芯片卡、电子系统以及由芯片卡和计算机程序产品执行的方法

摘要

本发明涉及到一种芯片卡，其包括：针对主设备(120)的接口(112)；通过接口从主设备接收芯片卡命令的单任务处理器(102)；由处理器执行的第一程序指令(106)，该第一程序指令实现芯片卡功能；由处理器执行的第二程序指令(110)，该第二程序指令实现无限循环；由处理器执行的第三程序指令(108)，该第三程序指令能够启动执行第二程序指令以响应阻断信号。

说明书

技术领域

本发明涉及如通信芯片卡的芯片卡领域。芯片卡也称为集成电 路(IC)卡或智能卡。

背景技术

用户身份模块(SIM)是通信芯片卡，其可以安全地存储在移 动电话的主设备上识别用户的服务用户密钥(IMSI)，例如在移 动电话和其它具有对通信网络的接口的电子设备上。SIM卡允许用 户通过简单地从一个移动电话移除SIM卡并将其插入另一移动电 话或其它电话设备来更换手机。

SIM卡包含唯一的识别序列号、移动用户的国际统一的识别 序列号(IMSI)、安全验证信息和加密信息、两个密码(通常用 途的PIN码和用于解锁的PUK码)。

在GSM主设备中，SIM卡的使用是强制性的。UMTS中，与 SIM卡相等同的则称为通用集成电路卡(UICC)，其运行USIM 程序。在现有技术中，UICC也指USIM芯片卡。

USIM芯片卡实现UMTS通信标准，同时向下兼容GSM通信 标准。因此，USIM芯片卡可以插入UMTS和GSM主设备的芯片 卡读取器。

DE 102005045483 A1公开了一种移动电话，其包括SIM卡， 其中，可使用共同的阻断代码来阻断该移动电话和SIM卡。

WO 2005/096649 A涉及对移动终端提供移动无线电电话服务 的通信系统，其中，移动终端具有用户卡，其位于移动终端内或者 可插入其内。该用户卡包括SIM卡的应用程序和USIM卡的应用 程序以及在第一和第二运行模式之间进行切换的切换器件。SIM应 用程序在第一运行模式中激活，USIM应用程序在第二运行模式中 激活。在第一和第二运行模式之间的切换是通过例如从移动通信网 络供应商接收切换信号实现的。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的芯片卡、电子系统、以及由芯 片卡和计算机程序产品执行的方法。

本发明的基本目的可以通过独立权利要求所记载的技术方案得 以实现。而各从属权利要求中则记载了本发明优选的实施方式。

根据本发明一具体实施方式，芯片卡包括对主设备的接口； 通过接口从主设备接收芯片卡命令的单任务处理器；由处理器执行 的第一程序指令，该第一程序指令实现芯片卡功能；由处理器执行 的第二程序指令，该第二程序指令实现无限循环；由处理器执行的 第三程序指令，该第三程序指令能够启动执行第二程序指令以响应 阻断信号。作为无限循环的替代，第二程序指令可以实现用于阻断 芯片卡的另一阻断方法，例如通过禁用该接口以防止与主设备的互 动，或重置(复位)该芯片卡。

此外，芯片卡的接口能接收至少第一命令集和第二命令集的 芯片卡命令。第一命令集采用第一通信标准如GSM，第二命令集 采用第二通信标准如UMTS。

在执行网络登录之前，该芯片卡确定主设备采用第一通信标 准还是第二通信标准，其中，芯片卡执行从主设备接收的芯片卡命 令，以实现该确定。该芯片卡确定接收的命令属于第一命令集还是 第二命令集。

如果芯片卡命令属于第一命令集，这意味着，发送芯片卡命 令至芯片卡的主设备采用第一通信标准，如果情况相反，则主设备 采用第二通信标准。当芯片卡确定主设备采用第一通信标准，则生 成阻断信号，以禁止芯片卡与该主设备结合使用。如果主设备确定 为采用第二通信标准，则可以在验证后执行网络登录。

由于可以实现阻断插入主设备之芯片卡读取器的芯片卡，以 禁止芯片卡的使用，而芯片卡仍插在主设备的芯片卡读取器中，因 而本发明的具体实施方式具有特别的优势。调取执行实现无限循环 的第二程序指令，以响应阻断信号。该无限循环构成对于单任务处 理器的任务，只要芯片卡通过主设备的芯片卡读取器供电，其永远 不会停止。由于单任务处理器一次限于执行单一任务，在无限循环 执行之后，从主设备的角度来看，单任务处理器的运行被禁用了， 因为在无限循环启动之后，单任务处理器不能响应从主设备接收的 芯片卡命令。

根据本发明另一具体实施方式，该阻断信号不是由芯片卡本身 生成，而是由外部实体生成，并通过芯片卡接口接收。例如，阻断 信号可以由通信网络的网络部件生成。阻断信号从网络部件通过主 设备传输至芯片卡。这使得外部实体可以远程实施芯片卡的禁用， 例如当芯片卡的用户报告芯片卡被盗或者当芯片卡的用户已经失 去其信用，已经超出了信用额度或使用高于预付金额。

根据本发明另一具体实施方式，阻断信号由芯片卡生成，例 如由第三程序指令生成。当第三程序指令确定已满足预定义的标 准，第三程序指令则生成阻断信号，以启动执行无限循环。

根据本发明另一具体实施方式，芯片卡是通信芯片卡，例如 个性化的芯片卡，其存储有用户的特定通信参数，用于通过通信网 络对芯片卡的用户进行识别。例如，芯片卡是既支持UMTS通信 标准又支持GSM通信标准的USIM芯片卡。

根据本发明另一具体实施方式，阻断信号从通信网络的网络 部件作为信令信息(signaling information)传输至主设备。该信令信 息通过一独立的逻辑通道传输。该独立的逻辑通道是其它用于承载 用户流量的通道之外的通道。主设备通过接口输入该信令信息至芯 片卡。

根据本发明另一具体实施方式，该阻断信号从网络部件通过 短消息服务(SMS)，即通过短消息的方式传输至芯片卡。

由于可以避免USIM芯片卡和没有UMTS空中接口的GSM主 设备结合使用，本发明的具体实施方式具有特别的优势。为了使用 USIM卡，用户必须从GSM主设备移除USIM卡，并将该USIM 卡插入UMTS主设备。因此该用户可以访问所有UMTS功能，并 可以使用全套现有的UMTS服务。因而可以避免用户偶然地将 USIM卡与GSM主设备结合使用，并使用USIM执行网络登录至 GSM网络；这避免了用户接收非预期的UMTS服务水平，而仅局 限在GSM的服务水平。

由于USIM和SIM有相同的形状和物理接口设计，用户可能 会不可避免地将USIM卡意外插入至GSM主设备的芯片卡读取 器。然而，由于USIM的阻断而避免了网络登录，用户将立即认识 到其不小心将USIM插入至GSM主设备。

根据本发明另一具体实施方式，第三程序指令生成对主设备的 响应，以在主设备的显示屏上显示信息，告知用户USIM卡与GSM 主设备结合使用是禁止的，用户应该从GSM主设备中移除USIM， 并将该USIM插入UMTS主设备的芯片卡读取器。只有在该响应 从芯片卡发送到主设备后，才激活第二程序指令，以启动无限循环。

另一方面，如果当USIM正确插入到UMTS主设备的芯片卡 读取器、而没有有效的UMTS覆盖，仍然可能使用GSM通信网络。 这是由于USIM是向下兼容的，这样其也提供SIM卡的功能。

由于避免了从GSM通讯网络到UMTS通信网络的不必要的漫 游，本发明的具体实施方式具有特别的优势。因为其保证，USIM 只有与UMTS主设备结合使用才启动；如果UMTS覆盖有效， UMTS主设备将总是登录至UMTS通信网络。只有当UMTS覆盖 异常失效，才执行登录至GSM通信网络的网络登录，并产生从 GSM通信网络到UMTS通信网络的漫游。

根据本发明另一具体实施方式，第一通信标准是GSM，第二 通信标准是UMTS。如果使用符合GSM标准但不符合UMTS标准的 主设备，当已试图登录到GSM通信网络，该GSM主设备发送命令 “运行GSM”至该USIM。相反，如果使用既符合GSM标准又符合 UMTS标准的主设备，当已试图登录到其中一个通信网络，UMTS 主设备发送“验证”命令，其被USIM卡通过其接口接收。

验证命令从UMTS主设备发送至USIM，不论UMTS和/或GSM 通信网络的覆盖当前是否存在的事实。因此，USIM卡可以确定所 插入的主设备是GSM主设备还是UMTS主设备。

如果USIM卡接收到来自从主设备的运行GSM命令，该USIM 生成阻断信号，以启动无限循环。如果情况相反，即如果接收的是 验证命令，而不是运行GSM命令，则成功验证身份后，执行登录 进UMTS网络，如果没有UMTS网络覆盖，如果只有GSM网络覆盖， 则登录进GSM通信网络。

根据本发明进一步的具体实施方式，USIM卡具有用于存储主 设备标识符和登录历史的存储器件。主设备标识符是用于识别主设 备的唯一的标识符，如国际移动设备识别码(IMEI)。由存储器 件存储的登录历史可为一文件，其包括以前使用该USIM卡执行登 录的通信网络的标识符列表。每个通信网络标识符表示由通信网络 支持的通信标准，即GSM或UMTS。

最初USIM请求来自其插入的主设备的IMEI。然后其比较从主 设备接收的IMEI和存储于其内部存储器件的IMEI。

如果所接收的主设备标识符和存储的主设备标识符相同，这 意味着该登录历史反映了过去已执行的对不同通信网络的登录，使 用当前主设备/USIM的结合，这些通信网络在登录历史中已被识 别。如果该登录历史的通信网络标识符的至少一个表示这些通信网 络中的一个为UMTS网络，这意味着USIM卡插入的当前主设备符 合UMTS标准。因此，取决于当前可用的通信网络，可以继续对GSM 或UMTS类型通信网络的登录程序。

如果登录历史中没有这种网络标识符，USIM不能基于登录历 史做出主设备支持该标准的确定，因为缺少表示UMTS网络的网络 标识符，不一定意味主设备不符合UMTS标准。在这种情况下，必 须基于USIM所接收的命令，如运行GSM或验证命令做出判断。

如果所接收的主设备标识符和存储的主设备标识符不相同， 则删除存储的主设备标识符，并以所接收的主设备标识符进行替 换。登录历史也删除，因为其对于判断USIM所插入的新主设备所 支持的通信标准没有用处。如果主设备标识符已改变，USIM也必 须依靠从主设备接收的命令，来确定主设备支持的通信标准。

只要USIM保持插入相同的主设备，那么就可以根据登录历史 来确定主设备所支持的通信标准，从而加快了确定的过程，所以本 发明的具体实施方式具有特别的优势。

另一方面，本发明涉及一种电子系统以及根据本发明具体实 施方式的芯片卡，该电子系统包括主设备，如移动电话、智能手机 或其它移动通信设备。例如，一种具有插入到芯片卡读取器的芯片 卡如USIM卡的移动电话，即构成这样的电子系统。

再一方面，本发明涉及一种方法，其包括；通过芯片卡从主 设备请求主设备标识符；通过芯片卡从主设备接收主设备标识符； 比较接收的主设备标识符与存储在芯片卡的非易失性存储器中的 主设备标识符；如果接收的主设备标识符和存储的主设备标识符不 同，则以接收的主设备标识符替换存储的主设备标识符，删除通信 网络标识符的登录历史，并激活通信标准判断过程，该判断过程又 包括从主设备接收命令、确定所接收的命令是属于第一通信标准还 是属于第二通信标准、如果接收的命令属于第一通信标准则生成阻 断信号以激活执行第二程序指令、如果接收的命令属于第二通信标 准则执行网络登录并在登录历史中存储相应通信网络的网络标识 符；以及如果接收的主设备标识符和存储的主设备标识符相同，则 在登录历史中检索表示第二通信标准的通信网络的标识符，如果登 录历史包括表示第二标准通信网络的通信网络标识符则执行登录 操作，如果登录历史不包括表示第二标准通信网络的通信网络标识 符，则激活通信标准判断过程。

又一方面，本发明涉及一种计算机程序产品，其包括可被本 发明具体实施方式的芯片卡所执行的指令。

附图说明

下面结合附图，通过实施例，对本发明的具体实施方式进行更 详细地解释，其中：

图1是本发明芯片卡一具体实施方式的框图；

图2是本发明芯片卡另一具体实施方式和电子系统的框图；

图3是说明本发明方法的具体实施方式的流程图。

具体实施方式

下文所有描述中，相同的附图标记代表相同的元件。

图1所示的芯片卡100具有单任务处理器102，用于执行程序 指令104，特别是执行程序模块106、108和110。程序模块106 实现芯片卡的功能，如密码功能，例如用于生成电子签字的签字功 能，以及数据加密功能、验证功能和/或用于启动登录进通信网络 的通信功能。

程序模块108可以处理阻断信号。在一个具体实施方式中， 如果满足预定义的条件，程序模块108本身生成阻断信号。在另一 实现中，通过芯片卡100的接口112从主设备接收阻断信号，然后 由程序模块108处理。

程序模块108调取执行程序模块110，以响应阻断信号。程序 模块110实现无限循环。无限循环也称为无尽循环或连续循环。无 限循环是一个程序段的不断重复。下面是实现这样的无限循环的一 个程序段的例子：

BEGIN

GO TO BEGIN

因此，当包含此程序段的程序模块110启动，执行程序将无限 地在程序指令BEGIN和GO TO BEGIN之间切换，从而创建无限 循环。

芯片卡100可以是Java卡，在这种情况下，程序模块106、 108和/或110可以由一个或多个Java程序实施。

只要芯片卡100没有接收或生成阻断信号，用户就可以使用 程序模块106，其提供至少一个芯片卡的功能。这可能使用户身份 成功验证。

芯片卡100的进一步使用，可能被阻断信号禁止，该阻断信 号启动执行包含无限循环的程序模块110。由于处理器102是单任 务处理器，当执行无限循环时，由于正在进行的无限循环任务的执 行，其不能回应或处理由其接口112接收的芯片卡命令，因此处理 器102被禁用。

可以通过接口112接收阻断信号，来触发执行程序模块108。 在一具体实施方式中，当满足预定义的条件时，程序模块108能够 生成阻断信号，当电源最初和/或在时间间隔后重复应用于芯片卡 100，启动执行程序模块108，以确定是否满足该条件。

包含无限循环的程序模块110启动执行之后，启动芯片卡100 使用的唯一方式是，从芯片卡100移除电源，以终止执行程序模块 110。

图2显示一具体实施方式，其中芯片卡100是USIM卡。芯 片卡100对GSM标准向下兼容。因此，芯片卡100还提供了根据 GSM通信标准的SIM卡的功能。在这里考虑的具体实施方式中， 程序模块106实现芯片卡的功能，如同在UMTS和GSM通信标准 中所指定。

芯片卡100具有非易失性存储器114用于存储登录历史，以 及非易失性存储器116，用于存储芯片卡100当前插入的主设备的 IMEI。登录历史可能包含通信网络标识符的列表，其中列表中每 个通信网络标识符表示之前使用由存储在存储器116中的IMEI所 表示的主设备已执行过成功登录的通信网络。

芯片卡100可以插入UMTS手机120的读卡器118。UMTS 手机120具有存储器122，用于存储其IMEI A；处理器124，用 于执行程序126；空中接口128，其符合UMTS通信标准。

用户还可以将芯片卡100插入GSM手机120’，其具有集成读 卡器118’；存储器122’，用于存储分配给该GSM手机120’的IMEI B；处理器124’；程序126’；空中接口128’，其与GSM通信标准 兼容。如果有GSM通信网络覆盖，GSM手机120’仅仅具备执行 成功的网络登录的能力。

相反，如果有UMTS网络覆盖，UMTS手机120可以执行成 功的网络登录。如果当前没有可用的UMTS网络覆盖，但存在GSM 网络覆盖，由于空中接口128和芯片卡100与GSM通信网络是向 下兼容的，UMTS手机120可以执行对GSM网络的成功的网络登 录。

由于当尝试芯片卡100与GSM手机120’结合使用，将芯片 卡100插入GSM手机120’时，由于程序模块108生成阻断信号， 该阻断信号启动执行程序模块110的无限循环芯片卡100被禁用。 因而芯片卡100只能与UMTS手机120结合使用，但不能与GSM 手机120’结合使用。

芯片卡100只能与UMTS手机结合使用，如UMTS手机120。 当将芯片卡100插入UMTS手机120的读卡器118，并尝试网络登 录，芯片卡100不生成阻断信号，以使芯片卡100仍然启用。通过 这种方式确保100芯片卡只能与UMTS手机结合使用。从而，芯 片卡100和UMTS手机120构成本发明的电子系统的具体实施方 式。

图3是说明本发明的方法的具体实施方式的流程图。在步骤 200中，芯片卡100即USIM卡，插入一个主设备，即UMTS手机 120或GSM手机120’。在步骤202中，开启主设备，并对USIM 卡供电。接下来在步骤204中，USIM卡要求来自主设备的IMEI。

主设备做出回应，并且-USIM接收到当前主设备的IMEI后， 通过执行程序模块108实现步骤206。程序模块108读取存储在存 储器116中的IMEI，并比较从当前设备接收的IMEI和存储在存 储器116中的IMEI。如果接收的IMEI和存储在存储器116中的 IMEI不同，则执行步骤208，程序模块108用从当前主设备接收 的IMEI覆盖存储在存储器116中的IMEI。此外，在下面的步骤 210中，存储在存储器114中的登录历史被程序指令108删除。在 步骤212中，调取标准确定程序，以确定当前主设备支持的通信标 准。

在步骤212中，从当前主设备中接收命令。在步骤214中， 确定所接收的命令属于由适用的标准指定的UMTS命令集还是 GSM命令集。如果所接收的命令属于UMTS命令集，如验证命令， 则执行步骤216，如果也完成成功的身份验证，则执行网络登录。 可关于当前提供覆盖的任何网络执行网络登录。如果没有有效的 UMTS通信网络覆盖，可关于GSM网络执行该网络登录，其可能 需要与发行USIM的运营商的UMTS网络进行漫游。成功完成登 录程序后，执行步骤218，登录历史更新至还包括步骤216中执行 登录的通信网络的标识符。

如果步骤214中确定，步骤212中接收的命令不是UMTS命 令，而是GSM命令，例如运行GSM，则执行步骤220，USIM卡 生成阻断信号，以启动执行无限循环。

如果步骤206中确定，从当前主机接收的IMEI与USIM存储 的IMEI相同，则执行步骤222。在步骤222中，在USIM存储的 登录历史中检索表示UMTS通信网络的网络标识符。如果这种网 络标识符形成USIM所存储登录历史的一部分，这意味着，登录历 史所涉及的当前主设备，实际上是UMTS主设备，由于该当前主 设备具备登录进UMTS通信网络的能力。因此，可以直接执行步 骤216，完成登录程序，而不必全部执行从步骤212开始的标准确 定程序。

附图标记列表

  100   芯片卡   102   处理器   104   程序指令   106   程序模块   108   程序模块   110   程序模块   112   接口   114   存储器   116   存储器   118   读卡器   120   UMTS手机   122   存储器   124   处理器   126   程序   128   空中接口