JP2002536727A - 集積回路 - Google Patents
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- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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Abstract
(57)【要約】
本発明は集積回路に関する。前記集積回路はデータまたはエネルギーを無接触で伝送するための少なくも一つのアンテナを有している。アンテナ（１）は保護すべき回路部分の上方および／または下方に配置され、保護回路の一部として、集積回路を外部からの不所望な侵襲について監視することを可能にする。この種の侵襲は、物理的変化がアンテナ（１）を介して伝送された保護回路信号の有意な変化に至らしめることにより、外部から観察または改ざんを試みることによって識別される。前記侵襲は、特徴的にはアンテナの物理的特性の変化と結びつく。この変化は信号検出器（４）によって識別され、集積回路を安全モードへ移行させる。ここで、アンテナ（１）はデータおよび／またはエネルギーの伝送のための手段としての機能の他に、集積回路に対する保護回路の保護シールドととして作用する機能も開示する。アンテナのこれらの機能によって、無接触で伝送するためのアンテナを有する、特にチップカードへの導入に対する、廉価なかつ保護された集積回路を得ることに成功する。
Description
【０００１】 集積回路を有しており、チップカードに取り付けられたアンテナが設けられて
いるチップカードは公知である。このアンテナによって、データまたはエネルギ
ーを無接触でチップカードの集積回路に伝送することが可能である。ここでは、
アンテナは変圧器の２次コイルとして構成される。これにより、チップカードが
端末機内の１次コイルに十分に接近する際、アンテナで電圧が発生され得る。そ
れにより、集積回路にエネルギーを供給することができる。さらに、データを端
末機内の外部１次コイルからチップカードに伝送すること、ならびにデータをチ
ップカードから端末機内の外部１次コイルに伝送することも可能である。これら
のチップカードは部外者による分析または改ざんに対し非常に脆弱であることが
判明している。これらのチップカードはまた、機械的な負荷に対しても非常に脆
弱で、コストがかかってしまう。
いるチップカードは公知である。このアンテナによって、データまたはエネルギ
ーを無接触でチップカードの集積回路に伝送することが可能である。ここでは、
アンテナは変圧器の２次コイルとして構成される。これにより、チップカードが
端末機内の１次コイルに十分に接近する際、アンテナで電圧が発生され得る。そ
れにより、集積回路にエネルギーを供給することができる。さらに、データを端
末機内の外部１次コイルからチップカードに伝送すること、ならびにデータをチ
ップカードから端末機内の外部１次コイルに伝送することも可能である。これら
のチップカードは部外者による分析または改ざんに対し非常に脆弱であることが
判明している。これらのチップカードはまた、機械的な負荷に対しても非常に脆
弱で、コストがかかってしまう。
【０００２】 保安上重要な情報を含み、特別な保護回路により部外者による分析および改ざ
んから保護されている電子的回路は公知である。このような保護を得るために、
様々な方法が記述されている。例えば、保護すべき集積回路に金属性のカバー、
例えば銀やチタンのカバーが設けられる。これにより、集積回路の回路構造をX
線ビームによって読み出すことが阻止される。さらに、集積回路の回路平面の最
上部に導体路を保護シールド導体として配置し、その物理的特性、抵抗や容量等
を観察することが有効であることが判明している。例えば、不所望な観察または
改ざんが行われ、短絡、アース接続または切断による変化が検出された際、アラ
ーム信号がトリガされる。このような、アラーム信号に基づいて、集積回路は安
全モードと称される状態に移行させられる。この安全モードでは、例えばメモリ
セルの内容はそれ以上、読み出されることはない。なぜなら、メモリセルの内容
は、例えば、安全モードへの移行の直後に完全に消去され、それとともに、その
内部に含まれていた情報は再生不可能に失われるからである。それにより、プロ
グラムメモリとデータメモリに含まれていた集積回路の重要な情報、例えばコー
ド鍵、ピンナンバーまたは使用者の個人的なデータを読み出すこと、または改ざ
んすることが、それ以上不可能になる。この種の保護回路は回路技術上、非常に
面倒でコストがかかってしまう。なぜなら、このような保護回路はかなり大きな
チップ面積を必要とするからである。
んから保護されている電子的回路は公知である。このような保護を得るために、
様々な方法が記述されている。例えば、保護すべき集積回路に金属性のカバー、
例えば銀やチタンのカバーが設けられる。これにより、集積回路の回路構造をX
線ビームによって読み出すことが阻止される。さらに、集積回路の回路平面の最
上部に導体路を保護シールド導体として配置し、その物理的特性、抵抗や容量等
を観察することが有効であることが判明している。例えば、不所望な観察または
改ざんが行われ、短絡、アース接続または切断による変化が検出された際、アラ
ーム信号がトリガされる。このような、アラーム信号に基づいて、集積回路は安
全モードと称される状態に移行させられる。この安全モードでは、例えばメモリ
セルの内容はそれ以上、読み出されることはない。なぜなら、メモリセルの内容
は、例えば、安全モードへの移行の直後に完全に消去され、それとともに、その
内部に含まれていた情報は再生不可能に失われるからである。それにより、プロ
グラムメモリとデータメモリに含まれていた集積回路の重要な情報、例えばコー
ド鍵、ピンナンバーまたは使用者の個人的なデータを読み出すこと、または改ざ
んすることが、それ以上不可能になる。この種の保護回路は回路技術上、非常に
面倒でコストがかかってしまう。なぜなら、このような保護回路はかなり大きな
チップ面積を必要とするからである。
【０００３】 本発明の課題は、データまたはエネルギーを無接触伝送するためのアンテナを
有する集積回路において、上記の欠点を克服できるように構成することである。
有する集積回路において、上記の欠点を克服できるように構成することである。
【０００４】 請求項１の特徴を有する集積回路より、これらの課題が発明に従って解決され
る。
る。
【０００５】 本発明の有利な別の形態は従属請求項の対象である。
【０００６】 本発明は集積回路を開示し、そのアンテナはデータおよびエネルギーの無接触
伝送のために、集積回路の一部として実現される。したがって、集積回路の製造
プロセスの枠内で形成される。それにより、次のことが可能である。すなわち、
アンテナと受信回路間の電子的な接点を多数省略し、それに加えて、アンテナか
ら受信回路または受信回路からアンテナへの伝送路の長さを短縮することが可能
である。このことは、伝送路上の信号強度の損失を顕著に減少させる。これによ
り、伝送された信号に対するアンテナないしは受信機、および伝送すべき信号に
対する送信機を簡易に、そしてダイサイズをより小さく構成することが可能にな
る。このことは、集積回路を廉価にする。さらに、アンテナを有する集積回路は
機械的負荷に対して、それほど脆弱ではないことが判明している。なぜなら、接
続線またはアンテナの機械的な損傷、すなわちチップカードの湾曲によって生じ
るアンテナと集積回路との間の電気的接続線の破壊が排除されているからである
。しかしながら、従来の技術に相応する外部アンテナを有する回路ではこのよう
なことが起こってしまうのである。従って、アンテナを有する本発明の集積回路
はそれほど脆弱ではないことが判明している。
伝送のために、集積回路の一部として実現される。したがって、集積回路の製造
プロセスの枠内で形成される。それにより、次のことが可能である。すなわち、
アンテナと受信回路間の電子的な接点を多数省略し、それに加えて、アンテナか
ら受信回路または受信回路からアンテナへの伝送路の長さを短縮することが可能
である。このことは、伝送路上の信号強度の損失を顕著に減少させる。これによ
り、伝送された信号に対するアンテナないしは受信機、および伝送すべき信号に
対する送信機を簡易に、そしてダイサイズをより小さく構成することが可能にな
る。このことは、集積回路を廉価にする。さらに、アンテナを有する集積回路は
機械的負荷に対して、それほど脆弱ではないことが判明している。なぜなら、接
続線またはアンテナの機械的な損傷、すなわちチップカードの湾曲によって生じ
るアンテナと集積回路との間の電気的接続線の破壊が排除されているからである
。しかしながら、従来の技術に相応する外部アンテナを有する回路ではこのよう
なことが起こってしまうのである。従って、アンテナを有する本発明の集積回路
はそれほど脆弱ではないことが判明している。
【０００７】 本発明によれば、回路内に集積されたアンテナは送受信アンテナとしてのみ使
用されるのではなく、そのほかに保護シールドとしても使用される。この保護シ
ールドは集積回路の保護すべき回路部分の上方および／または下方に配置される
。このことは、次の様にして達成される。すなわち、アンテナが一つの回路平面
内に設置され、その回路平面の上方および／または下方で保護すべき回路または
回路部分に対して配置されていることによって達成される。保護回路の一部とし
て、アンテナには保護回路信号が印加される。この信号はアンテナの一つないし
は複数の導体路を介して伝送され、引き続き検査される。検査の枠内で有意な相
違点が検出されると、アラーム信号がトリガされる。このアラーム信号は集積回
路を安全モードに移行させる。これらの相違点は、アンテナの導体路の短絡、切
断、またはその物理的特性、例えば抵抗や容量等の変化により引き起こされる。
これらの変化は、例えば集積回路の各層の機械的損傷、保護シールドの貫通また
はアンテナの導体路の接触による侵襲として識別される。
用されるのではなく、そのほかに保護シールドとしても使用される。この保護シ
ールドは集積回路の保護すべき回路部分の上方および／または下方に配置される
。このことは、次の様にして達成される。すなわち、アンテナが一つの回路平面
内に設置され、その回路平面の上方および／または下方で保護すべき回路または
回路部分に対して配置されていることによって達成される。保護回路の一部とし
て、アンテナには保護回路信号が印加される。この信号はアンテナの一つないし
は複数の導体路を介して伝送され、引き続き検査される。検査の枠内で有意な相
違点が検出されると、アラーム信号がトリガされる。このアラーム信号は集積回
路を安全モードに移行させる。これらの相違点は、アンテナの導体路の短絡、切
断、またはその物理的特性、例えば抵抗や容量等の変化により引き起こされる。
これらの変化は、例えば集積回路の各層の機械的損傷、保護シールドの貫通また
はアンテナの導体路の接触による侵襲として識別される。
【０００８】 アンテナの多重機能、すなわち一方ではデータの伝送に対する送受信構成要素
としての機能と、他方では保護回路の保護シールドとしての機能とによって、ア
ンテナを有する保護された集積回路の実現に対して必要なチップ面積をさらに減
少することができる。なぜなら、アンテナの統合的な利用が供され、さらにアン
テナおよび保護回路に必要な引き込み線および引き出し線、並びに線路を減結合
するための対策を簡易にし、少なくすることが可能だからである。
としての機能と、他方では保護回路の保護シールドとしての機能とによって、ア
ンテナを有する保護された集積回路の実現に対して必要なチップ面積をさらに減
少することができる。なぜなら、アンテナの統合的な利用が供され、さらにアン
テナおよび保護回路に必要な引き込み線および引き出し線、並びに線路を減結合
するための対策を簡易にし、少なくすることが可能だからである。
【０００９】 その際、保護シールドはただ一つのアンテナによっても、複数の相互に別個の
アンテナによっても実現され得る。アンテナのこの種の多重構成により、次のこ
とが可能になる。すなわち、別の信号のみを伝送するだけではなく、個々のアン
テナの位置に応じて、所定の保護すべき回路部分への侵襲を空間的に区別して検
知することが可能になる。このことにより、該当する回路部分およびそこから発
生する回路部分の保護のため、所期のように別々の対応策を取ることが可能にな
る。
アンテナによっても実現され得る。アンテナのこの種の多重構成により、次のこ
とが可能になる。すなわち、別の信号のみを伝送するだけではなく、個々のアン
テナの位置に応じて、所定の保護すべき回路部分への侵襲を空間的に区別して検
知することが可能になる。このことにより、該当する回路部分およびそこから発
生する回路部分の保護のため、所期のように別々の対応策を取ることが可能にな
る。
【００１０】 有利には本発明は一つないしは複数の選択素子を開示する。この選択素子はア
ンテナに配属されており、保護回路の一部としてのアンテナの機能、またはデー
タまたはエネルギーの伝送手段としてのアンテナの機能を設定する。これらの機
能割り当ては次のように行うことができる。すなわち、ある時点においては、保
護機能または伝送機能が存在し、ある別の後の時点では、他の機能が供されるよ
うに行うことができる。この２つの機能は選択素子により択一的に設定される。
この択一的な設定は固定的な、例えば規則的な時間ラスタで行われる。このこと
は、保護回路信号の信号評価を格段に容易にする。アンテナの機能割り当ては時
分割多重方式で行われる。
ンテナに配属されており、保護回路の一部としてのアンテナの機能、またはデー
タまたはエネルギーの伝送手段としてのアンテナの機能を設定する。これらの機
能割り当ては次のように行うことができる。すなわち、ある時点においては、保
護機能または伝送機能が存在し、ある別の後の時点では、他の機能が供されるよ
うに行うことができる。この２つの機能は選択素子により択一的に設定される。
この択一的な設定は固定的な、例えば規則的な時間ラスタで行われる。このこと
は、保護回路信号の信号評価を格段に容易にする。アンテナの機能割り当ては時
分割多重方式で行われる。
【００１１】 その他に、アンテナに次のような信号を印荷することも可能である。すなわち
一方では集積回路から送伝すべきデータの伝送を可能にし、他方では保護回路信
号として使用するのに適した信号を印荷することも可能である。この種の信号は
通常、それが相互に分離可能な保護回路信号と、送信信号および／または受信信
号とを含んでいる場合、このような用途に適している。この分離または組み合わ
せは選択素子により行われる。この選択素子は分離の場合、例えば高域通過特性
または低域通過特性または帯域通過特性を有する周波数フィルタとして、または
復調器として構成できる。異なる周波数位置が重畳された信号の場合、分離はフ
ィルタの適切な選択により行うことができる。それに相応して次のことも可能で
ある。すなわち、適切な復調器の使用により、１つの信号上で変調された第２の
信号を取り出し、第１の信号とは別個に評価することが可能である。この場合に
は、結合された共通の信号はアンテナの導体路を介し、共に伝送される。この場
合アンテナは同時に、データおよびエネルギーの伝送手段としても、集積回路に
対する保護回路の一部としても使用される。このようにアンテナが同時に複数の
機能を持つことにより、それぞれの任意の時点で、保護された回路部分を有する
集積回路への侵襲の検出が確実に識別される。
一方では集積回路から送伝すべきデータの伝送を可能にし、他方では保護回路信
号として使用するのに適した信号を印荷することも可能である。この種の信号は
通常、それが相互に分離可能な保護回路信号と、送信信号および／または受信信
号とを含んでいる場合、このような用途に適している。この分離または組み合わ
せは選択素子により行われる。この選択素子は分離の場合、例えば高域通過特性
または低域通過特性または帯域通過特性を有する周波数フィルタとして、または
復調器として構成できる。異なる周波数位置が重畳された信号の場合、分離はフ
ィルタの適切な選択により行うことができる。それに相応して次のことも可能で
ある。すなわち、適切な復調器の使用により、１つの信号上で変調された第２の
信号を取り出し、第１の信号とは別個に評価することが可能である。この場合に
は、結合された共通の信号はアンテナの導体路を介し、共に伝送される。この場
合アンテナは同時に、データおよびエネルギーの伝送手段としても、集積回路に
対する保護回路の一部としても使用される。このようにアンテナが同時に複数の
機能を持つことにより、それぞれの任意の時点で、保護された回路部分を有する
集積回路への侵襲の検出が確実に識別される。
【００１２】 本発明の有利な実施形態によるとアンテナと、従ってアンテナの導体路は保護
すべき集積回路またはその回路部分をほぼ、理想的には完全に、次のように扁平
に覆うように構成されている。すなわち、平面的に見て、保護すべき回路部分上
のアンテナにより、穿孔によって保護回路に直接、達することができないように
覆うのである。すなわち、アンテナの導体路を傷つけることなしには保護回路に
達することができないように覆うのである。この十分に、または完全に覆うこと
は、例えば複数の回路平面にわたって、または複数の回路平面で、導体路を形成
することにより簡単かつ確実に可能となる。なぜなら、導体路は１つの平面で十
分な間隔を以て相互に配置されなければならず、それによりクロストークを阻止
しなければならないからである。ある１つの回路平面におけるアンテナの導体路
間の領域は、別の回路平面における導体路によって丁度覆われる。その結果、保
護すべき回路部分を完全に覆うことが可能になる。有利には導体路を有するアン
テナは、幅の非常に狭い導体路により構成される。この導体路幅は保護されてい
る回路への侵襲のための穿孔の大きさに相応するか、またはそれよりも小さい。
そのようにしてそれぞれの穿孔は導体路の切断につながり、さらに非常に確実に
検出される誤り信号が得られる。また、このような穿孔が様々の導体路間の短絡
に至ることもあり、この短絡は、信号への全面的な侵襲として相応の検出器によ
り非常に確実に誤り信号として識別される。アンテナの導体路を非常に細い導体
路として、構成することにより、非常に多くのターンを有するコイル状のアンテ
ナを実現することが可能である。この導体路の幅は、有利には使用されている所
定のチップ技術上、最も細い導体路の幅に相応するようにする。この多数のター
ンにより、かなりの量のエネルギーをアンテナを介して伝送することが可能にな
る。それゆえ、非常に多数のターンを有するアンテナは、相互に密に間隔が保た
れている特に細い導体路を有する保護回路に特に適していることが判明している
。
すべき集積回路またはその回路部分をほぼ、理想的には完全に、次のように扁平
に覆うように構成されている。すなわち、平面的に見て、保護すべき回路部分上
のアンテナにより、穿孔によって保護回路に直接、達することができないように
覆うのである。すなわち、アンテナの導体路を傷つけることなしには保護回路に
達することができないように覆うのである。この十分に、または完全に覆うこと
は、例えば複数の回路平面にわたって、または複数の回路平面で、導体路を形成
することにより簡単かつ確実に可能となる。なぜなら、導体路は１つの平面で十
分な間隔を以て相互に配置されなければならず、それによりクロストークを阻止
しなければならないからである。ある１つの回路平面におけるアンテナの導体路
間の領域は、別の回路平面における導体路によって丁度覆われる。その結果、保
護すべき回路部分を完全に覆うことが可能になる。有利には導体路を有するアン
テナは、幅の非常に狭い導体路により構成される。この導体路幅は保護されてい
る回路への侵襲のための穿孔の大きさに相応するか、またはそれよりも小さい。
そのようにしてそれぞれの穿孔は導体路の切断につながり、さらに非常に確実に
検出される誤り信号が得られる。また、このような穿孔が様々の導体路間の短絡
に至ることもあり、この短絡は、信号への全面的な侵襲として相応の検出器によ
り非常に確実に誤り信号として識別される。アンテナの導体路を非常に細い導体
路として、構成することにより、非常に多くのターンを有するコイル状のアンテ
ナを実現することが可能である。この導体路の幅は、有利には使用されている所
定のチップ技術上、最も細い導体路の幅に相応するようにする。この多数のター
ンにより、かなりの量のエネルギーをアンテナを介して伝送することが可能にな
る。それゆえ、非常に多数のターンを有するアンテナは、相互に密に間隔が保た
れている特に細い導体路を有する保護回路に特に適していることが判明している
。
【００１３】 有利には、集積回路の一つまたは複数の保護すべき回路部分は、有利には複数
のアンテナによりサンドイッチ状に囲まれている。その結果、アンテナの間に配
置された回路部分の観察または改ざんが上からも下からも排除される。ここでは
、集積回路のそれぞれの最上回路平面ないしは最下回路平面で、アンテナを有利
には完全に扁平に構成することが有利であると判明している。これにより、デー
タまたはエネルギーの最適な伝送が可能になる。なぜなら、集積回路のケーシン
グによってのみ遮へい効果が得られ、集積回路の他の平面によっては得られない
からである。さらに、集積回路の内部の回路平面の最適な保護も得られる。なぜ
なら、この内部の回路平面は、その内部に配置されたアンテナを有する回路の最
上面および回路の最下面によって完全に覆われ、それにより保護されるからであ
る。従って、侵襲は、種々の回路平面を有する集積回路の側面を介してのみ行わ
れることが可能である。
のアンテナによりサンドイッチ状に囲まれている。その結果、アンテナの間に配
置された回路部分の観察または改ざんが上からも下からも排除される。ここでは
、集積回路のそれぞれの最上回路平面ないしは最下回路平面で、アンテナを有利
には完全に扁平に構成することが有利であると判明している。これにより、デー
タまたはエネルギーの最適な伝送が可能になる。なぜなら、集積回路のケーシン
グによってのみ遮へい効果が得られ、集積回路の他の平面によっては得られない
からである。さらに、集積回路の内部の回路平面の最適な保護も得られる。なぜ
なら、この内部の回路平面は、その内部に配置されたアンテナを有する回路の最
上面および回路の最下面によって完全に覆われ、それにより保護されるからであ
る。従って、侵襲は、種々の回路平面を有する集積回路の側面を介してのみ行わ
れることが可能である。
【００１４】 アンテナまたは回路平面におけるアンテナを渦巻き状に構成することは、特に
有利であると判明している。これにより、処理技術上特に簡単に、１つまたは複
数のアンテナに対して多数のターンを形成することができる。この渦巻き状に構
成されたアンテナは変圧器の２次コイルとして作用する。変圧器の１次コイルは
端末機内にあり、本発明による集積回路を有するチップカードのデータの伝送と
評価に適している。１次コイルと２次コイルとの間のデータ伝送ならびにエネル
ギー伝送、ならびにその逆は従来の変成器のように行われる。すなわち、交流電
圧信号が、一方のコイルから他方のコイルへ伝送され、ここで、変化する信号だ
けでなく、追加的にエネルギーも一方のコイルから他方のコイルへ伝送されるよ
うに行われる。
有利であると判明している。これにより、処理技術上特に簡単に、１つまたは複
数のアンテナに対して多数のターンを形成することができる。この渦巻き状に構
成されたアンテナは変圧器の２次コイルとして作用する。変圧器の１次コイルは
端末機内にあり、本発明による集積回路を有するチップカードのデータの伝送と
評価に適している。１次コイルと２次コイルとの間のデータ伝送ならびにエネル
ギー伝送、ならびにその逆は従来の変成器のように行われる。すなわち、交流電
圧信号が、一方のコイルから他方のコイルへ伝送され、ここで、変化する信号だ
けでなく、追加的にエネルギーも一方のコイルから他方のコイルへ伝送されるよ
うに行われる。
【００１５】 本発明の有利な実施形態によれば、保護回路信号の発生のための信号発生器お
よび／またはアンテナから供給された保護回路信号の評価のための信号検出器は
、回路平面でアンテナを有する回路の最上面の下方に配置され、その導体路によ
り、阻止すべき介入から保護される。同様に信号検出器ないし信号発生器は回路
平面で、アンテナの導体路を有する回路の最下面の上方に配置される。これによ
り、サンドイッチ状の構造が得られる。このサンドイッチ構造は集積回路の最も
外の回路平面にあるアンテナにより保護回路の信号検出器ないし信号発生器を保
護し、さらに集積回路の別の保護すべき回路部分も保護する。このシステマチッ
クな構造により、一つまたは複数のアンテナの導体路によるカスケード的な保護
が、信号発生器ないし信号検出器に対して得られる。また、信号発生器および信
号検出器を有するアンテナの導体路により、集積回路の残りの部分に対しても保
護が得られる。この配置構成により、一つまたは複数のアンテナの上にある導体
路の保護に基づき、信号発生器ないし信号検出器の観察または改ざんが阻止され
る。このことは、別の侵襲の可能性、すなわち、信号が直接的に迂回なしで導体
路を介し、信号検出器に供給される可能性を排除している。したがって、この種
の配置構成は、配属されたアンテナを有する保護回路の保護作用を集積回路に対
して高めるのに特に適した手段であることが判明している。
よび／またはアンテナから供給された保護回路信号の評価のための信号検出器は
、回路平面でアンテナを有する回路の最上面の下方に配置され、その導体路によ
り、阻止すべき介入から保護される。同様に信号検出器ないし信号発生器は回路
平面で、アンテナの導体路を有する回路の最下面の上方に配置される。これによ
り、サンドイッチ状の構造が得られる。このサンドイッチ構造は集積回路の最も
外の回路平面にあるアンテナにより保護回路の信号検出器ないし信号発生器を保
護し、さらに集積回路の別の保護すべき回路部分も保護する。このシステマチッ
クな構造により、一つまたは複数のアンテナの導体路によるカスケード的な保護
が、信号発生器ないし信号検出器に対して得られる。また、信号発生器および信
号検出器を有するアンテナの導体路により、集積回路の残りの部分に対しても保
護が得られる。この配置構成により、一つまたは複数のアンテナの上にある導体
路の保護に基づき、信号発生器ないし信号検出器の観察または改ざんが阻止され
る。このことは、別の侵襲の可能性、すなわち、信号が直接的に迂回なしで導体
路を介し、信号検出器に供給される可能性を排除している。したがって、この種
の配置構成は、配属されたアンテナを有する保護回路の保護作用を集積回路に対
して高めるのに特に適した手段であることが判明している。
【００１６】 信号検出器を、評価の際、伝送された保護回路信号の完全性が調べられるよう
に構成すると有利であると判明している。これは、例えばＣＲＣチエック、横の
数字の和の比較、パリティチエック、または署名の比較により、例えば、デジタ
ル保護回路信号の場合に行うことができる。アンテナを介して伝送された保護回
路信号と、基準信号とも称される予期される信号の完全値との完全性の比較によ
り、次のことが可能になる。すなわち、不正行動を検出するための識別子だけの
比較による保護回路の改ざんを排除することが可能になる。この改ざんの際には
、信号検出器は擬似的に短絡され、保護回路とは対照的に、信号検出器には１つ
の同じ信号が基準信号としても、アンテナを介して伝送された信号としても供給
される。
に構成すると有利であると判明している。これは、例えばＣＲＣチエック、横の
数字の和の比較、パリティチエック、または署名の比較により、例えば、デジタ
ル保護回路信号の場合に行うことができる。アンテナを介して伝送された保護回
路信号と、基準信号とも称される予期される信号の完全値との完全性の比較によ
り、次のことが可能になる。すなわち、不正行動を検出するための識別子だけの
比較による保護回路の改ざんを排除することが可能になる。この改ざんの際には
、信号検出器は擬似的に短絡され、保護回路とは対照的に、信号検出器には１つ
の同じ信号が基準信号としても、アンテナを介して伝送された信号としても供給
される。
【００１７】 無接触でデータまたはネルギーを伝送するための少なくとも一つのアンテナを
有する、例としての本発明による集積回路およびその利点は以下で図に基づいて
より詳しく説明する。図は以下の通りである。
有する、例としての本発明による集積回路およびその利点は以下で図に基づいて
より詳しく説明する。図は以下の通りである。
【００１８】 図１ 例としての集積回路の回路構造 図２ 回路平面における有利なアンテナの構成 図１は、本発明による集積回路の構造を概略的に示す。本発明の機能に寄与し
ない回路部分の描写は省略した。
ない回路部分の描写は省略した。
【００１９】 本発明は、点Aから点Bまで伸びるアンテナ１を開示する。このアンテナ１には
データ伝送およびエネルギー伝送に対する送受信ユニット５が配属されている。
この伝送はアンテナ１によって無接触で行われる。集積回路から外部受信機へデ
ータを伝送すべき場合には、このデータが送受信ユニット５で発生され、アンテ
ナ１の点Aを介してアンテナ１に供給される。アンテナ１では、供給され、伝送
すべき信号が送信され、電磁波として外部アンテナおよびアンテナに配属された
受信機によって受信され、評価され、表示される。データが集積回路により受信
される場合には、相応の電磁信号がアンテナ１により捕獲され、電気信号に変換
される。この電気信号はアンテナ１の点Bを介して送受信ユニット５に供給され
る。ここで、受信された信号は増幅され、分析され、図示しない別の集積回路で
使用される。受信された電磁場の変調によりデータを伝送する他に、アンテナ１
を介してエネルギーを集積回路に供給することも可能である。この伝送されたエ
ネルギーは集積回路を駆動するために使用される。
データ伝送およびエネルギー伝送に対する送受信ユニット５が配属されている。
この伝送はアンテナ１によって無接触で行われる。集積回路から外部受信機へデ
ータを伝送すべき場合には、このデータが送受信ユニット５で発生され、アンテ
ナ１の点Aを介してアンテナ１に供給される。アンテナ１では、供給され、伝送
すべき信号が送信され、電磁波として外部アンテナおよびアンテナに配属された
受信機によって受信され、評価され、表示される。データが集積回路により受信
される場合には、相応の電磁信号がアンテナ１により捕獲され、電気信号に変換
される。この電気信号はアンテナ１の点Bを介して送受信ユニット５に供給され
る。ここで、受信された信号は増幅され、分析され、図示しない別の集積回路で
使用される。受信された電磁場の変調によりデータを伝送する他に、アンテナ１
を介してエネルギーを集積回路に供給することも可能である。この伝送されたエ
ネルギーは集積回路を駆動するために使用される。
【００２０】 送信すべきデータの他に、アンテナ１には信号発生器３により形成された保護
回路信号が印加される。この保護回路信号は伝送すべきデータに相応し、点Aを
介してアンテナ１に供給され、アンテナ１の導体路を介して点Ｂに伝送される。
そこから、保護回路信号は信号検出器４に供給される。個々の供給された保護回
路信号は、基準信号と比較される。この基準信号は信号発生器３から迂回なしで
アンテナ１を介し信号検出器４に供給される。基準信号は、信号がアンテナ１を
通過した後に、予期されるような信号を直接的に表すか、またはこの信号はアン
テナ１を介して伝送された保護回路信号の不当な侵襲による変化を検出するため
の不可欠な情報を含んでいる。この種の情報は、横の数字の和またはそれに相応
する形式で完全性基準により形成することができる。信号検出器４で基準信号と
アンテナ１によって受信された信号との間に有意な相違が検出されると、アラー
ム信号が発生される。このアラーム信号は、制御信号として集積回路を安全モー
ドに移行させる。この安全モードでは、例としてメモリセルの内容がそれ以上読
み出されない。なぜなら、メモリセルの内容は有利には安全モードへの移行の直
後に完全に消去され、それとともに、そこにふくまれていた情報は再生不可能に
失われるからである。それにより集積回路のプログラムメモリとデータメモリに
含まれていた重要な情報、例えばコード鍵、ピンナンバーまたは使用者の個人的
なデータを読み出すこと、または改ざんすることがそれ以上不可能になる。
回路信号が印加される。この保護回路信号は伝送すべきデータに相応し、点Aを
介してアンテナ１に供給され、アンテナ１の導体路を介して点Ｂに伝送される。
そこから、保護回路信号は信号検出器４に供給される。個々の供給された保護回
路信号は、基準信号と比較される。この基準信号は信号発生器３から迂回なしで
アンテナ１を介し信号検出器４に供給される。基準信号は、信号がアンテナ１を
通過した後に、予期されるような信号を直接的に表すか、またはこの信号はアン
テナ１を介して伝送された保護回路信号の不当な侵襲による変化を検出するため
の不可欠な情報を含んでいる。この種の情報は、横の数字の和またはそれに相応
する形式で完全性基準により形成することができる。信号検出器４で基準信号と
アンテナ１によって受信された信号との間に有意な相違が検出されると、アラー
ム信号が発生される。このアラーム信号は、制御信号として集積回路を安全モー
ドに移行させる。この安全モードでは、例としてメモリセルの内容がそれ以上読
み出されない。なぜなら、メモリセルの内容は有利には安全モードへの移行の直
後に完全に消去され、それとともに、そこにふくまれていた情報は再生不可能に
失われるからである。それにより集積回路のプログラムメモリとデータメモリに
含まれていた重要な情報、例えばコード鍵、ピンナンバーまたは使用者の個人的
なデータを読み出すこと、または改ざんすることがそれ以上不可能になる。
【００２１】 アンテナ１の伝送経路上での保護回路信号のこのような変化は、次のことによ
り引き起こされる。すなわち、外部からの集積回路の改ざんまたは観察、例えば
カバー面を層ごとにはぎ取ることや回路平面に穿孔することやコンタクトピンを
取り付けることによって引き起こされる。保護回路の一部として保護すべき回路
部分を覆い、これらの侵襲に信号の変化により反応するアンテナ１を有する集積
回路へのこのような介入それ自体が効果的に、保護されている回路部分への侵襲
を阻止する。保護回路信号の有意な変化はアンテナ１の物理的特性の変化により
引き起こされる。この変化は、例えば短絡、切断、抵抗または容量の変化により
生じる。
り引き起こされる。すなわち、外部からの集積回路の改ざんまたは観察、例えば
カバー面を層ごとにはぎ取ることや回路平面に穿孔することやコンタクトピンを
取り付けることによって引き起こされる。保護回路の一部として保護すべき回路
部分を覆い、これらの侵襲に信号の変化により反応するアンテナ１を有する集積
回路へのこのような介入それ自体が効果的に、保護されている回路部分への侵襲
を阻止する。保護回路信号の有意な変化はアンテナ１の物理的特性の変化により
引き起こされる。この変化は、例えば短絡、切断、抵抗または容量の変化により
生じる。
【００２２】 アンテナ１は、従って２つの相互に別個の機能を有する。一方では、アンテナ
はデータまたはエネルギーを無接触で伝送するための手段として作用し、他方で
は、保護回路の一部として作用する。保護回路は、集積回路の部分を不所望の侵
襲について監視する。この２つの機能は交互に、時分割多重方式で実現される。
このため、選択素子２が設けられる。この選択素子２は一方では、データの伝送
のために送受信ユニット５、および信号発生器３ないし信号検出器４と接続され
、他方ではアンテナ１の点Aないし点Bと接続されている。この選択素子２は、図
示されていない制御ユニットにより次のように制御される。すなわち、選択素子
２は機能に応じて送受信ユニット５と、信号発生器３ないし信号検出器４とを切
り替えるように制御される。これにより、集積回路のアンテナ１の動作は、制御
ユニットにより設定された時点では保護回路の一部として動作が可能であり、別
の設定された時点ではデータまたはエネルギーの無接触伝送に対するアンテナと
しての動作が可能である。従ってアンテナは、選択素子２の回路状態に応じて種
々異なる機能により駆動される。従って、本発明によると次のことが可能である
。すなわち、データまたはエネルギーの伝送手段として、ないし保護シールドと
してアンテナ１を多重に構成する必要がない。このことにより、集積回路に対す
るダイサイズが減少され、および、従って集積回路に対するコストが低減される
。
はデータまたはエネルギーを無接触で伝送するための手段として作用し、他方で
は、保護回路の一部として作用する。保護回路は、集積回路の部分を不所望の侵
襲について監視する。この２つの機能は交互に、時分割多重方式で実現される。
このため、選択素子２が設けられる。この選択素子２は一方では、データの伝送
のために送受信ユニット５、および信号発生器３ないし信号検出器４と接続され
、他方ではアンテナ１の点Aないし点Bと接続されている。この選択素子２は、図
示されていない制御ユニットにより次のように制御される。すなわち、選択素子
２は機能に応じて送受信ユニット５と、信号発生器３ないし信号検出器４とを切
り替えるように制御される。これにより、集積回路のアンテナ１の動作は、制御
ユニットにより設定された時点では保護回路の一部として動作が可能であり、別
の設定された時点ではデータまたはエネルギーの無接触伝送に対するアンテナと
しての動作が可能である。従ってアンテナは、選択素子２の回路状態に応じて種
々異なる機能により駆動される。従って、本発明によると次のことが可能である
。すなわち、データまたはエネルギーの伝送手段として、ないし保護シールドと
してアンテナ１を多重に構成する必要がない。このことにより、集積回路に対す
るダイサイズが減少され、および、従って集積回路に対するコストが低減される
。
【００２３】 図２は集積回路の回路平面内でのアンテナ１の有利な構成を示している。図示
されたアンテナ１は渦巻き状に構成され、それにより非常に密な導体路構造が得
られる。この導体路構造は、渦巻き状のアンテナ１の領域での侵襲を、隣接する
導体路の短絡ないし導体路の切断に至らしめる。これにより、明確に変化させら
れ、伝送される保護回路信号が生じる。この明確な変化は、前記のように信号発
生器４により識別され、集積回路は安全モードへ移行する。
されたアンテナ１は渦巻き状に構成され、それにより非常に密な導体路構造が得
られる。この導体路構造は、渦巻き状のアンテナ１の領域での侵襲を、隣接する
導体路の短絡ないし導体路の切断に至らしめる。これにより、明確に変化させら
れ、伝送される保護回路信号が生じる。この明確な変化は、前記のように信号発
生器４により識別され、集積回路は安全モードへ移行する。
【００２４】 アンテナ１を扁平かつ渦巻き状に構成することにより、集積回路の回路部分が
アンテナ１の下方でその下にある回路平面に配置され、従ってアンテナ１により
覆われるようになるので、このアンテナ１を通した上方からの破壊または侵襲に
よってのみ侵襲を受けることが確実になる。しかしながらこのような侵襲は、ア
ンテナ１により保護回路の機能で識別され、相応に処理される。アンテナ１は、
有利には集積回路の最上回路平面および最下回路平面に配置され、それにより、
一方ではその間にある回路平面の包括的な保護が得られる。さらに付加的に、デ
ータまたはエネルギーに対する、アンテナの極めて優れた送受信特性も得られる
。最適な送信特性ないし受信特性を得るためにアンテナはできるだけ多数のター
ンを有するコイルとして構成される。それにより、伝送可能なエネルギーを高め
ることができる。さらに、伝送すべきデータを表す小さな信号の変化も受信し、
検出することができる。アンテナをできるだけ多数のターンを有するコイルとし
て構成することにより、個々のターンの間の間隔が、集積回路の回路平面の使用
可能な全体面積が制限されている場合でも非常に狭く選択されることが保証され
る。これにより集積回路への侵襲が気づかれないと言う危険性が、２つの導体路
間の侵襲点を正確に位置決めすることによって格段に低減される。
アンテナ１の下方でその下にある回路平面に配置され、従ってアンテナ１により
覆われるようになるので、このアンテナ１を通した上方からの破壊または侵襲に
よってのみ侵襲を受けることが確実になる。しかしながらこのような侵襲は、ア
ンテナ１により保護回路の機能で識別され、相応に処理される。アンテナ１は、
有利には集積回路の最上回路平面および最下回路平面に配置され、それにより、
一方ではその間にある回路平面の包括的な保護が得られる。さらに付加的に、デ
ータまたはエネルギーに対する、アンテナの極めて優れた送受信特性も得られる
。最適な送信特性ないし受信特性を得るためにアンテナはできるだけ多数のター
ンを有するコイルとして構成される。それにより、伝送可能なエネルギーを高め
ることができる。さらに、伝送すべきデータを表す小さな信号の変化も受信し、
検出することができる。アンテナをできるだけ多数のターンを有するコイルとし
て構成することにより、個々のターンの間の間隔が、集積回路の回路平面の使用
可能な全体面積が制限されている場合でも非常に狭く選択されることが保証され
る。これにより集積回路への侵襲が気づかれないと言う危険性が、２つの導体路
間の侵襲点を正確に位置決めすることによって格段に低減される。
【図１】 図１は、例としての集積回路の回路構造図である。
【図２】 図２は、回路平面における有利なアンテナの構成図である。
【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１３年１月３１日（２００１．１．３１）
【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
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｑ 7/00 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｐ Ｆターム(参考） 5B035 AA13 BB09 CA23 CA38 5J046 AA04 AA07 AA13 AA17 AB11 PA07 QA02 5J047 AA04 AA07 AA13 AA17 AB11 FC01 FC06 FD06
Claims (9)
- 【請求項１】 データまたはエネルギーを無接触で伝送するためのアンテナ
（１）を少なくとも一つ有する集積回路であって、 上下に配置された回路平面を有しており、 前記少なくとも一つのアンテナ（１）は保護すべき回路部分の上方および／ま
たは下方に配置されており、 前記アンテナ（１）は保護回路の一部であり、 前記保護回路は集積回路を侵襲について監視する、ことを特徴とする集積回路
。 - 【請求項２】 選択素子（２）を有しており、 前記選択素子は少なくとも一つのアンテナ（１）に配属され、 前記選択素子は、保護回路の一部としてのアンテナの機能と、データまたはエ
ネルギーの伝送のための手段としてのアンテナの機能とを設定する、ことを特徴
とする、請求項１記載の集積回路。 - 【請求項３】 選択素子（２）は、アンテナ（１）の機能を時間的に交互に
設定するよう構成されていることを特徴とする、請求項２記載の集積回路。 - 【請求項４】 選択素子（２）は、信号をアンテナ（１）に供給し、かつア
ンテナ（１）から前記信号を受け取るよう構成されており、 前記信号は、相互に分離可能な保護回路信号と、送信信号および／または受信
信号とを含んでいる、ことを特徴とする請求項２記載の集積回路。 - 【請求項５】 選択素子（２）は、保護回路信号と、送信信号および／また
は受信信号とを分離するためのフィルタまたは変調器を含むことを特徴とする、
請求項４記載の集積回路。 - 【請求項６】 前記少なくとも一つのアンテナ（１）は保護すべき回路部分
を少なくともほぼ覆っていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか
１項記載の集積回路。 - 【請求項７】 前記少なくとも一つのアンテナは保護すべき回路部分をサン
ドイッチ状に上方および下方から、少なくともほぼ覆うことを特徴とする、１か
ら６までのいずれか１項記載の集積回路。 - 【請求項８】 前記少なくとも一つのアンテナは渦巻き状に回路平面内に構
成されていることを特徴とする、１から７までのいずれか１項記載の集積回路。 - 【請求項９】 少なくとも一つの信号発生器（３）が保護回路信号の発生の
ために設けられており、 少なくとも一つの信号検出器（４）がアンテナから供給された保護回路信号の
評価のために設けられており、 前記信号発生器と前記信号検出器はアンテナによって少なくともほぼ覆われて
いることを特徴とする、１から８までのいずれか１項記載の集積回路。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99101576.9 | 1999-01-29 | ||
| EP99101576 | 1999-01-29 | ||
| PCT/EP2000/000025 WO2000045332A1 (de) | 1999-01-29 | 2000-01-03 | Kontaktlose chipkarte |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002536727A true JP2002536727A (ja) | 2002-10-29 |
Family
ID=8237436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000596520A Pending JP2002536727A (ja) | 1999-01-29 | 2000-01-03 | 集積回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6690556B2 (ja) |
| EP (1) | EP1149358B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002536727A (ja) |
| DE (1) | DE50004245D1 (ja) |
| WO (1) | WO2000045332A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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