DE3348320C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines in einem RAM-Speicher, der an ein programmierbares Gerät anschließbar ist, enthaltenen Programms, gegen unbefugten, insbesondere lesenden Zugriff oder Vervielfältigung.

Es ist bekannt, an ein programmierbares Gerät externe Speichermodulen anzuschließen, die entweder als ROM-Speichermodulen (Festspeicher) oder als RAM-Speichermodulen (Schreib-/Lese-Speicher) ausgebildet sein können. Während die ROM-Speicher als Festspeicher lediglich lesenden Zugriff erlauben, können in einen RAM-Speicher auch Daten eingeschrieben werden, z. B. Parameterwerte, Programmbefehle und dergl.

Es ist bekannt, daß die in einem RAM-Speicher gespeicherten Werte gegen ein unerwünschtes, insbesondere zufälliges Löschen geschützt werden müssen.

Bei Programmen, die geheimgehalten werden sollen, sei es aus sicherheitstechnischen Gründen, sei es aus Gründen des Verhinderns einer unbefugten Programmvervielfältigung, muß man spezielle Maßnahmen vorsehen. Üblicherweise sind solche Schutzmaßnahmen aufwendig, so daß sich ein Vervielfältigungsschutz nur bei wertvollen Programmen lohnt.

Aus der DE-Z. "Angewandte Informatik" 4/82, S. 225-229 ist es bekannt, in einem Festspeicher (ROM) vorhandene Programme dadurch zu schützen, daß zunächst interne Adressen und externe Adressen des Programmspeichers entkoppelt werden, um so den externen Zugriff zu erschweren. Sprungbefehle sind mit Schlüsselbits verbunden. Wenn eine unbefugte Person falsche Sprungadressen programmiert, wird dies durch Schlüssel erkannt, und ein Lesen bestimmter Speicherplätze wird verhindert. Ein weiterer Schutz ist durch kryptographische Methoden möglich. Dies ist äußerst aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art anzugeben, welches einfach handhabbar ist und dennoch einen wirksamen Schutz gegen einen unbefugten Zugriff auf ein gespeichertes Programm gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein eine Programmauflistung verhindernder Sperrbefehl in dem als Programmspeichermodul ausgebildeten RAM-Speicher gespeichert wird, und der RAM-Speicher durch Betätigen eines Schalters wiederaufhebbar in den ROM-Zustand bringbar ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Umschaltmöglichkeit wird der zunächst als Schreib/Lese-Speicher fungierende Speicher umgewandelt in einen Festspeicher (ROM), der ausschließlich einen Lesebetrieb gestattet. Durch diese Maßnahme wird wiederum erreicht, daß der Sperrbefehl nicht überschrieben oder gelöscht werden kann, und zwar wegen der jetzt eingestellten Sperrfunktion. Andererseits hat der berechtigte Benutzer die Möglichkeit, durch entsprechende Schalterbetätigung den Sperrzustand wieder aufzuheben.

Der von einer unbefugten Person nicht zu löschende Sperrbefehl gibt einen sicheren und einfachen Schutz des gespeicherten Programms gegen eine Auflistung, mithin gegen unbefugte Kenntnisnahme des Programms oder gar gegen unbefugtes Vervielfältigen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Schaltung für ein programmierbares Gerät,

Fig. 2 eine Übersicht des Adreßraums eines Speichers,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Schutz eines gespeicherten Programms.

Ein Speichermodul läßt sich praktisch an jeden Typ eines programmierbaren Geräts anschließen, beispielsweise an einen programmierbaren elektronischen Rechner, einen Personalcomputer, einen Computer, einen Wortprozessor oder ein Sprachwörterbuch. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Speichermodul für einen Computer vorgesehen.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltung eines solchen Computers.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 enthält eine Anzeige 2, eine Tasten­ eingabeschaltung 3, einen Anzeigetreiber 7, eine CPU 8, einen oder mehrere Lese/Schreib-Speicher 12, die jeweils aus einem RAM bestehen, einen oder mehrere Festspeicher (ROM) 13, einen Eingabe/Ausgabe-(E/A-) Puffer 14, zwei Verbinder 15 und 16, eine Zeitsteuerschaltung 17, einen Summer-Treiber 18 und einen Summer 19.

Innerhalb des Anzeigetreibers 7 ist ein Anzeigespeicher 22 vorgesehen. Zur Datenübertragung sind ein Datenbus 9, ein Adreßbus 10, ein Steuerbus 11 sowie Leitungen 20, 21, 23 und 24 vorgesehen.

Der Anzeigetreiber 7 dient zum Aktivieren, d. h., Sichtbarmachen mehrerer Punkte der Anzeige 2. An den Anzeigetreiber 7 sind der Datenbus und der Adreßbus 10 angeschlossen. Der Datenbus 9, der Adreßbus 10 und der Steuerbus 11 sind zwischen der CPU 8, dem RAM 12, dem ROM 13, dem E/A-Puffer 14 und dem Verbinder 15 und 16 verschaltet.

In die Tasteneingabeschaltung 3 werden Tasten-Abtastsignale vom E/A-Puffer 14 eingegeben, so daß durch Betätigen der Tastenschalter der Tasteneingabeschaltung 3 Tasten-Rückkehrsignale erzeugt werden, die in die CPU 8 eingegeben werden.

In dem Gehäuse des Computers sind die RAMs 12 und die ROMs 13 untergebracht. Jeder RAM 12 besitzt einen sogenannten Systembereich, der für Register und Flags benutzt wird. Jeder ROM 13 speichert einen Interpreter zum Ausführen eines Programms sowie weitere Steuerprogramme. Der Verbinder 15 dient zum Anschließen der Speichermoduln. Der Verbinder 16 dient zum zusätzlichen Anschließen eines Eingabe/Ausgabe-Geräts, beispielsweise eines Datendecoders und/oder eines Druckers.

Die Zeitsteuerschaltung 17, an die ein Kristalloszillator angeschlossen ist, ist mit dem E/A-Puffer 14 verbunden. Der Summer-Treiber 18 spricht auf das Ausgangssignal des E/A-Puffers 14 an, um den Summer 19 zu aktivieren.

Die CPU 8 gibt über die Leitung 20 Ein/Aus-Signale und über die Leitung 21 Synchronisations-Signale an den Anzeigetreiber 7. Der Anzeigetreiber 7 enthält den Anzeigespeicher 22, in dem jede Speicherstelle jeweils einem Punkt der Anzeige 2 entspricht. Der Anzeigetreiber 7 gibt über die Leitung 23 Segmentsignale an die Anzeige 2. Die CPU 8 gibt über die Leitung 24 Signale an die Anzeige 2, die an deren Gegenelektrode angelegt werden.

Fig. 2 zeigt eine Übersicht des Adreßraums des Speichers.

Der Adreßraum gemäß Fig. 2 wird gebildet durch den RAM 12 und den ROM 13, die in dem Gehäuse des Rechners vorgesehen sind und Bestandteil der in Fig. 1 gezeigten Schaltung sind, und durch Speicher M1 bis M4, die in einem Speichermodul untergebracht sind, welches an das Gehäuse des Computers anschließbar oder von diesem abtrennbar ist. Grundsätzlich ist das Speichermodul als Schreib/Lese-Speicher (auch: Speicher mit wahlfreiem Zugriff) ausgebildet.

Das Speichermodul enthält vier RAMs, die jeweils eine Kapazität von 2 K-Byte haben. Die Betriebskapazität, d. h., der zugreifbare Speicherplatz des Speichermoduls kann sich von der Adresse "3 FFF" über 8 K-Bytes bis zur Adresse "2000" erstrecken.

Zum Lesen/Schreiben von Daten aus dem Speichermodul bzw. in das Speichermodul werden diesem L/S-Signale zugeführt. Es sind einige, vorzugsweise drei Schalter vorgesehen, um die L/S-Signale selektiv den jeweiligen Speicherplätzen des Speichermoduls zuzuführen.

Wenn die Schalter den in Fig. 2 skizzierten Zustand einnehmen, gelangen die L/S-Signale nur an den RAM 12 und den Speicher M4, nicht jedoch zu den Speichern M1, M2 und M3. Dies bedeutet, daß die von der CPU 8 kommenden Daten sowohl an den im Gehäuse des Rechners untergebrachten RAM 12 als auch an den Speicher M4 des Speichermoduls gelangen können, so daß die Daten dort eingeschrieben werden. Dies bedeutet andererseits, daß die übrigen Speicher M1, M2 und M3 nur als Festspeicher (ROM) verwendet werden, was hier als ROM-Bedingung oder Zustand bezeichnet werden soll.

Der Speicherraum der Speicher M1, M2 und M3, d. h., der Adreßraum "2000" bis "37FF" ist von den Tasteneingabevorgängen getrennt und geschützt. Daher können die Inhalte dieser Speicher nicht durch fehlerhaftes Betätigen der Eingabetasten zerstört werden. In diesen durch die ROM-Bedingung gekennzeichneten Speicherstellen sollte ein Objektprogramm gespeichert sein, so daß eine Zerstörung der gespeicherten Daten nicht möglich ist.

Gemäß der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Programm beginnend bei der niedrigsten Adresse "2000" des RAM-Bereichs in Richtung höherer Adressen gespeichert. Die für das Programm benötigten Zahlen- und Zeichen-Variablen werden von der höchsten Adreßstelle "47FF" des RAM-Bereichs in Richtung niedrigerer Adressen gespeichert. Abhängig vom Umfang des zu speichernden Programms und vom Umfang der zu speichernden Variablen können die Speicher des ROM-Zustands frei gewechselt werden, so daß der ROM-Zustands- Speicher an jeder beliebigen Stelle angeordnet werden kann. In dem ROM-Zustands-Speicher lassen sich verschiedene Arten von Programmen speichern.

Die Kapazität, d. h., der Umfang des gespeicherten Programms läßt sich durch Ausführen eines Programm-Umfangs-Zugriffs- Befehls erkennen. Der Umfang der von den Variablen belegten Speicherplätze läßt sich durch Ausführen eines Variablen- Umfang-Zugriffs-Befehls erkennen.

Üblicherweise sind die derzeit käuflich erwerbbaren Programmspeichermoduln imstande, eine Übersicht, d. h. Auflistung der gespeicherten Daten zu geben. Um für die vorliegende Erfindung geeignet zu sein, sollte eine vorbestimmte Speicherstelle einen ein Geheimprogramm kennzeichnenden Code enthalten, so daß der Befehl zum Auflisten des Programms unzulässig wird. Nach dem Einspeichern des Geheimcodes in eine Speicherstelle werden diese sowie die hierzu in Beziehung stehenden Speicherstellen in den ROM-Zustand gebracht, so daß das Programm geheimgehalten werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung, die eine andere Möglichkeit bietet, ein Programm zum Geheimprogramm zu machen, d. h., das Programm vor unbefugtem Zugriff zu schützen.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung enthält ein ROM 13, eine Adreß-Erkennungsschaltung, einen Neue-Adresse-Generator sowie Speicher M1 bis M4.

An die Adreß-Erkennungsschaltung ist ein Adreßbus AD angeschlossen. Die Adreß-Erkennungsschaltung dient zum Erkennen der Adressen von solchen Befehlen, die sich auf die Ausgabe von Programmspeicherstellen beziehen. Bei Ausführung von Befehlen zur Programmauflistung werden die Adressen des Interpreters der Programmauflistungsbefehle ausgewählt, so daß die Adreß-Erkennungsschaltung Erkennungssignale bezüglich der Adreßinformation abgibt. Der in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie umrissene Bereich kennzeichnet den Computer. Der ROM 13 befindet sich innerhalb des Computers. Es ist ein Sperrgatter vorgesehen, durch das verhindert wird, daß Chip-Auswahl-Signale CE an den ROM 13 gelangen. Wenn die Adreß-Erkennungsschaltung auf der Ausgangsleitung ein Signal erzeugt, so wird das Gatter gesperrt.

Der Neue-Adresse-Generator liefert Adreß-Signale für die speziellen Adressen der Speicher M1 bis M4. Selbst wenn ausgewählt wird, daß der Interpreter der Programmauflistungsbefehle des ROM 13 durchgeführt wird, so erfolgt die Auswahl einer speziellen Adresse in einem der Speicher M1 bis M4. Ist in dieser speziellen Adresse der Speicher M1 bis M4 ein Sprungbefehl gespeichert, durch den das Programm in einen Zustand gelangt, in welchem ein Fehlerbetrieb erfolgt, so bewirkt die Auswahl der Programmauflistungsbefehle, daß das Programm den Fehlerbetrieb durchführt. Auf diese Weise wird das Programm geheimgehalten und geschützt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß selbst bei irgendeiner fehlerhaften Tasteneingabe das gespeicherte Programm geschützt und erhalten bleibt.

Es ist möglich, sämtliche benötigten Speicher innerhalb des Gehäuses des Computers unterzubringen, und es kann irgendein Schalter vorgesehen werden, mit dem der ROM-Zustand auswählbar ist.

Claims (1)

1. Verfahren zum Schutz eines in einem RAM-Speicher, der an ein programmierbares Gerät anschließbar ist, enthaltenen Programms, gegen unbefugten Zugriff oder Vervielfältigung, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Programmauflistung verhindernder Sperrbefehl in dem als Programmspeichermodul ausgebildeten RAM-Speicher gespeichert wird, und der RAM-Speicher durch Betätigen eines Schalters (1-4) wiederaufhebbar in den ROM-Zustand bringbar ist.