用于管理非接触式设备之间的通信的系统和方法技术方案

本公开的各个实施例涉及用于管理非接触式设备之间的通信的系统和方法。本公开涉及在读取器与所选择的设备之间的通信的至少一部分期间由读取器和所选择的设备使用的已修改NFC帧。读取器和所选择的设备存储用于修改帧的修改规则。不存储这些修改规则的设备将丢弃所接收的已修改帧。所接收的已修改帧。所接收的已修改帧。

【技术实现步骤摘要】
用于管理非接触式设备之间的通信的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月17日提交的欧洲专利申请No.21157687.1的权益，该申请通过引用并入本文。


[0003]本专利技术的实施例涉及非接触式通信领域，例如近场通信(NFC)，并且更具体地涉及在非接触式设备之间的通信期间使用的帧。

技术介绍

[0004]近场通信(本领域技术人员更熟知的名称为NFC(近场通信))是一种无线连接技术，该技术允许电子设备之间(诸如非接触式智能卡或标签或移动设备与读取器之间)的短距离(例如，10cm)通信。
[0005]NFC技术特别适合用于连接任何类型的用户设备并且允许快速和容易的通信。
[0006]非接触式设备是一种能够根据非接触式通信协议经由天线与非接触式读取器交换信息的设备。
[0007]作为非接触式设备的NFC设备是一种与NFC技术兼容的设备。
[0008]NFC技术是ISO/IEC 18092、ISO/IEC 21481、NFC Forum和EMVCo中的开放标准技术平台，但结合了很多现有标准，诸如ISO
‑
14443、ISO
‑
15693(类型V)或FeliCA JIS X6319
‑
4(类型F)中定义的类型A和类型B协议，这些标准可以是可以用于NFC技术的通信协议。
[0009]非接触式技术还可以用于与ISO 15693和ISO 18000
‑
3兼容的射频识别(RFID)设备。
[0010]当在读取器与设备之间传输信息时，读取器经由其天线生成磁场，在常规使用的标准中，该磁场通常是13.56MHz的正弦波(载波)。
[0011]为了将信息从读取器传输到设备，读取器使用载波的幅度调制。
[0012]该设备包括处理器，该处理器被配置为对所接收的载波进行解调以获取从读取器传输的数据。
[0013]对于从设备到读取器的信息传输，读取器在没有调制的情况下生成磁场(载波)。
[0014]设备天线然后根据要传输的信息调制由读取器生成的场。该调制的频率对应于载波的子载波。该子载波的频率取决于所使用的通信协议，并且例如可以等于848kHz。
[0015]这种调制是通过修改连接到设备天线的端子的负载来执行的。
[0016]因此，两种操作模式是可能的：被动模式或主动模式。
[0017]在被动模式下，该设备对来自读取器的波进行逆调制以传输信息，并且为了传输信息，不集成传输器本身或发射器，例如能够在广播期间生成其自己的磁场的发射器。这种没有传输器的设备称为无源设备，其与包括传输器的有源设备相反。
[0018]通常，无源设备没有电力，因为它使用来自读取器的波来为其集成电路供电。
[0019]在有源操作模式下，读取器和有源设备两者均生成电磁场。通常，当有源设备配备
有电源，例如电池时，使用这种操作模式。
[0020]NFC设备(读取器和设备)中的每个使用调制方案来传输数据。这里，再次，调制导致类似于负载修改的效果，并且这被称为主动负载调制(ALM)通信。
[0021]与被动通信模式相比，根据所使用的协议，可以获取高达20cm的更大操作距离。
[0022]此外，主动负载调制的使用使得可以使用非常小的天线。
[0023]如果被动负载调制生成的信号强度不足够强以被读取器检测到，则需要使用ALM。当设备的天线很小或位于具有挑战性的环境中时，就会出现这种情况。
[0024]本专利技术的实施例适用于各种非接触式设备、无源设备或有源设备。
[0025]如上所述，NFC是一种基于行业中众所周知的标准的普遍存在的技术。在通信期间使用的NFC帧依赖于针对每种技术明确限定的格式。因此，支持该技术的所有设备都将接收和解码个体帧。
[0026]NFC的开放特性对于需要互操作性但对在某些系统中部署NFC存在一些缺点的应用来说是关键的：
[0027]a)NFC通信很容易被窃听和解析，因为有效载荷格式是常识；
[0028]b)没有强大的安全机制的NFC系统容易受到重放攻击；
[0029]c)由于NFC帧依赖于针对每种技术而明确限定的格式，支持该技术的所有设备将接收和解码个体帧，但可能不适合NFC系统的某些接收方或设备的帧将导致对稍后将在应用层丢弃的帧的接收和处理。
[0030]关于a)和b)，基于高级加密和会话机制的现有解决方案是稳健的但也是昂贵的。
[0031]尽管对于某些高成本/风险系统可能需要如此强大的安全级别，但对于解决低成本应用(例如，一次性附件)的NFC系统，这些可能是不合理的。
[0032]关于c)，处理所接收的有效载荷需要能量，该能量是从读取器的RF载波中获取的。
[0033]即使在所接收的帧不打算用于某些标签时，多个标签的存在及其处理也可能对读取器的能量消耗和最大通信距离产生负面影响。
[0034]因此，需要用于提高安全性和通信距离的另一种解决方案，特别是在存在多个标签的情况下。

技术实现思路

[0035]根据一个实施例，提出了尽可能多地防止重放攻击。
[0036]根据一个实施例，还提出了改善通信范围，特别是在存在多个标签的情况下。
[0037]根据一个方面，提出了一种用于管理第一非接触式设备与第二非接触式设备之间的通信的方法。
[0038]该设备在通信期间交换具有符合非接触式通信标准的帧格式(或结构)并且包括帧起始字段、帧结束字段、有效载荷字段和根据符合通信标准的方式从有效载荷字段计算的错误校验字段的帧。
[0039]根据该方面的方法包括在设备两者中存储修改规则，并且对于通信的至少一部分(或对于整个通信)：使第一设备根据修改规则修改通信的至少一部分的每一帧的至少一个帧元素的内容，使得至少一个帧元素的已修改内容不同于符合通信标准的至少一个帧元素的参考内容，至少一个帧元素包括帧起始字段或帧结束字段或有效载荷字段或错误校验字
段；使第一设备向第二设备发送已修改帧；使第二设备接收已修改帧并且根据修改规则分析已修改的至少一个帧元素；以及如果第二设备识别出已修改的至少一个帧元素，则使第二设备继续通信。
[0040]因此，根据该方面的方法提出了保持帧的标准化帧格式或结构(保持与标准化帧中包括的字段相同的字段)但修改例如至少一个帧元素的内容(例如一个或多个字段)，例如帧起始字段，导致这样的已修改帧仅由(多个)特定NFC系统处理，即，包括例如读取器和标签，所有标签存储允许修改内容的修改规则，而标准NFC设备例如应当忽略这些已修改帧。
[0041]可以防止使用普通现成工具的攻击，并且可以使用基本工具削弱窃听，因为这些工具支持限定的NFC技术和标准化帧。
[0042]操纵标签时的复杂性增加，因为默认读取器工具可能仅支持常见的NFC技术(现成工具、支持NFC的智能电话等)，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于管理第一非接触式设备与第二非接触式设备之间的通信的方法，所述方法包括：由所述第一非接触式设备和所述第二非接触式设备在所述通信期间交换帧，所述帧具有符合非接触式通信标准的帧格式并且包括帧起始字段、帧结束字段、有效载荷字段和按照所述通信标准从所述有效载荷字段计算的错误校验字段；在两个非接触式设备中存储修改规则；由所述第一非接触设备根据所述修改规则修改所述通信的至少一部分的每一帧的至少一个帧元素的内容，使得所述至少一个帧元素的已修改内容不同于符合所述通信标准的所述至少一个帧元素的参考内容，所述至少一个帧元素包括所述帧起始字段或所述帧结束字段或所述有效载荷字段或所述错误校验字段，由所述第一非接触式设备向所述第二非接触式设备发送具有所述已修改内容的所述帧，由所述第二非接触式设备接收具有所述已修改内容的所述帧；由所述第二非接触式设备根据所述修改规则分析已修改的至少一个帧元素；以及响应于所述第二非接触式设备识别出所述已修改的至少一个帧元素，由所述第二非接触式设备继续所述通信。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个帧元素包括所述帧起始字段。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述修改规则包括一组函数，并且修改所述至少一个帧元素的所述内容包括将所述函数中的至少一个函数应用于所述至少一个帧元素的所述参考内容以获取与所述参考内容不同的所述已修改内容。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个帧元素是所述错误校验字段，并且修改所述错误校验字段的所述内容包括以不同于所述通信标准的方式计算所述错误校验字段的所述内容。5.根据权利要求1所述的方法，还包括由两个非接触式设备从所述通信的开始应用所述修改规则。6.根据权利要求1所述的方法，还包括由两个非接触式设备从所述通信期间的限定时刻开始应用所述修改规则。7.根据权利要求6所述的方法，还包括由两个非接触式设备在所述通信的限定时间段期间应用所述修改规则。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述修改规则包括一组不同修改规则，并且所述方法包括由两个非接触设备在所述通信的不同时刻应用所述组中的不同修改规则。9.一种第一非接触式设备，其中所述第一非接触式设备和第二非接触式设备被配置为在非接触式通信期间交换帧，所述帧具有符合非接触式通信标准的帧格式并且包括帧起始字段、帧结束字段、有效载荷字段和按照所述通信标准从所述有效载荷字段计算的错误校验字段，其中所述第一非接触式设备包括：第一存储介质，所述第一存储介质被配置为存储修改规则；第一处理器，所述第一处理器被配置为：根据所述修改规则修改所述通信的至少一部分的每一帧的至少一个帧元素的内容，使得所述至少一个帧元素的已修改内容不同于符合所述通信标准的所述至少一个帧元素的参考内容，所述至少一个帧元素包括所述帧起始字
段或所述帧结束字段或所述有效载荷字段或所述错误校验字段；以及传输器，所述传输器被配置为向所述第二非接触式设备发送具有所述已修改内容的所述帧。10.根据权利要求9所述的第一非接触式设备，其中所述至少一个帧元素包括所述帧起始字段。11.根据权利要求9所述的第一非接触式设备，其中所述修改规则包括一组函数，并且其中所述第一处理器被配置为修改所述至少一个帧元素的所述内容包括所述第一处理器被配置为将所述函数中的至少一个函数应用于所述至少一个帧元素的所述参考内容以获取与所述参考内容不同的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：意法半导体奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：