DE19752695A1

DE19752695A1 - Elektronisches Schaltelement zur Sperrung von elektronischen Teilen in einer Chipkarte

Info

Publication number: DE19752695A1
Application number: DE1997152695
Authority: DE
Inventors: Hans-Diedrich Kreft; Michael Jenning
Original assignee: Angewandte Digital Elektronik GmbH
Current assignee: Angewandte Digital Elektronik GmbH
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-02
Also published as: WO1999028862A1; DE19881842D2

Description

Problemstellung

In elektronischen Schaltkreisen, wie sie auch in Chipkarten eingesetzt werden, tritt zunehmend das Problem auf, Teile der Schaltkreise elektrisch von ihrer Umgebung zu trennen, um sie derart vor unerwünschten Zugriffen zu schützen. Bei diesen Schaltkreisen sollen Zugriffe auf bestimmte Spei cherdaten wie eine Anzahl von Geldeinheiten aber auch persönliche Daten (Blutgruppe, Kontonummern. . .) verhindert werden.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit der Nutzung von Chipkarten und elektronischen Systemen zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden Chipteile oder Systemkomponenten dem elektrischen Zugriff ent zogen oder bereitgestellt. Die elektrische Trennung von Chipteilen ist die Grundmaßnahme der Sicherung von Daten und Informationen. Die Auslö sung (Aktivierung/Deaktivierung) einer elektrischen Trennung von Chiptei len kann logische oder physikalisch ausgelöst werden. Ein Chipteil in ei nem elektronischen System ist bei einem logischen Zugriff in dem physika lischen Zustand, der einen Zugriff erlaubt. Als anschauliches Beispiel dient eine Feuertür, die physikalisch einen ersten Raum von einem zweiten trennt, solange ein Riegel in der Tür durch eine Temperaturdifferenz physi kalisch gesperrt ist und geöffnet ist bei verminderter Temperaturdifferenz. Diese Feuertür kann mit einem passenden Schlüssel (Schlüsselcode, PIN- Code an einem elektronischen Bauteil etc.) nicht geöffnet werden. Ohne physikalisch gesperrten Riegel (physikalischer Zustand) könnte bei richti gem Code auch im Brandfall geöffnet werden. Statt von Feuertür wird in Fachkreisen der Informationstechnik der englische Begriff "Firewall" ver wendet, womit sich beim Nutzer eines per "Firewall" gesicherten Chipteils (z. B. in einer Karte) die Assoziation einstellt, es handele sich um einen ir gendwie gearteten physikalischen, mechanischen Schutz von Chipteilen. Trotz des verwendeten Begriffes (Firewall) reichen häufig informelle (logische) Maßnahmen (Eingeben von Code, eingeschleuste Virenpro gramme, zufälliges Entdecken der PIN-Nummer) aus, um die Sicherung zu überwinden. Es wird mit dieser Patentbeschreibung ein Weg aufgezeigt, die Sicherheit von elektronischen Systemen wie Chipkarten, Chips, Perso nal Computern aber auch von vielen Gegenständen des täglichen Lebens auf physikalischer Basis zu erhöhen.

Beschreibung der patentgemäßen Lösung

Die Patentbeschreibung gestattet es, die gestellte Aufgabe zu erfüllen.

Zur Klarstellung der möglichen Schaltfunktion von Schaltelement S wird auf Fig. 1 und die Wahrheitstabelle 1 verwiesen.

Zu Anspruch 1

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 enthalten. Elektronische Schaltkreise sind in miniaturisierter Form in Chipkarten aber auch in Geräten/Teilen des täglichen Lebens (z. B. Personalcomputer) ent halten. Die beschriebenen Ansprüche sind mithin in Chipkarte aber auch in weiteren Geräten/Systemen verwendbar. Chipkarten können sowohl über galvanisch ausgeführte Kontaktanschlüsse 10 als auch über kontaktfreie Anschlüsse, ausgeführt als kontaktfreie Übertragungselemente 7 wie Spu len, Antennen, Kondensatorplatten, zum Energie- und/oder Datenaus tausch verfügen. Es können aber auch in der Chipkarte (dem elektroni schen System) zusätzliche Spannungsquellen für die Datensicherung vor handen sein. Ein elektronisches Schaltelement S in einem Chipteil enthalte vier Eingängen E1, G1, E2, G2 und zwei Ausgängen E3, G3 (siehe Fig. 1, 2, 3). Schaltelement S enthalte per elektrischem Feld gesteuerte Schal telemente 51, 52, 53, 54. Die Chipkarte (elektronisches System) verfüge über eine Spannungsquelle US1 mit den beiden Polen U1, G1 und eine zweite, elektrisch und räumlich getrennte Spannungsquelle US2 mit U2 G2. Es kann sich um externe Spannungsquellen wie Batterien, als auch um interne Spannungen von Gleichrichtern handeln. Es können auch Span nungsquellen sein, die über Schalter oder physikalische Sensoren (siehe Schriften DE 195 30 823, DE 42 05 827, DE 42 05 556) angeschlossen werden. In der Chipkarte oder in dem elektronischen System soll minde stens ein Chipteil T enthalten sein, das mit dem Ausgang E3, G3 des Schaltelementes 5 elektrisch verbunden ist. Es wird eine erste Span nungsquelle US1 mit den beiden Polen U1, G1 an die Eingänge E1, G1 und eine zweite, elektrisch und räumlich getrennte Spannungsquelle US2 mit den beiden Polen U2, G2 an die Eingänge E2, G2 angeschlossen. Mit Hilfe eines Schaltelementes S werden bei ausschließlichem Anliegen von US1 in einem ersten Fall die Eingänge E1, G1 mit den Ausgängen E3, G3 oder bei ausschließlichem Anliegen von US2 in einem zweiten Fall die Eingänge E2, G2 mit den Ausgängen E3, G3 für den elektrischen Ladungstransport verbunden. Von Bedeutung ist der Fall in dem gleichzeitig US1 und US2 anliegen. Es soll ausschließlich ein Fall (eine anliegende Spannung) domi nant den anderen Fall für den Ladungstransport schließen. Mittels der für den Ladungstransport geöffneten Schalter ist die Komponente T mit der Spannung verbunden, die durch Anlegen oder Abklemmen der dominanten Spannung erhalten bleibt oder verändert wird. Mit Hilfe dieser Spannungs dominanz ist eindeutig geregelt, wie T elektrisch mit weiteren Komponen ten verbunden oder gesperrt ist. Fig. 1 stellt eine Ausführungsform des beschriebenen Schaltelementes 1 dar. Es ist ersichtlich, daß S1 die Ver bindung zwischen E1 und E3 steuert und S3 die zwischen G1 und G3. S2 steuert die Verbindung zwischen E2 und E3 und S4 die zwischen G2 und G3. Es ist genau ein Schaltelement für jeden Verbindungsweg zwischen den beiden Eingängen und dem Ausgang vorhanden. Ein Element T ist al ternativ mit der jeweils anliegenden Spannung verbunden. Bei zwei gleich zeitig anliegenden Spannungen dominiert z. B. die Spannung an E2, G2. Die Wahrheitstabelle (Tabelle 1) enthält weitere Ein/Ausgangsrelationen eines Schaltelementes S. Das Schaltelement 1 kann auch so ausgeführt sein daß umgepolte Spannungsquellen am Eingang und Ausgang möglich sind (z. B. Fälle Nr. 3 und 5) in der Tabelle 1.

Funktioniert beispielsweise eine Chipkarte in einem ersten Fall als Kon taktkarte in einem zweiten als kontaktfreie Karte, ist je nach Herkunft der Versorgungsspannung bei Einsatz von S ein Elektronikteil oder der kom plette Chip der Karte an die eine oder die andere Spannung angeklemmt. Vorsorglich sei darauf hingewiesen, daß mit einer solchen Schaltung nicht Teil 2.1.2 der DE 39 35 364 zu ersetzen wäre, da die Information an dem Ausgang E3 in beiden Fällen gleich wäre. Der Chip in der Karte hätte keine Information über den Betrieb der Karte (die Herkunft der Spannung) vorlie gen. Auch führt die EP 0 534 559 nicht aus, mit welchem Schaltelement bei Anliegen von zwei Spannungen eine Dominanz gehandhabt wird.

Zu Anspruch 2

Ein besonderer Fall liegt vor (siehe Fig. 1), wenn das Schaltelement S in einer Ruhestellung ohne Anschluß einer Spannung an den Eingängen ei ne erste Verbindung für den elektrischen Ladungstransport zwischen E1, G1 und E3, G3 geöffnet hält und eine zweite zwischen E2, G2 und E3, G3 geschlossen hält oder die erste Verbindung geschlossen und die zweite geöffnet hält. Mit dieser Ausführungsform einer Schaltanordnung kann be stimmt werden, daß über die jeweils geöffnete Verbindung keine Störun gen auf T übertraten werden.

Zu Anspruch 3

Es sollen in Schaltelement S vier per Spannung ansteuerbare Schalter S1, S2, S3, S4 vorhanden sein. S1 steuert die Verbindung zwischen E1 und E3 und S3 die zwischen G1 und G3. S2 steuert die Verbindung zwischen E2 und E3 und S4 die zwischen G2 und G3. Mit dieser Ausführungsform ist bestimmt, daß jede Verbindung zwischen Eingang und Ausgang an S ge nau über einen Schalter verfügt. Schaltelement S kann auf vielfache Weise und weiteren Schaltern mit den beschriebenen Funktionen erfüllt werden.

Zu Anspruch 4

Schaltelement S enthält mindestens einen fünften Schalter S5 zusätzlich zu den vier vorhandenen. S1, S2, S3, S4 sperren in Ruhestellung den Transport elektrischer Ladung zwischen Eingang und Ausgang von S. Durch die Sperrung ist T in Ruhestellung elektrisch von der Umwelt ge trennt. Die dominierende Spannungsquelle steuert Schalter S5 derart, daß die Schalter S1, S2 für den Ladungstransport zwischen nicht dominierender Spannungsquelle am Eingang und dem Ausgang von S gesperrt ist. Eine Ausführungsform sei gemäß Fig. 2 beschrieben. Die beiden Bauteile S1, S3 sind so ausgeführt, daß bei Anlegen einer Spannung mit den bei den Polen U1, G1 an E1, G1 per elektrischem Feld von US1 in ihnen ein Transport elektrischer Ladung ermöglicht wird. S5 soll in Ruhestellung, d. h. ohne Anliegen eines Feldes durch seine Dotierung eine solche elektrische Vorprägung haben, daß er geschlossen (leitend) ist. Die Steuerspannung liegt an einem Eingang, der zumeist Gate genannt wird und hochohmig von den anderen Eingängen getrennt ist. S1, S2, S3 und S4 sollen ohne Feldeinfluß im Ruhezustand gesperrt (nicht leitend) sein und erst bei Feldein fluß geschlossen (leitend) werden. Wird eine erste Spannung an einer Schaltung gemäß Fig. 2 angelegt, wird eine erste elektrische Verbindung E1 mit E3, G1 mit G3 für beide Pole dieser Spannungsquelle geschaltet. Die Potentiale U1, G1 sind sowohl auf der Eingangsseite wie auch auf der Ausgangsseite von Schaltelement S elektrisch identisch. Wird zusätzlich eine Spannung U2, G2 an E2, G2, angelegt wird diese zusätzlich an die Ansteueranschlüsse des Schalters S5 gelegt, womit die Ansteueranschlüs se von einer Spannung getrennt sind, womit S1 und 53 gesperrt werden, während S2, S4 Leitfähigkeit werde. Es ist mit Anlegen von US2 die Ver bindung E1 zu E3, G1 zu G3 unterbrochen worden und es ist die Verbin dung E2 zu E3, G2 zu G3 geschaltet worden. Es sind nun die Punkte U2, G2 sowohl auf der Eingangsseite wie auch auf der Ausgangsseite von Schaltelement S elektrisch identisch. Es ist für einen Fachmann nachvoll ziehbar, daß Schaltelement S auf vielfache Weise mit unterschiedlichen Schaltstellungen der Schalter S1, S3, S2, S4 und S5 aufgebaut werden kann.

Zu Anspruch 5

In Schaltelement S sollen die Schaltteile S2, S4 nicht vorhanden oder für Ladungstransport nicht ansteuerbar sein, womit auch keine Verbindung von E2, G2 zu E3, G3 besteht. In Fig. 1 wären die Verbindungsleitungen von S2 zu E3 und von S4 zu G3 nicht mehr vorhanden. Bei Anlegen von US2 an die Steueranschlüsse S1, S3 sollen diese den elektrischen La dungstransport sperren. Während der Zeitdauer des Anliegens von US2 an E2 sind mithin elektrischen Verbindungen zwischen E1, E2 und E3, G1, G2 und G3 getrennt. Mit diesem Schaltelement S kann in einfachster Weise ein Chipteil T mit seinen Anschlüssen von seiner elektrischen Umgebung getrennt werden. Wird die Spannung US2 durch ein physikalisches Ereig nis, wie Temperatur, manuellem Schalter ausgelöst, ist das Teil T solange getrennt, wie die physikalische Bedingung für US2 anhält. Ein solcher Schalter kann als "Firewall-Schalter" bezeichnet werden. T liegt nicht mehr in dem physikalischen Zustand vor, der Voraussetzung für eine logische Verbindung ist.

Zu Anspruch 6

Chipteil T kann über Adressleitungen G (A1 bis An) aktiviert oder deakti viert werden. Die Adressleitungen werden durch ein oder mehrere Schal telemente S elektrisch getrennt oder geöffnet. Adressleitungen dienen zur Ansprache von Bauelementen oder Komponenten in elektronischen Syste men, die über einen Bus für Daten und/oder Adressleitungen für die Aus wahl (elektronische Aktivierung, Deaktivierung eines Bauteiles) von Kom ponenten verfügen.

Zu Anspruch 7

Chipteil T kann aus einer Kombination von Speicherteilen M1, M2 beste hen. Wobei M1, M2 auch unterschiedliche Speichercharakteristik haben. Dynamische Speicher benötigen ein ständig wiederkehrendes Auffri schungssignal um ihre Information zu speichern, währen EEPROM's keines benötigen. Auch unveränderliche Festwertspeicher können mit M1, M2 cha rakterisiert sein. Die einzelnen Speicherzellen in M1, M2 sind über Adressleitungen A1 bis An zu aktivieren bzw. zu deaktivieren (siehe Fig. 3). Die einzelnen Zellen von Speichern werden durch die Belegung dieser Adressleitungen mit Spannung codiert, wobei die Gruppe der Adressleitun gen GL aus A1 bis An den Speicher M1 und Gruppe GH aus A1 bis An den Speicher M2 getrennt aktivieren oder deaktivieren sollen. Schaltelemente S der zuvor beschriebenen Art können die eine oder/und andere Gruppe GH, GL der Adressleitungen elektrisch trennen und elektrisch anschließen, so fern an ihren Eingängen die entsprechenden Spannungen (physikalischen Bedingungen) vorliegen. Derart sind die Speicherteile M1, M2 in Chipkar ten in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen unterschiedlich ansprechbar oder von ihrer elektrischen Umgebung trennbar. So kann eine Chipkarte bei gleichzeitigem Kontaktbetrieb und kontaktfreiem Betrieb bestimmte Speicherteile und/oder Speicherbereiche unterschiedlich aktivieren oder deaktivieren. Da zukünftig (Nutzen der JAVA- Programmiersprache in Chipkarten und elektronischen Systemen) verstärkt Programme in Karten geladen werden, verhindert die patentgemäße Beschreibung Mißbrauch über unbemerkten Eingriff in die Karte. Mit einem Schaltelement S wird es ermöglicht, daß Programme in Speicher nur geladen werden, wenn eine physikalische Bedingung erfüllt ist, die Karte in einem Gerät steckt und z. B. ein Sensor oder ein zusätzlicher Eingang eine erste Spannung erzeugt, die an dem Schaltelement S anliegen muß, damit die Verbindung zum Spei cherteil hergestellt werden kann. Es kann auch ein auf der Karte vorhan denes Kontaktelement mit einer Spannung versehen werden.

Zu Anspruch 8

Wie vorstehend beschrieben, können die Spannungen US1 oder US2 durch Spulen oder über Kontakte in die Karte eingespeist werden, es ist aber auch möglich, zusätzlich auf der Karte Sensoren einzusetzen, welche Spannungsquellen aktivieren. Auch können von Hand zu betätigende Schalter oder jede andere Erzeugung eines Signals verwendet werden, wobei das Signal oder eine vom Signal gesteuerte Spannungsquelle als ei ne der beiden Spannungen US1, US2 genutzt werden kann (siehe DE 39 35 364). Je nach Schaltungsaufbau des Schaltelementes S im Chip einer Karte kann die derart erzeugt Spannung die Funktionen ausfüllen, wie sie in der Tabelle 1 angegeben sind. Ein von einem Kartennutzer zugängliches Schaltelement ist in der DE 42 05 556 beschrieben. Dies Schaltelement kann genutzt werden, um die Trennung der Verbindungsleitungen hervor zurufen oder eine bestehende Trennung aufzuheben (zu überbrücken). Derart ist eine willentliche Aktion eines Nutzers erforderlich, die die einge baute Sicherung aktiviert oder deaktiviert. Ein von einem Kartennutzer zu gängliches Sensorelement ist in der EP 562 292 beschrieben. Es können gemäß dortigem Anspruch physikalische, chemische, biologische Informa tionen genutzt werden. Dies Sensorelement kann genutzt werden, um die Trennung der Verbindungsleitungen hervorzurufen oder eine bestehende Trennung aufzuheben (zu überbrücken). Es kann auch ein Signal genutzt werden, welches durch den Stereoeffekt (gemäß DE 43 27 334) die Nähe der Karte zu einem Terminal anzeigt. Soll eine Karte Teile enthalten, die je nach Betriebsart über Spulen zur Fernübertragung oder Spulen zur Nahü bertragung ihre Daten erhält, kann gemäß DE 43 27 334 ein Signal er zeugt, werden welches US1, US2 aktiviert.

Zu Anspruch 9

Werden die getrennten Bezugspotentiale G2, G1 miteinander verbunden, kann ein Eingangsanschluß eingespart werden. In diesem Falle besteht keine komplette Trennung für ein Teil 9, da das Bezugspotential G1, G2 elektrisch identisch ist. Für viele Fälle ist diese Trennung ausreichend, sofern nicht über diese ungetrennten Leitungen auf den geschützten Chip zugegriffen werden kann. Liegt eine Spule in beliebiger räumlicher Lage in einem elektromagnetischen Wechselfeld, wird je nach Lage der Spule zu den Feldvektoren mehr oder weniger Energie aus dem Wechselfeld ent nommen, die Polung der Gleichspannung (die Richtung des Stromflusses) nach einem Gleichrichter bleibt jedoch gleichgerichtet. Eine derart genutzte Spule kann zwei getrennte Bezugseingänge für G1 oder G2 überflüssig machen.

Zu Anspruch 10

Es können die erste und/oder die zweite Spannungsquelle mit unterschied licher Leistungsbelastung für eine elektrische Leistungsabgabe zur Verfü gung stehen. Es ist erforderlich, daß die geringste zur Verfügung stehen de Quellenbelastung ausreicht, um die per Spannung steuerbaren Schalter zu schließen und/oder zu öffnen. Es ist mit dieser Vorgabe gewährleistet, daß auch Signalquellen mit geringster elektrischer Leistungsabgabe für die Ansteuerung der Schalter S1,. . . Sn ausreichen. Wird eine größere Lei stung zur Versorgung von T benötigt, kann dieser über ansteuerbare Schalter aus einer weiteren Spannungsquelle, die als Leistungsquelle zur Verfügung steht, gewonnen werden.

Beschreibung der Figuren Zu Fig. 1

Fig. 1 stellt die Teile eines Schaltelementes S dar. Das Schaltelement enthält die vier per elektrischem Feld gesteuerten Schalter S1, S3 und S2, S4. Es sind E1, G1 mit E3, G3 verbunden. Die Schalter können als FET-Transistoren (MOSFET) vorliegen und in Ruhestellung ohne US1 an E1, G1 (ohne Feldanschluß) für elektrischen Ladungstransport sperrend oder leitend sein. S1, S3 sollen in Ruhestellung leitend sein und werden durch die Verbindung zum Eingang E2 bei Anlegen einer Spannung US2 ge sperrt, womit E1, G1 von E3, G3 getrennt werden. Gleichzeitig mit dem Anlegen von US2 an E2, G2 werden die in Ruhestellung sperrenden S2, S4 leitend und verbinden die Ausgänge E3, G3 mit E2, G2. T ist mithin in ei nem Fall an die beiden Pole von US1 und im anderen an die von US2 an gelegt.

Zu Fig. 2

Fig. 2 stellt die Teile eines Schaltelementes S dar. Das Schaltelement enthält die fünf per elektrischem Feld gesteuerten Schalter S1, S3 und S2, S4 sowie S5. Die Schalter können als FET-Transistoren (MOSFET) vorlie gen und in Ruhestellung ohne US1, US2 an E1, E2 (ohne Feldanschluß) für elektrischen Ladungstransport sperrend oder leitend sein. S1, S3, S2 und S4 sollen in Ruhestellung geöffnet sein und werden erst durch Anlegen einer Spannung US1, US2 an den Eingang E1, E2 geschlossen. Gleichzei tig mit dem Anlegen von US2 an E2, G2 wird der in Ruhestellung leitende S5 geöffnet und trennt den Eingang E1 von den Schaltern S1, S3, die somit nicht mehr geschlossen werden können, solange US2 anliegt. T ist mithin ausschließlich an die beiden Pole von US1 oder an die von US2 angelegt.

Zu Fig. 3

Fig. 3 stellt eine Karte 1 dar, die in zwei Funktionsweisen im oberen und unteren Teil gezeigt wird. Beide Teile enthalten Kontaktanschlüsse 10, kontaktfreie Anschlüsse 7 und einen Chip 9. Die kontaktfreien Anschlüsse können aus einer Spule oder aus mehreren Spulen 7 für induktive Kopp lung bestehen, es können aber auch Elemente für kapazitive, optische, akustische oder sonstige physikalisch auswertbare Übertragungsverfahren vorgesehen sein. Bei einer kapazitiven Übertragung bestehen die Elemente 7 beispielsweise aus Kondensatorplatten. Kombinationen zwischen ver schiedenartigen Übertragungselementen sind nicht ausgeschlossen. Die Zeichnungsteile 2, 8 stellen die Einkopplung von Energie und Daten zwi schen den Teilen 10,7 und dem Chip 9 dar. Es handelt sich bei 2, 8 um elektrische Verbindungsleitungen, die physikalisch aktiv sind, wenn Ener gie und/oder Daten (Signale, Informationen) von ihnen übertragen werden. An den Kontaktleitungen liegen beispielsweise Gleichspannungen und wechselnde digitale Spannungen für Daten und Clocksignale an) wie sie in der Norm ISO 7816 beschrieben sind. An den kontaktfreien Leitungen lie gen analoge Spannungen an, wie sie in der Norm ISO 10536 oder ISO 14443 beschrieben sind. Chip 9 enthält einen Mikrokontroller µC 3 in be kannter und vielfach in Chipkarten eingesetzter Weise, ferner einen Spei cher, der aus dem Primärspeicher M1 und dem Sekundärspeicher M2 zu sammengesetzt ist. Speicher benötigen aus physikalischen Gründen für die Aufgabe der Speicherung von Daten Raum, womit durch die Aufteilung in M1, M2 zwei räumlich getrennte Speicherteile vorhanden sind. Die Teile M1, M2 können auf verschiedenste Art räumlich getrennt sein, beispiels weise wie schwarze und weiße Schachfelder auf einem Schachbrett räum lich getrennt sind. Die Verbindungsleitungen zwischen Mikrokontroller 3 und Speicher 4, 5 sind mit G gekennzeichnet und haben die Numerierung A1. . .An im oberen Teil der Zeichnung. Im unteren Teil sind die A1. . . An aufgeteilt in die Gruppe GH (oben) und GL (unten). Die Gruppe GL ist durch das Schaltelement S getrennt.

Im oberen Teil von Fig. 3 sind die Verbindungsleitungen 8 als physika lisch inaktiv gekennzeichnet, d. h. es wird keine Energie und es werden keine Daten über diese Leitungen übertragen. Spannungen können von diesen Leitungen nicht in der bekannten Weise abgegriffen werden. Die Leitungen 2 sind als physikalisch aktiv gekennzeichnet, d. h. es können Spannungen abgegriffen werden. Eine Schaltung, welche den Abgriff und die Auswertung der anliegenden Spannungen darstellt, ist in der DE 39 35 364 beschrieben. Wird, wie in der Zeichnung angegeben, ausschließlich Spannung über Leitungen 2 zugeführt, ist sowohl Primärspeicher M1 als auch Sekundärspeicher M2 im Zugriff, d. h. die einzelnen Speicherzellen der Speicherteile M1, M2 können gelesen und/oder verändert werden. Per Kontaktfunktion ist die Karte mit ihren Sicherheitsmerkmalen identisch mit im Markt befindlichen Karten, der gesamte Speicher ist im Zugriff und wird durch logische Maßnahmen geschützt. Wird mit Beginn einer Zeitspanne Δt Teil 7 aktiviert, liegt an 8 die Spannung US1, wie es im unteren Teil von Fig. 3 dargestellt ist. Mit Auftreten von US1 an 8 wird die Leitungsgruppe GH als Teil der Leitungen G elektrisch und/oder mechanisch durch Schal telement S abgetrennt, und es ist ausschließlich der Primärspeicher M1 über die Leitungsteile GL ansprechbar/verbunden. Damit ist der Zugriff auf den Sekundärspeicher M2 während der Zeit Δt der Aktivierung der Spulen unterbrochen.

Zu Tabelle 1

Es werden die einzelnen Eingänge mit E1, G1, E2, G2 der Eingangsseite und E3, G3 der Ausgangsseite zugeordnet. Mit / wird symbolisiert, daß keine Spannung anliegt. Es werden gemäß den Beschreibungen zu den Ansprüchen die einzelnen Fälle für den Fachmann erkenntlich dargestellt. Beispielsweise liegt in Fall Nr. 6 an beiden Eingangsanschlüssen eine er ste und zweite Spannung. Es wird am Ausgang E3 der U2-Pol erscheinen und das Bezugspotential G2 an G3. Es ist die zweite Spannung dominie rend. Mit E3-Invertiert ist der Schaltungsfall angegeben in dem die Schalter genau die entgegengesetzten Pole von den Eingängen zu den Ausgängen durchschalten.

Abgrenzung zu anderen Schriften

Aus der EP 0 534 559 ist eine Karte bekannt, bei der die funktionale Tren nung eines Chips in zwei Modi beschrieben ist. Wobei gemäß Anspruch 1 der erste Mode das Lesen eines Speichers aus einer größeren Distanz er möglichen soll und in einem zweiten Mode das Lesen in einer standardi sierten Weise geschehen soll.

Aus der DE 195 31 372 ist eine Karte bekannt, die gemäß Anspruch 1 ei nen nicht unterteilten Speicher in Abhängigkeit von einem Schaltmittel 9 schaltet. Das Schaltmittel (9) soll nur vom Mikroprozessor angesteuert werden und eine Ansteuerung durch die Spule soll nicht möglich sein (Spalte 3, Zeilen 3-9).

Beiden Beschreibungen, fehlt die Angabe von zwei benötigten Spannungs quelle mit jeweils zwei Polen U1, G2 und U2, G2. Es fehlen die Schalter S1, S3, S2, S4, es fehlt ein Schaltelement S mit den angegebenen Ein/Ausgängen, es fehlt T, welches in der angegebenen Weise sowohl mit seinem Bezugspotential, wie auch mit seinem Versorgungspotential an An schlüsse E3, G3 gelegt wird, wobei an E3, G3 selbsttätig die Spannung gemäß Beschreibung erscheint, die am Eingang eines Schaltelementes S liegt. Es fehlen Merkmale wie räumlich getrennte Teile eines Speichers, es fehlen Verbindungsleitungen zum Speicher, welche in eine Teilmenge un terteilbar sind, es fehlt die Angabe wie die Teilmenge der Verbindungslei tungen physikalisch getrennt oder elektrisch gesperrt werden können, und es fehlt die Angabe eines die Sperrung per Spannung verursachenden Er eignisses, welches in der energetischen Aktivierung der kontaktfreien Übertragungselemente in der hier vorliegenden Patentbeschreibung ange geben ist.

Tabelle 1

Wahrheitstabelle für ein Schaltelement S

Claims

1. Elektronisches Schaltelement S in einer Chipkarte oder einem elektroni schen System, bestehend aus einem oder mehreren Chip(s) 9 und/oder elektrischen Komponenten, Schaltelement S aufgebaut mit vier Eingängen E1, G1, E2, G2 und zwei Ausgängen E3, G3 an denen die Komponente T angeschlossen ist, Schaltelement S enthaltend per Spannung ansteuerbare Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß

1. eine erste Spannungsquelle US1 mit den beiden Polen U1, G1 an die Eingänge E1, G1 und eine zweite, elektrisch und räumlich getrennte Spannungsquelle US2 mit den beiden Polen U2, G2 an die Eingänge E2, G2 anschließbar ist,
2. wobei mit Hilfe eines Schaltelementes S bei ausschließlichem Anliegen von US1 in einem ersten Fall die Eingänge E1, G1 mit den Ausgängen E3, G3 oder bei ausschließlichem Anliegen von US2 in einem zweiten Fall die Eingänge E2, G2 mit den Ausgängen E3, G3 für den elektrischen Ladungstransport verbunden sind,
3. wobei bei gleichzeitigem Anliegen von US1 und US2 ausschließlich ein Fall dominant den anderen Fall für den Ladungstransport schließt,
4. womit die an T anliegende Spannung allein durch Anlegen oder Ab klemmen der dominanten Spannung erhalten bleibt oder verändert wird.

2. Gemäß vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß

1. das Schaltelement S in einer Ruhestellung ohne Anschluß einer Span nung an den Eingängen eine erste Verbindung für den elektrischen La dungstransport zwischen E1, G1 und E3, G3 geöffnet hält und eine zweite zwischen E2, G2 und E3, G3 geschlossen hält oder die erste Verbindung geschlossen und die zweite geöffnet hält.

3. Gemäß vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß

1. in Schaltelement S vier per Spannung ansteuerbare Schalter S1, S2, S3, S4 vorhanden sind
2. wobei S1 die Verbindung zwischen E1 und E3 steuert und S3 die zwi schen G1 und G3,
3. wobei S2 die Verbindung zwischen E2 und E3 steuert und 54 die zwi schen G2 und G3.

4. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. Schaltelement S mindestens einen fünften Schalter S5 zusätzlich zu den vier vorhandenen enthalte,
2. wobei S1, S2, S3, S4 in Ruhestellung den Transport elektrischer Ladung sperren,
3. womit T in Ruhestellung elektrisch von der Umwelt getrennt ist,
4. wobei die dominierende Spannungsquelle Schalter S5 steuert,
5. wobei S5 die Schalter S1, S2 für Ladungstransport für die nicht dominie rende Spannungsquelle sperrt.

5. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. in Schaltelement S die Schalter S2, S4 nicht, die Schalter S1, S3, S5 vorhanden sind,
2. womit zwischen den Anschlüssen E2, G2 und E3, G3 keine Verbindung für den Transport elektrischer Ladung besteht,
3. wobei bei Anliegen der dominanten Spannung die Schalter S1, S3 mittels des Schalters S5 für den elektrischen Ladungstransport von E1 nach E3 und G1 nach G3 sperren,
4. womit bei Anliegen der dominanten Spannung sämtliche elektrischen Verbindungen zwischen einem Teil T und seiner Umwelt unterbrochen sind.

6. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Chipteil T über Adressleitungen G (A1 bis An) aktiviert oder deakti viert wird,
2. wobei die Adressleitungen durch ein oder mehrere Schaltelemente S elektrisch getrennt oder geöffnet werden können.

7. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Chipteil T aus einer Kombination von Speicherteilen M1, M2 besteht,
2. wobei die einzelnen Speicherzellen in M1, M2 über Adressleitungen G (A1 bis An) aktiviert oder deaktiviert werden,
3. wobei die Gruppe der Adressleitungen GL aus A1 bis An den Speicher M1 und die Gruppe GH aus A1 bis An den Speicher M2 getrennt aktivie ren oder deaktivieren können,
4. wobei die eine oder/und andere Gruppe GH, GL der Adressleitungen durch ein oder mehrere Schaltelemente S elektrisch getrennt oder geöff net werden können.

8. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. die erste oder die zweite Spannung in einer Chipkarte von einem Sen sor, einem von Hand zu betätigenden Schalter, dem Stereoeffekt oder einem anderen eine Spannung auslösenden Effekt erzeugt wird.

9. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. die getrennten Bezugspunkte G1, G2 miteinander verbunden sind.

10. Gemäß vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. die erste und/oder die zweite Spannungsquelle mit unterschiedlicher Leistungsbelastung für eine elektrische Leistungsabgabe zur Verfügung stehen,
2. wobei die geringste zur Verfügung stehende Quellenbelastung ausreicht, um die per Spannung steuerbaren Schalter zu schließen und/oder zu öffnen.