DE19601390C2 - Mikrochip - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrochip mit einem lichtempfindlichen Element, wobei im Ansprechen auf einen Lichteinfall auf das lichtempfindliche Element sofort oder später eine Reaktion erfolgt, die ein zumindest teilweises Löschen von gespeicherter Information und/oder eine Zer­ störung des Mikrochips oder Teilen desselben umfaßt.

Derartige Mikrochips sind beispielsweise aus der US 5 053 992, der US 5 159 629, der US 5 233 563, und dem Aufsatz "Mehr Sicherheit in Prozessorkarten" von Betirac Michel et al. in der Zeitschrift Funkschau, 1991, Heft 20, Seiten 76 bis 78 bekannt.

Die lichtempfindlichen Elemente sind dabei Bestandteile von Schutzmechanismen, die den Mikrochip vor elektrischen und/oder optischen Analysen schützen sollen. Sie sind an Stellen vorgesehen, an welche nur bei Entfernung und/oder Zerstörung einer den Mikrochip ganz oder teilweise umgebenden Ummantelung oder Teilen derselben Licht gelangen kann, und veranlassen bei Lichteinfall ein zumindest teilweises Löschen von im Mikrochip gespeicherter Information oder eine Zer­ störung des Mikrochips oder Teilen desselben.

Die wie erwähnt angeordneten und verwendeten lichtempfind­ lichen Elemente schützen den Chip relativ gut vor Aus­ spähungsversuchen. Sie erschweren andererseits die Her­ stellung und das Testen der Mikrochips, denn auch hierbei darf ja kein Licht auf die lichtempfindlichen Elemente gelan­ gen. Das Vorsehen von lichtempfindlichen Elementen der er­ wähnten Art im Mikrochip ist daher mit einem nicht unerhebli­ chen Zusatzaufwand verbunden, was erkennbar ein Nachteil ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mikrochip zu schaffen, bei dem auf einfache Weise und mit minimalem Aufwand zuverlässig verhinderbar ist, daß er durch Unberechtigte analysiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die im Ansprechen auf einen Lichteinfall auf das lichtempfindliche Element erfolgende Reaktion der Art und dem Umfang nach von einer vorherigen Aktivierung abhängt und we­ nigstens ein zumindest teilweises Löschen von gespeicherter Information und/oder eine Zerstörung des Mikrochips oder Tei­ len desselben umfaßt.

Da der Schutzmechanismus, dessen Bestandteil das licht­ empfindliche Element ist, erst durch eine gesonderte Akti­ vierung in Betrieb genommen wird, können die Herstellung und das Testen des Mikrochips bei noch nicht aktiviertem oder de­ aktiviertem Schutzmechanismus erfolgen.

Bei dem erfindungsgemäßen Mikrochip ist damit auf einfache Weise und mit minimalem Aufwand zuverlässig verhinderbar, daß er durch Unberechtigte analysiert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Ausgangspunkt ist ein vor einer unbefugten Fremdanalyse zu schützender, beispielsweise (aber nicht ausschließlich) in einer Chipkarte enthaltener Mikrochip. Der Mikrochip kann ein beliebiges elektronisches Element sein; in der Regel wird es sich hierbei jedoch um eine integrierte Schaltung wie einen Mikroprozessor, Signalprozessor, Mikrocontroller, Speicher­ baustein oder dergleichen handeln.

Der Mikrochip ist ganz oder teilweise von einem lichtundurch­ lässigen Ummantelungsabschnitt (im folgenden der Einfachheit halber kurz als Ummantelung bezeichnet) umgeben, um ihn me­ chanisch zu schützen und um eine optische Analyse von dessen Aufbau und Strukturen zu verhindern.

Die lichtundurchlässige Ummantelung bedeckt zumindest die sicherheitsrelevanten Bereich des Mikrochips.

Sofern auch eine elektrische Analyse des Mikrochips ausge­ schlossen sein soll, sind auch die elektrischen Anschlußstel­ len des Mikrochips und die mit diesen verbundenen Signallei­ tungen, gegebenenfalls auch eine äußere Beschaltung des zu schützenden Mikrochips von der Ummantelung umgeben.

Die Ummantelung kann durch ein Gehäuse, ein gehäuseartiges Gebilde (beispielsweise Vergußmassen bzw. sogenannte Globe- Top-Abdeckungen bei in Chipkarten enthaltenen Mikrochips und dergleichen) oder ein Teil derselben gebildet werden; alter­ nativ oder ergänzend kann sie auch durch ein über dem zu schützenden Mikrochip angeordnetes weiteres elektrisches, elektromechanisches oder mechanisches Bauelement, beispiels­ weise durch einen auf den zu schützenden Mikrochip direkt oder indirekt (d. h. unter Einfügung einer Isolationsschicht oder dergleichen) aufgesetzten zweiten Mikrochip, oder ein Teil desselben gebildet werden.

Erfindungsgemäß sind nun innerhalb des Mikrochip-Ummante­ lungsgebildes ein oder mehrere lichtempfindliche Elemente vorgesehen.

Die lichtempfindlichen Elemente können dabei in die Ummante­ lung integriert sein und/oder an der Oberfläche und/oder im Inneren des Mikrochips vorgesehen sein. Sie sind vorzugsweise über oder in unmittelbarer Nähe von denjenigen Stellen des Mikrochips angeordnet, dessen ungehinderte Freilegung für eine Analyse des Mikrochips förderlich sein könnte.

Bei bestimmungsgemäßem Umgang mit dem wie beschrieben umman­ telten Mikrochip fällt auf das lichtempfindliche Element auf­ grund der Lichtundurchlässigkeit der darüber liegenden Umman­ telung nie Licht. Bei bestimmungsfremdem Umgang mit dem Mi­ krochip, d. h. bei Freilegen desselben unter Entfernen und/oder Zerstören der Ummantelung oder spätestens beim Ver­ such einer unter Beleuchtung durchzuführenden optischen Ana­ lyse oder einem ebenfalls unter Beleuchtung durchzuführenden Anschließen von Signalleitungen zum Auslesen von Speicher­ inhalten oder dergleichen trifft hingegen zwangsläufig Licht auf das lichtempfindliche Element.

Dies löst in Abhängigkeit von der Art des lichtempfindlichen Elements unterschiedliche Vorgänge im lichtempfindlichen Ele­ ment aus.

Ist das lichtempfindliche Element ein Speicherelement, dessen Inhalt beim Einfall von Licht veränderbar ist, kann dieser Speicherinhalt durch eine hierzu vorgesehene Steuereinrich­ tung (Sicherheitslogik) ausgewertet werden. Das Auslesen des Speicherelements und die Auswertung des Inhalts kann dabei zu beliebigen Anlässen (beispielsweise immer bei Anlegen einer Betriebsspannung) und/oder Zeitpunkten erfolgen. Wird dabei festgestellt, daß ein Lichteinfall auf das lichtempfindliche Element stattgefunden hat, also ein Versuch unternommen wird, den Mikrochip zu analysieren, wird dies zum Anlaß genommen, eine vom Typ des lichtempfindlichen Elements unabhängige, später noch genauer beschriebene Reaktion zu veranlassen.

Ist das lichtempfindliche Element ein fotoelektrisches Wand­ lerelement, das bei Lichteinfall eine Spannung erzeugt, kann diese Spannung dazu verwendet werden, eine vom Typ des licht­ empfindlichen Elements unabhängige, später noch genauer be­ schriebene Reaktion zu veranlassen bzw. durchzuführen.

Ist das lichtempfindliche Element ein bei Lichteinfall seine elektrischen Eigenschaften veränderndes Element, können die veränderten elektrischen Eigenschaften zur Realisierung einer Schaltfunktion verwendet werden, mittels welcher eine vom Typ des lichtempfindlichen Elements unabhängige, später noch ge­ nauer beschriebene Reaktion veranlaßbar bzw. durchführbar ist.

Die Reaktion auf das Erfassen eines Lichteinfalls bzw. auf einen Lichteinfall besteht allgemein gesprochen darin, daß Maßnahmen getroffen werden, die eine Analyse des zu schützen­ den Mikroprozessors unmöglich machen. Die Reaktion kann bei­ spielsweise darin bestehen, daß gespeicherte Informationen ganz oder teilweise gelöscht und/oder der Mikrochip oder ein­ zelner Funktionen desselben zerstört werden (beispielsweise durch Zünden sogenannter Fuses). Darüber hinaus können auf das Erfassen eines Lichteinfalls hin bzw. auf einen Lichtein­ fall hin selbstverständlich auch beliebige andere Reaktionen ausgelöst werden, die die Analyse des zu schützenden Chips erschweren oder ausschließen.

Um zu verhindern, daß ein Lichteinfall auf das lichtempfind­ liche Element schon bei der Herstellung des Mikrochips die beschriebene Reaktion zeigt, ist gegebenenfalls ein Aktivie­ rungsprozeß vorzusehen, durch welchen die ursprünglich noch nicht aktivierten Reaktionen aktivierbar sind, beispielsweise indem eine Sicherheitslogik irreversibel von einem Aus-Zu­ stand in einen Bereitschaftszustand versetzt wird.

Die spektrale Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements ist vorzugsweise so ausgelegt, daß nicht nur der Einfall von sichtbarem Licht, sondern auch der Einfall anderer Strah­ lungsarten, die zur Sichtbarmachung von Mikrochip-Strukturen verwendbar sind, durch das lichtempfindliche Element erfaßbar sind. Sofern das gesamte Strahlungsspektrum nicht durch ein einzelnes lichtempfindliches Element abgedeckt werden kann, kann in Betracht gezogen werden, jeweils mehrere licht­ empfindliche Elemente vorzusehen, die sich diesbezüglich er­ gänzen.

Die über einem lichtempfindlichen Element vorgesehene Chip- Ummantelung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie für sämtliche Strahlungs-Wellenlängen, die durch das lichtemp­ findliche Element erfaßbar ist, undurchlässig ist; sofern be­ stimmte Strahlungswellenlängen in der Umgebung des zu schüt­ zenden Chips üblicherweise nicht vorkommen, kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Ummantelung hierfür durchlässig zu gestalten.

Claims (11)

1. Mikrochip mit einem lichtempfindlichen Element, wobei im Ansprechen auf einen Lichteinfall auf das lichtempfindliche Element sofort oder später eine Reaktion erfolgt, deren Art und Umfang von einer vorherigen Aktivierung abhängt und ein zumindest teilweises Löschen von gespeicherter Information und/oder eine Zerstörung des Mikrochips oder Teilen desselben umfaßt.

2. Mikrochip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element an einer Stelle vorgesehen ist, an welche nur unter bestimmungsfremder Entfernung und/oder Zerstörung eines den Mikrochip ganz oder teilweise umgebenden lichtundurchlässigen Ummantelungsabschnittes oder Teilen desselben Licht gelangen kann.

3. Mikrochip nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrochip Bestandteil einer Chipkarte ist.

4. Mikrochip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ummantelungsabschnitt durch ein gehäuseartiges Ge­ bilde oder ein Teil desselben gebildet wird.

5. Mikrochip nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ummantelungsabschnitt durch ein über dem Mikrochip angeordnetes weiteres Bauelement oder ein Teil desselben ge­ bildet wird.

6. Mikrochip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element ein auf einen Lichteinfall ansprechendes Speicherelement ist.

7. Mikrochip nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitslogik vorgesehen ist, welche die im Spei­ cherelement gespeicherte Information zu gegebenen Anlässen und/oder zu gegebenen Zeitpunkten ausliest, auswertet und entsprechend darauf reagiert.

8. Mikrochip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element ein fotoelektrisches Wand­ lerelement ist, welches bei Lichteinfall eine Spannung er­ zeugt.

9. Mikrochip nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Spannung zum zumindest teilweisen Löschen von gespeicherter Information und/oder zum Zerstören des Mi­ krochips oder Teilen desselben verwendet wird.

10. Mikrochip nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element ein bei Lichteinfall seine elektrischen Eigenschaften veränderndes Element ist.

11. Mikrochip nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderten elektrischen Eigenschaften zur Realisie­ rung einer Schaltfunktion verwendet werden, mittels welcher eine ein zumindest teilweises Löschen von gespeicherter In­ formation und/oder ein Zerstören des Mikrochips oder Teilen desselben veranlassende Spannung durchschaltbar ist.