WO1997002543A1 - Verarbeitung langer nachrichten in einer prozessorkarte - Google Patents

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WO1997002543A1
WO1997002543A1 PCT/EP1995/002606 EP9502606W WO9702543A1 WO 1997002543 A1 WO1997002543 A1 WO 1997002543A1 EP 9502606 W EP9502606 W EP 9502606W WO 9702543 A1 WO9702543 A1 WO 9702543A1
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WO
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message
writable
volatile memory
buffer
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PCT/EP1995/002606
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Walter Hänel
Martin Witzel
Original Assignee
International Business Machines Corporation
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Priority to EP95926386A priority patent/EP0811204B1/de
Priority to DE19626337A priority patent/DE19626337C2/de
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    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
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    • G07F7/0833—Card having specific functional components
    • G07F7/084—Additional components relating to data transfer and storing, e.g. error detection, self-diagnosis

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for processing messages in a processor card with a processor unit and a writable, non-volatile memory, wherein an access authorization of a message to the processor card must be checked before further processing of the message.
  • the invention further relates to a method for communication with the processor card.
  • data carrier cards or chip cards portable cards, mostly in credit card format and preferably made of plastic or metal, with an electronic chip integrated therein are referred to as data carrier cards or chip cards.
  • intelligent data carrier cards or processor cards also called multifunctional chip cards or smart cards
  • Simple memory cards generally only allow data to be written and read.
  • intelligent processor cards generally have functions for structuring, localizing, managing and protecting data.
  • Applications with processor cards ie applications for which communication of any device with a processor card is required, can be, for example, cashless payment, identification of the processor card holder, storage of data or the like.
  • the corresponding access authorization must first be verified before data access.
  • an authentication for example by a MAC (Message Authentication Code) or an identification number PIN (Personal Identification Number), or an encryption of the data.
  • PIN Personal Identification Number
  • Authentication is a measure that is used to determine the authenticity of subjects and objects.
  • a symmetrical encryption algorithm such as DES (digital encryption standard)
  • an asymmetrical encryption algorithm e.g. a public key algorithm
  • the processor card 10 communicates with the outside world, represented here by any device 15, which can be, for example, a card reader, a computer or the like, via an I / O port 20 which is connected to a Processor unit 30 is connected.
  • the I / O port 20 forms the interface to the outside world Processor card 10 and forwards received messages or other information from the outside world to the processor unit 30. Messages or information from the processor card 10 can also be passed on to the outside world via the I / O port 20.
  • the processor unit 30 is connected to a volatile, writable memory 40, a non-volatile, non-writable memory 50, and also a non-volatile, but writable memory 60.
  • the volatile memory 40 is generally designed as a RAM (Random Access Memory) and will also be referred to as RAM 40 below.
  • the non-writable, non-volatile memory 50 is preferably embodied as ROM (Read Only Memory) in today's processor cards 10 and is referred to below as ROM 50. Accordingly, a PROM (Programmable Read Only Memory) or the like can also be used.
  • the non-volatile, but writable memory 60 is implemented in processor cards 10 primarily as EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) and is referred to below as EEPROM 60.
  • Volatile memories such as RAM 40 differ from non-volatile memories, such as ROM 50 or EEPROM 60, in that in the case of volatile memories the memory content is lost after the supply voltage has been removed, while the memory content in the non-volatile memories also after removal the supply voltage is retained.
  • Non-writable memories such as the ROM 50, receive fixed programming (e.g. by burn-in) that cannot be changed.
  • Writable memories such as RAM 40 or EEPROM 60, can be processed by processor unit 30 in their memory content be changed by writes, the number of possible writes generally being limited by their lifetime. Volatile memories generally have a significantly shorter access time (approximately a factor of 1: 10,000) than non-volatile memories and are therefore preferably used as fast working memories for the processor unit 30.
  • An operating system 55 of the processor card 10 is preferably also accommodated in the area of the ROM 50 as fixed programming.
  • the operating system 55 can also be stored, at least in part, in the EEPROM 60 and contains programs for the processor card 10 which control the execution of programs and sequences, the distribution of resources among the individual user programs and the maintenance of the operating mode in the processor card 10 and monitor.
  • the memory area in the RAM 40 is divided into an area 70 used by the operating system 55 of the processor unit 30 as a buffer memory and an area 80 which can be used for the operation of programs during the operation of the processor card 10.
  • the EEPROM 60 generally has an area 90 with a file system and an area 100 without a file system.
  • a large number of files (files) 110 are arranged in the area 90 with a file system.
  • the files 110 are accessible via a root directory 120, which is also preferably a
  • the data width of the individual files 110 can be Creation of a file can be freely defined by the processor unit 30 within the total length of the EEPROM 60. Furthermore, access conditions to each of the files 110, such as a read-only or write-only or a combined read / write access, can be defined. In this case, write access to one of the files 110 can be carried out by an authentication method (described below), such as e.g. B. secured by a checksum when using a MAC. In which file or files of the plurality of files 110 a message is to be stored, or which of the files a message should have access to, is either present in the message itself or the processor unit 30 knows the corresponding location, for example on the basis of previous messages .
  • a message can be any, preferably self-contained, information unit that is transported from a message source to a message sink, here the processor card 10.
  • Each of the files 110 is in turn divided into a large number of individual data records (records) which are related in terms of processing technology.
  • the data records form a logical unit within a file and should preferably only be written or read as a whole.
  • the area 100 without a file system is provided for storing permanent data of the operating system 55 and has random access.
  • the processor card 10 receives a message from the outside world via the I / O port 20, this is first written into the area 80 of the RAM 40 by the processor unit 30 before further processing.
  • the message preferably contains an addition which proves that the message comes from a specific address and was not changed on the way from this address to the processor card 10.
  • the MAC is preferably used today, which contains a checksum in order to be able to prove and check the access authorization, for example for a write or read access.
  • Other authentication methods such as those listed above, are used analogously.
  • the memory area of the RAM 40 is generally very small (e.g. 240 bytes) and is also reduced by the area 70 used by the operating system 55, only a very limited memory area (e.g. 64 bytes). Accordingly, messages that are to be processed by processor cards 10 must not exceed a certain maximum data size (currently 64 bytes). Longer Messages have to be broken down into smaller ones, which is due to the special security conditions and the associated procedures for determining the access authorization, such as the
  • An example of a possible message transmission between the outside world and the processor card 10 can be the following message: "Write the data DATA into file number X in data record number Y, with a MAC of Z as the access authorization".
  • DATA should stand for any data sequence.
  • a key is stored in the EEPROM 60 of the processor card 10 which, together with the data DATA, allows a check of the MAC, for example in accordance with ANSI X9.9 or ANSI X9.19.
  • the processor unit 30 first writes the message into the area 80 of the RAM 40 and, after receiving the message completely, checks the authorization of the message for a write operation on the basis of the MAC Z and the DATA DATA. If there is no authorization, or the authorization condition e.g. B.
  • the processor 55 aborts the processor card 10.
  • the message is processed by the processor unit 30 into one for the latter Write access provided file 130 of the plurality of files 110, wherein the writing can be carried out either as rewriting or overwriting existing data in the file 130.
  • the processor unit 30 transmits this to the outside world with the aid of the I / O port 20 back again.
  • the entire process corresponds to the definitions according to ISO / IEC 7816.
  • the problem with this type of communication between the outside world and the processor card 10 is, firstly, that the message may not be able to be written completely into the RAM 40 due to the limited data size, and furthermore that an authorization must first be verified before a write access can take place or may.
  • the invention has for its object to enable communication with a processor card, largely independent of the data size of the messages to be received from the processor card.
  • the object of the invention is achieved in accordance with the independent claims.
  • a message arriving in a processor card is written and stored by a processor unit in a writable, non-volatile memory, such as an EEPROM, before the message is checked by the processor unit with regard to its access authorization to the processor card.
  • a writable, non-volatile memory such as an EEPROM
  • memory locations in the writable, non-volatile memory can be freely defined in terms of their data size, in each case within the scope of the total data size of the writable, non-volatile memory, messages with almost any size of data can be checked for their access authorization by the processor card and thus processed.
  • the messages entering the processor card from the outside world can either be written to the writable, non-volatile memory directly or only indirectly, for example after the messages previously stored in a writable, volatile memory and possibly also preprocessed. Preprocessing can be, for example, determining the address of the memory location in which the message is to be processed. Since the access authorization for a write operation in the writable, non-volatile memory has yet to be checked before further processing of the message, the storage in the writable, non-volatile memory takes place in the form of temporary storage, the final position not yet being determined.
  • the invention is used for communication with processor cards.
  • the communication of any device with a processor card takes place by sending out a message to the processor card by the device, receiving the message by the processor card and processing the message according to a method according to the invention.
  • the instructions required for the processing according to the invention are preferably stored in the operating system of the processor card.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a processor card
  • the writable, volatile memory 40 is again to be referred to as RAM 40 and the writable, non-volatile memory 60 is again to be referred to as EEPROM 60.
  • RAM 40 the writable, volatile memory 40
  • EEPROM 60 the writable, non-volatile memory 60
  • the invention is not limited to these embodiments of the memories.
  • the incoming message is stored in a buffer 140 in the area 100 of the EEPROM 60, which is outside the area 90 with file systems.
  • the processor unit 30 checks the access authorization of the buffered message, e.g. B. by recalculating the MAC. If there is no valid access authorization, the message processing is aborted and the cached message can be overwritten by a subsequent one. However, if the access authorization could be verified, the message is copied or moved from the buffer memory 140 into the file 130 of the plurality of files 110 provided for storing the message. After the message has been stored in the file 130, feedback is given in accordance with the above.
  • most writable non-volatile memories such as EEPROM 60 used today must ensure that buffer area 140 is e.g. B. after a certain number of write cycles (approximately 10,000-100,000) to another location in area 100 is relocated, since these writable, non-volatile memory elements only allow a certain number of write accesses to a memory location, and thus a loss of data can occur when a memory cell reaches the end of its life.
  • copying the message from the buffer 140 to the final location of the message in the file 130 with the memories used today is relatively time-consuming (about a factor of 10,000) compared to other operations, such as writing or reading in the RAM 40 or reading in the EEPROM 60. Therefore, only those messages that cannot be received directly in the RAM 40 due to their data size are preferably buffered in the buffer memory 140. This can e.g. can be achieved in that the incoming message from the processor unit 30 is first written (sequentially) into the RAM 40. When the available amount of RAM 40 is overwritten, the part of the message stored there is copied into the buffer memory 140 and the rest of the message is now stored directly in the buffer memory 140 and possibly attached to the part of the message copied from the RAM 40.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the invention.
  • the incoming message is stored directly in the local buffer 160 of the file 130.
  • the Checking of the access authorization of the message is now carried out by the processor unit 30, corresponding to what has been said above, with the message stored in the local buffer 160.
  • the address of the file 130 in which the message is to be stored is not yet known when the message arrives, the message is first read into the RAM 40. The reading occurs at least until the address is determined. In the communication protocols currently used, it is stipulated that the address for storing the message can be found, for example, within the first 4 bytes of the message if an address is present.
  • the part of the message necessary for recognizing the address could first be written into the buffer memory 140, which is optional for the second embodiment.
  • a write access is many times slower than a write access to a volatile memory 40.
  • the current communication protocol requires a specific write speed for the communication with the processor card 10 reading the message or for related parts of the message, so that certain write access times must not be exceeded, at least for the related parts of the message. Otherwise, communication with the processor card 10 is interrupted. Since the minimum possible write access speed required for this cannot be maintained by most of the writable, non-volatile memories 60 available today and in some cases significantly less than this, the messages cannot be written directly into the writable, non-volatile memory 60 here. In order to be able to carry out communication nevertheless, the contiguous parts of the message are first read into the volatile memory 40 and copied from there into the corresponding temporary memories, such as the temporary memory 140 or the local temporary memories 150, 160, etc.
  • the device and the method according to the second embodiment thus reduce the risk of overusing only one area, such as when the access frequencies to the individual files 110 are approximately the same.
  • the corresponding local buffer 160 itself is defined as a file 130, or as a partial area thereof, and the content of the respective local buffer 150, 160, etc. is not copied or moved to the corresponding location within the file 130 after the access authorization has been established .
  • the file 130 is created, for example, as a linked list, the pointers that define the locations of the individual data records are exchanged accordingly within this list.
  • the records are in such a way that they are provided with a data record number, the data record numbers simply have to be exchanged accordingly.
  • the areas of the individual local buffers are assigned to the corresponding file of the plurality of files 110 on successful write access, and another location of the corresponding file is defined as a new local buffer.
  • Fig. 4 shows such an arrangement.
  • the message was first written to the local buffer 160 of the file 130 and, after successful authentication, the write authorization of the message was determined.
  • the old local buffer 160 is now incorporated into the file 160 and a new area 160 'of the file 130 is defined as the new local buffer 160' of the file 130.
  • the conventional checking of the access authorization of a message in the RAM 40 and a subsequent saving in the EEPROM 60 requires at least a writing operation of the entire message into the RAM 40 and a writing operation of the data to be stored in the EEPROM 60.
  • the inventive checking of the access authorization requires accordingly
  • at least one write operation of the entire message into the EEPROM 60 and a further write operation of the data to be stored likewise into the EEPROM 60.
  • the checking of the access authorization according to the third embodiment likewise requires at least one write operation of the entire message into the EEPROM 60 , however, the further writing process into the EEPROM 60 is limited to the data required to redefine the data records.
  • the write process in the EEPROM is approximately 10,000 times slower than the write process in the RAM, so that the write process in the EEPROM 60 essentially determines the total write time.
  • times for the establishment of the connection and the authentication and security check of each individual message must still be taken into account in the communication. If a message has to be broken down into a large number of individual partial messages, as in the conventional checking of access authorization with long messages, then these times fall for establishing the connection, authentication, security check, etc. for each individual partial message and must be included in the communication time. Without taking into account these times for the connection establishment etc., the total write time in today's memories for the first and second embodiment thus doubles compared to the conventional checking of the access authorization only in RAM 40.
  • the total write time increases, depending on the ratio of Data size to message size required for renaming, just a few percentages.
  • the total communication time times for connection establishment + total write time
  • these values are the more favorable for the embodiments, the longer the messages.
  • the third embodiment proves to be particularly advantageous here.
  • the processing according to the invention reduces the overall processing time for long messages, since these can be processed completely and do not have to be broken down into parts.
  • the incoming messages do not have to be written directly into the writable, non-volatile memory 60.
  • the message, or even parts thereof are first read into the volatile memory 40 and from there into the corresponding buffer, such as the buffer 140 or the local buffers 150, 160, etc. are copied or moved.
  • Related parts of the message should preferably always be stored together either directly in the writable, non-volatile memory 60 or temporarily stored in the volatile memory 40 or the writable, non-volatile memory 60.
  • the processor card 10 Before the start of communication, the processor card 10 preferably makes a request, for example in accordance with ISO / IEC 7816-3, for dividing the message into individual partial messages, the processor card 10 notifying the available maximum memory space of the volatile memory 40, or using a standardized value becomes. Since in today's memories the write access to an EEPROM is approximately 10,000 times slower than the write access to a RAM, temporary buffering in the RAM 40 only plays a minor role.
  • the processing according to the invention is generally controlled and monitored by the operating system 55 of the processor card 10.
  • the operating system 55 preferably has all the instructions required to promote the invention e.g. in the form of microcode or the like.

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine in eine Prozessorkarte (10) eintreffende Nachricht von einer Prozessoreinheit (30) in einen beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60), wie einem EEPROM (60), geschrieben und gespeichert bevor die Nachricht hinsichtlich ihrer Zugriffsberechtigung auf die Prozessorkarte (10) durch die Prozessoreinheit (30) überprüft wird. Da Speicherplätze in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichers (60) in ihrer Datengröße, jeweils im Rahmen der gesamten Datengröße des beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichers (60), frei definierbar sind, können so Nachrichten mit nahezu beliebig großer Datengröße von der Prozessorkarte (10) auf ihre Zugriffsberechtigung geprüft und damit prozessiert werden. Dabei können die in die Prozessorkarte (10) von der Außenwelt her eingehenden Nachrichten entweder in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichers (60) unmittelbar oder erst mittelbar, z.B. nachdem die Nachrichten vorher in dem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) zwischengespeichert und eventuell auch vorprozessiert wurden, gespeichert werden. Ein Vorprozessieren kann hier beispielsweise ein Ermitteln der Adresse der Speicherstelle sein, in der die Nachricht prozessiert werden soll. Da die Zugriffsberechtigung für einen Schreibvorgang in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) vor einer weiteren Prozessierung der Nachricht erst noch überprüft werden muß, erfolgt die Speicherung in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) im Sinne einer Zwischenspeicherung, wobei die endgültige Position noch nicht festgelegt ist. Die Erfindung findet Verwendung für die Kommunikation mit Prozessorkarten. Die Kommunikation einer beliebigen Vorrichtung mit einer Prozessorkarte erfolgt durch ein Aussenden einer Nachricht an die Prozessorkarte durch die Vorrichtung, ein Empfangen der Nachricht durch die Prozessorkarte (10) und ein Verarbeiten der Nachricht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Description

B E S C H R E I B U N G
VERARBEITUNG LANGER NACHRICHTEN IN EINER PROZESSORKARTE
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Nachrichten in einer Prozessorkarte mit einer Prozessoreinheit und einem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher wobei eine Zugriffsberechtigung einer Nachricht auf die Prozessorkarte vor einer weiteren Behandlung der Nachricht überprüft werden muß. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Kommunikation mit der Prozessorkarte.
Stand der Technik
Als Datenträgerkarten oder Chipkarten werden heute tragbare Karten, zumeist in etwa in Scheckkartenformat und vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall, mit einem darin integrierten elektronischen Chip bezeichnet. Im Gegensatz zu einfachen Speicherkarten (die als Memory Chip-Cards oder Memory-Cards bekannt sind) besitzen intelligente Datenträgerkarten, oder Prozessorkarten, (auch multifunktionale Chipkarten, oder Smart-Cards genannt) neben einem Speicherbereich einen eigenen Prozessor zur Kontrolle der auf dem Chip der Datenträgerkarte gespeicherten Daten. Dies erlaubt einen besseren Schutz der Daten und führt zu einer verbesserten Funktionalität der Prozessorkarten. Einfache Speicherkarten erlauben im allgemeinen nur ein Schreiben und Lesen der Daten. Intelligente Prozessorkarten verfügen darüber hinaus noch im allgemeinen über Funktionen zur Strukturierung, Lokalisierung, Verwaltung und zum Schutz der Daten. Der vor allem wegen der erhöhten Fälschungssicherheit zunehmende Einsatz von Prozessorkarten erstreckt sich auf zahlreiche Anwendungsgebiete. Anwendungen mit Prozessorkarten, also Anwendungen, für die eine Kommunikation eines beliebigen Gerätes mit einer Prozessorkarte erforderlich ist, können beispielsweise bargeldloses Bezahlen, Identifikation des Prozessorkarteninhabers, Speicherung von Daten oder dergleichen sein.
Um einen unberechtigten Zugriff auf Daten der Prozessorkarte zu vermeiden, muß vor einem Datenzugriff die entsprechende Zugriffsberechtigung erst nachgewiesen werden. Als Verfahren zur Überprüfung der Zugriffsberechtigung könnem z.B. eine Authentifikation, beispielweise durch einen MAC (Message Authentification Code) oder eine Identifikationsnummer PIN (Personal Identification Number), oder eine Verschlüsselung der Daten dienen. Die Berechtigung muß nachgewiesen werden, bevor Daten wirksam überschrieben werden können. Die Authentifikation stellt eine Maßnahme dar, mit der die Authentizität von Subjekten und Objekten festgestellt werden soll. Meist wird dabei ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, wie der DES (digital encryption Standard) , oder ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, wie z.B. ein Public-Key Algorithmus, benutzt.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Prozessorkarte 10. Die Prozessorkarte 10 kommuniziert mit der Außenwelt, hier dargestellt durch eine beliebige Vorrichtung 15, die beispielsweise ein Kartenlesegerät ein Computer oder dergleichen sein kann, über ein I/O-Port 20, das mit einer Prozessoreinheit 30 verbunden ist. Das I/O-Port 20 bildet die Schnittstelle zur Außenwelt der Prozessorkarte 10 und leitet empfangene Nachrichten oder sonstige Informationen von der Außenwelt an die Prozessoreinheit 30 weiter. Auch können Nachrichten oder Informationen der Prozessorkarte 10 über das I/O- Port 20 an die Außenwelt weitergegeben werden.
Die Prozessoreinheit 30 ist mit einem flüchtigen, beschreibbaren Speicher 40, einem nicht flüchtigen, nicht beschreibbaren Speicher 50, sowie einem ebenfalls nicht flüchtigen, jedoch beschreibbaren Speicher 60 verbunden. Der flüchtige Speicher 40 wird im allgemeinen als ein RAM (Random Access Memory) ausgeführt und soll im folgenden auch als RAM 40 bezeichnet werden. Der nicht beschreibbare, nicht flüchtige Speicher 50 ist in heutigen Prozessorkarten 10 vorzugsweise als ROM (Read Only Memory) ausgeführt und soll im folgenden als ROM 50 bezeichnet werden. Entsprechend kann auch ein PROM (Programmable Read Only Memory) oder dergleichen verwendet werden. Der nicht flüchtige, jedoch beschreibbare Speicher 60 ist in Prozessorkarten 10 vorwiegend als EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) ausgeführt und soll im folgenden als EEPROM 60 bezeichnet werden.
Flüchtige Speicher, wie das RAM 40, unterscheiden sich von nicht flüchtigen, wie das ROM 50 oder das EEPROM 60, dadurch, daß bei den flüchtigen Speichern der Speicherinhalt nach Entfernen der Versorgungsspannung verloren geht, während der Speicherinhalt in den nicht flüchtigen Speichern auch nach Entfernen der Versorgungsspannung erhalten bleibt. Nicht beschreibbare Speicher, wie das ROM 50, erhalten eine feste Programmierung (z. B. durch Einbrennen), die nicht mehr verändert werden kann. Beschreibbare Speicher, wie das RAM 40 oder das EEPROM 60, können durch die Prozessoreinheit 30 in ihrem Speicherinhalt durch Schreibvorgänge verändert werden, wobei die Anzahl der möglichen Schreibvorgänge im allgemeinen durch deren Lebenszeit begrenzt ist. Flüchtige Speicher haben im allgemeinen eine deutlich geringere Zugriffszeit (etwa Faktor 1 : 10 000) als nicht flüchtige Speicher und werden deshalb vorzugsweise als schnelle Arbeitsspeicher für die Prozessoreinheit 30 verwendet.
In dem Bereich des ROM 50 ist vorzugsweise auch als feste Programmierung ein Betriebssystem 55 der Prozessorkarte 10 untergebracht. Das Betriebssystem 55 kann jedoch auch, zumindest teilweise, in dem EEPROM 60 abgelegt sein und enthält Programme für die Prozessorkarte 10, die die Ausführung von Programmen und Abläufen, die Verteilung von Betriebsmittel auf die einzelnen Benutzerprogramme und die Aufrechterhaltung der Betriebsart in der Prozessorkarte 10 steuern und überwachen. Der Speicherbereich im RAM 40 teilt sich während des Betriebes der Prozessorkarte 10 in einen von dem Betriebssystem 55 der Prozessoreinheit 30 als Pufferspeicher genutzten Bereich 70 und einem Bereich 80, der für den Betrieb von Programmen verwendet werden kann, auf.
Im EEPROM 60 können Daten durch die Prozessoreinheit 30 abgelegt werden bzw. aus diesem wieder gelesen werden. Das EEPROM 60 weist hierfür im allgemeinen einen Bereich 90 mit einem Dateisystem und einem Bereich 100 ohne Dateisystem auf. In dem Bereich 90 mit Dateisystem sind eine Vielzahl von Dateien (Files) 110, vorzugsweise in einer Baumstruktur, angeordnet. Die Dateien 110 sind über ein Wurzelverzeichnis 120 zugänglich, das auch vorzugsweise ein
Inhaltsverzeichnis der angelegten Dateien 110 aufweist. Die Datenbreite der einzelnen Dateien 110 kann beim Anlegen einer Datei durch die Prozessoreinheit 30, im Rahmen der Gesamtlänge des EEPROM 60, frei definiert werden. Weiterhin können Zugriffsbedingungen auf jede einzelne der Dateien 110, wie z.B. ein reiner Lese¬ oder ein reiner Schreib-, oder ein kombinierter Lese- /Schreib-Zugriff, definiert werden. Dabei kann ein Schreibzugriff auf eine der Dateien 110 durch ein Authentifikationssverfahren (weiter unten beschrieben) , wie z. B. durch eine Prüfsumme bei Verwendung eines MAC, abgesichert werden. In welche Datei oder Dateien der Vielzahl von Dateien 110 eine Nachricht abgespeichert werden soll, oder auf welche der Dateien eine Nachricht Zugriff haben soll, ist als Information entweder in der Nachricht selbst vorhanden oder die Prozessoreinheit 30 weiß, z.B. aufgrund vorheriger Nachrichten, den entsprechenden Ort. Eine Nachricht kann dabei jede, vorzugsweise in sich geschlossene, Informationseinheit, die von einer Nachrichtenquelle zu einer Nachrichtensenke, hier der Prozessorkarte 10, transportiert w ird.
Jede der Dateien 110 ist wiederum in eine Vielzahl von einzelnen Datensätzen (Records) aufgeteilt, die in einem verarbeitungstechnische Zusammenhang stehen. Die Datensätze bilden innerhalb einer Datei eine logische Einheit und sollten vorzugsweise nur als Ganzes geschrieben oder gelesen werden. Der Bereich 100 ohne Dateisystem ist zum Ablegen permanenter Daten des Betriebssystemes 55 vorgesehen und besitzt wahlfreien Zugriff (random access).
Wenn die Prozessorkarte 10 von der Außenwelt über das I/O-Port 20 eine Nachricht erhält, so wird diese vor einer weiteren Verarbeitung von der Prozessoreinheit 30 zuerst in den Bereich 80 des RAM 40 geschrieben. Zur Authentifikation der Nachricht, und damit zur Überprüfung der Zugriffsberechtigung auf die Prozessorkarte 10, enthält die Nachricht vorzugsweise einen Zusatz, der belegt, daß die Nachricht von einer bestimmten Adresse stammt und nicht auf dem Weg von dieser Adresse zur Prozessorkarte 10 verändert wurde. Als ein solcher Zusatz wird heutzutage vorzugsweise der MAC verwendet, der eine Prüfsumme enthält, um die Zugriffsberechtigung, z.B. für einen Schreib- oder Lesezugriff nachzuweisen und überprüfen zu können. Andere Authentifikationsverfahren, wie z.B. die oben aufgeführten, werden analog angewandt.
Erst wenn die Zugriffsberechtigung von der Prozessoreinheit 30 überprüft ist und positiv bestätigt wird, kann die Nachricht weiter prozessiert werden, indem sie z. B. aus dem RAM 40 in das EEPROM 60 durch die Prozessoreinheit 30 kopiert oder verschoben wird. Bei diesem Vorgang ist zu verstehen, daß jede einzelne, in die Prozessorkarte 10 eintreffende Nachricht auf ihre Zugriffsberechtigung geprüft werden muß, bevor sie weiter prozessiert werden kann. Jedoch muß die Nachricht im allgemeinen vollständig vorliegen, da, wie bei der Verwendung des MAC, die Zugriffsberechtigung nur bei Vorliegen der vollständigen Nachricht, d. h. des gesamten Nachrichtendatensatzes, überprüft werden kann.
Da der Speicherbereich des RAM 40 im allgemeinen sehr klein ist (z. B. 240 Byte) und zudem durch den von dem Betriebssystem 55 verwendeten Bereich 70 verkleinert wird, bleibt für die Aufnahme von Nachrichten im Bereich 80 nur ein sehr beschränkter Speicherbereich (z. B. etwa 64 Byte) übrig. Dementsprechend dürfen Nachrichten, die von Prozessorkarten 10 prozessiert werden sollen, eine bestimmte maximale Datengröße (im Augenblick 64 Byte) nicht überschreiten. Längere Nachrichten müssen in kleinere zerteilt werden, was aufgrund der speziellen Sicherheitsbedingungen und der damit verbundenen Verfahren zur Ermittlung der Zugriffsberechtigung, wie den
Authentifikationsverfahren, in der Kommunikation mit Prozessorkarten 10 zu einer Verlängerung der Kommunikationszeiten führt.
Ein Beispiel für eine mögliche Nachrichtenübertragung zwischen der Außenwelt und der Prozessorkarte 10 kann folgende Nachricht sein: "Schreibe in Datei Nr. X in den Datensatz Nr. Y die Daten DATEN, wobei als Zugriffsberechtigung ein MAC von Z steht". Dabei soll DATEN für eine beliebige Datenfolge stehen. Im EEPROM 60 der Prozessorkarte 10 ist ein Schlüssel abgelegt, der zusammen mit den Daten DATEN eine Überprüfung des MAC, z.B. gemäß ANSI X9.9 oder ANSI X9.19, zuläßt. Die Prozessoreinheit 30 schreibt zuerst die Nachricht in den Bereich 80 des RAM 40 und überprüft, nach vollständigem Erhalt der Nachricht, anhand des MAC Z und der Daten DATEN die Berechtigung der Nachricht für einen Schreibvorgang. Liegt keine Berechtigung vor, oder konnte die Berechtigungsbedingung z. B. aufgrund eines Übertragungsfehlers nicht erfüllt werden, erfolgt ein Abbruch durch das Betriebssystem 55 der Prozessorkarte 10. Kann eine Berechtigung für einen Schreibzugriff der Nachricht auf die Prozessorkarte 10 durch die Nachricht jedoch nachgewiesen werden, wird die Nachricht durch die Prozessoreinheit 30 in eine für diesen Schreibzugriff vorgesehene Datei 130 der Vielzahl von Dateien 110 geschrieben, wobei das Schreiben entweder als Neuschreiben oder Überschreiben bereits vorhandener Daten in der Datei 130 durchgeführt werden kann. Nach erfolgreich durchgeführtem Schreibvorgang gibt die Prozessoreinheit 30 dies als Rückmeldung an die Außenwelt mit Hilfe des I/O-Ports 20 wieder zurück. Der gesamte Ablauf entspricht den Definitionen nach ISO/IEC 7816.
Problematisch an dieser Kommunikationsweise zwischen der Außenwelt und der Prozessorkarte 10 ist zum einen, daß die Nachricht evtl. nicht vollständig aufgrund der begrenzten Datengröße in das RAM 40 hineingeschrieben werden kann und weiterhin, daß eine Berechtigung zuerst nachgewiesen werden muß, bevor ein Schreibzugriff erfolgen kann oder darf.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kommunikation mit einer Prozessorkarte, weitestgehend unabhängig von der Datengröße der von der Prozessorkarte zu empfangenden Nachrichten, zu ermöglichen. Die Aufgabe der Erfindung wird entsprechend der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine in eine Prozessorkarte eintreffende Nachricht von einer Prozessoreinheit in einen beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher, wie einem EEPROM, geschrieben und gespeichert bevor die Nachricht hinsichtlich ihrer Zugriffsberechtigung auf die Prozessorkarte durch die Prozessoreinheit überprüft wird. Da Speicherplätze in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher in ihrer Datengröße, jeweils im Rahmen der gesamten Datengröße des beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher, frei definierbar sind, können so Nachrichten mit nahezu beliebig großer Datengröße von der Prozessorkarte auf ihre Zugriffsberechtigung geprüft und damit prozessiert werden. Dabei können die in die Prozessorkarte von der Außenwelt her eingehenden Nachrichten entweder in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher unmittelbar oder erst mittelbar, z.B. nachdem die Nachrichten vorher in einem beschreibbaren, flüchtigen Speicher zwischengespeichert und eventuell auch vorprozessiert wurden, gespeichert werden. Ein Vorprozessieren kann hier beispielsweise ein Ermitteln der Adresse der Speicherstelle sein, in der die Nachricht prozessiert werden soll. Da die Zugriffsberechtigung für einen Schreibvorgang in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher vor einer weiteren Prozessierung der Nachricht erst noch überprüft werden muß, erfolgt die Speicherung in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher im Sinne einer Zwischenspeicherung, wobei die endgültige Position noch nicht festgelegt ist.
Die Erfindung findet Verwendung für die Kommunikation mit Prozessorkartem. Die Kommunikation einer beliebigen Vorrichtung mit einer Prozessorkarte erfolgt durch ein Aussenden einer Nachricht an die Prozessorkarte durch die Vorrichtung, ein Empfangen der Nachricht durch die Prozessorkarte und ein Verarbeiten der Nachricht nach einem dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die für die erfindungsgemäße Prozessierung erforderlichen Anweisungen werden vorzugsweise in dem Betriebssystem der Prozessorkarte abgelegt.
Weitere, vorteilhafte Ausführungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Beschreibung der Zeichnungen
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im folgenden Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bauteile mit gleicher Funktionalität sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Prozessorkarte; und Fig. 2-4 Ausführungsformen der Erfindung.
Beschreibung der Erfindung
Im weiteren sollen, mit Hinblick auf das einfachere Verständnis, der beschreibbare, flüchtige Speicher 40 wieder als RAM 40 und der beschreibbare, nicht flüchtige Speicher 60 wieder als EEPROM 60 bezeichnet werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen der Speicher begrenzt.
In einer ersten Ausführungsform (Fig. 2) erfolgt die Speicherung der hereinkommenden Nachricht in einen Zwischenspeicher 140 in dem Bereich 100 des EEPROM 60, der sich außerhalb des Bereiches 90 mit Dateisystemen befindet. Nach erfolgter Speicherung der Nachricht in dem Zwischenspeicher 140 überprüft die Prozessoreinheit 30 die Zugriffsberechtigung der zwischengespeicherten Nachricht, z. B., indem der MAC nachgerechnet wird. Liegt keine gültige Zugriffsberechtigung vor, wird die Nachrichtenbearbeitung abgebrochen und die zwischengespeicherte Nachricht kann von einer nachfolgenden überschrieben werden. Konnte die Zugriffsberechtigung jedoch nachgewiesen werden, wird die Nachricht aus dem Zwischenspeicher 140 in die für die Abspeicherung der Nachricht vorgesehene Datei 130 der Vielzahl von Dateien 110 kopiert oder verschoben. Nach erfolgter Speicherung der Nachricht in der Datei 130 erfolgt eine Rückmeldung entsprechend dem oben Gesagten.
Bei dieser ersten Ausführungsform ist bei den meisten heutzutage verwendeten beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichern, wie dem EEPROM 60, sicherzustellen, daß der Zwischenspeicherbereich 140 z. B. nach einer bestimmten Anzahl von erfolgten Schreibzyklen (etwa 10.000 - 100.000) an eine andere Stelle des Bereiches 100 verlegt wird, da diese beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicherelemente nur eine bestimmte Anzahl von Schreibzugriffen auf eine Speicherstelle zulassen, und so bei Erreichen des Lebensendes einer Speicherzelle ein Verlust von Daten auftreten kann.
Auch ist bei der ersten Ausführungsform zu berücksichtigen, daß. die Kopieraktion der Nachricht aus dem Zwischenspeicher 140 an den endgültigen Ort der Nachricht in der Datei 130 bei den heute verwendeten Speichern gegenüber anderen Operationen, wie Schreiben oder Lesen im RAM 40 oder Lesen im EEPROM 60, relativ zeitaufwendig (etwa Faktor 10.000) ist. Deshalb werden vorzugsweise nur solche Nachrichten, die aufgrund ihrer Datengröße nicht unmittelbar im RAM 40 empfangen werden können, in dem Zwischenspeicher 140 zwischengespeichert. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die eingehende Nachricht von der Prozessoreinheit 30 zuerst (sequentiell) in das RAM 40 geschrieben wird. Bei Überschreiben der zur Verfügung stehenden Speichermenge des RAM 40 wird der dort gespeicherte Teil der Nachricht in den Zwischenspeicher 140 kopiert und der Rest der Nachricht nun unmittelbar in den Zwischenspeicher 140 abgespeichert und evtl. dem aus dem RAM 40 kopierten Teil der Nachricht angehängt.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Solche Dateien der Vielzahl von Dateien 110, deren Datensatzlänge die Größe des als Pufferspeicher genutzten Bereiches 70 überschreitet, oder wo ein solches Überschreiten zu erwarten ist, weisen nun einen lokalen Zwischenspeicher 150, 160, usw. auf. Liegt die Adresse der Datei 130, in die die eingehende Nachricht abgespeichert werden soll bereits fest, wird die einkommende Nachricht unmittelbar in den lokalen Zwischenspeicher 160 der Datei 130 abgespeichert. Die Überprüfung der Zugriffsberechtigung der Nachricht wird nun von der Prozessoreinheit 30, entsprechend dem oben Gesagten, mit der in dem lokalen Zwischenspeicher 160 gespeicherten Nachricht durchgeführt. Ist die Adresse der Datei 130, in welche die Nachricht abzulegen ist, bei Eingang der Nachricht noch nicht bekannt, wird die Nachricht zuerst in das RAM 40 eingelesen. Das Einlesen geschieht zumindest solange, bis die Adresse feststeht. Bei den augenblicklich verwendeten Kommunikationsprotokollen ist festgelegt, daß die Adresse für eine Abspeicherung der Nachricht z.B. innerhalb der ersten 4 Bytes der Nachricht zu finden ist, falls eine Adresse vorhanden ist.
Entsprechend könnte auch der für die Erkennung der Adresse notwendige Teil der Nachricht zuerst in den, für die zweite Ausführungsform optionalen Zwischenspeicher 140 eingeschrieben werden.
Bei den heute zur Verfügung stehenden beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichern 60 ist, wie bereits oben angedeutet, ein Schreibzugriff um ein vielfaches langsamer als ein Schreibzugriff auf einen flüchtigen Speicher 40. Jedoch erfordert das augenblickliche Kommunikationsprotokoll für die Kommunikation mit der Prozessorkarte 10 eine bestimmte Schreibgeschwindigkeit für das Einlesen der Nachricht bzw. für zusammenhängende Teile der Nachricht, so daß bestimmte Schreibzugriffszeiten zumindest für die zusammenhängenden Teile der Nachricht nicht überschritten werden dürfen. Ansonsten wird die Kommunikation mit der Prozessorkarte 10 abgebrochen. Da die hierfür erforderliche minimal mögliche Schreibzugriffsgeschwindigkeit von den meisten heute zur Verfügung stehenden beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichern 60 nicht eingehalten werden kann und zum Teil deutlich unterschritten wird, können die Nachrichten hier nicht unmittelbar in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher 60 eingeschrieben werden. Um dennoch eine Kommunikation durchführen zu können, werden die zusammenhängenden Teile der Nachricht zuerst in den flüchtigen Speicher 40 eingelesen und von dort in die entsprechenden Zwischenspeicher, wie den Zwischenspeicher 140 oder die lokalen Zwischenspeicher 150, 160, usw., kopiert.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform reduziert so, bei in etwa gleicher Zugriffshäufigkeiten auf die einzelnen Dateien 110, die Gefahr der Überbenutzung nur eines Bereiches, wie z. B. des Zwischenspeichers 140. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von multifunktionalen Prozessorkarten mit einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen, wobei jede Anwendung in zumindest einer Datei abgelegt ist, von Vorteil. Wird der lokale Zwischenspeicher 150, 160 einer der Anwendungen der multifunktionalen Prozessorkarte, z. B. durch das Erreichen des Lebensende einiger Speicherzellen zerstört, so werden dadurch andere Anwendungen nicht beeinträchtigt und können nach wie vor weiter benutzt werden.
Bei einer dritten Ausführungsform wird der entsprechende lokale Zwischenspeicher 160 selbst als Datei 130, oder als Teilbereich davon, definiert und nicht der Inhalt der jeweiligen lokalen Zwischenspeicher 150, 160, usw. nach Feststehen der Zugriffsberechtigung an die entsprechende Stelle innerhalb der Datei 130 umkopiert oder verschoben. Ist die Datei 130 beispielsweise als eine verkettete Liste angelegt, so werden die Zeiger, die die Orte der einzelnen Datensätze definieren, innerhalb dieser Liste entsprechend vertauscht. Liegen die Datensätze jedoch in einer Art und Weise vor, daß diese mit einer Datensatznummer versehen sind, so müssen einfach nur die Datensatznummern entsprechend ausgetauscht werden. Mit anderen Worten werden bei dieser dritten Ausführungsform die Bereiche der einzelnen lokalen Zwischenspeicher bei einem erfolgreichen Schreibzugriff in die entsprechende Datei der Vielzahl von Dateien 110 eingeordnet, und eine andere Stelle der entsprechenden Datei als neuer lokaler Zwischenspeicher definiert. Fig. 4 zeigt eine solche Anordnung. In den lokalen Zwischenspeicher 160 der Datei 130 wurde zuerst die Nachricht geschrieben und, nach erfolgreich durchgeführter Authentifikation, die Schreibberechtigung der Nachricht festgestellt. Der alte lokale Zwischenspeicher 160 wird nun in die Datei 160 eingegliedert und ein neuer Bereich 160' der Datei 130 als neuer lokaler Zwischenspeicher 160' der Datei 130 definiert.
Die dritte Ausführungsform mit einem Umdefinieren und Eingliedern der jeweiligen lokalen Zwischenspeicher in die entsprechende Datei erlaubt gegenüber dem kompletten Umkopieren der vollständigen Nachricht, oder Teilen davon, aus einem der Zwischenspeicher in die entsprechende Position der Datei eine zum Teil drastische Reduzierung der Zugriffszeit für das Schreiben. Beispielsweise wird für eine Nachricht mit einer Datengröße von 100 Byte und einer Zugriffsgeschwindigkeit von 10ms pro 4 Byte für ein Schreiben der Daten in das EEPROM 60 eine Schreibzugriffszeit von 100 Byte X 10 ms / 4 Byte = 250 ms benötigt. Für den Fall, daß nur Zeiger vertauscht werden müssen, werden als zusätzliche Schreibzeit für das Umhängen der Zeiger in der verketteten Liste bei einer Datenbreite eines Zeigers von etwa 4 Byte weitere 10 ms Schreibzugriffszeit pro Zeiger, also insgesamt weitere 20ms notwendig. Entsprechend sind für den Fall, daß die Datensatznummern ausgetauscht werden müssen und eine Datensatznummer jeweils etwa 4 Byte Datengröße hat, ebenfalls 2 Schreibzugriffe von insgesamt 20ms erforderlich.
Die konventionelle Überprüfung der Zugriffsberechtigung einer Nachricht in dem RAM 40 und ein anschließendes Abspeichern in das EEPROM 60 erfordert zumindest einen Schreibvorgang der gesamten Nachricht in das RAM 40 und einen Schreibvorgang der zu speichernden Daten in das EEPROM 60. Demgegenüber erfordert die erfindungsgemäße Überprüfung der Zugriffsberechtigung entsprechend der ersten und der zweiten Ausführungsform zumindest einen Schreibvorgang der gesamten Nachricht in das EEPROM 60 und einen weiteren Schreibvorgang der zu speichernden Daten ebenfalls in das EEPROM 60. Die Überprüfung der Zugriffsberechtigung entsprechend der dritten Ausführungsform benötigt gleichermaßen zumindest einen Schreibvorgang der gesamten Nachricht in das EEPROM 60, jedoch ist der weitere Schreibvorgang in das EEPROM 60 auf die zum Umdefinieren der Datensätze benötigten Daten begrenzt.
Bei den heute erhältlichen Speichern ist der Schreibvorgang im EEPROM in etwa 10.000 mal langsamer ist als der Schreibvorgang im RAM, so daß so der Schreibvorgang im EEPROM 60 im wesentlichen die Gesamtschreibzeit bestimmt. Jedoch sind bei der Kommunikation weiterhin noch Zeiten für den Aufbau der Verbindung und die Authentifikation und Sicherheitsüberprüfung jeder einzelnen Nachricht mit zu berücksichtigen. Muß eine Nachricht, wie bei der konventionellen Überprüfung der Zugriffsberechtigung mit langen Nachrichten, in eine Vielzahl einzelner Teilnachrichten zerlegt werden, so fallen diese Zeiten für Aufbau der Verbindung, Authentifikation, Sicherheitsüberprüfung usw. für jede einzelne Teilnachricht an und müssen mit in die Kommunikationszeit eingerechnet werden. Ohne Berücksichtigung dieser Zeiten für den Verbindungsaufbau usw. verdoppelt sich damit bei den heutigen Speichern für die erste und zweite Ausführungsform die Gesamtschreibzeit gegenüber der konventionellen Überprüfung der Zugriffsberechtigung ausschließlich im RAM 40. Bei der dritten Ausführungsform hingegen verlängert sich die Gesamtschreibzeit, je nach dem Verhältnis der für die Umbenennung erforderlichen Datengröße zur Nachrichtengröße, nur einige wenige Prozentwerte. In Bezug auf die gesamte Kommunikationszeit (Zeiten für Verbindungsaufbau + Gesamtschreibzeit) für die Überprüfung der Zugriffsberechtigung einer Nachricht fallen diese Werte jedoch um so günstiger für die Ausführungsformen aus, je länger die Nachrichten. Insbesondere die dritte Ausführungsform erweist sich hier besonders vorteilhaft.
An einem Beispiel sollen die unterschiedlichen Überprüfungsweisen der Zugriffsberechtigung verdeutlicht werden: eine 100 Byte lange Nachricht soll in einer Prozessorkarte mit
Schreibzugriffsgeschwindigkeiten von 10ms pro 4 Byte für ein Schreiben der Daten in das EEPROM 60 und lμs pro 4 Byte für ein Schreiben der Daten in das RAM 40, bearbeitet werden. Da die Schreibzeiten der Daten in das RAM 40 keinen nennenswerten Beitrag zu der Gesamtschreibzeit der Nachricht leisten, können sie bei der hier überschlägig durchgeführten Berechnung entfallen. Zur Kennung der Datensätze seien 4 Byte notwendig und die gesamte Nachricht soll in dem EEPROM 60 abgelegt werden. a) Die konventionelle Überprüfung der Zugriffsberechtigung der Nachricht, so anwendbar, würde etwa 250 ms Gesamtzugriffszeit benötigen. b) Für die erste und zweite Ausführungsform der Erfindung wären für die Überprüfung der Zugriffsberechtigung der Nachricht etwa 2 x 250 ms = 500 ms Gesamtzugriffszeit erforderlich. c) Für die dritte Ausführungsform der Erfindung hingegen, wären für die Überprüfung der Zugriffsberechtigung der Nachricht nur etwa 250 ms + 2 x 10ms = 270 ms Gesamtzugriffszeit erforderlich.
Dies ist bei der dritten Ausführungsform gegenüber der theoretischen Zeit für die konventionelle Überprüfung der Zugriffsberechtigung, die jedoch bei langen Nachrichten vielfach überhaupt nicht mehr angewandt werden kann, nur ein Zusatz an benötigter Zugriffszeit von 8%, obwohl die nahezu beliebig langen Nachrichten vollständig in dem EEPROM 60 verarbeitet werden können. Demgegenüber reduziert das erfindungsgemäße Prozessieren die Gesamtbearbeitungszeit für langen Nachrichten, da diese vollständig bearbeitet werden können und nicht in Teile zerlegt werden müssen.
Es ist zu verstehen, daß bei allen Ausführungsformen die einkommenden Nachrichten nicht unmittelbar in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher 60 eingeschrieben werden müssen. Für viele Anwendungen ist es vielmehr sinnvoller, bzw. kann es sogar notwendig sein (siehe oben), daß die Nachricht, oder auch nur Teile davon, zuerst in den flüchtigen Speicher 40 eingelesen und von dort in die entsprechenden Zwischenspeicher, wie den Zwischenspeicher 140 oder die lokalen Zwischenspeicher 150, 160, usw., kopiert oder verschoben werden. Zusammenhängende Teile der Nachricht sollten vorzugsweise immer gemeinsam entweder direkt in den beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher 60 gespeichert oder in dem flüchtigen Speicher 40 bzw. dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher 60, zwischengespeichert werden. Vorzugsweise stellt die Prozessorkarte 10 vor Beginn einer Kommunikation eine Anfrage, z.B. gemäß ISO/IEC 7816-3, auf Unterteilen der Nachricht in einzelne Teilnachrichten, wobei die Prozessorkarte 10 den zur Verfügung stehenden maximalen Speicherraum des flüchtigen Speichers 40 mitteilt, oder ein standardisierter Wert verwendet wird. Da bei den heutigen Speichern der Schreibzugriff auf ein EEPROM etwa 10.000 mal langsamer ist als der Schreibzugriff auf ein RAM, spielt ein temporäres Zwischenspeichern in dem RAM 40 nur eine untergeordnete Rolle.
Die erfindungsgemäße Prozessierung wird im allgemeinen durch das Betriebssystem 55 der Prozessorkarte 10 gesteuert und kontrolliert. Das Betriebssystem 55 weist vorzugsweise alle zur Ausforderung der Erfindung erforderlichen Anweisung z.B. in Form von Microcode oder dergleichen auf.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Verarbeitung einer Nachricht in einer Prozessorkarte (10) mit einer Prozessoreinheit (30) und einem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60), wobei eine Zugriffsberechtigung der Nachricht auf die Prozessorkarte (10) vor einer weiteren Behandlung der Nachricht überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht vor der Überprüfung der Zugriffsberechtigung in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) gespeichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Prozessorkarte (10) eingehende Nachricht in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) entweder unmittelbar oder mittelbar gespeichert wird, wobei die mittelbare Speicherung im Sinne einer Zwischenspeicherung durchgeführt und eine endgültige Speicheradresse noch nicht festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht, oder Teile davon, vor der Überprüfung in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) in einem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) zwischengespeichert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht vor der Überprüfung in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) in dem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40), z.B. auf eine Speicheradresse hin, vorprozessiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nachricht in einem Zwischenspeicher (140) in einem Bereich (100) des beschreibbaren, nicht flüchtigen Speichers (60), der sich außerhalb eines Bereiches (90) mit einem Dateisystemen befindet, zwischengespeichert wird;
nach erfolgter Speicherung der Nachricht in dem Zwischenspeicher (140) die Prozessoreinheit (30) die Zugriffsberechtigung der zwischengespeicherten Nachricht überprüft; und
bei einer gültigen Zugriffsberechtigung die Nachricht aus dem Zwischenspeicher (140) in eine, für die Abspeicherung der Nachricht vorgesehene, Datei (130) einer Vielzahl von Dateien (110) kopiert oder verschoben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Zwischenspeicher (140) reservierte Speicherbereich nach einer bestimmten Anzahl von erfolgten Schreibzyklen an eine andere Stelle des Bereiches (100) verlegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur solche Nachrichten, die aufgrund ihrer Datengröße nicht unmittelbar in dem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) empfangen werden können, in dem Zwischenspeicher (140) zwischengespeichert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die eingehende Nachricht von der Prozessoreinheit (30) zuerst in den beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) geschrieben wird, bei Überschreiben der zur Verfügung stehenden Speichermenge des beschreibbaren, flüchtigen Speichers (40) der im beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) gespeicherte Teil der Nachricht in den Zwischenspeicher (140) kopiert und der Rest der Nachricht nun unmittelbar in den Zwischenspeicher (140) abgespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der Prozessorkarte (10) für solche Dateien der Vielzahl von Dateien (110) deren Datensatzlänge die Größe eines Pufferspeichers (70) des beschreibbaren, flüchtigen Speichers (40) überschreitet, oder bei denen dies zu erwarten ist, mit einem lokalen Zwischenspeicher (150, 160) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Festliegen der Adresse einer Datei (130), in die die eingehende Nachricht abgespeichert werden sollte, die einkommende Nachricht unmittelbar in den lokalen Zwischenspeicher (160) der Datei (130) abgespeichert wird; und
die Überprüfung der Zugriffsberechtigung der Nachricht mit der in dem lokalen Zwischenspeicher (160) gespeicherten Nachricht von der Prozessoreinheit (30) durchgeführt wird;
10. Verfahren nach nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht zuerst in den beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) eingelesen wird, wenn die Adresse der Datei (130), in welche die Nachricht abzulegen ist, bei Eingang der Nachricht noch nicht bekannt ist, und dies zumindest solange geschieht, bis die Adresse feststeht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängenden Teile der Nachricht zuerst in den flüchtigen Speicher (40) eingelesen und von dort in die entsprechenden Zwischenspeicher (140, 150, 160) kopiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des lokalen Zwischenspeichers (160) bei einem erfolgreichem Schreibzugriff in die entsprechende Datei (130) der Vielzahl von Dateien (110) eingeordnet und eine andere Stelle der entsprechenden Datei (130) als neuer lokaler Zwischenspeicher (160') definiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige lokale Zwischenspeicher (150, 160) nach Feststehen der Zugriffsberechtigung selbst als Datei (130), oder als Teilbereich davon, definiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Datei (130) als eine verkettete Liste angelegt ist mit Zeigern, die die Orte der einzelnen Datensätze definieren, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umdefinieren der jeweilige lokale Zwischenspeicher (150, 160) als Datei (130), oder als Teilbereich davon, die Zeiger innerhalb der Liste entsprechend vertauscht werden.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Datensätze in einer Art und Weise vorliegen, daß diese mit einer Datensatznummer versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umdefinieren der jeweilige lokale Zwischenspeicher (150, 160) als Datei (130), oder als Teilbereich davon, die Datensatznummern entsprechend ausgetauscht werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, daß in den lokalen Zwischenspeicher (160) der Datei (130) zuerst die Nachricht geschrieben wird, nach erfolgreich durchgeführter Authentifikation die Zugriffsberechtigung der Nachricht festgestellt wird, und der alte lokale Zwischenspeicher (160) in die Datei 160 eingegliedert und ein neuer Bereich (160') der Datei (130) als neuer lokaler Zwischenspeicher (160') der Datei (130) definiert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachricht, oder auch nur Teile davon, zuerst in den flüchtigen Speicher (40) eingelesen und von dort in die entsprechenden Zwischenspeicher (140, 150, 160 ) kopiert oder verschoben werden.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusammenhängende Teile der Nachricht immer gemeinsam entweder direkt, in dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60), gespeichert oder, entweder in dem flüchtigen Speicher (40) oder dem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60), zwischengespeichert werden.
19. Verwendung des Verfahrens entsprechend einem der vorstehenden Ansprüche für die Kommunikation mit einer Prozessorkarte (10).
20. Verfahren zur Kommunikation einer Vorrichtung (15) mit einer Prozessorkarte (10) mit den Schritten:
Aussenden einer Nachricht an die Prozessorkarte (10) durch die Vorrichtung (15);
Empfangen der Nachricht durch die Prozessorkarte (10); und
Verarbeiten der Nachricht nach einem Verfahren entsprechend der Ansprüche 1-18.
21. Prozessorkarte (10) mit einer Prozessoreinheit (30), einem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40) mit einem Pufferspeicher (70), und einem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60) mit einer Vielzahl von Dateien (110), wobei eine Zugriffsberechtigung einer Nachricht auf die Prozessorkarte (10) vor einer weiteren Behandlung der Nachricht überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Prozessorkarte (10) für solche Dateien der Vielzahl von Dateien (110) deren Datensatzlänge die Größe des Pufferspeichers (70) überschreitet, oder bei denen dies zu erwarten ist, ein lokaler Zwischenspeicher (150, 160) vorgesehen ist.
22. Prozessorkarte (10) mit einer Prozessoreinheit (30), einem beschreibbaren, flüchtigen Speicher (40), einem nicht beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (50) und einem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher (60), worin der nicht beschreibbare, nicht flüchtige Speicher (50) ein Betriebssystem (55) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebssystem (55) Mittel zum Verarbeiten einer Nachricht nach einem Verfahren entsprechend der Ansprüche 1-18 aufweist.
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