ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ БЕЗ АБОНЕМЕНТНОЙ ОПЛАТЫ, КОНТРОЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ЭТОГО ТЕЛЕФОННОГО АППАРАТА И ТЕЛЕФОННАЯ УСТАНОВКА, СОДЕРЖАЩАЯ УКАЗАННЫЙ ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ И КОНТРОЛЬНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2000 года по МПК H04M17/02 

Настоящее изобретение относится к телефонному аппарату, выполненному в варианте без абонементной оплаты, который предназначен для присоединения к телефонной линии телефонной установки для передачи информации, а также к контрольному модулю, предназначенному для присоединения к указанному телефонному аппарату.

Изобретение относится также к телефонной установке, предназначенной для передачи информации по телефонной линии и содержащей телефонный аппарат, выполненный в варианте без абонементной оплаты и включаемый в указанную телефонную линию, и контрольный модуль, параллельно включенный в указанную телефонную линию и соединенный с указанным телефонным аппаратом.

Более точно, настоящее изобретение относится к такой установке, которая используется в случае, когда телефонный аппарат выполняется предпочтительно согласно варианту с предварительной оплатой, осуществляемой посредством карточки или какого-либо другого средства, т.е. в случае, когда телефонный аппарат установлен в месте частного пользования или же в месте общественного пользования, в котором регистрация оплаты за телефонный разговор осуществляется, в основном, с помощью карточки, снабженной запоминающим устройством, или же другого аналогичного средства, когда не требуется вносить абонементную плату за этот телефонный аппарат.

Изобретение представляет особый интерес в случае, когда пользователь должен вносить оплату наличными. Действительно, в этом случае необходимо предотвратить возможность замены телефонного аппарата, с помощью которого осуществляется процесс оплаты наличными деньгами, каким-либо обычным аппаратом, в результате этой замены какой-нибудь злоумышленник сможет осуществлять телефонную связь бесплатно, так как он не имеет абонента. Однако изобретение также применяется в случае, когда определение стоимости телефонного разговора осуществляется посредством подсчета импульсов, определяющих стоимость разговора на уровне телефонной станции.

Кроме того, изобретение относится также к случаю, когда телефонный аппарат имеет свою собственную таблицу для определения оплаты за использование телефонной связи, т.е. в случае, когда в линию не передаются импульсы, определяющие стоимость использования телефонной связи.

В общем, изобретение применимо в случаях, когда необходимо осуществить аутентификацию между телефонным аппаратом и связанным с ним модулем, соединенным с передающей линией (физическим или иным), прежде чем прервать, в случае необходимости, информационный обмен для пресечения любых попыток использования связи без оплаты.

Для того, чтобы решить эту проблему, предлагалось следующее решение: во время первоначальной фазы установления телефонной связи осуществляют между передатчиком и приемником обмен закодированными величинами, которые позволяют контролировать доступ к связи. Такая система решает проблему только частично. Также предлагалось кодировать передаваемую информацию в передатчике и симметрично декодировать ее в приемнике. Однако, поскольку передача информации осуществляется в виде аналоговых сигналов частот, операции кодирования и декодирования являются относительно сложными.

В европейском патенте N 0335768 на имя заявителя было предложено решить эту проблему посредством включения в телефонную линию контрольного модуля, соединяемого с каждым телефонным аппаратом, для которого необходимо обеспечить надежность оплаты. Телефонный аппарат имеет особую конструкцию и схемы, которые позволяют осуществить обмен между контрольным модулем и телефонным аппаратом информацией для опознавания, чтобы проверить, может ли быть дано разрешение на использование телефонного аппарата. Однако, несмотря на то, что решение, предложенное в европейском патенте, является эффективным, оно требует применения телефонных аппаратов специальной конструкции и относительно сложных контрольных модулей, которые должны быть постоянно включены в линию. Кроме того, все равно сохраняется возможность неправомочного бесплатного пользования телефонной связью.

Задачей настоящего изобретения является создание телефонного аппарата, контрольного модуля и телефонной установки для передачи информации, которые обеспечивают более эффективную защиту против злоупотреблений, связанных с бесплатным использованием телефонной связи, и которые могли бы быть осуществлены с помощью телефонных аппаратов стандартного типа посредством введения в каждый такой аппарат дополнительного модуля с простой, насколько это возможно, конструкцией и посредством включения одного контрольного модуля в линию при вызове.

Для достижения этого результата согласно изобретению телефонный аппарат, выполненный согласно варианту без абонементной оплаты, предназначенный для подключения в телефонную линию, в телефонной установке для передачи информации, отличается тем, что содержит средство для передачи номера вызываемого телефонного аппарата, средство для осуществления первого предварительно определенного алгоритма, предназначенного для вычисления исходного элемента информации на основе вызываемого номера и случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания на основе исходного элемента информации, средство для передачи элементов информации опознавания по указанной телефонной линии в предварительно определенные моменты времени.

Контрольный модуль, предназначенный для присоединения к телефонному аппарату, согласно изобретению отличается тем, что указанный модуль присоединяется параллельно с указанной телефонной линией и содержит средство для обнаружения в телефонной линии вызываемого номера и сигнала обнаружения, указывающего, что обнаружено начало использования телефонного аппарата, средство для выработки упомянутого случайного числа и для его передачи по телефонной линии, средство для осуществления второго предварительно определенного алгоритма, соответствующего первому алгоритму, для вычисления исходного значения на основе указанного вызываемого номера и указанного случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания, средство для сравнения в упомянутые предварительно определенные моменты времени полученного элемента исходной информации с вычисленным исходным элементом информации и полученных последовательных элементов информации опознавания с выработанными последовательными элементами информации опознавания, средство для отключения телефонной линии в зависимости от результатов указанных сравнений, если полученный элемент информации опознавания не соответствует вычисленному элементу информации опознавания.

Наконец, телефонная установка для передачи информации по телефонной линии, содержащая телефонный аппарат, выполненный согласно варианту без абонементной платы и включаемый в указанную телефонную линию, и контрольный модуль, соединенный параллельно телефонной линии и соединенный с указанным телефонным аппаратом, отличается тем, что указанный телефонный аппарат содержит средство для передачи номера вызываемого телефонного аппарата, средство для осуществления первого предварительно определенного алгоритма, предназначенного для вычисления исходного элемента информации на основе вызываемого номера и случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания на основе исходного элемента информации и средство для передачи на телефонную линию элементов информации опознавания в предварительно определенные моменты времени, а указанный контрольный модуль содержит средство для обнаружения в телефонной линии вызываемого номера и сигнала обнаружения начала использования телефонного аппарата, средство для выработки упомянутого произвольного числа и для его передачи по телефонной линии, средство для осуществления второго предварительно определенного алгоритма, соответствующего первому алгоритму, для вычисления исходного значения на основе указанного случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания, средство для сравнения в упомянутые предварительно определенные моменты времени полученного исходного элемента информации с вычисленным исходным элементом информации и полученных последовательных элементов информации опознавания с вычисленными последовательными элементами информации опознавания, средство для отключения телефонной линии в зависимости от результатов указанных сравнений, если полученный элемент информации опознавания не соответствует вычисленному элементу информации опознавания.

Понятно, что такая установка позволяет обеспечить высокую степень защиты, так как последовательные элементы информации опознавания в данном случае зависят не только от случайного числа, но и от номера вызываемого телефонного аппарата. Ясно также, что эта установка относительно проста и что в защищаемом телефонном аппарате необходимы лишь ограниченные изменения по сравнению со стандартной схемой телефонного аппарата. Кроме того, понятно, что подключение к телефонной линии контрольного модуля со средствами отключения очень простое.

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего описания вариантов выполнения изобретения, приведенных в качестве неограничивающих примеров. Описание иллюстрируется чертежами, на которых показано следующее:
фиг. 1 - упрощенный вид, иллюстрирующий схему телефонного аппарата и контрольного модуля согласно изобретению;
фиг. 2 - блок-схема обеспечиваемого защитой телефонного аппарата;
фиг. 3 - блок-схема контрольного модуля и
фиг. 4 - вид сигнала, который может быть использован для выработки информации опознавания.

На фиг. 1 показана установка, применяемая для телефонного аппарата, выполненного согласно варианту баз абонементной оплаты.

На фиг. 1 изображена телефонная линия 10, соединенная с телефонной станцией 12. Телефонный аппарат 14 без абонементной оплаты подключен к линии 10. Согласно изобретению к телефонному аппарату 14 присоединяется контрольный модуль 16, который также подключен к линии 10 и который соединен с выключателем или со схемой отключения 18, управляемой контрольным модулем 16. Кроме того, телефонный аппарат 14 содержит стандартные телефонные цепи 20 и предпочтительно средства 22 для предварительной оплаты, которые могут быть выполнены для оплаты с помощью карточки с запоминающим устройством или монетами, специальные цепи, образующие отдельный модуль 24, который должен быть установлен на телефонном аппарате 14 для его совместимости с контрольным модулем 16. Принцип изобретения, как уже было сказано ранее, заключается в том, что периодически осуществляют обмен между телефонным аппаратом 14 и соединенным с ним контрольным модулем 16 информацией опознавания, связанной с номером вызываемого телефона.

Со ссылками на фиг. 2 ниже более подробно описаны цепи специального модуля, который должен быть введен в телефонный аппарат 14 для обеспечения его совместимости с контрольным модулем 16.

Эти цепи содержат микропроцессор или микроконтроллер 30, соединенный, в частности, с запоминающим устройством со специальной программой 32, которое может быть выполнено в виде программируемого ПЗУ. Микропроцессор 30 может легко контролировать стандартные телефонные цепи 34, а также цепи контроля 36 предварительной оплаты. Предварительная оплата может осуществляться с помощью карточки с электронным запоминающим устройством посредством считывающего устройства 38 или с помощью монет с использованием для этого специального устройства для приема монет. Цепи содержат также генератор сигналов частоты 40, управляемый микропроцессором 30, а также устройство декодирования 42 сигнала частоты, цифровой выход которого соединен с микропроцессором 30. Наконец, согласующая схема 44 позволяет присоединять к телефонной линии 10 схемы вышеописанного телефонного аппарата.

Как будет изложено ниже, генератор 40 сигналов частоты служит для формирования различных элементов информации опознавания в виде сигналов частоты. На фиг. 4 изображен особый тип сигналов, которые могут быть использованы для выработки информации опознавания. Конкретная форма этого сигнала зависит от выбранного способа формирования этого сигнала. В случае, соответствующем фиг. 4, кодирующая схема, которая получает значение опознавания, выдает команду на генератор 40 частоты для выработки сигнала частоты f_o в течение периода синхронизации длительности T, затем в зависимости от величины K_o для каждого периода T он задает или не задает выработку сигнала частоты f_o в зависимости от двоичной величины рассматриваемого периода T. Этот период равен, например, 20 мс. Таким образом, генератор частоты 40 выдает только частоту f_o. Эта частота превышает частоту речевого сообщения и предпочтительно равна 12 кГц или 16 кГц.

Со ссылками на фиг. 3 ниже будут описаны основные схемы контрольного модуля 16. В основном, контрольный модуль содержит один микропроцессор или микроконтроллер 50, соединенный с запоминающим устройством 51 со специальной программой. Микропроцессор 50 управляет генератором 52 сигнала частоты того же самого типа, как и сигналы генератора 40 телефонного аппарата и получает информацию от устройства декодирования 54 аналоговых сигналов. Входы и выходы соответственно генератора 52 сигналов и устройства декодирования 54 соединены с телефонной линией 10 через согласующую схему 56. Кроме того, микропроцессор 50 соединен своим выходом 50a с управляющей схемой 58, которая сама соединена непосредственно с отключающим переключателем 18, соединенным с телефонной линией 10. Наконец, контрольный модуль содержит схему 59 обнаружения состояния снятия трубки телефонного аппарата, который соединен с микропроцессором 50.

Работа установки осуществляется следующим образом. Когда контрольный модуль 16 обнаруживает в линии 10 состояние снятия трубки аппарата 14 с использованием схемы 59, контрольный модуль включается. При этом обнаружении контрольный модуль 16 передает в линию посредством генератора 52 случайное число которое предпочтительно вырабатывается микропроцессором 50 посредством использования хранящегося в запоминающем устройстве 51 специального программного обеспечения. Это случайное число предпочтительно передается в форме частотных сигналов и обнаруживается телефонным аппаратом 14 посредством декодирующего устройства 42. Микропроцессор 30 телефонного аппарата затем реализует алгоритм, параметры которого хранятся в запоминающем устройстве 32 для выработки исходной информации опознавания К'_o. Эта исходная информация зависит одновременно от полученного случайного номера и от номера вызываемого аппарата. Микропроцессор 30 обеспечивает передачу генератором 40 характерного частотного сигнала исходной информации опознавания K'_o.

Эта передача обнаруживается декодирующим устройством 54 контрольного модуля, и информация опознавания передается в цифровом виде микропроцессору 50. Путем реализации предварительно определенного алгоритма микропроцессор вырабатывает на основании случайного числа и номера вызываемого аппарата исходную информацию опознавания К_o. Эта выработанная исходная информация К_o сравнивается с исходной информацией К'_o, полученной от телефонного аппарата. Если К_o и К'_o совместимы, то разрешается использовать телефонный аппарат. Если оба алгоритма, использованные телефонным аппаратом и контрольным модулем, идентичны, то в этом случае информация опознавания, выработанная аппаратом, и информация опознавания, выработанная контрольным модулем, должны быть идентичными для того, чтобы использование аппарата было разрешено. Если оба алгоритма отличаются, но между ними имеется корреляция, вследствие этого элементы информации опознавания К_o и К'_o будут всегда отличаться, даже если будет разрешено использование телефонного аппарата. Именно программа сравнения будет обнаруживать корреляцию между K_o и K'_o.

После этого первоначального опознавания телефонного аппарата 14 телефонный аппарат передает в предварительно определенные моменты времени последовательные элементы информации опознавания K'. Предпочтительно элемент информации К' вырабатывается с помощью алгоритма на основе предыдущего элемента информации опознавания K'_i-1. Он может зависеть также непосредственно от вызываемого номера и от случайного числа Предпочтительно использовать в качестве алгоритма для кодирования алгоритм типа DES. Этот элемент информации опознавания передается по линии 10 и обнаруживается контрольным модулем 16. Микропроцессор контрольного модуля вырабатывает свой элемент опознавания K_i и сравнивает его с элементом информации K'_i. Если два элемента информации совпадают, то телефонная передача продолжается до передачи следующего элемента информации опознавания. В противном случае контрольный модуль обеспечивает срабатывание схемы отключения 18, которая прерывает телефонную связь.

Предварительно определенные моменты для передачи элементов информации опознавания K'_i телефонным аппаратом могут определяться различными способами в зависимости от типа установки.

Согласно первому варианту выполнения телефонный аппарат может содержать тактовое устройство, которое передает сигнал, период которого соответствует интервалу времени между выработкой и передачей двух последовательных элементов информации опознавания K_i. Этот вариант выполнения является полностью независим от способа управления оплаты от телефонных разговоров. Поэтому он применим даже в случае, когда телефонный аппарат используется бесплатно, причем контроль использования телефонного аппарата осуществляется по иным причинам, чем оплата.

Если телефонный аппарат содержит свою собственную таблицу для определения стоимости оплаты, предварительно определенные моменты времени для передачи элементов информации опознавания могут определяться посредством передачи взимаемой оплаты самой таблицей. При обнаружении контрольным модулем элемента информации опознавания он формирует свой собственный элемент информации опознавания. Если телефонный аппарат не содержит внутренней таблицы для определения платы или выписывания счета, то прием импульсов, устанавливающих оплату, переданных телефонной станцией, и определяет предварительно определенные моменты времени, которые вызывают выработку и передачу телефонным аппаратом нового элемента информации опознавания.

Предпочтительно контроль оплаты вызова наличными деньгами, если такая оплата используется, осуществляется полностью самим телефонным аппаратом так, как имеет место в стандартных телефонных аппаратах, причем контрольный модуль не участвует в этой процедуре.

Изобретение относится к телефонной установке для передачи информации по телефонной линии, содержащей телефонный аппарат, выполненный согласно варианту без абонементной оплаты и включаемый в указанную телефонную линию, и контрольный модуль, соединенный параллельно с телефонной линией и соединенный с телефонным аппаратом. Аппарат передает на модуль в предварительно определенные моменты времени предварительно определенные элементы информации (К'_i), выработанные согласно некоторому алгоритму, с использованием случайного числа и номера вызываемого аппарата. Модуль вырабатывает элементы информации К_i на основе того же самого алгоритма и того же самого случайного числа и сравнивает их с элементами информации К'_i. При несовпадении сравниваемых величин модуль инициирует схему отключения. Технический результат заключается в обеспечении защиты против злоупотреблений. 3 с. и 8 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Телефонный аппарат (14) без абонементной оплаты предназначенный для подключения к телефонной линии, в телефонной установке (11) для передачи информации, отличающийся тем, что содержит средство для передачи номера вызываемого телефонного аппарата, средство (30) для осуществления первого предварительного определенного алгоритма, предназначенного для вычисления исходного элемента информации (K'₀) на основе вызываемого номера и случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания (K'_j) на основе исходного элемента информации (K'₀), средство (40, 44) для передачи элементов информации опознавания (K'_j) в телефонную линию в предварительно определенные моменты времени. 2. Телефонный аппарат по п.1, отличающийся тем, что он содержит средство выдачи временных импульсов с предварительно определенным периодом, причем указанные импульсы определяют упомянутые предварительно определенные моменты времени. 3. Телефонный аппарат по п.2, отличающийся тем, что он содержит внутреннюю таблицу для определения оплата за пользование, причем указанные временные импульсы являются импульсами оплаты за пользование. 4. Телефонный аппарат по п.1, отличающийся тем, что указанные предварительно определенные моменты времени определяются посредством импульсов определяющих оплату, выдаваемых телефонной станцией установки (11). 5. Телефонный аппарат по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что содержит средства (36, 38), предназначенные для предварительной оплаты установленных сумм, и средство для передачи сигнала о получении оплаты каждый раз после осуществления оплаты. 6. Контрольный модуль (16), предназначенный для присоединения к телефонному аппарату (14), по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что указанный модуль (16) соединен параллельно с телефонной линией и содержит средство для обнаружения в телефонной линии вызываемого номера и сигнала обнаружения начала использования телефонного аппарата (14), средство (50) для выработки упомянутого случайного числа и для его передачи по телефонной линии, средство (50) для осуществления второго предварительно определенного алгоритма, соответствующего первому алгоритму для вычисления исходного значения (K₀) на основе упомянутого вызываемого номера и упомянутого случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания (K_j), средство (50) для сравнения в указанные предварительно определенные моменты времени полученного исходного элемента информации (K'₀) с вычисленным исходным элементом информации (K₀) и полученных последовательных элементов информации опознавания (K'_j) с выработанными последовательными элементами информации опознавания (K_j), средство (58) для отключения телефонной линии в зависимости от результатов сравнения, если полученные элементы информации опознавания (K'_j) не соответствуют вычисленным элементам информации опознавания (K_j). 7. Контрольный модуль по п.6, отличающийся тем, что содержит средство для выработки нового элемента информации опознавания (K_j) при получении соответствующего элемента информации опознавания, переданного указанным телефонным аппаратом (14). 8. Контрольный модуль по п.6 или 7, предназначенный для соединения с телефонным аппаратом по п.5, отличающийся тем, что указанный модуль содержит средство для запрета передачи информации при отсутствии сигнала о получении оплаты. 9. Телефонная установка для передачи информации по телефонной линии (10), содержащая телефонный аппарат (14), выполненный согласно варианту без абонентной оплаты и включаемый в указанную телефонную линию, и контрольный модуль (16), соединенный параллельно с телефонной линией и соединенный с указанным телефонным аппаратом, отличающаяся тем, что телефонный аппарат (14) содержит средство для передачи номера вызываемого телефонного аппарата, средство (30) для осуществления первого предварительного определенного алгоритма, который предназначен для вычисления исходного элемента информации (K'₀) на основе вызываемого номера и случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания (K'_j) на основе исходного элемента информации (K'₀), средство (40, 44) для передачи в телефонную линию элементов информации опознавания (K'_j) в предварительно определенные моменты времени, а указанный контрольный модуль (16) содержит средство для обнаружения в телефонной линии вызываемого номера и сигнала обнаружения начала использования телефонного аппарата, средство (50) для выработки упомянутого случайного числа и для его передачи в телефонную линию, средство (50) для осуществления второго предварительно определенного алгоритма, соответствующего первому алгоритму, для вычисления исходного значения (K₀) на основе упомянутого случайного числа и для выработки последовательных элементов информации опознавания (K_j), средство (50) для сравнения в упомянутые предварительно определенные моменты времени полученного исходного элемента информации (K'₀) с вычисленным исходным элементом информации (K₀) и полученных последовательных элементов информации опознавания (K'_j) с вычисленными последовательными элементами информации опознавания (K_j), средство (58) для отключения телефонной линии в зависимости от результатов сравнения, если полученный элемент информации опознавания (K_j) не соответствует вычисленному элементу информации опознавания (K_j). 10. Установка по п.9, отличающаяся тем, что первый и второй алгоритмы являются идентичными. 11. Установка по любому из п.9 или 10, отличающаяся тем, что каждый элемент информации опознавания содержит последовательности двоичных величин, причем первое двоичное состояние соответствует отсутствию сигнала, а второе двоичное состояние соответствует наличию частотного сигнала.