专利名称：非用户电话机、关联的控制模块、和包括所述电话机和所述安全模块的受保护电话设施的制作方法
技术领域：
本发明首先涉及一种在传送信息的电话设施中用于连接电话线的非用户型的电话机，其次涉及一种用于与所述电话机关联的控制模块。
本发明还涉及一种经电话线传送信息的电话设施，该电话设施包括一个可连接所述电话线的非用户型电话机；和一个与所述电话线并联连接并与所述电话机关联的控制模块。
更确切地说，本发明涉及这样一种设施，它适用于用卡或其它装置执行预付的电话机，即，在私人场所安装的电话机或在公共场所随意安装的电话机，其电话计费主要是通过灵巧卡(smart card)或类似的卡支付，而不需要为电话机预付费。
当用户直接付费时，本发明是特别有利的。可以明白，由于没有预付费，在这种情况中必需防止执行直接付费程序的电话机被标准电话机代替，以防不诚实的人可以进行免费电话呼叫。然而，本发明还可适用于通过计算电话交换机发出的计费脉冲(meter pulse)执行电话计费的场合。
同样地，本发明也适用于电话机含有其本身的用于对电话呼叫付费的计费表的情况，即没有计费脉冲经线路传送的情况。
更一般地说，本发明可用于这种情况，即在有可能中断信息交换以避免任何欺诈企图之前必需在电话机与连接传送线路(或者物理的或者其它的线路)的关联模块之间建立鉴权的情况。
为了解决这一问题，提出下列技术方案在建立电话呼叫的初始阶段期间，传送机和接收机交换能够对被控制的呼叫存取编码量。这种系统只能部分地解决问题。此外，还提出了这样的技术方案在传送机侧对要传送的信息编码，在接收机侧对其对称地解码，遗憾的是，由于信息以模拟频率信号的形式传送，其编码和解码操作比较复杂。
在本申请人的欧洲专利第0335768中，提出了一种解决这一问题的技术方案把与要保护的电话机关联的控制模块连接到线路上。该电话机具有能使鉴权信息的条目在控制模块与电话机之间交换的特定结构和电路。鉴权信息的条目被比较以检验电话机授权使用的情况。但遗憾的是，尽管该欧洲专利提出的方案有效，但需要特定类型的电话机、和比较复杂的并且必须永久连接线路的控制模块。此外，某种类型的欺诈行为可能仍然存在。
本发明的目的是提供一种电话机、电话控制模块、和传送信息的电话设施，以便提高防范欺诈的能力，在其结构尽可能简单的附加模块插入每个标准电话机的条件下可以用标准型电话机操作，而且控制模块根据请求与线路连接。
为了实现这一目的，根据本发明，在传送信息的电话设施中用于连接电话线路的非用户型电话机的特征在于它包括用于发出被叫电话机号码的装置；用于根据被叫号码和随机数来执行计算信息的初始条目的第一预定算法和根据信息的初始条目来产生鉴权信息的连续条目的装置；和用于在预定瞬间在所述电话线路上传送鉴权信息条目的装置。
根据本发明的用于与电话机相关联的控制模块的特征在于，所述模块与所述电话线路并联连接，该控制模块包括用于在所述电话线路上检测被叫号码和表示已经检测到电话机开始使用的检测信号的装置；用于产生所述随机数并在电话线路上传送所述随机数的装置；用于执行与第一算法相应的第二预定算法以便根据所述被叫号码和所述随机数来计算初始值并产生鉴权信息的连续条目的装置；用于在所述预定瞬间把接收的信息的初始条目与计算的信息的初始条目比较并把接收的鉴权信息的初始条目与产生的鉴权信息的连续条目比较的装置；和用于如果接收的鉴权信息条目与计算的鉴权信息条目不一致，则作为所述比较结果的函数来阻塞所述电话线路装置。
最后，用于在电话线路上传送信息的电话设施，该电话设施包括可连接所述电话线路的非用户型电话机，和与所述电话线路并联并与所述电话机关联的控制模块，其特征在于所述电话机包含用于发出被叫电话机号码的装置；用于根据被叫号码和随机数来执行计算信息的初始条目的第一预定算法和根据信息的初始条目来产生鉴权信息的连续条目；和用于在预定瞬间在所述电话线路上传送鉴权信息条目的装置。
所述控制模块包括用于在所述电话线路上检测被叫号码和表示已经检测到电话机开始使用的检测信号；用于产生所述随机数并在电话线路上传送所述随机数的装置；用于执行与第一算法相应的第二预定算法以便根据所述被叫号码和所述随机数来计算初始值，并产生鉴权信息的连续条目的装置；用于在所述的预定瞬间把接收的信息初始条目与计算的初始条目比较，并把接收的鉴权信息的初始条目与产生的鉴权信息的连续条目比较的装置；和用于如果接收的鉴权信息与计算的鉴权信息不一致，作为所述比较结果的函数来阻塞所述电话线路。
应该明白的是，这种设施能够获得非常高水准的保护，这是因为鉴权信息的连续条目不仅取决于随机数，而且还取决于被叫电话号码。还应该明白，该设施相对简单，要被保护的电话机的标准电话电路只能进行限制性的变化。此外，还应该明白，把控制模块与它的阻塞装置一起连接到电话线路上是非常简单的。
通过阅读下面的结合附图以非限定实例方式给定的本发明特定实施例的说明，将会进一步理解本发明的其它特征和优点，附图中
图1是表示本发明的电话机和控制模块如何连接的简图；图2是表示要保护的电话机电路的示意图；图3是表示控制模块电路的示意图；和图4表示能够用于产生鉴权信息的波形。
首先参见图1，说明适于非用户型电话机的整个设施。图1示出了连接电话交换机12的电话线路10。非用户电话机14与线路10连接。根据本发明，电话机14与控制模块16相关联，该控制模块16也与线路10连接，并与由控制模块16控制的开关或阻塞电路18相关联。除了标准电话电路20和最好是灵巧卡或投币操作(coin operated)装置的预付装置22外，电话机14包括构成特定模块24的特定电路。特定模块24必须在电话机14中连接，以使其与控制模块16相适应 如上所述，本发明的原理是在电话机14与关联的控制模块16之间周期性地交换与呼叫电话号码特定相关的鉴权信息。
参见图2，将详细说明必须插入电话机14中以使其与控制模块16相适应的特定模块的电路。
这些电路包括与特定程序存储器32特定关联的微处理器或微控制器30，特定程序存储器32可以是PROM型。微处理器30可有效地控制标准电话电路34以及预付控制电路36。预付可以由电子灵巧卡通过阅读器38执行，或由硬币经适当的硬币接收器执行。该电路还包括由微处理器30控制的频率信号产生器40，以及其数字输出端连接微处理器30的频率信号解码器42。最后，匹配电路44使上述电话机的所有电路能够与电话线路10连接。
如下所述，频率信号产生器40用于以频率信号的形式对鉴权信息的各个条目整形。附图4示出了可以用于产生鉴权信息的频率信号的特定类型。信号的特定波形取决于为产生它而选择的模式。如果使用图4所示的模式，则接收鉴权值的编码电路控制频率产生器40，以便在工作时间T的同步周期期间供应频率f0的信号，然后，根据对于每个周期T的K0的值，使频率信号f0根据上述周期T的二进制值被产生或不被产生。例如，周期可以等于20ms。这样，频率产生器40只供应频率f0。该频率高于话音信息的频率，并且最好等于12kHz或16kHz。
下面，参照图3说明控制模块16的主电路。这些电路主要包括一个与特定程序存储器51相关联的微处理器或微控制器50。微处理器50控制与电话机的产生器40的类型相同的频率信号产生器52，并接收来自模拟信号解码器的信息。信号产生器52和解码器54的相应的入口和出口经匹配电路56与电话线路10连接。此外，微处理器50经其输出端50a连接到控制电路58，控制电路58直接连接与电话线路10相连的阻塞开关18。最后，控制模块包括用于检测电话机的手机抬起的摘机检测(offhook-detect)电路59，摘机检测电路59与微处理器50连接。
该电话设施以下述方式工作 当控制模块16在线路上检测到电话机14的手机已经摘机时，即由电路59执行检测时，该控制模块被启动。根据该检测，控制模块16通过产生器52在线路上传送随机数a，该随机数最好通过执行存储器51中存储的特定软件来由微处理器50产生。最好以频率信号形式传送的随机数a还通过解码器42由电话机14检测。然后，电话机的微处理器30执行其参数存储在存储器32中的算法以产生初始鉴权信息K0′。该初始信息取决于接收的随机数a和被叫电话号码。随后，微处理器30使产生器40传送代表初始鉴权信息K0′的频率信号。
该传送由控制模块的解码器54检测，并且该鉴权信息以数字形式传送给微处理器50。通过执行预定的算法，微处理器50根据随机数a和被叫电话号码来产生鉴权信息K0的初始条目。所产生的信息K0的初始条目与从电话机接收K0′的初始信息比较。如果K0和K0′一致，则电话机的使用被认可。电话机执行的算法和控制模块执行的算法是相同的，在这种情况下，为了使电话机的使用得到认可，电话机产生的鉴权信息和控制模块产生的鉴权信息必须相同。否则，这两种算法不同，但它们之间存在相关性，因此，鉴权信息K0的条目和鉴权信息K0′的条目总是不同，甚至当电话机的使用被认可时也不同。当然，检测K0和K0′之间的相关性的是比较程序。
在电话机14的初始鉴权之后，所述电话机在预定的瞬间传送鉴权信息Ki′的连续条目。信息Ki′的条目最好借助以鉴权信息Ki-1′的在前条目为基础的算法来产生。它也许还同被叫号码和随机数a成正比。编码算法最好是DES型的算法。该鉴权信息的条目在线路10上传送并由控制模块16检测。随后，控制模块的微处理器产生鉴权信息K1的条目并把它与信息Ki′的条目比较。如果这两个信息条目一致，则电话传送连续进行，直到下一个鉴权信息的条目被传送。否则，控制模块使阻塞电路18中断电话链路。
电话机传送鉴权信息Ki′的条目的预定瞬间可以根据要被实施的设施的类型以不同的方式确定。
在第一实施例中，电话机可以包括一个时基，该时基传送其周期对应于两个鉴权信息的Ki′的连续条目的产生与传送之间的时间间隔的信号。该实施例与控制电话呼叫付费的方式完全无关。因此，即便电话机可以免费使用，它也能借助除付费外的其它理由来执行对电话机使用的控制。
当电话机具有自己的计费表时，传送鉴权信息条目的预定瞬间可以由该表自身发出的要缴纳的费用来确定，当检测鉴权信息的条目时，控制模块就产生自己的鉴权信息的条目，当电话机不包含内部计费或开发票表时，则接收电话交换机发出的计费脉冲，以确定电话机产生和传送鉴权信息新条目的预定瞬间。
最好是对呼叫的直接付费的控制，当这种付费存在时，完全处在电话机自身的控制下，就像处在标准电话机的情况那样，控制模块不参与这一程序的处理。
权利要求
1.一种在传送信息的电话设施(11)中用于连接电话线路的非用户型电话机(14)；其特征在于，所述电话机(14)包含用于发出被叫电话机号码的装置；用于根据被叫号码和随机数来执行计算信息(K0′)的初始条目的第一预定算法和根据信息(K0′)的初始条目来产生鉴权信息(Ki′)的连续条目的装置(30)；和用于在预定瞬间在所述电话线路上传送鉴权信息的(Ki′)条目的装置(40，44)。
2.根据权利要求1所述的电话机，其特征在于其包括以预定周期发出时间脉冲的装置，所述脉冲限定所述预定瞬间。
3.根据权利要求2所述的电话机，其特征在于其包括内部计费表，和所述时间脉冲是计费脉冲。
4.根据权利要求1所述的电话机，其特征在于所述预定瞬间由设施(11)的电话交换机发出的计费脉冲确定。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电话机，其特征在于其包括用于预付费用的装置(36，38)，和用于在每次付费发出“付费”信号的装置。
6.一种用于与根据权利要求1至4任一项所述的电话机(14)相关联的控制模块(16)，其特征在于，所述控制模块(16)与所述电话线路并联，其包括用于在所述电话线路上检测被叫号码和表示已经检测到电话机(14)开始使用的检测信号的装置；用于产生所述随机数并在所述电话线路上传送所述随机数的装置(50)；用于执行与第一算法相应的第二预定算法以便根据所述被叫号码和所述随机数来计算初始值(K0)并产生鉴权信息(Ki)的连续条目的装置(50)；用于在所述预定瞬间把接收的信息(K0′)的初始条目与计算的信息(K0)的初始条目比较并把接收的鉴权信息(K0′)的初始条目与产生的鉴权信息(Ki)的连续条目比较的装置(50)；和用于如果接收的鉴权信息(K0′)的条目与计算的鉴权信息(Ki)的条目不一致，则作为所述比较结果的函数来阻塞所述电话线路的装置(58)。
7.根据权利要求6所述的电话机，其特征在于其包含用于在接收由所述电话机(14)传送的鉴权信息的相应条目时产生鉴权信息(Ki)的新条目的装置。
8.根据权利要求6或7所述的控制模块，其用于与根据权利要求5的电话机相关联，所述控制模块的特征在于其包含在缺少“付费”信号条件下阻塞信息传送的装置。
9.一种在电话线路(10)上传送信息的电话设施，该设施包括可连接所述电话线路的非用户型电话机(14)，和与所述电话线路并联并与所述电话机关联的控制模块(16)；所述电话设施的特征在于所述电话机(14)包括用于发出被叫电话机号码的装置；用于根据被叫号码和随机数来执行计算信息(K0′)的初始条目的第一预定算法和根据信息(K0′)的初始条目来产生鉴权信息(Ki′)的连续条目的装置(30)；和用于在预定瞬间在所述电话线路上传送鉴权信息的(Ki′)条目的装置(40，44)。和所述控制模块(16)包括用于在所述电话线路上检测被叫号码和表示已检测到电话机开始使用的检测信号；用于产生所述随机数并在电话线路上传送所述随机数的装置(50)；用于执行与第一算法相当的第二预定算法以便根据所述被叫号码和所述随机数计算初始值(K0)，并产生鉴权信息(Ki)的连续条目的装置(50)；用于在所述的预定瞬间把接收的信息的(K0′)初始条目与计算的信息(K0)的初始条目比较，和把接收的鉴权信息(Ki′)的连续条目与产生的鉴权信息(Ki)的连续条目比较的装置(50)；和用于如果接收的鉴权信息(Ki′)的条目与计算的鉴权信息的(Ki)的条目不一致，则作为所述比较结果的函数来阻塞所述电话线路的装置(58)。
10.根据权利要求9所述的设施，其特征在于第一和第二算法相同。
11.根据权利要求9或10所述的设施，其特征在于鉴权信息的每个条目包括一系列二进制值，第一二进制状态在缺乏信号的条件下构成，其它二进制状态在呈现频率信号的条件下构成。
全文摘要
一种在电话线路(10)上传送信息的电话设施,包括一个可与电话线路连接的非用户型电话(14),和一个在电话线路上并联安装并与电话相关联的控制模块(16)。电话机以预定次数向模块传送借助算法和随机数以及被叫电话号码获得的预定信息(K
文档编号H04M17/00GK1187921SQ96194833
公开日1998年7月15日 申请日期1996年5月10日 优先权日1996年5月10日
发明者费边内·布兰切特－牛顿 申请人:施蓝姆伯格工业公司