DE69108153T2

DE69108153T2 - Mikroprozessorgesteuerter Apparat mit ausschaltbarem Schutz gegen unbefugten Gebrauch.

Info

Publication number: DE69108153T2
Application number: DE69108153T
Authority: DE
Inventors: Derk Jan Chris Wassink
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2011-09-12
Also published as: US5245330A; KR100240353B1; JP3133106B2; DE69108153D1; EP0476754B1; NL9002035A; JPH0683471A; HK76396A; EP0476754A1; KR920006964A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mikroprozessorgesteuerten Apparat mit einem ausschaltbaren Schutz gegen unbefugten Gebrauch. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Apparat fur den allgemeinen Heimgebrauch, der ein interessantes Diebstahlsobjekt bildet. Bin derartiges Gerät kann beispielsweise ein Autoradio, ein CD-Spieler, ein Videorecorder, ein Camcorder u.dgl. sein.
Ein Gerät der eingangs erwähnten Art ist aus der niederländischen Patentanmeldung NL 8304138 bekannt. Eine Steuerschaltung in diesem bekannten Gerät ist u.a. dazu eingerichtet, ein Ausweisprogramm durchzuführen zum Inbetriebsetzen des Geräts nach dem Anschluß desselben an die Speisespannung. Das Ausweisprogramm umfaßt das Vergleichen eines vom Gebraucher eingeführten Ausweiscodes mit einem in einem ersten Speicher gespeicherten Sicherheitscodes. Auf diese Weise wird ein unbefugter Gebrauch des Geräts vermieden und wird Diebstahl uninteressant gemacht.
In der Praxis hat es sich als sinnvoll erwiesen, dem Inhaber eines Geräts die Möglichkeit zu bieten, die Diebstahlschutzmittel auszuschalten. Dies ist namentlich der Fall bei Autoradios, die in einem sog. Schlitten motiert sind und jeweils vom Inhaber herausgenommen werden, damit Einbruchschaden im Auto vermieden wird. Dazu weist das Gerät einen zweiten Speicher auf zur Speicherung einer Sicherungsveränderlichen, die beim bekannten Gerät durch ein Anzeigevit gebildet wird, das angibt, ob die Sicherung eingeschaltet ist. Ist die Sicherung nicht eingeschaltet, so wird das Ausweisprogramm auch nicht durchgeführt und das Autoraio kann dann nach Einführung in den Schlitten ohne weiteres eingeschaltet werden. Der genannte zweite Speicher zur Speicherung der Sicherungsveränderlichen ist zwangsläufig ein Festwert- Ram. In der Praxis wird dieser durch einen an den Mikroprozessor gekoppelten externen Speicher gebildet. Das bekannte Gerät hat den Nachteil, daß ein solcher externer Speicher für unerlaubte Handlungen von außen her zugänglich ist. So kann mit Hilfe von Hilfsmitteln das Anzeigebit eines gesicherten Autoradios ausgelesen und nach Inversion wieder gespeichert werden. Das Autoradio ist dsann nicht mehr gesichert und dadurch für den Illegalen Handel interessant.
Aufgabe der Erfindung ist u.a. ein mikroprozessorgesteuertes Gerät mit ausschaltbarer Sicherung zu schaffen, das den obengenannten Nachteilen entgegenkommt und den reiz, das Gerät zu stehlen wesentlich verringert.
Dazu weist das erfindungsgemäße Gerät das Kennzeichen auf, daß ein innerer Speicher des Mikroprozessors eine Codereihe aufweist und daß der Steuerkreis dazu eingerichtet ist, der in dem zweiten Speicher gespeicherten Sicherungsveränderlichen einen der Codereihe entsprechenden Wert zuzuordnen um anzugeben, daß die Sicherung ausgeschaltet ist. Damit wird erreicht, daß das von außen her Lesen der Sicherungsveränderlichen in dem zweiten, externen Speicher keine sinnvolle Information für unerlaubten Gebrauch des Geräts ergibt. Die ausgelesene Sicherungsveränderliche hat bei einem Gerät mit eingeschalteter Sicherung ja einen Wert, der der Codereihe nicht entspricht, beispielsweise dem Wert Null. Das Ersetzen dieses Wertes mit Hilfe äußerer Hilfsmittel durch einen anderen Wert hat überhaupt keinen Effekt, es sei denn, daß der der Codereihe entsprechende Wert bekannt ist und in den Speicher geschrieben wird. Die Codereihe ist jedoch sogar dem Inhaber unbekannt und kann auch nicht aus dem unzugänglichen internen Speicher des Mikroprozessors ausgelesen werden. Die Codereihe kann beliebig umfangreich sein, so daß die Anwendung von "Try-and-Error"- Verfahren nicht interessant sind. Selbstverstandlich kann die Codereihe desjenigen Geräts ausgelesen werden, dessen Sicherung bereits ausgeschaltet ist. Aus verstandlichen gründen hat das aber keinen Sinn mehr.
Eine weitere Ausführungsform des Geräts weist das Kennzeichen auf, daß die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, falls die Sicherungsveränderliche nicht den der Codereihe entsprechenden Wert hat, das Ausweisprogramm mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach der Einschaltung des Geräts durchzuführen. Jeder Versuch, die Codereihe zu "knacken" indem beispielsweise mit einem PC nacheinader mehrere Werte für die Sicherungsveränderliche in den zweiten Speicher eingegeben werden, kann erst nach Ablauf der genannten Zeitperiode auf den erreichten Effekt geprüft werden. Für den legalen Gebraucher, der ein gesichertes Gerät schnell in Betrieb setzen will, kann die genannte Zeitperiode akzeptierbar kurz gemacht werden, indem die Codereihe lang genug gemacht wird.
In der Praxis ist es erwünscht, daß nur der legale Gebraucher die Sicherung abschalten kann. Ein dazu bestimmter Abschaltbefehl umfaßt dazu die Eingabe des einwandfreien Ausweiscodes, mit dem die erwünschte Anpassung der Sicherungsveränderlichen bewirkt wird. Es läßt sich eindenken, daß auf diesem Weg versucht wird, den Ausweiscode zu erforschen. Auf diese Weise kann mit äußeren Hilfsmitteln der Effekt aufeinanderfolgend erzeugter Ausweiscodes an der in dem äußeren Speicher gespeicherten Sicherungsveränderlichen analysiert werden. Um dies zu erschweren, hat eine weitere Ausführungsform des Geräts das Kennzeichen, daß die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, den der Codereihe entsprechenden Wert erst bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Abschaltbefehl der Sicherungsveränderlichen zuzuordnen. Jeder "Try-and-Error"-Versuch um auf diese Weise den Ausweiscode zu erforschen, kann nun erst nach Ablauf der Zeitperiode auf den erwünschten Effekt geprüft werden. In der Praxis wird die Zeitperiode groß genug gewählt, damit unbequem lange Ausweiscodes vermieden werden können. Ahnliche Erwägungen gelten auch zum Wiedereinschalten der Sicherung durch einen Einschaltbefhl.
Eine weitere Ausführungsform des Geräts weist das Kennzeichen auf, daß der Sicherungscode ebenfalls in dem inneren Speicher des Mikroprozessors gespeichert ist. Damit wird erreicht, daß der Sicherungscode, ebenso wie die Codereihe, nicht von außen her erreichbar ist. Es sei bemerkt, daß es an sich aus der US Patentschrift US 4.494.114 bekannt ist, den Sicherungscode in dem von außen her nicht zugänglichen inneren Speicher des Mikroprozessors zu speichern. Es handelt sich dabei aber um ein Gerät, das nicht mit einer Abschaltbaren Sicherung versehen ist.
Vorzugsweise ist der Mikroprozessor von einem Typ, dessen innere Speicher einmalig programmierbar ist. Im Gegensatz zu den üblichen Mikroprozessoren, die in Vielzahlen von dem Mikroprozessor-Hersteller mit einem identischen Programm versehen werden, wird dieser Typ vom Gerätehersteller programmiert. Damit wird erreicht, daß die Geräte aus einer Produktionsreihe mit verschiedenen Codereihen und Sicherungscodes versehen werden können. Das etwaige erfolgreiche "Knacken" der Codereihe oder des Sicherungscodes eines Geräts liefert nun keine Information für den unerlaubten Gebrauch eines anderen Geräts aus derselben Produktionsreihe. Die vom Gerätehersteller programmierte Codereihe kann beliebig sein und braucht weiterhin nicht verzeichnet zu sein. Der Sicherungscode, beispielsweise eine vierstellige Zahl, wird in einem Paß verzeichnet und dem Käufer des betreffenden Autoradios ausgehändigt. Die genannten einmalig programmierten Mikroprozessoren sind bekannt unter dem Namen OPT (One Time Programmable).
In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikroprozessor-esteuerten Geräts ein Autoradio dargestellt.
Die Fig. 2 - 4 zeigen ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 1 angegebenen Autoradios.
Als Ausführungsbeispiel eines Mikroprozessor-gesteuerten Geräts mit abschaltbarer Sicherung ist in Fig. 1 ein Autoradio dargestellt. Das Autoradio emprangt Sendesignale an einer Antenne 1, wobei diese Signale einem Signaleingang 21 einer Abstimmeinheit 2 zugeführt werden. Abstimmung auf einen Sender erfolgt durch Abstimmsignale, die einem Steuereingang 22 der Abstimmschaltung zugeführt werden. Die Abstimmschaltung 2 liefert ein demoduliertes Audiosignal a(t), das über eine Signalverarbeitungsschaltung 3 an Lautsprechern 41 und 42 hörbar gemacht wird. In der Signalverarbeitungsschaltung 3 werden u.a. die Lautstärke, die Tonregelung, die Balance u.dgl. des Audiosignals durch Steuersignale beeinflußt, die dem Steuereingang 31 zugeführt werden.
Das Autoradio umfaßt weiterhin einen Mikroprozessor 5, vorzugsweise von einem Typ, der einmalig programmierbar ist. Ein Beispiel eines derartigen Mikroprozessors ist der Teyp TMP47P800N von der Firma Toshiba. Der Mikroprozessor 5 umfaßt einen inneren Speicher 51, in dem vom Autoradio-Hersteller ein Steuerprogramm CTRL und Festdaten gespeichert sind. Die Festdaten können u.a. einen Sicherungscode SC und eine Codereihe KEY umfaßen . Der Sicherungscode SC ist eine Zahl, die beispielsweise vierstellig sein kann, die Codereihe KEY wird durch eine Bitreihe von beispielsweise 20 Bits gebildet. Im Gegensatz zu dem Steuerprogramm CTRL, das für alle Autoradios einer Produktionsreihe identisch ist, haben der Sicherungscode SC und die Codereihe KEY vorzugsweise für jedes Autoradio einen anderen Wert. Der Sicherungscode SC wird bei der Programmierung des Mikroprozessors in einem Paß verzeichnet, der dem Käufer des Autoradios ausgehändigt wird. Die Codereihe KEY kann eine völlig beliebige Bitreihe sein und braucht nicht verzeichnet zu werden.
Der Mikroprozessor 5 ist mit einer Anzahl Anschlüssen 52 versehen zum Transportieren von Signalen von zu zu dem Mikroprozessor. Die darän angeschlossenen Verbindungen sin in Form eines Kommunikationsbusses 6 dargestellt. Die bereits genannten Abstimmsignale und Steuersignale werden vom Mikroprozessor erzeugt und mittels dieses Kommunikationsbusses der Abstimmschaltung 2 und der Signalverarbeitungsschaltung 3 zugeführt. Weiterhin sind mittels des Kommunikationsbusses ein Festwertspeicher 7, eine Wiedergabeschaltung 8 und ein Bedienungsfeld 9 mit dem Mikroprozessor gekoppelt. Der Festwertspeicher 7 ist dazu gemeint, darin Daten zu speichern, die beim Abschalten des Geräts beibehalten werden sollen, beispielsweise Abstimmdaten vorprogrammierter Sender. Insbesondere ist der Festwertspeicher dazu eingerichtet, eine Sicherungsveränderliche VAR zu speichern, die ebensoviele Bits umfaßt wie die bereits genannte Codereihe KEY. Das Bedienungsfeld 9 umfaßt Suchtasten 91 und 92 zur automatischen Sendesuche und eine Anzahl Programmtasten 93 zur Direktwahl vorprogrammierter Vorzugssender. Die Programmtasten 93 werden außerdem zum Eingeben eines Ausweiscodes benutzt, der untenstehend durch LC bezeichnet wird.
Der Mikroprozessor ist mittels eines Spannungswandlers 10 an eine äußere Speisespannungsquelle angeschlossen, die durch eine Batterie 11 mit einer Spannung von 12 Volt gebildet wird. Der Spannungswandler 10 verwandelt diese Spannung in eine für den Mikroprozessor gewünschte Spannung von 5 Volt und führt diese einer Anschlußklemme VCC des Mikroprozessors zu. Eine ebenfalls an den Spannungswandler 10 angeschlossene Speisung-an-Rückstellschaltung 12 ist dazu eingerichtet, beim Anschließen des Radios an die Batterie ein Rückstellsichnal zu erzeugen, und dieses einem Anschlußstift zuzuführen, der in der Figur durch RST angegeben ist. Die anderen Schaltungsanordnungen des Autoradios erhalten ihre Speisespannung von einem weiteren Spannungswandler 13, der über einen Ein/Aus- Schalter 14 mit der Batterie 11 verbunden ist. Zugleich führt dieser Spannungswandler einem Anschlußstift 53 des Mikroprozessors ein binäres Signal PWR zu. Dieses Signal PWR gibt beispielsweise mit dem logischen Wert "1" an, daß das Autoradio mit dem Ein/Aus-Schalter 14 in Betrieb gesetzt wurde.
Die Wirkung des Autoradios aus Fig. 1 wird völli bestimmt durch das Steuerprogramm CTRL, das in dem inneren Speicher 51 des Mikroprozessors 5 gespeichert ist. In Fig. 2 ist ein Flußdiagramm dieses Steuerprogramms dargestellt. Es wird gestartet, wenn das Austoradio an die Batterie angeschlossen wird und dadurch der Mikroprozessor an dem Anschlußstift RST das Rückstellsignal angeboten bekommt. Das Autoradio braucht dabei noch nicht mit dem Ein/Aus-Schalter 14 (siehe Fig. 1) in Betrieb gesetzt zu sein. Zuerst fürt das Steuerprogramm nur noch einen Schritt 100 durch, der die Zuordnung des Logikwertes "1" zu einer logischen Veränderlichen INIT umfaßt. Danach wartet das Programm in einemSchritt 101, bis das dem Anschlußstift 53 (siehe Fig. 1) zugeführt Signal PWR den logischen Wert "1" annimmt. Das Autoradio ist in diesem Fall mit dem Ein/Aus-Schalter 14 in Betriebgesetzt. In einem Schritt 102 wird daraufhin ein Hintergrundprogramm PLAY gestartet. Dieses Programm sorgt für die Funktionssteuerung des Autoradios. Es tastet die Tasten des Bedienungsfeldes 9 (siehe Fig. 1) ab steuert dadurch auf bekannte Weise die Abstimmschaltung 2, die Signalverarbeitungsschaltung 3 und die Wiedergabeschaltung 8.
Danach wird in einem Schritt 103 ein Umschaltprogramm TGGL durchgeführt. Dieses Umschaltprogramm bietet dem Gebraucher die Möglichkeit, die Sicherung des Autoradios beliebig ein- oder abzuschalten. Dies wird untenstehend detailliert beschrieben.
In einem Schritt 104 wird darauthin untersucht, ob die logische Veränderliche INIT den Wert "1" hat. Dies ist der Fall, wenn das Autoradio nach dem Anschluß an die Batterie das erste Mal in Betrieb gesetzt wird. In einem Schritt 105 wird dann untersucht, ob die in dem Festspeicher 7 (siehe Fig. 1) gespeicherte Sicherungsveränderliche VAR der in dem inneren Mikroprozessor 51 (siehe Fig. 1) gespeicherten Codereihe KEY entspricht. Sind VAR und KEY identisch, dann ist die Sicherung des Autoradios abgeschaltet. In einem Schritt 106 wird danach der logischen Veränderlichen INIT der Wert "0" zugeordnet. Das Autoradio funktioniert nun weiterhin ungestört, bis das Gerät mit dem Ein/Aus-Schalter 14 (siehe Fig. 1) abgeschaltet wird.
Wurde in dem Schritt 105 ermittelt, daß die Sicherungsveränderliche VAR der Codereihe KEY nicht entspricht, so ist die Sicherung des Autoradios eingeschaltet.
In einem Schritt 107 des Steuerprogramms wird dann die Schallwiedergabe gestört, beispielsweise dadurch, daß der Schall periodisch unterdrückt wird. Daraufhin wird in einem Schritt 108 dem Gebraucher die Möglichkeit geboten, sich auszuweisen. Ein dazu geeignetes Ausweisprogramm LEG ist in Fig. 3 dargestellt. Es umfaßt einen Schritt 110 zum Eingeben eines Ausweiscodes LC, der in einem Schritt 11 mit dem in dem inneren Mikroprozessorspeicher 51 (siehe Fig. 1) gespeicherten Code SC verglichen wird. Das Ausweisprogramm wird erst verlassen, wenn der einwandfreie Ausweiscode eingegeben ist. Inzwischen bleibt die Schallwiedergabe nach wie vor gestört. Ist der einwandfreie Code eingeführt, so wird das Ausweisprogramm verlassen. In einem Schritt 109 des Steuerprogramms (siehe Fig. 2) wird nun die Störung der Schallwiedergabe rückgängig gemacht und in dem Schritt 106 wird wird der logischen Veränderlichen INIT der Wert "0" zugeordnet.
Jedes nächste Mal, daß das Autoradio mit Hilfe des Ein/Aus-Schalters 14 (siehe Fig. 1) in Betrieb gesetzt wird, ohne daß es von der Batterie losgekoppelt wurde, wird das Steuerprogramm vom Schritt 101 neu gestartet. Jeweils hat die logische Veränderliche INIT dabei nun den Wert "0". In dem Schritt 104 wird dann bestimmt, daß das Ausweisprogramm nicht mehr durchleufen zu werden braucht, auch wenn die Sicherung eingeschaltet ist.
In Fig. 4 wird das in Fig. 2 angegebene Umschaltprogramm TGGL zum Ein- oder Ausschalten der Sicherung erläutert. In einem Schritt 112 dieses Umschaltprogramms wird ermittelt, on di4e Suchtaste 91 des Bedienungsfeldes (siehe Fig. 1) betätigt wurde, während das Autoradio in Betrieb gesetzt wurde. Dies wird interprätiert als Einschaltbefehl zum Einschalten der Sicherung. Auf entsprechende Weise wird in einem Schritt 113 ermittelt, ob durch Betätigung der Suchtaste 92 des Bedienungsfeldes bei der Inbetriebsetzung des Autoradios ein Ausschaltbefehl zum Ausschalten der Sicherung erzeugt wurde. Tritt einer der beiden Fälle auf, so wird in einem Schritt 114 das bereits beschriebeneAusweisprogramm LEG durchgeführt. Nach Empfang des einwandfreien Ausweiscodes wird die Sicherungsveränderliche VAR in einem Schritt 116 angepaßt. Betrifft es einen Ausschaltbefehl, so wird der VAR der Wert zugeordnet, der der Codereihe KEY entspricht um anzugeben, daß die Sicherung abgeschaltet ist; betrifft es einen Einschaltbefehl, so bekommt die VAR den Wert 0. Zugleich bekommt in einem Schritt 117 die logische Veränderliche INIT (die den Wert "1" hat, wenn die betreffende Ein- oder Ausschaltprozedur durchgeführt wird nach dem Anschluß des Autoradios an die Batterie) nun den Wert "0". Weiterhin ist in Fig. 4 ein etwaiger Schritt 115 angegeben, in dem mit dem Anpassen der Sicherungsveränderlichen VAR durch Eingabe des Ausweiscodes eine vorbestimmte Zeit gewartet wird. Damit wird vermieden, daß durch Abirage des Festwertspeichers mit äußeren Hilfsmitteln unmittelbar festgestellt werden kann, ob ein beliebig eingegebener Ausweiscode den Wert der VAR beeinflußt.
Es sei bemerkt, daß es sinnvoll ist, den in Fig. 2 durch 107 bezeichneten Schritt zur Störung der Tonwiedergabe derart einzurichten, daß die erste Störung erst nach einer vorbestimmten Zeit auftritt, beispielsweise nach 2 Sekunden. Wird nun auf unerlaubte Weise und mit äußeren Mitteln ein beliebiger Wert für die Sicherungsveränderliche VAR in dem Festwertspeicher eines gesicherten Autoradios geschrieben, so stellt es sich erst nach 2 Sekunden nach dem Einschalten des Radios heraus, ob dieser noch immer gesichert ist. Wenn die Codereihe KEY 20 Bits umfaßt, dauert es im Schnitt 1/2.2²&sup0;.2 Sekunden, d.h. 12 Tage um auf deise Weise die Codereihe zu knacken und auf diese Weise die Sicherung unerlaubt auszuschalten. Gegebenenfalls tritt die erste Störung nur kurze Zeit auf und wird der Ton danach während einiger Zeit ungestört wiedergegeben. Dies ist von Bedeutung zur Überprüfung des Autoraios nach dem Einbauen in einer Werkstatt und für Kundendienstarbeit am Autoradio beim Händler.

Claims

1. Mikroprozessorgesteuerter Apparat mit einem ausschaltbaren Schutz gegen unbefugten Gebrauch, mit

- Mittein (9) zum Erzeugen eines Ausweiscodes und eines Ausschaltbefehls zum Ausschalten der Schutzmittel;

- einem ersten Speicher (51), in dem ein Sicherungscode (SC) gespeichert ist;

- einem zweiten Speicher (7) zum Speichern einer Sicherungsveränderlichen (VAR), die angibt, ob die Schutzmittel ausgeschaltet sind;

- einem Mikroprozessor (5), der mit den genannten Mitteln (9) und mit Speichern (51, 7) gekoppelt ist und, wenn die Schutzmittel ausgeschaltet sind, ein Ausweisprogramm (108) durchführt zum Vergleichen des erzeugten Ausweiscodes mit dem gespeicherten Sichererheitscodes (SC), dadurch gekennzeichnet, daß in einem inneren Speicher (51) des Mikroprozessors (5) eine Codereihe mit einer Anzahl Bits gespeichert ist und daß in Antwort auf den Ausschaltbefehl der Mikroprozessor der Sicherheitsveränderlichen (VAR) einen der Codereihe entsprechenden Wert zuordnet um anzugeben, daß die Schutzmittel ausgeschaltet sind.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor das Ausweisprogramm durchführt mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung, nachdem der Apparat in Betrieb gesetzt worden ist, wenn die Sicherungsveränderliche nicht den der Codereihe entsprechenden Wert hat.

3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor der Sicherheitsveränderlichen den der Codereihe entsprechenden Wert zuordnet, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode nachdem der Ausschaltbefehl verstrichen ist (115).

4. Apparat nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Erzeugungsmittel (9) weiterhin einen Einschaltbefehl erzeugen zum Einschalten der Schutzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor der Sicherungsveränderlichen einen Wert zuordnet, der anders ist als der Wert entsprechend der Codereihe, wenn eine weitere Zeitperiode nachdem der Einschaltbefehl verstrichen ist (115).

5. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungscode (SC) ebenfalls in dem inneren Speicher (51) des Mikroprozessors gespeichert ist.

6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor von dem Typ ist, dessen innerer Speicher einmal programmierbar ist.