DE69128310T2

DE69128310T2 - Sicherheitsschaltung zur Sicherung gespeicherter Daten in einem internen Mikrorechnerspeicher

Info

Publication number: DE69128310T2
Application number: DE69128310T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Yaezawa
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Microelectronics Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2011-07-19
Also published as: US5377343A; KR940005784B1; EP0467355B1; JPH0476749A; EP0467355A2; KR920003166A; EP0467355A3; DE69128310D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung zum Schützen von Daten, die in einem internen Speicher eines Mikrocomputers gespeichert werden, wobei die Sicherheitsschaltung umfaßt: den internen Speicher, eine erste nicht flüchtige Speichereinrichtung zum Speichern eines extern eingegebenen Sicherheitscodes, eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln eines Schlüsselcodes, der eingegeben wird um die Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, zu lesen, und eine Komparatoreinrichtung zum Vergleichen ob der Sicherheitscode, der in der ersten Speichereinrichtung gespeichert wird, und der Schlüsselcode, der von der Verriegelungseinrichtung verriegelt wird, übereinstimmen oder nicht, und zum Ausgeben des Vergleichsergebnisses. Solch eine Sicherheitsschaltung ist aus US-A-4 864 542 bekannt. Die Erfindung findet besondere Anwendung zum Gebrauch in Einzelchipmikrocomputern.
Das Sicherheitsproblem von in ROM geschriebene Daten, das sich innen in Einzelchipmikrocomputern befindet, ist lange Zeit untersucht worden, und Verfahren wie beispielsweise ein Verhindern des Lesens von Daten in ROM sind in Betracht gezogen worden. In der herkömmlichen Technologie führt das Schreiben durch den Benutzer von "0" oder "1" in ein elektrisch programmierbares ROM (EPROM), das den (1 Bit) Sicherheitscode speichert, einen Sicherheitsbetrieb durch, um eine Sicherheitsschaltung zu betreiben, und das Lesen von Daten (Programmen) innerhalb eines ROM zu verhindern.
In dieser herkömmlichen Technologie, wenn die Sicherheitsschaltung einmal betrieben wurde, ist es für die Daten, die in dem ROM gespeichert werden, nicht möglich von dem Benutzer zum Zweck von Wartung und Management gelesen zu werden.
Im Hinblick auf dieses Problem hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe der Bereitstellung einer Sicherheitsschaltung, die dem Benutzer, der die Sicherheit anwendet, ermöglicht Daten, wie beispielsweise Programme und dergleichen, die in dem Speicher gespeichert werden, zu lesen, und die ein Lesen durch andere Benutzer verhindert.
Die vorliegende Erfindung ist eine Sicherheitsschaltung wie zuvor definiert, und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt:
eine zweite nicht flüchtige Speichereinrichtung zum Speichern des Vergleichsergebnisses, abhängig von einem externen Schreibsignal, wobei das externe Schreibsignal in seinem aktiven Zustand die zweite Speichereinrichtung zum Speichern eines Wertes ermächtigt, der das Vergleichsergebnis anzeigt, und in seinem inaktiven Zustand die zweite Speichereinrichtung veranlaßt, unabhängig von dem Vergleichsergebnis, den gleichen Wert zu speichern, der gespeichert wird wenn das Vergleichsergebnis eine Nichtübereinstimmung anzeigt, und eine Lesesteuerungseinrichtung, die angeordnet ist den Wert, der in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert wird, als Basis zum Verhindern eines Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden wenn der gespeicherte Wert eine Nichtübereinstimmung anzeigt, zu verwenden, und auch angeordnet ist ein Ausgabesteuerungssignal, das extern eingegeben wird wenn das Vergleichsergebnis eine Übereinstimmung anzeigt, als die Basis zum Steuern eines Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, zu verwenden, wobei die Sicherheitsschaltung weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der interne Speicher nicht flüchtig ist.
Gemäß den Ausführungsformen der Sicherheitsschaltung der vorliegenden Erfindung, und mit der zuvor beschriebenen Konfiguration, veranlaßt die Eingabe eines Sicherheitscodes das der Sicherheitscode beispielsweise in einem nicht flüchtigen ersten Speicher gespeichert wird. Dann wird der Schlüsselcode zum Lesen der Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, eingegeben, und dieser Schlüsselcode wird durch die Verriegelungsschaltung verriegelt. Dieser verriegelte Schlüsselcode wird auch in einer Komperatorschaltung mit einem Sicherheitscode, der in dem nicht flüchtigen ersten Speicher gespeichert wird, verglichen, und die Vergleichsergebnisse werden in einem nicht flüchtigen zweiten Speicher gespeichert.
Die Vergleichsergebnisse, die in dem zweiten Speicher gespeichert werden, werden dann als Basis zum Verhindern des Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden wenn der Sicherheitscode und der Schlüsselcode nicht in Übereinstimmung sind, verwendet, und ein Ausgabesteuerungssignal, das von Außen eingegeben wird wenn keine Übereinstimmung herrscht, wird als die Basis zum Steuern des Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, verwendet. Solange der korrekte Schlüsselcode nicht eingegeben wird, ist es dadurch nicht möglich diese Daten von dem internen Speicher zu lesen, und es ist für den Benutzer, der den Schlüsselcode angewendet hat, möglich diese Daten des Programms und dergleichen, die in dem internen Speicher gespeichert werden, zu lesen, aber es ist nicht möglich für diese von anderen Benutzern gelesen zu werden.
Diese Erfindung wird unter exemplarischer Bezugnahme auf die begleitenden Abbildungen besser verstanden, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Konfiguration einer Sicherheitsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Sicherheitsschaltung ist.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Form der Sicherheitsschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Sicherheitsschaltung dieser Ausführungsform umfaßt einen ersten Speicher 2, eine Verriegelungsschaltung 4, eine Komperatorschaltung 6, eine UND-Schaltung 7, ein Flip-Flop 8, eine NICHT-Schaltung 9, eine NICHT-UND-Schaltung 10, einen zweiten Speicher 12 und eine Lesesteuerungsschaltung 20, und die Daten, die in dem internen Speicher, wie beispielsweise einem EPROM (in der Figur nicht gezeigt), gespeichert werden, das sich innen im Mikroprozessor oder dergleichen befindet, werden geschützt. Der Speicher 2 ist z. B. ein nicht flüchtiger Speicher, der ein EPROM umfaßt, und speichert den Sicherheitscode, der extern eingegeben wird. Die Verriegelungsschaltung 4 verriegelt den eingegebenen Schlüsselcode, um die Daten, die in dem sich innen im Mikroprozessor oder dergleichen befindenden Speicher gespeichert werden, zu lesen. Die Komperatorschaltung 6 vergleicht den Schlüsselcode, der an die Verriegelungsschaltung 4 verriegelt wird, mit dem Sicherheitscode, der in dem ersten Speicher 2 gespeichert wird. Der zweite Speicher 12 ist ein nicht flüchtiger Speicher, der z. B. ein 1-Bit EPROM vergleicht, und die Vergleichsergebnisse speichert, die von der Komperatorschaltung 6 verglichen wurden. Die Lesesteuerungsschaltung 20 hat eine UND-Schaltung 21, eine ODER-Schaltung 22, eine NICHT-Schaltung 23 und eine UND- Schaltung 24, und steuert das Lesen von Daten, die in dem sich innen im Mikroprozessor befindenden Speicher (EPROM), nicht in der Abbildung gezeigt, gespeichert werden. Ziffer 15 zeigt eine NICHT-Schaltung, die an einen Rückstellanschluß R des Flip-Flops 8 ein Rückstellsignal RESET mit einem negativem Pegel bereitstellt, und Ziffer 30 bezeichnet einen Adressdekodierer zum dekodieren verschlüsselter Adressdaten.
Das folgende ist eine Beschreibung der Konfiguration und des Betriebs der vorliegenden Ausführungsform bezugnehmend auf Fig. 1 und Fig. 2.
Zuerst, wenn Sicherheit noch nicht angewendet worden ist, d. h. wenn der Sicherheitscode eingegeben wurde, wird der Schritt ST1 in Fig. 2 NEIN, und das Signal S&sub3;, das von dem ersten Speicher 2 an die ODER-Schaltung 22 der Lesesteuerschaltung 22 gesendet wird, bekommt den Status "1" (siehe Schritt ST2). Zu diesem Zeitpunkt wird das Signal S&sub1;&sub3;, daß das Lesen der Daten steuert, die in dem in der Fig. nicht gezeigten internen Speicher (EPROM) gespeichert werden, von Außen ausgegeben, und wird über die NICHT- Schaltung 23 in Übereinstimmung mit dem Ausgabesteuerungssignal (Schritt ST3 und Schritt ST4) ausgegeben. Insbesondere wird, wenn das Signal "1" ist, die Ausgabe der NICHT-Schaltung 23 "10", und das Signal S&sub1;&sub3;, das die Ausgabe der UND-Schaltung 24 ist, wird entsprechend "0", und ein Lesen der Daten von dem in der Figur nicht gezeigten Speicher (EPROM) wird nicht durchgeführt (Schritt ST5). Ferner, wenn das Signal "0" ist, wird die Ausgabe der NICHT-Schaltung 23 "1", und somit wird das Leseermächtigungssignal, das die Ausgabe der UND-Schaltung 24 ist, "1" (Schritt ST6), und es ist möglich die Daten von dem in der Figur nicht gezeigten Speicher zu lesen (Schritt ST7).
Das folgende ist eine Beschreibung des Falls wenn Sicherheit angewendet wird. Wenn der Sicherheitscode und die Adresse des Speichers 2 eingegeben werden (JA für Schritt STL), wird das Signal das von dem Adressdekodierer 30 an den Speicher 2 gesendet wird, 1,0", und der Speicher 2 geht in den Status über, wo ein Datenschreiben möglich ist, und der Sicherheitscode wird an den Speicher 2 über den Datenbus gesendet und gespeichert. Wenn dies Eintritt wird das Signal S&sub3;, das von dem Speicher 2 an die ODER-Schaltung 22 der Lesesteuerungsschaltung 22 gesendet wird, "0" (Schritt ST8).
Nach dem der Sicherheitscode in dieser Weise eingegeben worden ist, und die Daten, die in dem sich innen im Mikrocomputer oder dergleichen befindenden Speicher (in der Figur nicht gezeigt) gespeichert werden, zu lesen sind, ist es notwendig den Sicherheitscode und die Adresse der Verriegelungsschaltung 4 einzugeben. Dementsprechend wird dies in Schritt ST9 geprüft. Wenn der Schlüsselcode und die Adresse der Verriegelungsschaltung 4 eingegeben sind, wird das Signal S&sub2; von dem Adressdekodierer 30 an den Speicher 2, die Verriegelungsschaltung 4 und an den Flip-Flop 8 gesendet. Der erste Speicher 2 geht in den Lesemodus über, das Flip-Flop 8 geht in den Setzstatus über, und der Schlüsselcode wird an die Verriegelungsschaltung 4 verriegelt (Schritt ST10).
Dann werden der Sicherheitscode, der in dem Speicher 2 gespeichert wird, und der Schlüsselcode, der an die Verriegelungschaltung 4 verriegelt wird, in der Komperatorschaltung 6 (Schritt ST11) verglichen, und wenn sie übereinstimmen wird das Signal S&sub4;, das von der Komperatorschaltung 6 an die UND-Schaltung 7 gesendet wird, "11" (Schritt ST12). Das Signal S&sub5;, das von Außen an die UND- Schaltung 7 gesendet wird, wird "1", wenn die Schreibspannung Vpp eingeprägt wird (Schritt ST14), und wird "0", wenn die Schreibspannung Vpp nicht eingeprägt wird (Schritt ST19). Entsprechend wird in Schritt ST13 die Schreibspannung Vpp bestimmt, ob sie eingeprägt wird oder nicht.
Im folgenden wird der Fall betrachtet wenn das Signal S&sub5; "1" ist, und der Sicherheitscode und Schlüsselcode übereinstimmen, d. h. der Fall wenn das Signal S&sub4; "1" ist. Wenn dies eintritt wird das Ausgabesignal S&sub6; der UND- Schaltung 7 "1" (Schritt ST15), und das Ausgabesignal S&sub7; der NICHT-Schaltung 9 wird "0". Durch dies wird das Ausgabesignal S&sub9; und die NICHT-Schaltung 10 "1", und ein Schreiben in den zweiten Speicher 12 wird durchgeführt. Desweiteren ist das Ausgabesignal S&sub8; des Flip-Flops 8 in dem Setz-Status und ist deswegen 1,1". Wenn kein Schreiben erfolgt, ist das Signal S&sub1;&sub0;, das von dem Speicher 12 an die UND-Schaltung 21 der Lesesteuerungsschaltung 20 gesendet wird, "1", und somit wird das Signal S&sub1;&sub1;, das von der UND- Schaltung 21 an die ODER-Schaltung 22 gesendet wird, "1". Entsprechend ist das Leseermächtigungssignal S&sub1;&sub3;, das die Ausgabe der Lesesteuerungsschaltung 20 ist, in Übereinstimmung mit dem Ausgabesteuerungssignal , das von außen eingegeben wird. Beurteilen von Schritt ST16 ist das gleiche wie Schritt ST13, so daß das externe Eingangssignal beurteilt wird, ob es in dem Lesemodus ist oder nicht. Wenn das Signal nicht "1" ist, wird das Signal S&sub1;&sub3; "1" (Schritt ST6), und es ist möglich die Daten, die in dem in der Figur nicht gezeigten Speicher (EPROM) gespeichert werden, zu lesen (Schritt ST7). Des weiteren, wenn Schritt ST16 festgelegt wird JA zu sein, wird Signal S&sub1;&sub3; "0" (Schritt ST7), und es ist unmöglich danach die Daten zu lesen.
Andererseits, wenn keine Übereinstimmung zwischen dem Schlüsselcode und dem Sicherheitscode vorhanden ist, wenn die beiden durch die Komperatorschaltung 6 (NEIN für Schritt ST11) verglichen werden, wird das Signal S&sub4; "0" (Schritt ST19), ein Ausgabesignal S&sub6; der UND-Schaltung 7 wird "0" (Schritt ST21). Dann wird ein Ausgabesignal S&sub7; der NICHT- Schaltung 9 "1". Ferner, da das Signal S&sub8; "1" wird, wird ein Ausgabesignal S&sub9; der NICHT-UND-Schaltung 10 "0", und wird in den zweiten Speicher 12 geschrieben. Wenn ein Schreiben in den Speicher 12 erfolgt, wird das Signal S&sub1;&sub0; "0" und somit wird das Ausgabesignal S&sub1;&sub1; der UND-Schaltung 21 "0". Ferner wird der Sicherheitscode in dem Speicher 2 gespeichert, und somit wird das Signal 53 auch "0", und somit wird das Ausgabesignal S&sub1;&sub2; der ODER-Schaltung 22 auch "0". Entsprechend ist das Leseermächtigungssignal S&sub1;&sub3;, das die Ausgabe der Lesesteuerungsschaltung 20 ist, immer "0", und das Lesen der Daten, die in dem sich innen im Mikroprozessor oder dergleichen befindenden Speicher (EPROM) gespeichert werden, ist solange nicht möglich wie die Daten in dem Speicher 12 nicht gelöscht werden (ST18). Des weiteren, wenn die Daten in dem Speicher 12 gelöscht sind, dann wird der Speicher für den ein Lesen untersagt war, d. h. die Daten in dem sich innen im Mikroprozessor oder dergleichen befindenden Speicher werden auch zur gleichen Zeit gelöscht, und Sicherheit wird gewährleistet.
Wie zuvor beschrieben worden ist, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ist es für den Benutzer, der die Sicherheit angewendet hat, möglich, die Daten die in dem Speicher gespeichert werden, zu lesen, aber es ist für diese Daten nicht möglich von anderen Benutzern gelesen zu werden. Ein normales Lesen ist ebenso nicht möglich wenn ein fehlerhafter Sicherheitscode eingegeben worden ist.
Entsprechend ist es mit der vorliegenden Ausführungsform für den Benutzer, der die Sicherheit angewendet hat, möglich, die Daten, die in dem Speicher gespeichert werden, zu lesen, aber es ist für diese Daten nicht möglich von anderen Benutzern gelesen zu werden. Ferner ist ein normales Lesen nicht möglich nachdem ein fehlerhafter Sicherheitscode eingegeben worden ist.
Bezugsziffern in den Ansprüchen beabsichtigen ein besseres Verständnis und sollen den Umfang nicht limitieren.

Claims

1. Eine Sicherheitsschaltung zum Schützen von Daten, die in einem internen Speicher eines Mikrocomputers gespeichert werden, wobei die Sicherheitsschaltung umfaßt:

den internen Speicher;

eine erste nicht flüchtige Speichereinrichtung (2) zum Speichern eines extern eingegebenen Sicherheitscodes;

eine Verriegelungseinrichtung (4) zum Verriegeln eines Schlüsselcodes, der eingegeben wird um die Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, zu lesen; und

eine Komperatoreinrichtung (6) zum Vergleichen ob der Sicherheitscode, der in der ersten Speichereinrichtung (2) gespeichert wird, und der Schlüsselcode, der von der Verriegelungseinrichtung (4) verriegelt wird, übereinstimmen oder nicht, und zum Ausgeben des Vergleichsergebnisses;

die Sicherheitsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt:

eine zweite nicht flüchtige Speichereinrichtung (12) zum Speichern des Vergleichsergebnisses, abhängend von einem externen Schreibesignal (S5), wobei das externe Schreibesignal (S5) in seinem aktiven Zustand die zweite Speichereinrichtung (12) zum Speichern eines Wertes ermächtigt, der das Vergleichsergebnis anzeigt, und in seinem inaktiven Zustand die zweite Speichereinrichtung (12) veranlaßt, unabhängig von dem Vergleichsergebnis, den gleichen Wert zu speichern, der gespeichert wird wenn das Vergleichsergebnis eine Nichtübereinstimmung anzeigt; und

eine Lesesteuerungseinrichtung (20), die angeordnet ist den Wert, der in der zweiten Speichereinrichtung (12) gespeichert wird, als Basis zum Verhindern eines Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden wenn der gespeicherte Wert eine Nichtübereinstimmung anzeigt, zu verwenden, und auch angeordnet ist ein Ausgabesteuerungssignal ( ), das extern eingegeben wird wenn das Vergleichsergebnis eine Übereinstimmung anzeigt, als die Basis zum Steuern eines Lesens von Daten, die in dem internen Speicher gespeichert werden, zu verwenden; und wobei

die Sicherheitsschaltung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der interne Speicher nicht flüchtig ist.

2. Die Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Speichereinrichtungen (2, 12) jeweils einen elektrisch programmierbaren Nur-Lesespeicher (EPROM) eines nicht flüchtigen Speichers umfassen.

3. Die Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschaltung mit einem Datenbus zum Übertragen des Sicherheitscodes an die erste Speichereinrichtung (2) bzw. des Schlüsselcodes an die Verriegelungseinrichtung (4) verbunden ist.

4. Die Sicherheitsschaltung nach einem vorangegangenen Anspruchs, weiterhin umfassend einen Adressdekodierer (30), der mit einem Adressbus verbunden ist, und angeordnet ist um an die erste Speichereinrichtung (2) ein Signal (S1) zum Lenken eines Schreibens des Sicherheitscodes, bzw. um an die Verriegelungseinrichtung (4) ein Signal (S2) zum Lenken eines Verriegelns des Schlüsselcodes bereitzustellen.

5. Die Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, weiterhin umfassend ein Setz-Rückstell-Flip-Flop (8) mit einem Setzanschluß (5) zum Empfangen des Signals, zum Lenken eines Verriegelns des Schlüsselcodes an die Verriegelungseinrichtung (4) als ein Eingabeeinstellsignal, und einen Rückstellanschluß (R) davon zum Empfangen eines externen Rückstellsignals.

6. Die Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4 oder 5, weiterhin umfassend einen Datenbus zum Übertragen des Sicherheitscodes und den von einer Eingabevorrichtung eingegebenen Schlüsselcode an die erste Speichereinrichtung (2) bzw. die Verriegelungseinrichtung (4), und einen Adressbus zum Übertragen von Adressdaten, die von der Eingabevorrichtung eingegeben werden, an den Adressdekodierer (30).

7. Die Sicherheitsschaltung nach einem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsschaltung als ein einzelner Chip ausgebildet ist.