RU2387110C2 - Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations - Google Patents
Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387110C2 RU2387110C2 RU2008103342/09A RU2008103342A RU2387110C2 RU 2387110 C2 RU2387110 C2 RU 2387110C2 RU 2008103342/09 A RU2008103342/09 A RU 2008103342/09A RU 2008103342 A RU2008103342 A RU 2008103342A RU 2387110 C2 RU2387110 C2 RU 2387110C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- conductive structures
- conductive
- printed circuit
- geometric shapes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
Электронные модули для высокочувствительной обработки данных и защиты данных, такие как применяемые, например, в тахографах грузовых автомобилей, должны защищаться аппаратным способом от манипуляций извне, таких как, например, химические или физические атаки (например, механические, лазером, огнем и т.д.), чтобы данными невозможно было манипулировать.Electronic modules for highly sensitive data processing and data protection, such as those used, for example, in tachographs of trucks, must be protected by hardware from manipulation from the outside, such as, for example, chemical or physical attacks (for example, mechanical, laser, fire, etc. .) so that data cannot be manipulated.
До сих пор существует решение, при котором защищаемые электронные модули упаковываются вокруг с помощью так называемой пленки защиты от сверления. Подобная пленка защиты от сверления поставляется, например, фирмой Gore в виде готового продукта или фирмой Freudenberg в виде пленки с печатью из серебряной проводящей пасты. Пленка электрически подсоединяется внутрь к модулю. После того как электронный компонент трехмерным образом упакован, он затем заливается в корпусе синтетической смолой. При попытке открывания упаковки в местах, в которых происходит взлом, электрические проводящие дорожки или резистивные проводники на пленке вынужденным образом повреждаются или разрываются, что в электронном модуле приводит к тому, что сохраненные данные немедленно стираются. За счет этого данными невозможно манипулировать, и атака извне, таким образом, может распознаваться соответствующими контролирующими органами.There is still a solution in which shielded electronic modules are packed around with what is called a drilling protection film. Such a drilling protection film is supplied, for example, by Gore as a finished product or by Freudenberg as a film with a print of silver conductive paste. The film is electrically connected inward to the module. After the electronic component is packaged in a three-dimensional manner, it is then poured into the housing with synthetic resin. When you try to open the package in places where hacking occurs, the electrical conductive paths or resistive conductors on the film are forcedly damaged or torn, which in the electronic module leads to the fact that the stored data is immediately erased. Due to this, data cannot be manipulated, and an attack from the outside can thus be recognized by the relevant regulatory authorities.
Этому известному из уровня техники способу свойственны две проблемы. Во-первых, применение пленки не соответствует никакому электронному способу монтажа. С другой стороны, пленка уже при монтаже часто повреждается, что приводит к большому проценту брака.This prior art method has two problems. Firstly, the use of the film does not correspond to any electronic installation method. On the other hand, the film is often damaged during installation, which leads to a large percentage of defects.
Исходя из этого задачей настоящего изобретения является создание датчика для защиты аппаратных средств для электронных модулей, который мелкими ячейками перекрывает защищаемую поверхность/сторону и может интегрироваться в электронную процедуру изготовления.Based on this, the object of the present invention is to provide a sensor for protecting hardware for electronic modules, which in small cells overlaps the surface / side to be protected and can be integrated into an electronic manufacturing procedure.
Эта задача решается в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.This problem is solved in accordance with the independent claims. Preferred embodiments are reflected in the dependent claims.
В соответствии с этим структуры проводников и изоляционные промежутки плоского датчика образуют мелкоячеистую структуру в форме решетки, в форме сетки с меандрами и/или с секторами, в которых проходят проводящие структуры, например, в форме геометрических структур. Изоляционный промежуток между двумя шагами проводящих структур в форме проводящих дорожек (ширина ячейки) соответствует при этом обычным структурам HDI (межсоединений высокой плотности). То же самое справедливо для ширины шагов проводящей структуры.In accordance with this, the structures of the conductors and the insulating gaps of the flat sensor form a fine-mesh structure in the form of a lattice, in the form of a grid with meanders and / or with sectors in which the conductive structures pass, for example, in the form of geometric structures. The insulation gap between the two steps of the conductive structures in the form of conductive paths (cell width) corresponds to the usual HDI structures (high density interconnects). The same is true for the step width of the conductive structure.
Перекрываемая площадь плоского датчика должна необязательно быть двумерной или представлять плоскость. Более того, также возможны, например, чашеобразные, сферические или полусферические выполнения поверхности. С точки зрения основной цели применения поверхностного датчика он представляет собой любую поверхность, образованную одним или более следующими друг за другом слоями, так что пространство, расположенное за этой поверхностью, защищается тем, что проникновение через эту поверхность обнаруживается поверхностным датчиком.The overlapped area of the flat sensor does not have to be two-dimensional or represent a plane. Moreover, for example, cup-shaped, spherical or hemispherical executions of the surface are also possible. From the point of view of the main purpose of using the surface sensor, it is any surface formed by one or more successive layers, so that the space located behind this surface is protected by the fact that penetration through this surface is detected by the surface sensor.
Поверхностный датчик имеет, в частности, множество сегментов датчика, в которых проводящие структуры размещены, например, в форме улиток.The surface sensor has, in particular, a plurality of sensor segments in which the conductive structures are arranged, for example, in the form of snails.
В частности, проводящие структуры сегментов датчика, приходящиеся на каждый сегмент датчика, размещены в форме встречнопроходящих геометрических структур.In particular, the conductive structures of the sensor segments per each sensor segment are arranged in the form of oncoming geometric structures.
Предпочтительным образом, начальная и конечная точки лежат своими соответствующими точками контактирования проводящих структур, соответственно, в центре соответствующей геометрической формы.Preferably, the start and end points lie with their respective contact points of the conductive structures, respectively, in the center of the corresponding geometric shape.
Проводящие структуры встречнопроходящих геометрических форм могут предпочтительным образом выполняться как параллельно проходящие формы проводников различных потенциалов. При этом часто достаточно, если формы проводников выполнены не точно параллельными, а лишь настолько разнесены, что между ними остается изолирующий промежуток. В качестве альтернативы этому, также может быть предусмотрено точно параллельное направление. Также возможно различное выполнение промежутков между проводящими дорожками. При этом одна проводящая дорожка могла бы выполняться прямой, а другая - как волновая линия.The conductive structures of oncoming geometric shapes can advantageously be implemented as parallel-passing shapes of conductors of various potentials. Moreover, it is often sufficient if the shapes of the conductors are not exactly parallel, but only so spaced that an insulating gap remains between them. As an alternative to this, a precisely parallel direction can also be provided. Various gaps between the conductive paths are also possible. In this case, one conductive path could be straight, and the other as a wave line.
Поверхностный датчик может иметь монтажный слой, через который контактируют сегменты датчика. Монтажный слой может при этом предпочтительным образом размещаться на стороне сегментов датчика, на которой можно обнаруживать доступ через поверхностный датчик.The surface sensor may have a mounting layer through which the segments of the sensor are in contact. The mounting layer can preferably be placed on the side of the sensor segments, on which access can be detected through the surface sensor.
Альтернативно или дополнительно, поверхностный датчик отличается множеством проводящих слоев, проходящих в различной ориентации к поверхности, в которых проводящие структуры расположены друг над другом и между которыми расположены изоляционные слои. Предпочтительным образом, проводящие структуры проходят в проводящих слоях в форме меандров.Alternatively or additionally, the surface sensor is characterized by a plurality of conductive layers extending in different orientations to the surface, in which the conductive structures are located one above the other and between which insulating layers are arranged. Preferably, the conductive structures extend in the conductive layers in the form of meanders.
В способе изготовления поверхностного датчика проводящие структуры расположены на поверхности таким образом, что между формами проводящих структур образуются изоляционные промежутки, и проводящие структуры с изоляционными промежутками перекрывают поверхность. Предпочтительные варианты выполнения способа определяются аналогично предпочтительным вариантам выполнения устройства и наоборот.In the method of manufacturing a surface sensor, conductive structures are arranged on a surface such that insulating gaps are formed between the forms of the conductive structures, and conductive structures with insulating spaces overlap the surface. Preferred embodiments of the method are determined similarly to the preferred embodiments of the device and vice versa.
Описанные типы поверхностных датчиков могут особенно хорошо интегрироваться в систему защиты аппаратных средств. Система защиты аппаратных средств может выполняться следующим образом.The described types of surface sensors can be particularly well integrated into a hardware protection system. The hardware protection system may be implemented as follows.
Согласно первой возможности выполнения система защиты аппаратных средств в форме держателя схемы, который окружает внутреннее пространство для компонентов защищаемой схемы, имеет окружающие внутреннее пространство проводящие структуры датчика для обнаружения неавторизованного внешнего манипулирования схемой. Проводящие структуры для обнаружения доступа к схеме, таким образом, непосредственно интегрируются в подложку схемы.According to a first possible implementation, the hardware protection system in the form of a circuit holder that surrounds the internal space for the components of the protected circuit has conductive sensor structures surrounding the internal space for detecting unauthorized external manipulation of the circuit. The conductive structures for detecting access to the circuit are thus directly integrated into the circuit substrate.
При неавторизованном доступе к схеме проводящие структуры повреждаются, так что контакт замыкается или прерывается, и доступ к схеме, таким образом, обнаруживается.With unauthorized access to the circuit, the conductive structures are damaged, so that the contact closes or is interrupted, and access to the circuit is thus detected.
Предпочтительным образом, держатель схемы имеет печатную плату. Эта печатная плата имеет на и/или в своей обращенной к внутреннему пространству стороне, по меньшей мере, некоторые из компонентов защищаемой схемы. Помимо этого, она может иметь на и/или в своей противоположной внутреннему пространству стороне часть проводящих структур, окружающих внутреннее пространство.Preferably, the circuit holder has a printed circuit board. This printed circuit board has at least some of the components of the protected circuitry on and / or in its side facing the interior space. In addition, it may have, on and / or in its opposite side to the interior space, a portion of the conductive structures surrounding the interior space.
Предпочтительным образом, печатная плата представляет собой многослойную печатную плату или многослойную керамическую подложку со слоями для окружающих внутреннее пространство проводящих структур и слоев для монтажа некоторых их компонентов защищаемой схемы.Preferably, the printed circuit board is a multilayer printed circuit board or a multilayer ceramic substrate with layers for conductive structures surrounding the inner space and layers for mounting some of their components of the protected circuit.
Слои для монтажа некоторых компонентов защищаемой схемы размещены, в частности, на и/или в обращенной к внутреннему пространству стороне печатной платы.Layers for mounting some components of the protected circuit are placed, in particular, on and / or in the side of the printed circuit board facing the interior.
Для того чтобы они не могли быть доступны снаружи, межслойные контакты защищаемой схемы могут быть выполнены в печатной плате как скрытые межслойные контакты.In order that they could not be accessible from the outside, the interlayer contacts of the protected circuit can be made in the circuit board as hidden interlayer contacts.
Альтернативно или дополнительно, структурные слои, формируемые в печатной плате для монтажа некоторых из компонентов защищаемой схемы, формируются как последовательно нарастающие структурные слои. Межслойные контакты в печатной плате могут быть выполнены как скрытые межслойные контакты и/или микроотверстия, выполненные по различным технологиям (плазменное травление, фотометоды, лазерное сверление).Alternatively or additionally, the structural layers formed in the printed circuit board for mounting some of the components of the protected circuit are formed as sequentially growing structural layers. The interlayer contacts in the printed circuit board can be made as hidden interlayer contacts and / or micro holes made using various technologies (plasma etching, photographic methods, laser drilling).
Предпочтительным образом, модуль системы защиты аппаратных средств имеет другую многослойную печатную плату и/или многослойную керамическую подложку, которая размещена напротив первой печатной платы, содержит на и/или в своей противоположной внутреннему пространству стороне другую часть проводящих структур, окружающих внутреннее пространство, и, в частности, на и/или в своей обращенной к внутреннему пространству стороне содержит другие из компонентов защищаемой схемы.Preferably, the module of the hardware protection system has another multilayer printed circuit board and / or a multilayer ceramic substrate, which is located opposite the first printed circuit board, contains, on its side and / or opposite to its internal space, another part of the conductive structures surrounding the internal space, and, in in particular, on and / or in its side facing the interior, contains other of the components of the protected circuit.
Предпочтительным образом, между печатной палатой и другой печатной платой находится каркас, который позиционирует обе печатные платы на расстоянии друг от друга и тем самым создает между собой и печатными платами внутреннее пространство. Каркас выполнен, в частности, по технологии многослойных печатных плат или как многослойная керамическая подложка, например, тем, что диэлектрические слои и электропроводные слои размещены послойно друг над другом.Preferably, there is a frame between the printed circuit board and the other printed circuit board, which positions both printed circuit boards at a distance from each other and thereby creates an internal space between itself and the printed circuit boards. The frame is made, in particular, according to the technology of multilayer printed circuit boards or as a multilayer ceramic substrate, for example, in that the dielectric layers and the electrically conductive layers are arranged in layers one above the other.
Внутреннее пространство может представлять собой пустое пространство, но необязательно. Например, если компоненты во внутреннем пространстве залиты, то внутреннее пространство заполнено искусственной смолой.The interior space may be empty space, but not necessarily. For example, if the components in the interior are flooded, then the interior is filled with artificial resin.
Держатель схемы имеет, в частности, контакты для подсоединения средств обнаружения для обнаружения повреждения проводящих структур.The circuit holder has, in particular, contacts for connecting detection means for detecting damage to conductive structures.
Предпочтительным является, чтобы весь держатель схемы был выполнен, по меньшей мере, по существу, по технологии многослойных печатных схем и/или по многослойной керамической технологии.It is preferable that the entire circuit holder be made at least substantially by multilayer printed circuit technology and / or by multilayer ceramic technology.
В способе изготовления держателя схемы для системы защиты аппаратных средств, которая окружает внутреннее пространство для компонентов защищаемой схемы, этот держатель схемы изготовлен с окружающими внутреннее пространство проводящими структурами для обнаружения доступов к схеме. Предпочтительные формы выполнения способа определяются предпочтительными формами выполнения держателя схемы и наоборот.In a method of manufacturing a circuit holder for a hardware protection system that surrounds an interior space for components of a protected circuit, this circuit holder is made with conductive structures surrounding the interior to detect access to the circuit. Preferred embodiments of the method are determined by preferred embodiments of the circuit holder and vice versa.
Согласно второму варианту осуществления система защиты аппаратных средств для защищаемой схемы содержит непроводящую плоскостную подложку. Плоскостная подложка проходит, однако, не ровно, а имеет выступающую назад центральную область, которая предпочтительно полностью окружена выступающими вперед областями. В подложке и/или на ней размещены проводящие структуры для обнаружения доступа к защищаемой схеме. При неавторизованном доступе к схеме проводящие структуры повреждаются, так что контакт замыкается или прерывается, и тем самым доступ к схеме обнаруживается.According to a second embodiment, the hardware protection system for the circuit to be protected comprises a non-conductive planar substrate. The planar substrate, however, does not extend evenly, but has a protruding back center region, which is preferably completely surrounded by forward projecting regions. Conductive structures are arranged in and / or on the substrate to detect access to the protected circuit. With unauthorized access to the circuit, the conductive structures are damaged, so that the contact closes or is interrupted, and thereby access to the circuit is detected.
Предпочтительным образом, выступающие вперед области имеют край, который проходит параллельно к выступающей назад центральной области. Этим краем систему защиты аппаратных средств можно плоско разместить на держателе схемы и там приклеить или припаять.Preferably, the forward projecting regions have an edge that extends parallel to the rearward projecting central region. With this edge, the hardware protection system can be placed flat on the circuit holder and glued or soldered there.
В частности, подложка выполнена в форме получаши.In particular, the substrate is made in the form of half.
Подложка предпочтительно выполнена глубокой вытяжкой, представляет собой печатную плату и/или пленку.The substrate is preferably made by deep drawing, is a printed circuit board and / or film.
Особенно просто и экономично можно изготавливать проводящие структуры посредством печати. Это осуществляется предпочтительным образом, пока плоскостная подложка еще ровная, то есть не подвергалась глубокой вытяжке.It is particularly simple and economical to produce conductive structures by printing. This is done in a preferred manner while the planar substrate is still flat, that is, not subjected to deep drawing.
Система защиты аппаратных средств имеет, в частности, контакты для подключения средств обнаружения для обнаружения повреждения проводящей структуры.The hardware protection system has, in particular, contacts for connecting detection means for detecting damage to the conductive structure.
В способе изготовления системы защиты аппаратных средств одного из вышеописанных типов плоскостная подложка снабжается проводящими структурами для обнаружения доступа к защищаемой схеме. Перед этим или, предпочтительно, после этого плоскостная подложка приводится в форму, в которой она имеет выступающую назад центральную область, которая окружена выступающими вперед областями. Предпочтительные варианты способа определяются предпочтительными вариантами осуществления системы защиты аппаратных средств и наоборот.In a method for manufacturing a hardware protection system of one of the types described above, the planar substrate is provided with conductive structures for detecting access to the protected circuit. Before this or, preferably, after that, the planar substrate is brought into a form in which it has a protruding back center region, which is surrounded by forward projecting regions. Preferred embodiments of the method are determined by preferred embodiments of a hardware protection system and vice versa.
Устройство содержит систему защиты аппаратных средств одного из вышеописанных типов и держатель схемы для защищаемой схемы. Система защиты аппаратных средств выступающими вперед областями ее подложки размещена на держателе схемы, так что между выступающей назад центральной областью и держателем схемы образуется пространство для защищаемой схемы.The device comprises a hardware protection system of one of the above types and a circuit holder for the protected circuit. The hardware protection system of the protruding regions of its substrate is placed on the circuit holder, so that space is created between the backward protruding center region and the circuit holder for the circuit to be protected.
Держатель схемы представляет собой или содержит предпочтительным образом печатную плату держателя схемы. Зачастую ее также надо защищать с задней стороны. Для этого устройство имеет, в частности, вторую систему защиты аппаратных средств согласно одному из описанных типов, которая размещена на стороне держателя схемы, противолежащей первой системе защиты.The circuit holder is, or preferably comprises, a printed circuit board of a circuit holder. Often it also needs to be protected from the back. For this, the device has, in particular, a second hardware protection system according to one of the described types, which is located on the side of the circuit holder opposite to the first protection system.
Кроме того, устройство содержит предпочтительно средства обнаружения для обнаружения нарушения проводящих структур за счет несанкционированного доступа и/или неавторизованной манипуляции. Для того чтобы и средства обнаружения были сами защищены, они могут выполняться как составная часть защищаемой схемы.In addition, the device preferably comprises detection means for detecting a violation of the conductive structures due to unauthorized access and / or unauthorized manipulation. In order for the detection tools themselves to be protected, they can be performed as part of the protected circuit.
Весь модуль с держателями схем находит применение, в частности, в тахографе, регистраторе данных пути и/или рельсовом или нерельсовом транспортном средстве. Но он может также использоваться в платежных автоматах, устройствах финансовых учреждений и на самолетах. В частности, использование всего модуля с держателями схем всегда имеет преимущество в том случае, когда используются подлежащие защите криптографические ключи (RSA, DES).The entire module with circuit holders is used, in particular, in a tachograph, track data recorder and / or rail or non-rail vehicle. But it can also be used in payment machines, devices of financial institutions and on airplanes. In particular, the use of the entire module with circuit holders always has an advantage when cryptographic keys to be protected (RSA, DES) are used.
Другие признаки и преимущества изобретений вытекают из описания примеров выполнения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:Other features and advantages of the inventions arise from the description of exemplary embodiments with reference to the drawings, which show the following:
Фиг.1 - схематичное представление интегральной системы защиты аппаратных средств для электронных модулей;Figure 1 is a schematic representation of an integrated hardware protection system for electronic modules;
Фиг.2 - схематичное частичное представление системы защиты аппаратных средств по фиг.1;Figure 2 is a schematic partial view of the hardware protection system of Figure 1;
Фиг.3 - схематичное представление в разрезе структуры печатной платы системы защиты аппаратных средств по фиг.1;Figure 3 is a schematic sectional view of the structure of a printed circuit board of the hardware protection system of Figure 1;
Фиг.4 - схематичная прямоугольная печатная плата системы защиты аппаратных средств по фиг.1;FIG. 4 is a schematic rectangular printed circuit board of the hardware protection system of FIG. 1;
Фиг.5-7 - схематичные проводящие структуры поверхностного датчика печатной платы процессора;5-7 are schematic conductive structures of a surface sensor of a processor circuit board;
Фиг.8 - схематичные проводящие структуры поверхностного датчика рамочной печатной платы.Fig. 8 shows schematic conductive structures of a surface sensor of a frame circuit board.
На фиг.1 показан держатель 1 схемы с первым подмодулем в форме печатной платы 2 с компонентами 3 защищаемой схемы. Печатная плата 2 содержит проводящие структуры 4 в форме защитного слоя в качестве части многослойного монтажа для обнаружения доступов к защищаемой схеме. Помимо этого, она имеет сквозные (межслойные) отверстия 5 для сигнальных проводников и подачи питающего напряжения на защищаемую схему вовне держателя схемы. Эти сквозные отверстия 5 проходят через окружающие внутреннее пространство проводящие структуры и завершаются в месте 6 монтажа разъема.Figure 1 shows the holder 1 of the circuit with the first submodule in the form of a printed
Держатель 1 схемы также содержит другую печатную плату 7, которая имеет другие компоненты 8 защищаемой схемы.The circuit holder 1 also contains another printed
Другие компоненты 8 другой печатной платы 7 размещены на стороне другой печатной платы, которая обращена к стороне печатной платы 2, на которой находятся некоторые компоненты 3 защищаемой схемы. Все компоненты защищаемой схемы находятся, таким образом, между печатной платой 2 и другой печатной платой 7 во внутреннем пространстве 9, образованном между печатными платами.
Печатная плата 2 и другая печатная плата 7 удалены друг от друга на некоторое расстояние посредством рамочной печатной платы 10, которая размещена между обеими печатными платами и вместе с печатной платой 2 и другой печатной платой 7 окружает внутреннее пространстве 9. Печатная плата 2, другая печатная плата 7 и рамочная печатная плата 10, соответственно, выполнены таким образом, что монтажные соединения и компоненты 3, 8 защищаемой схемы располагаются в и/или на обращенной к внутреннему пространству 9 стороне и/или участках печатной платы 2, другой печатной платы 7 и рамочной печатной платы 10. Эти монтажные соединения и компоненты 3, 8 и, тем самым, защищаемая схема полностью окружены конфигурацией из проводящих структур 4 печатной платы 2, проводящих структур 11 другой печатной платы 7 и проводящих структур 12 рамочной печатной платы 10, которые, соответственно, связаны между собой электрически. Соединение проводящих структур 11, 12, 4 между собой между различными печатными платами 1, 2, 10 осуществляется посредством контактов 14. Эти контакты 14 размещены нерегулярным образом. Проводящие структуры связаны с выполненными в виде специальной электронной схемы средствами обнаружения для обнаружения нарушения проводящих структур. Проводящие структуры могут рассматриваться как принадлежащие к средствам для обнаружения. Соединительные рамки 13, окружающие их снаружи, электрически связаны со специальным электронным модулем, в результате чего обеспечивается дополнительная защитная функция.The printed
Между окружающей соединительной рамкой 13 и контактами 14, служащими для соединения различных печатных схем, предусмотрены окружающие проводящие структуры 35, 37, которые электрически связаны со средствами обнаружения.Between the surrounding connecting
На фиг.3 показана структура печатной платы. Она содержит заземляющий слой 21, по меньшей мере, один сетчатый слой 22 аппаратной защиты для проводящих структур 4, по меньшей мере, один монтажный слой 23 системы защиты аппаратных средств, по меньшей мере, один слой 24 питающей мощности, по меньшей мере, один заземляющий слой 25, множество сигнальных слоев 26, 27, 28. Расположение слоев выполнено таким образом, что снаружи расположены защитные слои, а внутри - сигнальные слои и слои питания.Figure 3 shows the structure of the printed circuit board. It contains a
На фиг.4 показана структура печатной платы для рамочной печатной платы 10. Рамочная печатная плата 10 состоит из многослойной печатной платы или многослойной керамической подложки, состоящей из n проводящих слоев, причем промежуток между двумя проводящими плоскостями менее 500 мкм. Для контактирования отдельных слоев между собой, а также печатной платы 2 и другой печатной платы 7, рамочная печатная плата 10 имеет сквозные (межслойные) отверстия 16 в форме металлизированных межслойных отверстий, которые проходят перпендикулярно слоям печатной платы 2 к другой печатной плате.Figure 4 shows the structure of the printed circuit board for the frame printed
Таким образом, система защиты аппаратных средств непосредственно интегрирована в электронный модуль, то есть в печатные платы 2, 7, применяемые для модуля. Тем самым получается интегрированная система защиты аппаратных средств для электронных модулей в форме держателя 1 схемы с проводящими структурами для обнаружения доступов к схеме, находящейся во внутреннем пространстве 9 держателя 1 схемы.Thus, the hardware protection system is directly integrated into the electronic module, that is, into the printed
Для этого модуль выполнен таким образом, что он имеет два подмодуля, причем оба подмодуля только с одной стороны снабжены монтажом компонентов в форме компонентов 3, 8 защищаемой схемы.For this, the module is designed in such a way that it has two submodules, and both submodules are equipped on only one side with the installation of components in the form of
Печатные платы 2, 7 для этих подмодулей выполнены таким образом, что они выполняются как многослойные печатные платы, при этом необходимые для монтажа компонентов 3, 8 внутренние и внешние слои обращены к стороне монтажа и не имеют межслойных контактов, ведущих наружу к обратной стороне печатной платы, то есть к стороне, противоположной стороне монтажа.The printed
Для этого необходимые для функционирования модулей защищаемой схемы межслойные контакты выполнены как скрытые межслойные контакты, или необходимые структурные слои для монтажа подмодулей выполнены как структуры последовательного нарастания со сквозными контактами типа Micro-Via, сформированными плазменным травлением, фотолитографическим способом или лазерным сверлением. Для этого на имеющуюся сердцевину последовательно наносятся структурные слои и снабжаются упомянутыми межслойными контактами.For this, the interlayer contacts necessary for the functioning of the modules of the protected circuit are made as hidden interlayer contacts, or the necessary structural layers for mounting the submodules are made as sequential structures with through contacts of the Micro-Via type formed by plasma etching, photolithographic method or laser drilling. To this end, structural layers are successively applied to an existing core and provided with said interlayer contacts.
На стороне монтажа печатные платы подмодулей вне области монтажа содержат контактные площадки в решетчатой конфигурации, которые служат для того, чтобы затем оба подмодуля с нанесенным односторонним монтажом связать электрически друг с другом «лицом к лицу» через каркас 10 в форме многослойной схемы.On the mounting side, the printed circuit boards of the submodules outside the mounting area contain lattice pads that serve to then connect the two submodules with single-sided mounting electrically to each other “face to face” through the
Печатные платы 2, 7 подмодулей содержат на стороне, противоположной стороне монтажа, то есть на стороне, отвернутой от внутреннего пространства 9, также несколько проводящих слоев. Они выполнены, например, как многослойные слои меди с проводящими структурами 4, 11, которые, соответственно, реализованы как очень тонко структурированные проводящие дорожки, которые в мелкоячеистой форме покрывают всю поверхность слоя и продолжаются также от слоя к слою, что обусловлено выполнением проводящих дорожек.The printed
Ширины проводников одного слоя перекрывают изоляционные промежутки и часть соответствующих проводящих дорожек лежащих под ним слоев, разделенных диэлектриком.The widths of the conductors of one layer overlap the insulating gaps and part of the corresponding conductive paths of the layers below it, separated by a dielectric.
Они через углубленные межслойные соединения или Micro-Vias к модулю соединены с внутренним монтажом.They are connected via internal recessed interlayer connections or Micro-Vias to the module.
Выполнение слоя, например, в направлении x с подобной меандровой структурой из тонких медных проводящих дорожек и расположенного под ним и над ним слоя в направлении y с подобной структурой, разделенных диэлектрическим слоем, обеспечивает систему защиты аппаратных средств модуля от механических манипуляций за счет того, что эти проводящие дорожки 4, 11 в направлении внутрь соединены с модулем и, тем самым, ввиду ультратонкого структурирования, при доступе снаружи повреждаются. При этом происходит прерывание и/или короткое замыкание проводящих структур 4, 11, что регистрируется в схеме или модуле.The implementation of the layer, for example, in the x direction with a similar meander structure from thin copper conductive tracks and a layer below it and above it in the y direction with a similar structure separated by a dielectric layer, provides a system for protecting the module hardware from mechanical manipulation due to the fact that these
Выполнение тончайших проводников может осуществляться методом печати резистивной пастой (интегрированные резисторы с определенными значениями сопротивления) как проводящей пастой (керамическая толстослойная технология) или методом чернильной печати углеродными чернилами (интегрированные резисторы с определенными значениями сопротивления) во всех мыслимых структурах, которые по всей поверхности на, по меньшей мере, одном слое формируют мелкоячеистую конфигурацию и которые электрически подсоединяются внутрь к модулю.The thinnest conductors can be carried out by printing with resistive paste (integrated resistors with specific resistance values) as a conductive paste (ceramic thick-layer technology) or by ink printing using carbon ink (integrated resistors with certain resistance values) in all conceivable structures that are across at least one layer forms a fine mesh configuration and which are electrically connected inwardly to the module.
По меньшей мере, одна из печатных плат 2, 7 подмодулей может также выполняться как упругожесткая печатная плата, или на жесткой печатной плате может наноситься упругий проводник для передачи данных.At least one of the printed
Диэлектрический промежуток слоев системы защиты аппаратных средств на печатных платах выбирается таким образом, что и при торцевом высверливании происходит повреждение защитных слоев, расположенных выше и ниже защитных слоев, и, тем самым, инициируется механизм защиты. Например, каркас 10 может быть выполнен жестким, а обе печатные платы 2, 7 подмодулей - так же, как гибкие схемы.The dielectric gap of the layers of the hardware protection system on the printed circuit boards is selected in such a way that during the face drilling, the protective layers located above and below the protective layers are damaged, and thus the protection mechanism is initiated. For example, the
Для соединения обоих подмодулей, размещенных «лицом к лицу», может также применяться конструкция печатной платы в подобном исполнении, как описано выше. Эта печатная плата сконструирована как каркас 10 и выполнена как многослойная структура, которая, вследствие ее конструкции, препятствует взлому со стороны торца всего модуля. Как правило, это достигается при разнесении отдельных слоев менее чем на 500 мкм. Внутри топологии схем защиты находятся электрические межслойные контакты 16, которые в смонтированном состоянии электрически соединяют оба подмодуля. В областях топологии, которые содержат проводящие структуры 12 в форме проводящих дорожек или печатных резисторов или тому подобного для функции защиты, с нерегулярным распределением распложены скрытые межслойные контакты для отдельных слоев схем защиты. Оба типа или вида межслойных контактов на верхней и нижней стороне рамочной многослойной печатной платы каркаса 10 выполнены в соединительных контактных площадках, которые служат для последующего контактирования друг с другом отдельных подмодулей.To connect the two submodules placed "face to face", the design of the printed circuit board in a similar design can also be used, as described above. This printed circuit board is designed as a
Электрическое соединение и механическое соединение подмодулей с рамочной печатной платой могут осуществляться посредством пайки с последующей герметизацией шва пайки клеем, ламинированием, контактным склеиванием или иным подобным образом.The electrical connection and mechanical connection of the submodules with the frame printed circuit board can be carried out by soldering, followed by sealing the solder seam with glue, lamination, contact bonding or the like.
Описанным способом получается интегрированная в держатель схемы в форме печатных плат сенсорная система, которая может изготавливаться по традиционной «высокотехнологичной» технологии печатных плат и может оснащаться и обрабатываться на обычных технологических линиях для изготовления электронных модулей. Кроме того, достигается преимущество, состоящее в том, что надежную, экономичную и обрабатываемую для монтажа без значительных затрат систему защиты можно непосредственно предоставлять и интегрировать в электронный модуль, что обеспечивает надежное обнаружение атак на аппаратные средства.In the described way, a sensor system is integrated into the holder of the circuit in the form of printed circuit boards, which can be manufactured according to the traditional "high-tech" technology of printed circuit boards and can be equipped and processed on conventional processing lines for the manufacture of electronic modules. In addition, an advantage is achieved that a reliable, cost-effective and processable installation protection system without significant costs can be directly provided and integrated into an electronic module, which provides reliable detection of attacks on hardware.
На фиг.5-7 представлены формы выполнения проводящих структур 4 поверхностного датчика печатной платы 2 на виде в плане. Проводящие структуры 11 поверхностного датчика другой печатной платы 7 могут выполняться аналогично выполнению проводящих структур печатной платы 2.Figure 5-7 presents a form of
Проводящие структуры 4 выполнены как плоские меандроподобные схемные структуры для защиты от манипуляции с аппаратными средствами, которые интегрируются непосредственно в печатную плату 2, применяемую для схемы электронного модуля.The
Конфигурация проводящих структур 4 поверхностного датчика в основном выполнена таким образом, чтобы поверхностный датчик имел отдельные сегменты 42, 43 датчика, которые имеют меандроподобную структуру, которая образуется из встречных угловатых и/или скругленных геометрических структур 42, 43. Начальные и конечные точки 44, 45 геометрических структур своими соответствующими точками контактирования лежат, соответственно, в центре соответствующей структуры 42, 43.The configuration of the
Выполнение обеих встречных геометрических структур 42, 43 с подобной меандровой структурой состоит из, соответственно, двух тонких, по существу, параллельно проходящих медных проводящих дорожек различных потенциалов.The implementation of both counter
Монтаж отдельных сегментов 42, 43 датчика осуществляется через слой 46 монтажа, расположенный ниже, удаленный от внешней стороны системы защиты аппаратных средств, который также содержит тонкие медные проводящие дорожки, через которые сегменты 42, 43 датчика в электрических схемах основных типов подсоединены между собой. Слой 46 монтажа может, как и слой датчика, иметь встречные геометрические структуры 42, 43.The installation of the
Слой сегментов 42, 43 отделен от слоя 46 монтажа слоем диэлектрика и только через парциальные глухие межслойные контакты, такие как просверленные лазером микроотверстия Vias-типа или выполненные плазменным травлением или фотолитографическим методом глухие межслойные контакты, связывается с ним.The layer of
Эта комбинация дает систему защиты аппаратных средств модулей защищаемой схемы от манипуляций любого типа извне. Вся схема проводящих дорожек проводящих структур 4, 11, 12 или частичные схемы проводящих дорожек подключены внутрь к модулям схемы и распознают при атаках, благодаря своему ультратонкому структурированию, за счет прерывания или короткого замыкания возможную атаку, которая регистрируется в схеме.This combination gives the system of hardware protection of the modules of the protected circuit from manipulations of any type from the outside. The entire circuit of the conductive paths of the
Со ссылкой на фиг.8 еще раз рассматривается реализованный в каркасе 10 посредством проводящих структур 12 поперечный поверхностный датчик в форме бокового датчика. На фиг.8 показано сечение каркаса 10, причем плоскость сечения по отношению к фиг.4 повернута на 90°.With reference to FIG. 8, a transverse surface sensor in the form of a lateral sensor implemented in the
Здесь можно видеть структуру отдельного проводящего слоя поперечного поверхностного датчика для торцевой защиты от просверливания. На проводящих слоях, то есть в сигнальных и потенциальных слоях многослойной печатной платы каркаса 10, выполнены проводящие структуры 12, соответственно, как круговая, меандровая проводящая линия, которая окружает извне защищаемые точки 17 контакта и с ними электрически контактирует через межслойные микросоединения.Here you can see the structure of a separate conductive layer of the transverse surface sensor for end protection against drilling. On the conductive layers, that is, in the signal and potential layers of the multilayer printed circuit board of the
Диэлектрический промежуток, отделяющий слои системы защиты аппаратных средств в печатных платах 2, 7, 10 подмодулей, выбран таким образом, что и при торцевой атаке происходит повреждение, по меньшей мере, одного из слоев системы защиты, и, тем самым, инициируется механизм защиты.The dielectric gap separating the layers of the hardware protection system in the printed circuit boards of 2, 7, 10 submodules is selected in such a way that at the end of the attack, at least one of the layers of the protection system is damaged, and thus the protection mechanism is initiated.
Поверхностные датчики окружают полностью защищаемое внутреннее пространство и образуют совместно связанную схему датчика со следующими функциями:Surface sensors surround a fully protected interior and form a jointly connected sensor circuit with the following functions:
- обнаружение атак за счет прерывания проводников датчика,- detection of attacks due to interruption of the sensor conductors,
- обнаружение атак за счет цифрового распознавания коротких замыканий на землю включенных на плюс проводников датчика,- detection of attacks due to digital recognition of short circuits to the ground included on the plus conductors of the sensor,
- обнаружение атак за счет аналогового распознавания коротких замыканий на землю включенных на минус проводников датчика, находящихся под потенциалом различных уровней напряжения,- detection of attacks due to analog recognition of short circuits to the ground connected to minus the sensor conductors under the potential of various voltage levels,
- обнаружение вышеуказанных комбинированных аналоговых и цифровых атак.- detection of the above combined analog and digital attacks.
Описанным способом получается интегрированная в держатель схемы в форме печатных плат система датчика, которая может изготавливаться по традиционной «высокотехнологичной» технологии печатных плат и может оснащаться и обрабатываться на обычных технологических линиях для изготовления электронных модулей. Кроме того, достигается преимущество, состоящее в том, что надежную, экономичную и обрабатываемую для монтажа без значительных затрат систему защиты можно непосредственно предоставлять и интегрировать в электронный модуль, что обеспечивает надежное обнаружение атак на аппаратные средства.In the described manner, a sensor system is integrated into the holder of the circuit in the form of printed circuit boards, which can be manufactured according to the traditional "high-tech" technology of printed circuit boards and can be equipped and processed on conventional production lines for the manufacture of electronic modules. In addition, an advantage is achieved that a reliable, cost-effective and processable installation protection system without significant costs can be directly provided and integrated into an electronic module, which provides reliable detection of attacks on hardware.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008103342/09A RU2387110C2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008103342/09A RU2387110C2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008103342A RU2008103342A (en) | 2009-08-10 |
| RU2387110C2 true RU2387110C2 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=41048989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008103342/09A RU2387110C2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2387110C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2734232C1 (en) * | 2017-01-27 | 2020-10-13 | Аселсан Электроник Санайи Ве Тиджарет Аноним Ширкети | Electronic system for protecting zone containing confidential information |
-
2005
- 2005-06-30 RU RU2008103342/09A patent/RU2387110C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2734232C1 (en) * | 2017-01-27 | 2020-10-13 | Аселсан Электроник Санайи Ве Тиджарет Аноним Ширкети | Electronic system for protecting zone containing confidential information |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008103342A (en) | 2009-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2382531C2 (en) | System for hardware protection of sensitive data processing electronic modules from external manipulation | |
| US8258405B2 (en) | Sensor for a hardware protection system for sensitive electronic-data modules protecting against external manipulations | |
| CN108141978B (en) | Circuit board and electronic package with embedded tamper-responsive sensor | |
| US7180008B2 (en) | Tamper barrier for electronic device | |
| TWI595382B (en) | Safety protecting device, forming and manufacturing method thereof | |
| US7054162B2 (en) | Security module system, apparatus and process | |
| RU2382404C2 (en) | System for protecting hardware in form of printed circuit boards, formed by deep drawing in half-cup | |
| CN104425459B (en) | The inspection method of semiconductor device and semiconductor device | |
| CN104349575B (en) | Flexible PCB and preparation method thereof | |
| JPH10508154A (en) | Vertical interconnect method for silicon segments | |
| KR102067397B1 (en) | Electronic hardware assembly | |
| US7791896B1 (en) | Providing an embedded capacitor in a circuit board | |
| RU2387110C2 (en) | Detector for system of hardware protection of sensitive electronic modules of data processing against external manipulations | |
| JP5692473B1 (en) | Component built-in board and communication module | |
| US20080001307A1 (en) | Method, system, and apparatus for a secure bus on a printed circuit board | |
| JPH0864983A (en) | Shield case | |
| TWI706518B (en) | Wiring board | |
| US20220330422A1 (en) | System for detecting access to a pre-defined area on a printed circuit board | |
| US11894315B2 (en) | Electronic system in package comprising protected side faces | |
| KR20120048353A (en) | Chip resistor and method for manufacturing the same | |
| US10089513B2 (en) | Wiring board for fingerprint sensor | |
| JP2005228977A (en) | Semiconductor device | |
| JP2005303067A (en) | Shield structure of electronic component | |
| JPH09283301A (en) | Resistor and its mounting method | |
| JPH08307096A (en) | Electronic part mounting method and electronic part mounting board |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150701 |