DE69127024T2

DE69127024T2 - Tragbarer Informationsträger

Info

Publication number: DE69127024T2
Application number: DE69127024T
Authority: DE
Inventors: Katsuhisa Hirokawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1991-05-22
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2011-05-23
Also published as: EP0458306A2; KR940003833B1; KR910020603A; EP0458306A3; EP0458306B1; JPH0433085A; DE69127024D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Medium, das ein Steuerelement, ein Speicherelement und ähnliches aufweist, und auch auf eine Informationsverarbeitungs einrichtung, die dieses tragbare Medium zur Verschlüsselung von Informationen und zur Speicherung der Informationen in einem Aufzeichnungsmedium benutzt, sowie das tragbare Medium zum Decodieren der Informationen, die in dem Aufzeichnungsmedium gespeichert sind, heranzieht.
Herkömmlicherweise werden IC-Karten in zwei Typen unterteilt: der erste Typ weist eine Zentraleinheit CPU, einen Speicher, eine arithmetische Verarbeitungsschaltung usw. auf, die in einer als Einzelchip ausgebildeten hochintegrierten Schaltung (integrierte Schaltung mit hohem Integrationsmaß) auf der gleichen Ebene enthalten sind; bei dem zweiten Typ smd diese Komponenten in jeweiligen Chips in einer integrierten Mehrchip-Schaltung hohen Integrationsausmaßes für die Durchführung einer Mehrzahl von Funktionen enthalten.
Wenn diese IC-Karten auseinandergebaut werden, kann der Inhalt der enthaltenen, hochintegrierten Schaltung (LSI-Schaltung) anhand der Art und Weise, wie das Oberflächenmuster der hochintegrierten Schaltung ausgebildet ist, unter Verwendung einer optischen Leseeinrichtung analysiert werden. Als Beispiel kann die gespeicherte Adresse von geheimen Informationen, die in dem Speicher (ROM) der IC-Karte gespeichert sind, analysiert oder ermittelt werden, oder es kann ein Verschlüsselungsschlüssel und eine Verschlüsselungseinrichtung analysiert werden. Demzufolge besteht bei IC-Karten, in denen ein Steuerelement, ein Speicherelement und weitere notwendige Komponenten integriert sind, ein Sicherheitsproblem auf Grund der Möglichkeit, daß die Funktionen des enthaltenen IC optisch analysiert werden können.
Es sind Informationsverarbeitungsgeräte vorhanden, die Informationen verschlüsseln und diese auf einer optischen Platte, die als Informationsaufzeichnungsmedium dient, speichem, und lediglich einer autorisierten Person gestatten, die auf der optischen Platte befindlichen, verschlüsselten Informationen auszulesen, die verschlüsselten Informationen zu entschlüsseln und diese auszugeben, um hierdurch Informationssicherheit zu erhalten.
Ein solches Informationsverarbeitungsgerät ist dazu ausgelegt, eine festgelegte Verschlüsselung bei allen optischen Platten auszuführen, die von der Einrichtung behandelt werden. Dies bedeutet, daß die gleiche Verschlüsselung bei einer Mehrzahl von optischen Platten durchgeführt wird, die von der Informationsbearbeitungseinrichtung gehandhabt werden. Hierdurch erhebt sich das Problem, daß die verschlüsselten Informationen, die auf einer beliebigen optischen Platte gespeichert sind, leicht entziffert werden können, wenn die Verschlüsselung anhand einer dieser optischen Platten analysiert worden ist.
In New Electronics, Band 20, Nr.18, 15. September 1987 (London GB), Seiten 44, 45: "A single chip IC card for increased security" ist eine IC-Karte beschrieben, die einen Einzelchip aufweist, der einen Mikroprozessor, einen Festwertspeicher ROM, ein EEPROM und einen Direktzugriffsspeicher RAM enthält. Dort sind einige Sicherheitsmaßnahmen ergriffen, um sicher zu stellen, daß die empfindliche Information nicht unautorisiert aus dem Festwertspeicher ROM ausgelesen werden kann. Es sind keine Testanschlüsse vorgesehen, die zum Auslesen des Festwertspeichers ROM abgetastet werden könnten.
Weiterhin wird durch den Aufbau des Chips verhindert, daß eine Untersuchung des Inhalts des Festwertspeichers ROM möglich ist, wenn der Chip zerlegt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein tragbares Medium zu schaffen, bei dem notwendige Komponenten in integrierter Form enthalten sind, und das eine optische Analyse der Funktionen des enthaltenen ICS verhindern kann, so daß eine verbesserte Sicherheitsmaßnahme bereitgestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Einige weitere Einzelheiten sind in den Unteransprüchen definiert.
In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das tragbare Medium eine Einrichtung zum Speichern von geheimen Informationen, eine Steuereinrichtung, die mit der Speichereinrichtung verbunden ist und zum Verarbeiten der geheimen Information sowie zum Austauschen von Informationen mit einer externen Einheit ausgelegt ist, und eine Einrichtung enthalten, die an der obersten Schicht des aus mehreren Schichten bestehenden Aufbaus angeordnet ist und zum Schützen der in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen dient, wobei der Inhalt der Speichereinrichtung bei einer Analyse nicht analysierbar ist.
Das tragbare Medium kann ein EEPROM zum Speichern von eingegebener Information, einen Festwertspeicher ROM zum Speichern von geheimen Daten und eines Programms, das für einen Steuerbetrieb benötigt wird, und eine Zentraleinheit CPU zur Durchführung der allgemeinen Steuerung des tragbaren Mediums und zum Austauschen von Informationen mit einer externen Einheit enthalten, wobei der Festwertspeicher ROM unterhalb einer zweiten Schicht in dem eine Mehrzahl von Schichten aufweisenden Aufbau angeordnet ist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt kann das tragbare Medium ein EEPROM, das an der obersten Schicht angeordnet ist, und zum Speichern von eingegebenen Informationen dient, einen Festwertspeicher ROM, der an bzw. in einer zweiten Schicht angeordnet ist und zum Speichern von geheimen Daten sowie von einem Programm, das für einen Steuerbetrieb notwendig ist, eine spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung und einen Direktzugriffsspeicher RAM, die beide an bzw. in einer dritten Schicht angeordnet sind und zum Verschlüsseln und Entschlüsseln eines eingegebenen Signals dienen, und eine Zentraleinheit CPU enthalten, die an einer bodenseitigen Schicht angeordnet ist und zum Durchführen der allgemeinen Steuerung des tragbaren Mediums und zum Austauschen von Informationen mit einer externen Einheit ausgelegt ist.
Bei den vorstehend erläuterten Gestaltungen ist ein tragbares Medium, das ein Steuerelement, ein Speicherelement und weitere notwendige Komponenten enthält, so ausgelegt, daß die einzelnen Komponenten in einer mehrere Schichten aufweisenden integrierten Schaltung enthalten sind, wobei die oberste Schicht durch ein analysierbares Element gebildet ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Verschlüsselungsschlüssel durch die erste Lesee inrichtung von dem tragbaren Medium gelesen, das den Verschlüsselungsschlüssel in einer nicht analysierbaren Weise gespeichert enthält und es werden dann Informationen, die von einer Informationszuführungseinrichtung zugeführt werden, unter Verwendung des Verschlüsselungsschlüssels, der durch die erste Leseeinheit ausgelesen wurde, verschlüsselt. Die verschlüsselten Informationen werden auf bzw. in einem Informationsaufzeichnungs medium gespeichert und es werden die Informatiotien anschließend von dem Informationsaufzeichnungsmedium gelesen. Die Informationen, die durch die zweite Leseeinrichtung ausgelesen werden, werden unter Verwendung des Verschlüsselungsschlüssels, der durch die erste Leseeinrichtung ausgelesen wurde, entschlüsselt, und es werden dann die entschlüsselten Informationen abgegeben.
Ein tragbares Medium, das mit einer Informationsverschlüsselungseinrichtung und mit einer Informationsentschlüsselungseinrichtung in einer nicht analysierbaren Weise ausgestattet ist, wird durch eine Aufnahmeeinrichtung aufgenommen. Anschließend werden Informationen, die von einer Informationszuführungseinrichtung zugeführt werden, unter Verwendung der Informationsverschlüsselungseinrichtung des aufgenommenen, tragbaren Mediums verschlüsselt. Die verschlüsselten Informationen werden in einem Informationsaufzeichnungsmedium gespeichert. Die Informationen werden anschließend aus dem Informationsaufzeichnungsmedium ausgelesen und es werden dann die Informationen unter Verwendung der Informationsentschlüsselungseinrichtung des aufgenommenen, tragbaren Mediums entschlüsselt und es werden die entschlüsselten Informationen abgegeben.
Diese Erfindung läßt sich an Hand der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch besser verstehen, wobei gilt:
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht, in der eine IC-Karte dargestellt ist, die als ein tragbares Medium gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dient;
Fig. 2 zeigt ein erläuterndes Diagramm, das die interne Verschaltung der in Fig. 1 gezeigten IC-Karte veranschaulicht;
Fig. 3 zeigt eine entwurfsmäßige Darstellung, in der ein Schaltungsaufbau eines in Fig. 1 gezeigten funktionellen Elements als Beispiel veranschaulicht ist;
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, in dem die funktionelle Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten des in Fig. 3 dargestellten funktionellen Elements dargestellt ist;
Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, in der die äußere Erscheinungsform des in Fig. 3 gezeigten funktionellen Elements als Beispiel veranschaulicht ist;
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht, in der eine IC-Karte gezeigt ist, die ein tragbares Medium gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet;
Fig. 7 zeigt eine als Beispiel dienende Darstellung, in der die interne Verschaltung der in Fig. 6 gezeigten IC-Karte veranschaulicht ist;
Fig. 8 zeigt eine konzeptmäßige: Rige Darstellung bzw. Layout-Darstellung, in der der Schaltungsaufbau eines in Fig. 6 gezeigten funktionellen Elements als Beispiel veranschaulicht ist;
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild, in dem die funktionelle Verbindung zwischen den einzelnen Abschnitten des in Fig. 8 gezeigten funktionellen Elements dargestellt ist;
Fig. 10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, die die äußere Erscheinungsform des in Fig. 8 gezeigten funktionellen Elements als Beispiel veranschaulicht;
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild, das die Ausgestaltung eines elektronischen Ablagesystems veranschaulicht, das ein Ausführungsbeispiel einer Informationsverarbeitungseinrichtung darstellt; und
Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise des in Fig. 11 gezeigten elektronischen Ablagesystems.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht, in der eine IC-Karte 1 veranschaulicht ist, die als tragbares Medium dient und in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht. Die IC-Karte list eine IC-Karte, die mit Kontakten versehen ist und mit der ISO-Norm 7816 übereinstimmt, die durch die internationale Normierungsorganisation "International Organization for Standardization" festgelegt ist. An der Oberfläche der IC-Karte 1 ist ein Kontakt 2 für die Verbindung mit einem externen Gerät (nicht gezeigt) vorgesehen. Ein funktionelles Element 3, das durch einen IC-Chip gebildet ist, der mit dem Kontakt 2 verbunden ist, ist in der IC-Karte 1 vergraben. Das funktionelle Element 3 wird über den Kontakt 2 von einer außerhalb der IC-Karte 1 befindlichen Einrichtung mit Spannung und mit einem Steuersignal gespeist und tauscht verschiedenartige Informationen aus und verarbeitet diese Informationen.
In Fig. 2 ist eine als Beispiel dienende Darstellung gezeigt, in der die interne Verschaltung der in Fig. 1 dargestellten IC-Karte 1 veranschaulicht ist. Der Kontakt 2 weist Kontaktabschnitte auf, die mit den jeweiligen Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen des funktionellen Elements 3 über eine interne Verbindungsschaltung 4 verbunden sind.
Fig. 3 zeigt eine vorplanungsmäßige bzw. schematische Darstellung, die den Schaltungsaufbau des funktionellen Elements 3 als Beispiel veranschaulicht. Das funktionelle Element 3 weist eine Zentraleinheit CPU 11 zum Ausführen der allgemeinen Steuerung des Elements 3, eine spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12 zum Verschlüsseln oder Entschlüsseln eines eingegebenen Signais, einen Direktzugriffsspeicher RAM 13, ein Masken-ROM 14 zum Speichern eines Steuerprogramms usw. und einen EEPROM- Baustein 15 zum Speichern von Informationen auf.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, das veranschaulicht, wie einzelne Abschnitte des funktionellen Elements 3 funktionsmäßig miteinander verbunden sind. Die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12, der Direktzugriffsspeicher 13, der Masken-ROM-Speicher 14 und der EEPROM-Baustein 15 sind jeweils mit der Zentraleinheit 11 verbunden. Die Zentraleinheit 11 ist mit dem Kontakt 2 durch die interne Verbindungsschaltung 4 verbunden.
Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, in der die äußere Erscheinungs form des in Fig. 3 gezeigten funktionellen Elements 3 als Beispiel gezeigt ist. Dieses funktionelle Element 3 ist als eine mehrere Schichten aufweisende, hochintegrierte Einzelchip-Schaltung LSI (Large-Scale Integrated Circuit) ausgebildet. Die 1-51-Schaltung enthält eine integrierte Schaltung, die durch das EEPROM 15 gebildet ist und die einem optischen Lesen (Analysieren) ohne Probleme unterzogen werden kann, an seiner obersten Schicht, eine integrierte Schaltung, die durch das Masken-ROM 14 gebildet ist, an bzw. in der zweiten Schicht, eine integrierte Schaltung, die durch die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12 und durch den Direktzugriffsspeicher 13 gebildet ist, an bzw. in der dritten Schicht, und eine integrierte Schaltung, die durch die Zentraleinheit 11 gebildet ist, an bzw. in der unteren Schicht. Der Grund, weshalb das EEPROM 15 einem optischen Lesen unterzogen werden kann, besteht darin, daß die in ihm gespeicherten Informationen durch ein optisches Lesen nicht erkannt werden können. Es ist möglich, das mehrere Schichten aufweisende funktionelle Element 3 in der vorstehend erläuterten Weise, z. B. unter Verwendung einer dreidimensionalen LSI-Technologie zu entwerfen.
Wie vorstehend erläutert, weist das funktionelle Element 3 bei diesem Ausführungsbeispiel einen dreidimensionalen Aufbau anstelle des herkömmlichen, zweidimensionalen Aufbaus auf. Es ist daher möglich, die Chipfläche zu verringern, um hierdurch die IC-Karte besser gegenüber auf sie ausgeübten mechanischen Kräften zu schützen und weiterhin die Menge an speicherbarer Information und an ausführbaren Funktionen zu erhöhen (d. h. eine Multifunktion sicherzustellen). Da die integrierte Schaltung, die durch das EEPROM 15 gebildet ist, dessen Inhalt bei einer Analyse der Schaltungsanordnung nicht ermittelt werden kann, an bzw. in der obersten Schicht des funktionellen Elements 3 vorgesehen ist, ist es möglich, die optische Analyse des Steuerprogramms, einer persönlichen Identifikationsnummer und eines Schlüssels usw., die in der speziellen arithmetischen Verarbei tungsschaltung 12 und in dem Masken-ROM 14 gespeichert sind, zu verhindern, da die Schaltung 2 und das Masken-ROM 14 unterhalb der ersten Schicht liegen und sich das EEPROM 15 in der obersten Schicht befindet. Selbst wenn die IC-Karte 1 auseinandergebaut wird, um die persönliche Identifikationsnummer oder dergleichen zu analysieren, können die Funktionen des enthaltenen LSI-Bausteins somit nicht optisch analysiert werden, wodurch die Sicherheit des Programms verbessert wird, und es können auch nicht die persönliche Identifikationsnummer und der Schlüssel, die in der IC-Karte 1 gespeichert sind, optisch analysiert werden.
Falls notwendig, kann eine integrierte Schaltung, die lediglich eine Anschlußfläche als Eingabe/Ausgabe-Anschluß für die Verbindung mit der internen Verbindungsschaltung 4 enthält, als eine Schicht auf deijenigen Schicht ausgebildet werden, in der die integrierte Schaltung, die durch das EEPROM 15 gebildet ist, ausgebildet ist. Hierdurch kann die optische Analyse der Schaltungsstruktur des EEPROMS 15 verhindert werden.
Eine Testschaltung zum Überprüfen des Betriebs des funktionellen Elements 3 und eine Anschlußfläche, die als ein Eingabe/Ausgabe-Anschluß für die Testschaltung dient, können in dem funktionellen Element 3 vorgesehen sein. Da die Testschaltung jedoch durch einen Dritten zur Analyse des Betriebs des funktionellen Elements aktiviert werden kann, sollte die Testschaltung so eingestellt werden, daß sie nach der Überprüfung nicht mehr aktivier bar ist. Die Testschaltung kann z. B. so ausgestattet sein, daß sie nicht aktiviert wird, wenn ein bestimmtes Signal von der Testanschlußfläche abgegeben wird.
Weiterhin kann als tragbares Medium auch eine IC-Karte ohne Kontakte benutzt werden. Diese kontaktlose IC-Karte wird im folgenden beschrieben.
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht, in der eine kontaktlose IC-Karte 20 dargestellt ist, die als in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehendes tragbares Medium dient. In der kontaktlosen IC-Karte 20 sind eine Spule 21 für den Austausch von Informationen mit einem externen Gerät (nicht gezeigt), eine Spule 22 zum Aufnehmen der Spannung und eines Steuersignals, und ein funktionelles Element 23 vergraben, das durch einen IC-Chip gebildet ist, wobei der IC-Chip mit den Spulen 21 und 22 verbunden ist. Das funktionelle Element 23 wird mit der Spannung und einem Steuersignal über die Spule 22 von einer außerhalb der IC-Karte befindlichen Einrichtung gespeist. Das funktionelle Element 23 nimmt weiterhin über die Spule 21 ein Informationssignal auf und gibt Infor mationsübertragungssignale über die Spule 21 ab. Weiterhin tauscht das funktionelle Element 23 verschiedene Informationen aus und verarbeitet diese.
Fig. 7 zeigt eine als Beispiel dienende Darstellung, in der die interne Verschaltung der in Fig. 6 gezeigten IC-Karte 20 dargestellt ist. Die Spulen 21 und 22 sind mit den jeweiligen Eingabe/Ausgabe-Anschlüssen des funktionellen Elements 23 durch interne Verbindungsschaltungen 24 und 25 verbunden.
In Fig. 8 ist ein vorplanungsmäßiges bzw. als Beispiel dienendes Diagramm gezeigt, in dem die Schaltungsstruktur des in Fig. 6 gezeigten funktionellen Elements 23 an Hand eines Beispiels veranschaulicht ist. Das funktionelle Element 23 umfaßt eine Zentraleinheit CPU 31 für die Durchführung der allgemeinen Steuerung des Elements 23, eine spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 32 für die Verschlüsselung und die Entschlüsselung eines eingegebenen Signals, einen Direktzugriffsspeicher RAM 33, ein Masken-ROM 34 zum Speichern eines Steuerprogramms usw., ein EEPROM 35 zum Speichern von Infor mationen, eine Schnittstellenschaltung 36, die als eine Schnittstelle zu der informationsübertragenden Spule 21 dient, und eine Schnittstellenschaltung 37, die als eine Schnittstelle für die Spule 22 zum Zuführen der Spannung und eines Steuersignals dient.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild, in dem dargestellt ist, wie die einzelnen Abschnitte des in Fig. 8 gezeigten funktionellen Elements 23 funktionell miteinander verbunden sind. Die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 32, der Zugriffsspeicher 33, das Masken- ROM 34, das EEPROM 35 und die Schnittstellenschaltung 36 und 37 sind jeweils mit der Zentraleinheit CPU 31 verbunden.
Fig. 10 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, in der die äußere Erscheinungsform des in Fig. 8 gezeigten funktionellen Elements 23 als Beispiel veranschaulicht ist. Dieses funktionelle Element 23 ist als eine mehrere Schichten aufweisende, hochintegrierte Einzelchip-Schaltung LSI ausgelegt (Large-Scale Integrated Circuit). Die LSI-Schaltung weist die Schnittstellenschaltungen 36 und 37, die einem optischen Lesen ohne Probleme unterzogen werden können, an bzw. in ihrer obersten Schicht, eine integrierte Schaltung, die durch das EEPROM 35 gebildet ist, an bzw. in der zweiten Schicht, eine integrierte Schaltung, die durch das Masken-ROM 34 gebildet ist, an bzw. in der dritten Schicht, eine integrierte Schaltung, die durch die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 32 und den Direktzugriffsspeicher 33 gebildet ist, an bzw. in der vierten Schicht, und eine integrierte Schaltung, die durch die Zentraleinheit CPU 31 gebildet ist, an bzw. in der bodenseitigen Schicht auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der kontaktlosen IC-Karte 20 ist es möglich, die Informationsmenge, die in der kontaktlosen IC-Karte 20 gespeichert werden kann, und die Anzahl von Funktionen, die in der kontaktlosen IC-Karte 20 enthalten sind, zu erhöhen, wie es auch bei der IC-Karte 1 der Fall ist. Weiterhin ist es möglich, die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Informationssicherheit zu verbessern. Falls notwendig, kann eine integrierte Schaltung, die lediglich eine Anschlußfläche aufweist, die als Eingabelausgabe-Anschluß für die Verbindung mit den internen Verbindungsschaltungen 24 und 25 dient, in Form einer Schicht auf deijenigen Schicht ausgebildet werden, in der die Schnittstellenschaltungen 36 und 37 gebildet sind. Hierdurch kann auch eine optische Analyse der Schnittstellenschaltungen 36 und 37 verhindert werden.
Wie auch im Fall der IC-Karte 1 können eine Testschaltung für die Überprüfung des Betriebs des funktionellen Elements 23 und eine Anschlußfläche, die als ein Eingabe/Ausgabe-Anschluß für die Testschaltung dient, in dem funktionellen Element 23 vorgesehen sein. In diesem Fall sollte jedoch die Testschaltung nach dem Test in nicht mehr aktivierbaren Zustand gebracht werden.
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild, in dem eine Ausgestaltung eines elektronischen Ablagesystems (1)ateiverwaltungssystems) dargestellt ist, das ein Ausführungsbeispiel eines Informationsverarbeitungsgeräts bildet. In diesem elektronischen Ablagesystem werden die verschlüsselten Informationen auf einer optischen, als Informationsaufzeichnungsmedium dienenden Platte aufgezeichnet, wobei hierzu die vorstehend beschriebene IC-Karte 1 verwendet wird. Das elektronische Ablagesystem enthält eine Steuereinrichtung 40 für die Durchführung der allgemeinen Steuerung des Systems, einen Programmspeicher 41, der ein Programm für den Betrieb der Steuereinrichtung 40 speichert, einen Datenspeicher 42, der eingegebene Informationen oder ausgelesene Informationen zeitweilig speichert, eine optische Platte 43, auf der die eingegebenen Informationen aufzuzeichnen sind, eine Schreib/Leseeinheit 44, die Informationen auf die optische Platte 43 schreibt oder die Informationen von der optischen Platte 43 liest, eine Tastatur 45 für die Ausführung von verschiedenen Betriebsvorgängen, eine Anzeigeeinrichtung 46 zur Erzeugung von unterschiedlichen Anzeigen, einen Abtaster 47 zum Eingeben von Informationen, die auf der optischen Platte 43 zu speichern sind, einen Drucker 48 zum Drucken von Informationen, die von der optischen Platte 43 gelesen werden, eine IC-Karteneinheit 43 zum Austauschen von Informationen mit dem in der IC-Karte befindlichen funktionellen Element 3, und eine Zifferntastatur 50 für die Eingabe einer persönlichen Identifikationsnummer.
Die Betriebsweise des in Fig. 11 gezeigten elektronischen Ablagesystems wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das in Fig. 12 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert.
Diese Beschreibung bezieht sich auf einen Fall, bei dem das in der IC-Karte 1 befindliche funktionelle Element 3 als eine Einrichtung zum Verschlüsseln von Schreibinformationen in der IC-Karte 1 sowie zum Entschlüsseln von gelesener Information und auch einer positiven Identifikationsnummer verwendet wird, sodaß eine dritte Person daran gehindert wird, das elektronische Ablagesystem bzw. Dateiverwaltungssystem, das indem funktionellen Element 3 gespeichert ist, zu betätigen bzw. benutzen.
Zunächst wählt ein Benutzer einen Schreibprozeß oder einen Leseprozeß mittels der Tastatur 45 aus. Nachfolgend schlägt die Steuereinrichtung 40 dem Benutzer unter Verwendung der Anzeigeeinrichtung 46 vor, seine IC-Karte einzuführen oder seine persönliche Identifikationsnummer einzugeben (Schritt ST1). Die Steuereinrichtung 40 beurteilt, ob der Benutzer die IC-Karte 1 in die IC-Karteneinheit 49 gemäß dem Vorschlag eingeführt hat (Schritt ST2). Der Benutzer gibt seine persönliche Identifikationsnummer mit Hilfe der Zifferntastatur 50 ein, nachdem er die IC-Karte 1 eingeführt hat (Schritt ST3). Die eingegebene persönliche Identifikationsnummer wird über die IC-Karteneinheit 49 zu dem funktionellen Element 3 in der IC-Karte 1 gesandt. Das funktionelle Element 3 trägt dann die empfangene persönliche Identifikationsnummer und die in der Karte 1 gespeicherte persönliche Identifikationsnummer zusammen (Schritt ST4). Genauer gesagt, ermittelt die in dem funktionellen Element 3 enthaltene CPU 11, ob die empfangene persönliche Identifikationsnummer identisch ist, wie die persönliche Identifiktionsnummer, die in dem EEPROM 15 gespeichert ist. Die Zentraleinheit 11 sendet ein Übereinstimmungssignal oder ein eine fehlende Übereinstimmung anzeigendes Signal als Ergebnis der Zusammentragung bzw. als Ergebnis des Vergleichs zu der Steuereinrichtung 40 über die IC-Karten einheit 49. Wenn die Steuereinrichtung das eine fehlende Übereinstimmung anzeigende Signal empfängt, informiert die Steuereinrichtung 40 über die Anzeigeeinrichtung 46 den Benutzer über den Fehler. Wenn die Steuereinrichtung 40 das Übereinstimmungssignal erhält, beurteilt die Steuereinrichtung 40, ob der Schreibprozeß oder der Leseprozeß fortzuführen ist (Schritt ST5).
Bei der Ausführung des Schreibprozesses benutzt die Steuereinrichtung 40 die Anzeigeeinrichtung 46 zur Führung des Benutzers, damit dieser Registrierungsbedingungen (Wiedergewinnungsinformationen) eingibt. Entsprechend dieser Führung gibt der Benutzer unter Verwendung der Tastatur 45 die Registrierungsbedingungen in die Steuereinrichtung 40.
Die Steuereinrichtung 40 sendet Informationen, die durch den Scanner 47 eingegeben wurden, und Adressinformationen hinsichtlich der Speicherposition, auf der optischen Platte 43 an das in der IC-Karte 1 befindliche funktionelle Element 3 über die IC-Karteneinheit 49 (Schritt ST6). Das funktionelle Element 3 unterzieht die Informationen, die ihm von der Steuereinrichtung 40 zugeführt werden, einer Verschlüsselung, die durch die Adresseninformation bestimmt ist (Schritt ST7). Genauer gesagt, gibt die Zentraleinheit CPU 11 gemäß Fig. 4 die zugeführten Informationen und die Adressinformationen an die spezielle arithmetische Verarbeitung 12 ab. Die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12 verschlüsselt die zugeführten Informationen in Abhängigkeit von dem Verschlüsselungsprozeß, der durch die Adressinformationen bestimmt ist. Die Arten der Verschlüsselung, die in der speziellen arithmetischen Verarbeitungsschaltung 12 durchzuführen sind, werden einzeln in Übereinstimmung mit den Adressinformationen, d. h. denjenigen Informationen festgelegt, die repräsentieren, wo die Informationen auf der optischen Platte 43 gespeichert sind. Diese Verschlüsselungsart kann in Übereinstimmung mit einer die optische Platte identifizierenden Information, die für jede optische Platte 43 zugefiihrt wird, festgelegt werden. Die Informationen, die in dem funktionellen Element 3 verschlüsselt wurden, werden über die IC-Karteneinheit 49 und die Steuereinrichtung 40 zu der Schreib/Leseeinheit 44 für die optische Platte geleitet. Die Schreib/Leseeinheit 44 schreibt die zugeführten Informationen an der gespeicherten Position auf der optischen Platte 43 (Schritt 5T8). Die Steuereinrichtung 40 speichert die Registrierungsbedingungen und die Adressinformationen als ein Paar in dem Datenspeicher 43. Mit dem vorstehend beschriebenen Ablauf ist der Schreibprozeß beendet.
Bei der Ausführung des Leseprozesses benutzt die Steuereinrichtung 40 die Anzeigeeinrichtung 46 zur Führung des Benutzers, um diesen zur Eingabe von Wiedergewinnungs informationen zu veranlassen. Gemäß dieser Führung gibt der Benutzer die Wiedergewinnungsbedingungen in die Steuereinrichtung 40 unter Verwendung der Tastatur 45 ein. Die Steuereinrichtung 40 liest die Adressinformationen, die die gespeicherte Position der den Wiedergewinnungsbedingungen der entsprechenden Informationen entsprechen, aus dem Datenspeicher 42. Die Steuereinrichtung 40 liest dann die Informationen, die an der durch die Adresseninformationen angegebenen gespeicherten Position eingeschrieben sind, von der optischen Platte 43 (Schritt ST9). Die ausgelesenen Informationen sind bereits verschlüsselte Informationen. Die Steuereinrichtung 40 gibt die ausgelesenen Informationen und die Adressinformationen an das in der IC-Karte 1 enthaltene funktionelle Element 3 über die IC-Karteneinheit 49 ab. Das funktionelle Element 3 unterzieht die zugeführten Informationen einer Verschlüsselung bzw. Entschliisselung, die durch die Adressinformationen bestimmt ist (Schritt ST10). Genauer gesagt, gibt die Zentraleinheit CPU 11 gemäß Fig. 4 die zugeführten Informationen und die Adressinformationen an die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12 ab. Die spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung 12 decodiert die zugeführten Informationen in Übereinstimmung mit einem Entschlüssel ungsvorgang, der durch die Adressinformationen festgelegt ist. Dieser entschlüsselte Inhalt kann in Abhängigkeit von einer die optische Platte identifizierenden Information wie im Fall der Verschlüsselung festgelegt sein. Die Informationen, die in dem funktionellen Element 3 entschlüsselt worden sind, werden über die IC-Karteneinheit 49 und die Steuereinrichtung 40 zu dem Drucker 48 oder zu der Anzeigeeinrichtung 46 geleitet. Der Drucker 48 oder die Anzeigeeinrichtung 46 geben die zugeführten Informationen aus (Schritt ST11), wodurch der Leseprozeß abgeschlossen ist.
Bei dem Informationsverarbeitungsgerät, z. B. dem elektronischen Dateiverwaltungssystem, werden das Verschlüsseln der eingegebenen Informationen und das Entschlüsseln der verschlüsselten Informationen, die ausgelesen worden sind, in der IC-Karte 1 ausgeführt. Dieses Merkmal erlaubt es, Informationen in unterschiedlichen Systemen für unterschiedliche optische Platten 43 selbst innerhalb des gleichen elektronischen Dateiverwaltungssystems zu verschlüsseln. Falls ein Dritter das Entschlüsselungssystem für eine der optischen Platten 43 herausfindet, kann er somit auf den anderen Platten 43 vorhandene Informationen nicht sofort entschlüsseln, auch wenn die anderen Platten 43 durch das gleiche elektronische Dateiverwaltungssystem aufgezeichnet wurden. Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der Vermeidung des Lesens von auf optischen Platten aufgezeichneten Informationen durch Dritte äußerst wirkungsvoll.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden Informationen unter Verwendung eines Verschlüsselungsschlüssels oder einer Verschlüsselungseinrichtung, die in der IC-Karte 1 gespeichert sind und deren Inhalt nicht einfach gelesen werden kann, verschlüsselt. Die Informationen werden auf der optischen Platte 43 aufgezeichnet, und es werden zum Zeitpunkt des Auslesens von Informationen diese Informationen zunächst unter Verwendung des Verschlüsselungsschlüssels oder einer Entschlüsselungseinrichtung, die in der IC-Karte 1 gespeichert sind, decodiert und anschließend ausgegeben. Die auf der optischen Platte 43 aufgezeichnete Information ist verschlüsselt und kann daher kaum analysiert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung sind weiterhin unterschiedliche Verschlüsselungen für unterschiedliche optische Platten 43 oder für unterschiedliche gespeicherte Positionen auf der optischen Platte 43 möglich, da das Verschlüsselungssystem sich bei jeder optischen Platte 43 oder bei jeder informationsspeichernden Position auf der optischen Platte 43 unterscheidet. Die verschlüsselten Informationen, die auf der optischen Platte 43 aufgezeichnet sind, können daher nicht einfach analysiert werden.
Bei den vorstehenden Erläuterungen dieses Ausführungsbeispiels werden das Verschlüsseln der eingegebenen Informationen und das Entschlüsseln der ausgelesenen Informationen in der IC-Karte 1 ausgeführt. Die IC-Karte 1 kann dazu ausgelegt sein, lediglich einen Verschlüsselungsschlüssel zu speichern, der zur Festlegung der Arten des Verschlüsselungssystems und des Entschlüsselungssystems dient, und es wird der Verschlüsselungsschlüssel von der IC-Karte z. B. zu der Steuereinrichtung 40 zur Ausführung der Informationsverschlüsselung oder der Entschlüsselung in der Steuereinrichtung 40 in Abhängigkeit von dem Verscmüsselungsschlüssel gesandt. Alternativ können in dem elektronischen Dateiverwaltungssystem bereits vorab eine Mehrzahl von Verschlüsselungslogiken gespeichert sein, und es kann ein Verschlüsselungscode, auf dessen Basis die Steuereinrichtung 40 festlegt, welche Verschlüsselungslogik für die Verschlüsselung oder für die Entschlüsselung der Informationen eingesetzt werden soll, in der IC-Karte 1 sein.
Die einzelnen Ausführungsbeispiele wurden unter Bezugnahme auf einen Fall erläutert, bei dem eine mit Kontakten versehene IC-Karte benutzt wird. Es kann jedoch auch eine kontaktlose IC-Karte gemäß der vorstehenden Beschreibung als Ersatz für die zuerst diskutierte IC-Karte benutzt werden.
Bei der vorstehenden Beschreibung wurde eine optische Platte beschrieben, die als ein Informationsaufzeichnungsmedium in einem elektronischen Dateiverwaltungssystem benutzt wird. Es können aber auch andere Arten von Informationsaufzeichnungsmedien, wie z. B. eine magnetische Platte oder eine opto-elektromagnetische Platte, verwendet werden. Die vorliegende Erfmdung kann auch bei einem anderen, sich von einem elektronischen Dateiverwaltungssystem unterscheidenden System eingesetzt werden, in dem Informationen in einem Informationsaufzeichnungsmedium gespeichert werden.

Claims

1. Tragbares Medium (3; 23) mit

einem integrierten Schaltungsbaustein, der einzelne Schaltungsmittel aufweist, die integral in einer mehrschichtigen Struktur auf einem einzigen Chip ausgebildet sind, wobei die mehrschichtige Struktur aufweist:

eine erste Schaltungseinrichtung (14, 34) zum Speichern von geheimzuhaltenden Daten, wobei die erste Schaltungseinrichtung an einer zwischenliegenden Schicht der mehrschichtigen Struktur angeordnet ist,

eine Steuereinrichtung (11, 12, 13; 31, 32, 33), die mit der ersten Schaltungseinrichtung verbunden ist und zum Verarbeiten der geheimzuhaltenden Daten sowie zum Austauschen von Informationen mit einer externen Einheit dient, und

eine zweite Schaltungseinrichtung (15; 35), die an einer weiteren Schicht der mehrschichtigen Struktur oberhalb der ersten Schaltungseinrichtung angeordnet ist und einen Schutz der geheimzuhaltenden Daten in der ersten Schaltungseinrichtung gegenüber einer optischen Analyse bewirkt, die von der Oberseite der mehrschichtigen Struktur her ausgeführt wird.

2. Tragbares Medium (3; 23) nach Anspruch 1, das weiterhin eine Schnittstelleneinrichtung aufweist, die an der obersten Schicht vorgesehen ist und zum Austauschen von Informationen mit der externen Einheit dient.

3. Tragbares Medium (3; 23) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zweite Schaltungseinrichtung ein EEPROM (15; 35) zum Speichern von eingegebener Information ist,

die erste Schaltungseinrichtung ein ROM (14; 34) zum Speichern von geheimen Daten und eines Programms, das für einen Steuervorgang notwendig ist, ist, wobei der ROM (14; 34) unterhalb einer zweiten Schicht in der mehrschichtigen Struktur liegt und die Steuereinrichtung eine CPU (11, 31) für die Durchführung einer allgemeinen Steuerung des tragbaren Mediums (3; 23) und für den Austausch von Informationen mit einer externen Einheit ist.

4. Tragbares Medium nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die erste Schaltungseinrichtung (14; 34) Mittel zum Speichern von Informationen enthält, die für die Verschlüsselunglentschlüsselung von emgegebener Information einzusetzen sind.

5. Tragbares Medium nach Anspruch 4, bei dem die Steuereinrichtung (11, 12, 13; 31, 32, 33) eine Einrichtung zum Durchführen einer Verschlüsselung/Entschlüsselung der eingegebenen Information in Abhängigkeit von den Informationen, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, enthält.

6. Tragbares Medium (3; 23) nach Anspruch 3, bei dem

das EEPROM (15; 35) an einer obersten Schicht angeordnet ist,

der ROM (14; 34) an einer zweiten Schicht angeordnet ist, und

eine spezielle arithmetische Verarbeitungsschaltung (12; 32) und ein RAM (13; 33) beide an einer dritten Schicht zum Verschlüsseln und Entschlüsseln eines eingegebenen Signals angeordnet sind, und

die CPU (11; 31) an einer bodenseitigen Schicht angeordnet ist.