DE60104623T2

DE60104623T2 - Datenträger mit an den stromverbrauch des datenträgers angepasster stromverbrauchszeit

Info

Publication number: DE60104623T2
Application number: DE60104623T
Authority: DE
Inventors: Peter Thueringer; Klaus Ully; Markus Feuser
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: CN1183482C; WO2001093192A1; DE60104623D1; US20020010871A1; CN1381019A; ATE272874T1; JP2003535536A; EP1196888B1; US6883103B2; EP1196888A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Datenträger zum Kommunizieren von Kommunikationsdaten mit einer Basisstation mit Verarbeitungsmitteln zum Verarbeiten kommunizierter Kommunikationsdaten und mit Spannungsversorgungsmitteln, die angeordnet sind, während einer Ladezeitspanne bis zu einem Einschaltzeitpunkt eine dem Datenträger zugeführte externe Versorgungsspannung aufzunehmen und die ausgebildet sind, ab dem Einschaltzeitpunkt während einer Verbrauchszeitspanne- wobei die Spannungsversorgungsmittel von der externen Versorgungsspannung entkoppelt sind -eine interne Versorgungsspannung an die Verarbeitungsmittel abzugeben, wobei die Verarbeitungsmittel ausgebildet sind, die Verarbeitung ab einem Unterbrechungszeitpunkt, wenn die interne Versorgungsspannung eine Schwellenspannung unterschreitet, bis zu dem Einschaltzeitpunkt zu unterbrechen.
Ein solcher Datenträger gemäß der im ersten Absatz angegebenen Art ist aus dem Dokument WO 00/26868 bekannt, das die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart, und wird durch einen Transponder einer Smartcard gebildet. Der bekannte Datenträger ist zum Kommunizieren von Kommunikationsdaten über ein Kontaktfeld der Smartcard von oder zu einer Basisstation ausgebildet. Der Datenträger weist Verarbeitungsmittel zum Verarbeiten der über das Kontaktfeld empfangenen oder über das Kontaktfeld abzugebenden Kommunikationsdaten auf.
Hierbei arbeiten die Verarbeitungsmittel ein Verarbeitungsprogramm ab, bei dem Lese- und Schreibzugriffe auf Speichermittel, allgemeine Rechenoperationen, kryptographische Rechenoperationen zur Ver- und Entschlüsselung vertraulicher Informationen bzw. Daten und weitere Verarbeitungsschritte abgearbeitet werden. Der Energieverbrauch des Datenträgers ist je nach dem aktuell abgearbeiteten Verarbeitungsschritt und je nach der Bitkombination der verarbeiteten Daten unterschiedlich hoch.
Um ein Ausspionieren verarbeiteter vertraulicher Daten durch Analyse des an dem Kontaktfeld ermittelbaren Energieverbrauchs einzelner Verarbeitungsschritte durch einen sogenannten Hacker zu verhindern, weist der bekannte Datenträger spezielle Span nungsversorgungsmittel auf. Diese Spannungsversorgungsmittel enthalten einen Kondensator, der während einer Ladezeitspanne mit einer über das Kontaktfeld empfangenen externen Versorgungsspannung bis zum Erreichen einer Einschaltspannung zu einem Einschaltzeitpunkt aufgeladen wird. Anschließend gibt der Kondensator während einer Verbrauchszeitspanne – entkoppelt von der externen Versorgungsspannung – eine interne Versorgungsspannung an die Verarbeitungsmittel ab.
Während einer an die Verbrauchszeitspanne anschließenden Entladezeitspanne wird der Kondensator auf eine Minimalspannung entladen, um anschließend wieder geladen zu werden. Hierdurch ist eine Entkoppelung des internen Energieverbrauchs von dem externen Energieverbrauch gewährleistet, der an dem Kontaktfeld durch Messung ermittelt werden kann.
Die Verarbeitungsmittel unterbrechen die Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms, wenn die interne Versorgungsspannung während der Verbrauchszeitspanne zu einem Unterbrechungszeitpunkt eine Schwellenspannung unterschreitet. Hierdurch wird verhindert, dass die in dem Kondensator gespeicherte Energie unzureichend ist, um einen Verarbeitungsschritt mit einem hohen Energieverbrauch vollständig abzuarbeiten, was zu falschen Rechen- oder Speicherergebnissen führen könnte.
Bei dem bekannten Datenträger hat sich als Nachteil erwiesen, dass bei Verarbeitungsschritten mit einem hohen Energieverbrauch die Verarbeitung durch die Verarbeitungsmittel bereits relativ bald nach dem Einschaltzeitpunkt unterbrochen wird und die restliche fest vorgegebene Verbrauchszeitspanne nicht als Verarbeitungszeit zur Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms genutzt wird. Hierdurch benötigen Verarbeitungsschritte mit einem hohen Energieverbrauch eine relativ lange Verarbeitungszeit, was einen großen Nachteil darstellt.
Aus WO 00/01100, WO 00/26868, DE-A-199 36 919 und US 5.998.978 ist bekannt, dass eine IC-Karte durch Überwachen des Energieverbrauchs manipuliert werden kann und dass solche Manipulationen verhindert werden können, wenn die Karte mit ihrer eigenen Stromversorgung versehen wird, keines der Dokumente schlägt vor, die Verbrauchszeitspanne an die gemessene Verarbeitungszeitspanne anzupassen.
In Gegensatz zu der beanspruchten Erfindung schlägt WO 00/01100 vor, den Prozessor während gewisser zuvor bestimmter Operationen nach außen zu isolieren. Während solcher Operationen liegt kein periodischen Aufladen vor, wie in der beanspruchten Erfindung vorgeschlagen. Die Lösung von WO 00/01100 hat daher den Nachteil, dass eine solche Operation nicht länger als beispielsweise 50 ms dauern darf (WO 00/01100, Seite 17, erste zwei Abschnitte)
In DE-A-199 36 919 ist der Prozessor 10 immer nach außen isoliert und nur der Kondensator 18 wird geschaltet. US 5.998.978 schlägt vor, den Signalprozessor von der restlichen Schaltung zu isolieren, d.h. die von außen gesehene Impedanz unabhängig vom Signalprozessor zu machen. Beide Dokumente wie auch WO 00/26868 offenbaren keinen speziellen Zeitablauf der Operation.
JP-A 113 45 289 offenbart eine IC-Karte mit einem Kondensator, die nach außen isoliert werden kann, gesteuert durch ein Zeitglied 6. Diese Technik wird in diesem Dokument für eine Verwendung zur Rauschunterdrückung offenbart; es werden keine Zeitmessmittel offenbart.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Datenträger zu schaffen, bei dem bei gleichbleibend hoher Sicherheit gegen das Ausspionieren vertraulicher Daten Verarbeitungsschritte mit einem hohen Energieverbrauch eine wesentlich kürzere Verarbeitungszeit aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Datenträger der eingangs im ersten Absatz angeführten Art gemäß der Erfindung, die in Anspruch 1 definiert wird, Zeitmessmittel vorgesehen, die zum Messen einer Verarbeitungszeitspanne ausgebildet sind, die als die Zeitspanne ab dem Einschaltzeitpunkt bis zu dem Unterbrechungszeitpunkt definiert ist, und die Spannungsversorgungsmittel sind zum Anpassen der Verbrauchszeitspanne an die gemessene Verarbeitungszeitspanne konfiguriert.
Hierdurch wird erreicht, dass die Verbrauchszeitspanne laufend gemessen und reduziert wird, bis im Wesentlichen die gesamte Verbrauchszeitspanne als Verarbeitungszeitspanne genutzt wird. Wenn nach einigen Verarbeitungsschritten mit einem hohen Energieverbrauch wiederum Verarbeitungsschritte mit einem geringeren Energieverbrauch folgen, dann wird die Verbrauchszeitspanne verlängert, bis wiederum im Wesentlichen die gesamte Verbrauchszeitspanne als Verarbeitungszeitspanne genutzt wird.
Dies hat den Vorteil, dass das Verhältnis der Verarbeitungszeitspanne zur Verbrauchszeitspanne des Datenträgers – insbesondere bei Verarbeitungsschritten mit einem hohen Energieverbrauch – wesentlich verbessert werden kann, wodurch das Verarbeitungsprogramm mit höherer Geschwindigkeit abgearbeitet werden kann. Da auch bei dem erfindungsgemäßen Datenträger die Verarbeitungsmittel mehrere Verarbeitungsschritte während jeweils einer Verarbeitungszeitspanne abarbeiten, bleibt der interne Energieverbrauch von dem an dem Kontaktfeld ermittelbaren externen Energieverbrauch entkop pelt, was den Vorteil hat, dass vertrauliche Informationen nicht ausspioniert werden können.
Die Maßnahmen nach Anspruch 2 haben den Vorteil, dass durch die schrittweise Reduktion der Verbrauchszeitspanne ein zuverlässiges langsames Anpassen der Verbrauchszeitspanne an die Verarbeitungszeitspanne erfolgt.
Die Maßnahmen nach Anspruch 3 haben den Vorteil, dass die Verbrauchszeitspanne sehr rasch verlängert wird, wenn nicht die gesamte bis zum Unterschreiten der Schwellenspannung mögliche Verarbeitungszeitspanne zum Abarbeiten von Verarbeitungsschritten genutzt wird.
Die Maßnahmen nach Anspruch 4 haben den Vorteil, dass von einem Hacker keinerlei Gesetzmäßigkeiten bezüglich des internen Energieverbrauchs ermittelt werden können.
Die Maßnahmen nach Anspruch 5 haben den Vorteil, dass die Verbrauchszeitspanne bereits im Voraus an die unmittelbar folgenden abzuarbeitenden Verarbeitungsschritte angepasst wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, auf das die Erfindung aber nicht beschränkt ist.
1 zeigt eine Smartcard zum kontaktbehafteten Kommunizieren von Kommunikationsdaten über ein Kontaktfeld, wobei die Karte Zeitmessmittel zum Messen der Verarbeitungszeitspanne aufweist.
2 zeigt den zeitlichen Verlauf der externen und der internen Versorgungsspannung der Smartcard und den zeitlichen Verlauf von Schaltinformationen, die in der in 1 dargestellten Smartcard auftreten.
1 zeigt eine Smartcard 1, die einen Datenträger 2 und ein Kontaktfeld 3 enthält. Der Datenträger 2 ist zum kontaktbehafteten Kommunizieren von Kommunikationsdaten KD1 und KD2 mit einer Basisstation ausgebildet. Die Basisstation kann beispielsweise ein Bankautomat zum Abheben von Bargeld sein. Bei einer solchen kontaktbehafteten Kommunikation werden Kommunikationsdaten KD1 und KD2 über das Kontaktfeld 3 der Smartcard 1 und ein Kontaktfeld der Basisstation übertragen, die beide dem Standard ISO7816 entsprechen. Der Datenträger 2 wird von der Basisstation über das Kontaktfeld 3 mit einer externen Versorgungsspannung U_EXT mit Energie versorgt.
Der Datenträger 2 enthält Verarbeitungsmittel 4 zum Verarbeiten der von der Basisstation empfangenen Kommunikationsdaten KD1 und der an die Basisstation zu übertragenden Kommunikationsdaten KD2. Die Verarbeitungsmittel 4 enthalten einen Mikroprozessor des Typs 80C51, einen Co-Prozessor zur Ver- und Entschlüsselung vertraulicher Informationen bzw. Daten, Speichermittel (ROM) zum Speichern eines Verarbeitungsprogramms und Zwischenspeichermittel (RAM).
Mit dem Datenträger 2 verarbeitete Kommunikationsdaten KD1 und KD2 oder in den Speichermitteln gespeicherte und bei der Verarbeitung ausgelesene Daten können vertrauliche Informationen – wie beispielsweise einen Bankcode – enthalten. Diese vertraulichen Informationen dürfen keinesfalls von einer dafür nicht berechtigten Person – einem sogenannten Hacker – ausgelesen werden können.
Um dies zu verhindern, weist der Datenträger 2 Spannungsversorgungsmittel 5 auf, die eine von den Spannungsversorgungsmitteln 5 erzeugte internen Versorgungsspannung U_INT während der Verarbeitung vertraulicher Informationen durch die Verarbeitungsmittel 4 von der externen Versorgungsspannung U_EXT entkoppeln. Hierdurch wird verhindert, dass ein Hacker durch Analyse des an dem Kontaktfeld 3 ermittelbaren Energieverbrauchs des Datenträgers 2 auf den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel 4 während der Abarbeitung eines einzelnen Verarbeitungsschrittes des Verarbeitungsprogramms rückschließen kann. Wäre ein solcher Rückschluss möglich, dann könnten die beispielsweise bei einem Speicher-Verarbeitungsschritt von dem Mikroprozessor zu den Speichermitteln über einen internen Datenbus übertragenen vertraulichen Daten ausspioniert werden, da die Energieaufnahme der Verarbeitungsmittel 4 bei diesem Speicher-Verarbeitungsschritt von der Anzahl an Bits „1" und Bits „0" der vertraulichen Daten abhängig ist.
Die Spannungsversorgungsmittel 5 enthalten einen ersten Schalter 6 und einen Kondensator 7, der als Energiespeicher dient. Die Schaltstellung des ersten Schalters 6 und eines zweiten Schalters 8 wird von Spannungskontrollmitteln 9 durch Abgabe einer ersten Schaltinformation SI1 oder einer zweiten Schaltinformation SI2 gesteuert, die in 2B und 2C dargestellt sind und worauf nachfolgend noch näher eingegangen ist.
In einer 2A ist der zeitliche Verlauf der externen Versorgungsspannung U_EXT und der internen Versorgungsspannung U_INT dargestellt, wobei die interne Versorgungsspannung U_INT eine Periodizität in Spannungsversorgungszyklen mit je einer Zykluszeitspanne T_Z aufweist. Die Spannungskontrollmittel 9 geben am Beginn einer ersten Zykluszeitspanne T_Z1, von einem Zeitpunkt t1 an, keine erste Schaltinformation SI1 an den ersten Schalter 6 ab, aber geben die zweite Schaltinformation SI2 an den zweiten Schalter 8 ab. Hierdurch ist der erste Schalter 6 offen und der zweite Schalter 8 geschlossen, wodurch an den Kondensator 7 während einer Ladezeitspanne T_L bis zu einem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 die externe Versorgungsspannung U_EXT angelegt wird, bis der Kondensator 7 auf eine Einschaltspannung UE aufgeladen ist.
Die zu dem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 in dem Kondensator 7 gespeicherte Energie dient den Verarbeitungsmitteln 4 und weiteren Energie verbrauchenden Mitteln des Datenträgers 2 während einer ersten Verbrauchszeitspanne T_V1 des ersten Spannungsversorgungszyklus als Energiespeicher. Um die Verarbeitungsmittel 4 während der Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms von der externen Versorgungsspannung U_EXT zu entkoppeln, beenden die Spannungskontrollmittel 9 zu dem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 das Abgeben der zweiten Schaltinformation SI2.
Hierdurch sind sowohl der erste Schalter 6 als auch der zweite Schalter 8 geöffnet und der Kondensator 7 gibt die interne Versorgungsspannung U_INT an die Verarbeitungsmittel 4 und die weiteren Energie verbrauchenden Mitteln des Datenträgers 2 ab. Der Spannungswert der internen Versorgungsspannung U_INT nimmt nunmehr abhängig von dem Energieverbrauch des Datenträgers 2 stetig ab.
Der Datenträger 2 enthält eine Spannungsmessstufe 10, die zum Messen des aktuellen Spannungswerts der internen Versorgungsspannung U_INT ausgebildet ist. Die Spannungsmessstufe 10 ist zum Abgeben einer Unterbrechungsinformation UI an Takterzeugungsmittel 11 des Datenträgers 2 ausgebildet, wenn die interne Versorgungsspannung U_INT während der ersten Verbrauchszeitspanne T_V1 zu einem ersten Unterbrechungszeitpunkt t_u1 eine Schwellenspannung US unterschreitet. Die Takterzeugungsmittel 11 geben ab dem Empfang der Unterbrechungsinformation UI bis zum Erreichen des nächsten, nämlich eines zweiten Einschaltzeitpunktes t_e2 kein Taktsignal CLK an die Verarbeitungsmittel 4 ab.
Die Verarbeitungsmittel 4 arbeiten daher während der ersten Zykluszeitspanne T_Z1 ab dem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 bis zum Erreichen des ersten Unterbrechungszeitpunktes t_u1 das Verarbeitungsprogramm ab und unterbrechen die Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms, wenn die interne Versorgungsspannung U_INT während der ersten Verbrauchszeitspanne T_V1 zu dem ersten Unterbrechungszeitpunkt t_u1 die Schwellenspannung US unterschreitet. Somit wird verhindert, dass mit der in dem Kondensator 7 nach dem ersten Unterbrechungszeitpunkt t_u1 noch verfügbaren Energie ein gegebenenfalls einen hohen Energieverbrauch aufweisender Verarbeitungsschritt begonnen und aufgrund einer zu geringen internen Versorgungsspannung U_INT nicht vollständig abgearbeitet wer den kann, was zu falschen Rechen- oder Speicherergebnissen führen könnte.
Nach dem Ablauf der ersten Verbrauchszeitspanne T_V1 zu einem Zeitpunkt t₂ geben die Spannungskontrollmittel 9 die erste Schaltinformation SI1 an den ersten Schalter 6 ab, wodurch der Kondensator 7 während einer Entladezeitspanne TE bis zum Erreichen einer Minimalspannung UM zu einem Zeitpunkt t3 entladen wird. Zu dem Zeitpunkt t3 endet die erste Zykluszeitspanne T_Z1 des ersten Spannungsversorgungszyklus der Spannungsversorgungsmittel 5.
Durch das Entladen des Kondensators 7 bis zum Erreichen der Minimalspannung UM sind vorteilhafterweise nach dem ersten Spannungsversorgungszyklus während der Ladezeitspanne T_L des darauffolgenden zweiten Spannungsversorgungszyklus von einem Hacker keine Rückschlüsse auf den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel 4 während des ersten Spannungsversorgungszyklus möglich.
Durch die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Spannungsversor gungsmittel 5 ist zwar höchstmögliche Sicherheit gegenüber Analyseversuchen eines Hackers gewährleistet, die tatsächlich während der ersten Zykluszeitspanne T_Z1 den Verarbeitungsmitteln 4 zur Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms zur Verfügung stehende erste Verarbeitungszeitspanne T_P1 ist jedoch relativ gering. Bei weiteren Spannungsversorgungszyklen mit einer so kurzen Verarbeitungszeitspanne T_P würde die Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms – insbesondere bei mehreren aufeinanderfolgenden Verarbeitungsschritten mit einem hohen Energieverbrauch – eine relativ lange Zeitspanne benötigen, was ein Nachteil wäre.
Der Datenträger 2 weist nunmehr Zeitmessmittel 12 auf, die zum Messen der zwischen dem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 und dem ersten Unterbrechungszeitpunkt t_u1 liegenden Verarbeitungszeitspanne T_P1 ausgebildet sind. Die Zeitmessmittel 12 werden durch einen sogenannten Counter gebildet, der von der Spannungsmessstufe 10 zu dem ersten Einschaltzeitpunkt t_e1 gestartet und zu dem ersten Unterbrechungszeitpunkt t_u1 gestoppt wird.
Der auf diese Weise von dem Counter ermittelte Zählwert wird als Counter information CI an die Spannungsmessstufe 10 abgegeben und von der Spannungsmessstufe 10 ausgewertet. Die Spannungsmessstufe 10 gibt hierauf eine Anpassungsinformation AI zum Anpassen der zweiten Verbrauchszeitspanne T_V2 an die Spannungskontrollmittel 9 ab. Durch die Anpassungsinformation AI wird in den Spannungskontrollmitteln 9 der Zeitpunkt der Abgabe der ersten Schaltinformation SI1 für den darauffolgenden zweiten Spannungsversorgungszyklus verändert.
Hierdurch wird erreicht, dass die Verarbeitungszeitspanne T_P jedes Spannungsversorgungszyklus gemessen und die Verbrauchszeitspanne T_V des darauffolgenden Spannungsversorgungszyklus reduziert wird, bis im Wesentlichen die gesamte Verbrauchszeitspanne T_V als Verarbeitungszeitspanne T_P genutzt wird. Wenn nach einigen Spannungsversorgungszyklen mit Verarbeitungsschritten mit einem hohen Energieverbrauch wiederum ein Spannungsversorgungszyklus mit Verarbeitungsschritten mit einem geringeren Energieverbrauch folgt, dann wird die Verbrauchszeitspanne T_V verlängert, bis wiederum im Wesentlichen die gesamte Verbrauchszeitspanne T_V als Verarbeitungszeitspanne T_P genutzt wird.
Dies hat den Vorteil, dass das Verhältnis der Verarbeitungszeitspanne T_P zur Zykluszeitspanne T_Z jedes Spannungsversorgungszyklus des Datenträgers 2 – insbesondere bei Verarbeitungsschritten mit hohem Energieverbrauch – wesentlich verbessert werden kann, was eine höhere Geschwindigkeit der Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms ermöglicht. Da die Verarbeitungsmittel 4 mehrere Verarbeitungsschritte während jeweils eines Spannungsversorgungszyklus abarbeiten, bleibt der interne Energieverbrauch eines einzelnen Verarbeitungsschritts von dem an dem Kontaktfeld ermittelbaren externen Energieverbrauch entkoppelt, weshalb vorteilhafterweise ein Ausspionieren vertraulicher Informationen durch einen Hacker verhindert wird.
Es kann erwähnt werden, dass die Verbrauchszeitspanne T_V der Verarbeitungszeitspanne T_P auch gleich gesetzt werden könnte, d.h. dass unmittelbar nach dem Unterbrechungszeitpunkt t_u der Kondensator 7 während der Entladezeitspanne T_E entladen werden könnte. Dies hätte allerdings den wesentlichen Nachteil, dass die Verarbeitungszeitdauer T_V einen unmittelbaren Einfluss auf die von einem Hacker ermittelbare Zykluszeitspanne T_Z hätte, wodurch wiederum Rückschlüsse auf den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel 4 möglich wären. Die Verbrauchszeitspanne T_V wird daher erfindungsgemäß der Verarbeitungszeitspanne T_P schrittweise angenähert, die beiden Zeitspannen weisen jedoch fast nie denselben Wert auf.
Somit ist erreicht, dass die Länge der Verbrauchszeitspanne T_V an den von den Rechenoperationen der Verarbeitungsschritte der aktuellen Zykluszeitspanne T_Z abhängigen Energieverbrauch angepasst wird. Der von einem Hacker ermittelbare Energie verbrauch des Datenträgers 2 ist somit zwar auch von dem Energieverbrauch der Art der jeweiligen Rechenoperationen abhängig, jedoch besteht keinerlei Abhängigkeit des ermittelbaren Energieverbrauchs von den mit den Rechenoperationen verarbeiteten gegebenenfalls vertraulichen Daten.
Wie anhand 2A ersichtlich, steuern die Spannungskontrollmittel 9 den ersten Schalter 6 und den zweiten Schalter 8 derart, dass die zweite Verbrauchszeitspanne T_V2 nur etwa doppelt so lang wie die zweite Verarbeitungszeitspanne T_P2 ist. Die Verarbeitungsmittel 4 arbeiten daher während der zweiten Verarbeitungszeitspanne T_P2 etwa gleich viele Verarbeitungsschritte wie während der ersten Verarbeitungszeitspanne T_P1 ab, wobei jedoch vorzugsweise die zweite Zykluszeitspanne T_V2 wesentlich kürzer als die erste Zykluszeitspanne T_V1 ist.
Anhand der während des zweiten Spannungsversorgungszyklus von den Zeitmessmitteln 12 ermittelten Counterinformation CI gibt die Spannungsmessstufe 10 eine weitere Anpassungsinformation AI an die Spannungskontrollmittel 9 ab, um eine dritte Verbrauchszeitspanne T_V3 während eines dritten Spannungsversorgungszyklus zu reduzieren. Hierdurch wird vorteilhafterweise die dritte Verbrauchszeitspanne T_V3 gegenüber der zweiten Verbrauchszeitspanne T_V2 weiter reduziert und an den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel 4 und weiterer in dem Datenträger 2 Energie verbrauchender Mittel angepasst.
Bei einem weiteren auf den dritten Spannungsversorgungszyklus folgenden und in der 2A nicht dargestellten vierten Spannungsversorgungszyklus verbrauchen die Verarbeitungsmittel 4 wesentlich weniger Energie als bei dem dritten Spannungsversorgungszyklus. Aus diesem Grund endet eine bereits auf eine relativ kurze Zeitspanne reduzierte vierte Verbrauchszeitspanne bereits, bevor die interne Versorgungsspannung U_INT die Schwellenspannung US unterschreitet. Danach wird von der Spannungsmessstufe 10 eine Anpassungsinformation AI an die Spannungskontrollmittel 9 abgegeben, um eine fünfte Verbrauchszeitspanne für einen darauffolgenden fünften Spannungsversorgungszyklus auf eine in den Speichermitteln gespeicherte Nominal-Verbrauchszeitspanne zu verlängern.
Dies hat den Vorteil, dass die Verbrauchszeitspanne T_V sehr rasch wieder verlängert wird, wenn von den Verarbeitungsmitteln 4 nicht die gesamte bis zum Unterschreiten der Schwellenspannung US mögliche Verarbeitungszeitspanne T_P zum Abarbeiten von Verarbeitungsschritten des Verarbeitungsprogramms genutzt werden kann.
Es kann erwähnt werden, dass die Spannungsversorgungsmittel 5 zum Verlängern der Verbrauchszeitspanne auf eine aus mehreren möglichen Nominal-Verbrauchszeitspannen zufällig ausgewählte Zufalls-Verbrauchszeitspanne ausgebildet sein könnten, wenn während der Verbrauchszeitspanne die interne Versorgungsspannung U_INT die Schwellenspannung US nicht unterschreitet. Dies hätte den Vorteil, dass von einem Hacker keinerlei Gesetzmäßigkeiten bezüglich des internen Energieverbrauchs ermittelt werden könnten.
Es kann erwähnt werden, dass Speichermittel zum Speichern einer den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel 4 bei der Abarbeitung von Verarbeitungsschritten des Verarbeitungsprogramms kennzeichnenden Energieinformation ausgebildet sein könnten, und dass die Spannungsversorgungsmittel 5 zum Festlegen der Verbrauchszeitspanne T_V entsprechend der für die als nächste abzuarbeitenden Verarbeitungsschritte gespeicherten Energieinformation ausgebildet sein könnten. Es könnte somit der Energieverbrauch des Datenträgers bei der Abarbeitung des Verarbeitungsprogramms von dafür berechtigten Personen einmal analysiert werden und entsprechende Energieinformation in dem Datenträger gespeichert werden. Dies hätte den Vorteil, dass die Verbrauchszeitspanne bereits im Voraus an die unmittelbar folgenden abzuarbeitenden Verarbeitungsschritte angepasst werden könnte und daher immer einen optimalen Wert aufweisen würde.
Es kann erwähnt werden, dass der Datenträger durch einen integrierten Schaltkreis gebildet sein kann, wodurch der Datenträger kostengünstig hergestellt werden kann.
Es kann erwähnt werden, dass ein erfindungsgemäßer Datenträger auch zum kontaktlosen Kommunizieren von Kommunikationsdaten ausgebildet sein kann und dass ein Hacker einen Feldsensor benutzen könnte, um den Energieverbrauch des Datenträgers zu analysieren. Dies wird vorteilhafterweise durch die Spannungsversorgungsmittel eines solchen Datenträgers verhindert, und durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Zeitmessmitteln werden bei dem Datenträger zum kontaktlosen Kommunizieren zusätzlich die vorstehend beschriebenen Vorteile erhalten.

Claims

Datenträger (2) zum Kommunizieren von Kommunikationsdaten (KD1, KD2) mit einer Basisstation mit Verarbeitungsmitteln (4) zum Verarbeiten kommunizierter Kommunikationsdaten (KD1, KD2) und mit Spannungsversorgungsmitteln (5), die angeordnet sind, während einer Ladezeitspanne (T_L) bis zu einem Einschaltzeitpunkt (t_e1, t_e2, t_e3) eine dem Datenträger zugeführte externe Versorgungsspannung (U_EXT) aufzunehmen und die ausgebildet sind, ab dem Einschaltzeitpunkt (t_e1, t_e2, t_e3) während einer Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) – wobei die Spannungsversorgungsmittel (5) von der externen Versorgungsspannung entkoppelt sind -eine interne Versorgungsspannung an die Verarbeitungsmittel abzugeben, wobei die Verarbeitungsmittel (4) ausgebildet sind, die Verarbeitung ab einem Unterbrechungszeitpunkt (t_u1, t_u2, t_u3), wenn die interne Versorgungsspannung (U_INT) eine Schwellenspannung (US) unterschreitet, bis zu dem Einschaltzeitpunkt (t_e1, t_e2, t_e3) zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitmessmittel (12) vorgesehen sind, die zum Messen einer Verarbeitungszeitspanne (T_P1, T_P2, T_P3) ausgebildet sind, die als die Zeitspanne ab dem Einschaltzeitpunkt (t_e1, t_e2, t_e3) bis zu dem Unterbrechungszeitpunkt (t_u1, t_u2, t_u3) definiert ist, und dass die Spannungsversorgungsmittel (5) zum Anpassen der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) an die gemessene Verarbeitungszeitspanne (T_P1, T_P2, T_P3) ausgebildet sind.
Datenträger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsmittel (5) zum schrittweisen Reduzieren der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) ausgebildet sind, wenn die Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) länger als die Verarbeitungszeitspanne (T_P1, T_P2, T_P3) ist.
Datenträger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsmittel (5) zum Verlängern der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) auf eine Nominal-Verbrauchszeitspanne ausgebildet sind, wenn während der Verbrauchszeit spanne (T_V1, T_V2, T_V1) die interne Versorgungsspannung (U_INT) die Schwellenspannung (US) nicht unterschreitet.
Datenträger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungsmittel (5) zum Verlängern der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V1) auf eine aus mehreren möglichen Nominal-Verbrauchszeitspannen zufällig ausgewählte Zufalls-Verbrauchszeitspanne ausgebildet sind, wenn während der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) die interne Versorgungsspannung (U_INT) die Schwellenspannung (US) nicht unterschreitet.
Datenträger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Speichermittel zum Speichern einer den Energieverbrauch der Verarbeitungsmittel (4) bei der Abarbeitung von Verarbeitungsschritten des Verarbeitungsprogramms kennzeichnenden Energieinformation ausgebildet sind, und dass die Spannungsversorgungsmittel (5) zum Festlegen der Verbrauchszeitspanne (T_V1, T_V2, T_V3) entsprechend der für die als nächste abzuarbeitenden Verarbeitungsschritte gespeicherten Energieinformation ausgebildet sind.