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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, eine Verwendung eines leitenden Elastomers in einer Anordnung zur Herstellung eines elektrischen Kontakts und ein Verfahren zum Erkennen von unberechtigten, mechanischen Zugriffsversuchen.
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Elektronische Geräte, wie Bezahlterminals für elektronische Bezahlvorgänge an Kassen, beispielsweise mit einer EC-Karte, sind potentielle Ziele von Angriffen auf sicherheitsrelevante Daten. Beispielsweise können die elektronischen Geräte an Gehäuseteilen, die nicht einsehbar sind, angebohrt werden und durch die so entstandene Öffnung Kontakte von Bauelementen auf der Platine kontaktiert werden, um so unbemerkt Daten abzugreifen.
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Aus der
EP 0955616 A1 ist ein elektronisches Siegel bekannt, das ein elektronisches Etikett, ein elektrisches Widerstandselement, das mit dem Etikett elektrisch verbunden und an diesem angebracht ist umfasst. Das Widerstandselement kann mit einem Objekt verbunden werden und so einen elektrischen Widerstand definieren. Eine Änderung in der Verbindung des elektrischen Widerstandselements und des Objekts erzeugt eine Änderung des elektrischen Widerstands. Diese Änderung wird an das Etikett gesendet.
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Die
DE 19512266 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Schutz einer elektronischen Schaltung vor Manipulation. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, das einen funktionswesentlichen Teil der elektronischen Schaltung vollständig umgibt und das eine Wandung aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist. Durch die Wandung hindurch verlaufen eine Vielzahl von elektrischen Leitungen, die mit dem Schaltungsteil verbunden sind. In die Wandung ist eine Vielzahl von feinen Drähten eingebettet, die interne Leitungsverbindungen des Schaltungsteils bilden. Hierdurch wird ein sehr wirksamer Schutz nicht nur der elektronischen Schaltung selbst, sondern auch der technischen Einrichtungen möglich, in die sie eingebaut ist, beispielsweise gegen Missbrauch von technischen Geräten oder gegen Kraftfahrzeugdiebstahl.
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Aus der
DE 2752540 A1 ist des Weiteren ein druckempfindliches elektrisches Widerstandselement und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Das druckempfindliche elektrische Widerstandselement besteht aus einer Matrix aus einem elektrisch nicht-leitenden gummielastischen Elastomer und in dieser Matrix dispergierten elektrisch leitfähigen Teilchen. Die Verteilung der Teilchen weist einen von Null verschiedenen Gradienten auf.
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Die
GB 2505178 betrifft ein elektronisches Gerät, welches durch die Verwendung von wenigstens zwei Sicherheitsfolien geschützt ist, die derart angeordnet sind, dass sie zumindest teilweise überlappen. Jede der Folien weist einen elektrischen Leiter auf. Eine der Folien weist Anschlüsse auf, über die der Leiter mit Anschlüssen eines Alarmschaltkreises verbunden ist. Die zweite Folie ist mit der ersten Folie über eine Klebeschicht verbunden. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter der ersten Folie und dem Leiter der zweiten Folie wird beispielsweise über einen leitfähigen Schaumstoff, der in die Klebeschicht der zweiten Folie eingelassen ist, hergestellt.
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Die
DE 19741889 A1 zeigt eine Baugruppe mit ein oder mehreren Stromkreisen eines Beschädigungsdetektors zur Vermeidung oder Erschwerung einer Ausspähung von in der Baugruppe enthaltenen Merkmalen, Daten oder dergleichen. Die Baugruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromkreise isolierte, leitfähige, Drähte enthalten, die in, zu oder auf einem Gewebe verarbeitet sind.
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Die
US 2004/0104260 A1 zeigt ein Verfahren zum Verbinden eines elektrisch leitfähigen Elastomers mit Elektronik auf, welches Kosten und Zeit für die Herstellung eines haptischen Sensors reduzieren, der ein elektrisch leitfähiges Elastomer, wie beispielsweise einen leitfähigen Schaum, beinhaltet. Das Verfahren sorgt für eine gute Verbindung zwischen dem elektrisch leitfähigen Elastomer und mit der Elektronik verbundenen Elektroden. Das Verfahren kann für alle elektrisch leitfähigen Elastomere und unter Zusatz von leitfähigen Partikeln (wie Kohlenstoff, Silber, Nickel, Gold usw.) leitfähig gemachten Elastomere eingesetzt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, Vorrichtungen und Verfahren zu beschreiben, die eine Sicherheit eines elektronischen Geräts erhöhen.
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Die oben genannte Aufgabe wird mit einem elektronischen Gerät, einer Verwendung eines leitenden Elastomers und einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 und 9 gelöst.
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Bei dem elektronischen Gerät kann es sich beispielsweise um ein Bezahlterminal handeln. Ebenso kann es sich hierbei um eine Schließanlage, einen Bankautomaten oder andere elektronische Geräte mit sicherheitsrelevanten Daten handeln. Bei dem elektrisch leitfähigen Netz handelt es sich beispielsweise um ein Gewebe oder ein Gewirk, das aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Fäden besteht. Das elektrisch leitfähige Netz kann hierbei beispielsweise sackartig über die Platine gestülpt sein. Das elektrisch leitfähige Netz kann aber auch an einer Innenseite des Gehäuses aufgebracht sein. Das leitende Elastomer kann so ausgebildet sein, dass die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle separat kontaktiert werden. Ebenso können verschiedene leitende Elastomere verwendet werden, wobei jeweils ein leitendes Elastomer eine Kontaktstelle kontaktiert.
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Das Netz und die Kontaktstellen der Platine können über ein leitendes Elastomer besonders einfach, flexibel und kostengünstig miteinander verbunden werden. Dabei wird durch durch eine deformierbare Oberfläche des leitenden Elastomers ein sicherer Kontakt zu dem elektrisch leitfähigen Netz hergestellt.
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Ein Öffnungsversuch bewirkt eine mechanische Einwirkung auf das Netz. Die mechanische Einwirkung auf das Netz verursacht eine Bewegung oder eine Zerstörung des Netzes. Eine Bewegung verursacht eine Änderung der elektrischen Eigenschaften des Netzes sowie des Kontaktes zwischen dem Netz und dem leitenden Elastomer. Eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Netzes oder des Kontakts deutet auf eine Einwirkung hin. Eine Einwirkung kann einen unberechtigten Zugriffsversuch auf das elektronische Gerät darstellen.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Steuerelektronik dazu eingerichtet, ein Signal über den ersten Anschluss auszusenden und an dem zweiten Anschluss ein von dem ausgesendeten Signal abhängiges Antwortsignal zu empfangen. Die Steuerelektronik ist des Weiteren dazu eingerichtet, ein Alarmsignal bereitzustellen, wenn das Antwortsignal nicht oder nicht erwartungsgemäß empfangen wird.
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Ein ausgesendetes Signal wird durch ein elektrisches System, hier das elektronische Gerät, grundsätzlich verändert. Dies ist abhängig von den elektrischen Eigenschaften, beispielsweise einer Impedanz, des Systems. Wird ein Signal von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss gesendet, so wird ein Antwortsignal des elektrischen Systems empfangen. Verändern sich die elektrischen Eigenschaften des Systems, so wird das ausgesendete Signal so verändert, dass sich das Antwortsignal des veränderten Systems von dem Antwortsignal des ursprünglichen Systems unterscheidet. Wird das Antwortsignal nicht detektiert, ist möglicherweise die elektrische Verbindung unterbrochen. Entspricht das empfangene Antwortsignal nicht dem erwarteten Antwortsignal, hat möglicherweise unberechtigter Zugriffsversuch stattgefunden, beispielsweise mit einer Beschädigung des Netzes. Dies kann detektiert und ein Alarmsignal bereitgestellt werden. Somit kann beispielsweise ein Benutzer gewarnt, ein Speicher gelöscht oder die Elektronik zerstört werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das ausgesendete Signal ein Pulspaket.
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Ein Pulspaket umfasst mehrere einzelne Pulse, beziehungsweise eine Sequenz von Pulsen. Ein derartiges Signal überträgt also zusätzlich zur inhaltlichen Information (beispielsweise Amplitude eines Pulses) eine Zeitinformation durch den zeitlichen Abstand der einzelnen Pulse. Dies verbessert die Erkennbarkeit von Veränderungen durch einen unberechtigten Zugriffsversuch.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Steuerelektronik dazu eingerichtet, einen Widerstand zwischen der ersten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle zu messen und ein Alarmsignal bereitzustellen, wenn der gemessene Widerstand um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert von einem hinterlegten Widerstandswert abweicht.
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Durch ein von der Steuerelektronik bereitgestelltes Alarmsignal kann beispielsweise ein Benutzer gewarnt, ein Speicher gelöscht oder die Elektronik zerstört werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das elektronische Gerät ein Gehäuse, in dem die Platine angeordnet ist. Das Netz ist so zwischen dem leitenden Elastomer und dem Gehäuse angeordnet, dass das Gehäuse über das Netz und das leitende Elastomer eine Kraft auf die Platine aufbringt.
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Das Netz wird von dem Gehäuse auf das leitende Elastomer gepresst, so dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Netz und dem leitenden Elastomer besteht. Das leitende Elastomer wird auf die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle gepresst, sodass auch hier eine gute elektrische Leitfähigkeit gewährleistet ist. Darüber hinaus kann detektiert werden, ob das Gehäuse abgenommen wird. In diesem Fall verändert sich der Widerstand an den Kontaktpunkten des leitenden Elastomers mit dem Netz und mit den Kontaktstellen, da die aufgebrachte Kraft nachlässt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Platine eine Halterung zum Führen des leitenden Elastomers auf, um das leitende Elastomer fluchtend über der ersten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle zu halten.
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Durch die Halterung wird das leitende Elastomer so fixiert, dass jederzeit ein Kontakt zwischen den Kontaktstellen und dem Netz hergestellt ist und sich das leitende Elastomer nicht so weit verschieben kann, dass weitere Bauteile ungewollt kontaktiert werden. Des Weiteren wird auch gewährleistet, dass sich das leitende Elastomer verformen kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das leitende Elastomer wenigstens einen isolierenden Bereich auf, der das leitende Elastomer in wenigstens zwei separate, leitende Bereiche teilt.
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Ein einzelnes leitendes Elastomer kann zur Kontaktierung der beiden Kontaktstellen verwendet werden, wobei durch den isolierenden Bereich die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle nicht durch das leitende Elastomer direkt kurzgeschlossen, sondern erst durch den Kontakt mit dem Netz verbunden werden. Das leitende Elastomer kann hierbei nicht nur zwei separate, leitende Bereiche aufweisen, sondern bevorzugt viele separate, leitende Bereiche.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das leitende Elastomer so angeordnet, dass ein erster leitender Bereich die erste Kontaktstelle und ein zweiter leitender Bereich die zweite Kontaktstelle elektrisch kontaktiert. So werden zueinander isolierte elektrische Verbindungen jeweils von der ersten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle zu einer den beiden Kontaktstellen gegenüberliegenden Oberfläche des leitenden Elastomers hergestellt.
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Die Verwendung eines einzelnen leitenden Elastomers für zwei elektrische Verbindungen ermöglicht einen einfachen Aufbau.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umgibt eine dritte Kontaktstelle auf der Platine die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle zumindest teilweise. Die dritte Kontaktstelle ist hierbei mit der Steuerelektronik elektrisch verbunden. Die Steuerelektronik ist dazu eingerichtet, ein Alarmsignal bereitzustellen, wenn eine elektrische Verbindung zwischen der dritten Kontaktstelle und der ersten Kontaktstelle und/oder der dritten Kontaktstelle und der zweiten Kontaktstelle detektiert wird.
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Ein Angreifer, dem der Sicherungsmechanismus mit dem elektrisch leitfähigen Netz bekannt ist, könnte versuchen, die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle elektrisch, durch beispielsweise einen Silberleitlack, zu verbinden. Derartiger Silberleitlack würde nicht nur die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle verbinden, sondern auch einen elektrischen Kontakt zu der dritten Kontaktstelle herstellen. Die dritte Kontaktstelle ist somit eine weitere Sicherung gegen ein unberechtigtes Einwirken auf den Sicherungsmechanismus des elektronischen Geräts. Das von der Steuerelektronik bei einem Detektieren eines elektrischen Kontakts bereitgestellte Alarmsignal kann auch hier dazu dienen, einen Benutzer zu warnen, einen Speicher zu löschen, und/oder eine sicherheitsrelevante Elektronik in dem elektronischen Gerät zu zerstören.
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Die Steuerelektronik sendet ein Signal über den ersten Anschluss aus. Die Steuerelektronik überwacht den zweiten Anschluss auf eintreffende Signale, insbesondere auf das Antwortsignal des ausgesendeten Signals. Beispielsweise überwacht die Steuerelektronik den zweiten Anschluss zu einem vorbestimmten, von dem Zeitpunkt des Aussendens abhängigen Zeitpunkt. Weicht das empfangene Antwortsignal von einer erwarteten Form ab, oder wird kein Antwortsignal empfangen, so wird ein Alarmsignal bereitgestellt. Dieses Alarmsignal kann zum Einleiten von sicherheitsrelevanten Maßnahmen dienen, wie zu dem ersten Aspekt beschrieben.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Schritte des Aussendens und des Überwachens in vorbestimmten Intervallen ausgeführt.
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Die Sicherheit für das elektronische Gerät ist durch das Ausführen der Schritte in Intervallen erhöht. Ein Angreifer hat somit für einen Zugriffsversuch lediglich die Zeit, die zwischen den Intervallen liegt. Die Intervalle werden so gewählt, dass es praktisch unmöglich wird, zwischen den Intervallen einen unbemerkten Zugriffsversuch durchzuführen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden zusätzlich die folgenden Schritte ausgeführt:
- - Messen einer Laufzeit zwischen dem Aussenden des Signals und dem Empfangen des Antwortsignals; und
- - Speichern der gemessenen Laufzeit.
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Die gemessene und gespeicherte Laufzeit kann als Referenzlaufzeit dienen. So lässt sich die Steuerelektronik kalibrieren. Sollte sich, beispielsweise alterungsbedingt, eine elektrische Eigenschaft des leitenden Elastomers verändern, oder des Netzes (beispielsweise durch Korrosion) verändern, so kann durch eine Messung der Laufzeit und der Speicherung der gemessenen Laufzeit eine neue Referenz geschaffen werden, die diesen Alterungsprozess berücksichtigt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines leitenden Elastomers;
- 3 eine Schrägansicht auf eine schematische Darstellung eines Teils eines elektronischen Geräts gemäß der Ausgestaltung der Erfindung;
- 4 eine Draufsicht mit einer Halterung;
- 5 ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung; und
- 6 ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung.
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Die 1, 3 und 4 zeigen hierbei Darstellungen eines elektronischen Geräts 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines elektronischen Geräts 10. Im Ausführungsbeispiel ist das elektronische Gerät ein Bezahlterminal, das an Kassen dazu eingesetzt wird, Daten von EC-Karten oder andere spezifische Sicherheitsmerkmale zu erfassen, um einen Bezahlvorgang zu bestätigen. Beispielsweise kann das elektronische Gerät 10 einen Handvenenscanner umfassen, ein Eingabefeld zur Erfassung von einer PIN und einen Anzeigebildschirm 20. In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei dem elektronischen Gerät 10 beispielsweise um ein elektronisches Schloss, ein Terminal für eine Zugangskontrolle oder einen Bankautomaten. Im Allgemeinen handelt es sich bei dem elektronischen Gerät 10 um ein elektronisches Gerät mit sicherheitsrelevanten elektronischen Teilen.
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Das elektronische Gerät 10 weist ein Gehäuse 11 auf. Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 11 zweiteilig ausgeführt. Ein Gehäuseteil 11a umfasst eine Schale zur Aufnahme einer Platine 12 mit elektronischen Komponenten. Ein Gehäuseteil 11b umfasst einen Gehäusedeckel, in dem der Anzeigebildschirm 20, beispielsweise ein berührungsempfindliches Display mit einer Möglichkeit für Benutzereingaben, angeordnet ist. In alternativen Ausgestaltungen kann das Gehäuse 11 jedoch ebenso einstückig sein.
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Auf der Platine 12 ist eine Steuerelektronik 13 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist die Steuerelektronik 13 als Mikrocontroller ausgeführt. In einer alternativen Ausgestaltung kann anstelle des Mikrocontrollers ebenso andere Hardware und Software vorgesehen sein. Die Steuerelektronik weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, beispielsweise Kontaktpins, auf.
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Die Platine 12 weist eine erste Kontaktstelle 14 und eine zweite Kontaktstelle 15 auf. Die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 sind im Ausführungsbeispiel als rechteckige Kontaktpads ausgeführt. In einer weiteren Ausgestaltung können die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 jedoch ebenso als runde Kontaktstellen oder als streifenförmige Kontaktstellen ausgebildet sein. Ebenso sind auch andere, nicht beschriebene Ausgestaltungen von Kontaktstellen als erste Kontaktstelle 14 und zweite Kontaktstelle 15 geeignet.
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Die erste Kontaktstelle 14 ist mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden. Die zweite Kontaktstelle 15 ist mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden. Die Kontaktstellen 14 und 15 sind mit den Anschlüssen über Leiterbahnen verbunden.
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Die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 sind von einer dritten Kontaktstelle 16 umgeben (siehe insbesondere 4). Im Ausführungsbeispiel ist die dritte Kontaktstelle 16 als Kontaktspur ausgestaltet, die rahmenartig um die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 herumgeführt ist. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, die dritte Kontaktstelle 16 ringförmig oder in einer anderen Form auszugestalten. Auch ist es nicht notwendig, dass die dritte Kontaktstelle 16 die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 vollständig umgibt. So ist es zum Beispiel denkbar, dass die dritte Kontaktstelle 16 U-förmig oder V-förmig um die erste Kontaktastelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 herumgeführt ist. Auch eine Kontaktanordnung bestehend aus verschiedenen einzelnen Kontaktpunkten oder Kontaktstellen ist als dritte Kontaktstelle 16 geeignet.
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Ein leitendes Elastomer 17 (das unten in Bezugnahme auf 2 genauer beschrieben wird) ist so fluchtend über der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15 angeordnet, dass elektrisch isolierte, separate elektrische Verbindungen jeweils von der ersten Kontaktstelle 14 als auch von der zweiten Kontaktstelle 15 zu der, den Kontaktstellen gegenüberliegenden Seite des leitenden Elastomers 17 führen. Im Ausführungsbeispiel wird als leitendes Elastomer 17 ein Leitgummi, bzw. ein sogenannter Zebra® Connector der Firma Fuji Polymer Industries Co verwendet. Das leitende Elastomer 17 ist von einer Halterung 18 eingefasst, sodass das leitende Elastomer 17 fluchtend über der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15 gehalten wird. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Halterung 18 um einen als Hohlzylinder ausgebildeten Kunststoffkäfig, der das leitende Elastomer 17 umgibt.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung werden zwei einzelne, leitende Elastomere verwendet, die separat in eine oder mehrere Halterungen eingesetzt werden und jeweils eine Kontaktstelle kontaktieren. Hierbei können die leitenden Elastomere voneinander durch eine umhüllende, isolierende Schicht oder aber auch durch die Halterung elektrisch isoliert sein.
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Die Anordnung der dritten Kontaktstelle 16 und der Halterung 18 ist derart aufeinander abgestimmt, dass die dritte Kontaktstelle 16 zwischen der Platine 12 und der Halterung 18 liegt. Somit ergibt sich zwischen der Platine 12 und der Halterung 18 ein Spalt, der im Wesentlichen einer Höhe der dritten Kontaktstelle 16 entspricht. Verbindet ein Angreifer die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 elektrisch durch ein Fluid, beispielsweise einen Silberleitlack, so fließt das Fluid auch in den Spalt unter der Halterung 18 und stellt einen elektrischen Kontakt zu der dritten Kontaktstelle 16 her. Dies kann durch die Steuerelektronik 13 detektiert werden, die hierauf ein Alarmsignal auslöst.
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Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein elektrisch leitfähiges Netz 19 angeordnet, das die Platine 12 mit auf der Platine 12 angeordneten Bauelementen und Strukturen umgibt. Im Ausführungsbeispiel umgibt das Netz 19 die elektronischen Komponenten auf der Platine 12 und die Platine 12 auf den Seiten, die von dem Gehäuseteil 11a umfasst werden. Zusätzlich ist das Netz 19 auch soweit auf die Seite unterhalb des Gehäuseteils 11b gezogen, dass ein Rand der Platine 12, an dem sich das leitende Elastomer 17 befindet, ebenso umschlossen wird. Im Ausführungsbeispiel ist ein Teil der Fläche unterhalb des Gehäuseteils 11b, welches den Anzeigebildschirm 20 aufnimmt, nicht von dem Netz 19 umschlossen. In einer anderen Ausgestaltung kann selbstverständlich auch dieser Teil von dem Netz 19 umschlossen sein, sodass die gesamte Anordnung der Platine 12 mit allen Bauteilen, die auf der Platine 12 angeordnet sind, umschlossen ist.
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Die beschriebene Anordnung aus erster Kontaktstelle 14, erstem Anschluss, der Steuerelektronik 13, dem zweiten Anschluss und der zweiten Kontaktstelle 15 beschreibt somit einen offenen elektrischen Kreis, dessen Anfangspunkt die erste Kontaktstelle 14 und dessen Endpunkt die zweite Kontaktstelle 15 darstellen. Das leitende Elastomer 17 verlängert den offenen elektrischen Kreis jeweils an der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15. Das elektrisch leitende Netz 19 schließt den elektrischen Kreis, so dass ein Signal, das von der Steuerelektronik über den ersten Anschluss ausgesendet wird, als Antwortsignal an dem zweiten Anschluss messbar ist.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung des leitenden Elastomers 17. Das leitende Elastomer 17 weist hier mehrere leitende Bereiche 21 auf. Die leitenden Bereiche 21 sind durch isolierende Bereiche 22 voneinander abgegrenzt. Weitere isolierende Bereiche 23 halten die leitenden Bereiche 21 und die isolierenden Bereiche 22 zusammen und stellen eine seitliche Isolierung dar. Die isolierenden Bereiche 22 und 23 können einstückig gefertigt sein. Ebenso können die isolierenden Bereiche 22, 23 aus einzelnen Komponenten schichtartig zusammengefügt worden sein. Das leitende Elastomer 17 kann in dieser Ausgestaltung in die Halterung 18 eingesetzt werden. Hierbei Kontaktieren dann jeweils einzelne leitende Bereiche 21 entweder die erste Kontaktstelle 14 oder die zweite Kontaktstelle 15. Durch die Streifenstruktur ist sichergestellt, dass keiner der leitenden Bereiche 21 sowohl die erste Kontaktstelle 14 als auch die zweite Kontaktstelle 15 geleichzeitig berührt und somit kurzschließt. Wird das Netz 19 auf ein Endstück des leitenden Elastomers 17 angedrückt, an dem die leitenden Bereiche 21 frei liegen, so verbindet das Netz 19 die leitenden Bereiche 21 und stellt somit eine elektrische Verbindung zwischen einzelnen elektrisch leitenden Bereichen 21 dar.
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Wie in 1 ersichtlich ist, wird über einen oder mehrere leitende Bereiche 21 des leitenden Elastomers 17 die erste Kontaktstelle 14 mit dem Netz 19 verbunden. Über einen oder mehrere andere leitende Bereiche 21 des leitenden Elastomers 17 wird die zweite Kontaktstelle 15 ebenso mit dem Netz 19 verbunden. Die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 sind mit der Steuerelektronik 13 verbunden.
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Die Steuerelektronik 13 ist im Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, ein Signal über den ersten Anschluss und die erste Kontaktstelle 14 zu senden und an dem zweiten Anschluss ein über die zweite Kontaktstelle 15 geleitetes Antwortsignal zu empfangen. Somit kann die Steuerungselektronik 13 eine elektrische Eigenschaft des leitenden Elastomers 17 und/oder des Netzes 19 messen.
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Die Steuerelektronik 13 ist in einem anderen Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, einen Widerstand zwischen der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15 zu messen. Somit kann die Steuerungselektronik 13 einen elektrischen Widerstand des leitenden Elastomers 17 und des Netzes 19 messen.
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Das Netz 19 wird von dem Gehäuseteil 11b auf das leitende Elastomer 17 gepresst. Somit wird auch das leitende Elastomer 17 auf die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 gepresst. Durch diese Pressung wird ein elektrischer Kontakt zwischen einerseits der ersten Kontaktstelle 14, der zweiten Kontaktstelle 15 und dem leitenden Elastomer 17, sowie andererseits zwischen dem leitenden Elastomer 17 und dem Netz 19 sichergestellt. Der Widerstand des elektrischen Kontakts ist hierbei abhängig von einem Anpressdruck von dem Gehäuseteil 11b auf die Platine 12.
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Durch die beschriebene Anordnung wird ein Sicherheitskonzept realisiert. Das Netz 19 dient als Sicherung des elektronischen Geräts 10 vor mechanischen Zugriffsversuchen. Wird das elektronische Gerät 10 an einem Punkt des Gehäuseteils 11a angebohrt, so wird hierbei von dem Bohrer das Netz 19 getroffen. Durch ein mechanisches Ziehen und/oder Reißen des Bohrers an dem Netz 19 wird eine elektrische Eigenschaft oder mehrere elektrische Eigenschaften des Netzes 19 verändert. Dies betrifft sowohl die elektrischen Eigenschaften des Netzes 19 an sich, als auch die Auflagefläche auf dem leitenden Elastomer 17. Im Allgemeinen hat jedwede mechanische Einwirkung auf das Netz 19 eine Auswirkung auf die elektrischen Eigenschaften des Netzes 19 und/oder des leitenden Elastomers 17. Diese Auswirkung kann von der Steuerelektronik 13 detektiert werden. Beispielsweise umfassen die elektrischen Eigenschaften einen Widerstand, eine Impedanz und eine Kapazität der Anordnung aus leitendem Elastomer 17 und leitendem Netz 19.
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Eine weitere Möglichkeit für einen unberechtigten Zugriffsversuch ist es, das Gehäuseteil 11b mit dem Anzeigebildschirm 20 abzuheben. Da das Gehäuseteil 11b über das Netz 19 und das leitende Elastomer 17 eine Kraft auf die Platine 12 bringt, beeinflusst das Gehäuseteil 11b indirekt den Widerstandswert der Anordnung des leitenden Elastomers 17 und des Netzes 19 zwischen der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15. Wird nun das Gehäuseteil 11b angehoben oder abgehoben, so wird eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Kontaktstelle des Netzes 19 mit dem leitenden Elastomer 17 von der Steuerelektronik 13 detektiert. Somit ist ein geschlossenes Sicherheitskonzept gegeben, das die Platine 12 mit allen darauf befindlichen Komponenten gegen mechanische Zugriffsversuche von außerhalb des Gehäuses 11 schützt. Das Netz 19 schützt hierbei die Seite der Platine 12, die von dem Gehäuseteil 11a umfasst wird. Das Gehäuseteil 11b wird gegen Abheben geschützt. Hier wäre eine Bohrung sichtbar und ein derartiger Angriff somit leichter zu erkennen. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung kann das Netz 19 auch den Teil der Platine 12 schützen, der unter dem Gehäuseteil 11b liegt.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils des elektronischen Geräts 10. In 3 ist zu sehen, dass das Netz 19 über einen Teil der Platine 12 gestülpt ist. Das Netz 19 umschließt die Halterung 18 so, dass das in der Halterung 18 angeordnete, leitende Elastomer 17 in Kontakt mit dem Netz 19 steht. In 3 ist kein Deckel beziehungsweise kein Gehäuseteil 11b dargestellt. Die Platine 12 mit elektronischen Komponenten, der Halterung 18, das leitende Elastomer 17 sowie das Netz 19 sind in das Gehäuseteil 11a eingesetzt. In einem Fertigungsschritt kann nun ein Gehäuseteil 11b aufgesetzt werden.
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In 4 ist die Halterung 18 zu sehen. Hierbei ist auf eine Darstellung des leitenden Elastomers 17 verzichtet worden, um die Übersicht nicht zu beeinträchtigen. Das leitende Elastomer 17 kann fluchend oberhalb der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15 in die Halterung 18 eingesetzt werden. Zwischen der Platine 12 und der Halterung 18 ist die dritte Kontaktstelle 16 angeordnet (gestrichelte Linien). Hier ist zu sehen, dass die dritte Kontaktstelle 16 die erste Kontaktstelle 14 und die zweite Kontaktstelle 15 umgibt.
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5 zeigt ein Flussdiagramm 50 für ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
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In dem Schritt 51 wird ein Signal ausgesendet. In der zu den 1, 3 und 4 beschriebenen Ausgestaltung wird das Signal über den ersten Anschluss der Steuerelektronik 13 an die erste Kontaktstelle 14 gesendet. Das Signal besteht hierbei aus einer Sequenz von Pulsen. Die Pulse werden pseudozufällig von der Steuerelektronik 13 erzeugt. Beispielsweise legt die Steuerelektronik 13 eine Spannung mehrmals hintereinander an dem ersten Anschluss an, so dass ein binär codiertes Signal erzeugt wird.
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In Schritt 52 überwacht die Steuerelektronik 13 den zweiten Anschluss auf ein Eintreffen eines Antwortsignals. Hierbei wird der zweite Anschluss für einen kurzen Zeitraum, dessen Startzeitpunkt abhängig von dem Aussenden des Signals über den ersten Anschluss ist, überwacht. Beispielsweise wird der zweite Anschluss 3 ms nach dem Aussenden des Signals über den ersten Anschluss überwacht.
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In Schritt 53 wird das in Schritt 51 gemessene Überwachungsergebnis mit einem hinterlegten Vergleichswert abgeglichen. Hierbei berücksichtigt die Steuerelektronik 13 eine Veränderung des Signals durch die elektrischen Eigenschaften aller Komponenten, die von dem elektrischen Signal unter Normalbedingungen durchlaufen werden.
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Entspricht das Ergebnis des Vergleichs aus Schritt 53 den Erwartungen, so wird in Schritt 54 eine vorbestimmte Zeit abgewartet und das Verfahren in Schritt 51, beispielsweise nach 5 ms, erneut gestartet. Soll die Energieversorgung, beispielsweise eine Batterie des elektronischen Geräts 10, geschont werden, so wird der Zeitraum, bis zum erneuten Starten des Verfahrens in Schritt 51 länger gewählt, beispielsweise 500 ms.
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Kommt kein Antwortsignal in dem Zeitraum der Überwachung in Schritt 53 an oder entspricht das Ergebnis des Vergleichs in Schritt 53 nicht den Erwartungen, so wird dies in Schritt 54 festgesellt und in Schritt 55 ein Alarmsignal ausgegeben.
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6 zeigt ein Flussdiagramm 60 für ein Verfahren gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung.
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In dem Schritt 61 wird ein Widerstandswert gemessen. In der zu den 1, 3 und 4 beschriebenen Ausgestaltung wird der Widerstandswert von der Steuerelektronik 13 zwischen der ersten Kontaktstelle 14 und der zweiten Kontaktstelle 15 gemessen. Der gemessene Widerstandswert ist hierbei abhängig von der Kontaktierung des leitenden Elastomers 17 mit dem leitfähigen Netz 19, sowie von der Struktur des Netzes 19.
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In Schritt 62 wird der gemessene Widerstandswert aus Schritt 61 gespeichert. Die Speicherung kann hierbei in einem Kurzzeitspeicher wie einem Register zum weiteren Verarbeiten des Werts aber auch in einem längerfristigen Speicher wie einem Flashspeicher oder einer Festplatte erfolgen, um eine Widerstandswertdatenbank anzulegen, auf die zu einem späteren Zeitpunkt zugegriffen werden kann.
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In Schritt 63 wird der in Schritt 61 gemessene Widerstandswert mit einem hinterlegten Widerstandswert abgeglichen. Der hinterlegte Widerstandswert wird aus einem Speicher bereitgestellt. Der hinterlegte Widerstandswert kann hierbei ein zuvor gespeicherter Widerstandswert sein.
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Ist ein Ergebnis des Abgleichs aus Schritt 63 kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, so wird dies in Schritt 64 festgestellt und das Verfahren wird in Schritt 61 neu begonnen. Überschreitet das Ergebnis des Abgleichs den vorgegebenen Grenzwert, so wird dies ebenfalls in Schritt 54 festgesellt und in Schritt 55 ein Alarmsignal ausgegeben.
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Das Alarmsignal, das in Schritt 65 ausgegeben wird, wird hierbei von der Steuerelektronik 13 ausgegeben. Das Alarmsignal kann hierbei eine für einen Benutzer bemerkbare Darstellung eines Eingriffs sein oder bewirken, wie beispielsweise Leuchten einer LED, Auslösen eines akustischen Signals oder ähnliches. In der beschriebenen Ausgestaltung löst das Alarmsignal auch ein automatisches Löschen von sicherheitsrelevanten Daten innerhalb des elektronischen Geräts 10 aus.
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In weiteren Ausgestaltungen löst das Alarmsignal gemäß den Verfahren zu 5 oder zu 6 eine Beschädigung an dem elektronischen Gerät 10 aus, sodass das elektronische Gerät 10 unbrauchbar wird. Dies kann beispielsweise das gezielte Durchbrennen eines elektrischen Kontakts sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektronisches Gerät
- 11
- Gehäuse
- 11a, 11b
- Gehäuseteil
- 12
- Platine
- 13
- Steuerelektronik
- 14
- erste Kontaktstelle
- 15
- zweite Kontaktstelle
- 16
- dritte Kontaktstelle
- 17
- leitendes Elastomer
- 18
- Halterung
- 19
- Netz
- 20
- Anzeigebildschirm
- 21
- leitender Bereich
- 22, 23
- isolierender Bereich
- 50, 60
- Flussdiagramm
- 51 bis 55
- Verfahrensschritte
- 61 bis 65
- Verfahrensschritte
