CN210348528U - 一种具有篡改动态检测功能的有源nfc防伪芯片 - Google Patents

Abstract

本新型提出了一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，包括NFC信号处理单元和防篡改控制单元，NFC信号处理单元包括CPU及其连接的NFC基带、存储器和电源模块，以及连接外部天线的外接引脚；防篡改控制单元包括防篡改控制电路、防篡改检测引脚和电源输入引脚；防篡改检测引脚内部连接防篡改控制电路，外部连接篡改检测部件；电源输入引脚外部连接电池，内部连接防篡改控制电路并为其提供电能。本新型的通过NFC防伪芯片内存储的商品相关信息可以验证商品真伪和进行商品溯源工作，通过芯片的防篡改控制电路可以有效防止芯片被转移重复利用，本实用新型采用的方法成本低廉，可以有效的解决商品防伪、跟踪溯源的需求。

Description

一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片

技术领域

本实用新型涉及商品防伪和溯源领域，特别是指一种通过可激活的动力源实现防篡改检测功能的NFC防伪芯片，可用于商品防伪、溯源。

背景技术

近场通讯，NFC(Near Field Communication)技术，是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来的。通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

近年来NFC芯片大量应用于包装盒技术，NFC的加入使得包装盒对用户更加友好，使得人机交互更为便捷，也促使智能包装逐渐应用于物联网领域。

目前实际应用中的NFC防伪措施存在易伪造、转移等特点，容易被破解使得普通NFC防伪措施已经逐渐变成易被低成本复制的“摆设”型技术手段，不能够起到真正的防伪目的，更谈不上高品质的溯源需求，使得市场上的高品质原厂商品及其企业信用受到了来自假货赝品的不断冲击和挑战，商品销售受到了严重的挤压，企业的发展受到了极大影响。也有采用易碎标签的方式增强防伪性能，但是易碎标签仅是损毁了感应天线，标签芯片是不容易被损坏的，这导致标签芯片可以重新绑定天线，伪造新的产品包装，不能很好的起到防伪的作用。

现有NFC标签芯片用于防伪应用时不能很好解决芯片被重复利用的问题，就算采用易碎标签的形式，虽然标签破碎后无法对标签进行读写操作，但这只是损坏了标签天线，标签芯片是不容易损坏的，可以将芯片拆下后重新绑定天线再次利用。而且标签天线是标签获取能量与外界通信的重要通道，有严格的设计规范，本身有很多限制，不能任意覆盖包装。

实用新型内容

本实用新型提出一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，能够解决现有技术不能完善解决商品防伪功能的缺陷。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，包括NFC信号处理单元和防篡改控制单元，所述NFC信号处理单元包括CPU及其连接的NFC基带、存储器和电源模块，以及连接外部天线的外接引脚；所述防篡改控制单元包括防篡改控制电路、防篡改检测引脚和电源输入引脚；所述防篡改检测引脚内部连接防篡改控制电路，外部连接篡改检测部件；所述电源输入引脚外部连接电池，内部连接防篡改控制电路并为其提供电能。

作为优选，所述篡改检测部件为篡改检测传感器或防篡改动态检测网络，所述篡改检测传感器为常闭状态；所述防篡改动态检测网络为导体材料制成，处于常闭状态，可任意在包装或商品任何位置环绕。

作为优选，所述防篡改检测引脚和电源输入引脚配合监测形成完整的防篡改控制电路，电源引脚供电时，芯片时刻检测防篡改检测引脚状态变化，若有变化则触发防篡改控制电路；电源引脚若断开，则无论防篡改检测引脚是否发生变化，当芯片通过天线耦合能量工作时检测到电源引脚断电也会触发防篡改控制电路；若电源引脚断开后再次上电，也会触发芯片防篡改控制电路。

作为优选，所述外接电源引脚接通电源后可以通过NFC非接读写器发送指令激活防篡改控制单元，防篡改控制单元开始工作后首先将芯片内部电源上电标记置位，同时开始检测电源输入引脚和防篡改检测引脚状态，激活操作只能执行一次，此过程不可逆。

作为优选，所述防篡改检测引脚用于连接外部篡改检测传感器或防篡改动态检测网络，任何触发篡改检测传感器或防篡改动态检测网络的操作都会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位只能写1，不能写0，一经置位不能更改。

作为优选，所述NFC防伪芯片具有防篡改检测引脚，芯片激活后时刻检测防篡改检测引脚，防篡改检测引脚的电平变化会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位一经置位不能更改。

作为优选，所述NFC防伪芯片在激活后时刻监控电源输入引脚，电源输入引脚只能有一次上电的过程，即电平由低到高的变化，电源输入引脚若断电后二次上电，芯片内安全监测电路即记录此变化，同样触发防篡改控制电路。

作为优选，所述每个NFC防伪芯片为一个标签，每个标签具有唯一编码，唯一编码在芯片生产中写入，不可更改，标签芯片内有eeprom，标签中还可存储商品相关信息。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过NFC防伪芯片内存储的商品相关信息可以验证商品真伪和进行商品溯源工作，通过芯片的防篡改控制电路可以有效防止芯片被转移重复利用，本实用新型采用的方法成本低廉，可以有效的解决商品防伪、跟踪溯源的需求。篡改检测网络的电路不用于通信，可以根据需要任意设计走线覆盖包装，确保对商品包装的全面防护，本实用新型方法NFC防伪芯片一经拆毁即无法重新利用，有效的解决了商品防伪、跟踪溯源的需求。

附图说明

图1为本实用新型的模块示意图；

图2为本实用新型的一种实施例的电路模块示意图；

图3为本实用新型的一种实施例的工作原理流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型提供一种具有篡改动态检测功能的NFC防伪标签芯片。标准NFC标签芯片具有两个外接引脚，分别用于连接天线输入端和输出端。本实用新型提供的NFC防伪标签芯片在标准NFC标签芯片的基础上增加了一对防篡改检测引脚和一对电源输入引脚。防篡改检测引脚用于连接外部篡改检测传感器，任何触发篡改检测传感器的操作都会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位只能写1，不能写0，一经置位不能更改。

标准NFC标签芯片平时没有电源供应并不工作，只有当读写器通过天线能量耦合将能量传输到标签，芯片才开始工作。为了确保芯片能时刻监控防篡改检测引脚，本实用新型芯片还增加了电源输入引脚，此电源输入引脚输入的电源仅用于维持防篡改控制单元的持续工作，而标签芯片的信息交换工作流程所需供电还是通过天线耦合方式输入。芯片的防篡改控制单元同时检测防篡改检测引脚和电源输入引脚，任何一个引脚的断开都会触发芯片的防护机制。

本实用新型的NFC防伪芯片防篡改动态检测网络不用于通信，只需要保持常闭即可，所以可以任意设计覆盖包装，确保对商品包装的全面防护。本实用新型NFC防伪标签芯片一经拆毁即无法重新利用，有效的解决了商品防伪、跟踪溯源的需求。

NFC防伪芯片具有防篡改检测引脚，芯片激活后时刻检测防篡改检测引脚，防篡改检测引脚的电平变化会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位一经置位不能更改。

NFC防伪芯片在激活后时刻监控电源输入引脚，电源输入引脚只能有一次上电的过程，即电平由低到高的变化，电源输入引脚若断电后二次上电，芯片内安全监测电路即记录此变化，同样触发防篡改控制电路。

NFC防伪芯片在使用时通过读写器控制激活，激活后防篡改机制即刻生效，此状态不能逆转。

NFC标签在触发篡改动态检测防护机制后还可以正常读取信息，但是标签中的防篡改安全标记位已经置位，可通过读写器确认相关信息，此标记位置位后不可修改。

芯片内部具有防篡改控制单元，防篡改控制单元由防篡改控制电路、防篡改检测引脚和电源输入引脚共同构成。外接电源引脚接通电源后可以通过NFC非接读写器发送指令激活防篡改控制单元。防篡改控制单元开始工作后首先将芯片内部电源上电标记置位，同时开始检测电源输入引脚和防篡改检测引脚状态。激活操作只能执行一次，此过程不可逆。

现有NFC芯片只有在天线耦合到能量后才能激活工作，为确所述的防篡改控制单元时刻工作，需要另有外部电源供电。本实用新型所述NFC芯片还具有电源输入引脚，此电源可维持防篡改控制电路持续工作。

防篡改检测引脚和电源输入引脚配合监测形成完整的防篡改控制电路。电源引脚供电时，芯片时刻检测防篡改检测引脚状态变化，若有变化则触发防篡改控制电路；电源引脚若断开，则无论防篡改检测引脚是否发生变化，当芯片通过天线耦合能量工作时检测到电源引脚断电也会触发防篡改控制电路；若电源引脚断开后再次上电，也会触发芯片防篡改控制电路。

NFC标签每个标签具有唯一编码，唯一编码在芯片生产中写入，不可更改，标签芯片内有eeprom，标签中还可存储商品相关信息。所述标签植入商品或商品包装中，可通过具有NFC阅读器功能的终端靠近天线区域非接触式阅读标签中信息，确认商品信息，从标签中阅读的信息可发送至后台服务器进行验证，确认商品真伪和溯源商品生产、物流销售等环节信息等。

防篡改控制电路时刻检测防篡改检测引脚，当检测到防篡改检测引脚由接通变为断开状态会触发芯片防篡改控制电路工作，置位相应标志位。防篡改检测引脚可外接防篡改动态检测网络或常闭状态的篡改检测传感器。防篡改动态检测网络可任意在包装或商品任何位置环绕，不需要像天线般严格遵循天线设计规则，可以更好的保护商品。

若电源输入引脚掉电，再次上电后，防篡改控制单元会先检测上电标志位，若已经置位，则触发芯片防篡改控制电路。

若断开电源输入引脚供电，用NFC读写器操作标签芯片，则NFC防伪芯片通过天线耦合电能工作后会首先去检测芯片上电标记，若芯片上电标记位已置位，而芯片电源输入引脚没有供电则触发防篡改控制电路。

当芯片防篡改控制电路触发后，芯片会置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位一经置位不能更改。

当芯片防篡改控制电路触发后仍然可以用读写器与标签芯片进行通信，但是读写器可读取防篡改安全标志位状态，从而知晓商品包装完整状态。

实施例：在标准NFC标签芯片的基础上提供一种具有篡改动态检测功能的NFC防伪标签芯片，该NFC防伪芯片除了天线引脚外还有一组防篡改检测引脚和一组电源输入引脚。

如图2所示，本实用新型芯片中标准NFC功能由天线101、射频接口102、数字基带103、控制和运算电路104组成。所述天线101通过双向数据总线连接射频接口102，处理与阅读器的模拟接口连接部分；所述射频接口102通过双向数据总线连接数字基带103处理NFC通信数字信号；所述控制与运算单元104通过双向数据总线连接数字基带103，协调处理芯片内部所有单元，完成标准NFC的所有功能。此部分电路完全兼容ISO14443协议，可以与通常阅读器或NFC手机兼容。所述的NFC标签每个标签具有唯一编码，唯一编码在芯片生产中写入，不可更改，标签中还有可存储商品相关信息的EEPROM区域。而防篡改功能单元由时钟电路105、上电复位电路106、篡改检测电路107、电源检测电路108、篡改检测传感器接入引脚109、电源输入引脚110组成。其中篡改检测传感器接入引脚109连接篡改检测电路107，电源检测电路108连接电源输入引脚110。时钟电路105、上电复位电路106、篡改检测电路107和电源检测电路108共同连接控制与运算单元104，完成防篡改动态检测功能。电源输入引脚110外接直流电源，例如电池，可以维持内部防篡改控制单元长期工作；防篡改检测引脚109可外接防篡改动态检测网络或常闭状态的篡改检测传感器。本实用新型使用的防篡改动态检测网络可任意在包装或商品任何位置环绕，不需要像天线般严格遵循设计规则，可以通过环绕的网络大面积覆盖包装，更好的保护商品。

本实用新型一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其防篡改动态检测安全机制工作流程如图3所示：

(1)芯片上电复位后检测防篡改机制是否已经激活，如没有激活则芯片只具有标准NFC功能。

(2)激活，所述的NFC防伪芯片外接电源引脚接通电源后可以通过NFC非接读写器发送指令激活防篡改控制单元。防篡改控制单元开始工作后首先将芯片内部电源上电标记置位，同时置位激活标志位，此时防篡改控制电路开始运行，开始检测电源输入引脚和防篡改检测引脚状态。激活操作只能执行一次，此过程不可逆。

(3)电源输入引脚掉电后则上电标志位擦除。

(4)如芯片激活标志位置位则检测电源输入引脚是否正常，如供电正常则检测上电标志位，如标志位还未置位则上电异常，置位防篡改标志位。

(5)如电源输入正常继续检测篡改检测传感器，如篡改检测传感器输入引脚断开则触发安全机制，置位防篡改标志位。

(6)通过内部逻辑控制机制，防篡改标志位只能写一次，写过一次后不能更改。

(7)当芯片防篡改控制电路触发后仍然可以用读写器与标签芯片进行通信，但是读写器可读取防篡改安全标志位状态，从而知晓商品包装完整状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：包括NFC信号处理单元和防篡改控制单元，所述NFC信号处理单元包括CPU及其连接的NFC基带、存储器和电源模块，以及连接外部天线的外接引脚；所述防篡改控制单元包括防篡改控制电路、防篡改检测引脚和电源输入引脚；所述防篡改检测引脚内部连接防篡改控制电路，外部连接篡改检测部件；所述电源输入引脚外部连接电池，内部连接防篡改控制电路并为其提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述篡改检测部件为篡改检测传感器或防篡改动态检测网络，所述篡改检测传感器为常闭状态；所述防篡改动态检测网络为导体材料制成，处于常闭状态，可任意在包装或商品任何位置环绕。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述防篡改检测引脚和电源输入引脚配合监测形成完整的防篡改控制电路，电源引脚供电时，芯片时刻检测防篡改检测引脚状态变化，若有变化则触发防篡改控制电路；电源引脚若断开，则无论防篡改检测引脚是否发生变化，当芯片通过天线耦合能量工作时检测到电源引脚断电也会触发防篡改控制电路；若电源引脚断开后再次上电，也会触发芯片防篡改控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述电源输入引脚接通电源后可以通过NFC非接读写器发送指令激活防篡改控制单元，防篡改控制单元开始工作后首先将芯片内部电源上电标记置位，同时开始检测电源输入引脚和防篡改检测引脚状态，激活操作只能执行一次，此过程不可逆。

5.根据权利要求4所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述防篡改检测引脚用于连接外部篡改检测传感器或防篡改动态检测网络，任何触发篡改检测传感器或防篡改动态检测网络的操作都会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位只能写1，不能写0，一经置位不能更改。

6.根据权利要求5所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述NFC防伪芯片具有防篡改检测引脚，芯片激活后时刻检测防篡改检测引脚，防篡改检测引脚的电平变化会触发芯片内部防护机制，置位相应标志位，通过内部逻辑控制，此标志位一经置位不能更改。

7.根据权利要求6所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述NFC防伪芯片在激活后时刻监控电源输入引脚，电源输入引脚只能有一次上电的过程，即电平由低到高的变化，电源输入引脚若断电后二次上电，芯片内安全监测电路即记录此变化，同样触发防篡改控制电路。

8.根据权利要求7所述的一种具有篡改动态检测功能的有源NFC防伪芯片，其特征在于：所述每个NFC防伪芯片为一个标签，每个标签具有唯一编码，唯一编码在芯片生产中写入，不可更改，标签芯片内有eeprom，标签中存储商品相关信息。

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