DE102012206726A1

DE102012206726A1 - Method for determining the originality of a component

Info

Publication number: DE102012206726A1
Application number: DE201210206726
Authority: DE
Inventors: Marcel Schumm; Jamshid Shokrollahi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-24
Also published as: WO2013160032A1

Abstract

Um die Originalität eines Bauteils (1) zu bestimmen, wobei mindestens eine individuelle Eigenschaft des Bauteils (1) für das Erkennen der Originalität herangezogen wird, ohne dass ein exklusiver Zugriff auf geheime Daten notwendig ist, wird vorgeschlagen, dass eine dem Bauteil (1) zugeordnete Signatur (6) mit einem öffentlichen Schlüssel verifiziert wird. In Abhängigkeit von mindestens einer bauteilspezifischen Eigenschaft des Bauteils (1) wird eine aktuelle Kennung, also beispielsweise ein PUF-Wert, erzeugt. Falls die aktuell erzeugte Kennung der verifizierten Signatur (6) entspricht, wird auf die Originalität des Bauteils (1) geschlossen. Die Signatur (6) entspricht hierbei einem Codewort, das mit einem privaten Schlüssel, beispielsweise einem privaten Schlüssel des Herstellers des Bauteils (1), verschlüsselt ist.In order to determine the originality of a component (1), wherein at least one individual property of the component (1) is used for the recognition of originality, without the need for exclusive access to secret data, it is proposed that a component (1) associated signature (6) is verified with a public key. Depending on at least one component-specific property of the component (1), a current identifier, that is, for example, a PUF value, is generated. If the currently generated identifier corresponds to the verified signature (6), the originality of the component (1) is deduced. The signature (6) corresponds to a codeword which is encrypted with a private key, for example a private key of the manufacturer of the component (1).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der Originalität eines Bauteils, insbesondere eines elektronischen Bauteils. The invention relates to a method for determining the originality of a component, in particular an electronic component.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schutz eines Bauteils vor Fälschung. The invention further relates to a method for protecting a component against counterfeiting.

Die Hersteller von Maschinenbauteilen und elektronischen Bauteilen sind zunehmend mit dem Problem konfrontiert, dass Plagiate dieser Bauteile unautorisiert hergestellt und vertrieben werden. Neben direkt messbaren Umsatzeinbußen schädigen Plagiate, die meistens qualitativ minderwertige Fälschungen der Originalbauteile darstellen, die Marktposition beziehungsweise das Marken-Image eines Unternehmens. Derartige Fälschungen verringern zudem die Zuverlässigkeit von Maschinen oder Anlagen, in denen sie verwendet werden, da nicht gewährleistet ist, dass die Plagiate den technischen Vorgaben der Originale entsprechen. Dies kann gesundheitliche und sogar lebensgefährliche Folgen haben, wenn gefälschte Bauteile beispielsweise im Gesundheits-, Automobil- oder Flugzeugsektor eingesetzt werden.The manufacturers of machine components and electronic components are increasingly confronted with the problem that plagiarism of these components are manufactured and distributed unauthorized. In addition to directly measurable sales losses, counterfeits, which usually represent inferior quality counterfeits of the original components, damage the market position or brand image of a company. Such counterfeiting also reduces the reliability of any machinery or equipment in which it is used because there is no assurance that the plagiarism will conform to the technical specifications of the originals. This can have health or even life-threatening consequences if counterfeit components are used, for example, in the health, automotive or aircraft sector.

Zur Sicherung von Bauteilen gegen Fälschungen ist es bekannt, kryptografische Verfahren anzuwenden und geheime Schlüssel in elektronischer Form auf dem Bauteil selbst abzulegen, beispielsweise in einem geeigneten Speicherbereich eines elektronischen Bauteils oder mittels einer gesonderten, elektronischen Speicheranordnung. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass, wenn dieser Schlüssel von einem Dritten einmal erfolgreich ausgespäht worden ist, dieser elektronische Schlüssel auch auf den Plagiaten eingesetzt werden kann. Ob es sich bei einem vorliegenden Bauteil um ein Original oder ein Plagiates handelt, ist mittels derartiger kryptografischer Verfahren nicht feststellbar.To secure components against counterfeiting, it is known to use cryptographic methods and store secret keys in electronic form on the component itself, for example in a suitable memory area of an electronic component or by means of a separate, electronic memory arrangement. The disadvantage here, however, that if this key has been spied by a third party once successfully, this electronic key can also be used on the plagiarism. Whether a present component is an original or a plagiarist can not be determined by means of such cryptographic methods.

Eine erhöhte Sicherheit beim Erkennen, ob das Bauteil ein Original oder ein Plagiat ist und damit ein verbesserter Kopierschutz wird durch ein bekanntes System erreicht, bei dem der Sicherheitscode nicht auf dem Bauteil selbst gespeichert werden muss. Vielmehr wird dieser Sicherheitscode jedes Mal, wenn er gebraucht wird, mithilfe eines auf dem Bauteil integrierten Moduls neu generiert. Dieser Sicherheitscode ist charakteristisch für dieses spezielle Bauteil. Für die Berechnung des bauteilspezifischen Sicherheitscodes wird die Tatsache genutzt, dass Bauteile physikalisch niemals vollständig identisch sind. Beispielsweise kommt es im Herstellungsprozess von Leiterbahnen zu kleinsten Schwankungen in der Dicke und/oder der Länge. Diese Unterschiede, die die Funktion des Bauteils nicht beeinträchtigen, werden dazu verwendet, das einzelne Bauteil eindeutig zu identifizieren und einen unverwechselbaren Sicherheitscode für dieses Bauteil zu erzeugen. Der Sicherheitscode wird meist unter Verwendung einer Messschaltung erzeugt, die beispielsweise ein charakteristisches Taktsignal generiert, das abhängig ist von der genauen Materialzusammensetzung des Bauteils. Speziell hierfür vorgesehene elektronische Schaltungen lesen diese Messdaten aus und erzeugen aus ihnen den bauteilspezifischen Sicherheitsschlüssel. Derartige Systeme zur Erzeugung bauteilspezifischer Sicherheitsschlüssel sind sogenannte physikalische, nicht-klonbare Funktionen (Physical Unclonable Functions, PUF), die in dem Bauteil integriert sind. Increased security in detecting whether the component is an original or a plagiarism and thus an improved copy protection is achieved by a known system in which the security code does not need to be stored on the component itself. Rather, this security code is regenerated each time it is needed using a built-in module on the module. This security code is characteristic of this special component. The calculation of the component-specific security code takes advantage of the fact that components are never completely identical physically. For example, in the production process of printed conductors, the smallest variations in thickness and / or length occur. These differences, which do not affect the function of the component, are used to uniquely identify the individual component and to produce a unique security code for that component. The security code is usually generated using a measurement circuit that, for example, generates a characteristic clock signal that depends on the exact material composition of the component. Specially designed electronic circuits read this measurement data and generate from them the component-specific security key. Such component-specific security key generation systems are so-called physical nonclonable functions (PUF) integrated into the component.

Um die Robustheit und Sicherheit der Schlüsselerzeugung sicherzustellen, verfügen diese Systeme regelmäßig über eine Fehlerkorrektur bei der Codeberechnung. Um eine zuverlässige Codeerzeugung zu gewährleisten, auch wenn Abweichungen der Messdaten des Bauteils auftreten, die nicht auf die Materialeigenschaft des Bauteils, sondern zum Beispiel auf die momentanen Umgebungsbedingungen, wie Temperatur oder Luftfeuchte, zurückzuführen sind, werden die gemessenen Werte jeweils (kryptografischen) Codes zugeordnet, wobei die Codes derart gestaltet sind, dass Abweichungen, die nicht auf unterschiedliche Materialeigenschaften des Bauteils beziehungsweise auf die unterschiedlichen Fertigungstoleranzen zurückzuführen sind, dennoch zu demselben Code führen. Dies wird dadurch gewährleistet, dass die einzelnen Codewörter des jeweiligen Codes einen ausreichend großen Abstand zueinander haben. To ensure the robustness and security of key generation, these systems regularly have error correction in the code calculation. In order to ensure reliable code generation, even if deviations of the measurement data of the component occur, which are not due to the material property of the component, but, for example, to the current ambient conditions, such as temperature or humidity, the measured values are respectively assigned (cryptographic) codes , The codes are designed such that deviations that are not due to different material properties of the component or to the different manufacturing tolerances, nevertheless lead to the same code. This is ensured by the fact that the individual code words of the respective code have a sufficiently large distance from one another.

Aus der US 7,681,103 B1 ist ein System bekannt, welches zum Schutz eines Bauteils vor Fälschung eingesetzt wird. Bei diesem System wird mittels einer PUF zunächst ein erster Wert erzeugt. Aus diesem Wert wird dann – unter Verwendung sogenannter „Error Correcting Codes“ – das diesem PUF-Wert nächstliegende Codewort bestimmt. Die Differenz zwischen diesem Codewort und dem ursprünglichen PUF-Wert wird öffentlich weitergegeben. Der ursprüngliche PUF-Wert wird hingegen verschlüsselt beziehungsweise geheimgehalten. Für ein Feststellen, ob es sich bei einem vorliegenden Bauteil um ein Originalbauteil handelt, wird erneut ein PUF-Wert erzeugt und daraus ein Codewort gebildet. Von diesem Codewort wird nun der beispielsweise vom Hersteller berechnete Differenzwert subtrahiert. Nur wenn es sich um das Originalbauteil handelt, stimmt der sich dabei ergebende Wert mit dem ursprünglich gebildeten und geheimgehaltenen PUF-Wert überein. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens hängt unter anderem von dem minimalen Abstand des gewählten Codes ab. From the US Pat. No. 7,681,103 B1 is a system known which is used to protect a component against counterfeiting. In this system, a first value is first generated by means of a PUF. From this value, the code word closest to this PUF value is then determined using so-called "error correcting codes". The difference between this codeword and the original PUF value is passed on publicly. The original PUF value, however, is encrypted or kept secret. To determine whether a present component is an original component, a PUF value is again generated and a codeword formed therefrom. From this code word, the difference value calculated by the manufacturer, for example, is now subtracted. Only if it is the original component, the resulting value agrees with the originally formed and secret PUF value. The reliability of this method depends inter alia on the minimum distance of the selected code.

Nachteilig bei diesem System ist, dass für jedes Bauteil der ursprüngliche PUF-Wert geheimgehalten werden muss. Dies bedeutet, dass für jedes einzelne hergestellte Bauteil geheime Daten, beispielsweise in einer speziellen Datenbank, abgelegt werden müssen. Ohne Zugriff auf diese geheimen PUF-Werte beziehungsweise die Datenbank kann die Echtheit eines Bauteils nicht bestimmt werden. The disadvantage of this system is that the original PUF value must be kept secret for each component. This means that secret data, for example in a special database, has to be stored for each individual component produced. Without access to these secret PUF values or the database, the authenticity of a component can not be determined.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Originalität eines Bauteils zu schaffen, bei welcher individuelle Eigenschaften des Bauteils für das Erkennen der Originalität herangezogen werden, jedoch kein exklusiver Zugriff auf geheime Daten notwendig ist. The object of the invention is to provide a method for determining the originality of a component, in which individual properties of the component are used for the recognition of originality, but no exclusive access to secret data is necessary.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Feststellen der Originalität eines Bauteils dadurch gelöst, dass eine dem Bauteil zugeordnete Signatur mit einem öffentlichen Schlüssel verifiziert wird. In Abhängigkeit von mindestens einer bauteilspezifischen Eigenschaft des Bauteils wird eine aktuelle Kennung, beispielsweise aus einem so genannten "PUF"-Wert (physikalische, nicht klonbare Funktion, engl. "physical unclonable function"), erzeugt. Falls die aktuell erzeugte Kennung mit einer zur Erstellung der Signatur erzeugten Kennung übereinstimmt, wird auf die Originalität des Bauteils geschlossen. Die Signatur entspricht hierbei einem Codewort, das mit einem privaten Schlüssel, beispielsweise einem privaten Schlüssel des Herstellers des Bauteils, erzeugt ist. Diese Signatur kann von jedem, der im Besitz des dem privaten Schlüssel zugeordneten öffentlichen Schlüssels ist, verifiziert werden. This object is achieved by a method for determining the originality of a component in that a signature associated with the component is verified with a public key. Depending on at least one component-specific property of the component, a current identifier is generated, for example from a so-called "PUF" value (physical, nonclonable function). If the currently generated identifier matches an identifier generated to create the signature, the originality of the component is deduced. In this case, the signature corresponds to a code word which is generated with a private key, for example a private key of the manufacturer of the component. This signature can be verified by anyone in possession of the public key associated with the private key.

Dadurch, dass die Signatur mit dem privaten Schlüssel gebildet worden ist, wird sichergestellt, dass sie von dem Inhaber des privaten Schlüssels erzeugt worden ist. Wird diese Signatur nun mit dem dem privaten Schlüssel zugeordneten öffentlichen Schlüssel verifiziert, so wird der ursprüngliche Wert (vor dem Verschlüsseln mit dem privaten Schlüssel) wieder hergestellt. Dies kann dadurch sichergestellt werden, dass es sich bei dem privaten Schlüssel und dem zugehörigen öffentlichen Schlüssel um miteinander generierte Schlüssel handelt. The fact that the signature has been formed with the private key ensures that it has been generated by the owner of the private key. If this signature is now verified with the public key assigned to the private key, the original value is restored (before being encrypted with the private key). This can be ensured by the fact that the private key and the associated public key are keys generated with each other.

Die Signatur wird vorzugsweise dadurch erzeugt, dass in Abhängigkeit von der mindestens einen bauteilspezifischen Eigenschaft des Bauteils mittels einer PUF ein PUF-Wert erzeugt und aus diesem dann ein Codewort gebildet wird. Dieses Codewort stellt die Kennung dar. Die Kennung wird nun mit einem privaten Schlüssel, beispielsweise einem privaten Schlüssel des Herstellers, signiert. Damit liegt der Signatur dasselbe Codewort zugrunde, das spezifisch für dieses Bauteil ist. Bei entsprechender Wahl des Codes ist sichergestellt, dass für dieses Bauteil mittels der PUF stets dasselbe Codewort erzeugt wird. Da die Signatur durch Verschlüsseln mit dem privaten Schlüssel erzeugt worden ist, ist sichergestellt, dass die beim Testen auf Originalität des Bauteils erzeugte Kennung nur dann der für die Erstellung der Signatur erzeugten Kennung entspricht, wenn es sich um ein Originalbauteil handelt.The signature is preferably generated in that, depending on the at least one component-specific property of the component, a PUF value is generated by means of a PUF and a codeword is then formed from this. This code word represents the identifier. The identifier is now signed with a private key, for example a private key of the manufacturer. Thus, the signature is based on the same code word that is specific to this component. If the code is selected, it is ensured that the same code word is always generated for this component by means of the PUF. Since the signature has been generated by encrypting with the private key, it is ensured that the identifier generated when testing for originality of the component corresponds only to the identifier generated for the creation of the signature, if it is an original component.

In dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Signatur eine Ergänzung zu der Kennung, um die originale Herkunft der Kennung sicherzustellen. Dabei ist es ausreichend, wenn die Signatur die in der Kennung enthaltenen Informationen unvollständig enthält.In this preferred embodiment of the invention, the signature is a supplement to the identifier to ensure the original origin of the identifier. It is sufficient if the signature incompletely contains the information contained in the identifier.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Signatur dadurch zu bilden, dass die originale Kennung mittels des privaten Schlüssels verschlüsselt und somit vollständig in der Signatur enthalten ist. Mit einer solcherart gebildeten Signatur kann es genügen, allein die Signatur dem Bauteil zuzuordnen, bzw. allein die Signatur mit dem Bauteil zumindest indirekt zu verbinden.In a further embodiment of the invention, it is possible to form the signature in that the original identifier is encrypted by means of the private key and thus completely contained in the signature. With a signature formed in this way, it can be sufficient to assign the signature to the component alone, or to at least indirectly connect the signature to the component alone.

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass lediglich ein geheimer Schlüssel vorhanden sein muss, mittels dem im Prinzip alle Signaturen aller Bauteile des Herstellers erzeugt werden können. Dieser private Schlüssel verbleibt beim Hersteller des Bauteils. Damit ist ein Ausspähen des Schlüssels nahezu unmöglich. Für das Feststellen der Originalität eines bestimmten Bauteils ist lediglich der jedem zugängliche öffentliche Schlüssel notwendig. Die Signatur kann an dem Bauteil selbst aufgebracht werden.An advantage of the method according to the invention is that only a secret key must be present, by means of which in principle all signatures of all components of the manufacturer can be generated. This private key remains with the manufacturer of the component. This spying the key is almost impossible. To determine the originality of a specific component, only the public key that is accessible to everyone is necessary. The signature can be applied to the component itself.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die ursprünglich erzeugte Kennung, aus welcher die Signatur gebildet worden ist, ebenfalls öffentlich, beispielsweise zusammen mit dem Bauteil, weitergegeben. Sind die Kennung und die daraus gebildete Signatur direkt zusammen mit dem Bauteil verfügbar, so kann sofort festgestellt werden, ob es sich bei der Signatur um eine von einer autorisierten Einrichtung, insbesondere dem Hersteller, erzeugte Signatur handelt, in dem diese mit dem öffentlichen Schlüssel verifiziert wird. Nur wenn sich hierbei die Kennung ergibt, bzw. wenn die Kennung und die Signatur einander entsprechen, handelt es sich um eine autorisierte Signatur. Somit kann bereits in einem ersten Schritt, ohne dass die in dem Bauteil vorhandenen Mechanismen zur Erzeugung einer aktuellen Kennung (beispielsweise Aktivierung der PUF) eingesetzt werden müssen, festgestellt werden, ob es sich bei dem Bauteil um eine Fälschung handelt. Wenn dieser Test nicht auf eine Fälschung hinweist, dann kann mittels der PUF eine aktuelle Kennung erzeugt werden und mit den angegebenen Daten verglichen werden.According to an advantageous embodiment of the method, the originally generated identifier from which the signature has been formed, also publicly, for example, together with the component passed. If the identifier and the signature formed therefrom are directly available together with the component, it can be determined immediately whether the signature is a signature generated by an authorized device, in particular the manufacturer, in which it verifies with the public key becomes. Only if this results in the identifier, or if the identifier and the signature correspond to each other, it is an authorized signature. Thus, already in a first step, without having to use the existing in the component mechanisms for generating a current identifier (for example, activation of the PUF), it can be determined whether the component is a forgery. If this test does not indicate a forgery, then the PUF can be used to generate a current identifier and to compare it with the specified data.

Vorzugsweise sind die Signatur und/oder die Kennung direkt auf dem Bauteil angebracht. Von besonderem Vorteil ist es, wenn dies in maschinenlesbarer Form, beispielsweise als Bar-Code oder als zweidimensionaler Code, erfolgt. Preferably, the signature and / or the identifier are mounted directly on the component. It is particularly advantageous if this is done in machine-readable form, for example as a bar code or as a two-dimensional code.

Damit ist eine maschinelle Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens begünstigt. Es ist jedoch auch eine alphanumerische Form möglich.For a machine implementation of the method is favored. However, it is also an alphanumeric form possible.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Schutz eines Bauteils vor Fälschung dadurch gelöst, dass mittels einer physikalischen, nicht-klonbaren Funktion (PUF) ein von mindestens einer bauteilspezifischen Eigenschaft des Bauteils abhängiger Wert erzeugt wird und eine diesem Wert zugeordnete Kennung bestimmt wird und die Kennung mit einem privaten Schlüssel signiert wird. Die derart unter Verwendung der Kennung gebildete Signatur wird in maschinenlesbarer Form dem Bauteil zugeordnet. Solcherart ausgerüstete Bauteile können durch Verwenden des öffentlichen Schlüssels und Erzeugen eines aktuellen PUF-Wertes bzw. einer aktuellen Kennung auf deren Originalität geprüft werden, ohne dass hierzu geheime Daten weitergegeben werden müssen. The object is also achieved by a method for protecting a component from counterfeiting by generating a value dependent on at least one component-specific property of the component by means of a physical, non-clonable function (PUF) and determining an identifier assigned to this value and the Identifier is signed with a private key. The signature thus formed using the identifier is assigned to the component in machine-readable form. Components equipped in this way can be checked for their originality by using the public key and generating a current PUF value or a current identifier, without the need for forwarding secret data.

Es versteht sich, dass das Verfahren nicht auf elektronische Bauteile beschränkt ist. Erfindungsgemäß können ebenso mechanische Bauteile vor Fälschung geschützt bzw. verifiziert werden. Beispielsweise können Streuungen von bearbeiteten Abmessungen eines mechanischen Bauteils, welche etwa durch Gießen oder Schmieden erzeugt werden, als "nicht klonbar" angenommen und für das Verfahren verwendet werden.It is understood that the method is not limited to electronic components. According to the invention, mechanical components can likewise be protected or verified against counterfeiting. For example, variations in machined dimensions of a mechanical component, such as by casting or forging, may be considered "non-clonable" and used in the process.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigenFurther advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are explained with reference to the drawings, wherein the features both alone and in different combinations may be important for the invention, without being explicitly referred to again becomes. Show it

1 ein schematisch dargestelltes Bauteil; 1 a schematically illustrated component;

2 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten für die Erstellung der Signatur gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel; 2 a flowchart with method steps for the creation of the signature according to a possible embodiment;

3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Feststellen der Originalität eines Bauteils gemäß einer möglichen Ausführungsform; und 3 a flowchart of a method for determining the originality of a component according to a possible embodiment; and

4 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Feststellen der Originalität des Bauteils gemäß einer anderen Ausführungsform. 4 a flow chart of the inventive method for determining the originality of the component according to another embodiment.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Bauteilen, insbesondere für Maschinenbauteile und für elektronische Bauteile. In der in 1 beispielhaft dargestellten Ausführungsform eines Bauteils ist dieses als elektronisches Bauteil, beispielsweise als Embedded-System, ausgebildet. Das Bauteil 1 umfasst ein Gehäuse 2 und eine darin angeordnete Platine 3, auf welcher elektronische Bauteile angeordnet sind. Auf der Platine 3 ist insbesondere auch eine Komponente 4 angeordnet, mittels der PUF-Werte erzeugt werden können. Die Komponente 4 umfasst beispielsweise in bekannter Weise eine Messschaltung und einen Ringoszillator, der eine Taktfrequenz generiert. Durch Aktivieren der Komponente 4 wird mittels der Messschaltung mindestens eine bauteilspezifische Eigenschaft erfasst und in Abhängigkeit von diesem gemessenen Wert wird ein PUF-Wert erzeugt. Dieser PUF-Wert kann dann abgefragt werden, beispielsweise mittels einer geeigneten Schnittstelle. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in der Komponente 4 aus dem PUF-Wert ein Codewort beziehungsweise eine Kennung erzeugt wird, die dann über geeignete Schnittstellen ausgegeben wird. The method according to the invention is suitable for a large number of different types of components, in particular for machine components and for electronic components. In the in 1 illustrated embodiment of a component, this is designed as an electronic component, for example as an embedded system. The component 1 includes a housing 2 and a board arranged therein 3 on which electronic components are arranged. On the board 3 is in particular a component 4 arranged, can be generated by means of the PUF values. The component 4 For example, in a known manner includes a measuring circuit and a ring oscillator, which generates a clock frequency. By activating the component 4 At least one component-specific property is detected by means of the measuring circuit and a PUF value is generated as a function of this measured value. This PUF value can then be queried, for example by means of a suitable interface. Advantageously, it can be provided that in the component 4 from the PUF value, a code word or an identifier is generated, which is then output via suitable interfaces.

Auf dem Bauteil 1 sind in einem hierfür vorgesehenen Bereich eine Signatur 6 und eine für die Erzeugung der Signatur 6 herangezogene Kennung 7, beispielsweise in Form eines Aufklebers 5, angebracht. In der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind die Signatur 6 und die Kennung 7 sichtbar in maschinenlesbarer Form als Bar-Code angebracht. On the component 1 are in a designated area a signature 6 and one for the generation of the signature 6 used identifier 7 , for example in the form of a sticker 5 , appropriate. In the in 1 Illustrated exemplary embodiment are the signature 6 and the identifier 7 visibly attached in machine-readable form as a bar code.

Zur Erstellung der Signatur 6 wird zunächst der PUF-Wert, welcher mittels der Komponente 4 erzeugt wird, gelesen. Dies entspricht dem Schritt 101 des in 2 dargestellten Ablaufdiagramms. In einem Schritt 102 wird aus dem PUF-Wert ein Codewort gebildet. Hierzu wird ein geeigneter Code herangezogen, wobei sicherzustellen ist, dass der Abstand der einzelnen Codewörter eine Größe aufweist, so dass Abweichungen in den Messungen bei der Erstellung des PUF-Wertes, die nicht auf die speziellen Eigenschaften des Bauteils 1 zurückzuführen sind, sondern zum Beispiel auf momentane Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchte, dennoch zu demselben Codewort beziehungsweise der derselben Kennung 7 führen. To create the signature 6 First, the PUF value, which by means of the component 4 is generated, read. This corresponds to the step 101 of in 2 illustrated flowchart. In one step 102 a code word is formed from the PUF value. For this purpose, a suitable code is used, it being ensured that the distance of the individual code words has a size, so that deviations in the measurements in the creation of the PUF value, not on the specific properties of the component 1 but for example to current environmental conditions, such as temperature and humidity, yet to the same code word or the same identifier 7 to lead.

In einem Schritt 103 wird durch Verschlüsseln der Kennung 7 beziehungsweise einer der Kennung 7 entsprechenden oder aus der Kennung 7 gebildeten Zeichenfolge durch Verschlüsseln mit einem privaten Schlüssel eine Signatur 6, also beispielsweise wieder eine Zeichenfolge, gebildet. In einem Schritt 105 wird diese Signatur 6 in eine maschinenlesbare Form, beispielsweise in einen Bar-Code übergeführt. Vorzugsweise wird diese Signatur 6 auf das Bauteil 1 aufgebracht, beispielsweise in Form des Aufklebers 5. Ebenso kann die in dem Schritt 102 erzeugte Kennung 7 beziehungsweise eine dieser Kennung 7 entsprechenden oder aus dieser Kennung 7 gebildeten Zeichenfolge in einen maschinenlesbaren Code umgewandelt und ebenfalls auf dem Bauteil 1 lesbar angebracht werden. In one step 103 is by encrypting the identifier 7 or one of the identifier 7 corresponding or from the identifier 7 formed by encrypting with a private key a signature 6 , so again, for example, a string formed. In one step 105 becomes this signature 6 in a machine-readable form, for example converted into a bar code. Preferably, this signature 6 on the component 1 applied, for example in the form of the sticker 5 , Likewise, in the step 102 generated identifier 7 or one of these identifier 7 corresponding or from this identifier 7 converted string into a machine-readable code and also on the component 1 be readably attached.

In 3 ist eine mögliche Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt. In einem Schritt 201 wird durch eine geeignete Aktivierung der Funktionsgruppe 4 ein aktueller PUF-Wert ermittelt. In einem Schritt 202 wird aus diesem PUF-Wert ein Codewort beziehungsweise eine aktuelle Kennung analog zu dem in 2 in Schritt 102 beschriebenen Verfahrensschritt erstellt. In einem Schritt 203 werden die dem Bauteil 1 zugeordnete und beispielsweise in Form eines Etiketts oder Aufklebers 5 auf dem Bauteil 1 angebrachte Signatur 6 und die Kennung 7 gelesen. Dies erfolgt vorzugsweise durch maschinelle Hilfe, beispielsweise mittels eines hierfür geeigneten Scanners. In einem Schritt 204 wird die Signatur 6 mittels des öffentlichen Schlüssels verifiziert. Da der öffentliche Schlüssel zu dem privaten Schlüssel, mit dem die Signatur 6 gebildet worden ist, symmetrisch ist, oder die beiden Schlüssel miteinander generiert worden sind, muss bei einem originalen Bauteil 1 die in dem Schritt 204 durch Verifizieren der Signatur 6 erzeugte bzw. verifizierte Kennung 7 mit der in dem Schritt 202 gebildeten aktuellen Kennung übereinstimmen. Diese Übereinstimmung wird in dem Schritt 205 geprüft. Nur wenn eine Übereinstimmung vorliegt, wird auf Originalität des Bauteils 1 in dem Schritt 206 geschlossen. Andernfalls wird in einem Schritt 207 die Originalität verneint.In 3 is a possible implementation of the method according to the invention in the form of a flow chart shown. In one step 201 is achieved by a suitable activation of the functional group 4 a current PUF value is determined. In one step 202 becomes from this PUF value a codeword or a current identifier analogous to that in 2 in step 102 created process step described. In one step 203 become the component 1 assigned and for example in the form of a label or sticker 5 on the component 1 attached signature 6 and the identifier 7 read. This is preferably done by mechanical help, for example by means of a suitable scanner. In one step 204 becomes the signature 6 Verified by the public key. As the public key to the private key with which the signature 6 has been formed, is symmetrical, or the two keys have been generated with each other, must be at an original component 1 in the step 204 by verifying the signature 6 generated or verified identifier 7 with the one in the step 202 match the current identifier. This match will be in the step 205 checked. Only if there is a match, it is based on originality of the component 1 in the step 206 closed. Otherwise, in one step 207 the originality denies.

Wie aus dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel deutlich wird, ist für das Überprüfen eines Bauteils 1 auf Originalität mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Austausch von geheimen Signaturen, Kennungen oder kryptografischen Schlüsseln erforderlich. Der private Schlüssel, mit dessen Hilfe die Signatur 6 erzeugt wird, verbleibt beim Ersteller der Signatur 6, beispielsweise beim Hersteller des Bauteils 1. Lediglich der öffentliche Schlüssel muss für die Validierung bzw. Verifizierung verfügbar sein.As from the in 3 shown embodiment, is for checking a component 1 on originality with the inventive method no exchange of secret signatures, identifiers or cryptographic keys required. The private key, with the help of which the signature 6 is generated, remains with the creator of the signature 6 For example, at the manufacturer of the component 1 , Only the public key must be available for validation or verification.

Dadurch, dass die ursprünglich erzeugte Kennung 7 (Schritt 102) mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt worden ist, also dadurch, dass die Signatur 6 eindeutig aus der ursprünglichen Kennung 7 des Bauteils 1 gebildet worden ist, kann eine Fälschung dieses Bauteils 1 einfach erkannt werden. Würde nämlich das Bauteil 1 verändert werden bzw. würde es sich bei dem Bauteil 1 um eine Fälschung handeln, so wäre die beim Vorgang des Überprüfens auf Originalität des Bauteils 1 erfolgende Bestimmung der aktuellen Kennung (Schritte 201 und 202) nicht mehr identisch mit der ursprünglichen Kennung 7. Auch ein Fälschen der Signatur 6, beispielsweise durch Austauschen des Aufklebers 5, ist nicht möglich, da die Signatur 6 nur dann gültig ist, wenn sie mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt worden ist, der zu dem öffentlichen Schlüssel gehört. Andernfalls würden auch hier in dem Schritt 205 die in den Schritten 202 und 204 ermittelten Werte nicht übereinstimmen.Due to the fact that the originally generated identifier 7 (Step 102 ) has been encrypted with the private key, so that the signature 6 clearly from the original identifier 7 of the component 1 may have been a fake of this component 1 easily recognized. Would that be the component 1 be changed or would it be the component 1 To be a forgery, that would be the process of checking for originality of the component 1 determination of the current identifier (steps 201 and 202 ) no longer identical to the original identifier 7 , Also a fake the signature 6 For example, by replacing the sticker 5 , is not possible because the signature 6 is valid only if it has been encrypted with the private key belonging to the public key. Otherwise, here too in the step 205 the in the steps 202 and 204 determined values do not match.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, die Kennung 7 ebenfalls auf dem Bauteil 1 aufzubringen. Damit sind weitere Tests möglich. So kann die Korrektheit der Signatur 6 und der Kennung 7 dadurch geprüft werden, dass die Signatur 6 mit dem öffentlichen Schlüssel (des Herstellers) verifiziert wird, wodurch die ursprünglich für das Erzeugen der Signatur 6 herangezogene Kennung 7 gebildet bzw. verifiziert wird. Nur wenn der so erhaltene Wert mit der Kennung 7 übereinstimmt bzw. der Kennung 7 entspricht (also zu der Kennung 7 passt), sind die Angaben (Signatur 6 und Kennung 7) validiert. Würde also ein Fälscher ein gefälschtes Bauteil 1 herstellen und die Kennung dieses gefälschten Bauteils 1 auf dem Bauteil 1 anbringen, so würde diese gefälschte Kennung 7 jedenfalls nicht mit der mit dem öffentlichen Schlüssel verifizierten Signatur 6 übereinstimmen bzw. nicht dazu passen. The inventive method offers the possibility of the identifier 7 also on the component 1 applied. This allows further tests. So can the correctness of the signature 6 and the identifier 7 be checked by the signature 6 Verified with the public key (the manufacturer), which was originally used for generating the signature 6 used identifier 7 is formed or verified. Only if the value thus obtained with the identifier 7 matches or the identifier 7 corresponds (ie to the identifier 7 fits), are the details (signature 6 and identifier 7 ) validated. So would a counterfeiter a fake component 1 and the identification of this counterfeit component 1 on the component 1 attach, so would this fake identifier 7 at least not with the signature verified with the public key 6 match or do not match.

In 4 ist ein Ablaufdiagramm einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 301, in welchem zunächst der PUF-Wert ermittelt wird. In einem Schritt 302 wird aus dem ermittelten aktuellen PUF-Wert das Codewort beziehungsweise eine aktuelle Kennung ermittelt. In einem Schritt 303 wird die auf dem Bauteil 1 angebrachte Kennung 7 gelesen. In einem Schritt 304 wird die in dem Schritt 303 gelesene Kennung 7 mit der aktuell erzeugten Kennung (Schritt 302) verglichen. Wenn diese Kennungen nicht übereinstimmen, wird das Bauteil 1 als Fälschung qualifiziert und es wird zum Schritt 308 verzweigt. Stimmen die beiden Kennungen jedoch überein, so wird in einem Schritt 305 die Signatur 6 gelesen und durch Verifizieren der Signatur 6 mit dem öffentlichen Schlüssel (des Herstellers) wird die ursprüngliche Kennung rekonstruiert bzw. die auf dem Bauteil 1 angebrachte Kennung 7 verifiziert. In einem Schritt 306 wird dann die ursprüngliche Kennung mit der in dem Schritt 302 gebildeten aktuellen Kennung verglichen. Wenn diese Kennungen übereinstimmen, bzw. wenn die auf dem Bauteil 1 angebrachte Kennung 7 mittels der Signatur 6 als vom Hersteller stammend verifiziert wurde, wird in dem Schritt 307 auf Originalität des Bauteils 1 geschlossen, andernfalls wird zu dem Schritt 308 verzweigt und die Originalität des Bauteils 1 wird nicht anerkannt. In 4 a flow chart of another possible embodiment of the method according to the invention is shown. The procedure begins in one step 301 in which first the PUF value is determined. In one step 302 the code word or a current identifier is determined from the determined current PUF value. In one step 303 will be on the component 1 attached identifier 7 read. In one step 304 will be the one in the step 303 read identifier 7 with the currently generated identifier (step 302 ) compared. If these identifiers do not match, the component becomes 1 qualifies as a fake and it becomes a step 308 branched. However, if the two identifiers agree, then it will be in one step 305 the signature 6 read and verify the signature 6 the original key is reconstructed with the public key (of the manufacturer) or on the component 1 attached identifier 7 Verified. In one step 306 then the original identifier with the in the step 302 compared to the current identifier. If these identifiers match, or if those on the component 1 attached identifier 7 by means of the signature 6 was verified as coming from the manufacturer is in the step 307 on originality of the component 1 otherwise, it will become the step 308 Branched and the originality of the component 1 Is not recognized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7681103 B1 [0007]

Claims

Method for determining the originality of a preferably electronic component ( 1 ), characterized in that a component ( 1 ), using a function of at least one component-specific property of the component ( 1 ) generated identifier ( 7 ) signature formed by a private key ( 6 ) is verified with a public key associated with the private key that, depending on the at least one component-specific property of the component ( 1 ) a current identifier is generated, and that on the originality of the component ( 1 ) is closed if the current identifier is identical to the one used to create the signature ( 6 ) used identifier ( 7 ) matches.

A method according to claim 1, characterized in that for the creation of the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) and / or the current identifier is generated by means of a physical, non-clonable function in that one of the component ( 1 ) or in the component ( 1 ) integrated component ( 4 ), the component ( 4 ) measures by means of a measuring circuit at least one component-specific property and in dependence on the at least one measured value, the identifier ( 7 ) is produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signature ( 6 ) in machine-readable form at least indirectly with the component ( 1 ) connected is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the creation of the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) in machine-readable form at least indirectly with the component ( 1 ) connected is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the originality of the component ( 1 ) the signature ( 6 ) with the public key using the signature creation ( 6 ) generated identifier ( 7 ) and an originality is denied if the signature ( 6 ) not for creating the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) corresponds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the originality of the component ( 1 ) the currently generated identifier with the one used to create the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) and an originality is denied if the currently generated identifier does not match the one used to create the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) matches.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the physical non-clonable function is formed using a ring oscillator.

Method for protecting a component ( 1 ) against counterfeiting, characterized in that by means of a physical non-clonable function one of at least one component-specific property of the component ( 1 ) dependent value is generated, that an identifier assigned to this value ( 7 ) and that using the identifier ( 7 ) by means of a private key a signature ( 6 ) and that the identifier ( 7 ) and / or the signature ( 6 ) in alphanumeric form and / or in machine-readable form the component ( 1 ).

A method according to claim 8, characterized in that for the creation of the signature ( 6 ) generated identifier ( 7 ) is generated by means of a physical non-clonable function in that a component ( 1 ) or in the component ( 1 ) integrated component ( 4 ), the component ( 4 ) measures by means of a measuring circuit at least one component-specific property and in dependence on the at least one measured value, the identifier ( 7 ) is produced.