DE102008057887A1

DE102008057887A1 - Cryptographic module i.e. postal safety module, for use in franking machine, has access-protection unit consisting of printed circuit boards, where conductor paths of boards are changed from one layer to another layer

Info

Publication number: DE102008057887A1
Application number: DE102008057887A
Authority: DE
Inventors: Axel Ortmann; Torsten Schlaaff; Wolfgang Muhl; Dieter Wölm; Ulrich Hantel
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-05-20

Abstract

The module (1) has an access-protection unit for an electronic component by meander-shaped guided conductor paths. Long, narrow copper lines are guided into layers of upper, middle and lower printed circuit boards (2, 3, 4), which are stacked and rigid. The access-protection unit consists of the stacked rigid printed circuit boards, which are electrically connected together. The conductor paths of the rigid printed circuit boards are changed from one layer to another layer. The middle printed circuit board is formed as a frame around a protection zone.

Description

Die Erfindung betrifft ein kryptographisches Modul mit Zugriffschutz für eine Elektronik gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Unter solchen kryptographischen Modulen sind Sicherheitsmodule für Postverarbeitungsgeräte und ähnliche Geräte für Personalcomputer oder für Benutzergeräte zu verstehen. Die kryptographischen Module können monetäre Daten abrechnen und speichern sowie auch andere sicherheitsrelevante Daten speichern.The The invention relates to a cryptographic module with access protection for electronics according to the generic term of claim 1. Among such cryptographic modules are Security modules for mail processing equipment and similar devices for personal computers or for user devices. The cryptographic Modules can bill and save monetary data as well as other security-related data.

Aus dem deutschen Patent DE 102 22 669 B4 ist für eine tragbare Karten-Typ-Vorrichtung ein Gehäuse bekannt, mit einer eine Vielzahl von Anschlußelektroden aufweisenden Anschußplatine und mit einer oben und unten mit je einer Abdeckplatte abgedeckten rahmenartigen Verkleidung. Nachteilig ist, dass dieses Modul noch nicht mit einen besonderen Zugriffschutz ausgestattet wurde.From the German patent DE 102 22 669 B4 For a portable card-type device, a housing is known, comprising a board having a plurality of terminal electrodes and having a frame-like panel covered at the top and bottom with a cover plate each. The disadvantage is that this module has not yet been equipped with a special access protection.

Seit längerer Zeit ist beispielsweise aus dem EP 417 447 B1 bekannt, in elektronischen Datenverarbeitungsanlagen besondere Module einzusetzen und mit Mitteln zum Schutz vor einem Einbruch in ihre Elektronik auszustatten.For a long time, for example, from the EP 417 447 B1 It is known to use special modules in electronic data processing systems and equip them with means for protection against a break-in in their electronics.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 674 962 A1 ist eine Vorrichtung zum Schutz von in einer aus elektronischen Bauelementen und einem Prozessor bestehenden Schaltanordnung gespeicherten Daten bekannt, wobei die Schaltanordnung innerhalb eines Gehäuses oder umgossen von einem Isolationswerkstoff an einer Platine befestigt ist, indem entlang der Wände innerhalb oder eingelegt in die Wände des Gehäuses oder innerhalb des Isolationswerkstoffes ein mit der Schaltanordnung elektrisch leitend verbundener Messwertgeber oder Sensor angeordnet ist. Der Sensor wird als Folie oder aufgespritzte Schicht an/auf der Innenwand des Gehäuses ausgebildet. Die Kosten für einen solchen Sensor und der damit verbundene Aufwand bei der Herstellung des Gehäuses sind jedoch hoch.From the European patent application EP 1 674 962 A1 For example, there is known a device for protecting data stored in a circuitry comprised of electronic components and a processor, the circuitry being mounted within a housing or encapsulated by an insulating material on a circuit board, along or within the walls of the housing is disposed within the insulating material with the switch assembly electrically conductively connected transmitter or sensor. The sensor is formed as a foil or sprayed layer on / on the inner wall of the housing. However, the cost of such a sensor and the associated expense in the manufacture of the housing are high.

Zu solchen besonderen Modulen zählen auch die sogenannten postalischen Sicherheitsmodule bzw. Postal Security Devices (PSDs), welche von den wichtigsten Frankiermaschinenherstellern als kryptographische Module insbesondere in Frankiermaschinen eingesetzt werden.To such special modules include the so-called Postal Security Modules or Postal Security Devices (PSDs), which of the most important franking machine manufacturers as cryptographic Modules are used in particular in franking machines.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2006 008 952 U1 der Anmelderin Francotyp Postalia GmbH ist eine Anordnung zum Wechseln von Kundendaten einer Frankiereinrichtung bekannt, wobei die Daten in unterschiedlichen Speicherbaugruppen einer Frankiereinrichtung nichtflüchtig gespeichert sind. Eine erste Speicherbaugruppe für Abrechnungs- und Sicherheitsdaten ist in einem Sicherheitsmodul enthalten, welches auch als postalisches Sicherheitsgerät (PSD) oder sicheres Abrechnungsgerät (SAD) bezeichnet wird. Das Sicherheitsmodul ist im Reparaturfall austauschbar und deshalb über eine Schnittstelle steckbar mit dem Prozessor der Frankiermaschine elektrisch verbunden.From the German utility model DE 20 2006 008 952 U1 the assignee Francotyp Postalia GmbH is known an arrangement for changing customer data of a franking device, wherein the data are non-volatile stored in different memory modules of a franking device. A first storage module for billing and security data is contained in a security module, which is also referred to as postal security device (PSD) or secure billing device (SAD). The security module is interchangeable in case of repair and therefore electrically pluggable via an interface with the processor of the franking machine.

Für das Erreichen der Zulassung von Frankiermaschinen bei Postorganisationen bzw. entsprechend beauftragten Institutionen wird für die PSDs u. a. auch eine physikalische Sicherheit einer bestimmten Stufe ( FIPS 140-2 Level 3 ) mit der Erweiterung benötigt, dass auch ein Zugriffsschutz in Form einer Tamper Detection implementiert werden muss. Tamper Detection heißt hier, dass ein Manipulieren am PSD in Fälschungsabsicht festgestellt wird, d. h. jeder Einbruchsversuch in das Gehäuse des PSDs erkannt werden muss. Als Antwort darauf, dass ein solcher Einbruchsversuch vom PSD festgestellt wurde, werden anschließend die kryptographischen Schlüssel gelöscht, um das PSD für den Angreifer unbrauchbar zu machen (Tamper Detection and Response).In order to achieve the approval of franking machines at postal organizations or appropriately commissioned institutions, among other things, a physical security of a certain level ( FIPS 140-2 Level 3 ) with the extension requires that an access protection in the form of a tamper detection must be implemented. Tamper Detection means here that a manipulation on the PSD in counterfeiting intention is determined, ie every break-in attempt into the housing of the PSD must be recognized. In response to such a break-in attempt being detected by the PSD, the cryptographic keys are subsequently deleted to render the PSD unusable to the attacker (Tamper Detection and Response).

Solche Art Zugriffschutzmechanismen wurden in den vergangenen Jahren in verschiedenen Ausführungsformen von allen Frankiermaschinenherstellern entwickelt und patentiert.Such Type of access protection mechanisms have been used in recent years various embodiments of all franking machine manufacturers developed and patented.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 201 12 350 U1 ist eine Anordnung zum Schutz eines Sicherheitsmodul bekannt, dass austauschbar am Benutzergerät angeordnet ist. Ein Prozessor ist über einen BUS mit einem integrierten Schaltkreis, mit einem Steckverbinder, mit einem Programmspeicher, mit einem Arbeitsspeicher und mit mindestens einem nicht-flüchtigen Speicher verbunden. Der integrierte Schaltkreis enthält eine Ein-/Ausgabe-Interface-Einheit zur Kommunikation mit dem Benutzergerät. Das Sicherheitsmodul hat zum Schutz eine mit einer Vergussmasse vergossene Membrane, welche die Leiterplatte mit den zu schützenden Bauelementen umschließt, wobei die Membrane in einer Ebene eine erste und zweite Leiterschleife aufweist, die unterschiedliche Potentiale führen und eng benachbart angeordnet sind. Eine Zerstörungs-Detektionseinheit ist eingangsseitig mit der ersten und zweiten Leiterschleife gekoppelt und ausgangsseitig mit einem Ausgang der Spannungsüberwachungseinheit über eine logische ODER-Schaltung verknüpft, um auf einer gemeinsamen Steuerleitung das Löschsignal für eine Lösch-Hardware bereitzustellen, wenn die Zerstörungs-Detektionseinheit aufgrund mindestens eines veränderten Potentials in einer der Leiterschleifen anspricht oder die Batteriespannung einer Langzeit-Batterie des Sicherheitsmoduls unter einen vorbestimmten Grenzwert absinkt. Die Lösch-Hardware ist vorgesehen, um sicherheitsrelevante Daten im Arbeitsspeicher zu löschen und eine Datenabfrage über den Bus zu unterbinden, wenn ein Löschsignal anliegt.From the German utility model DE 201 12 350 U1 An arrangement for protecting a security module is known, which is arranged interchangeably on the user device. A processor is connected via a bus with an integrated circuit, with a connector, with a program memory, with a main memory and with at least one non-volatile memory. The integrated circuit includes an input / output interface unit for communicating with the user equipment. The security module has for protection a molded with a potting membrane, which encloses the circuit board with the components to be protected, wherein the membrane in a plane having a first and second conductor loop, which lead different potentials and are arranged closely adjacent. A destruction detection unit is coupled on the input side to the first and second conductor loops and connected on the output side to an output of the voltage monitoring unit via a logical OR circuit to provide on a common control line the clear signal for a clearing hardware, if the destruction detection unit due to at least one changed potential in one of the conductor loops responds or the battery voltage of a long-term battery of the safety module drops below a predetermined limit. The erase hardware is provided to erase safety-related data in the main memory and to inhibit a data request via the bus when a clear signal is present.

Die sicherheitsrelevanten Baugruppen des Sicherheitsmoduls werden von einer Membrane umschlossen bestehend aus einer Bohrschutzfolie. Dabei handelt es sich um eine einlagige flexible Leiterplatte auf der Basis von Polyimid mit einem zweigeteilten Mäander aus Kupfer. Bereits der Prozess-Schritt einer Kontaktierung der Bohrschutzfolie ist fehlerintensiv. Bei der Herstellung sind zusätzliche Prozess-Schritte nötig, welche die Ausbeute verringern, wenn die Folie mit Vergussmasse umgossen wird.The safety-relevant modules of the safety module are used by a membrane enclosed consisting of a Bohrschutzfolie. This is a single-layer flexible printed circuit board the basis of polyimide with a two-part meander made of copper. Already the process step of contacting the Drilling protection film is error-intensive. In the production are additional process steps necessary, which reduce the yield when the film with Casting compound is poured around.

Reparaturen und Fehlersuche auf der Folie während der Herstellung werden die Fertigungskosten weiter erhöhen, wenn die Ausbeute nicht ausreichend hoch ist. Nachträgliche Reparaturen und Fehlersuche sind beim einem mit der Vergussmasse vergossenen Sicherheitsmodul nicht mehr möglich. Die Mängel die durch den Verguss entstehen, führen zu Ausfällen des Sicherheitsmoduls. Außerdem verhindert die Vergussmasse eine gute Wärmeableitung. Zum EMV-Schutz wurde bisher ein separates Blechteil im Benutzergerät benötigt, welches das Sicherheitsmodul nach außen abschirmt. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Bauhöhe des Sicherheitsmoduls und der verfügbaren Tiefe der Kavität im Benutzergerät zum Einbau des Sicherheitsmoduls.repairs and troubleshooting on the slide during manufacture the manufacturing costs continue to increase when the yield is not high enough. Subsequent repairs and Troubleshooting is with a security module cast with the potting compound not possible anymore. The defects caused by the potting arise, lead to failures of the security module. In addition, the potting compound prevents good heat dissipation. To the EMC protection has been a separate sheet metal part in the user device needed, which the security module to the outside shields. Another disadvantage arises from the height the safety module and the available depth of the cavity in the user device for installation of the safety module.

Die Aufgabe besteht darin, die Nachteile zu überwinden und einen zuverlässigen und zulassungsfähigen Zugriffsschutz für kryptographische Module zu entwickeln.The The task is to overcome the disadvantages and a reliable and allowable access protection to develop for cryptographic modules.

Die Aufgabe wird durch ein kryptographisches Modul mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst.The Task is by a cryptographic module with the features solved according to claim 1.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass als Zugriffschutz für eine Elektronik mehrere speziell ausgeprägte starre Leiterplatten verwendet werden. Der Zugriffschutz wird durch eine mäanderförmig geführte Leiterbahn der Leiterplatte erzielt, welche vorzugsweise eine Multilayer-Leiterplatte ist. Der Zugriffschutz besteht aus mehreren übereinander gestapelten Multilager-Leiterplatten, welche miteinander elektrisch verbunden sind, wobei die Leiterbahnen von einer Lage zur anderen wechseln. Die Minimalvariante für den Schutz beider Seiten (oben und unten) der auf einer Platine angeordneten und verschalteten Elektronik besteht aus drei speziell ausgeprägten Leiterplatten:

• Eine Leiterplatte für die Unterseite
• Eine Leiterplatte in Form eines Rahmens
• Eine Leiterplatte für die Oberseite.

The invention is based on the idea that a plurality of specially designed rigid printed circuit boards are used as access protection for an electronic system. The access protection is achieved by a meander-shaped conductor track of the printed circuit board, which is preferably a multilayer printed circuit board. The access protection consists of several stacked multilayer printed circuit boards, which are electrically connected to each other, the interconnects change from one layer to another. The minimum version for the protection of both sides (top and bottom) of the arranged and interconnected on a board electronics consists of three specially shaped circuit boards:

• A PCB for the underside
• A circuit board in the form of a frame
• A circuit board for the top.

Durch den schichtenartigen Aufbau wird eine geringe Bauhöhe realisiert. Alle genannten Leiterplatten beinhalten einen oder mehrere mehrdimensionale mäanderförmig geführte Leiterbahnen, indem lange, schmale und eng beieinanderliegende Kupferleitungen auf den Lagen der Leiterplatte geführt sind und auch von einer Lage zur anderen wechseln.By the layered structure is realized a low height. All printed circuit boards include one or more multidimensional ones meander-shaped conductor tracks, using long, narrow and closely spaced copper pipes are guided on the layers of the circuit board and also by change one location to another.

Die mäanderförmig geführten Leiterbahnen können vorzugsweise dreidimensional geführt und/oder auf den verschiedenen Lagen versetzt angeordnet werden, damit die Lücken des Mäanders einer Lage mit dem Mäander der anderen Lage abgesichert sind.The Meandering guided tracks can preferably guided in three dimensions and / or on the different Layers are arranged offset so that the gaps of the Meander of one layer with the meander of the other Location are secured.

Vorteihaft wurde ein Zugriffsschutz für kryptographische Module geschaffen, der mit einer höheren Prozesssicherheit fertigbar ist und einen gleichwertigen Schutz wie die bisher eingesetzte Folie gewährleistet.Vorteihaft an access protection for cryptographic modules was created, which is manufacturable with a higher process reliability and ensures equivalent protection as the previously used foil.

Die Leiterplatten sind mehrlagig ausgeführt, vorzugsweise mit 4 oder mehr Lagen. Eine Erhöhung der Anzahl von Lagen erhöht die physikalische Sicherheit, insbesondere wenn zusätzlich der Abstand der Lagen voneinander und somit der vertikale Abstand zwischen den mäanderförmig geführten Leiterbahnen verringert wird.The Printed circuit boards are multi-layered, preferably with 4 or more layers. An increase in the number of layers increases the physical security, especially if in addition the distance of the layers from each other and thus the vertical distance between the meandering guided Tracks is reduced.

Die Durchsteiger (Vias), die die mäanderförmig geführten Leitungsbahnen zwischen den Lagen verbinden, müssen als vergrabene Bohrungen ausgeführt und so angeordnet werden, dass sie von der Außenseite nicht erreichbar sind. Das gilt für die obere und untere Leiterplatte. Die Rahmenleiterplatte kann mit normalen Durchkontaktierungen ausgestattet werden, da diese wiederum von der oberen und unteren Leiterplatte geschützt werden. Auch die Rahmenleiterplatte enthält mäanderförmig geführte Leiterbahnen, um das Modul seitlich zu schützen. Auch hier sollte der Mäander die Lagen wechseln. Die mäanderförmig geführten Leiterbahnen werden im Volumen zwischen den Lagen geführt, vorzugsweise als 3-D Mäander. Die Dicke der Rahmenleiterplatte kann an die Bauhöhe der Bestückungsseite des zu schützenden Bereiches angepasst werden.The Durchsteiger (Vias), which meandered the guided Connecting conductor tracks between the layers must be considered executed buried holes and arranged so that they are not accessible from the outside. The applies to the upper and lower circuit board. The frame PCB can be equipped with normal vias, as these again protected by the upper and lower PCB become. The frame PCB also contains meandering Guided tracks to protect the module laterally. Again, the meander should change the layers. The meandering shape Guided traces are in volume between the layers guided, preferably as a 3-D meander. The fat the frame PCB can to the height of the component side be adapted to the protected area.

Alternativ sind mehr als eine Rahmenleiterplatte vorgesehen, um das Volumen an die Bauelementedimension anzupassen.alternative More than one frame PCB is provided to the volume to adapt to the component dimension.

Vorteilhaft sind weniger Prozess-Schritte erforderlich, da die Verguss-Masse entfällt. Durch Mehrschichtleiterplatten ergeben sich sehr geringe Bauhöhen. Sie gewährleisten eine gute Wärmeableitung. Durch die Benutzung je einer der äußeren Kupferschichten von den äußeren beiden Mehrschichtleiterplatten, kann ein EMV-Schutz gewährleistet werden, indem die Überspannungen über die Schrauben abgeleitet werden, welche die jeweils äußere Kupferschicht kontaktieren und mit welchen das PSD am Chassis des Benutzergerätes befestigt ist. Ein zusätzliches Blech kann nun entfallen, welches bisher den EMV-Schuz gewährleistete.Advantageous Less process steps are required because the potting compound eliminated. By multilayer printed circuit boards result very much low construction heights. They ensure a good one Heat dissipation. By using one of the outer Copper layers from the outer two multilayer printed circuit boards, EMC protection can be ensured by applying the overvoltages the screws are derived, which are the outer ones Contact copper layer and with which the PSD on the chassis of the User device is attached. An additional Sheet metal can now be omitted, which previously guaranteed the EMC Schuz.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich durch zusätzliche und sichere Prüfmöglichkeiten zwischen den Montageschritten.Further Advantages of the solution according to the invention result from additional and safe testing options between the assembly steps.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:advantageous Further developments of the invention are in the subclaims or will be described below together with the description the preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail. Show it:

1a, perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls von schräg oben, 1a , perspective view of a cryptographic module obliquely from above,

1b, perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls von schräg unten, 1b perspective view of a cryptographic module from diagonally below,

1c, perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls von schräg oben in Explosions-Darstellung, 1c , perspective view of a cryptographic module obliquely from above in exploded view,

1d, perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls von schräg unten in Explosions-Darstellung, 1d , perspective view of a cryptographic module obliquely from below in exploded view,

2, perspektivische Ansicht einer mittleren rahmenförmigen ausgebildeten Multilager-Leiterplatte von schräg oben, 2 , Perspective view of a middle frame-shaped multilayer printed circuit board obliquely from above,

3, perspektivische Ansicht eines Detail A der Darstellung nach 2, 3 , Perspective view of a detail A of the illustration 2 .

4, Kantenansicht des Details A der Darstellung nach 2, 4 , Edge view of detail A as shown 2 .

5, Draufsicht auf das Detail A der Darstellung nach 2, 5 , Top view of the detail A of the illustration 2 .

6, perspektivische Ansicht einer oberen Multilager-Leiterplatte von schräg oben, 6 , perspective view of an upper multilayer printed circuit board obliquely from above,

7, perspektivische Darstellung einer Leiterbahnführung im Bereich D der oberen Multilager-Leiterplatte von schräg oben, 7 , Perspective view of a conductor track guide in the area D of the upper multilayer printed circuit board obliquely from above,

8, perspektivische Darstellung von Leitungselementen eines Ausschnitts der Leiterbahnführung im Bereich D, 8th , Perspective view of line elements of a section of the conductor track guide in the area D,

9, Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer zweiten Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D, 9 , Top view of a first variant of a conductor track guide on a second layer of the upper multi-layer printed circuit board in the area D,

10, Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung in einem Ausschnitt auf der zweiten Schicht der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D, 10 , Top view of a second variant of a conductor track guide in a cutout on the second layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D,

11, Draufsicht auf eine Leiterbahnführung auf einer dritten Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D, 11 , Top view of a conductor track guide on a third layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D,

12, Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer vierten Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D, 12 , Top view of a first variant of a conductor track guide on a fourth layer of the upper multi-layer printed circuit board in the area D,

13, Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung in einem Ausschnitt auf der vierten Schicht der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D, 13 , Top view of a second variant of a conductor track guide in a section on the fourth layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D,

14, Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer fünften Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D, 14 , Top view of a first variant of a conductor track guide on a fifth layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D,

15, Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung auf der fünften Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D, 15 , Top view of a second variant of a conductor track guide on the fifth layer of the upper multi-layer printed circuit board in the area D,

16, Draufsicht auf eine Kontaktfelderanordnung unter der fünften Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D. 16 , Top view of a contact field arrangement under the fifth layer of the upper multi-layer printed circuit board in the area D.

In der 1a wird eine perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls 1 von schräg oben dargestellt. Zwischen einer oberen Leiterplatte 2 und einer Hauptleiterplatte 4 ist eine mittlere Leiterplatte 3 angeordnet. Die Hauptleiterplatte 4 wird von unten durch eine weitere (nicht sichtbare) untere Leiterplatte geschützt. Alle Leiterplatten sind als Multilayer-Leiterplatte ausgebildet, vorzugsweise rechteckig geformt und übereinander gestapelt. Die Hauptleiterplatte 4 ragt aus dem Leiterplatten-Stapel an zwei gegenüberliegenden Seiten weiter hervor, als an den an den übrigen zwei gegenüberliegenden Seiten.In the 1a is a perspective view of a cryptographic module 1 shown diagonally from above. Between an upper circuit board 2 and a main circuit board 4 is a middle circuit board 3 arranged. The main circuit board 4 is protected from below by another (invisible) lower printed circuit board. All printed circuit boards are formed as a multilayer printed circuit board, preferably rectangular in shape and stacked one above the other. The main circuit board 4 sticks out of the PCB stack on two opposite sides than on the other two opposite sides.

Alternativ können alle Leiterplatten mit ihren Kanten an den übrigen zwei gegenüberliegenden Seiten auch bündig abschließen.alternative can all the circuit boards with their edges on the rest also finish flush with two opposite sides.

Eine Li-Batterie 6 ist in einer Halterung 7 angebracht und auf einer Leiterplatte 4 an der einen Seite der übrigen zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Diese Seite wird nachfolgend auch als Batterieseite des Moduls 1 bezeichnet. Die Halterung 7 ist beispielsweise auf der Hauptleiterplatte 4 verlötet und die Batterie 6 ist in die Halterung integriert.A Li-battery 6 is in a holder 7 attached and on a circuit board 4 arranged on one side of the remaining two opposite sides. This page is also referred to below as the battery side of the module 1 designated. The holder 7 is for example on the main circuit board 4 soldered and the battery 6 is integrated in the holder.

Alternativ kann die Li-Batterie 6 in eine Halterung 7 hineinsteckbar und auswechselbar ausgeführt werden.Alternatively, the Li-battery 6 in a holder 7 be inserted and exchangeable executed.

An der anderen Seite der übrigen zwei gegenüberliegenden Seiten ist ein Steckverbinder 8 auf der Hauptleiterplatte 4 angeordnet. Diese Seite wird nachfolgend auch als Steckseite des Moduls 1 bezeichnet. An der Steckseite sind zwei Löcher 4.1, 4.2 und an der Batterieseite ist ein Loch 4.3 zur lösbaren Befestigung der Hauptleiterplatte 4 beispielsweise an einem Chassis vorgesehen. Die Löcher sind für eine Dreipunktbefestigung in einem möglichst großem Abstand voneinander an 3 von 4 Ecken der Hauptleiterplatte 4 angeordnet. An der Stelle der übrigen vierten Ecke der Hauptleiterplatte 4 ist eine konkave Bucht an der Hauptleiterplatte 4 angeordnet, welche die Batterieseite des Moduls 1 kennzeichnet.On the other side of the other two opposite sides is a connector 8th on the main circuit board 4 arranged. This page is also referred to below as the plug-in side of the module 1 designated. On the plug side are two holes 4.1 . 4.2 and there is a hole on the battery side 4.3 for releasably securing the main circuit board 4 for example, provided on a chassis. The holes are for a three-point attachment in the largest possible Ab stood against each other 3 of 4 corners of the main circuit board 4 arranged. In the place of the remaining fourth corner of the main circuit board 4 is a concave bay on the main circuit board 4 arranged, which is the battery side of the module 1 features.

Die in 1b dargestellte perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls von schräg unten zeigt die übereinander gestapelten Leiterplatten 2, 3, 4 und 5, die Löcher 4.1, 4.2 und 4.3 für die Dreipunktbefestigung, eine Anzahl von drei Anschlüssen 7.1, 7.2 und 7.3 der Batterie-Halterung und den Steckverbinder 8.In the 1b shown perspective view of a cryptographic module obliquely from below shows the stacked circuit boards 2 . 3 . 4 and 5 , the holes 4.1 . 4.2 and 4.3 for three-point mounting, a number of three connections 7.1 . 7.2 and 7.3 the battery holder and the connector 8th ,

Die 1c zeigt eine perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls mit den vier Leiterplatten 2, 3, 4 und 5 von schräg oben in Explosions-Darstellung.The 1c shows a perspective view of a cryptographic module with the four circuit boards 2 . 3 . 4 and 5 diagonally up in exploded view.

Die obere Leiterplatte 2 ist an der Peripherie der Innenseite mit einer Anzahl an Kontaktierfeldern – nicht sichtbar – ausgestattet. An der die Aussenseite des Moduls bildenden Oberseite trägt die Leiterplatte 2 keine Kontaktierfelder, sondern eine Kupferschicht 2.1, die mit mindestens einem der Kontaktierfelder der Innenseite mittels einer Durchkontaktierung – nicht sichtbar – elektrisch verbunden ist.The upper circuit board 2 is equipped on the periphery of the inside with a number of Kontaktierfeldern - not visible - equipped. On the outside of the module forming top carries the circuit board 2 no contact pads, but a copper layer 2.1 , which is electrically connected to at least one of the Kontaktierfelder the inside by means of a via - not visible.

Die mittlere Leiterplatte 3 ist als Rahmen um ein Fenster 3.0 ausgebildet und trägt eine Anzahl an Kontaktierfeldern 3.A1, 3.A2, ..., 3.An-1, 3.An an der Peripherie ihrer Oberseite und weitere Kontaktierfelder – nicht sichtbar – an der Peripherie ihrer Innenseite. Solche Kontaktierfelder werden als Kupferpads ausgebildet.The middle circuit board 3 is as a frame around a window 3.0 trained and carries a number of Kontaktierfeldern 3.A1 . 3.A2 , ..., 3.An-1 . 3.An on the periphery of its upper side and other Kontaktierfelder - not visible - on the periphery of its inside. Such Kontaktierfelder be formed as copper pads.

Auch die Hauptleiterplatte 4 ist an ihrer Peripherie oben mit einer Anzahl an Kontaktierfeldern 4.A1, 4.A2, ..., 4.An-1, 4.An und ebenfalls unten mit einer Anzahl an Kontaktierfeldern – nicht sichtbar – ausgestattet.Also the main circuit board 4 is at its periphery at the top with a number of contact pads 4.A1 . 4.A2 , ..., 4.An-1 . 4.An and also equipped with a number of contact pads at the bottom - not visible.

Eine Anzahl an Kontaktierfeldern 5.01, 5.02, ..., 5.0n-1, 5.0n (Kupferpads) befinden sich auch an der Peripherie der Innenseite der unteren Leiterplatte 5. An der die Außenseite des Moduls bildenden Unterseite trägt die Leiterplatte 5 keine Kontaktierfelder, sondern eine Kupferschicht 5.1, die – nicht sichtbar – mit mindestens einem der Kontaktierfelder der Innenseite mittels einer Durchkontaktierung – nicht sichtbar – elektrisch verbunden ist.A number of contacting fields 5:01 . 5:02 , ..., 5.0n-1 . 5.0n (Copper pads) are also located on the periphery of the inside of the lower circuit board 5 , At the outside of the module forming underside carries the circuit board 5 no contact pads, but a copper layer 5.1 which is - not visible - electrically connected to at least one of the Kontaktierfelder the inside by means of a via - not visible.

Die mäanderförmig – nicht sichtbar – geführten Leiterbahnen enden bei der oberen und unteren Leiterplatte auf einer Seite, bei der Rahmenleiterplatte auf beiden Seiten jeweils an geeignet angeordneten Kupferpads, so dass durch ein Übereinanderlegen und leitfähiges Kleben der insgesamt vier Leiterplatten die Mäander der drei Schutzleiterplatten untereinander und mit dem Schutzbereich (Sensorik) verbunden sind. Es ist vorgesehen, dass die Kontaktierfelder der übereinander gestapelten starren Leiterplatten miteinander durch einen leitfähigen Kleber elektrisch verbundenen sind.The meandering - not visible - guided Conductor ends at the upper and lower circuit board on one Side, suitable for the frame PCB on both sides arranged copper pads, so that by superimposing and conductive bonding of the four circuit boards the meanders of the three protective circuit boards with each other and connected to the protection area (sensors). It is intended that the contact pads of the stacked rigid circuit boards together by a conductive Adhesive are electrically connected.

Dabei sollte diese Verbindung verteilt an möglichst vielen Punkten erfolgen, um einen seitlichen Angriff auf die Verbindung der Leiterplatten zu erkennen.there This connection should be distributed on as many points as possible done to make a lateral attack on the connection of the circuit boards to recognize.

Die Auswertung der Mäandersignale erfolgt auf Unterbrechung jedes einzelnen unabhängigen Mäanders, auf Kurzschluss zwischen den verschiedenen Mäandern und auf Kurzschluss gegen Masse (Abschirmung).The Evaluation of the meander signals is interrupted every single independent meander, on short circuit between the different meanders and on short circuit against ground (shielding).

Die Hauptleiterplatte 4 ist neben den bereits genannten und an der Peripherie nach oben angeordneten Kontaktierfeldern 4.A1, 4.A2, ..., 4.An-1, 4.An sowie den Mitteln 6, 7 und 8 auch mit – im Inneren des Rahmens gelegenen – Bauelementen 10 bis 17 bestückt, wobei letztere u. a. die Auswertung der Mäandersignale durchzuführen gestatten.The main circuit board 4 is in addition to the already mentioned and arranged at the periphery up Kontaktierfeldern 4.A1 . 4.A2 , ..., 4.An-1 . 4.An as well as the means 6 . 7 and 8th even with components located inside the frame 10 to 17 equipped, the latter allow, inter alia, to carry out the evaluation of the meander signals.

Das kryptographische Modul für ein Benutzergerät basiert auf einer Elektronik, welche vorzugsweise überwiegend in einem integrierten Schaltkreis integriert ist. Auch können mehrere integrierte Schaltkreise zusammen mit beispielsweise einem sogenannten microPSD eingesetzt werden. Die Elektronik mit dem microPSD ist auf einer einseitig bestückten Leiterplatte untergebracht. Auf der Unterseite befindet sich für die Fertigungstests eine Vielzahl von Testpunkten. Der zu schützende Bereich der Leiterplatte ist vollständig mit SMD-Bauteilen bestückt und hat deshalb eine sehr geringe Bauhöhe. Mindestens ist eine mittlere Leiterplatte 3 als Rahmen ausgebildet, der die Schutzzone umgibt. Außerhalb der Schutzzone sind LEDs, der Steckverbinder 8 und eine Batteriehalterung 7 mit Langzeit-Batterie 6 u. a. zur Speisung von batteriegestützten Speicherbausteinen angeordnet.The cryptographic module for a user device is based on electronics, which is preferably integrated predominantly in an integrated circuit. Also, several integrated circuits can be used together with, for example, a so-called microPSD. The electronics with the microPSD are housed on a single-sided printed circuit board. On the bottom there are a lot of test points for the production tests. The protected area of the circuit board is completely equipped with SMD components and therefore has a very low overall height. At least is a middle circuit board 3 formed as a frame surrounding the protection zone. Outside the protection zone are LEDs, the connector 8th and a battery holder 7 with long-term battery 6 Inter alia arranged to power battery-backed memory modules.

Alternativ können mehr als die gezeigten Leiterplatten 2, 3, 4 und 5 stapelförmig angeordnet sein. So kann eine – nicht gezeigte – zweite rahmenförmig ausgebildete Leiterplatte unter der (mittleren) ersten rahmenförmig ausgebildeten Leiterplatte angeordnet sein, was das verfügbare Volumen für die Aufnahme von Bauelementen in der Schutzzone vergrößert, falls das erforderlich werden würde.Alternatively, more than the printed circuit boards shown 2 . 3 . 4 and 5 be stacked arranged. Thus, a second frame-shaped printed circuit board (not shown) may be arranged under the (middle) first frame-shaped printed circuit board, which increases the available volume for accommodating components in the protection zone, if that would be required.

Die vorgestellte Lösung eignet sich sowohl für einseitig als auch für zweiseitig bestückte gedruckte Leiterplatten. Eine rahmenförmig ausgebildete Leiterplatte kann bei Bedarf oberhalb und unterhalb der Hauptleiterplatte angeordnet werden.The presented solution is suitable for one-sided as well as for double-sided printed circuit boards. A frame-shaped printed circuit board can if required can be arranged above and below the main circuit board.

Die 1d zeigt eine perspektivische Ansicht eines kryptographischen Moduls mit den vier Leiterplatten 2, 3, 4 und 5 von schräg unten in Explosions-Darstellung. An der die Außenseite des Moduls bildenden Oberseite trägt die Leiterplatte 2 keine Kontaktierfelder, sondern eine Kupferschicht 2.1. Außerdem wird sichtbar, dass auch die obere Leiterplatte 2 an der Peripherie ihrer Innenseite mit einer Anzahl an Kontaktierfeldern 2.01, 2.02, ..., 2.n-1, 2.n ausgestattet ist und das die Hauptleiterplatte 4 und die rahmenförmig ausgebildete Leiterplatte 3 je beidseitig, d. h. an der Ober- und Unterseite, mit je einer Anzahl an Kontaktierfeldern ausgestattet sind. Die Hauptleiterplatte 4 trägt eine Anzahl an Kontaktierfeldern 4.B1, 4.B2, ..., 4.Bn-1, 4.Bn bzw. die rahmenförmig ausgebildete Leiterplatte 3 trägt eine Anzahl an Kontaktierfeldern 3.B1, 3.B2, ..., 3.Bn-1, 3.Bn, wobei die Unterseite in der gezeigten Explosions-Darstellung nach oben gerichtet ist. An der die Außenseite des Moduls bildenden Unterseite, die hier ebenfalls nach oben gerichtet ist, trägt die Leiterplatte 5 keine Kontaktierfelder, sondern eine Kupferschicht 5.1.The 1d shows a perspective view of a cryptographic module with the four PCBs 2 . 3 . 4 and 5 obliquely from below in exploded view. On the outside of the module forming the upper side carries the circuit board 2 no contact pads, but a copper layer 2.1 , It also shows that the upper circuit board 2 at the periphery of its inner side with a number of Kontaktierfeldern 2:01 . 2:02 , ..., 2.n-1 . 2.n is equipped and that the main circuit board 4 and the frame-shaped printed circuit board 3 each on both sides, ie at the top and bottom, are each equipped with a number of Kontaktierfeldern. The main circuit board 4 carries a number of Kontaktierfeldern 4.B1 . 4.B2 , ..., 4.Bn-1 . 4.Bn or the frame-shaped printed circuit board 3 carries a number of Kontaktierfeldern 3.B1 . 3.B2 , ..., 3.Bn-1 . 3.Bn , wherein the bottom is directed upward in the exploded view shown. At the outside of the module forming underside, which is also directed upward, carries the circuit board 5 no contact pads, but a copper layer 5.1 ,

Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer mittleren rahmenförmig ausgebildeten Multilager-Leiterplatte 3 von schräg oben. Die Kontaktierfelder (Pads) sind auf der Oberseite und – nicht sichtbar – auf der Unterseite des Rahmens nebeneinander angeordnet. In einem Ausschnitt sind Details A sichtbar. Für eine Blickrichtung von vorn bzw. von oben wird auf eine Ansicht B bzw. C verwiesen. Die Details A sowie die Ansichten B und C werden nachfolgend anhand der 3, 4 und 5 erläutert.The 2 shows a perspective view of a middle frame-shaped multilayer printed circuit board 3 from diagonally above. The pads (pads) are on the top and - not visible - on the bottom of the frame next to each other. In a detail Details A are visible. For a viewing direction from the front or from above, reference is made to a view B or C. The details A and the views B and C are described below with reference to 3 . 4 and 5 explained.

Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Detail A der Darstellung nach 2. In der Vergrößerung erkennt man gut die Leiterbahnenführung im Volumen und die aus einer obersten Kupferschicht (erste Cu-Lage) herausgearbeiteten Kontaktfelder 3.A28, 3.A29 und 3.A30 einer ersten Isolationsschicht der Mehrschichtleiterplatte sowie die aus einer untersten Kupferschicht (sechste Cu-Lage) herausgearbeiteten Kontaktfelder 3.B28 und 3.B29 einer letzten Schicht der Mehrschichtleiterplatte. Die fünf Isolationsschichten wurden zur Verdeutlichung der Leiterbahnenführung teilweise weggelassen.The 3 shows a perspective view of a detail A of the illustration 2 , In the enlargement you can see well the conductor track in the volume and the out of a top copper layer (first Cu layer) worked out contact fields 3.A28 . 3.A29 and 3.A30 a first insulation layer of the multi-layer printed circuit board and the contact fields worked out of a lowermost copper layer (sixth Cu layer) 3.B28 and 3.B29 a last layer of the multilayer printed circuit board. The five insulating layers have been partially omitted to illustrate the conductor track guide.

Die 4 zeigt eine Kantenansicht des Details A der Darstellung nach 2. Die mittleren rahmenförmig ausgebildeten Multilager-Leiterplatte 3 verdeutlich in der in Kantenansicht B deren Mehrschichtaufbau, wobei jede Schicht S1, S2, S3, S4 und S5 – in an sich bekannter Weise – aus einer Isolationsschicht besteht, welche in Sandwich-Bauweise mit mindestens einer Kupferschicht – nicht gezeigt – versehen ist, aus der die benötigten Leiterbahnen herausgearbeitet worden sind. In die Multilayer-Leiterplatte sind Löcher H1, H2, ... H5, ... eingearbeitet (gebohrt), die in eine unterschiedliche Tiefe reichen und Innerhalb der Bohrung mit Kupfer plattiert sind, um Cu-Leiterbahnen der unterschiedlichen Cu-Lagen miteinander zu kontaktieren. Eine Durchkontaktierung des Loches H1 verbindet die oberste Cu-Leiterbahn der ersten Cu-Lage der ersten Schicht S1 mit der unteren Cu-Leiterbahn der ersten Schicht S1. Eine Durchkontaktierung des Loches H5 verbindet ein Kontaktfeld der ersten Cu-Lage der ersten Schicht S1 mit einem Kontaktfeld der letzten Cu-Lage der fünften Schicht S5. Außerdem sind weitere Arten der Kontaktierung von Cu-Leiterbahnen innerhalb der Multilager-Leiterplatte 3 dargestellt worden, die unter dem Begriff ”vergrabene Bohrungen” bzw. ”Durchsteiger”, ”(Vias)” dem Fachmann bekannt sind. Der Durchsteiger des Loches H2 zeigt eine solche vergrabene Bohrung. Bereits die Dichte der einzelnen Lagen an Leiterbahnen in verschiedenen Ebenen verhindert ein Durchdringen des Rahmens mittels eines Werkzeugs ausgehend von der Kante.The 4 shows an edge view of detail A of the illustration 2 , The middle frame-shaped multilayer printed circuit board 3 clarified in the edge view B whose multi-layer structure, each layer S1, S2, S3, S4 and S5 - in a conventional manner - consists of an insulating layer, which in sandwich construction with at least one copper layer - not shown - provided the required conductor tracks have been worked out. Holes H1, H2, ... H5, ... are machined into the multilayer board and drilled to a different depth and plated with copper within the hole to match Cu traces of the different Cu layers to contact. A through-hole of the hole H1 connects the uppermost Cu conductor of the first Cu layer of the first layer S1 with the lower Cu conductor of the first layer S1. A through-hole of the hole H5 connects a contact field of the first Cu layer of the first layer S1 with a contact field of the last Cu layer of the fifth layer S5. In addition, other types of contacting Cu interconnects within the multilayer circuit board 3 represented by the term "buried bores" or "penetrators", "(vias)" are known in the art. The penetrator of the hole H2 shows such a buried hole. Already the density of the individual layers of printed conductors in different levels prevents penetration of the frame by means of a tool starting from the edge.

Die 5 zeigt eine Draufsicht auf das Details A der Darstellung nach 2. Diese Ansicht C verdeutlicht nochmals die Unmöglichkeit eines Durchdringens des Dickichts an Leiterbahnen mittels eines Werkzeuges zwecks Manipulation in Fälschungsabsicht. Zur besseren Verdeutlichung der Leiterbahnführung wurden die Isolationsschichten wieder teilweise weggelassen.The 5 shows a plan view of the detail A of the illustration 2 , This view C illustrates again the impossibility of penetrating the thicket of tracks by means of a tool for the purpose of manipulation in falsification. For better clarification of the conductor track guidance, the insulation layers were partially omitted again.

Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer oberen Multilayer-Leiterplatte 2 von schräg oben. Die jeweils außen liegende Leiterplattenseite kann zu Abschirmungszwecken (EMV-Schutz) als durchgehende Masselage ausgeführt werden. In einem Ausschnitt D sind Details einer Leiterbahnführung sichtbar, wobei die Isolationsschichten weggelassen wurden.The 6 shows a perspective view of an upper multilayer printed circuit board 2 from diagonally above. The outer PCB side can be designed for shielding purposes (EMC protection) as a continuous ground position. In a detail D, details of a conductor track guide are visible, the insulation layers being omitted.

Die 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Leiterbahnführung im Bereich D der oberen Multilager-Leiterplatte von schräg oben. In der Vergrößerung wird ein sich wiederholendes Muster der Leiterbahnführung sichtbar. Zur besseren Verdeutlichung der Leiterbahnführung im Bereich D wurden die Isolationsschichten ebenfalls weggelassen. Aber auch ein anderes Muster kann geeignet sein. In den einzelnen Lagen der Leiterbahnführung können gleichartige oder unterschiedliche Muster realisiert werden, wie anhand der nachfolgenden Figuren verdeutlicht wird.The 7 shows a perspective view of a conductor track in the region D of the upper multilayer printed circuit board from above obliquely. The magnification reveals a repeating pattern of trace routing. For better clarification of the conductor track guidance in area D, the insulation layers have also been omitted. But another pattern may be suitable. Identical or different patterns can be realized in the individual layers of the conductor track guidance, as illustrated by the following figures.

Die 8 zeigt eine perspektivische Darstellung von Leitungselementen eines Ausschnitts der Leiterbahnführung im Bereich D vergrößert und ohne die Isolationsschichten. In den Punkten a, b, c, d, e, f, g und h verbinden Durchsteiger die Leitungselemente der Schichten.The 8th shows a perspective view of line elements of a section of the conductor track guide in the area D enlarged and without the insulation layers. In the points a, b, c, d, e, f, g and h interconnect connect the line elements of the layers.

Die 9 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer zweiten Schicht S2 der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D. Im gezeigten Ausschnitt ist die obere erste Schicht S1 ausgeschnitten. Je eine Leiterbahn verbindet die Punkte a und b sowie c und d, wobei immer die kürzeste Verbindung realisiert wird.The 9 shows a plan view of a first variant of a conductor track guide on a second layer S2 of the upper multilayer printed circuit board in the area D. In the section shown is the upper first Cut out layer S1. One interconnect connects the points a and b as well as c and d, whereby always the shortest connection is realized.

Die 10 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung auf der zweiten Schicht S2 der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D. Je eine Leiterbahn verbindet die Punkte a und b sowie c und d, wobei jede Verbindung immer über Umwege realisiert wird. Vorzugsweise ist die Leiterbahnführung induktionsarm ausgeführt.The 10 shows a plan view of a second variant of a conductor track on the second layer S2 of the upper multi-layer printed circuit board in the area D. Each interconnect connects the points a and b and c and d, each connection is always realized via detours. Preferably, the conductor track guide is designed induction poor.

Die 11 zeigt eine Draufsicht auf eine Leiterbahnführung auf einer dritten Schicht S3 der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D. Im gezeigten Ausschnitt sind die oberen zwei Schichten ausgeschnitten. Je eine mäanderartig geführte Leiterbahn verbindet jeweils zwei Punkte der dritten Schicht S3, beispielsweise b und e, f und h oder d und g. Mit dem Leiterbahnabschnitt am Punkt b ist beispielsweise einer von jeweils zwei Leiterbahnabschnitten an den Punkten b und e via Durchsteiger mit dem Leiterbahnabschnitt am vorgenannten Punkt b der zweiten Schicht verbunden. Der jeweils andere, im genannten Beispiel der Leiterbahnabschnitt am Punkt e, von jeweils zwei Leiterbahnabschnitten an den Punkten b und e ist via Durchsteiger mit dem jeweils gleichnamigen der vorgenannten Punkte der vierten Schicht verbunden, was aus 8 hervorgeht. Ein Durchsteiger des Leiterbahnabschnitts am Punkt a realisiert eine Verbindung mit dem zugehörigen Kontaktfeld (16) auf der Unterseite der oberen Multilager-Leiterplatte 2.The 11 shows a plan view of a conductor track on a third layer S3 of the upper multi-layer printed circuit board in the area D. In the shown section, the upper two layers are cut out. Depending on a meandering guided track connects two points of the third layer S3, for example, b and e, f and h or d and g. By way of example, one of each of two conductor track sections at the points b and e is connected to the conductor track section at the point b via the through-runner section at the aforementioned point b of the second layer. The other, in the example mentioned, the conductor track section at the point e, of two conductor track sections at the points b and e is connected via via with each of the same named the aforementioned points of the fourth layer, which 8th evident. A penetrator of the conductor track section at the point a realizes a connection with the associated contact field ( 16 ) on the underside of the upper multilayer PCB 2 ,

Die 12 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer vierten Schicht S4 der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D. Im gezeigten Ausschnitt sind die oberen drei Schichten ausgeschnitten. Je eine Leiterbahn verbindet die Punkte e und f sowie g und h, wobei immer die kürzeste Verbindung realisiert wird. Im Punkt a wird eine Durchkontaktierung durch die Schichten vorgenommen Die 13 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung auf der vierten Schicht der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D. Je eine Leiterbahn verbindet die Punkte e und f sowie g und h, wobei jede Verbindung immer über Umwege realisiert und möglichst induktionsarm ausgeführt wird.The 12 shows a plan view of a first variant of a conductor track guide on a fourth layer S4 of the upper multilayer printed circuit board in the area D. In the shown section, the upper three layers are cut out. One interconnect connects the points e and f as well as g and h, whereby always the shortest connection is realized. At point a, a through-hole is made through the layers 13 shows a plan view of a second variant of a conductor track on the fourth layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D. Depending on a conductor connects the points e and f and g and h, each connection is always realized by detours and executed as low induction.

Die 14 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Variante einer Leiterbahnführung auf einer fünften Schicht der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D. Im gezeigten Ausschnitt sind die oberen vier Schichten ausgeschnitten. Eine Leiterbahn verbindet die Punkte i und j. Die Leiterbahn führt seitlich an der im Punkt a angeordneten Druchkontaktierungsstelle vorbei.The 14 shows a plan view of a first variant of a conductor track guide on a fifth layer of the upper multilayer printed circuit board in the region D. In the shown section, the upper four layers are cut out. A trace connects points i and j. The conductor leads past the side of the arranged at the point a Druchkontaktierungsstelle.

Die (15 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer Leiterbahnführung auf der fünften Schicht der oberen Multilayer-Leiterplatte im Bereich D. Eine Leiterbahn verbindet die Punkte i und j, wobei die Verbindung über Umwege realisiert und möglichst induktionsarm ausgeführt wird.The ( 15 shows a plan view of a second variant of a conductor track guide on the fifth layer of the upper multilayer printed circuit board in the area D. A conductor connects the points i and j, wherein the connection is realized by detours and executed as low induction.

Die 16 zeigt eine Draufsicht auf eine Kontaktfelderanordnung unter der fünften Schicht der oberen Multilager-Leiterplatte im Bereich D. Im gezeigten Ausschnitt sind die oberen fünf Schichten ausgeschnitten. Ein Kontaktfeld wird im Punkt a mittels Durchkontaktierung kontaktiert.The 16 shows a plan view of a contact pad arrangement under the fifth layer of the upper multi-layer printed circuit board in the area D. In the shown section, the upper five layers are cut out. A contact field is contacted at point a by means of through-connection.

Die vorgestellte Lösung bezieht sich im Ausführungsbeispiel zwar auf ein kryptographisches Modul, insbesondere auf ein postalisches Sicherheits-Gerät (PSD), jedoch ist die Anwendung der Erfindung nicht auf ein PSD beschränkt, sondern ist für allgemeine kryptografische Module geeignet.The presented solution refers in the embodiment although on a cryptographic module, in particular on a postal Security device (PSD), however, is the application of the invention not limited to a PSD, but is for general suitable cryptographic modules.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsformen mit spezieller Anordnung gestapelter Mehrschichtleiterplatten des kryptographischen Moduls gemäß des Patentanspruchs beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche denkbar, die eingesetzt werden und die vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehend von den anliegenden Ansprüchen umfasst werden.The The invention is not limited to the present embodiments with special arrangement of stacked multilayer printed circuit boards of cryptographic module according to the patent claim limited. Rather, other embodiments are in the Scope of claims conceivable that are used and that of the same basic idea of the invention, starting from the adjacent Claims are included.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10222669 B4 [0002]
- EP 417447 B1 [0003]
- EP 1674962 A1 [0004]
- DE 202006008952 U1 [0006]
- DE 20112350 U1 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- FIPS 140-2 Level 3 [0007]

Claims

Cryptographic module with access protection for one Electronics through a meander-shaped track, with long, narrow and closely spaced copper wires guided on at least one of the layers of a circuit board are characterized in that the circuit board is a rigid circuit board is and the access protection of several stacked consists rigid printed circuit boards, which are electrically connected to each other are, wherein the conductor tracks of the rigid circuit boards of a Change situation to another.

Cryptographic module, according to claim 1, characterized in that the rigid printed circuit board is a multilayer printed circuit board is and that the meandering led Conductor preferably three-dimensional guided and / or arranged on the different layers, so that the gaps the meander of one layer with the meander of the other layer are hedged.

Cryptographic module according to claims 1 to 2, characterized in that at least one middle printed circuit board ( 3 ) is formed as a frame around a protection zone and a number of Kontaktierfeldern ( 3.A1 . 3.A2 , ..., 3.An-1 . 3.An ) at the periphery of its top and a number of Kontaktierfeldern ( 3.B1 . 3.B2 , ..., 3.Bn-1 . 3.Bn ) at the periphery of its underside.

Cryptographic module according to the claims 1 to 3, characterized in that the Kontaktierfelder the one above the other stacked rigid printed circuit boards together by a conductive Adhesive are electrically connected.

Cryptographic module according to the claims 1 to 3 or 4, characterized in that a plurality of conductor tracks Meandering through and / or on the different Layers of the circuit board to be guided.

Cryptographic module according to the claims 1 to 5, characterized in that a second frame-shaped formed circuit board under the middle first frame-shaped trained circuit board is arranged, what the available Volume for housing components in the protection zone increased.

Cryptographic module according to the claims 1 to 5, characterized in that a frame-shaped trained printed circuit board above and below the main circuit board is arranged.

Cryptographic module according to the claims 1 to 6 or 7, characterized in that the cryptographic Module is a postal security module.