Speicherverwaltung von Chipkarten

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum prozessorgesteuerten Verwalten eines

Datenspeichers einer Chipkarte, insbesondere einer SIM-, USIM-, Bank- oder Gesundheitskarte. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Chipkarte, insbesondere einer SIM-, USIM-, Bank- oder Gesundheitskarte, enthaltend einen Chip mit einem Datenspeicher, wobei der Datenspeicher durch ein prozessorgesteuertes Speichermanagementsystem verwaltet wird, welches Mittel zur Kennzeichnung von benutztem und unbenutztem Datenspeicher aufweist.

Stand der Technik

Es sind Chipkarten, insbesondere SIM-Karten, bekannt, die über einen Datenspeicher verfügen. Die Daten des Datenspeichers können ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Solche Chipkarten werden beispielsweise bei Banken, Telefon-, oder Mobilfunknetzen und auch ärzten zur Identifikation und Authentifizierung eingesetzt. Auch als Guthabenkarte werden diese Chipkarten gerne verwendet. Die

Speicherverwaltung bei bekannten Chipkarten ist proprietär ausgebildet. Daher sind keine einheitlichen Randbedingungen für das Verhalten der Chipkarten bei Speicher-

relevanten Aktionen vorhanden. Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von freiem Datenspeicher, wenn dieser durch die Chipkarte freigegeben wurde.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Datenspeicherkapazität voll auszunutzen und freien Datenspeicher einheitlich schnell freizugeben, um ihn mit Daten belegen zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum prozessorgesteuerten

Verwalten eines Datenspeichers einer Chipkarte mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:

a) Prüfen der vorhandenen Datenspeicherkapazität,

b) Freigabe von Datenspeicher zum Speichern von Daten,

c) Belegen und/oder Löschen von Daten in dem Datenspeicher,

d) Anpassen einer gespeicherten Angabe über die tatsächliche freie

Speicherplatzmenge,

e) Neuordnen und Zuweisen von Datenspeicher.

Durch das vorgeschlagene Verfahren wird auf eindeutige Weise festgelegt, wie der

Speicher einer Chipkarte erfasst und zugewiesen wird. Um Datenspeicher auf einer Chipkarte für Daten und/oder Programme zur Verfügung stellen zu können, muss dieser Datenspeicher verwaltet werden.

Bei der Datenverwaltung werden neue Daten gespeichert und alte Daten gelöscht. Dafür ist erforderlich, dass dem Chipkartensystem bekannt ist, wieviel Datenspeicher überhaupt auf der Chipkarte für den jeweiligen Anwendungsfall zur Verfügung steht. Jede Datei, womit nachfolgend auch Programmdateien gemeint sind, besteht aus digitalen Zeichen,

die üblicherweise zu geeigneten Blöcken zusammengefasst sind. Einige Dateien, wie z.B. ein Betriebssystem, werden in dem Datenspeicher der Chipkarte praktisch nie verändert. Andere Dateien, wie beispielsweise eine Adressdatei, werden ständig, insbesondere durch Aktualisierung, verändert. Bei den Dateien, die sich verändern, werden je nach Bedarf Datenblöcke gelöscht oder hinzugefügt. Es können aber auch vollständig neue

Dateien in den Datenspeicher geschrieben werden. Genauso werden auch ganze Dateien gelöscht. Je nach dem, ob Daten gelöscht oder hinzugefügt wurden, ist der Speicherplatz für andere Daten freizugeben oder als belegt zu deklarieren.

Das vorgeschlagene Verfahren prüft zunächst einmal, wie viel Datenspeicher insgesamt vorhanden ist. Der freie Datenspeicher wird anschließend als nicht belegt deklariert. Wenn eine Anfrage zur Speicherung einer Datei erfolgt, kann sofort festgestellt werden, ob noch genug Datenspeicher für diese Datei zur Verfügung steht. Sollte der Datenspeicher nicht ausreichen, so kann beispielsweise eine Signalisierung erfolgen, dass der noch freie Datenspeicher für die zu speichernde Datei zu gering ist. Das Signal kann von einer anfragenden Applikation aufgenommen und verarbeitet werden. Die Applikation kann dann dem Anwender mitteilen, beispielsweise über eine Anzeige, dass der Datenspeicher für die vorgesehene Speicherung nicht ausreicht. An einer Speicherstelle wird ein Wert für den belegten und/oder freien Datenspeicher gespeichert.

Nachdem die tatsächliche Speicherplatzsituation des Datenspeichers auf der Chipkarte geklärt ist, können nun Daten gelöscht oder hinzugefügt werden. Der nun ermittelte, tatsächliche freie Datenspeicher kann nun für eine neue Belegung verwendet werden. Der Wert für den belegten, beziehungsweise freien Datenspeicher, wird nun an die geänderte Speicherplatzsituation angepasst. Der Datenspeicher wird auf diese Art und Weise den anfragenden Applikationen zugewiesen.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Chipkarte der eingangs genannten Art gelöst, bei der Mittel zur Anzeige der aktuellen freien Datenspeicherkapazität vorgesehen sind. Anfragen von Applikationen bezüglich des freien Datenspeichers können mit einer solchen Chipkarte bearbeitet werden. Die Datenspeicherverwaltung der Chipkarte kann auf diese Weise jeder internen oder externen Applikation den tatsächlichen Status des Chipkartenspeichers mitteilen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind weiterhin folgende Verfahrensschritte vorgesehen:

a) Feststellen der erforderlichen Speichermenge,

b) Feststellen der vorhandenen freien Speichermenge,

c) Vergleichen der so festgestellten Speichermengen.

Die Prüfung der Datenspeicherkapazität wird demnach dadurch bestimmt, dass zunächst festgestellt wird, wie hoch die Speichermenge ist, die benötigt wird. Anschließend wird die noch vorhandene Speichermenge ermittelt. Durch den Vergleich von angefragter und vorhandener Speichermenge kann einer Applikation mitgeteilt werden, ob auch noch ausreichender Datenspeicher zur Verfügung steht.

Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Information bezüglich des freien Datenspeichers in einer definierten Speicherstelle des Datenspeichers abgelegt ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass eine Applikation, die den freien Datenspeicher anfragt, immer nur auf eine feste

Speicherstelle zugreifen muss, um den entsprechenden Wert zu erfahren. Dies spart einer Applikation, welche den verfügbaren Speicherplatz auf einer Chipkarte ermitteln muss, eigene Routinen, die dies vornehmen. Die Applikation muss lediglich die definierte Speicherstelle auslesen, um den noch freien Datenspeicher zu ermitteln.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verwaltung des Datenspeichers einer Chipkarte ergibt sich ferner dadurch, dass eine Datei, welche durch unterschiedliche Applikationen gleichzeitig genutzt wird, einfach Datenspeicher belegt. Mit entsprechenden Verknüpfungen kann Datei von den Applikationen verwendet werden. Applikationen verwenden häufig ein und dieselbe Datei. Jede Applikation müsste daher diese Datei jeweils separat in dem Datenspeicher der Chipkarte speichern. Damit der Datenspeicher mit identischen Daten jedoch nicht doppelt benutzt wird, wird stattdessen ein Platzhalter verwendet. Dieser Platzhalter sorgt dafür, dass die Applikation

immer auf die richtige Datei zugreift. Der Platzhalter verwendet erheblich weniger Datenspeicher, als es die Datei, für die er steht, benötigen würde. Der Platzhalter besteht aus einer Verknüpfung bzw. einem Zeiger, welcher die Applikation mit den tatsächlichen Daten verknüpft. Durch diese Maßnahme wird somit Datenspeicher gespart. Auch der Zugriff wird auf die Datei beschleunigt, da nicht zwischen so vielen Dateien gewählt werden muss.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die freie Datenspeicherkapazität zur aktuellen Anzeige dynamisch erfasst. Die Datenspeicherkapazität kann sich ständig ändern. Damit Applikationen immer die aktuelle freie Datenspeicherkapazität zur Verfügung haben, wird diese dynamisch ermittelt und aktuell angezeigt. Die Anzeige für die Applikation kann auch darin bestehen, dass der Wert in einer definierten Speicherstelle dynamisch aktualisiert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Chipkarte ist eine

Prozessoreinheit auf der Chipkarte für das Speichermanagementsystem vorgesehen. Diese Maßnahme ermöglicht die Chipkarte autark von anderen Systemen zu betreiben. Die Prozessoreinheit kann schnell den erforderlichen Speicherbedarf ermitteln und die entsprechende Information an eine Applikation, welche Speicher benötigt, weiterleiten. Die Vorgänge laufen weitestgehend unabhängig auf der Chipkarte ab.

Gemäß einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Chipkarte ist ein Betriebssystem, welches Anweisungen für das Speichermanagementsystem enthält, im Datenspeicher vorgesehen. Die Anweisungen, die ein Betriebssystem zur Verfügung stellt, können von Applikationen genutzt werden, um die freie Speicherkapazität zu ermitteln. Dabei muss lediglich die übergabe von Parametern über eine Schnittstelle gewährleistet sein. Dadurch wird vermieden, dass Applikationen eigene Routinen benötigen, um den freien Speicherplatz auf der Chipkarte zu ermitteln. Dies kann durch den einfachen Aufruf einer Anweisung des Betriebssystems durchgeführt werden, die die entsprechenden Werte für die freie Speicherkapazität schließlich liefert.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche, sowie den Zeichnungen mit den dazugehörigen Beschreibungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Chipkarte, welche in ein Mobilfunkendgerät eingesetzt wird.

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Verfahrens ablauf entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig.3 zeigt in einer Prinzipskizze eine erste Speicheraufteilung eines

Chipkartenspeichers .

Fig. 4 zeigt in einer Prinzipskizze eine zweite Speicheraufteilung eines Chipkartenspeichers

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 wird mit 10 eine erfindungsgemäße Chipkarte bezeichnet. Die Chipkarte 10 verfügt über Kontakte 12, welche mit Kontakten 14 eines Chipkartenlesers 16 in Kontakt stehen. Der Chipkartenleser 16 befindet sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Mobilfunkendgerät 18. Damit der Chipkartenleser 16 sichtbar wird, ist ein Teil 20 aus dem Mobilfunkendgerät 18 "herausgebrochen". Das Mobilfunkendgerät 18 verfügt über eine Sende- und Empfangseinheit 22, eine Anzeige 24 und eine Eingabeeinheit 26, welche als Tastenfeld ausgebildet ist. Mit der Eingabeeinheit 26 kann beispielsweise ein auf der Anzeige 24 dargestelltes Menü gesteuert werden.

Die Chipkarte 10 dient in einem Mobilfunknetz üblicherweise als Identifikations- und Authentifikationsmittel für einen Mobilfunkteilnehmer. Die Chipkarte 10 weist einen

Prozessor 28 auf, der auf einen Datenspeicher 30 zugreifen kann. Der Datenspeicher 30 ist vorzugsweise als Chip ausgebildet. Die Chipkarte 10 ist durch den Prozessor 28 mit einer eigenen Rechenkapazität ausgestattet. Der Prozessor 28 verwaltet den

Datenspeicher 30 und leitet Daten und Steuerbefehle über die Kontakte 12 bzw. 14 und Daten- und Steuerleitungen 32 an das Mobilfunkendgerät 18 weiter. In dem Datenspeicher 30 ist ein Betriebssystem 34 vorgesehen. Dadurch erhält die Chipkarte 10 eine eigene, von dem Mobilfunkendgerät 18 unabhängige, Daten- und Speicherverwaltung. Ein Speichermanagementsystem, welches insbesondere aus dem

Prozessor 28 und dem Betriebssystem 34 gebildet wird, verwaltet den Datenspeicher 30.

Applikationen, welche sowohl in dem Mobilfunkendgerät 18, als auch auf der Chipkarte 10 gespeichert sein können, nutzen den Datenspeicher 30 der Chipkarte 10. Damit die Applikationen den Datenspeicher 30 der Chipkarte 10 nutzen können, müssen Sie wissen, wie die aktuelle Speicherkapazität aussieht. Hierfür startet die Applikation eine Anfrage an das Speichermanagementsystem der Chipkarte 10. Die Applikation übermittelt dazu eine Bedarfsanfrage.

Der Ablauf für die Verwaltung des Datenspeichers 30 auf der Chipkarte 10 wird anhand von Fig. 2 beschrieben. Zunächst ermittelt der Prozessor 28 die vorhandene freie Datenspeicherkapazität des Datenspeichers 30, Kasten 36. Pfeile 38 symbolisieren dabei den jeweils nächsten, folgenden Schritt des Verfahrens ablaufs. Wenn feststeht, wie groß der noch zur Verfügung stehende Speicher des Datenspeichers 30 ist, erfolgt eine entsprechende Freigabe für eine Applikation zum Speichern von Daten, Kasten 40.

Danach kann die Applikation den Datenspeicher 30 vollständig oder teilweise belegen, um dort Daten abzuspeichern. Entsprechend kann die Applikation natürlich auch Daten aus dem Datenspeicher 30 löschen. Dann wird zusätzlicher Speicher des Datenspeichers 30 frei. Kasten 42 symbolisiert das Belegen und/oder Löschen von Daten in dem Datenspeicher 30. Nun erfolgt eine Anpassung einer Angabe über die tatsächliche freie

Speicherplatzmenge, Kasten 44. Die Angabe besteht üblicherweise in einem digitalen Wert, der an einer festen Speicherplatzstelle abgelegt ist. Es ist vorgesehen, den Datenspeicher 30 neu zu ordnen und Applikationen zuzuweisen, Kasten 46. Danach kann das Verfahren bei der nächsten Anfrage einer Applikation von vorne, d.h. von Kasten 36 beginnen. Um zu verhindern, dass der Datenspeicher 30 überläuft, wird die

Bedarfsanfrage bzgl. der Speicherkapazität mit der tatsächlich freien Speicherkapazität verglichen. Ist der Bedarf kleiner oder gleich der zur Verfügung stehenden Speicherkapazität, dann kann der Speicher der Applikation zugewiesen werden.

Mit den Fig. 3 und 4 soll die Speicherplatzverwaltung durch den Prozessor 28 beispielhaft beschrieben werden. Der gesamte Datenspeicher 30 der Chipkarte 10 wird mit seiner vollständigen Kapazität in diesen Fig. 3 und 4 dargestellt. Ein nichtflüchtiger Speicherbereich 48 ist für das Betriebssystem 34 reserviert. Das Betriebssystem 34 befindet sich üblicherweise in dem nichtflüchtigen Speicherbereich 48, damit es auch nach dem Ausschalten in dem Speicherbereich 48 erhalten bleibt. Mit 50 wird freier Speicherplatz bezeichnet. Dieser Speicherplatz 50 ist nicht schraffiert dargestellt und steht verschiedenen Anwendungen zur Verfügung. An Speicherstelle 52 wird eine Angabe über den tatsächlichen aktuellen noch freien Speicherplatz 50 abgelegt. Dabei handelt es sich üblicherweise um eine digitale Größenangabe. Schraffierter Speicherbereich 54 ist neben dem Betriebsystem 34 mit Daten 56, 58 belegt. Die Daten 56, 58 können dabei beispielsweise als Programmdaten, oder Daten einer Datenbank, wie Adressdaten, ausgebildet sein.

In Fig. 3 befinden sich die Daten 58 in dem Speicher 30. Fig. 4 weist diese Daten 58 nicht mehr auf. Sie wurden gelöscht. Der belegte 54 bzw. freie Speicherplatz 50 wird symbolisch als Abstand gezeigt, der in der Fig. 3 durch die Größen 0, A, B, C und D, sowie in Fig. 4 durch die Größen 0, A', B' und D' dargestellt wird. Der mit Daten belegte Speicherplatz 54 reicht in Fig. 4 bis C. Das Betriebsystem 34 belegt davon Speicher von

0 bis A. In dem von einer ersten Applikation beanspruchter Speicherbereich A bis B liegen die Daten 56 und in dem Speicherbereich B bis C, der von einer zweiten Applikation beanspruchet wird, liegen die Daten 58. Der freie Speicherplatz 50 wird in Fig. 3 durch den Speicherbereich C bis D definiert. Die Speicherstelle 52 mit der Angabe über den zur Verfügung stehenden freien Speicher liegt in diesem Ausführungsbeispiel hinter dem freien Speicherplatz 50, also hinter D. Eine Anfrage einer Applikation würde ergeben, dass der Speicherplatz 50, also C bis D, zur Verfügung steht.

Werden Daten 58 gelöscht, wie in Fig. 4, dann steht mehr freier Speicherplatz 50 zur Verfügung. Der Speicher B' bis C ist zum freien Speicherplatz 50 hinzugekommen. Der für Applikationen verfügbare freie Speicherplatz 50 beginnt bei B' und endet bei D'. Die

Speicherstelle 52 enthält immer den Wert für den freien Speicherplatz 50. Dieser Wert

wird bei jeder änderung innerhalb des Speichers 30 an die aktuelle Datenbelegung dynamisch angepasst.

Die Speicher- und Datenverwaltung kann den Datenspeicher 30 in Unterbereiche 56a, 56b und 56c unterteilen. Jeder Unterbereich 56a, 56b und 56c kann bei Bedarf wiederum separat verwaltet werden. Dies ermöglicht z.B., dass Applikationen in einem eigenen Speicherbereich ablaufen können, ohne andere Anwendungen in anderen z.B. Speicherbereichen 58 zu tangieren. Auch die Belegung von Unterbereichen 56a, 56b und 56c wird aktuell an der Speicherstelle 52 festgehalten. Auch ein Zugriffs-Status des Datenspeichers 30 und/oder von Unterbereichen 56a, 56b, 56c des Datenspeichers 30 wird in der Speicherstelle 52 des Datenspeichers 30 abgelegt. Dort wird festgehalten, ob eine Applikation überhaupt einen Speicherbereich 54 verwenden darf. Für wenigstens einen Speicherbereich 54 kann z.B. ein "nur Lese-Status" festgelegt werden. So kann der Speicherbereich nur ausgelesen, aber nicht gelöscht oder überschrieben werden.

Damit der Datenspeicher 30 nicht doppelt, d.h. mit Daten 58 desselben Inhalts, belegt wird, sind Platzhalter p, q vorgesehen. Diese stehen einer Applikation zur Verfügung und weisen direkt auf die Daten 58 des Datenspeichers 30. Eine Applikation greift daher auf den Platzhalter p bzw. q zu und wird damit auf die entsprechenden Daten gelenkt, als seien die Daten mehrfach abgespeichert. Dadurch geht die Speicherverwaltung der

Chipkarte 10 sparsam mit den Ressourcen, d.h. dem Datenspeicher 30, bei der Zuweisung von Speicherplatz um.