DE60209205T2 - Gesichertes Herstellungsverfahren - Google Patents

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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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Description

  • Die Erfindung betrifft die Herstellung elektronischer Einrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung einer elektronischen Einrichtung, die einen Datenspeicher zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher zum Speichern zumindest eines kryptographischen Schlüssels eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst.
  • Viele moderne elektronische Einrichtungen, beispielsweise mobile Endgeräte, umfassen einen Speicher zum Laden von Software und/oder Daten zur Verwendung mit der elektronischen Einrichtung. Typischerweise liefert ein Hersteller derartiger elektronischer Einrichtungen die Einrichtung mit oder ohne irgendeiner vorinstallierten Software und/oder irgendwelchen Daten an einen Kunden, der die elektronische Einrichtung an seine Wünsche weiter anpasst, bevor die Einrichtung an einen Endnutzer geliefert wird.
  • Folglich werden während der Herstellung der elektronischen Einrichtung in einer Fabrik Software und/oder Daten in die Einrichtung geladen, beispielsweise eine Testsoftware, eine vorinstallierte Software, die mit der Einrichtung zu liefern ist, oder dergleichen. Außerdem werden nach der Herstellung der elektronischen Einrichtung weitere Software und/oder Daten durch den Kunden geladen, beispielsweise eine kundenspezifische Software, um zum Beispiel kundenspezifische Dienste, etc. bereitzustellen.
  • In diesem Dokument umfasst der Ausdruck Kunde durchweg eine Organisationseinheit, die die hergestellte elektronische Einrichtung erhält. Typischerweise ist ein Kunde ein anderes Unternehmen oder eine andere Firma, die die elektronische Einrichtung anpasst, sie in ein anderes elektronisches Gerät einbaut und/oder sie über entsprechende Vertriebskanäle an Endnutzer verkauft. Beispielsweise kann die elektronische Einrichtung eine Platine sein, die von einem Telefonhersteller in ein Mobiltelefon eingebaut wird. In diesem Fall ist der Kunde der elektronischen Einrichtung der Telefonhersteller.
  • Im Folgenden wird die von der Fabrik an den Kunden gelieferte elektronische Einrichtung im Gegensatz zu der elektronischen Einrichtung während der Herstellung in der Fabrik als das Produkt bezeichnet.
  • Die US 2002/0050528 offenbart für eine IC-Karte für mehrere Anwendungen ein Herstellungsverfahren und ein Personalisierungsverfahren, die ein nachfolgendes selektives Laden/Löschen von Programmen auf bzw. von der IC-Karte ermöglichen.
  • Das US-Patent 6,167,521 offenbart ein Verfahren zum Laden von neuem Code in einen logischen Unterbereich einer Einrichtung, die von einer Autorität gesteuert wird. Gemäß diesem Verfahren des Standes der Technik bereitet die Autorität eine Nachricht vor, die den neuen Code und gewisse Parameter umfasst, welche die Anforderungen an die Ausführungsumgebung spezifizieren, damit der neue Code läuft. Die Autorität sendet die erzeugte Nachricht an die Einrichtung, die bei Empfang der Nachricht eine Authentifizierung der Autorität durchführt und verifiziert, ob die Parameter für die aktuelle Ausführungsumgebung gültig sind. Falls ja, lädt die Einrichtung den empfangenen neuen Code in den entsprechenden logischen Unterbereich.
  • Jedoch berücksichtigt das vorstehende Verfahren des Standes der Technik nicht das Problem, dass es aus Sicherheitsgründen beim Herstellen der elektronischen Einrichtungen wünschenswert ist, die Herstellung und die nachfolgende kundenspezifische Anpassung zu trennen. Beispielsweise könnte der Hersteller einer Platine, die in ein Mobiltelefon eingebaut wird, das Anliegen haben, die Möglichkeiten eines Kunden dieser Platine, beispielsweise eines Telefonherstellers, das Produkt, d. h. die Platine, anzupassen, einzuschränken. Ferner könnte ein Kunde das Anliegen haben, dass keine kundenspezifische Produktsoftware, die der Kunde in die Einrichtung, d. h. die Platine, geladen hat, anderen Parteien, beispielsweise andere Telefonhersteller, die Kunden des Herstellers der Platine sind, zur Verfügung steht.
  • Folglich sollten die zum Laden von Software in der Fabrik verwendeten Werkzeuge (Tools) nicht mit dem Produkt funktionieren, sobald es die Fabrik verlassen hat, und umgekehrt sollten die in Verbindung mit dem Produkt außerhalb der Fabrik verwendeten Werkzeuge nicht während der Herstellung in der Fabrik verwendet werden.
  • Es ist bekannt, derartige Ladewerkzeuge durch körperliche Hardwareeinrichtungen, beispielsweise Hardware-Sperr-Einrichtungen, Chipkarten, Dongels oder dergleichen, abzusichern. Gemäß derartigen Lösungen des Standes der Technik lässt ein Ladewerkzeug einen Betrieb nur zu, falls eine entsprechende externe Einrichtung an das Ladewerkzeug angeschlossen ist, beispielsweise falls eine Chipkarte eingesteckt ist oder ein Dongel an einen vorbestimmten Anschluss des Werkzeuges angeschlossen ist, etc.
  • Jedoch ist die Verwendung derartiger körperlicher Einrichtungen mit einer Reihe von Problemen verbunden: die Handhabung und die Kontrolle derartiger Einrichtungen erzeugt viel Zusatzaufwand, da sie in die Ladewerkzeuge eingesteckt werden müssen und von diesen entfernt werden müssen, an einem sicheren Ort gelagert werden müssen, etc.
  • Außerdem sind diese Einrichtungen typischerweise klein und können daher leicht verloren gehen oder sogar gestohlen werden, was so ein Sicherheitsrisiko darstellt.
  • Ferner weisen moderne elektronische Einrichtungen häufig ziemlich kurze Lebenszyklen auf. Folglich kann eine beträchtliche Anzahl unterschiedlicher Versionen von elektronischen Geräten und/oder der entsprechenden Software und/oder der entsprechenden Ladewerkzeuge in vielen Fällen sogar gleichzeitig existieren. Während die Werkzeuge komplizierter werden, können sie folglich von unterschiedlichen Versionen der physikalischen Einrichtungen abhängig werden, wodurch die Komplexität einer Versionsverwaltung und der Pflege der Ladewerkzeuge und der körperlichen Einrichtungen erhöht wird.
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben werden gelöst, falls ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung, die einen Datenspeicher zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher zum Speichern zumindest eines kryptographischen Schlüssels eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst,
    • – das Laden eines fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels in den Schlüsselspeicher;
    • – das Laden von fabrikseitiger Software, die mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, in den Datenspeicher umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren ferner
    • – das Laden eines öffentlichen Produktschlüssels in den Schlüsselspeicher, der sich von dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel unterscheidet, zum Verifizieren nachfolgender Datenelemente, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel signiert sind, und
    • – das Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden umfasst.
  • Folglich wird eine Aufteilung zwischen den in der Fabrik verwendeten Werkzeugen und den mit dem Produkt außerhalb der Fabrik verwendeten Werkzeugen erreicht, indem ein spezieller fabrikseitiger kryptographischer Schlüssel und ein kryptographi scher Produktschlüssel verwendet werden. Die gesamte in der Fabrik geladene Software ist mit einem korrespondierenden fabrikseitigen privaten Schlüssel signiert, und die gesamte in die elektronische Einrichtung außerhalb der Fabrik geladene Software ist mit einem privaten Produktschlüssel signiert. Erfindungsgemäß wird der fabrikseitige öffentliche Schlüssel am Ende der Herstellung deaktiviert, wodurch sichergestellt wird, dass die mit dem fabrikseitigen privaten Schlüssel signierte Fabriksoftware außerhalb der Fabrik nicht mehr in das Produkt geladen werden kann. Auf ähnliche Weise wird jegliche mit dem privaten Produktschlüssel signierte Software während der Herstellung in der Fabrik zurückgewiesen.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Verwendung von unterschiedlichen Schlüsseln für die Herstellung einer elektronischen Einrichtung und für die resultierende elektronische Produkteinrichtung sicherstellt, dass die Herstellungssoftware nur während der Herstellung geladen werden kann und die Produktsoftware nur in das fertiggestellte Produkt geladen werden kann. Folglich muss die bei der Herstellung verwendete signierte Software nicht weiter geschützt werden, da sie außerhalb der Fabrik nicht verwendet werden kann, wodurch die Verwaltung und die Kontrolle der Herstellungssoftware in der Fabrik stark vereinfacht wird.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich sind, um zwischen sicherheitsrelevanten Ladeschritten in der Fabrik und außerhalb der Fabrik zu unterscheiden, wodurch die Kontrolle und die Pflege der Ladewerkzeuge vereinfacht wird.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass sie eine einfache Schlüsselstruktur bereitstellt, was so vermeidet, dass es erforderlich ist, eine komplizierte Schlüsselstruktur in der elektronischen Einrichtung zu pflegen und darin zu speichern. Das ist insbesondere vorteilhaft, falls die elektronische Einrichtung begrenzte Speicherressourcen und/oder begrenzte Verarbeitungsressourcen hat, wie es bei mobilen Endgeräten und dergleichen der Fall ist.
  • Auf dem Gebiet der Kryptographie ist die Verwendung von kombinierten öffentlichen und privaten Schlüsseln als solches entweder als Kryptographie mit einem öffentlichen Schlüssel (public key cryptography) oder asymmetrische Kryptographie bekannt. Ein System zur Verwendung öffentlicher Schlüssel wird als öffentliche Schlüsselinfrastruktur (PKI, public key infrastructure) bezeichnet. Die grundlegende Beschaffenheit einer Kryptographie mit einem öffentlichen Schlüssel ermöglicht eine Form des Signierens einer digitalen Nachricht. Ein Sender kann einen Entschlüsse lungsschlüssel, d. h. den öffentlichen Schlüssel, veröffentlichen und hält den entsprechenden Verschlüsselungsschlüssel, d. h. den privaten Schlüssel, geheim. Wenn der Sender eine Nachricht oder einen von der Nachricht stammenden Wert verschlüsselt, kann ihn jeder unter Verwendung des öffentlichen Entschlüsselungsschlüssels entschlüsseln, und wenn so verfahren wird, kann der Empfänger sicher sein, dass die Nachricht nur von dem Sender verschlüsselt worden sein kann, da der Sender der einzige Besitzer des Verschlüsselungsschlüssels ist. Folglich hat der Sender die Nachricht im Endeffekt "signiert". Beispiele eines öffentlichen Schlüsselmechanismus umfassen das RSA-Verschlüsselungssystem (siehe beispielsweise Rivest R., Shamir A. und Adleman L., "A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems", Communications of the ACM, 21 (1978), Seiten 120–126), das EIGamal-Verschlüsselungssystem (siehe beispielsweise EIGamal T., "A public key cryptosystem and a signature scheme based on discrete logarithms", IEEE Transactions on Information Theory, 31 (1985), Seiten 469–472) und Verschlüsselungssysteme auf der Grundlage elliptischer Kurven (siehe beispielsweise Saeki M., Elliptic Curve Cryptosystems, M. Sc. Thesis, McGill University School of Computer Science, 1996).
  • Wenn die fabrikseitigen Schlüssel oder die Produktschlüssel auf eine vorbestimmte Einheit, beispielsweise einen Hersteller, hinweisen, ist sichergestellt, dass eine Einheit nicht Software/Daten in eine elektronische Einrichtung laden kann, die für eine andere Einheit bestimmt ist bzw. sind, beispielsweise eine Einrichtung eines anderen Herstellers.
  • Wenn das Verfahren ferner den Schritt des Einstellens einer permanenten Kennung in der elektronischen Einrichtung umfasst, die auf eine Fertigstellung eines Herstellungsvorganges hinweist, wird ein Mechanismus zum sicheren Feststellen, ob eine gegebene Einrichtung ein vorbestimmtes Stadium des Herstellungsvorganges abgeschlossen hat, bereitgestellt. Beispielsweise kann das Setzen der permanenten Kennung das Ende des Herstellungsvorganges in der Fabrik anzeigen. Da die Kennung permanent gesetzt ist, kann sichergestellt werden, dass die Einrichtung nicht in den Fabrikvorgang wiedereintritt, sobald sie ihn verlassen hat. Vorzugsweise kennzeichnet die permanente Kennung den Hersteller, was dadurch sicherstellt, dass ein Hersteller nicht die Software/Daten eines anderen Herstellers laden kann, selbst wenn die kryptographischen Schlüssel modifiziert wurden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Ladens des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels die folgenden Schritte:
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist, und
    • – Abbrechen des Schrittes des Ladens des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels, falls die permanente Kennung gesetzt ist, andernfalls, Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels.
  • Folglich können die während des Fabrikvorganges verwendeten Werkzeuge, die jegliche in die Einrichtung zu ladende Daten mit dem fabrikseitigen privaten Schlüssel signieren, nur während des Herstellungsvorganges verwendet werden. Sobald der fabrikseitige öffentliche Schlüssel in der Einrichtung deaktiviert ist und die permanente Kennung gesetzt ist, wird ein erneutes Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels verhindert, wodurch die Sicherheit des Verfahrens erhöht wird. Folglich ist es ein Vorteil, dass die permanente Kennung einen Schutz gegen ein Entfernen von Schlüsseln aus einem nicht flüchtigen Speicher der elektronischen Einrichtung bietet.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Ladens des öffentlichen Produktschlüssels die folgenden Schritte:
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist, und
    • – Laden des öffentlichen Produktschlüssels, falls die permanente Kennung gesetzt ist, andernfalls, Abbrechen des Schrittes des Ladens des öffentlichen Produktschlüssels. Folglich kann der öffentliche Produktschlüssel nicht vor Abschluss des Herstellungsvorganges geladen werden, was durch Setzen der permanenten Kennung angezeigt wird, wodurch die Verwendung von Werkzeugen für Prozesse nach der Herstellung während des Herstellvorganges verhindert wird. Durch Erzwingen einer strikten Trennung zwischen Herstellungswerkzeugen und Werkzeugen für Prozesse nach der Herstellung wird das Missbrauchsrisiko oder das Risiko einer fehlerhaften Verwendung der Werkzeuge weiter reduziert.
  • Alternativ hierzu kann die permanente ID (Kennung) während anderer Stadien des Herstellungsvorganges geladen werden, beispielsweise als ein Anfangsschritt des Vorganges vor dem Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels oder als ein Endschritt nach dem Austauschen des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels mit dem öffentlichen Produktschlüssel oder als ein Zwischenschritt nach dem Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels aber vor dem Laden jeglicher Fabriksoftware oder während eines anderen geeigneten Stadiums des Herstellungsvorganges.
  • Die permanente Kennung kann eine beliebige Kennung sein, die in der Einrichtung gesetzt werden kann und die – mit einem vernünftigen Aufwand – nicht geändert oder gelöscht werden kann, sobald sie gesetzt ist. Vorzugsweise kennzeichnet die Kennung die Einrichtung eindeutig. Beispiele einer derartigen permanenten Kennung umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Schmelzmittel, die elektrisch, mittels eines Lasers oder dergleichen gebrannt werden, Ladungsspeicher, gekapselte Permanentkondensatoren, einen einmal programmierbaren (OPT, one-timeprogrammable) Speicher, etc. oder eine Kombination hiervon. Bei einer Ausführungsform kann die permanente Kennung mit dem öffentlichen Produktschlüssel zusammenhängen. Beispielsweise kann der öffentliche Produktschlüssel in dem OTP-Speicher gespeichert sein, der so sowohl als der öffentliche Produktschlüssel als auch als die permanente Kennung fungiert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Einrichtung ein Mobiltelefon mit einer zugeordneten internationalen Mobilfunkgerätekennung (International Mobile Equipment Identity, IMEI), und die permanente Kennung umfasst die internationale Mobilfunkgerätekennung und eine weitere in einer einmal programmierbaren Anordnung gespeicherte Kennung. Folglich wird ein hohes Sicherheitsniveau bereitgestellt, und die Einrichtung ist eindeutig gekennzeichnet. Außerdem kann der in dem OTP-Speicher gespeicherte Teil der Kennung eine kleine Größe haben, beispielsweise 64 Bit oder weniger, was dadurch die Kosten für den erforderlichen OTP-Speicher reduziert.
  • Der Ausdruck internationale Mobilfunkgerätekennung (IMEI) bezeichnet eine eindeutige Nummer, die jedem Mobiltelefon gegeben wird. Die IMEI-Nummern der mit einem GSM-Netzwerk verbundenen Mobiltelefone sind in einer Datenbank (EIR: Equipment Identity Register, Gerätekennungsregister) gespeichert, die alle gültigen Mobiltelefongeräte enthält. Wenn ein Telefon als gestohlen gemeldet ist oder der Typ nicht freigegeben ist, wird die Nummer als ungültig gekennzeichnet. Die Nummer umfasst einen Typzulassungscode (TAC, Type approval code), einen Ländercode, einen Baugruppencode, eine Herstellerkennung und eine Seriennummer.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass der fabrikseitige private Schlüssel nur dem Hersteller der elektronischen Einrichtung bekannt ist, wodurch sichergestellt wird, dass andere Hersteller ihre Software nicht in diese Einrichtungen laden können.
  • Der Ausdruck elektronische Einrichtung umfasst eine beliebige Einrichtung, die Verarbeitungsmittel und einen Speicher umfasst. Der Ausdruck Verarbeitungsmittel umfasst programmierbare Allzweck-Mikroprozessoren oder Spezialzweck-Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSP), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare logische Anordnungen (PLA), vom Anwender programmierbare Gatteranordnungen (FPGA, Field Programmable Gate Arrays), elektronische Schaltungen für einen speziellen Zweck, etc. oder eine Kombination davon.
  • Beispiele derartiger elektronischer Einrichtungen umfassen Computer, beispielsweise stationäre und tragbare PCs, stationäre und tragbare Funkkommunikationsgeräte, etc. und deren Bestandteile. Der Ausdruck tragbare Funkkommunikationsgeräte umfasst mobile Funkendgeräte, beispielsweise Mobiltelefone, Pager, Kommunikationseinrichtungen (Kommunikatoren), zum Beispiel elektronische Organisationseinrichtungen, intelligente Telefone (smart phones), persönliche digitale Assistenten (PDAs) oder dergleichen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen der Datenspeicher und der Schlüsselspeicher ausgewählte Blöcke eines Flash-Speichers. Ein Flash-Speicher (manchmal auch als "Flash-RAM" bezeichnet) ist ein Typ eines nicht flüchtigen Speichers, der in als Blöcke bezeichneten Speichereinheiten gelöscht und wiederprogrammiert werden kann. Er ist eine Abart eines elektrisch löschbaren, programmierbaren Festwertspeichers (EEPROM, electrically erasable programmable read-only memory), der im Gegensatz zu einem Flash-Speicher auf der Byte-Ebene gelöscht und wiederbeschrieben wird, was langsamer als ein Aktualisieren des Flash-Speichers ist. Ein Flash-Speicher wird häufig verwendet, um Steuercode zu speichern, beispielsweise das grundlegende Eingabe/Ausgabe-System (BIOS, basic input/output system) in einem Personalcomputer. Wenn es erforderlich ist, die Daten in einem Flash-Speicher zu ändern (zu überschreiben), kann der Flash-Speicher blockweise (statt Byte-weise) beschrieben werden, wodurch er einfach zu aktualisieren ist. Flash-Speicher werden so genannt, weil der Mikrochip derart organisiert ist, dass ein Abschnitt von Speicherzellen in einem einzigen Vorgang oder "Flash" bzw. "Blitr" gelöscht wird. Flash-Speicher werden bei digitalen Mobiltelefonen, Digitalkameras, LAN-Vermittlungseinrichtungen (Switches), PC-Karten für tragbare Computer, digitalen multimedialen Zusatzgeräten, systemintegrierten Steuerungseinrichtungen und anderen elektronischen Einrichtungen weit verbreitet verwendet.
  • Andere Beispiele eines Datenspeichers und/oder eines Schlüsselspeichers umfassen ein Magnetband, eine optische Platte, eine digitale Videoplatte (DVD, digital versatile disc), eine Kompaktplatte (CD oder CD-ROM), eine Miniplatte (mini-disk), eine Festplatte, ein Diskettenlaufwerk, einen ferro-elektrischen Speicher, einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), EPROM, Festwertspeicher (ROM, read only memory), einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM, static random access memory), einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM, dynamic random access memory), einen synchronen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SDRAM, synchronous dynamic random access memory), einen ferromagnetischen Speicher, einen optischen Speicher, ladungsgekoppelte Einrichtungen, Chipkarten (smart cards), PCMCIA-Karten, etc.
  • Der Ausdruck Fabriksoftware umfasst jegliche computerausführbaren Anweisungen, die in die elektronische Einrichtung während der Herstellung geladen werden. Die Fabriksoftware kann während der Herstellung ausgeführt werden, beispielsweise zum Testen von Hardwarebauteilen, zum Kalibrieren der Bauteile, zum Beispiel des Funkschaltkreises eines Mobiltelefons, zum Einstellen von Parametern, für Kundenanpassungen, etc. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Fabriksoftware Anweisungen umfassen, die nach dem Abschluss der Herstellung ausgeführt werden, zum Beispiel vorinstallierte Betriebssysteme, etc. Folglich kann die Fabriksoftware permanent oder temporär in die elektronische Einrichtung geladen werden.
  • Der fabrikseitige Schlüssel kann deaktiviert werden, indem der Schlüssel aus dem Speicher entfernt wird, indem beispielsweise alle entsprechenden Bits auf Null gesetzt werden, er kann deaktiviert werden, indem er unbrauchbar gemacht wird, indem beispielsweise ein Bit oder mehrere Bits des gespeicherten Schlüssels geändert werden, oder er kann auf eine beliebige andere Weise deaktiviert werden, um dadurch seine spätere Verwendung zum Verifizieren signierter Datenelemente zu verhindern. Vorzugsweise wird der fabrikseitige öffentliche Schlüssel permanent deaktiviert, d. h. es wird rechnerisch unmöglich gemacht, den Schlüssel zu rekonstruieren, wodurch die Sicherheit des Verfahrens erhöht wird. Bei einer Ausführungsform werden sowohl der fabrikseitige öffentliche Schlüssel als auch der öffentliche Produktschlüssel zu Beginn des Fabrikvorgangs gespeichert, und der fabrikseitige öffentliche Schlüssel wird am Ende des Fabrikvorgangs deaktiviert, wodurch nur den öffentlichen Produktschlüssel aktiviert bleibt.
  • Wenn später ein Wiederanpassen einer Einrichtung nach dem Abschluss des Herstellvorganges erforderlich ist, kann ein Zugang zu einigen oder allen Herstellungswerkzeugen gewährt werden. Wenn jedoch der Zugang zu Fabrikwerkzeugen nach dem Abschluss des Herstellvorganges gewährt wird, ist es ein generelles Problem, die Sicherheit des Systems aufrecht zu halten.
  • Dieses Problem wird gelöst, wenn das Verfahren ferner den Schritt des Ladens eines Hash-Wertes eines geheimen Datenelementes in den Schlüsselspeicher umfasst. Anschließend kann ein Wiederanpassungswerkzeug, das sich vorzugsweise von den Fabrikwerkzeugen unterscheidet und von diesen getrennt ist, bereitgestellt werden, wobei das Wiederanpassungswerkzeug das geheime Datenelement kennt. Folglich kann eine Wiederanpassung der Einrichtung in einer kontrollierten Umgebung durchgeführt werden, während die Sicherheit des Systems und die Unterscheidung zwischen Vorgängen/Werkzeugen während der Herstellung und nach der Herstellung aufrecht erhalten wird.
  • Eine Wiederanpassung kann beispielsweise das Ändern von Spracheinstellungen, länderspezifischen Einstellungen und dergleichen umfassen. Folglich kann eine Wiederanpassung beispielsweise erforderlich sein, wenn der Kunde die Einrichtung, zum Beispiel als Teil eines anderen elektronischen Gerätes, an Endnutzer in einem anderen Land, einem anderen Markt, etc. liefern möchte.
  • Der Ausdruck Hash-Wert bezeichnet hier eine Einweg-Darstellung des geheimen Datenelementes, d. h. eine Darstellung, bei der es rechnerisch nicht machbar ist, das geheime Datenelement aus der Darstellung herzuleiten und bei der zwei unterschiedliche geheime Datenelemente zwei unterschiedliche Darstellungen ergeben.
  • Während der Entwicklung neuer elektronischer Einrichtungen ist es üblich, anfangs eine Anzahl von Prototypen herzustellen, um es beispielsweise externen Zulieferern zu ermöglichen, die Software in Verbindung mit einer neuen Einrichtung zu testen. In einer derartigen Situation ist es wünschenswert, dass die Prototypen auch von den Sicherheitsmechanismen des Herstellvorganges umfasst sind. Jedoch ist es üblicherweise unerwünscht, dass die späteren Produktwerkzeuge, die für die tatsächlich freigegebenen Produkte verwendet werden, auch bei den Prototypen einsetzbar sind.
  • Folglich umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schritt des Ladens eines öffentlichen Produktschlüssels ferner den Schritt des Ladens eines digitalen Zertifikates, das den öffentlichen Produktschlüssel umfasst, wobei dem digitalen Zertifikat ein Gültigkeitszeitraum zugeordnet ist, der die Gültigkeit des öffentlichen Schlüssels beschränkt, was dadurch die Gültigkeit des Prototypschlüssels auf einen vorbestimmten Gültigkeitszeitraum beschränkt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Ladens eines öffentlichen Produktschlüssels ferner den Schritt des Ladens eines digitalen Zertifikates, das den öffentlichen Produktschlüssel umfasst; und das Verfahren umfasst ferner den Schritt des nachfolgend für ungültig Erklärens des digitalen Zertifikates durch Senden einer vorbestimmten Nachricht an das elektronische Gerät. Es ist folglich ein Vorteil, dass kein Gültigkeitszeitraum definiert werden muss, wodurch es möglich wird, Verzögerungen während der Entwicklung und des Testprozesses der Prototypen auf einfache Weise zu berücksichtigen. Die an die Einrichtung gesendete Nachricht kann beispielsweise eine Nachricht eines Kurznachrichtendienstes (SMS, short message service) oder eines anderen Nachrichtendienstes oder ein anderer gesicherter Hinweis sein, um eine Deaktivierung mittels eines funkgebundenen („over-the-air") Transportmechanismus zu erreichen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform wird der öffentliche Produktschlüssel aus einem vorbestimmten Satz von öffentlichen Kundenschlüsseln ausgewählt, wodurch ein Mechanismus zum Unterscheiden unterschiedlicher Produkte, Produkte von Prototypen und/oder verschiedener unterschiedlichen Kunden bereitgestellt wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Arten, einschließlich der zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren, der im Folgenden beschriebenen Systeme und weiterer Produkteinrichtungen, implementiert werden, die je einen oder mehrere Nutzeffekte und einen oder mehrere Vorteile verwirklichen, die in Verbindung mit dem zuerst erwähnten Verfahren beschrieben wurden, und die je eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen haben, die den bevorzugten Ausführungsformen entsprechen, die in Verbindung mit dem zuerst erwähnten Verfahren beschrieben sind und in den abhängigen Ansprüchen offenbart sind.
  • Es ist festzustellen, dass die Merkmale der zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren durch Software implementiert werden können und in einem Datenverarbeitungssystem oder in einer anderen Verarbeitungseinrichtung aufgrund der Ausführung der computerausführbaren Anweisungen durchgeführt werden können. Die Anweisungen können Programmcodemittel sein, die in einen Speicher, beispielsweise ein RAM, von einem Speichermedium oder von einem anderen Computer über ein Computernetzwerk geladen werden. Alternativ hierzu können die beschriebenen Merkmale durch eine fest verdrahtete Schaltung anstelle von Software oder zusammen mit Software implementiert werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung, die gemäß dem zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist, und
    • – Laden der Daten, falls die permanente Kennung gesetzt ist, wobei die Daten mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, andernfalls, Abbrechen des Ladens der Daten.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung, die gemäß dem zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist,
    • – Beziehen des Hash-Wertes von dem geheimen Datenelement aus dem Schlüsselspeicher,
    • – Vergleichen des bezogenen Hash-Wertes mit einem Referenz-Hash-Wert, der aus einem geheimen Referenzdatenelement berechnet ist, und
    • – Beginnen des Ladens von Wiederanpassungsdaten, die mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, in die elektronische Einrichtung, falls die permanente Kennung gesetzt ist und falls der erhaltene Hash-Wert mit dem berechneten Referenz-Hash-Wert korrespondiert, andernfalls, Abbrechen des Wiederanpassens der elektronischen Einrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein System zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung, wobei die elektronische Einrichtung einen Datenspeicher zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher zum Speichern zumindest eines kryptographischen Schlüssels eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst, wobei das System umfasst:
    • – ein erstes Lademodul zum Laden eines fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels in den Schlüsselspeicher,
    • – ein zweites Lademodul zum Laden von Fabriksoftware, die mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, in den Datenspeicher,
    • – ein drittes Lademodul, das dazu ausgelegt ist, in den Schlüsselspeicher einen öffentlichen Produktschlüssel zu laden, der sich von dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel unterscheidet, um nachfolgende Datenelemente zu verifizieren, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel signiert sind, und den fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden zu deaktivieren.
  • Der Ausdruck Lademodul umfasst jede Einrichtung oder Schaltung, die dazu ausgelegt ist, Daten und/oder Software in die elektronische Einrichtung zu laden. Die Einrichtung kann einen geeignet programmierten Prozessor und eine Schnittstelle zum Laden der Daten/Software auf die elektronische Einrichtung umfassen. Ferner kann das Lademodul als ein Computerprogramm oder eine Komponente eines Computerprogramms implementiert sein, das bzw. die dazu ausgelegt ist, auf einem Datenverarbeitungssystem mit einer Kommunikationsschaltung ausgeführt zu werden, die zum Kommunizieren mit der elektronischen Einrichtung über eine Datenkommunikationsverbindung ausgelegt ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein System zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung, die gemäß dem zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei das System ein Lademodul umfasst, das ausgelegt ist zum
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist, und
    • – zum Laden der Daten falls die permanente Kennung gesetzt ist, wobei die Daten mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, andernfalls, zum Abbrechen des Ladens der Daten.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein System zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung, die gemäß dem zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei das System ein Lademodul umfasst, das ausgebildet ist zum
    • – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist,
    • – Beziehen des Hash-Wertes des geheimen Datenelementes aus dem Schlüsselspeicher,
    • – Vergleichen des erhaltenen Hash-Wertes mit einem Referenz-Hash-Wert, der aus einem geheimen Referenzdatenelement berechnet ist, und
    • – zum Beginnen des Ladens von Wiederanpassungsdaten, die mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, in die elektronische Einrichtung, falls die permanente Kennung gesetzt ist und falls der bezogene Hash-Wert mit dem berechneten Referenz-Hash-Wert korrespondiert, andernfalls, zum Abbrechen des Wiederanpassens der elektronischen Einrichtung.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine elektronische Einrichtung, die gemäß dem zuvor und im Folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, das Codemittel umfasst, die dazu ausgelegt sind, die folgenden Schritte in einem Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung durchzuführen, die einen Datenspeicher zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher zum Speichern zumindest eines kryptographischen Schlüssels eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst:
    • – Laden eines öffentlichen Produktschlüssels in den Schlüsselspeicher zum Verifizieren nachfolgender Datenelemente, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel signiert sind, wobei sich der öffentliche Produktschlüssel von einem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel unterscheidet, der in dem Schlüsselspeicher gespeichert ist und zum Verifizieren jeglicher Fabriksoftware, die in den Datenspeicher zu laden ist und mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, verwendet wird, und
    • – Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden.
  • Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Medium, beispielsweise einem Magnetband, einer optischen Platte, einer digitalen Videoplatte (DVD, digital versatile disc), einer Kompaktplatte (CD oder CD-ROM), einer Mini-Platte (mini-disc), einer Festplatte, einer Diskette, einem ferroelektrischen Speicher, einem elektrisch löschbaren, programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einem Flash-Speicher, einem EPROM, einem Festwertspeicher (ROM), einem statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM), einem dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), einem synchronen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SDRAM), einem ferromagnetischen Speicher, einem optischen Speicher, ladungsgekoppelten Einrichtungen, Chipkarten, einer PCMCIA-Karte, etc. verkörpert sein.
  • Die Erfindung wird jetzt nachstehend vollständiger in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 schematisch einen Herstellungsvorgang und einen Wiederanpassungsvorgang gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ein Blockdiagramm eines Systems zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung zeigt;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer elektronischen Einrichtung zeigt;
  • 4 ein Blockdiagramm eines Systems zum Laden von Software und Daten in eine elektronische Einrichtung und zum Anpassen einer elektronischen Einrichtung während des Herstellvorganges zeigt;
  • 5a bis 5b Blockdiagramme von Ausführungsformen eines Systems zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung zeigen;
  • 6 ein Blockdiagramm eines Systems zur Handhabung von kryptographischen Schlüsseln und Zertifikaten zeigt; und
  • 7a bis 7d Beispiele von Herstellungsvorgängen gemäß entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen.
  • 1 zeigt schematisch einen Herstellungsvorgang und einen Wiederanpassungsvorgang gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem Anfangsschritt S1 des Herstellungsvorganges wird eine elektronische Einrichtung 101 bereitgestellt. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die elektronische Einrichtung eine bestückte Leiterplatte ist, d. h., während der Herstellung eines Produktes für einen Kunden kann der beschriebene Vorgang typischerweise nach dem Abschluss der Oberflächenmontage der elektronischen Bauteile auf einer Platine und vor oder während eines abschließenden Montageschrittes stattfinden. Die elektronische Einrichtung umfasst einen Speicher 102, der mehrere Speicherabschnitte 103, 104 und 105 aufweist. Der Speicher 102 kann einen oder mehrere unterschiedliche Speichertypen und/oder einen oder mehrere Speichermodule, beispielsweise ein EEPROM, einen Flash-Speicher, einen auf einem Chip integrierten Speicher, ein RAM, einen OTP-Speicher, etc. umfassen. Die Speicherabschnitte 103 und 105 können adressierbare Bereiche eines Speichers, beispielsweise eines Flash-Speichers, sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Speicherabschnitt 104 ein OTP-Speicher.
  • Während eines ersten Ladeschrittes wird ein erstes fabrikseitiges Ladewerkzeug 106 verwendet, um einen fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel PuKF in einen Speicherabschnitt 105 zu laden. Das Ladewerkzeug 106 umfasst einen Speicher 107 zum Speichern des öffentlichen Schlüssels PuKF.
  • Vorzugsweise ist der öffentliche Schlüssel einem digitalen Zertifikat des Herstellers zugeordnet. Der Ausdruck digitales Zertifikat bezieht sich hier auf ein Datenelement, das dazu dient, die Autorisierung des Senders zu überprüfen. Das Datenelement umfasst eine Identifikation des Zertifikatinhabers und den öffentlichen Schlüssel des Inhabers und vorzugsweise eine digitale Signatur einer Zertifizierungsautorität für eine Authentifizierung. Die Zertifizierungsautorität bestätigt, dass die Kennung des Senders diejenige ist, die dem öffentlichen Schlüssel in dem Datenelement zugeordnet ist. In der Technik sind verschiedene Typen von öffentlichen Schlüsselzertifikaten als Teil einer öffentlichen Schlüsselinfrastruktur bekannt, die sich mit digital signierten Dokumenten, einer Verschlüsselung mit einem öffentlichen Schlüssel, vertauenswürdigen dritten Parteien und Mechanismen für eine Veröffentlichung und Ausgabe eines Zertifikates beschäftigt, siehe beispielsweise den X509-Standard (ITU-T Empfehlung X.509 (1997), "Information Technology – Open Systems Interconnection – The Directory: Authentication Framework"). Folglich wird im Folgenden der öffentliche Schlüssel PuKF auch als das fabrikseitiges Zertifikat bezeichnet.
  • Vorzugsweise versucht das Ladewerkzeug 106 vor dem Laden des fabrikseitigen Zertifikates, ein gültiges fabrikseitiges Zertifikat oder ein korrespondierendes Kundenzertifikat, das nachstehend beschrieben wird, aus dem Speicherabschnitt 105 und eine vorbestimmte Produkt-ID aus dem OTP-Speicherabschnitt 104 zu lesen. Falls kein gültiges Zertifikat aus dem Speicherabschnitt 105 und keine Produkt-ID aus dem OTP-Abschnitt 104 gelesen werden können, lädt das Ladewerkzeug den öffentlichen Schlüssel PuKF, wodurch sichergestellt wird, dass die elektronische Einrichtung zuvor nicht dem Fabrikvorgang unterzogen wurde.
  • Das Ladewerkzeug 106 kann ferner für andere Einstellungen, beispielsweise das Herunterladen von Kalibrierungsdaten, das Einstellen von sicheren Datenbereichen durch Berechnen eines kryptographischen Hash-Wertes über den Bereich oder dergleichen, verwendet werden.
  • Sobald das fabrikseitige Zertifikat erfolgreich geladen ist, tritt die elektronische Einrichtung 101 in den sicheren Fabrikherstellungsvorgang 125 ein.
  • Es ist festzustellen, dass der Schritt des Ladens des fabrikseitigen Zertifikates in einem Vor-Flash-Schritt vor dem Anbringen des Flash-Speichers auf der Hauptplatine der elektronischen Einrichtung durchgeführt werden kann.
  • Während des Schrittes S2 des sicheren Fabrikvorgangs 125 wird die elektronische Einrichtung 101 getestet, und falls es erforderlich ist, abgestimmt, kalibriert oder dergleichen. Beispielsweise kann es während der Herstellung eines Mobiltelefons erforderlich sein, die Funkkomponenten abzustimmen und zu kalibrieren, und es kann erforderlich sein, die montierten elektronischen Bauteile zu testen, etc. Zu die sem Zweck wird eine Fabriksoftware zum Testen, Kalibrieren, etc. in den Speicher 102 der elektronischen Einrichtung 101 geladen. Das fabrikseitige Ladewerkzeug 108 zum Laden der Fabriksoftware umfasst einen Speicher 109 und 110 zum Speichern der Fabriksoftware bzw. eines fabrikseitigen privaten Schlüssels PrKF. Der fabrikseitige private Schlüssel PrKF korrespondiert mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel PuKF und wird von der Ladeeinrichtung 108 verwendet, um die Fabriksoftware vor dem Laden der Fabriksoftware in die elektronische Einrichtung 101 zu signieren.
  • Bevor das Ladewerkzeug 108 die signierte Fabriksoftware in die elektronische Einrichtung 101 lädt, versucht das Werkzeug 108 eine vorbestimmte Produkt-ID aus dem OTP-Abschnitt 104 der elektronischen Einrichtung zu lesen. Falls keine Produkt-ID aus dem OTP-Abschnitt 104 gelesen werden kann, lädt das Ladewerkzeug 108 die Fabriksoftware, wodurch sichergestellt wird, dass die elektronische Einrichtung zuvor nicht dem Herstellungsvorgang unterzogen wurde. Ferner wird die Fabriksoftware nur zum Laden in die elektronische Einrichtung und zum Ausführen durch die elektronische Einrichtung akzeptiert, falls die elektronische Einrichtung erfolgreich die erhaltene Software unter Verwendung des fabrikseitigen Zertifikates PuKF verifiziert. Zusätzlich oder alternativ hierzu können in diesem Stadium eine andere Software und/oder andere Daten in die elektronische Einrichtung geladen werden, beispielsweise ein Betriebssystem und/oder eine Anwendungssoftware zur Verwendung mit dem Endprodukt. Das Laden dieser anderen Software und/oder Daten wird, wie zuvor beschrieben, von dem Ladewerkzeug 108 oder einem separaten Ladewerkzeug (nicht gezeigt) durchgeführt, wo die zu ladende Software und/oder Daten mit dem fabrikseitigen privaten Schlüssel PrKF signiert werden.
  • Nach dem erfolgreichen Test der elektronischen Bauteile, dem Laden der Anwendungssoftware oder dergleichen wird während des Schrittes S3 die elektronische Einrichtung an Kundenwünsche angepasst, d. h., ihr wird eine spezielle "Identität" gegeben. Beispielsweise kann dieser Schritt des Anpassens an Kundenwünsche nach der körperlichen Endmontage der elektronischen Einrichtung durchgeführt werden. Während dieses Schrittes werden die Softwareanpassungen an Kundenwünsche durchgeführt, wie das Laden einer kundenspezifischen Software, Länderanpassungen, etc. Ferner kann im Zusammenhang mit mobilen Endgeräten eine Anzahl von bekannten Codes geladen werden, wie ein Code, um das Telefon für andere SIM-Karten zu entsperren (SIMunlock-Code), und die IMEI, ein Kundencode, etc. Ein Werkzeug 111 zum Anpassen an Kundenwünsche führt die obige Anpassung an Kundenwünsche durch, beispielsweise durch Laden einer Software und/oder von Daten, beispielsweise Codes, und/oder durch Durchführen anderer Einstellungen in der elektronischen Einrichtung. Erfindungsgemäß signiert die Ladeeinrichtung für eine kundenspezifische Anpassung jegliche Daten oder Software, die in die elektronische Einrichtung zu laden sind, mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel PrKF, der in einem Abschnitt 117 des Speichers des Werkzeuges für eine kundenspezifische Anpassung gespeichert ist. Ferner verifiziert das Werkzeug 111 für eine kundenspezifische Anpassung vor dem Durchführen der vorstehenden kundenspezifischen Anpassungen, dass keine ID in dem OTP-Speicherabschnitt 104 der elektronischen Einrichtung gesetzt ist. Folglich erfordert, wie in Zusammenhang mit dem vorangegangenen Schritt S2 beschrieben wurde, eine kundenspezifische Anpassung durch das Werkzeug 111 für eine kundenspezifische Anpassung, dass ein gültiges fabrikseitiges Zertifikat in dem Speicherabschnitt 105 der elektronischen Einrichtung gespeichert ist und dass keine ID in dem OTP-Abschnitt 104 gesetzt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Einrichtung ist ihr eine IMEI zugeordnet, und die permanente ID ist eine Kombination der IMEI und einer Produkt-ID, die in dem OTP-Speicher gespeichert ist. Da eine IMEI etwa 15 Zeichen aufweisen kann, stellt eine Kombination aus der IMEI mit einer kurzen OTP-Produkt-ID, zum Beispiel eine ID mit 16 Bit, eine eindeutige Identifizierung der Einrichtung bereit und ist gleichzeitig gegen ein Entfernen geschützt. Da nur die Produkt-ID in dem OTP-Speicher gespeichert ist, ist außerdem der Bedarf an OTP-Speicher dieser Ausführungsform gering.
  • Ferner wird während des kundenspezifischen Anpassungsschrittes S3 eine nicht entfernbare ID 112 in dem OTP-Speicherabschnitt 104 der elektronischen Einrichtung gesetzt. Das Laden der ID zeigt den Abschluss des sicheren Herstellungsvorganges an. Da alle zuvor erwähnten Ladeeinrichtungen 106, 108 und 111 erfordern, dass keine ID in dem OTP-Abschnitt 104 gesetzt ist, ist sichergestellt, dass die vorstehenden Fabrikwerkzeuge nicht bei einer Einrichtung angewendet werden können, die den Herstellungsvorgang durchlaufen hat.
  • Am Ende des Herstellungsvorganges in der Fabrik wird ein endgültiger Ladeschritt S4 von einem Ladewerkzeug 114 ausgeführt. Das Ladewerkzeug 114 verifiziert, dass eine gültige ID in dem OTP-Abschnitt 104 gesetzt ist, wodurch sichergestellt wird, dass die elektronische Einrichtung den Herstellungsvorgang abgeschlossen hat. Die Ladeeinrichtung 114 lädt einen Hash-Wert eines geheimen Wertes S in einen Speicherabschnitt 103 der elektronischen Einrichtung. Vorzugsweise beträgt die Größe des Hash-Wertes zumindest 64 Bit, um eine geeignete Sicherheit sicherzustellen. Bei aktuellen Entschlüsselungswerkzeugen und denen eines nicht weit entfernten Standes der Technik können 128 Bit verwendet werden. Der Hash-Wert ermöglicht eine nachfolgende sichere Wiederanpassung der elektronischen Einrichtung, ohne dass in den vorstehenden sicheren Herstellungsvorgang wiedereingetreten werden muss. Das Ladewerkzeug kann einen geheimen Wert S aus einem Speicherabschnitt 116 des Ladewerkzeuges 114 beziehen und den entsprechenden Hash-Wert berechnen. Alternativ hierzu kann das Ladewerkzeug 114 den geheimen Wert oder den berechneten Hash-Wert von einem anderen Computer beziehen. Vorzugsweise ist der Hash-Wert mit dem fabrikseitigen privaten Schlüssel PrKF signiert. Schließlich lädt die Ladeeinrichtung 114 einen öffentlichen Produktschlüssel PuKP in den Speicherabschnitt 105 der elektronischen Einrichtung, wodurch das frühere fabrikseitige Zertifikat PuKF deaktiviert wird. Alternativ hierzu kann der öffentliche Produktschlüssel in einen anderen Speicherabschnitt geladen werden und das fabrikseitige Zertifikat kann deaktiviert werden, indem beispielsweise alle oder eine vorbestimmte Untergruppe seiner Bits auf Null gesetzt werden.
  • Folglich umfasst die elektronische Einrichtung nach dem Abschluss des Herstellungsvorganges in ihrem Speicher 102 eine Anwendungssoftware, eine nicht entfernbare ID in dem OTP-Abschnitt 104, einen Hash-Wert H(S) eines geheimen Wertes und einen öffentlichen Produktschlüssel PuKP.
  • In diesem Stadium können im Schritt S5 unter Verwendung eines Produktladewerkzeuges 118 mit einem gespeicherten privaten Produktschlüssel PrKP 120, der mit dem öffentlichen Produktschlüssel PuKP korrespondiert, zusätzliche Software und/oder Daten 119 in die elektronische Einrichtung geladen werden. Folglich werden die autorisierte Software/autorisierten Daten, die mit dem privaten Produktschlüssel PrKP signiert sind, von der elektronischen Einrichtung akzeptiert. Jedoch werden in diesem Stadium jegliche Software/Daten, die mit dem fabrikseitigen privaten Schlüssel PrKF signiert sind, von der elektronischen Einrichtung zurückgewiesen. Folglich wird eine strikte Trennung des Herstellungsvorganges 125 und der Prozesse nach dem Herstellungsvorgang 126 durchgesetzt, wodurch sichergestellt wird, dass die Fabriksoftware oder die Anwendungssoftware nicht von einer nicht autorisierten Einheit in eine elektronische Einrichtung geladen wird.
  • Jedoch kann es erforderlich sein, einige der während des Herstellungsvorganges durchgeführte Einstellungen wiederanzupassen oder andere Arten von Nacharbeit, beispielsweise das erneute Laden einer Kalibiersoftware oder dergleichen, durchzuführen. Bei dem zuvor beschriebenen Mechanismus kann der fabrikseitige öffentliche Schlüssel PuKF nicht erneut geladen werden, da die Ladeeinrichtung 106 fordert, dass keine OTP-ID in dem Speicherabschnitt 104 der elektronischen Einrichtung gesetzt ist. Außerdem würde das Zulassen eines derartigen erneuten Ladens des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels das Risiko eines Missbrauches mit sich bringen.
  • Erfindungsgemäß kann eine Wiederanpassung unter Verwendung eines speziellen Wiederanpassungswerkzeuges 121 durchgeführt werden, das einen Zugang zu dem geheimen Schlüssel S 122 und dem privaten Produktschlüssel PrKP 123 hat. Das Wiederanpassungswerkzeug verifiziert, dass eine gültige ID in dem OTP-Abschnitt 104 gesetzt ist. Außerdem erfordert die Wiederanpassung, dass ein Hash-Wert, der von dem geheimen Wert S in dem Ladewerkzeug berechnet wurde, mit dem in der elektronischen Einrichtung gespeicherten Hash-Wert H(S) korrespondiert. Dies kann von dem Anpassungswerkzeug oder der elektronischen Einrichtung verifiziert werden. Schließlich werden jegliche Daten/Software, die während der Wiederanpassung an die elektronische Einrichtung gesendet werden, mit dem privaten Produktschlüssel PrKP signiert, wodurch ein sicherer Wiederanpassungsvorgang bereitgestellt wird, der einen Wiedereintritt in den sicheren Fabrikvorgang 125 vermeidet, was dadurch eine strikte Trennung zwischen dem Herstellungsvorgang und den Prozessen nach dem Herstellungsvorgang erzwingt.
  • Die vorstehenden öffentlichen und privaten Schlüssel können Schlüssel eines geeigneten öffentlichen Schlüsselmechanismus sein, beispielsweise RSA oder Verschlüsselung mittels elliptischer Kurven (ECC). Die Mechanismen für den fabrikseitigen Schlüssel und den privaten Schlüssel können die gleichen oder unterschiedliche Mechanismen sein.
  • Es versteht sich außerdem, dass die in die elektronische Einrichtung geladenen Daten/geladene Software von entsprechenden Ladewerkzeugen und Anpassungswerkzeugen 108, 111, 114, 118 oder 121 signiert werden kann, oder sie kann von einem entfernten Computer signiert werden, und die signierten Daten/signierte Software können an das entsprechende Ladewerkzeug oder Anpassungswerkzeug gesendet werden, das dann das tatsächliche Laden durchführt.
  • Es versteht sich, dass die Software und/oder die Daten komprimiert werden können, bevor sie in elektronische Einrichtung geladen werden, um die Ladezeit zu reduzieren. Es versteht sich außerdem, dass die Software und/oder die Daten unter Verwendung eines geeigneten Verschlüsselungsmechanismus mit einem privaten oder öffentlichen Schlüssel verschlüsselt werden können, was dadurch weiter die Sicherheit des Herstellvorganges erhöht.
  • Die Lade- und Anpassungswerkzeuge können spezielle Hardwareeinrichtungen oder Schaltungen sein, oder sie können als Computerprogramme implementiert werden, die auf einem Datenverarbeitungssystem, beispielsweise einem Standard-PC, ausgeführt werden, oder sie können als eine Kombination davon implementiert werden. Folglich werden in diesem Dokument die Ausdrücke Ladestation und Ladewerkzeug austauschbar verwendet. Außerdem können die kryptographischen Schlüssel der Lade- und Anpassungswerkzeuge auf einem entsprechenden entfernbaren Medium, beispielsweise einer CD-ROM, einer Chipkarte, etc. gespeichert werden. Beispielsweise können die Schlüssel und die kryptographische Signiersoftware auf einer Chipkarte implementiert werden, die entnehmbar in das Ladewerkzeug eingeführt werden kann.
  • Es versteht sich, dass mehrere Modifikationen des vorstehenden Vorganges innerhalb des Bereiches der Erfindung möglich sind. Beispielsweise können einige der vorstehenden Werkzeuge zu einem einzigen Werkzeug kombiniert werden oder die Aufteilung der Funktionen der Werkzeuge kann zwischen den verschiedenen Werkzeugen auf eine unterschiedliche Weise aufgeteilt werden. Beispielsweise können die Werkzeuge 108 und 111 zu einem Werkzeug kombiniert werden oder die Werkzeuge 111 und 114 können zu einem einzigen Werkzeug kombiniert werden. Außerdem können einige der Ladeschritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Hash-Wert H(S) während eines vorangegangenen Ladeschrittes, beispielsweise von dem Anpassungswerkzeug 111, geladen werden.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung. Das System umfasst eine Ladestation 201 und eine elektronische Einrichtung 205. Die Ladestation umfasst ein Speichermedium 204 zum Speichern der Nutzdaten, die in die elektronische Einrichtung zu laden sind, oder anderer Daten zur Verwendung bei der Verarbeitung der Nutzdaten, beispielsweise kryptographische Schlüssel, Adressinformationen, etc. Die Ladestation umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit 203, die beispielsweise durch eine von dem Speichermedium 204 geladene Software daran angepasst ist, die Nutzdaten zu verarbeiten, beispielsweise die Nutzdaten zu komprimieren und/oder zu verschlüsseln und/oder in kleinere Segmente zu teilen, Kopfdaten zu erzeugen, etc. Außerdem ist die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt, die Übertragung der Daten an die mobile Station 205 zu steuern. Die Verarbeitungseinheit 203 kann einen programmierbaren Allzweck- oder Spezialzweck-Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikanordnung (PLA) oder eine vom Anwender programmierbare Gatteranordnung (FPGA) etc. oder eine Kombination davon umfassen. Die Ladestation umfasst ferner eine Kommunikationseinheit 202, die eine Schaltung und/oder Einrichtungen umfasst, die dazu geeignet ist bzw. sind, es der Ladestation zu ermöglichen, Daten mit der elektronischen Einrichtung über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung 209, beispielsweise eine direkte Datenverbindung, ein Kommunikationsnetzwerk oder dergleichen, auszutauschen. Beispiele derartiger Kommunikationseinheiten umfassen eine Netzwerkschnittstelle, eine Netzwerkkarte, einen Funksender/Funkempfänger, einen Bluetooth-Transceiver, einen seriellen Anschluss, einen parallelen Anschluss, einen Infrarotanschluss, einen IrDa-Anschluss, ein Kabelmodem, ein Telefonmodem, einen Adapter für ein dienstintegriertes Netzwerk (ISDN), einen Adapter für eine digitale Teilnehmerleitung (DSL), einen Satellitentransceiver, einen Ethernet-Adapter oder dergleichen. Demgemäß kann die Kommunikationsverbindung 209 eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit kurzer Reichweite unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen sein. Beispiele derartiger Kommunikationsverbindungen umfassen eine Bluetooth-Verbindung oder eine andere Verbindung, die auf Funkfrequenzen, Infrarot, Mikrowellen oder dergleichen basiert. Die Kommunikationsverbindung kann ferner eine drahtgebundene Verbindung sein, beispielsweise eine serielle Verbindung und eine USB-Verbindung oder dergleichen. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung über ein Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise ein lokales Netzwerk, ein zellulares Netzwerk, das Internet oder dergleichen aufgebaut werden. Die Ladestation 201 umfasst ferner eine Schnittstelle 210, die eine Schaltung und/oder Einrichtungen umfasst, die dazu geeignet ist bzw. sind, es der Ladestation zu ermöglichen, Daten mit einem anderen Datenverarbeitungssystem auszutauschen. Beispiele derartiger Schnittstellen umfassen die zuvor im Zusammenhang mit der Kommunikationseinheit 202 erwähnten Beispiele. Weitere Beispiele umfassen ein Diskettenlaufwerk, ein CD-Laufwerk oder dergleichen oder jegliche andere geeignete Schaltung oder Einrichtung, die es der Ladestation ermöglicht, Nutzdaten, die in die Ladestation zu laden sind, Ladewerkzeuge oder eine andere Software, die von der Ladestation auszuführen ist, kryptographische Daten, etc. zu erhalten. Diese Daten und Software können über ein Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise das Internet, oder ein Sprechermedium, beispielsweise eine CD, eine Diskette, eine Speicherkarte oder dergleichen, erhalten werden. Die Daten können von einem oder mehreren Servern, wie nachstehend beschrieben ist, erhalten werden. Die erhaltenen Daten oder die erhaltene Software werden bzw. wird auf dem Speichermedium 204 möglicherweise nach einem Verifikationsvorgang und/oder nach einer Weiterverarbeitung gespeichert. Die Ladestation kann ein herkömmlicher, geeignet programmierter Computer, beispielsweise ein PC, mit einer geeigneten Kommunikationsschnittstelle, sein.
  • Die elektronische Einrichtung 205 umfasst eine entsprechende Kommunikationseinheit 206, die eine Schaltung und/oder Einrichtungen umfasst, die dazu geeignet sind, es der elektronischen Einrichtung zu ermöglichen, Daten mit der Ladestation zu kommunizieren. Die elektronische Einrichtung umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit 207, z. B. einen programmierbaren Allzweck- oder Spezialzweck-Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Logikanordnung (PLA), eine vom Anwender programmierbare Gatteranordnung (FPGA), etc. oder eine Kombination davon. Die Verarbeitungseinheit 207 ist beispielsweise durch eine von dem Speichermedium 208 der elektronischen Einrichtung geladene Software dazu ausgelegt, Daten von der Ladestation zu erhalten, jegliche Kopfinformation zu analysieren und zu verifizieren und die tatsächlichen Nuzadaten in das Speichermedium 108 zu laden. Falls es passend ist, ist die Verarbeitungseinheit 107 ferner dazu ausgelegt, die Nutzdaten zu verarbeiten, um sie beispielsweise zu dekomprimieren oder entschlüsseln.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels einer elektronischen Einrichtung. Die elektronische Einrichtung 205 umfasst, wie zuvor beschrieben, eine Verarbeitungseinheit 207 zum Steuern der Funktionen der elektronischen Einrichtung. Die elektronische Einrichtung umfasst ferner eine Funkschnittstelle 305 mit einer Antenne 306 zum Senden und Empfangen von Daten an bzw. von einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk, zum Beispiel einem zellularen Netzwerk. Die elektronische Einrichtung umfasst ferner eine Nutzerschnittstelle 304, z. B. eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einen LCD-Bildschirm oder dergleichen, eine Tastatur oder eine andere Eingabeeinrichtung, beispielsweise einen berührungssensitiven Bildschirm oder dergleichen. Die Nutzerschnittstelle kann während des Ladevorganges verwendet werden, falls das Laden mit einer interaktiven Authentifizierungsprozedur/Zulassungsprozedur verbunden ist, die eine Eingabe von dem Nutzer erfordert, beispielsweise das Eingeben eines Passwortes, einer PIN (persönliche Identifikationsnummer) oder dergleichen. Die elektronische Einrichtung kann ferner ein Teilnehmeridentitätsmodul (SIM, subscriber identity module) 307 mit einem Speicher zum Speichern der Identitätsinformation des Teilnehmers, einer Telefonnummer oder anderer Daten, die eine Teilnahme des Nutzers bei einem Mobilfunknetzwerkbetreiber betreffen, umfassen. Die elektronische Einrichtung umfasst ferner ein Speichermedium 208, das einen RAM-Abschnitt 303, einen ROM-Abschnitt 302 und einen Abschnitt 301 mit einem Flash-Speicher umfassen kann. Die von der elektronischen Einrichtung erhaltenen Nutzdaten können in den Flash-Abschnitt und/oder den RAM-Abschnitt des Speichers geladen werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Speichermedium der elektronischen Einrichtung andere Speichertypen umfassen, beispielsweise EPROM, EEPROM oder dergleichen oder andere Typen von Speichermedien, beispielsweise eine optische Platte, eine digitale Videoplatte (DVD, digital versatile disc), eine Kompaktplatte (CD oder CD-ROM), eine Miniplatte, eine Festplatte, einen ferromagnetischen Speicher, einen optischen Speicher, ladungsgekoppelte Einrichtungen, PCMCIA-Karten, etc. Demgemäß können die erhaltenen Daten in einen beliebigen der alternativen Speichertypen und/oder ein beliebiges der alternativen Speichermedien geladen werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die von der Ladestation erhaltenen Daten in den Speicher der SIM 307 gespeichert werden. Schließlich umfasst die elektronische Einrichtung, wie zuvor beschrieben, eine Kommunikationseinheit 206, z. B. einen Bluetooth-Transceiver, einen IrDa-Anschluss, einen USB-Adapter, einen Kabelanschluss oder dergleichen. Alternativ hierzu kann die Funkschnittstelle 305 dazu verwendet werden, Daten über die Luft über ein zellulares Netrwerk zu empfangen. Beispielsweise kann die elektronische Einrichtung ein beliebiges tragbares Funkkommunikationsgerät sein, wobei der Ausdruck tragbares Funkkommunikationsgerät jegliche Geräte, beispielsweise Mobiltelefone, Pager, Kommunikationsgeräte (Kommunikatoren), d. h. elektronische Organisationseinrichtungen, intelligente Telefone, persönliche digitale Assistenten (PDAs), in der Hand zu haltende Computer oder dergleichen, umfasst.
  • 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zum Laden von Software und Daten in eine elektronische Einrichtung und zum Anpassen einer elektronischen Einrichtung während des Herstellvorganges. Das System umfasst einen Sicherheitsserver 401, eine fabrikseitige Ladestation 402 und eine elektronische Einrichtung 205. Der Sicherheitsserver 401 kann ein Personalcomputer, eine Arbeitsstation, ein Netzwerkserver, ein Webserver etc. sein. Der Sicherheitsserver ist mit einem Computernetzwerk 403, beispielsweise dem Internet, einem lokalen Netrwerk, einem Intranet, einem Extranet, etc., verbunden. Die Ladestation 402 ist ein Computer mit einem Zugang zu dem Computernetzwerk 403, der dazu ausgelegt ist, ein Computerprogramm zum Laden von Software/Daten auf die elektronische Einrichtung 205, wie beispielsweise in Verbindung mit 2 beschrieben ist, auszuführen.
  • Der Sicherheitsserver 401 ist dazu ausgelegt, Computerprogramme und entsprechende Aktualisierungen über das Computernetzwerk 403 an die Ladestation 402 und auf ähnliche Weise an andere Ladestationen (nicht gezeigt) zu verteilen, d. h. Computerprogramme, die auf den entsprechenden Ladestationen zum Anpassen und Laden von Software/Daten in der elektronischen Einrichtung 205 bzw. in die elektronische Einrichtung 205 und in entsprechende(n) andere(n) elektronischen Einrich tungen (nicht gezeigt) laufen. Der Sicherheitsserver 401 verteilt ferner die Computerprogramme und Daten, die durch die Ladestationen in die elektronischen Einrichtungen herunterzuladen sind, und der Sicherheitsserver kann ferner zusätzliche Dienste, beispielsweise Nachrichten, Information, kundenspezifische Dienste, etc. bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Sicherheitsserver Computerprogramme, Daten etc. über eine andere geeignete Einrichtung, z. B. auf einem computerlesbaren Medium, beispielsweise einer Diskette, einer CD-ROM, etc., verteilen. Jedoch vereinfacht eine Verbindung über ein Computernetzwerk die Implementierung eines automatischen Aktualisierungsmechanismus, eines Versionskontrollmechanismus, etc.
  • Die Ladestation 402 ist dazu ausgelegt, Sicherheitsdienste bezüglich der Anpassung der elektronische Einrichtung 205 und des Ladens von Software/Daten in die Einrichtung 205 bereitrustellen. Die Sicherheitsfunktionen können das Erzeugen von Signaturen, wie zuvor beschrieben, basierend auf dem fabrikseitigen privaten Schlüssel und das Erzeugen der permanenten Kennung, wie zuvor beschrieben, beispielsweise in Verbindung mit einer IMEI, umfassen. Weitere Beispiele derartiger Sicherheitsdienste umfassen Sicherheitsfunktionen in Verbindung mit der Kommunikation zwischen der Ladestation und der elektronischen Einrichtung, beispielsweise das Berechnen von Prüfsummen, kryptographische Funktionen, Komprimierung, etc. Bei einer Ausführungsform, bei der die elektronische Einrichtung ein mobiles Endgerät umfasst, können die Sicherheitsfunktionen ferner das Erzeugen und die Verschlüsselung von SIM-Verriegelungscodes (SIMlock-Codes) oder dergleichen umfassen. Die Ladestation stellt ferner eine Funktionalität zum Anpassen der in die elektronische Einrichtung zu ladenden Software bereit, indem beispielsweise Sprachdateien, kundenspezifische Software, Spiele, etc. bereitgestellt werden.
  • 5a–5b zeigen Blockdiagramme von Ausführungsformen eines Systems zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung. Wie zuvor in Verbindung mit 1 beschrieben wurde, funktionieren die Fabrikwerkzeuge nicht mehr, sobald die elektronische Einrichtung den Herstellungsvorgang verlassen hat, d. h., sobald der fabrikseitige öffentliche Schlüssel durch einen öffentlichen Produktschlüssel ersetzt wurde. Stattdessen wird ein spezielles Werkzeug zum erneuten Laden der Anpassungsdateien durch einen Kunden verwendet, falls es erforderlich ist.
  • 5a zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Systems zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung. Das System umfasst einen Sicherheitsserver 401, wie er in Verbindung mit 4 beschrieben wurde, einen Kundenwerkzeugserver 501, eine Wiederanpassungsstation 502, einen Kundenserver 503, einen Signaturserver 504 und eine an Kundenwünsche anzupassende elektronische Einrichtung 205. Die Wiederanpassungsstation 502 ist eine speziell ausgelegte Ladestation, die, wie in Verbindung mit 2 beschrieben wurde, mit der elektronischen Einrichtung 205 verbunden ist. Der Kunden-Werkzeugserver 501 kann ein Personalcomputer, eine Arbeitsstation, ein Netzwerkserver, ein Webserver, etc. sein, der/die mit dem Computernetzwerk 403 verbunden ist. Der Kunden-Werkzeugserver 501 erhält Computerprogramme, Aktualisierungen, etc. von einem zentralen Sicherheitswerkzeugserver 401 und macht diese für das dem Kunden gehörende Wiederanpassungswerkzeug 502 verfügbar. Folglich kann das Wiederanpassungswerkzeug von dem Kunden-Werkzeugserver automatisch aktualisiert werden, wenn es damit verbunden ist.
  • Der Kundenserver 503 kann ein Dateiserver in einem Computernetzwerk 505 des Kunden, beispielsweise einem lokalen Netzwerk, einem Intranet oder dergleichen sein. Alternativ hierzu kann der Kundenserver ein Webserver sein, der einen Zugang über das Internet oder ein anderes Kommunikationsnetzwerk bereitstellt. Jegliche Wiederanpassungsdateien, die beispielsweise Daten, kompilierte Computerprogramme oder dergleichen umfassen, werden an einem vorbestimmten Ort in dem Dateisystem des Kundenservers 503 gespeichert. Das System umfasst ferner einen Signaturserver 504, der mit dem Computernetzwerk 505 verbunden ist und dazu ausgelegt ist, den vorstehenden Ort bezüglich Dateien zu überwachen, die nicht mit einer korrespondierenden Signatur versehen sind. Der Signaturserver 504 ist dazu ausgelegt, falls eine derartige Datei gefunden wird, die Datei mit dem privaten Produktschlüssel zu signieren und die signierte Datei an dem zuvor erwähnten oder an einem anderen vorbestimmten Ort auf dem Kundenserver 503 zu speichern. Anschließend ruft die Wiederanpassungsstation 502 die signierte(n) Datei(en) von dem Kundenserver ab und lädt die Datei(en) in die elektronische Einrichtung, nachdem die Sicherheitsprüfungen, wie sie in Verbindung mit 1 beschrieben wurden, durchgeführt wurden.
  • 5b zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels eines Systems zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung. Wie das System von 5a umfasst das System von 5b einen Sicherheitsserver 401, einen Kunden-Werkzeugserver 501, eine Wiederanpassungsstation 502, einen Signaturserver 504 und eine an Kundenwünsche anzupassende elektronische Einrichtung 205. Gemäß diesem Beispiel wird ein Kundenprogramm auf der Wiederanpassungsstation 502 ausgeführt, das die Wiederanpassungsdatei(en) direkt an den Signaturserver 504 sendet. Nach dem Signieren der Datei(en) gibt der Signaturserver 504 die Datei(en) an die Wiederan passungsstation 502 zurück, die anschließend die Datei(en) in die elektronische Einrichtung lädt, nachdem die in Verbindung mit 1 beschriebenen Sicherheitsüberprüfungen durchgeführt wurden.
  • 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zum Managen kryptographischer Schlüssel und Zertifikate. Das System umfasst ein Zertifikatmanagementsystem 601, ein Zertifikatlagerhaussystem 602, einen Signaturserver 504 und ein Ladesystem 603. Das Zertifikatmanagementsystem 601 kann einen geeignet programmierbaren Personalcomputer, eine Arbeitsstation, einen Netzwerkserver, einen Webserver, etc. umfassen und ist mit dem Zertifikatlagerhaussystem 602 über ein Computernetzwerk, beispielsweise das Internet, ein lokales Netzwerk, ein Intranet, ein Extranet, etc., verbunden. Das Zertifikatmanagementsystem 601 ist dazu ausgelegt, das Signieren mittels eines Schlüssels zu autorisieren, den Schlüsseln Schlüsselkennungen zuzuweisen und die Schlüssel mit einem Herstellerhauptschlüssel einer hierarchischen Schlüsselstruktur zu signieren, um die Sicherheit des Systems zu erhöhen.
  • Das Zertifikatlagerhaussystem 602 kann einen geeignet programmierten Personalcomputer, eine Arbeitsstation, einen Netzwerkserver, einen Webserver etc. umfassen. Das Zertifikatlagerhaussystem 602 ist dazu ausgebildet, Paare von öffentlichen und privaten Schlüsseln gemäß einem geeigneten öffentlichen Schlüsselmechanismus zu erzeugen. Das Kundenzertifikatlagerhaussystem 602 fordert ferner eine Authentifizierung von dem Zertifikatmanagementsystem an und fordert dazu auf, den erzeugten öffentlichen Schlüssel mit dem Herstellerhauptschlüssel durch das Zertifikatmanagementsystem 601 zu signieren. Der signierte öffentliche Schlüssel wird in dem Zertifikatlagerhaussystem 602 gespeichert und an das Ladesystem 603 weitergeleitet. Das Ladesystem 603 lädt den öffentlichen Schlüssel in die elektronische Einrichtung.
  • In Verbindung mit den Produktschlüsseln ist das Ladesystem beispielsweise von dem Herstellsystem für die elektronische Einrichtung umfasst, und es lädt den öffentlichen Produktschlüssel am Ende des Herstellungsvorganges, wie in Verbindung mit 1 beschrieben wurde. Ein Beispiel eines Herstellungssystems wurde in Verbindung mit 4 zuvor beschrieben.
  • Ähnlich können die Fabrikschlüssel und/oder Prototypschlüssel von einem System gemäß 6 verteilt werden.
  • Die erzeugten privaten Schlüssel werden in dem Kundenzertifikatlagerhaussystem 602, vorzugsweise in verschlüsselter Form, gespeichert und über einen sicheren Kanal zu dem Signaturserver 504 transportiert.
  • 7a bis d stellen Beispiele von Herstellungsvorgängen gemäß entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • In dem Beispiel von 7a werden die Ladeschritte in der Reihenfolge gemäß dem zuvor in Verbindung mit 1 beschriebenen Beispiel ausgeführt, das heißt:
  • Schritt S701: Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels;
  • Schritt S702: Laden der Fabriksoftware;
  • Schritt S703: Laden der permanenten ID;
  • Schritt S704: Laden des öffentlichen Produktschlüssels;
  • Schritt S705: Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels.
  • In dem Beispiel von 7b wird die permanente Kennung am Ende des Herstellvorganges geladen, d. h. die Reihenfolge der Ladeschritte ist:
  • Schritt S701: Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels;
  • Schritt S702: Laden der Fabriksoftware;
  • Schritt S704: Laden des öffentlichen Produktschlüssels;
  • Schritt S705: Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels;
  • Schritt S703: Laden der permanenten ID.
  • Es ist festzustellen, dass in Verbindung mit dem Ladeschritt S4, wie er in Verbindung mit 1 beschrieben wurde, das Laden des öffentlichen Produktschlüssels eine Verifikation umfasst, dass die permanente Kennung gesetzt wurde. Es versteht sich, dass in dem Beispiel von 7b diese Verifikation nicht anwendbar ist, da die permanente Kennung nach dem Laden des öffentlichen Produktschlüssels gesetzt wird. Es versteht sich ferner, dass eine entsprechende Betrachtung bei den folgenden Beispielen zutrifft.
  • Bei dem Beispiel von 7c wird die permanente Kennung vor dem Laden der Fabriksoftware geladen, d. h. die Reihenfolge der Ladeschritte ist:
  • Schritt S701: Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels;
  • Schritt S703: Laden der permanenten ID;
  • Schritt S702: Laden der Fabriksoftware;
  • Schritt S704: Laden des öffentlichen Produktschlüssels;
  • Schritt S705: Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels.
  • In dem Beispiel von 7d wird die permanente Kennung vor dem Laden der Fabriksoftware geladen, d. h. die Reihenfolge der Ladeschritte ist:
  • Schritt S703: Laden der permanenten ID;
  • Schritt S701: Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels;
  • Schritt S702: Laden der Fabriksoftware;
  • Schritt S704: Laden des öffentlichen Produktschlüssels;
  • Schritt S705: Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels.
  • Es ist festzustellen, dass bei den vorstehenden Beispielen alternativ andere Reihenfolgen zum Laden der Schritte verwendet werden können. Beispielsweise können die Schritte S704 und S705 umgekehrt werden oder zu einem einzigen Schritt kombiniert werden, indem beispielsweise der fabrikseitige öffentliche Schlüssel mit dem öffentlichen Produktschlüssel überschrieben wird.
  • Folglich wurde im Vorstehenden ein Herstellungsvorgang für eine elektronische Einrichtung offenbart, der ein hohes Maß an Sicherheit bereitstellt.
  • Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Herstellungsvorgang in einer Mehrzahl von verschiedenen Zusammenhängen verwendet werden kann. Beispielsweise ist es ein übliches Problem für Hersteller von elektronischen Einrichtungen, dass ein zunehmender Teil der Software für die elektronischen Einrichtungen von externen Firmen entwickelt wird. Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie einen Mechanismus zum Kontrollieren von Prototypen einer elektronischen Einrichtung bereitstellt und sicherstellt, dass die Prototypsoftware nicht auf einem Endprodukt laufen kann.
  • Bei einer Ausführungsform ist während der Herstellung der Prototypeinrichtungen der in die Einrichtung am Ende des Herstellungsvorganges geladene öffentliche Produktschlüssel ein spezieller öffentlicher Prototypschlüssel. Folglich wird eine Mehrzahl von Prototypen mit einem öffentlichen Prototypschlüssel hergestellt, was es dadurch einem externen Softwareentwickler ermöglicht, die mit einem korrespondierenden privaten Prototypschlüssel signierte Software zu laden. Das Signieren der Software kann von dem externen Zulieferer oder von dem Hersteller durchgeführt werden.
  • Falls es mehr als einen externen Softwareentwickler gibt, kann eine entsprechende Anzahl von unterschiedlichen Prototypschlüsselpaaren verwendet werden, was es dadurch dem Hersteller ermöglicht, zwischen unterschiedlichen externen Zulieferern zu unterscheiden. Folglich hat erfindungsgemäß ein externer Softwarezulieferer die Möglichkeit, die Software in einer realistischen Umgebung zu testen, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Software nicht direkt in das Endprodukt geladen werden kann, da die Produkteinrichtungen mit einem öffentlichen Produktschlüssel ausgestattet sind, der sich von den Prototypschlüsseln unterscheidet. Folglich kann ohne Kenntnis des korrespondierenden privaten Produktschlüssels der externe Zulieferer seine Software nicht in das Produkt laden.
  • Ein öffentlicher Prototypschlüssel kann mit einem korrespondierenden Zertifikat zusammenhängen, was dadurch eine Möglichkeit bereitstellt, eine zeitliche Beschränkung der Gültigkeit des Prototypschlüssels einzuführen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform können die Prototypschlüssel durch eine Befehlsnachricht, die an die elektronische Einrichtung über die Luftschnittstelle gesendet wird, aktiviert und/oder deaktiviert werden. Beispielsweise kann im Zusammenhang mit mobilen Endgeräten eine Nachricht eines Kurznachrichtendienstes (SMS) an das mobile Endgerät gesendet werden, wobei die Nachricht einen vorbestimmten Deaktivierungsbefehl und vorzugsweise eine digitale Signatur, beispielsweise in einem Nachrichtenkopf, umfasst. In dem mobilen Endgerät wird die Nachricht an eine entsprechende Anwendung geleitet, die die Signatur überprüft und das mobile Endgerät zur Verwendung als Prototyp, beispielsweise durch Deaktivieren des öffentlichen Prototypschlüssels oder auf eine andere geeignete Weise, deaktiviert.
  • Vorzugsweise korrespondiert die digitale Signatur mit dem Prototypschlüssel in dem mobilen Endgerät, wodurch sichergestellt wird, dass nur der Besitzer des korrespondierenden privaten Prototypschlüssels eine gültige Deaktivierungsnachricht ausgeben kann.
  • Außerdem kann durch Verwendung eines Zeitstempels, der beispielsweise von den zu signierenden Daten umfasst ist, eine Wiederverwendung einer zuvor gesendeten Nachricht verhindert werden.
  • Falls die Nachricht eine geeignete Einrichtungskennung umfasst, beispielsweise die IMEI des mobilen Endgerätes, kann die Nachricht speziell nur für eine Einrichtung ausgebildet werden.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung (101, 205), die einen Datenspeicher (102) zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher (105) zum Speichern von zumindest einem kryptographischen Schlüssel eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Laden (S1, S701) eines fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels (PuKF) in den Schlüsselspeicher; – Laden (S2, S702) von fabrikseitiger Software (SW), die mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel (PrKF) signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, in den Datenspeicher; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Folgendes umfasst: – Laden (S4, S704) eines öffentlichen Produktschlüssels (PuKP) in den Schlüsselspeicher, der sich von dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel unterscheidet, zum Verifizieren nachfolgender Datenelemente, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel (PrKP) signiert sind; und – Deaktivieren (S705) des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt (S3, S703) des Setzens einer permanenten Kennung (ID) in der elektronischen Einrichtung, die auf einen Abschluss eines Herstellvorganges hinweist, umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ladens des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels folgende Schritte umfasst: – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; – Abbrechen des Schrittes des Ladens des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels, falls die permanente Kennung gesetzt ist; andernfalls, Laden des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ladens des öffentlichen Produktschlüssels folgende Schritte umfasst: – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; – Laden des öffentlichen Produktschlüssels, falls die permanente Kennung gesetzt ist; andernfalls, Abbrechen des Schrittes des Ladens des öffentlichen Produktschlüssels.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung ein Mobiltelefon ist, dem eine internationale Mobilfunkgerätekennung zugeordnet ist, und die permanente Kennung die internationale Mobilfunkgerätekennung und eine weitere Kennung umfasst, die in einer einmal programmierbaren Anordnung gespeichert sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung zur Verwendung in einem Mobiltelefon vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher und der Schlüsselspeicher ausgewählte Blöcke eines Flash-Speichers umfassen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt des Ladens eines Hash-Wertes (H(S)) eines geheimen Datenelementes (S) in den Schlüsselspeicher umfasst.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ladens eines öffentlichen Produktschlüssels ferner den Schritt des Ladens eines digitalen Zertifikates umfasst, das den öffentlichen Produktschlüssel umfasst, wobei dem digitalen Zertifikat ein Gültigkeitszeitraum zugeordnet ist, der die Gültigkeit des öffentlichen Schlüssels beschränkt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ladens eines öffentlichen Produktschlüssels ferner den Schritt des Ladens eines digitalen Zertifikates umfasst, das den öffentlichen Produktschlüssel umfasst, und dass das Verfahren ferner den Schritt des nachfolgend als ungültig Erklärens des digitalen Zertifikates durch Senden einer vorbestimmten Nachricht an die elektronische Einrichtung umfasst.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der öffentliche Produktschlüssel aus einem vorbestimmten Satz von öffentlichen Kundenschlüsseln ausgewählt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz von öffentlichen Kundenschlüsseln einen öffentlichen Prototypschlüssel zur Verwendung bei Prototypen der elektronischen Einrichtung umfasst.
  13. Verfahren zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 hergestellt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; und – Laden der Daten, falls die permanente Kennung gesetzt ist, wobei die Daten mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind; andernfalls, Abrechen des Ladens der Daten.
  14. Verfahren zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; – Beziehen des Hash-Wertes (H(S)) des geheimen Datenelementes (S) aus dem Schlüsselspeicher (105); – Vergleichen des bezogenen Hash-Wertes mit einem Referenz-Hash-Wert, der aus einem geheimen Referenzdatenelement berechnet ist; und – Beginnen des Ladens von Wiederanpassungsdaten, die mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, in die elektronische Einrichtung, falls die permanente Kennung gesetzt ist und falls der bezogene Hash-Wert mit dem berechneten Referenz-Hash-Wert korrespondiert; andernfalls, Abbrechen des Wiederanpassens der elektronischen Einrichtung.
  15. System zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung, wobei die elektronische Einrichtung einen Datenspeicher (102) zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher (105) zum Speichern von zumindest einem kryptographischen Schlüssel eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst, wobei das System umfasst: – ein erstes Lademodul (106) zum Laden eines fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels (PuKF) in den Schlüsselspeicher; – ein zweites Lademodul (108) zum Laden von fabrikseitiger Software, die mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel (PrKF) signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, in den Datenspeicher; dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner ein drittes Lademodul (114) umfasst, das ausgelegt ist zum – Laden eines öffentlichen Produktschlüssels (PuKP) in den Schlüsselspeicher, der sich von dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel unterscheidet, zum Verifizieren nachfolgender Datenelemente, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel (PrKP) signiert sind; und – Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden.
  16. System zum Laden von Daten in eine elektronische Einrichtung, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 hergestellt ist, wobei das System ein Lademodul umfasst, das ausgelegt ist zum – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; und – Laden der Daten, falls die permanente Kennung gesetzt ist, wobei die Daten mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind; andernfalls, zum Abrechen des Ladens der Daten.
  17. System zum Wiederanpassen einer elektronischen Einrichtung, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt ist, wobei das System ein Lademodul umfasst, das ausgelegt ist zum – Detektieren, ob die permanente Kennung gesetzt ist; – Beziehen des Hash-Wertes (H(S)) des geheimen Datenelementes von dem Schlüsselspeicher; – Vergleichen des bezogenen Hash-Wertes mit einem Referenz-Hash-Wert, der aus einem geheimen Referenzdatenelement berechnet ist; und – Beginnen des Ladens von Wiederanpassungsdaten, die mit dem privaten Produktschlüssel signiert sind, in die elektronische Einrichtung, falls die permanente Kennung gesetzt ist und falls der bezogene Hash-Wert mit dem berechneten Referenz-Hash-Wert korrespondiert; andernfalls, zum Abrechen des Wiederanpassens der elektronischen Einrichtung.
  18. Elektronische Einrichtung, die einen Datenspeicher (102) zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher (105) zum Speichern von zumindest einem kryptographischen Schlüssel eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselspeicher darin einen öffentlichen Produktschlüssel (PuKP), der sich von einem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel (PuKF) unterscheidet, gespeichert hat, zum Verifizieren von nachfolgenden Datenelementen, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel (PrKP) signiert sind, und dadurch, dass der Schlüsselspeicher darin ferner einen Hash-Wert (H(S)) eines geheimen Datenelementes (S) zur Verwendung bei einer nachfolgenden sicheren Wiederanpassung der elektronischen Einrichtung gespeichert hat.
  19. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 18, wobei die elektronische Einrichtung darin ferner eine permanente Kennung (ID) gespeichert hat, die auf einen Abschluss eines Herstellungsvorganges hinweist.
  20. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 19, wobei die elektronische Einrichtung ein Mobiltelefon ist, dem eine internationale Mobilfunkgerätekennung zugeordnet ist, und die permanente Kennung die internationale Mobilfunkgerätekennung und eine weitere Kennung umfasst, die in einer einmalig programmierbaren Anordnung gespeichert sind.
  21. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung zur Verwendung in einem Mobiltelefon vorgesehen ist.
  22. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher und der Schlüsselspeicher ausgewählte Blöcke eines Flash-Speichers umfassen.
  23. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der öffentliche Produktschlüssel in einem digitalen Zertifikat enthalten ist, dem ein Gültigkeitszeitraum zugeordnet ist, der die Gültigkeit des öffentlichen Schlüssels beschränkt.
  24. Computerprogramm, das Codemittel umfasst, die ausgelegt sind zum Durchführen der folgenden Schritte in einem Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Einrichtung, die einen Datenspeicher (102) zum Speichern von Datenelementen und einen Schlüsselspeicher (105) zum Speichern von zumindest einem kryptographischen Schlüssel eines kryptographischen öffentlichen Schlüsselmechanismus umfasst: – Laden eines öffentlichen Produktschlüssels (PuKP) in den Schlüsselspeicher zum Verifizieren nachfolgender Datenelemente, die in den Datenspeicher zu laden sind, nachdem die elektronische Einrichtung an einen Kunden geliefert wurde, wobei die nachfolgenden Datenelemente mit einem korrespondierenden privaten Produktschlüssel signiert sind, wobei sich der öffentliche Produktschlüssel von einem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel (PuKF) unterscheidet, der in dem Schlüsselspeicher gespeichert ist und zum Verifizieren jeglicher fabrikseitiger Software, die in den Datenspeicher zu laden ist und die mit einem fabrikseitigen privaten Schlüssel signiert ist, der mit dem fabrikseitigen öffentlichen Schlüssel korrespondiert, verwendet wird; und – Deaktivieren des fabrikseitigen öffentlichen Schlüssels vor dem Liefern der elektronischen Einrichtung an den Kunden.
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