。卡套控制器502通过利用智能卡接触接口506进行的接触式通信(如上所述)或者利用天线508的非接触式通信与智能卡400的智能卡芯片424通信。激活单元实质上是用于支持智能卡的标准智能PC/SC卡承受设备，例如由香港的Advanced Card Systems Ltd.(先进卡系统有限公司)、由荷兰提供的Gemalto(前身为Gemplus)、日本的Fujitsu(富士通)等等提供的设备。在智能卡400的本实施例中，卡控制器422通过与智能卡芯片424的互连直接与智能卡芯片424通信，而不是通过激活单元。智能卡芯片424必定支持某种形式的总线设计，例如SPI，以与外部控制器芯片如卡控制器422通信。
在使用中，用户使用键盘412来开启智能卡400。如上结合智能卡200和激活单元300的实施例所述，生物统计传感器410捕捉现场图像，并且该现场图像由适当的软件转换成模板，该模板被提供给存于智能卡芯片424上卡上匹配应用。与预先存储的模板成功匹配使得用户验证通过并且激活智能卡以供使用。用户于是使用键盘412在智能卡芯片424上的可用应用上滚动查看并且选择这些可用应用之一进行使用。一旦选择了应用，控制器422获取关于该应用的受保护的静态和动态数据并控制磁条模拟器430来模拟该数据，从而允许智能卡400与常规磁条读取器一起使用，但是还具有安全性得到提高并且通过动态数据的使用来提供欺诈预防的优势。当然，该智能卡也可与常规智能卡读卡器一起使用。对于无卡交易，控制器422控制显示器404来显示用于进行该交易所需的任何必要信息(例如，动态卡片验证数据，如动态代码或一次性密码或其它数据)。
图6为生物统计注册过程的流程图，用于初始化智能卡200，使其具有后续用于在交易过程中对用户进行验证的用户指纹模板。尽管这里是结合智能卡200描述该方法，但是该方法同样适用于变型的智能卡400。该过程确定那些用户能够访问智能卡芯片218上存储的应用。
在步骤600中，用户将智能卡200与激活单元300对接并使用键盘304的开/关按钮310开启激活单元。
在步骤601中，用户将手指置于生物统计传感器312上。在一些实施例中，该传感器可以是基于硅的面传感器或者为在很多笔记本电脑上通常可见到的扫描式传感器。
在步骤602中，生物统计传感器312捕捉指纹图像，并且在步骤603中检查图像质量以保证识别出足够的相关点以使得能够使用该指纹实现精确验证。
在步骤604中，如果图像质量不够，则提示用户重复捕捉步骤(通过显示器302)并且返回处理过程以重复步骤601至603。
在步骤605，如果图像的质量足够(根据步骤603确定)，则生物统计传感器312将图像处理成为代表数据点的模板文件。
在步骤606，模板被存储在智能卡芯片218的安全存储器中，该存储器将来可由智能卡芯片218的卡上匹配应用进行存取。
在步骤607中，询问用户是否要捕捉另一图像用于将来比较。如果请求另一图像，则重复该处理过程。如果不捕捉其它图像，则在步骤508结束该处理过程。
图7是用户验证处理的流程图。假设使用生物统计学进行验证，则该处理仅在用户完成上文中结合图6所述的生物统计注册过程后使用。
在步骤700中，用户将智能卡200与激活单元300对接，并使用键盘304的开/关按钮310开启激活单元。
在步骤701中，用户将手指置于生物统计传感器312上。
在步骤702中，生物统计系统捕捉现场生物统计图像。
在步骤703中，生物统计系统检查图像质量以确定是否存在足够多的数据点用于比较。
在步骤703中，如果确定质量不够，则在步骤704中通知用户(通过显示器302)必须重复图像捕捉步骤。
在步骤705中，如果图像具有足够的质量(根据步骤703中确定)，则生物统计系统将图像处理成为代表数据点的模板文件。
在步骤706中，模板文件从激活单元300被提交至智能卡芯片218的卡上匹配应用，用于与在生物统计注册处理过程(图6)中存储的模板比较。
在步骤707中，卡上匹配应用返回为成功或失败的值。
在步骤708中，如果出现匹配失败，则将该结果通知用户(通过显示器302)，回到步骤701并提示用户将手指置于生物统计传感器上。
在步骤709中，如果确定匹配成功，则通知用户(通过显示器302)并且通过将用户送至图8中定义的应用选择处理而结束处理(步骤710)。至此，对用户进行了验证并且智能卡ID激活。
尽管图7的方法是结合智能卡200和激活单元300描述的，但是该方法同样可应用于变型的智能卡400。也就是说，所述处理过程完全在智能卡400中进行而不是通过使用激活单元300进行。
图8是示出应用选择处理的流程图，其中，选择应用用于进行交易，并且智能卡200(或400)的磁条模拟器准备好用于进行交易。图8的方法在图7的用户验证过程之后。
在步骤800中，用户使用图7的方法成功激活设备。
在步骤801中，激活单元300(特别是激活单元控制器320)通过例如智能卡接口322询问智能卡芯片218以获得其所安装应用的列表。
在步骤802中，激活单元控制器320生成应用列表并在显示器单元302上显示该列表。
在步骤803中，用户按下键盘304上的按键。
如果在步骤803中用户按下开/关按钮310，则在步骤804中激活单元300关闭。当在智能卡处于激活单元中时用户关闭智能卡激活单元，或者在智能卡被放回智能卡激活单元时，调用用于锁定智能卡上所有应用的功能。
在步骤805中，如果用户在步骤803中按下滚动按钮306，则列表中的下一项被高亮显示。如果用户滚动到列表上最后的应用，则该列表中的第一个应用再次高亮显示，并且控制被送回到步骤803，在步骤803中，激活单元等待下一个按钮被按下。
在步骤806中，如果用户按下ok按钮308，则所选择的应用的生命周期状态变为“已解锁”并且其他应用的生命周期状态变为“锁定”(步骤807)。应用生命周期及其变化方法在上文描述的GlobalPlatform卡和其他标准中定义。
步骤808至810表示使得能够在磁条交易中使用智能卡动态卡片验证数据的步骤。在步骤808中，激活单元300通过其控制器320(其用作GlobalPlatform设备(或者在采用其它标准时为其它设备))从智能卡芯片218询问用户选择的应用，并且获得将由智能卡200用于构建磁条数据的必要数据值和供显示在智能卡显示器302上的任何数据元素。在步骤708期间，根据适用的行业标准，任何必要按键都从激活单元300传递至智能卡应用，以验证激活单元300为有效的GlobalPlatform(或其它)设备。
在步骤709中，由控制器320使用映射算法来将来自智能卡应用查询的输出形成待由磁条模拟器214模拟的数据流。该算法将智能卡的输出(其为表示智能卡交易的各数据元素的指定数量的数据比特)映射至关于指定交易应用的适当磁条交易规范中所需的各数据元素。激活单元于是能够根据关于磁条交易的交易应用规则创建新的数据流，包括除智能卡数据流(例如用户名，账号等)外的所有必要数据元素，但是还包括动态卡片验证数据。在实施例中，动态卡片验证数据包括：(a)动态数据代码标记；(b)动态数据代码(从智能卡数据流获得)；以及(c)递增的交易号(也从智能卡数据流获取)。控制器还接收在无卡交易期间用于显示的任何必要数据。
在步骤810中，激活单元300将新创建的磁条数据和任何显示数据发送至智能卡控制器216。智能卡控制器216于是将显示数据发送至显示器204并将磁条数据发送至磁条模拟器214。
在步骤811中，一旦从激活单元300获得所有信息并正确传递至智能卡，激活单元300通过显示器302通知用户可以将卡片从激活单元中取出并且卡片已准备好与任何读卡器(即，接触式或非接触式智能卡读卡器或标准磁条读卡器)一起使用。
在步骤812中，如果从激活单元300中取出智能卡200，则激活单元300关闭。如果未从激活单元300中取出智能卡200，则控制过程回到步骤803并且设备等待另一按钮被按下。在步骤712中取出智能卡200是系统级事件涵义，并且在任何时候出现该事件时，激活单元300关闭。
磁条模拟器会在用户可定义的时间段内保持激活，或者一直保持激活直到构成模拟器一部分的传感器感测到卡片成功刷过磁性读取头。智能卡会保持激活，直到卡片被放回至卡套中。
图9是示出关于ISO/IEC 7813中定义的磁条信用卡交易的普适数据格式规范的表格。图9还示出如何改变静态磁条数据以包括交易中使用的一些动态信息。磁轨1和2包括用于允许卡片发行方或其代理对金融交易进行授权的很多字段。在每个磁轨上具有任意数据(DD)片段，该片段允许发行方将用于交易授权处理的一些相关信息包括在内。典型的DD片段包括静态CVV(VISA)或CVC(MASTERCARD)值，该值被分配以三个字符。用三个数字的动态码(在Visa公司称为dCVV，在MasterCard公司称为CVC3)来代替三个字符的CVV或CVC数据、将dCVV或CVC3指示符字符(例如，指示存在动态数据的状态标记)包括在内、以及将四个字符的应用交易计数器值包括在内，允许卡片发行方使用对于每个交易唯一的数据集来对授权交易。使用中的智能卡芯片应用在每次交易后使来自该特定智能卡应用的交易计数器(即，每个智能卡应用维护其自己的交易计数器)递增。该值在授权期间被传送至交易服务器(其为当地信用卡交易基础设施的一部分)并且不需要服务器侧如许多现今安全令牌所要求的那样保持同步。
该方式采用已在关于安全智能卡交易而非关于磁条交易的规范中定义的动态代码方案，并且允许该方案在传统磁条交易中得到支持。在磁条交易中使用该动态信息允许现已用于智能卡交易的同一智能卡验证算法重复用于磁条交易，从而通过现有磁条读取器为磁条交易提供智能卡交易的安全性。该方式通过借助于现实中早已部署的现有磁条读取器实现安全交易而节省了大量的资源和金钱。
应当理解，上文中结合图9描述的特定方案(其中，用dCVV或CVC3值代替CVV或CVC值)专用于仅仅一个数据规范。该方案(即，特定数据格式，动态数据的位置，选择的动态数据，等等)可根据卡片发行方和交易应用而变化。对数据格式的修改显然落入本发明的精髓和范围内。熟悉交易卡的人员应当认识到，现已颁布很多国际标准化组织标准，例如ISO/IEC 7810、ISO/IEC7811、ISO/IEC 7812、ISO/IEC 7813、ISO 8583和ISO 4909，用于定义卡片的物理特性，包括大小、柔性、磁条的位置、磁场特性和数据格式。这些标准还为不同的发卡机构提供金融卡标准，包括卡号范围的位置。这些标准可指导技术人员对用于磁条交易中的受保护数据和动态卡片验证数据进行格式化。
遵循这些规范的磁条通常可由大多数销售点硬件读取，这些销售点硬件只是可被编程用于执行特定任务的通用计算机。符合这些标准的卡片的示例包括ATM卡、银行卡(信用卡和借记卡，包括VISA和MasterCard)、礼品卡、忠诚卡、驾驶证、电话卡、会员卡和电子利益交付卡(例如食物券)等。这里所述的方式可用于其中的值或安全信息被存储在卡片自身或远程存储器上的几乎任何应用。例如，健康护理信息可存储在中央提供者处。可向用户发放这里所述的智能卡。该智能卡可具有一些受保护数据例如用户的身份和账号，以及可产生动态数据(例如，代码和/或交易号)的智能卡芯片。用户可使用该智能卡来授权医生或其它医护人员访问受保护数据(即，交易)，而后台系统应当以上述方式操作以一起使用授权算法和动态数据，以授权该交易(即，释放医疗数据)。。图10是智能卡激活单元控制器320的处理部件的更详细的框图。控制器320包括微处理器1，其利用含有其各种操作指令的存储器2被进行编程。存储器2包括用于使得控制器320能够用作智能卡承受设备的指令集3。这些指令允许设备与上述智能卡芯片上的应用交互并管理这些应用。指令集4包括用于允许控制器320与智能卡200的智能卡控制器216通信的指令。指令集5由控制器320用于执行生物统计扫描、模板形成等控制器操作。指令集6包括控制器的通用操作指令。这些操作指令形成设备的操作框架，包括使用各种其他指令集用于执行本文所述的操作和方法等等。操作指令2包括用于控制激活单元显示器302上向用户显示的显示信息的指令集11。最后，操作指令包括交易应用专用指令集7。这些指令由控制器320用于映射/解析上述接收自智能卡的智能卡交易数据，并且格式化成用于磁条交易的部分或所有数据。例如，交易专用指令7可包括专用于Visa公司交易的指令集8。指令集8包括：由控制器320用于在VISA
Figure BPA00001314522900181
智能卡交易数据通信中标识接收自智能卡芯片218的特定数据元素的智能卡交易映射算法，以及用于根据监管规范来构建磁条交易数据结构(包括关于磁条交易数据结构的必要静态数据元素和动态卡片验证数据)的指令。还可包括其它指令集，例如专用于Mastercard公司的交易的指令集9，以及专用于借记卡交易的指令集10等等。
图11是智能卡控制器216的处理部件的框图。智能卡控制器216包括根据操作指令21被进行编程的微处理器20。该操作指令可包括例如用于管理与激活单元300的通信的指令集22。操作指令21还包括涉及磁条模拟器214的控制的指令集23。该操作指令包括用于控制设备的总体操作的通用操作指令集24。这些操作指令形成设备的操作框架，包括使用各种其他指令集用于执行本文所述的操作和方法等等。最后，操作指令21包括用于控制激活单元显示器204上向用户显示的显示信息的指令集25。
如上所述，智能卡控制器422会集成通过激活单元控制器320执行的很多功能。也就是说，除了以上关于图11中的智能卡控制器216描述的操作指令集之外，智能卡控制器422还可包括用于执行上文中结合智能卡400所述的操作所需的来自图10的指令集。
图12-20示出使用实现了智能卡交易的移动电话或其它便携式无线通信设备的交易系统的实施例。图12示出与实现NFC的伴侣卡900通信的实现短程通信的移动电话950。在一些实施例中，短程通信方案为近场通信，或称NFC，其为能够实现相距大约10-20分米(大约4-8英寸)距离的设备之间的数据交换的短程高频无线通信技术。这样，移动电话实现了远程通信(例如，蜂窝通信)和短程通信。NFC是ISO/IEC 14443近程卡标准(非接触式卡，RFID)的延伸，其将智能卡的接口与读卡器组合成单个设备。NFC设备能够与现有的ISO/IEC14443智能卡和读卡器以及其它NFC设备通信，从而与现有的已用于例如公共交通和支付的非接触式RFID基础设施兼容。尽管在本文中是结合NFC通信对交易系统进行描述的，但是应当理解，NFC通信仅仅是一个可能的实施例，并且用于短程通信的其它协议/方式也可用于设备间的通信。在这里，词语“近场通信”通常用于表示这些短程通信，而NFC作为缩写，表示特定的近场通信标准。
在该实施例中，移动电话950被配置用于使用现有的NFC技术进行无线交易(例如，非接触式信用和借记交易)。但是，现有的实现非接触式交易的移动电话无法用于磁条交易，这是现今使用的主流技术。在图12中示出的实施例中，移动电话950通过NFC通信与实现NFC的伴侣卡900通信。特别而言，通过上文中结合激活单元300描述的方式几乎相同的方式，移动电话950使用磁条模拟器将交易数据传递至实现NFC的伴侣卡900用于磁条交易。在示例性实施例中，该交易数据优选包括用于执行交易的任何必要的静态受保护数据以及用于交易授权的动态卡片验证数据。也可传送用于显示在实现NFC的伴侣卡900上供交易中使用的必要数据。
参考图13A和图13B，图13A是实现NFC的伴侣卡900的正视图，而图13B示出实现NFC的伴侣卡900的内部部件和一些背部部件。实现NFC的伴侣卡900具有其形状类似于常规信用卡或交易卡的智能卡主体902。智能卡包括用于接通/断开智能卡的开/关按钮906，以及用于向用户显示信息的显示器904。与本文所述智能卡的其它实施例一样，实现NFC的伴侣卡900包括与磁条模拟器通信的智能卡控制器(即，ASIC)908。实现NFC的伴侣卡900还包括内部电池电源916，用于至少对智能卡控制器908和磁条模拟器914供电。实现NFC的伴侣卡900包括NFC芯片(即，非接触式RF模块)，该NFC芯片用于通过天线912与另一实现NFC的设备进行RF通信。尽管NFC芯片被示为单独的芯片910，但是NFC功能可内嵌到用作控制器908的ASIC中。由于智能卡应用位于移动电话950上，所以实现NFC的伴侣卡900不需要包括智能卡芯片。
图14是智能卡控制器908的处理部件的框图。智能卡控制器908包括根据操作指令911被进行编程的微处理器909。操作指令911包括：例如，关于磁条模拟器914的控制的指令集913，以及用于进行与另一实现NFC的设备通信的指令集917。如果NFC芯片为与控制器908不同的部件，则指令集917与NFC芯片910对接，或者，如果NFC通信功能被集成到控制器908中，则指令集917包括NFC芯片功能。该操作指令包括用于控制设备的总体操作的通用操作指令集915。这些操作指令915形成设备的操作框架，包括使用各种其他指令集用于执行本文所述操作和方法，等等。操作指令911还可包括用于控制在显示器904上向用户显示信息的指令集919。
图15是移动手机950的相关处理部件的框图。应当理解，这里仅描述具有涉及与实现NFC的伴侣卡900交互以实现本文所述交易的处理能力的部分。移动电话、PDA或其它无线通信设备的、用于执行其标准操作(例如，打电话，通过因特网通信，电子邮件，等等)的通用处理能力与无线通信设备领域中的类似，在此不予描述，以使本发明的描述简练。移动电话950包，控制器960，控制器960包括根据操作指令963被进行编程的微处理器962。
操作指令963包括通用操作指令集964。这些操作指令964形成设备的操作框架，包括使用各种其他指令集用于执行本文所述操作和方法，在移动电话的显示器上向用户显示信息，等等。指令集966包括用于例如通过NFC通信执行非接触式智能卡交易的一个或多个智能卡应用966。这些指令对应于VISA智能卡交易应用、MASTERCARD
Figure BPA00001314522900202
智能卡交易应用、借记交易应用、信息访问事务等等，其在上文被描述为存于上述智能卡芯片218、424的安全存储器中。这些应用966使用设备中存储的受保护数据发起交易，生成动态卡片验证数据(例如，用于VISA
Figure BPA00001314522900211
交易的dCVV代码和交易计数)，并提供用于在交易期间向用户显示的信息。这些智能卡应用966是本领域技术人员所熟知的。操作指令963还包括用于与智能卡应用966通信的一个或多个智能卡读卡器应用968。这些指令对应于上述的智能卡承受设备指令集3，并且允许设备与智能卡应用966对接并管理智能卡应用966。该应用968使得控制器960能够模仿智能卡承受设备(例如，读卡器)以从智能卡交易应用966接收具有非接触式智能卡交易数据的安全通信。举例而言并特别参考信用卡应用，该“读卡器”应用966向选择的应用查询以返回磁轨2等效数据。在Visa公司应用中，该磁轨2数据会包括dCVV和交易计数数据。一旦获取该数据，“读卡器”应用能够将该数据提供至交易应用专用指令970(见下文描述)以获取磁轨1数据用于磁条交易。磁条交易数据被传送至NFC通信程序972，该程序与实现范围内NFC的伴侣卡900建立对等会话。
操作指令963包括与上文中结合图10所述的指令集7类似的交易应用专用指令970。这些指令由控制器960使用用于映射/解析接收自一个或多个智能卡应用966的智能卡交易数据(如上所述)，并且对用于磁条交易的部分或所有数据进行格式化。例如，交易应用专用指令970可包括专用于Visa公司交易的指令集974。指令974包括由控制器960用于标识来自智能卡应用966的VISA
Figure BPA00001314522900212
智能卡交易非接触式数据通信中的特定数据元素的智能卡交易映射算法，以及用于根据监管规范而构建磁条交易数据结构(包括关于磁条交易数据结构的必要静态数据元素和动态卡片验证数据)的指令。还可包括其它指令集，例如专用于Mastercard公司的交易的指令集976，以及专用于借记卡交易的指令集978等等。
最后，操作指令963可包括用于针对交易执行用户验证的指令集980。这些指令可为生物统计验证(例如，生物统计扫描，模板形成等)或其他类型的验证(例如，用户PIN或密码验证)专用的。
图16示出在利用交易信息对磁条模拟器914进行编码后在交易(特别是信用卡交易)中使用实现NFC的伴侣卡900。在利用适当的交易数据对磁条模拟器914进行编码后，实现NFC的伴侣卡900在连接至POS设备(例如收银机1100)的标准磁条读取器1000中刷过。如果在经编码数据中包括动态卡片验证数据，这如上所述在授权过程中使用该数据。
图17是示出在交易中使用实现NFC的伴侣卡900和移动电话950的方法的基本流程图。图17中所述各步骤中很多步骤的细节在上文中结合图6-8的流程图已予以具体描述。
在步骤1200中，用户接通实现NFC的伴侣卡900。
在步骤1202中，用户使用移动电话(或其它无线通信设备)来得到交易应用(例如，账单，VISA公司，MasterCard公司，等等)的列表并且用户选择这些交易之一以供使用。在该步骤中，智能卡读卡器应用968可查询智能卡应用获得可用应用，且处理器962在移动电话950的显示器上显示这些可用应用。用户在列表上滚动并选择应用以供使用。可利用移动钱包应用对移动电话950进行编程，该移动钱包应用允许用户从安装的应用(信用，账单，等等)中选择，并启用或激活一个应用供下一交易使用。
在步骤1204中，例如使用生物统计学(在移动电话或智能卡具有生物统计能力的情况)或者PIN或密码验证方案对用户进行验证。
在步骤1206中，用户将实现NFC的伴侣卡900带入移动电话950的NFC范围内，使得它们能够彼此通信。在彼此的范围内之后，实现NFC的移动电话和智能卡建立对等会话并且向彼此传送数据。NFC对等会话由适当的标准来监管。
在步骤1208中，移动电话950通过使用交易应用专用指令970，准备磁条交易数据供实现NFC的伴侣卡900使用。从以上描述应当理解，智能卡读卡器应用968从一个或多个智能卡应用966获取非接触式智能卡交易数据并将该信息提供给交易应用专用指令970以准备磁条交易数据。
在步骤1210中，移动电话950使用NFC通信指令972将磁条交易数据传送至智能卡。电话与智能卡之间的数据传输可根据建立的覆盖NFC和ISO 14443非接触式智能卡的标准进行加密。
在步骤1220中，实现NFC的伴侣卡900接收磁条交易数据，且智能卡控制器908控制磁条模拟器以在其磁场中对接收到的磁条交易数据进行编码。
在步骤1230中，(通过实现NFC的伴侣卡900的显示器904和/或移动电话950的显示器)通知用户智能卡已准备好在传统磁条读取器中使用。用户将智能卡与标准磁条读取器一起使用，以执行交易。
在交易成功之后，按照预定的期限或者在用户按下开/关按钮906时，实现NFC的伴侣卡900删除任何交易数据并可供下一交易使用。处于安全目的，实现NFC的伴侣卡900不保留关于交易的有用信息。
移动电话也能够用于常规非接触式智能卡交易中。对于VISA
Figure BPA00001314522900231
MSD和MASTERCARD
Figure BPA00001314522900232
Magstripe智能卡规范，这意味着移动电话返回磁轨2等效数据。由于在磁轨上很对信息是冗余的，所以非接触式读取器应用采用磁轨2数据并且建立磁轨1数据。磁轨数据的唯一明显差别在于卡片持有人姓名在磁轨1上，但有时并不建议将该信息包括在支付信息中。非接触式读卡器于是将该数据发送至POS系统供交易授权中使用。
图18示出用于以交易应用对移动电话950进行编程并管理这些应用的系统，该系统的操作方式与上述的图1所示系统的操作方式几乎相同，不同在于利用蜂窝系统通过无线进行编程。当然，也可通过无线因特网通信进行编程。该系统包括智能卡管理系统175，其在上文中已描述。发卡方173(或其代理)采用标准账户信息和SCMS系统175，并且将账户信息与其它数据结合以创建加载文件，该加载文件通过蜂窝数据网179和空中下载(Over the Air，OTA)供给服务177(例如，由芬兰赫尔辛基的Venyon提供的授信服务提供商业务)被下载到移动电话950。该业务负责在加载文件的下载期间管理蜂窝通信，等等。当移动电话950接收该加载文件时，该加载文件被传送至存于移动电话950上的、控制移动电话上智能卡应用的安装和激活的卡片管理器程序。
图19示出关于实现NFC的伴侣卡900的储存和充电的可选方式。更特别而言，实现NFC的伴侣卡900储存在移动电话950背后的插槽或插座951中。提供连接以将移动电话950耦合至实现NFC的伴侣卡900，使得实现NFC的伴侣卡900的内部电池916能够由移动电话950的内部电池再充电。
尽管这里说明的智能卡系统在与金融交易结合使用时具有特定优势，但是该系统不限于此。该智能卡系统可与客户记录访问、健康记录、金融记录或其它保密信息结合使用。因此，这里使用的用语“交易”不限于金融交易，而是更普遍地表示通过智能卡或磁条提供信息以供特定形式的验证和/或授权中使用。
尽管就示例性实施例对本发明进行了描述，但是本发明不限于此。因此，所附权利要求应该广泛地理解为包括可由本领域技术人员在未脱离本发明等效内容的范围和领域的情况下作出的、本发明的其它变型和实施例。

Claims (27)

1.一种可在磁条刷卡交易中与用于读取被编码在标准交易卡的磁条上的交易信息的交易终端一起使用的智能卡，该智能卡包括卡体，该卡体包括：
磁条模拟器，用于与所述交易终端一起使用；
智能卡芯片，该智能卡芯片被编程有用于提供动态卡片验证数据和在交易中使用的受保护数据的至少一个交易应用；
与所述磁条模拟器通信的卡控制器，其中，该卡控制器用于接收所述动态卡片验证数据以及控制所述磁条模拟器来发出以至少一部分所述受保护数据和所述动态卡片验证数据编码的磁场；以及
电源。
2.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述卡体还包括用于与智能卡读卡器对接的智能卡接触板和无线接口中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述卡体包括存储的生物统计数据，该生物统计数据与所述智能卡的经授权用户对应。
4.根据权利要求3所述的智能卡，其中，所述智能卡芯片包括用于根据所述存储的生物统计数据对接收的生物统计数据进行验证的验证应用。
5.根据权利要求4所述的智能卡，其中，所述接收的生物统计数据和存储的生物统计数据包括指纹数据。
6.根据权利要求4所述的智能卡，其中，所述卡体还在其表面上包括生物统计传感器。
7.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述智能卡芯片包括多个交易应用，每个交易应用提供相应的受保护数据供交易中使用。
8.根据权利要求7所述的智能卡，其中，所述多个交易应用对应于赊购交易应用、借记交易应用和信息访问控制应用中的两个或更多个。
9.根据权利要求7所述的智能卡，其中，所述卡体还在其表面上包括用户接口，用于使得用户能够在所述智能卡芯片上的所述多个交易应用中选择进行使用。
10.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述卡体还包括与卡控制器通信的显示器。
11.根据权利要求10所述的智能卡，其中，所述卡控制器在所述显示器上显示所述动态卡片验证数据。
12.根据权利要求10所述的智能卡，其中，所述卡控制器在所述显示器上显示用于授权无卡交易的信息。
13.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述磁条模拟器包括两个或更多模拟的磁条磁轨。
14.根据权利要求1所述的智能卡，其中，在所述磁场中，递增的交易号与所述受保护数据和动态卡片验证数据一起编码。
15.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述卡控制器用于从所述智能卡外部的源接收用于以所述磁条模拟器进行编码的数据，其中，所述卡体还包括与所述智能卡芯片通信以向所述智能卡外部的源提供数据的智能卡接口。
16.根据权利要求1所述的智能卡，其中，所述卡控制器与所述智能卡芯片通信以接收数据，包括受保护数据和动态数据编码，其中，所述智能卡控制器对磁条交易中使用的所述数据中的至少部分进行格式化，并将格式化的数据提供给所述磁条模拟器。
17.一种智能卡激活单元，包括：
用于与智能卡芯片通信的接触式接口和非接触式接口中的一者或两者；
激活单元控制器，用于通过所述接口从所述智能卡芯片接收智能卡交易数据，包括在交易中使用的来自所述智能卡芯片的受保护数据和动态卡片验证数据，以及用于将所述受保护数据和所述动态卡片验证数据中的至少一部分格式化成磁条交易数据；以及
卡片接口，通过该卡片接口，所述激活单元控制器向所述智能卡提供磁条交易数据以供在磁条交易中使用。
18.根据权利要求17所述的智能卡激活单元，还包括：
显示器；以及
用户输入装置，其可与所述显示器一起操作，用于在所述智能卡上的交易应用中选择。
19.根据权利要求17所述的智能卡激活单元，还包括用于从现场用户捕捉生物统计信息的生物统计传感器，其中，所述激活单元控制器向所述智能卡提供对应于所捕捉的生物统计信息的信号，用于所捕捉的生物统计信息与所存储的生物统计信息的卡上比较。
20.根据权利要求17所述的智能卡激活单元，其中，所述激活单元控制器控制所述显示器以向现场用户提供指示，指出所述智能卡已准备好供交易中使用。
21.根据权利要求17所述的智能卡激活单元，其中，所述智能卡激活单元具有容纳所述智能卡的插槽。
22.根据权利要求17所述的智能卡激活单元，还包括电池电源。
23.一种在磁条交易和接触式或非接触式智能卡交易中均可使用的智能卡，包括智能卡体，该智能卡体包括：
智能卡芯片，该芯片被编程有用于执行智能卡交易的至少一个交易应用，所述智能卡交易涉及向智能卡读卡器传送智能卡交易数据，包括受保护数据和由所述智能卡芯片动态生成的动态卡片验证数据，其中，所述智能卡芯片还被编程有用于根据预先存储的用户生物统计信息对用户进行验证的生物统计匹配卡上应用；
智能卡接口，用于将所述智能卡芯片与智能卡读卡器进行对接；
磁条模拟器，用于将所述智能卡与用于读取被编码在交易卡的磁条上的交易信息的磁条读取器对接；
内部电源；
与所述磁条模拟器通信的卡控制器，其中，所述卡控制器控制所述磁条模拟器来发出以磁条交易数据编码的磁场，其中，所述磁条交易数据包括动态卡片验证数据和至少一部分来自所述智能卡交易数据的受保护数据；以及
受所述卡控制器控制的显示器。
24.根据权利要求23所述的智能卡，其中，所述卡控制器用于从所述智能卡外部的源接收所述磁条交易数据。
25.根据权利要求23所述的智能卡，
其中，所述卡体还在其表面上包括生物统计传感器用于捕捉生物统计数据，其中，该生物统计数据被提供给所述匹配卡上应用用于对现场用户进行验证；以及
其中，所述卡控制器与所述智能卡芯片通信以接收智能卡交易数据，将所述动态卡片验证数据和至少一部分来自所述智能卡交易数据的受保护数据格式化成磁条交易数据，并且将该磁条交易数据提供给所述磁条模拟器。
26.一种交易系统，包括：
便携式个人无线通信设备，其能够用于与同样能够进行近场通信的设备进行近场通信，该无线通信设备被编程有在非接触式智能卡交易中使用的至少一个智能卡应用，其中，该无线通信设备用于对用于磁条交易的非接触式智能卡交易数据进行格式化并且通过近场通信传递磁条交易数据；以及
能够用于与同样实现近场通信的设备进行近场通信的伴侣卡，该伴侣卡包括卡体，该卡体包括：
-磁条模拟器，用于与用于读取被编码在标准交易卡的磁条上的交易信息的交易终端一起使用；
-与所述磁条模拟器通信的卡控制器，其中，所述卡控制器用于接收通过近场通信而传递给伴侣卡的磁条交易数据，并且控制所述磁条模拟器来发出以所述磁条交易数据编码的磁场；以及
-内部电源。
27.根据权利要求26所述的交易系统，其中，所述非接触式智能卡交易数据包括动态卡片验证数据，其中，动态卡片验证数据包括在所述磁条交易数据中。
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