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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein sogenanntes „System-on-a-Chip”, das auch als SoC bzw. als Ein-Chip-System bekannt ist. Auf einem System-on-a-Chip werden alle oder ein Großteil der Funktionen eines Systems auf einem einzelnen Chip implementiert, d. h. in einem einzigen integrierten Schaltkreis integriert. Unter anderem können auf einem System-on-a-Chip Elemente wie der Chip selbst, ein Taktgeber, ein (Arbeits-)Speicher sowie Schnittstellen zur Peripherie vorgesehen sein.
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System-on-a-Chip werden insbesondere im Mobilfunkbereich in Mobiltelefonen eingesetzt. Ein Chipsystem wird im folgenden Chipsystem genannt.
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Stand der Technik
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Aus der
US 2001/0033012 A1 ist ein integrierter Schaltkreis bekannt, der mit einer fälschungssicheren Schutzfolie umgeben werden kann. Unterhalb der Schutzfolie kann sich beispielsweise eine Recheneinheit sowie der Speicher des integrierten Schaltkreises befinden.
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Ferner ist es bekannt in Mobilfunktelefonen ein sicheres Element als separates Bauteil vorzusehen, das über geeignete Mittel verfügt, um den Nutzer des Mobiltelefon bei der Verwendung des Mobiltelefon als „Bezahlkarte” zu authentisieren. Ein sicheres Element wird im Mobiltelefon bei kontaktlosen Bezahlvorgängen sowie bei anderen Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen benötigt. Das sichere Element kann unterschiedliche Formfaktoren haben. Es kann beispielsweise ein fest im Mobiltelefon eingebauter Chip, eine entsprechend ausgerüstete SIM-Karte oder eine einsteckbare Micro-SD-Karte sein. All diesen unterschiedlichen Formfaktoren ist gemeinsam, dass das sichere Element als eine getrennte Einheit von der eigentlichen Hardware des Mobiltelefons ausgeführt ist. Dadurch steigen die Kosten des Mobiltelefons. Ferner benötigt die Ausführung des sicheren Elements als separate Einheit zusätzlichen Platz in dem Mobiltelefon. Dies führt zu Problemen bei der Gestaltung des Mobiltelefons.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Chipsystem zur Verfügung zu stellen, das die bekannten Probleme aus dem Stand der Technik löst und das ferner dazu geeignet ist eine sichere Umgebung für Daten bereitzustellen, die vor Manipulationen durch Fremdeinwirkung von außen zu schützen sind.
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Diese Aufgabe wird mit einem Chipsystem gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des Chipsystems finden sich in den Unteransprüchen.
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Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken in ein Chipsystem unter Einbeziehung einer Schutzfolie weitere Funktionen zu integrieren.
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Unter „Chipsystem” wird im Sinne der Erfindung ein System verstanden, bei dem eine Vielzahl von Funktionen eines Systems auf einem einzelnen Chip integriert ist. Unter anderem können auf einem System-on-a-Chip Elemente wie der Chip selbst, ein Taktgeber, ein (Arbeits-)Speicher sowie Schnittstellen zur Peripherie vorgesehen sein.
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Gemäß der Erfindung ist das Chipsystem mit einer Schutzfolie versehen, wobei das Chipsystem einen sicheren Bereich aufweist und die Schutzfolie derart ausgebildet ist, dass sie auf den sicheren Bereich und das Chipsystem wirkt.
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In dem „sicheren Bereich” können – ähnlich wie in einem separat ausgeführten sicheren Element – Daten gespeichert werden, die kontaktlose Bezahlvorgänge oder andere Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen ermöglichen. Über eine NFC-Schnittstelle (Nahfeldkommunikationsschnittstelle), die ebenfalls in dem Chipsystem integriert ist oder getrennt davon ausgeführt ist, kann eine Datenverbindung zwischen dem sicheren Bereich und einer Authentisierungsstelle aufgebaut werden.
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Im Sinne der Erfindung ist eine „Schutzfolie” eine Folie, die um ein Chipsystem und gegebenenfalls auch in diesem verlegt wird. Die Schutzfolie wirkt wie ein Siegel und ist so ausgebildet, dass das Chipsystem seine komplette Funktionalität verliert, wenn die Schutzfolie manipuliert bzw. beschädigt wird. Folglich ist es gemäß der Erfindung möglich auf die Ausbildung einer getrennten Einheit zu verzichten und das sichere Element in Form eines sicheren Bereichs auf dem Chipsystem vorzusehen bzw. zu integrieren. Dadurch kann die Sicherheit des Systems im Vergleich zu dem Aufbau aus vielen Komponenten aufrechterhalten werden. Zusätzlich kann eine Komponente weggelassen werden, weil das sichere Element nun in Form eines sicheren Bereichs in das Chipsystem integriert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der sichere Bereich vollständig in das Chipsystem integriert. Dadurch kann die Größe des Chipsystems in Verbindung mit dem sicheren Bereich mit Vorteil nochmals reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der sichere Bereich und/oder das Chipsystem zumindest abschnittsweise von der Schutzfolie umgeben. Auf diese Weise kann die Sicherheit des Chipsystems weiter erhöht werden, da bereits bei geringster Manipulation der Schutzfolie der sichere Bereich und das Chipsystem ihre Funktion einstellen.
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Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform in die Schutzfolie zumindest ein Element, insbesondere ein Sensor, integriert sein, das bei Manipulation bzw. Veränderung seine Eigenschaften, insbesondere seine elektrischen Eigenschaften, verändert. Auf diese Weise wird die Sicherheit des Chipsystem weiter verbessert, da bereits bei der geringsten Veränderung von nur einem Abschnitt bzw. einem Teil der Schutzfolie aufgrund der Veränderung der Eigenschaften der Schutzfolie eine Manipulation festgestellt werden kann und der Zugriff auf das Chipsystem unmöglich wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass aus den Eigenschaften der Schutzfolie ein symmetrischer oder asymmetrischer Schlüssel generiert wird. Dieser Schlüssel ändert sich, wenn die Schutzfolie manipuliert wird. Somit wird die Verwendung des Chipsystem unmöglich, wenn die Schutzfolie verändert wird. Entsprechend muss das Chipsystem in Kenntnis des richtigen Schlüssels sein, um eine Verbindung zu dem Chipsystem aufbauen zu können. Andernfalls ist es nicht möglich Daten aus dem Chipsystem auszulesen.
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Das Chipsystem kann gemäß einer Ausführungsform zumindest einen (Daten-)Bus, einen Taktgeber, einen Prozessor, einen Speicher und/oder eine Schnittstelle zur Umgebung aufweisen. Weitere Bauelemente können ebenfalls in dem Chipsystem vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform befinden sich in dem sicheren Bereich Mittel zum Autorisieren einer Transaktion, insbesondere von Bezahlvorgängen, und/oder Mittel zum Durchführen einer Authentisierung gegenüber einer Gegenstelle. Auf diese Weise kann der sichere Bereich mit Vorteil zum Abwickeln von Transaktionen, insbesondere Bezahlvorgängen, und/oder zum Authentisieren eingesetzt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Figur zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Chipsystems.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform näher erläutert.
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Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Chipsystem 10 in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung.
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Das Chipsystem ist mit einem Taktgeber 20, einem Prozessor/CPU 22, einem Arbeitsspeicher sowie einem Speicher 24 und einem sicheren Bereich 26 versehen. Die Einrichtungen 20, 22, 24 und 26 stehen über eine Busleitung 12 miteinander in Verbindung. Die Busleitung 12 kann aus dem Chipsystem nach außen führen, um eine kontaktbehaftete Schnittstelle 16 nach außen auszubilden. Alternativ bzw. zusätzlich kann das Chipsystem 10 mit einer kontaktlosen Schnittstelle, insbesondere einer NFC-Schnittstelle versehen sein.
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Ferner ist das Chipsystem 10 mit einer Schutzfolie 14 versehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel 14 ist das gesamte Chipsystem von der Schutzfolie 14 umwickelt, d. h. alle in dem Chipsystem vorgesehenen Komponenten 20 bis 26 sowie die zugehörige Busleitung 12. Alternativ können auch nur Teile des Chipsystems mit der Schutzfolie 14 umwickelt sein.
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Die Schutzfolie 14 ist so gestaltet, dass sie mit dem Chipsystem 10 derart zusammen wirkt, dass bei einer Manipulation der Schutzfolie 14, beispielsweise durch Fremdeinwirkung von außen (bohren, abtragen einzelner Schichten, etc.), das Chipsystem 10 seine Funktionalität vollständig verliert. Als Beispiel einer möglichen Schutzfolie 14 wird in diesem Zusammenhang die elektronische Membran mit dem Namen PEP (Protecting Electronic Products) des Fraunhofer Instituts genannt. Die Schutzfolie 14 ist fest mit dem Chipsystem verbunden, z. B. verklebt oder verschweißt.
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Zweckmäßig wird aus der Schutzfolie 14 ein zum Auslesen des Chipsystems 10 notwendiger kryptographischer Schlüssel erzeugt, der sich bei der Veränderung der Schutzfolie 14, wie beispielsweise bei Veränderung der Form der Oberflächenstruktur, ändert. In Folge ist das Chipsystem 10 nicht mehr verwendbar bzw. es können keine Informationen mehr aus diesem ausgelesen werden bzw. es werden sämtliche Daten wie der Programmcode der Firmware gelöscht oder diese Daten sind nicht mehr verfügbar, da sie stark verschlüsselt sind und der Schlüssel unzugänglich ist. Die Schutzfolie 14 macht so bei Beschädigung das Auslesen von Daten, insbesondere der Firmware, unmöglich.
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Der Schlüssel der Schutzfolie 14 kann aus den Eigenschaften der Folie erzeugt werden, wie beispielsweise der Form und/oder der Oberflächenstruktur. Insbesondere ist der Schlüssel für jede Instanz dieser Folie einzigartig, das heißt aus dem Wert für ein Exemplar dieser Folie kann nicht auf den Wert für eine andere Folie geschlossen werden. Ferner kann in die Erzeugung des Schlüssels eine bei der Herstellung der Folie vergebene einzigartige Identifikationsnummer eingehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Chipsystem
- 12
- Busleitung
- 14
- Schutzfolie
- 16
- Schnittstelle
- 20
- Taktgeber
- 22
- Prozessor
- 24
- (Arbeits-)Speicher
- 26
- sicherer Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2001/0033012 A1 [0003]
