JP2001512263A - 不正操作から保護されてook変調信号を受信する回路装置 - Google Patents

不正操作から保護されてook変調信号を受信する回路装置

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JP2001512263A
JP2001512263A JP2000505592A JP2000505592A JP2001512263A JP 2001512263 A JP2001512263 A JP 2001512263A JP 2000505592 A JP2000505592 A JP 2000505592A JP 2000505592 A JP2000505592 A JP 2000505592A JP 2001512263 A JP2001512263 A JP 2001512263A
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demodulation
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ライナー ローベルト
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インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/02Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
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Abstract

(57)【要約】 OOK変調された信号を受信する、例えば識別システムのデータ担体に使用される回路装置である。ここでこの回路装置は、復調回路(Demod)と、該復調回路に後置接続された復号回路(Dekod)と、例えば受信、復調および受信のデータの処理を制御するシーケンス制御部(SM)とを有している。復調回路(Demod)と復号回路(Dekod)との間に、シーケンス制御部(SM)によって制御可能なスイッチ手段(S)が設けられており、該スイッチ手段(S)の入力側は、復調回路(Demod)の出力側に、また前記スイッチ手段(S)の第1出力側は、復号回路(Dekod)の入力側に接続されている。スイッチ手段(S)は、回路装置のリセット入力側に接続されている第2出力側を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、OOK(ON-OFF-KEYING)変調信号を受信するための回路装置例えば
識別システムのデータ担体に使用される回路装置に関し、ここでこの回路装置は
、受信回路と、この受信回路に後置接続された復調回路と、この復調回路に後置
接続された復号回路と、例えば受信、復調、および受信データの処理を制御する
ためのシーケンス制御部とを有する。
【0002】 上記のような回路装置は、EP0669591A2から公知である。
【0003】 識別システムでは、固定のユニットまたは半固定のユニットと、移動ないしは
携帯可能な、少なくとも1つのメモリを備えるユニット(以下ではデータ担体と
称する)との間でデータが交換される。さらにエネルギーも固定ユニットからデ
ータ担体に、有利には誘導的な結合または電磁ビームを用いて伝送されることも
多い。このような例としては、携帯可能な身分証明例えばチップカードを有する
入室コントロール装置がある。またキーロックシステムを備える電子的な運び去
り盗難防止装置もこのような識別システムの一つである。
【0004】 上記のような識別システムでは、データは固定のユニットからデータ担体に、
OOK変調により伝送される。ここで高周波の搬送波信号は(場合によってはデ
ジタル信号処理のために適当に分割および/または処理された後)直接、クロッ
ク信号として使用される。これにより変調によって生じるブランキングインター
バルが、搬送波信号にもクロック信号にも発生する。さらに伝送される信号の整
流および平滑化により、データ担体の給電に必要なエネルギーが得られる。
【0005】 OOK変調された搬送波信号の復調は、伝送され受信された信号から直接行わ
れるか、またはこの信号からクロック信号を得てから行われる。これが可能であ
る理由は、このクロック信号が同様にブランキングインターバルを有し、ひいて
は変調されているからである。ここで公知の識別システムのデータ担体の回路は
、短時間のクロックのブランクアウトを許容するように設計されている。
【0006】 ここではデータの受信は所定のプロトコルにしたがって行われ、このプロトコ
ルはシーケンス制御部(ステートマシーン)により制御される。受信プロトコル
の規則にしたがう時点とは別の時点でクロックの中断が許されており、これによ
り受信が中断される。
【0007】 命令または処理すべき値の可能性のあるデータを受信した後、これらのデータ
は処理される。このような処理には、データないしは値の、データ担体の不揮発
性メモリへの書き込みおよび読み出しと、固定のユニットへのデータの送信と、
場合によってはデータの暗号化とが含まれる。受信データの処理中に、データ担
体は別のデータを待ち受けず、ひいてはクロックの中断を待ち受けない。なぜな
らば固定のユニットにより搬送波信号の変調が行われないからである。
【0008】 しかし上記のことはセキュリティ面で危険である。なぜならば基本的にクロッ
クの停止が許容されるからである。この場合ハッカーは、パルスを停止ないしは
ブランクアウトさせて回路のその都度の状態を調べて構造および動作の仕方を探
り出して、シミューションできるようになるからである。
【0009】 この問題に対処するために、専門家の間ではすでに100%OOK変調する代
わりに、変調指数が比較的小さい振幅変調をすでに使用する傾向にある。しかし
ながらこのことは、耐性の劣る復調をデータ担体に実現しなければならないこと
を意味しており、結果的に低い歩留まりによるコストの上昇、測定方法の煩雑化
、または互換性の低下を引き起こす。
【0010】 したがって本発明の課題は、請求項1の上位概念に記載された回路装置におい
て、上記の欠点を回避することである。
【0011】 この課題は、請求項1の特徴部分の構成により解決される。有利な実現形態は
従属請求項に記載されている。
【0012】 請求項1によれば、識別システムのデータ担体回路装置の復調回路と復号回路
との間に、スイッチ手段が配置されており、このスイッチ手段によって復調回路
の出力側を、データを受信しない動作状態時に(シーケンス制御部による制御に
よって)回路装置のリセット入力側に接続する。
【0013】 識別システムの読み出しステーションからデータ担体にデータが送信されない
場合、エネルギー伝送のために依然として送信しなければならない搬送波信号は
変調されず、復調回路は一定の信号を出力する。また同様に搬送波信号から導出
されるクロック信号は間隙を有しない。
【0014】 この場合に中断時間中に回路装置の状態を調べようとするためにハッカーが搬
送波信号ひいてはクロック信号を中断したとしても、復調回路は状態をその出力
側において変化させ、つぎにこの出力側は本発明により回路装置をリセットする
。したがってクロックの中断によって、回路装置の目下の状態を調査することは
不可能である。
【0015】 高周波搬送波信号からのクロック信号の導出は、例えば回路レベルへの制限お
よび変換により行うことができる。この場合に選択された論理に応じて、クロッ
ク信号はクロック休止期間においてローレベルまたはハイレベルを有する。復調
回路が第1の休止期間識別回路(単純であり、したがってコスト的に有利には再
トリガ可能なモノフロップにより形成する)を有する場合、復調すべき信号の状
態を搬送波信号のブランクアウト中に識別しなければならない。ここで復調すべ
き信号は、すでに説明したように、読み出しステーションからすでに送信されか
つデータ担体により受信された信号から導出されたクロック信号であるか、また
は復調回路で受信信号から導出されかつ回路レベルに変換された信号とすること
ができる。
【0016】 ハッカーによる攻撃に対してより効果的な防御を保証するために、有利には第
1休止期間識別回路に供給される信号の休止期間位置を未定義にすることができ
る。この場合、本発明では復調回路に含まれる第1休止期間識別回路に、反転入
力を備える別の休止期間識別回路が並列接続され、この別の休止期間識別回路の
出力側は回路装置のリセット入力側に接続される。スイッチ手段の第2出力側と
回路装置のリセット入力側との接続も、第2休止期間識別回路の出力側と回路装
置のリセット入力側との接続も、例えばORゲートにより行うことができる。こ
の有利な実施形態により、パルスの中断が、復調回路に供給される信号の出力レ
ベルに依存しないでその都度識別され、かつリセットが行われることが保証され
る。またこれと等価に、復調回路の第1休止期間識別回路の前段に微分回路を接
続することもできる。
【0017】 本発明の回路装置のここまで述べた構成により、この回路装置がデータ処理動
作状態にある時すなわち受信データを待ち受けない時に、リセットが可能である
。データ受信中は、その都度伝送される論理「0」が中断に結びつくため、クロ
ックの中断が許容されている。この事実もハッカーにより悪用される可能性があ
る。
【0018】 この問題を解決するために、本発明の有利な実施形態では第3の休止期間識別
回路が第1休止期間識別回路に並列に接続される。この第3休止期間識別回路の
出力側も、回路装置のリセット入力側に、例えば同様にORゲートを介して接続
される。しかしこの第3休止期間識別回路は、第1休止期間識別回路よりも遅延
時間が明らかに長く、これにより回路のリセットは必ず行われるが、クロック信
号に比較的長い休止期間が生じてはじめて行われる。
【0019】 本発明を以下、実施例を用いて図面により詳しく説明する。
【0020】 図1にはコイルSpとして構成されたデータ担体の受信アンテナが示されてお
り、このデータ担体は請求項1の上位概念に記載された形式の識別システムのた
めのものである。このコイルSpの端子には、整流回路GLが接続されており、
この整流回路GLの出力側に、データ担体に必要な給電電圧が供給される。デー
タ担体のデータを固定のユニットに伝送するために、変調器Modが設けられて
いる。この変調器Modは本発明にとって重要でないため、その制御は単に矢印
によって示されている。受信アンテナSpの端子は、さらにクロック獲得回路C
Lに接続されており、このクロック獲得回路CLは、その出力側にクロック信号
Clを出力する。
【0021】 固定のユニットからデータ担体にデータを伝送するために、OOK変調を使用
する。これにより搬送波信号にブランキングインターバルが生じる。クロック信
号Clも同様にこのブランキングインターバルを有しており、復調器Demod
での復調のために、このクロック信号Clを使用することができる。しかしアン
テナコイルSpの出力信号を直接、復調器Dmodに供給することも可能である
。この場合、使用する復調器の形態に依存して、適切な信号処理回路が付加的に
必要である。
【0022】 復調回路Demodの出力信号は、スイッチ手段Sを介して復号回路Deko
dに供給される。この復号回路Dekodの出力信号は、データ担体でさらに処
理されるが、これは矢印によって示されている。この後続の処理は本発明の回路
装置の理解のために重要ではないため、これ以上説明しない。
【0023】 スイッチ手段Sは、シーケンス制御部SMにより制御され、またシーケンス制
御部SMのリセット入力側に接続されている第2出力側を有する。シーケンス制
御部SMによる制御に依存してスイッチ手段Sは、復調回路Demodの出力側
を、復号回路Dekod、または(図示の実施例の場合)ORゲートORを介し
てシーケンス制御部SMのリセット入力側のいずれか一方に接続する。
【0024】 ここでデータを固定のユニットから受信する第1の動作の場合、復号回路De
kodは復調回路Demodに接続される。この回路装置全体は、クロック信号
Clのブランキングインターバルが受信プロトコルの範囲で生じる限りは、この
ブランキングインターバルが許容されるように設計されている。
【0025】 受信したデータがこの回路装置で処理される第2の動作の場合、この回路装置
ないしはデータ担体は、固定のユニットからデータを待ち受けず、したがって搬
送波信号の変調は行われず、またブランキングインターバルも生じてはならない
。それでもブランキングインターバルが発生する場合には、悪用が行われている
確率が高い。このような悪用を排除するために、本発明ではこの第2の動作の場
合、シーケンス制御部SMにより復調回路Demodの出力側をシーケンス制御
部SMのリセット入力側に接続し、これによってクロック信号Clにブランキン
グインターバルが発生する場合に回路装置全体をリセットする。
【0026】 復調回路Demodは、例えば図2に示した再トリガ可能なモノフロップによ
り形成することのできる第1休止期間識別回路PE1を有している。このような
休止期間識別回路は、所定の極性のクロック休止期間だけを識別できる。クロッ
ク信号Clのブランキングインターバルが所定の極性を有しない場合(ハッカー
による攻撃の場合に生じうる)、本発明の発展形態では、第1休止期間回路PE
1とは反転した入力を備える第2の休止期間識別回路PE2が設けられている。
この第2休止期間識別回路PE2の出力側も同様にORゲートORを介して、シ
ーケンス制御部SMのリセット入力側に供給される。
【0027】 図1の回路装置は受信動作の場合にはクロック信号Clにブランキングインタ
ーバルが許容されるため、ハッカーが、この動作時にブランキングインターバル
を延長することによって回路を調べるようとすることがあり得る。このような悪
用を防止するため、本発明の別の実施形態では第3休止期間識別回路PE3が設
けられている。この休止期間識別回路には同様にクロック信号Clが供給され、
さらにこの休止期間識別回路はシーケンス制御部SMのリセット入力側にORゲ
ートORを介して作用する。しかしこの第3休止期間識別回路PE3は、別の2
つの休止期間識別回路PE1,PE2に比して比較的に長い時間遅延を有してい
る。それはこの休止期間識別回路が一方では無条件に応答しなければならず、ま
た他方では通常の変調によるブランキングインターバルの場合に回路のリセット
を起こしてならないからである。この休止期間識別回路のための典型的な遅延時
間は、産業用周波数である13.56MHzの搬送周波数の場合、第1および第
2休止期間識別回路PE1,PE2に対しては約300nsであり、また第3識
別回路に対しては約6μsである。
【0028】 反転入力を備える第2休止期間識別回路PE2を使用する代わりに、第1休止
期間識別回路PE1の前段に、図1に破線で示された微分回路DSを接続するこ
ともできる。これによってもクロック信号Clのブランキングインターバルの極
性を検出することができる。
【0029】 図2は休止期間識別回路のための実施例を、再トリガ可能なモノフロップの形
態で示している。図示のモノフロップは、直列に接続された3つのインバータI
N1〜IN3から構成されており、ここで第2インバータIN2のnチャネルト
ランジスタTr2のソース端子と、アース端子Vssとの間に抵抗Rが接続され
ている。さらにこの第2インバータIN2のnチャネルトランジスタTr2の負
荷区間および抵抗Rに並列にコンデンサCが接続されている。
【0030】 図2の回路の機能を、図3の信号線図を用いて説明する。信号を観察する回路
の点をローマ数字I〜IVによって示す。回路の入力側Iには例えばクロック信号
Clが供給される。このクロック信号Clは、1つまたは複数の論理的ロー状態
の伝送時に、ブランキングインターバルないしは休止期間を有する。この信号は
第1インバータIN1により反転され、第2インバータIN2の入力側に供給さ
れる。反転した信号はIIで示されている。この信号が第2インバータIN2の入
力側で論理的ロー状態を有する場合、第2インバータIN2のpチャネルトラン
ジスタTr1は導通し、これによりコンデンサCが充電される。この信号の状態
が、第2インバータIN2の入力側で論理的なハイレベルに変化すると、pチャ
ネルトランジスタTr1は阻止され、nチャネルトランジスタTr2は導通し、
これによりコンデンサCは、このnチャネルトランジスタTr2の負荷区間と抵
抗Rとを介して放電される。ここでこのコンデンサCと抵抗Rを適切に設計して
、第3インバータIN3の導通閾値を、このクロック信号の半周期中に下回らな
いようにしなければならない。モノフロップの入力信号に休止期間が発生しては
じめてコンデンサCを十分に放電することができ、これにより第3インバータI
N3の導通閾値を下回り、かつ第3インバータIN3の出力側がその状態を変化
させる。
【0031】 クロック信号Clは、使用されるクロック処理回路CLの形式に応じて、IIに
示した経過すなわち休止期間の場合にハイレベルを有することも可能である。休
止期間を、このような信号経過の場合にも図2の回路によって検出可能とするた
めには、単に別のインバータを前段に接続するか、または第1インバータを取り
外すだけでよい。
【0032】 本発明の回路装置およびその有利な発展形態によって高い信頼性で、100%
OOK変調を使用する識別システムの悪用を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回路装置の基本ブロック回路図である。
【図2】 再トリガ可能なモノフロップの詳細な回路図である。
【図3】 配属された信号線図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年1月28日(2000.1.28)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】 OOK変調された搬送波信号の復調は、伝送され受信された信号から直接行わ
れるか、またはこの信号からクロック信号を得てから行われる。これが可能であ
る理由は、このクロック信号が同様にブランキングインターバルを有し、ひいて
は変調されているからである。ここで公知の識別システムのデータ担体の回路は
、短時間のクロックのブランクアウトを許容するように設計されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 ここではデータの受信は所定のプロトコルにしたがって行われ、このプロトコ
ルはシーケンス制御部(ステートマシーン)により制御される。受信プロトコル
の規則にしたがう時点とは別の時点でクロックの中断が許されており、これによ
り受信が中断される。 さらにEP0387071Aから、トランスポンダにおいて、OOK変調され
た搬送波信号から導かれるクロック信号から、リセット信号を導出することが公
知である。このリセット信号は、搬送波信号が存在する2つの期間の間にある休
止期間が、所定の長さを上回った場合にトランスポンダの回路の一部をリセット
する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】 命令または処理すべき値である可能性のあるデータを受信した後、これらのデ
ータは処理される。このような処理には、データないしは値の、データ担体の不
揮発性メモリへの書き込みまたは読み出しと、固定のユニットへのデータの送信
と、場合によってはデータの暗号化とが含まれる。受信データの処理中に、デー
タ担体は別のデータを待ち受けず、ひいてはクロックの中断を待ち受けない。な
ぜならば固定のユニットにより搬送波信号の変調が行われないからである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 例えば識別システムのデータ担体に使用される、OOK変調
    された信号を受信する回路装置であって、 復調回路(Demod)と、 該復調回路に後置接続された復号回路(Dekod)と、 例えば受信、復調および受信したデータの処理を制御するシーケンス制御部(
    SM)とを有する形式の回路装置において、 前記復調回路(Demod)と前記復号回路(Dekod)との間に、シーケ
    ンス制御部(SM)によって制御可能なスイッチ手段(S)が設けられており、 該スイッチ手段(S)の入力側は、復調回路(Demod)の出力側に、また
    前記スイッチ手段(S)の第1出力側は、復号回路(Dekod)の入力側に接
    続されており、 前記スイッチ手段(S)は、前記回路装置のリセット入力側に接続されている
    第2出力側を有することを特徴とする回路装置。
  2. 【請求項2】 復調回路(Demod)は、第1休止期間識別回路(PE1
    )により形成されている 請求項1に記載の回路装置。
  3. 【請求項3】 第1休止期間識別回路(PE1)に、第2休止期間識別回路
    (PE2)が並列接続されており、 前記第2休止期間識別回路(PE2)の出力側および前記スイッチ手段(S)
    の第2出力側は、ORゲート(OR)によって結合されている 請求項2に記載の回路装置。
  4. 【請求項4】 第1休止期間識別回路(PE1)の前段に、微分回路(DS
    )が接続されている 請求項2に記載の回路装置。
  5. 【請求項5】 第1休止期間識別回路(PE1)に比して遅延時間の比較的
    長い第3休止期間識別回路(PE3)が、第1休止期間識別回路(PE1)に並
    列接続されており、 前記第3休止期間識別回路(PE3)の出力側も同様に前記回路装置のリセッ
    ト入力側に接続されている 請求項1から4までのいずれか1項に記載の回路装置。
  6. 【請求項6】 休止期間識別回路(PE1,PE2,PE3)は、再トリガ
    可能なモノフロップにより形成されている 請求項1から5までのいずれか1項に記載の回路装置。
JP2000505592A 1997-07-29 1998-07-24 不正操作から保護されてook変調信号を受信する回路装置 Pending JP2001512263A (ja)

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PCT/DE1998/002094 WO1999006939A2 (de) 1997-07-29 1998-07-24 Schaltungsanordnung zum manipuliergeschützten empfangen eines ook-modulierten signals

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EP (1) EP1002292B1 (ja)
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KR (1) KR100404347B1 (ja)
CN (1) CN1183480C (ja)
AT (1) ATE251782T1 (ja)
BR (1) BR9811572A (ja)
DE (2) DE19732643A1 (ja)
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RU (1) RU2190250C2 (ja)
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