DE4321799C1 - Verfahren zur Verhinderung der Benutzung illegal vervielfältigter Programme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Benutzung illegal vervielfältigter Programme.

Es ist bekannt, daß Informationen für Datenverarbeitungsanlagen (im folgenden DVA genannt) auf Datenträgern gespeichert werden. Datenträger lassen sich in zwei Kategorien einteilen, in solche, die fest in der DVA installiert sind und solche, die vom Anwender zwischen DVA ausgetauscht werden können und somit geeignet sind, Informationen zwischen DVA auszutauschen.

Im folgenden wird mit dem Begriff Datenträger immer ein Datenträger der letzten Kategorie bezeichnet, er ist somit im folgenden mit dem Begriff Wechselspeichermedium gleichgesetzt.

Ebenso ist bekannt, daß Programme, die auf einer bestimmten Art von Datenträgern gespeichert sind mit relativ geringem Aufwand von einem Anwender vervielfältigt und deren Kopien verwendet werden können.

Dies liegt daran, daß auf den gesamten Informationsspeicher dieser Datenträger lesend und schreibend zugegriffen werden kann, wie z. B. bei Disketten, Magnetbändern, MO-Platten. Eine bestimmte, nur auf einem Datenträger befindliche Information kann somit vollständig von diesem gelesen und vollständig auf beliebig viele Datenträger gleicher Sorte übertragen werden.

Um zu verhindern, daß ein Programm illegal vervielfältigt wird und dessen Kopien verwendet werden, muß sichergestellt sein, daß das Programm während seiner Ausführung auf Informationen zugreifen kann, die sich nicht ohne sehr hohen technischen Aufwand vervielfältigen lassen.

Bei Datenträgern, deren Programmkode kopiert werden kann, muß das Programm während seiner Ausführung auf eine Schlüsselinformation lesend zugreifen, welche physikalisch mit einem bestimmten Gegenstand fest verbunden ist. Die Information ist dann in der Struktur der Materie dieses Ge­ genstandes gespeichert. Ist diese Information für das Pro­ gramm nicht greifbar, so bricht es die Ausführung ab.

Es ist bekannt (Elektronik, Nr. 10, 11.5.1990, S. 82-86), daß bei einigen Programmen, die auf Diskette ausgeliefert werden, zum Programmablauf ein spezieller Stecker, in wel­ chem sich die Schlüsselinformation befindet, in einen Paral­ lelport gesteckt werden muß.

Aus der Druckschrift (DE 35 17 584 A1) ist bekannt, daß durch punktuelles vollständiges Entfernen von Materie auf einem Datenträger Schlüsselinformation gespeichert und mit Hilfe von fein gebündeltem Licht wieder ausgelesen werden kann. Durch Auswertung dieser Schlüsselinformation wird ver­ hindert, daß die Daten auf der Diskette gelöscht, verändert oder kopiert werden können.

Aus der Druckschrift (MC, Juli 1988, Seiten 74 bis 78) ist des weiteren bekannt, daß ein Befall von Datensätzen durch Computerviren dadurch erkannt werden kann, daß überwacht wird, ob Veränderungen an den Datensätzen aufgetreten sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine wirksame Möglichkeit darstellt, das Verwenden von illegal kopierter Software zu unterbinden.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Merkmale zur weiteren Ausgestaltung sind in den An­ sprüchen 2 bis 4 enthalten.

Das in dem Patentanspruch 1 genannte Verfahren verhindert die oben genannten Manipulationen an den auf einem mehrfach überschreibbaren Datenträger gespeicherten Daten nicht. Es verhindert in technischer Hinsicht insbesondere nicht das Vervielfältigen von Programmen.

Es verhindert aber, daß unerlaubt vervielfältigte Programme, ohne daß die Schlüsselinformation auf dem ansonsten mehrfach überschreibbaren Datenträger gespeichert ist, ausgeführt werden können. Die Schlüsselinformation ist dabei in der Struktur der Materie wenigstens eines Datenträgers gespei­ chert und muß somit nicht in zusätzlichen Gegenständen ge­ speichert werden.

Ist bei der Herstellung des Datenträgers schon bekannt, wie viel Information (Größe des Programmes in Byte) auf dem Da­ tenträger gespeichert werden wird, so kann dies ebenfalls gemäß Patentanspruch 4 unüberschreibbar auf dem Datenträger fixiert werden. Dies ermöglicht es Computerviren, die später zusätzlich auf den Datenträger gebracht werden, zu erkennen.

Die erzielbaren Vorteile der Erfindung sind vielfältig. Es stellt eine kostengünstige, praktikable und wirksame Mög­ lichkeit dar, das illegale Verwenden von kopierter Software stark einzudämmen.

Kostengünstig, da nur die Gestalt der bisher verwendeten und teilweise genormten Datenträgern minimal verändert werden muß und im Gegensatz zu anderen Verfahren keine zusätzlich zur auf dem Datenträger gespeicherten Software bestimmte Schlüsselgegenstände produziert und irgendwann einmal ent­ sorgt werden müssen. Die im Vergleich zur Modifikation des Datenträgers teurere Modifikation der Laufwerke hat nur ein­ mal zu erfolgen und kann dann von beliebig vielen Programmen genutzt werden, sie hält sich ebenfalls in Grenzen, da die herkömmlichen Laufwerke nicht von Grund auf verändert, son­ dern nur ergänzt werden müssen. Die ergänzten Laufwerke sind vollständig abwärtskompatibel, d. h. es können alle Datenträ­ gerformate, die von den heutigen Laufwerken unterstützt wer­ den, in gleicher Weise verarbeitet werden, dabei ist die hier beschriebene optische Leseanlage deaktiviert.

Praktikabel, da im Gegensatz zum Verwenden von Steckern an den wenigen Ports der DVA ein echtes Multitasking, also ein quasi paralleler Ablauf von mehreren (fast beliebig vielen) Programmen möglich ist.

Wirksam, da die durch punktuelles vollständiges Entfernen von Materie gespeicherte Information auf dem Datenträger nicht unerkannt verändert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben und ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine herkömmliche 3.5 Zoll Diskette mit zusätzlicher optischer Speicherfläche.

Fig. 2 schematisch den eigentlichen Datenträger der Disket­ te mit optischer Leseanlage.

Als Grundlage zur Darstellung des Verfahrens dient als voll­ ständig überschreibbares Wechselspeichermedium eine 3.5 Zoll Diskette. In Fig. 1 sind die wichtigsten Merkmale der Disket­ te dargestellt. Der eigentliche Datenträger besteht aus ei­ ner mit einer magnetischen Schicht überzogenen dünnen Schei­ be (a), auf welcher sich zentral ein metallisches Antrieb­ splättchen (b) befindet. Der empfindliche Datenträger ist in einer quadratischen Schutzhülle (c) aus Kunststoff drehbar gelagert. In der Schutzhülle befindet sich eine große Aus­ sparung, das Schreiblesefenster (d), durch welches der Schreiblesekopf des Laufwerkes Zugriff auf die Magnetschicht des Datenträgers hat. Es wird nicht die gesamte Fläche der Scheibe (a) als Informationsspeicher genutzt, die Fläche zwi­ schen dem radial inneren Ende des Schreiblesefensters (d) und dem Antriebsplättchen (b), in Fig. 1 als (e) gekennzeichnet, kann nicht gelesen oder beschrieben werden. Um zusätzliche Information auf der Diskette zu speichern ohne deren Kapazi­ tät an magnetisch speicherbarer Information einzuschränken, benutzt man diese freie Fläche (e), im folgenden als optische Speicherfläche bezeichnet.

In diesem Beispiel soll die 3.5 Zoll Diskette als Installa­ tionsdiskette für ein Programm X dienen, dabei wird der Da­ tensatz X1 auf ihr magnetisch gespeichert.

Bevor dies geschieht wird während des Herstellungsprozesses der Diskette mit Hilfe eines hochenergetischen Lasers auf der optischen Speicherfläche (e) der Diskette durch punktuel­ les vollständiges Entfernen von Materie (Durchlöchern der Fläche) in einer oder mehreren Spuren Information gespeichert.

Eine beliebige Spur J mit Länge N der optischen Speicherflä­ che wird in N*M Intervalle unterteilt, wobei der Durchmesser der Löcher, die der Laser erzeugt 1/M beträgt.

Die Information könnte z. B. nach der Manchesterkodierung gespeichert werden, wobei für jedes Bit Information 2 Stel­ len der Größe 1/M in einer Spur auf dem Datenträger reser­ viert sind. Eine 1 wird dabei als (Loch, kein Loch) und eine 0 als (kein Loch, Loch) kodiert. Mit Hilfe dieser Kodierung kann die Information zu einem späteren Zeitpunkt nicht uner­ kannt verändert werden.

In die optische Speicherfläche der Diskette werden in diesem Beispiel zwei Informationen (binär kodierte ganze Zahlen) geschrieben, die eine ist die eindeutige Schlüsselnummer der Diskette, die andere gibt die Anzahl der Bytes des Datensat­ zes X1 an, der auf der Diskette magnetisch gespeichert wer­ den soll. Mit Hilfe dieser beiden Informationen läßt sich ein wirksamer Kopier- und Virenschutz gewährleisten.

Die an der Diskette vorzunehmenden Veränderungen sind minimal:

Das Schreiblesefenster muß radial nach innen etwas vergrö­ ßert werden, ebenfalls etwas vergrößert werden muß die über dem Schreiblesefenster befindliche bewegliche Schutzkappe (hier nicht dargestellt). Der eigentliche Datenträger (a) muß nicht verändert werden.

Zum Auslesen der optisch gespeicherten Information muß ein herkömmliches Laufwerk zusätzlich mit einer optischen Le­ seanlage und einem Datenpuffer (Zwischenspeicher) ausgestat­ tet werden.

In Fig. 2 ist ein Schema der optischen Leseanlage darge­ stellt. Sie besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle (c) auf der einen Seite der Diskette und einem photoempfindli­ chen Element (d) auf der gegenüberliegenden Seite, beide sind auf einer Justieranlage (hier nicht dargestellt) verbunden. Dem photoempfindlichen Element nachgeschaltet ist ein Deko­ dierer, dem wiederum ist der Datenpuffer nachgeschaltet. Die Lichtquelle (c) erzeugt einen fein gebündelten Licht­ strahl (f), dessen Durchmesser beim Auftreffen auf den Daten­ träger (a) kleiner als 1/M ist. Dieser Lichtstrahl tastet achsenparallel (senkrecht zum Datenträger) während der Rota­ tion der Diskette um die Rotationsachse (g), welche durch das Zentrum des Antriebsplättchen (b) geht, die einzelnen Spuren (e) der optischen Speicherfläche ab. Trifft er auf ein Loch, so trifft der Lichtimpuls auf das photoempfindliche Element (d) und wird dort registriert, trifft der Lichtstrahl auf den Datenträger (kein Loch), so empfängt das Element (d) keinen Lichtimpuls. Der nachgeschaltete Dekodierer kann an­ hand des zeitlichen Verlaufes der empfangenen Lichtimpulse die gespeicherte Information binär wiederherstellen. Die Information wird in einen Datenpuffer des Laufwerkes, der nur vom Dekodierer der optischen Leseanlage beschrieben wer­ den kann, zwischengespeichert. Programme haben auf diesen Datenpuffer direkten, aber nur lesenden Zugriff. Es ist nur möglich die Information in diesem Datenpuffer zu verändern indem man eine andere Diskette in das Laufwerk schiebt.

Die in den Datenpuffer gespeicherte Schlüsselinformation ist die weltweit einmalig vergebene Kennzeichnung des Datenträ­ gers, welche vom Softwarehersteller, der diesen Datenträger A als Installationsdatenträger für ein Programm X benutzt, als Schlüsselinformation für dieses Programm X auf diesem Datenträger A verwendet wird. Das gleiche Programm X, ge­ speichert auf einem anderen Datenträger B verwendet die Kennzeichnung dieses andern Datenträgers B als Schlüsselinformation. Verwendet ein Anwender das Programm X, das er auf dem Installationsdatenträger A erworben und auf seine Fest­ platte kopiert hat, so fordert ihn das Programm X zu einem bestimmten Zeitpunkt auf, den Installationsdatenträger des Programmes in ein Laufwerk einzulegen. Wird der gewünschte Datenträger eingelegt, so fragt das Programm X das Laufwerk nach der Schlüsselnummer des Datenträgers ab. Das Programm vergleicht die Schlüsselnummer mit seiner, im ablauffähigen Programmkode gespeicherten Identitätsnummer. Sind die beiden Nummern gleich, so wird das Programm X fortgesetzt und der Datenträger kann bis zu einem erneuten Aufruf der Schlüsse­ linformation aus dem Laufwerk genommen werden.

Sind die beiden Nummern nicht gleich, oder hat der Datenträ­ ger keine Schlüsselnummer, so bricht das Programm X die Aus­ führung nach mehrmaliger Aufforderung den Orginaldatenträger einzulegen ab.

Herkömmliche 3.5 Zoll Disketten können demnach wie bei nor­ malen Laufwerken gelesen und beschrieben werden, Programme auf diesen Disketten, die nicht auf eine optisch gespeicher­ te Schlüsselinformation zugreifen müssen können ohne Schwie­ rigkeiten verarbeitet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Verhinderung der Benutzung illegal verviel­ fältigter Programme, deren Orginale wenigstens auf einem überschreibbaren Wechselspeichermedium, wie z. B. Diskette, Magnetband, magnetooptische Platte gespeichert sind und in einer Datenverarbeitungsanlage ausgeführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf mindestens einem der Wechselspeichermedien zumindest ein Teil eines Programmes zusammen mit einer Schlüsselinfor­ mation, die durch punktuelles vollständiges Entfernen von Materie des Wechselspeichermediums generiert und mittels gebündeltem Licht ausgelesen wird, gespeichert wird,
daß während der Ausführungszeit des Programmes auf der Da­ tenverarbeitungsanlage dieses eine Identitätsinformation erzeugt und diese Identitätsinformation mit der Schlüsselinformation eines der Wechselspeichermedien verglichen wird
und daß bei Nichtübereinstimmung der Identitätsinformation mit der Schlüsselinformation die weitere Ausführung des Pro­ grammes verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselinformation in einem Datenpuffer eines Laufwer­ kes zwischengespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselinformation mittels einer optischen Leseanlage ausgelesen wird, und diese als einzige schreibenden Zugriff auf den Datenpuffer hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Schlüsselinformation zum Virenschutz die Anzahl der Bytes auf dem Wechselspeichermedium durch punktuelles vollständiges Entfernen von Materie gespeichert wird.