DE19600770C2

DE19600770C2 - Sicherheitsfolie mit EMV-Schutz

Info

Publication number: DE19600770C2
Application number: DE19600770A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Droege; Ludwig Dipl Ing Fischer; Markus Dipl Ing Scheibel; Dieter Dipl Ing Sonnentag
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: US5796335A; DE19600770A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsfolie zur elektronischen Erkennung eines mechanischen Eindringens in ein mit der Sicherheitsfolie umwickeltes Sicherheitsmodul zur Unterbringung sicherheitsrelevanter Teile, sowie ein solches Sicherheitsmodul.

Stand der Technik

Geräte mit einem hohen Sicherheitsbedarf, insbesondere für den elektronischen Zahlungsverkehr (Electronic Funds Transfer oder Electronic Cash) weisen vielfach ein sogenanntes Sicherheitsmodul auf, in das Bauelemente, die gegen einen unberechtigten Zugriff zu schützen sind, eingebaut werden. Der unberechtigte Zugriff wird hierbei insbesondere mit Sicherheitsfolien verhindert. Aus EP-04 59 838 A2 ist eine derartige Sicherheitsfolie bekannt. Die bekannte Sicherheitsfolie weist eine flexible Schicht aus isolierendem Material und elektrisch leitenden Schichten auf, wobei das Material dieser elektrisch leitenden Schichten schmelzbar ist. Die elektrisch leitenden Schichten sind auf den beiden entgegengesetzten Oberflächen der isolierenden Schicht angeordnet. Die elektrisch leitenden Schichten sind mit einer Detektorschaltung verbunden. Verändert sich der elektrische Widerstand der leitenden Schichten infolge eines unberechtigten Durchbohrens der Sicherheitsfolie, so wird dies mit Hilfe der Detektorschaltung registriert.

Aus US-35 94 770 ist eine Sicherheitsfolie bekannt, bei der innerhalb der Sicherheitsfolie mehrere Schaltungen angeordnet sind. Die Schaltungen umfassen im wesentlichen sich kreuzende Leiterbahnen. Ein unberechtigter Zugriff und eine sich daraus ergebende Unterbrechung einzelner Leiterbahnen wird mit Hilfe der in die Sicherheitsfolie integrierten Schaltungen detektiert.

Eine weitere Sicherheitsfolie ist aus EP-05 26 066 A1 bekannt. Die bekannte Sicherheitsfolie zur Umhüllung eines Sicherheitsmoduls ist von einer Vielzahl elektrisch leitender Verbindungen durchsetzt. Die infolge eines unberechtigten Zugriffs auf das Sicherheitsmodul auftretende Unterbrechung der Leiterbahnen führt zu einem veränderten Widerstand dieser Leiterbahnen. Der veränderte Widerstand wird mit Hilfe einer entsprechenden Schaltung, die mit den Leiterbahnen verbunden ist, registriert.

Häufig befindet sich in oder in Verbindung mit dem Sicherheitsmodul unter anderem eine Tastatur zur Eingabe von Daten, wie zum Beispiel einer persönlichen Identifikationsnummer (PIN). Bei der Betätigung der Tastatur, so wie bei anderen Vorgängen innerhalb des Sicherheitsmoduls, entsteht gegebenenfalls eine elektromagnetische Strahlung. Durch ein Messen der abgegebenen elektromagnetischen Strahlung kann wiederum auf Daten, wie zum Beispiel die während einer Identifikation gedrückten Tasten zur Eingabe der persönlichen Identifikationsnummer PIN, oder andere Vorgänge zurückgeschlossen werden. Da es sich hierbei jedoch um sensitive und vielfach geheime Daten handelt, muß eine Messung der abgegebenen elektromagnetischen Strahlung verhindert werden.

Das Sicherheitsmodul muß weiterhin gegenüber einem ungehinderten Eindringen von elektromagnetischen Wellen geschützt werden. Bei bestimmten Anwendungen muß auch aufgrund von vorgegebenen Zertifizierungsvorschriften die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des gesamten Gerätes, einschließlich des Sicherheitsmoduls, gewährleistet werden. Aus diesem Grunde wird vielfach eine Schirmung des Sicherheitsmoduls vorgeschlagen.

Um bei elektronischen Geräten die Ein- bzw. Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen verhindern zu können, wird in der Regel eine metallische Schirmung verwendet. Insbesondere werden vielfach Metallgehäuse angewandt, in deren Inneren sich dann das Sicherheitsmodul befindet. Das Sicherheitsmodul wird durch das Metallgehäuse i.a. wirksam gegen Ein- und Abstrahlung elektromagnetischer Wellen geschützt. Jedoch sind Metallgehäuse vielfach zeitaufwendig bei der Herstellung und somit entsprechend teuer. Dementsprechend werden häufig auch Kunststoffgehäuse verwendet, bei denen das Gehäuse von innen in einem zusätzlichen Herstellungsschritt, wie zum Beispiel durch Verwendung von leitfähigem Lack oder Beschichtungen, nachgearbeitet wird. Auch hierdurch kann ein wirksamer elektromagnetischer Schutz erreicht werden.

Die bekannten Schirmungen von Sicherheitsmodulen gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abstrahlung können zwar meist einen ausreichenden elektromagnetischen Schutz darstellen, erfordern jedoch einen zusätzlichen Arbeits- bzw. Materialaufwand und verteuern dementsprechend das Gesamtprodukt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Schirmung von Sicherheitsmodulen gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abstrahlung möglichst kostengünstig sicherzustellen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Sicherheitsfolie, wie beispielsweise eine Bohrschutzfolie, mit der ein Sicherheitsmodul umwickelt wird unmittelbar mit einer Schirmung gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abstrahlung versehen. Vorzugsweise erfolgt die Schirmung mittels einem auf der Bohrschutzfolie aufgebrachten Metallgitter mit vorgebbaren Gitterabständen. Über die Größe der Gitterabstände lassen sich die Ein- und Abstrahlverhältnisse, insbesondere die damit verbundenen Spektren, beeinflussen.

Die Erfindung findet Anwendung insbesondere im Elektronischen Zahlungsverkehr.

Die Erfindung ermöglicht eine wirksame und kostengünstige Schirmung von Sicherheitsmodulen gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abstrahlung. Da auf bereits vorhandene Baugruppen zurückgegriffen werden kann, wird ein zusätzlicher Zeit- und Arbeitsaufwand vermieden.

Weitere, vorteilhafte Ausführungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Beschreibung der Zeichnungen

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im folgenden Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Funktionsgleiche Elemente sollen gleiche Bezugszeichen tragen. Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Bohrschutzfolie mit mäanderförmig geführten Leiterzügen,

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schirmung auf der Bohrschutzfolie gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Schaltungsweise für eine Ausführungsform bei der die Mäanderstruktur für den Bohrschutz unmittelbar für die elektromagnetische Abschirmung benutzt wird.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Um einen unberechtigten Zugriff auf Baugruppen bzw. auf gespeicherte Daten innerhalb eines Sicherheitsmoduls zu verhindern, wird das Sicherheitsmodul komplett mit einer Sicherheitsfolie 1, wie beispielsweise einer Bohrschutzfolie 1 (Intrusion Detection Screen) umwickelt. Die Bohrschutzfolie 1 ist vorzugsweise als eine flexible Leiterkarte ausgeführt und weist vorzugsweise mäanderförmig geführte Leiterzüge 10 mit minimaler Breite und Abstand zueinander auf, die den eigentlichen Durchbohrschutz darstellen. Fig. 1 stellt in Vergrößerung beispielhaft einen Teilbereich der Leiterzüge 10 dar. Werden die Leiterzüge kurzgeschlossen oder durch mechanische Einwirkung wie z. B. eine Bohrung oder ein Riß verletzt, löst eine (nicht gezeigte) Sicherheitsschaltung einen Alarm aus. Vorzugsweise werden aufgrund des ausgelösten Alarms alle sicherheitssensitiven Daten gelöscht.

Erfindungsgemäß wird die Bohrschutzfolie 1 unmittelbar mit einer Schirmung gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abschirmung versehen. Vorzugsweise erfolgt die Schirmung mittels einem auf der Bohrschutzfolie 1 aufgebrachten Metallgitter mit vorgebbaren Gitterabständen. Über die Größe der Gitterabstände lassen sich die Ein- und Abstrahlverhältnisse, insbesondere die damit verbundenen Spektren, beeinflussen. Zusätzliche Komponenten für die elektromagnetische Schirmung werden i.a. nicht notwendig.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schirmung auf der Bohrschutzfolie 1 gemäß Fig. 1. Die Schirmung weist einzelne, miteinander elektrisch in Verbindung stehende Leitungen 100, vorzugsweise Kupferleitungen, auf. Die Kupferleitungen 100 werden vorzugsweise als ein Gitter mit vorgebbaren Abständen, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgeführt. Entsprechend kann jedoch auch ein anderes als das Gittermuster verwendet werden oder die Schirmung wird als eine durchgehende, vollständige Beschichtung der im wesentlichen gesamten Fläche der Bohrschutzfolie 1 ausgeführt.

Bei der Gestaltung der Schirmung kann mittels Aussparungen 110 auf konstruktionsbedingte Merkmale, wie eine Tastatur oder eine Anzeige eingegangen werden. Ist eine Schirmung in bestimmten Bereichen nicht gewünscht, oder muß aus konstruktiven Gründen in bestimmten Bereichen auf die Schirmung verzichtet werden, kann dies bei dem Entwurf und dem Layout der Schirmung bereits berücksichtigt werden. Die Aussparungen 110 werden vorzugsweise von einem Leiter umrandet, innerhalb der Aussparung 110 befinden sich jedoch keine Leitungen.

Weiterhin können spezielle Bereiche der Schirmung für Kontaktierungen 120 mit dieser vorgesehen werden. Vorzugsweise werden die Kontaktierungen 120 so ausgeführt, daß sie ein großflächiges und sicheres elektrisches Verbinden der Schirmung, beispielsweise mit einem Erdpotential, erlauben. Die Leitungen im Bereich der Kontaktierung 120 werden vorzugsweise breiter ausgeführt, um so einen niederohmigen Kontakt zu erreichen.

Die Verbindung der Schirmung mit einem Masseanschluß eines Gesamtgerätes kann ohne zusätzlichen Aufwand bei einem Einbau des Sicherheitsmoduls in das Gesamtgerät erfolgen. Beispielsweise kann das Sicherheitsmoduls mit Hilfe eines Abdeckblechs aus Metall befestigt werde. Dieses Abdeckblech wird dann mit dem Masseanschluß des Gesamtgerätes leitend verbunden.

Um ein Oxidieren der Schirmung zu verhindern, kann das komplette Gitter der Schirmung galvanisch geschützt werden, zum Beispiel durch ein Verzinnen.

Die Bohrschutzfolie 1 wird vorzugsweise als eine zweiseitige flexible Leiterkarte ausgeführt. Die Mäander für den Bohrschutz werden hierbei auf einer Seite aufgebracht, während die Schirmung sich auf der anderen Seite der Bohrschutzfolie 1 befindet.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Mäanderstruktur für den Bohrschutz unmittelbar für die elektromagnetische Abschirmung benutzt. Fig. 3 zeigt die Schaltungsweise einer derartige Anordnung. Über eine Kapazität 200 wird der Mäander 210 der Bohrschutzfolie 1 mit dem Erdpotential verbunden. Dadurch werden alle EMV Signale, die innerhalb des Sicherheitsmoduls entstehen, oder von außen auf das Modul einwirken, mit dem Erdpotential verbunden und damit unwirksam. Eine Auswerteschaltung 220, die nur auf Manipulationen des Mäanders 210, z. B. durch Unterbrechung, reagiert, bleibt von dieser Maßnahme unbeeinflußt. Das Erdpotential kann vorzugsweise in die Bohrschutzfolie 1 von außen eingeführt werden, so daß das Erdpotential innerhalb der Bohrschutzfolie 1 vorhanden ist.

Außenkanten 130 der Schirmung werden vorzugsweise der Außenkante der Bohrschutzfolie 1 angepaßt. So kann ein Einreißen der Bohrschutzfolie 1 während einer Montage verhindert werden.

Biegekanten 140 werden vorzugsweise mit Leitungen der Schirmung 100 vordefiniert. Dies erleichtert ein Biegen der Bohrschutzfolie 1 bei der Montage.

Bei Verwendung einer Tastatur innerhalb des Sicherheitsmoduls weist diese eventuell unter der Bohrschutzfolie 1 liegende Tastpunkte auf. Diese werden vorzugsweise mit Hilfe der Aussparung 110 von der Schirmung freigelassen, um zu verhindern, daß die benötigten Druckkräfte unzulässig hoch werden.

Claims

1. Sicherheitsfolie (1) zur elektronischen Erkennung eines mechanischen Eindringens in ein mit der Sicherheitsfolie (1) umwickeltes Sicherheitsmodul, auf welchem sicherheitsrelevante Teile untergebracht sind, wobei die Sicherheitsfolie (1) mit einer Schirmung gegenüber elektromagnetischer Ein- und Abstrahlung versehen ist.

2. Sicherheitsfolie (1) nach Anspruch 1, wobei die Schirmung als ein auf der Sicherheitsfolie (1) aufgebrachtes Metallgitter mit vorgebbaren Gitterabständen ausgeführt ist.

3. Sicherheitsfolie (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schirmung eine Aussparung (110) aufweist um konstruktionsbedingte Merkmale des Sicherheitsmoduls zu berücksichtigen.

4. Sicherheitsfolie (1) nach Anspruch 3, wobei die Aussparung (110) von einem Leiter umrandet wird.

5. Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sicherheitsfolie (1) Kontaktierungen (120) aufweist, die ein großflächiges und sicheres elektrisches Verbinden der Schirmung erlauben.

6. Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sicherheitsfolie (1) als eine zweiseitige flexible Leiterkarte ausgeführt ist, wobei die eine Seite zur elektronischen Erkennung des mechanischen Eindringens dient und auf der anderen Seite sich die Schirmung befindet.

7. Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine zur elektronischen Erkennung des mechanischen Eindringens dienende Leiterstruktur unmittelbar für die Schirmung benutzt wird.

8. Sicherheitsfolie (1) nach Anspruch 7, wobei die zur elektronischen Erkennung des mechanischen Eindringens dienende Leiterstruktur mit der Auswerteschaltung (220) und über die Kapazität (200) mit Erdpotential verbunden wird.

9. Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Außenkanten (130) der Schirmung der Außenkante der Sicherheitsfolie (1) angepaßt werden.

10. Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Biegekanten (140) der Sicherheitsfolie (1) mit Leitungen (100) der Schirmung vordefiniert werden.

11. Sicherheitsmodul zur Unterbringung sicherheitsrelevanter Teile mit einer Sicherheitsfolie (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.