DE102019125943A1

DE102019125943A1 - Verbrauchskomponenten-vorrichtung

Info

Publication number: DE102019125943A1
Application number: DE102019125943.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Laackmann; Markus Gail
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20210097798A1

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung beschrieben aufweisend einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Stoffs oder Materials, welches unter Steuerung einer Verbrauchereinrichtung verbraucht wird, einen Authentifikationsschaltkreis zum Authentifizieren der Verbrauchereinrichtung und einen Schalter, der mit dem Authentifikationsschaltkreis gekoppelt ist. Der Authentifikationsschaltkreis ist eingerichtet, den Schalter derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.

Description

Ausführungsbeispiele betreffen allgemein Verbrauchskomponenten-Vorrichtungen.
Nachahmungen sind ein wichtiges Thema in Endverbrauchermärkten mit Verbrauchsgütern. Es besteht ein hohes Risiko, dass Nachahmer-Unternehmen Klone von Verbrauchskomponenten erstellen, die sich genauso verhalten wie die Originalkomponenten. Typischerweise werden Authentifizierungschips zum Schutz von Verbrauchskomponenten eingesetzt. In der Regel besteht ihre Aufgabe darin, nachzuweisen, dass eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (z.B. Druckerkartusche) als Original für das Host-Gerät (z.B. den Drucker) identifiziert werden kann. In diesem Beispiel würde der Drucker erst nachdem die Druckerkartusche authentifiziert wurde, die Kartusche als Original erkennen und zum Drucken verwenden.
Damit kann vermieden werden, dass mit einem Originalgerät ein nicht-originales Verbrauchsgut eingesetzt wird, oder der Nutzer kann gewarnt werden, dass es sich um ein nicht-originales Verbrauchsgut handelt. Jedoch kann es auch wünschenswert sein, zu verhindern, dass ein Original-Verbrauchsgut mit einem nicht-originalen verbrauchenden Gerät verwendet wird, z.B. um Missbrauch (z.B. Überdosierung) eines Inhaltsstoffs zu verhindern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung bereitgestellt aufweisend einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Stoffs oder Materials, welches unter Steuerung einer Verbrauchereinrichtung verbraucht wird, einen Authentifikationsschaltkreis zum Authentifizieren der Verbrauchereinrichtung und einen Schalter, der mit dem Authentifikationsschaltkreis gekoppelt ist. Der Authentifikationsschaltkreis ist eingerichtet, den Schalter derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.
Die Figuren geben nicht die tatsächlichen Größenverhältnisse wieder sondern sollen dazu dienen, die Prinzipien der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu illustrieren. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben.

1 zeigt eine Verbrauchsgutanordnung, bestehend aus einem Verbrauchsgut (auch bezeichnet als Verbrauchskomponenten-Vorrichtung) und einem verbrauchenden (oder nutzendem) Gerät (auch bezeichnet als V erbrauchereinri chtung).
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Authentifizieren einer Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung bei einer Host-Authentifizierungsschaltung.
3 zeigt eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt einen Authentifizierungschip gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt ein Authentifizierungschip-Gehäuse gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt ein Verbrauchsgut gemäß einer Ausführungsform.
7 zeigt eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.

Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Figuren, die Details und Ausführungsbeispiele zeigen. Diese Ausführungsbeispiele sind so detailliert beschrieben, dass der Fachmann die Erfindung ausführen kann. Andere Ausführungsformen sind auch möglich und die Ausführungsbeispiele können in struktureller, logischer und elektrischer Hinsicht geändert werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele schließen sich nicht notwendig gegenseitig aus sondern es können verschiedene Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, so dass neue Ausführungsformen entstehen. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung.
1 zeigt eine Verbrauchsgutanordnung 100, bestehend aus einem Verbrauchsgut 101 (auch bezeichnet als Verbrauchskomponenten-Vorrichtung) und einem verbrauchenden (oder nutzendem) Gerät 102 (auch bezeichnet als Verbrauchereinrichtung).
Das Verbrauchsgut 101 ist eine Vorrichtung, die eine Ressource bereitstellt (und beispielsweise speichert), die bei Betrieb des verbrauchenden Geräts 102 verbraucht wird.
Beispielsweise enthält das Verbrauchsgut ein (körperliches) Material, das verbraucht wird, wie bei einer Druckerpatrone, einer E-Zigaretten-Nachfüllpatrone, einer Verdampferpatrone für Insektizide/Insektenabwehrstoffe (z.B. Pyrethrin/Geraniol) oder auch einer medizinischen Substanz (z.B. Arznei) für ein medizinisches Gerät in einem entsprechenden Behälter.
Beispiele für Paare von Verbrauchsgut 101 und verbrauchendem Gerät 102 sind:

• Druckerpatrone - Drucker
• Nachfüllpatrone - Inhaliergerät
• Pflanzenschutzmittel/Insektizid/Insektenabwehrstoffbehälter - Pflanzenschutzmittel/Insektizid/Insektenabwehrstoffbehälter (z.B. Insektenschutzsteckdosenstecker)

Das Verbrauchsgut 101 wird beispielsweise mit dem verbrauchenden Gerät 102 körperlich verbunden, z.B. eingesteckt oder eingebaut. Das Verbrauchsgut 101 ist typischerweise auswechselbar (insbesondere lösbar) mit dem verbrauchenden Gerät 102 verbunden.
Der Hersteller eines verbrauchenden Geräts 102 wünscht typischerweise, dass nur Verbrauchsgüter 101, die von ihm selbst (oder einem Lizenznehmer) hergestellt werden, mit dem verbrauchenden Gerät 102 verwendet werden können.
Deshalb kann vorgesehen sein, dass das verbrauchende Gerät 102 eine (Host-)Authentifizierungsschaltung 103 aufweist, gegenüber der sich eine (Verbrauchsgut-)Authentifizierungsschaltung 104 authentifizieren muss. Das verbrauchende Gerät 102 weist beispielsweise eine Steuereinrichtung 105 auf, die den Betrieb des verbrauchenden Geräts 102 (auch als Host bezeichnet) mit dem Verbrauchsgut 101 (auch als Consumable bezeichnet) nur zulässt, wenn das Verbrauchsgut 101 sich mittels einer Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 104 erfolgreich bei der Host-Authentifizierungsschaltung 103 des verbrauchenden Geräts 102 authentifiziert hat.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 zum Authentifizieren einer Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 bei einer Host-Authentifizierungsschaltung 202.
Die Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 und die Host-Authentifizierungsschaltung 202 entsprechen beispielsweise der Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 104 bzw. der Host-Authentifizierungsschaltung 103 von 1.
Zur Authentifizierung der Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 bei der Host-Authentifizierungsschaltung 202 sendet die Host-Authentifizierungsschaltung 202 in 203 eine Challenge-Nachricht 204 an die Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201. In 205 erzeugt die Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 eine Antwort, die sie in Form einer Antwortnachricht 206 in 207 an die Host-Authentifizierungsschaltung 202 übermittelt. In 208 verifiziert Host-Authentifizierungsschaltung 202, dass die Antwort korrekt ist, beispielsweise der Challenge entspricht, und authentifiziert die Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201, wenn das der Fall ist.
Beispielsweise fügt die Host-Authentifizierungsschaltung 202 in die Challenge-Nachricht 204 eine zufällige Zahl ein, auf deren Basis die Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 die Antwort in korrekter Weise erzeugen muss, um von der Host-Authentifizierungsschaltung 202 authentifiziert zu werden. Beispielsweise basiert die Authentifizierung auf Elliptic Curve Cryptography (ECC). Die Antwort kann beispielsweise auch von einem zwischen der Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung 201 und der Host-Authentifizierungsschaltung 202 ausgehandelten kryptographischen Schlüssel abhängen.
Mit einer Authentifizierungsschaltung 104, z.B. in Form eines Authentifizierungschips, auf einem Verbrauchsgut 101 kann somit sichergestellt werden, dass ein verbrauchendes Gerät 102 nur Original-Verbrauchskomponenten-Vorrichtungen verwendet.
Was dieses Konzept der Verwendung eines Authentifizierungschips offen lässt, ist der umgekehrte Anwendungsfall. Für einen Drucker würde dies bedeuten, dass eine Originalkartusche in einem nicht-originalen Drucker verwendet wird. Dies wird für den Hersteller der Originalkartusche normalerweise kein Problem darstellen. Doch der Blickwinkel ändert sich, wenn das Verbrauchsgut selbst vor Missbrauch geschützt werden soll. Dies gilt für jedes Verbrauchsprodukt, das potenziell schädlich sein kann, z.B. Medikamentendepots (Insulin), E-Zigaretten-Pods (Nikotin), Pestizidbehälter für thermische Pestizidverteilungsvorrichtungen (Pyrethrin) und viele andere. Um vor solchem Missbrauch zu schützen ist das Konzept der Verwendung eines Authentifizierungschips nicht geeignet, denn für das nicht-originale verbrauchende Gerät (Host-Gerät) ist die Existenz eines Authentifizierungschips in dem Original-Verbrauchsgut typischerweise irrelevant und es könnte beispielsweise für solche Fälle zufällige Dosen des Inhaltsstoffs des Verbrauchsguts freisetzen, die ein Gesundheitsproblem darstellen können.
Kartuschen oder Behälter, die gefährliche Inhaltsstoffe enthalten, können mechanische Befestigungsmittel aufweisen, die spezifisch für das jeweilige Host-Gerät sind, so dass sie nicht mit einem anderen Host-Gerät verwendet (z.B. eingesetzt) werden können. Dies schützt jedoch nicht davor, dass missbräuchlich ein nicht-originales Host-Gerät gebaut wird, das speziell so ausgestaltet wird, dass die Kartuschen oder Behälter mechanisch mit dem nicht-originalen Host-Gerät kompatibel sind (z.B. hineinpassen).
Gemäß verschiedener Ausführungsformen werden aktive Mittel bereitgestellt, die es verhindern, dass ein originales Verbrauchsgut (z.B. eine Wegwerfvorrichtung wie eine Kartusche oder ein Behälter) mit einem nicht-originalen Host-Gerät verwendet wird.
3 zeigt eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform.
Analog zu dem Verbrauchsgut 101 weist die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 eine Authentifizierungsschaltung (z.B. in einem Authentifizierungschip) 301 auf, mit der sich die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 bei einem (originalen) verbrauchenden Gerät authentifizieren kann, z.B. wie mit Bezug auf 2 beschrieben.
Zum Schutz der Verwendung des Verbrauchsguts 101 mit einem nicht-originalem verbrauchenden Gerät weist die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 einen Schalter (z.B. einen Versorgungsschalter) 302 auf, der mit der Authentifizierungsschaltung 301 verbunden ist. Er kann extern zu einem Authentifizierungschip, der die Authentifizierungsschaltung 301 implementiert, vorgesehen sein, in ihn integriert sein oder auch im selben Package wie der Authentifizierungschip vorgesehen sein (und z.B. mittels Bonding-Drähten mit ihm verbunden sein).
Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 weist einen Behälter 303 mit einem Verbrauchsinhalt (z.B. Inhaltsstoff oder Inhaltsmaterial) auf. Der Verbrauchsinhalt kann über eine Ausgabeeinrichtung (z.B. ein Ventil oder einen Verschluss) 304 an ein verbrauchendes Gerät ausgegeben werden.
Die Ausgabeeinrichtung 304 wird über den Schalter 302 mit Strom versorgt, sofern dieser von der Authentifizierungsschaltung entsprechend gesteuert (z.B. geschlossen) wird. Umgekehrt hindert der Schalter die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 zu arbeiten (d.h. aktivierbar zu sein), also über die Ausgabeeinrichtung 304 den Verbrauchsinhalt auszugeben, bis die Authentifizierungsschaltung den Zugriff auf den Verbrauchsinhalt erlaubt hat (und den Schalter zum Zuführen von Strom zu der Ausgabeeinrichtung 304 schließt).
Der Schalter 302 kann beispielsweise die Ausgabeeinrichtung mit Strom versorgen, den er über einen Stromanschluss 305 von dem verbrauchenden Gerät erhält.
Auf diese Weise kann das System (aus Original-Verbrauchsgut und Original-Verbrauchereinrichtung) vor beiden Fällen illegaler oder unerwünschter Verwendung geschützt werden:

(A) Die Verwendung von nicht-originalen Verbrauchskomponenten-Vorrichtungen in einem originalen Host-Gerät und
(B) Die Verwendung einer originalen Verbrauchskomponente in einem nicht-originalen Host-Gerät.

Zum Schutz vor (A) kann vorgesehen sein, dass ein originales Host-Gerät eine Verbrauchskomponente nur dann nutzt, wenn sie sich bei ihm authentifiziert, wie es mit Bezug auf 2 beschrieben ist.
Zum Schutz vor (B) kann vorgesehen sein, dass die Authentifizierungsschaltung 301 nur dann zulässt, dass die originale Verbrauchskomponente 300 ihren Verbrauchsinhalt ausgibt, also z.B. nur dann den Schalter 302 schließt, wenn sich das verbrauchende Gerät, mit dem die Verbrauchskomponente 300 verbunden ist, bei der Authentifizierungsschaltung 301 authentifiziert hat. Dies kann beispielsweise wie mit 2 beschrieben erfolgen, wobei die Rollen von Verbrauchsgut 201 und verbrauchendem Gerät 202 vertauscht sind (d.h. das Verbrauchsgut schickt die Challenge und prüft die Antwort des verbrauchenden Geräts).
Die Authentifizierungsschaltung kann derart eingerichtet sein, dass auswählbar ist, vor welchem dieser Fälle (und ob vor keinem, einem oder beiden) sie schützen soll. Entscheidet der Hersteller der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 300 beispielsweise, dass sie mit nicht-originalen Host-Geräten verwendet werden kann, so kann er die Funktionalität zum Schutz vor Fall (B) in der Authentifizierungsschaltung einfach deaktivieren.
Im Folgenden werden verschiedene Implementierungsvarianten beschrieben.
4 zeigt einen Authentifizierungschip 400.
Der Authentifizierungschip 400 weist eine Authentifizierungsschaltung 401 und einen Schalter (z.B. Versorgungsschalter) 402, d.h. einen On-Chip-Schalter, auf. Die Implementierung von 4 kann somit als Chip-integrierte Lösung angesehen werden.
Der On-Chip-Schalter 402 ist beispielsweise ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), z.B. ein Leistungs-MOSFET, der von der Authentifizierungsschaltung 401 gesteuert wird, indem sie sein Gate auf einen entsprechenden Pegel setzt. Die Authentifizierungsschaltung 401 schließt den On-Chip-Schalter 402 nach einer erfolgreichen Authentifizierung des verbrauchenden Geräts bei der Authentifizierungsschaltung 401 (z.B. gemäß 2 mit vertauschten Rollen). Das Schließen des On-Chip-Schalters 402 erlaubt die Nutzung des Verbrauchsguts, d.h. die Abgabe des Verbrauchsinhalts an das verbrauchende Gerät.
Ein nicht-originales verbrauchendes Gerät, das den Authentifizierungschip 400 nicht verwendet (z.B. nicht mit ihm kommuniziert) oder sich nicht bei dem Authentifizierungschip 400 authentifizieren kann, wird deshalb daran gehindert, das originale Verbrauchsgut zu verwenden.
5 zeigt ein Authentifizierungschip-Gehäuse 500.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schalter (z.B. Versorgungsschalter) 502 im selben Chipgehäuse (Package) 500 wie ein Authentifizierungschip 501, der eine Authentifizierungsschaltung implementiert, vorgesehen. Die Implementierung von 5 kann somit als Gehäuse-integrierte Lösung angesehen werden.
Der Authentifizierungschip 501 kommuniziert mit dem Host-Gerät und weist den Schalter 502 (z.B. einen Leistungs-MOSFET) im selben Package 500 auf, den er anschaltet (schließt), wenn das Host-Gerät sich erfolgreich bei ihm authentifiziert hat. Ist der Schalter 502 geschlossen erlaubt dies dem Host-Gerät die Nutzung des Verbrauchsguts.
Ein nicht-originales verbrauchendes Gerät, das den Authentifizierungschip 501 nicht verwendet (z.B. nicht mit ihm kommuniziert) oder sich nicht gegenüber dem Authentifizierungschip 501 authentifizieren kann, wird deshalb daran gehindert, das originale Verbrauchsgut zu verwenden.
6 zeigt ein Verbrauchsgut 600.
Das Verbrauchsgut 600 hat ein Gehäuse 601, an dem ein Chipgehäuse (Package) 602 angebracht ist, das einen Authentifizierungschip 603 enthält.
Der Authentifizierungschip 603 kommuniziert mit dem Host-Gerät und weist ein Ausgangspin auf, das mit einem separaten Schalter 604 (z.B. einem Versorgungsschalter), beispielsweise mit einem separaten Leistungs-MOSFET, verbunden ist (z.B. mit dessen Gate).
Der Authentifizierungschip 603 schließt den Schalter 604, wenn das Host-Gerät sich erfolgreich bei ihm authentifiziert hat. Ist der Schalter 604 geschlossen erlaubt dies dem Host-Gerät die Nutzung des Verbrauchsguts.
Ein nicht-originales verbrauchendes Gerät, das den Authentifizierungschip 603 nicht verwendet (z.B. nicht mit ihm kommuniziert) oder sich nicht gegenüber dem Authentifizierungschip 603 authentifizieren kann, wird deshalb daran gehindert, das originale Verbrauchsgut zu verwenden.
Zusammenfassend wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung, wie sie in 7 dargestellt ist.
7 zeigt eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 gemäß einer Ausführungsform.
Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 weist einen Aufnahmebereich 701 zum Aufnehmen eines Stoffs oder Materials, welches unter Steuerung einer Verbrauchereinrichtung 704 verbraucht wird, auf.
Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 weist ferner einen Authentifikationsschaltkreis 702 zum Authentifizieren der Verbrauchereinrichtung 704 auf.
Ferner weist die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 einen Schalter 703 auf, der mit dem Authentifikationsschaltkreis 702 gekoppelt ist;
Der Authentifikationsschaltkreis 702 ist eingerichtet, den Schalter derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung 704 mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung 700 deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung 704 mittels des Authentifikationsschaltkreises 702 nicht authentifiziert ist.
In anderen Worten ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (z.B. ein Verbrauchsgut) derart eingerichtet, dass sie nur unter der Voraussetzung mit einem verbrauchenden Gerät (mit dem sie verbunden ist, z.B. eingeführt ist) zusammenarbeitet (d.h. aktivierbar ist), d.h. ihren Verbrauchsinhalt (Stoff oder Material) an das verbrauchende Gerät abgibt, wenn das verbrauchende Gerät bei der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung authentifiziert wurde.
Unter Verbrauchskomponenten-Vorrichtung wird eine Vorrichtung mit einem Gehäuse verstanden (d.h. beispielsweise nicht mit mehreren körperlich getrennte Komponenten, z.B. mit mehreren getrennten Gehäusen). Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung bildet zusammen mit der Verbraucheinrichtung eine Verbrauchskomponenten-Einrichtung (auch bezeichnet als Verbrauchskomponenten-Anordnung), die mehrere Vorrichtungen (z.B. mit jeweils einem Gehäuse) aufweist.
Der Authentifikationsschaltkreis (auch als Authentifizierungsschaltung bezeichnet) kann sowohl für die Durchführung einer Authentifizierung der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung bei der Verbrauchereinrichtung vorgesehen sein als auch für die Durchführung einer Authentifizierung der Verbrauchereinrichtung bei der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung. Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung kann aber auch einen zweiten Authentifikationsschaltkreis für die Durchführung einer Authentifizierung der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung bei der Verbrauchereinrichtung aufweisen.
Es kann auch ein separater Mikrocontroller vorgesehen sein (z.B. separat zu der Authentifizierungsschaltung, die die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gegenüber einer Verbrauchereinrichtung authentifiziert), der die Hauptfunktionen der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (d.h. die Abgabe eines Inhalts, z.B. mittels einer Ausgabeeinrichtung) steuert. Der Mikrocontroller kann mit der Authentifizierungsschaltung oder selbst mit der Verbrauchereinrichtung kommunizieren und nach erfolgreicher Authentifizierung der Verbrauchereinrichtung bei der Authentifizierungsschaltung oder dem Mikrocontroller selbst die Funktion (Ausgabe des Verbrauchsinhalts) durch entsprechende Steuerung eines Schalters (z.B. Schließen eines Versorgungsschalters) freigeben. Erfolgt die Authentifizierung des verbrauchenden Geräts bei der Authentifizierungsschaltung so kann die Steuerung somit über den Mikrocontroller erfolgen.
Die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung kann ferner eine Strommesseinrichtung zum Messen eines Stromflusses in die Verbrauchskomponenten-Einrichtung aufweisen, wobei der Authentifikationsschaltkreis ferner eingerichtet ist, im Rahmen der Authentifikation und/oder Aktivierung der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung den gemessenen Stromfluss zu berücksichtigen. Beispielsweise vergleicht der Authentifikationsschaltkreis den gemessenen Stromfluss mit einem vorgegeben Stromflussgrenzwert und ist eingerichtet, den Schalter derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn der Stromfluss den Stromflussgrenzwert nicht übersteigt. Dadurch kann ein Missbrauch durch erhöhte Stromzufuhr, die eine erhöhte Verbrauchsinhalt-Abgabe bewirken würde, vermieden werden. Der Stromflussgrenzwert kann beispielsweise im Authentifikationsschaltkreis gespeichert sein. Zur Strommessung und zum Verarbeiten des gemessenen Stroms kann der Authentifikationsschaltkreis beispielsweise einen Analog/Digital-Wandler aufweisen.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele angegeben.

Ausführungsbeispiel 1 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung, aufweisend einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines Stoffs oder Materials, welches unter Steuerung einer Verbrauchereinrichtung verbraucht wird, einen Authentifikationsschaltkreis zum Authentifizieren der Verbrauchereinrichtung und einen Schalter, der mit dem Authentifikationsschaltkreis gekoppelt ist, wobei der Authentifikationsschaltkreis eingerichtet ist, den Schalter derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.
Ausführungsbeispiel 2 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei der Aufnahmebereich ein Volumen aufweist von maximal ungefähr 0,5 dm³, optional maximal ungefähr 0,25 dm³, optional maximal ungefähr 0,1 dm³.
Ausführungsbeispiel 3 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 oder 2, aufweisend eine mechanische Schnittstelle zum mechanischen Kuppeln der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung mit der Verbrauchereinrichtung.
Ausführungsbeispiel 4 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3, wobei die mechanische Schnittstelle ferner eingerichtet ist zum Übertragen des Stoffs oder des Materials von dem Aufnahmebereich zu der Verbrauchereinrichtung.
Ausführungsbeispiel 5 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, wobei der Schalter als ein Transistor eingerichtet ist.
Ausführungsbeispiel 6 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, ferner aufweisend eine Strommesseinrichtung zum Messen eines Stromflusses in die Verbrauchskomponenten-Einrichtung, wobei der Authentifikationsschaltkreis ferner eingerichtet ist, im Rahmen der Authentifikation und/oder Aktivierung der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung den gemessenen Stromfluss zu berücksichtigen.
Ausführungsbeispiel 7 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, ferner aufweisend eine Ausgabeeinrichtung, die zum Ausgeben des Stoffs oder Materials eingerichtet ist, wobei die Ausgabeeinrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Ausgabeeinrichtung deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.
Ausführungsbeispiel 8 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 7, wobei der Authentifizierungsschaltkreis eingerichtet ist, die Ausgabeeinrichtung derart zu steuern, dass sie nur dann den Stoff oder das Material ausgibt, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung den Stoff oder das Material nicht ausgibt, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.
Ausführungsbeispiel 9 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 7 oder 8, aufweisend eine Stromversorgung, wobei der Schalter eingerichtet ist, die Ausgabeeinrichtung mit Strom von der Stromversorgung zu versorgen.
Ausführungsbeispiel 10 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 9, wobei der Authentifizierungsschaltkreis eingerichtet ist, den Schalter derart zu steuern, dass er nur dann die Ausgabeeinrichtung mit Strom versorgt, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises authentifiziert ist und dass er die Ausgabeeinrichtung nicht mit Strom versorgt, wenn die Verbrauchereinrichtung mittels des Authentifikationsschaltkreises nicht authentifiziert ist.
Ausführungsbeispiel 11 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 10, wobei der Authentifikationsschaltkreis eingerichtet ist, die Verbrauchereinrichtung basierend auf einer Kommunikation mit der Verbrauchereinrichtung zu authentifizieren.
Ausführungsbeispiel 12 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, aufweisend einen Chip, der den Authentifizierungsschaltkreis und den Schalter aufweist.
Ausführungsbeispiel 13 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, aufweisend ein Chipgehäuse, das einen Authentifizierungschip mit dem Authentifizierungsschaltkreis enthält und das den Schalter außerhalb des Authentifizierungschips enthält.
Ausführungsbeispiel 14 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 11, aufweisend ein Chipgehäuse, das einen Authentifizierungschip mit dem Authentifizierungsschaltkreis enthält, wobei die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung den Schalter außerhalb des Chipgehäuses enthält.
Ausführungsbeispiel 15 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 14, wobei der Aufnahmebereich ein Behälter ist und wobei der Authentifizierungsschaltkreis und der Schalter an dem Behälter befestigt sind.
Ausführungsbeispiel 16 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 15, wobei die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung eine Druckerpatrone, eine Inhalationseinrichtung oder ein Insektenstecker ist.
Ausführungsbeispiel 17 ist eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 16, wobei der Stoff oder das Material ein Pflanzenschutzmittel, ein Insektizid, Tinte oder eine Inhalationsflüssigkeit ist.
Ausführungsbeispiel 18 ist eine Verbrauchskomponenten-Einrichtung, aufweisend eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 17 und die Verbrauchereinrichtung, die mit der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung verbunden ist.

Obwohl die Erfindung vor allem unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte es von denjenigen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen bezüglich Ausgestaltung und Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Bereich der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche definiert wird, abzuweichen. Der Bereich der Erfindung wird daher durch die angefügten Ansprüche bestimmt, und es ist beabsichtigt, dass sämtliche Änderungen, welche unter den Wortsinn oder den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst werden.
Bezugszeichenliste

100: Verbrauchsgutanordnung
101: Verbrauchsgut
102: verbrauchendes Gerät
103: Host-Authentifizierungsschaltung
104: Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung
105: Steuereinrichtung
200: Ablaufdiagramm
201: Verbrauchsgut-Authentifizierungsschaltung
202: Host-Authentifizierungsschaltung
203: Ablaufschritt
204: Challenge-Nachricht
205: Ablaufschritt
206: Response-Nachricht
207, 208: Ablaufschritte
300: Verbrauchskomponenten-Vorrichtung
301: Authentifizierungsschaltung
302: Schalter
303: Behälter
304: Ausgabeeinrichtung
305: Stromanschluss
400: Authentifizierungschip
401: Authentifizierungsschaltung
402: Schalter
500: Authentifizierungschip-Gehäuse
501: Authentifizierungschip
502: Schalter
600: Verbrauchsgut
601: Gehäuse
602: Chipgehäuse
603: Authentifizierungschip
604: Schalter
700: Verbrauchskomponenten-Vorrichtung
701: Aufnahmebereich
702: Authentifikationsschaltkreis
703: Schalter
704: Verbrauchereinrichtung

Claims

Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700), aufweisend: • einen Aufnahmebereich (701) zum Aufnehmen eines Stoffs oder Materials, welches unter Steuerung einer Verbrauchereinrichtung (704) verbraucht wird, • einen Authentifikationsschaltkreis (702) zum Authentifizieren der Verbrauchereinrichtung (704); • einen Schalter (703), der mit dem Authentifikationsschaltkreis (702) gekoppelt ist; • wobei der Authentifikationsschaltkreis (702) eingerichtet ist, den Schalter (703) derart zu steuern, dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreises (702) authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreises (702) nicht authentifiziert ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 1, wobei der Aufnahmebereich (701) ein Volumen aufweist von maximal ungefähr 0,5 dm³, optional maximal ungefähr 0,25 dm³, optional maximal ungefähr 0,1 dm³.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine mechanische Schnittstelle zum mechanischen Kuppeln der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) mit der Verbrauchereinrichtung (704).
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 3, wobei die mechanische Schnittstelle ferner eingerichtet ist zum Übertragen des Stoffs oder des Materials von dem Aufnahmebereich (701) zu der Verbrauchereinrichtung (704).
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schalter (703) als ein Transistor eingerichtet ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: • eine Strommesseinrichtung zum Messen eines Stromflusses in die Verbrauchskomponenten-Einrichtung; • wobei der Authentifikationsschaltkreis (702) ferner eingerichtet ist, im Rahmen der Authentifikation und/oder Aktivierung der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) den gemessenen Stromfluss zu berücksichtigen.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine Ausgabeeinrichtung, die zum Ausgeben des Stoffs oder Materials eingerichtet ist, wobei die Ausgabeeinrichtung nur dann aktivierbar ist, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es authentifiziert ist und dass die Ausgabeeinrichtung deaktiviert ist, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es nicht authentifiziert ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 7, wobei der Authentifizierungsschaltkreis eingerichtet ist, die Ausgabeeinrichtung derart zu steuern, dass sie nur dann den Stoff oder das Material ausgibt, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es authentifiziert ist und dass die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) den Stoff oder das Material nicht ausgibt, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es nicht authentifiziert ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 7 oder 8, aufweisend eine Stromversorgung, wobei der Schalter (703) eingerichtet ist, die Ausgabeeinrichtung mit Strom von der Stromversorgung zu versorgen.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß Anspruch 9, wobei der Authentifizierungsschaltkreis eingerichtet ist, den Schalter (703) derart zu steuern, dass er nur dann die Ausgabeeinrichtung mit Strom versorgt, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es authentifiziert ist und dass er die Ausgabeeinrichtung nicht mit Strom versorgt, wenn die Verbrauchereinrichtung (704) mittels des Authentifikationsschaltkreis (702)es nicht authentifiziert ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Authentifikationsschaltkreis (702) eingerichtet ist, die Verbrauchereinrichtung (704) basierend auf einer Kommunikation mit der Verbrauchereinrichtung (704) zu authentifizieren.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend einen Chip, der den Authentifizierungsschaltkreis und den Schalter (703) aufweist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend ein Chipgehäuse, das einen Authentifizierungschip mit dem Authentifizierungsschaltkreis enthält und das den Schalter (703) außerhalb des Authentifizierungschips enthält.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend ein Chipgehäuse, das einen Authentifizierungschip mit dem Authentifizierungsschaltkreis enthält, wobei die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) den Schalter (703) außerhalb des Chipgehäuses enthält.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Aufnahmebereich (701) ein Behälter ist und wobei der Authentifizierungsschaltkreis und der Schalter (703) an dem Behälter befestigt sind.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) eine Druckerpatrone, eine Inhalationseinrichtung oder ein Insektenstecker ist.
Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Stoff oder das Material ein Pflanzenschutzmittel, ein Insektizid, Tinte oder eine Inhalationsflüssigkeit ist.
Verbrauchskomponenten-Einrichtung, aufweisend: • eine Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17; und • die Verbrauchereinrichtung (704), die mit der Verbrauchskomponenten-Vorrichtung (700) verbunden ist.