DE69000132T2 - Gegen eindringen geschuetzte mikroschaltungskarte. - Google Patents

Gegen eindringen geschuetzte mikroschaltungskarte.

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Description

  • Die Erfindung betrifft Mikroschaltungskarten, insbesondere Mikroschaltungskarten, die gegen unerlaubten Eingriff geschützt sind.
  • Mikroschaltungskarten werden hauptsächlich als Träger zur Speicherung von häufig vertraulichen Informationen, insbesondere Zugangscodes für Dienste, verwendet. Zur Gewährleistung der erforderlichen Betriebssicherheit ist es wesentlich, daß derartige Mikroschaltungskarten gegen unerlaubte Eingriffe von Personen geschützt sind, die die Vertraulichkeit der Informationen, die diese Karten tragen können, verletzen wollen. Die Beobachtungsmittel, die solche Personen verwenden können, sind entweder statische Mittel, bei denen die Karten außerhalb von jedem aktiven Eindringungsmittel beobachtet werden, oder dynamische Mittel, bei denen die Karte unter Simulierung ihrer Betriebsbedingungen beobachtet wird.
  • Für unerlaubte Eingriffe unter Verwendung von statischen Mitteln ist es bekannt, die gespeicherten Informationen zu schützen, indem sie bestmöglich in der Mikroschaltung "versteckt" werden. Dagegen gibt es bisher keine Einrichtung zum Schutz gegen Eingriffe unter Verwendung von "dynamischen" Beobachtungsmitteln.
  • Es ist ferner durch die Patentschrift FR-A-2 580 834 bekannt, einen elektrischen Wider stand vorzusehen, der sich in dem Volumen des Trägers der Mikroschaltung ers treckt Wenn der Widerstand unterbrochen ist, funktioniert die Mikroschaltung nicht mehr. Es ist jedoch möglich, den unerlaubten Eingriff in die Schaltung unkenntlich zu machen, indem man außen den Wert des Widerstandes simuliert.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine gegen unerlaubte Eingriffe geschützte Mikroschaltungskarte, die dynamische Mittel verwendet.
  • Gemäß der Erfindung ist die gegen uneriaubte Eingriffe geschützte Mikroschaltungskarte dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein die mechanische Spannung anzeigender Sensor in einem Zustand einer charakteristischen künstlichen Vorspannung eingesetzt ist, wobei dieser Belastungszustand durch jeden Versuch der Entnahme der Mikroschaltung aus der Karte zerstört wird.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen: Figur 1 eine mit 3 Sensoren ausgerüstete erfindungsgemäße Mikroschaltungskarte, Figur 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele von verwendbaren Sensoren und
  • Figur 4 die den Sensoren zugeordnete Schaltung zum Erfassen von unerlaubten Eingriffen.
  • Die Erfdingung macht sich die Tatsache zunutze, daß für einen unerlaubten Eingriff unter Verwendung von dynamischen Mitteln notwendigerweise das elektronische Bauteil des Mikromoduls oder der dieses tragenden Karte freigelegt werden muß, damit es unter die Beobachtungsvorrichtung gesetzt werden kann. Nun ist gewöhnlich, wenn das elektronische Bauelement in die Karte oder in das anschließend seinerseits in die Karte eingesetzte Mikromodul eingesetzt ist, die "aktive" Seite der Komponente auf der Einbau- oder Diffusionsseite noch sichtbar. Nach der Befestigung an dem Mikromodul wird das Bauelernent deshalb mit einer Schutzschicht bedeckt, die es gegen jeden mechanischen Angriff schützen soll. Bei einem Eingriffsversuch wird diese Schutzschicht notwendigerweise durch die Person, die an die Mikroschaltung herankommen möchte, beschädigt. Deshalb ist bei der erfindungsgemäßen Mikroschaltungskarte ein Element zur Erfassung der Beschädigting der Schutzschicht in die Karte eingesetzt, so daß diese auf einen Eingriffsversuch hin entscheiden kann, nicht zu funktionieren und/oder der Dienststation, mit der sie zusammenarbeiten muß, anzuzeigen, daß an ihr ein unerlaubter Eingriff vor genommen wurde.
  • Zu diesem Zweck ist einerseits in die Karte ein Sensor eingesetzt, der die Erfassung einer mechanischen Spannung in der Mikroschaltung gestattet und es wird andererseits gleichzeitig damit, daß die Mikroschaltung mit ihrer Schutzschicht bedeckt wird, eine mechanische Spannung an die Mikroschaltung angelegt und solange aufrecht erhalten, wie der Trocknungsvorgang dauert, so daß die Spannung nach Trocknung bestehen bleibt. Diese Vorspannung kann vorzugsweise natürlich erhalten werden. Zu diesem Zweck wird die Schutzschicht in Forrn eines heißen Tropfens aufgebracht, der sehr schnell gekühlt wird. Bei der Kühlung übt das gehärtete Harz dieses Tropfens die Vorspannung aus. Bei einem anderen Verfahren wird die integrierte Schaltung ebenfalls auf hohe Temperatur gebracht. Bei der Abkühlung des Tropfens und der Schaltung erzeugen Ausdehnungsdifferenzen die gewünschte Vorspannung. Von diesem Zeitpunkt an ist der die Spannung anzeigende Sensor, der durch die interne Logik der Mikroschaltung zugänglich ist, in einem Zustand, der durch eine elektrische Größe meßbar ist, die anzeigt, daß die Schutzschicht vorhanden ist. Wenn jemand bei einem unerlaubten Eingriff, nachdem er die Schutzschicht beschädigt hat, um die Mikroschaltung von der Karte abzunehmen, versucht, sie in Betrieb zu setzen, entspricht die vom Sensor vorgenommene Messung einem Fehlen von Spannung auf der Mikroschaltung, und dieser Sensor informiert die interne Logikschaltung der Schaltung von diesem Fehlen von Spannung. Die Logik sperrt nun jeden normalen Betrieb.
  • Der Sensor kann von derselben Bauart wie die Bauelemente von Dehnungsmeßgeräten oder Druckfühlern, die piezoelektrische Effekte verwenden, sein. Er ist mit einem in dem Bauelement testbaren Anzeigeelement - Stellung RAM- Speicher oder Fahne ("flag") - verbunden, das seinen Zustand ändert, je nachdem, ob die Mikroschaltung einer mechanischen Spannung ausgesetzt ist oder nicht und das die Software oder der Automat, der den Betrieb der Mikroschaltung steuert, bei jeder neuen Verwendungsphase testet.
  • Der Mikroschaltung können mehrere Einzelsensoren zugeordnet sein, deren jedem ein Anzeigeelement zugeordnet ist, wobei die interne Logik der Schaltung die Gesamtheit der den Sensoren zugeordneten Anzeigeelemente testet. Es ist nun möglich, bei der Herstellung der Karte nur einige der Sensoren unter Spannung zu setzen, wobei die anderen ohne Spannung bleiben, damit eine eventuell versuchte Reproduktion der Spannungszustände erschwert wird.
  • Ferner ist es bei manchen selbsteinstellenden Mikroschaltungen mit einem Schutzspeicher (EEPROM, EPROM oder geschütztes RAM) möglich, die Werte von allen von dem Bauelement getragenen Anzeigeelementen sofort nach der Herstellung zu speichern, um sie als Bezugswerte aufzubewahren, die später von der internen Logikschaltung verwendet werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Bezugswerte zu verwenden, die Spannungszuständen zugeordnet sind, die von Bauelement zu Bauelement verschieden sind, ohne den Herstellungszyklus der Bauelemente zu ändern.
  • Figur 1 zeigt ein Beispiel der Anordnung von drei Sensoren C1, C2 und C3 auf einer Mikroschaltung 10, deren Ausgänge direkt mit der nicht sichtbaren internen Logik der Mikroschaltung verbunden sind. Diese Einheit wird anschließend mit der Schutzschicht bedeckt.
  • Figur 2 zeigt ein Ersatzschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines resistiven die mechanische Spannung anzeigenden Sensors Cr, der in eine Meßbrücke vom Typ Wheatstonebrücke eingesetzt ist, bei der die Ausgangsspannung Vx eine Funktion F von der Verformung ist, wenn e in e Bezugsspannung Vo zwischen den Eingängen angelegt wird.
  • Figur 3 zeigt ein Ersatzschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels eines kapazitiven, die mechanische Spannung anzeigenden Sensors: Der Wert der Kapazität Cx ändert sich mit der einwirkenden mechanischen Spannung und die Frequenz des Ausgangssignals Fx, die mit der Kapazität Cx des Sensors direkt verbunden ist, ändert sich mit der Verformung.
  • Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer internen Logikschaltung der Mikroschaltung, der eine Gruppe von auf der Mikroschaltung vorgesehenen Sensoren zugeordnet ist: Jeder Sensor Ch ist Tnit einer Meßschaltung Mr verbunden, die einen gemessenen Wert Vm (beispielsweise Spannung oder Frequenz) liefert, die eine Funktion von der Verformung ist. Ein zugeordnetes Bezugsregister Rn enthält den Anfangswert bei Vorhandensein einer Verformung, der bei der Herstellung der Schaltung gespeichert wurde. Diese beiden Werte werden auf einen Vergleicher Dn übertragen, der ihre Differenz dn einem Schwellenverstärker An liefert, der andererseits den zulässigen Höchstwert En für die Abweichung auf diesem Sensor empfängt.
  • Wenn dn En übersteigt, führt der Verstärker eine Zustandsänderung der entsprechenden Stufe eines Anzeigerregisters I herbei, das von dem internen Prozessor F der Mikroschaltung bei jeder Verwendung der Schaltung getestet wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform oder die dargestellten Ausführungsbeispiele der Sensoren beschränkt. Insbesondere kann auf der Mikroschaltung ein einziger Sensor vorgesehen sein oder die Sensoren können in einer größeren Zahl vorgesehen sein und auf der Schaltung anders als bei der dargestellten Ausführungsform angeordnet sein. Ferner können die Sensoren für die Umwandlung der Verformungen in elektrische Größen Kapazitäts-, Frequenz- oder Widerstandsänderungen erzeugen.

Claims (7)

1. Eine Mikroschaltung aufweisende, gegen unerlaubten Eingriff geschützte Karte, dadurch gekennzeichnet, dar mindestens ein eine Zwangswirkung anzeigender Sensor (C1, C2 und C3) an der Mikroschaltung (10) angeordnet ist, wobei die Schaltung sich in einem bekannten künstlichen Vorzwangszustand befindet, der durch eine an der Mikroschaltung angeordnete Schutzschicht aufrechterhalten wird, wobei dieser Vorzwangszustand durch jede versuchte Untersuchung der Mikroschaltung modifiziert wird und wobei die Mikroschaltung eine interne Logikschaltung umfaßt, die mit den Anschlüssen des Sensors verbunden ist, um Änderungen des Vorzwangszustands zu erfassen.
2. Karte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoren auf der Oberfläche der Mikroschaltung verteilt sind.
3. Karte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Druckerfassungselement piezoelektrischer Bauart ist.
4. Karte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein auf Verformungen ansprechendes Element der Widerstandsbauart (Rx) umfaßt, das einer Widerstandsmeßschaltung zugeordnet ist.
5. Karte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein auf Verformungen ansprechendes Element der kapazitiven Bauart (Cx) umfaßt, das einer Freqenzmeßschaltung zugeordnet ist.
6. Karte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Logikschaltung ein Anzeigeregister (I) mit soviel Stufen wie die Mikroschaltung Sensoren besitzt, wobei dieses Register mit dem Prozessor der vor jeder Benutzung das Testen desselben anfordernden Mikroschaltung verbunden wird.
7. Karte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang einer einem Sensor (Cn) zugeordneten Meßschaltung (Mn) und der dem Register (I) entsprechenden Stufe der interne Logikschaltung eine Vergleichseinrichtung angeordnet ist, die weiterhin mit einem Referenzregister (Rn) verbunden ist, und dessen Ausgang mit einem Verstärker (An) verbunden ist, um eine Zustandsänderung herbeizuführen, wenn der Abweichung (dn) am Ausgang der Vergleichseinrichtung eine zugelassene Abweichung (En) übersteigt.
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