JP2004302845A

JP2004302845A - 不正アクセス防止方法

Info

Publication number: JP2004302845A
Application number: JP2003094813A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Hirai; 匡彦平井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Also published as: US20060108416A1; WO2004088581A1

Abstract

【課題】簡単な構造でかつ製造が容易で、安価な不正アクセス防止方法を提供する。
【解決手段】集積回路内のインターフェイス部分または周辺回路部分に不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子を少なくとも１個以上備え、あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なる信号を少なくとも１回受けたときに前記抵抗素子のインピーダンスを初期状態から変化させ、前記集積回路への一部または全部のアクセスを不可逆的に停止させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路の不正アクセス防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路を用いた情報タグ、ＩＣカードが交通、クレジットカード、プリペイドカードなどが市場に投入され、徐々に市場拡大している。このような情報タグ、カードを一般にスマートカードと称することが多く、磁気ストライプカードなどに比べ、偽造カードの製造が困難であるとされている。しかし、カード内部のキーワードや論理回路構造が解析され、偽造、改ざん、成りすましの被害が絶えないのも事実である。これに対抗して、スマートカードの安全性を高めるために、データ幅を大きくしたり、ロジックを複雑にしたりする対策がなれているが、いずれも格段に高コストになり、低価格への圧力が強いスマートカード市場ではおのずと限界があるのが実情である。
【０００３】
また、スマートカードに限らず、秘匿性の高い暗号技術は、１２８ビットの鍵を持ち、大規模なマイクロプロセッサを備えたシステムになっており、今後ますます大規模化、複雑化してゆくと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、偽造や成りすまし、不正アクセスに強い集積回路は、複雑で高価であるという、従来の課題を解決しようとするものである。したがって、本発明の目的は、簡単な構造でかつ製造が容易で、安価な不正アクセス防止方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、
集積回路内のインターフェイス部分または周辺回路部分において、不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子を１個または複数個備え、あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なる信号を少なくとも１回受けたときに前記抵抗素子のインピーダンスを初期状態から変化させ、前記集積回路への一部または全部のアクセスを不可逆的に停止させることを特徴とする集積回路の不正アクセス防止方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、
（１）；集積回路内のインターフェイス部分または周辺回路部分において、不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子を１個または複数個備え、あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なる信号を少なくとも１回受けたときに前記抵抗素子のインピーダンスを初期状態から変化させ、前記集積回路への一部または全部のアクセスを不可逆的に停止させることを特徴とする集積回路の不正アクセス防止方法に係る。
また（２）；前記抵抗素子が有機物導電体を含むことを特徴とする、（１）記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（３）；前記抵抗素子がキャパシタであることを特徴とする、（１）に記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（４）；前記抵抗素子のインピーダンスを変化させる手段として、通常動作時より高い電圧を印加することを特徴とする、（１）に記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（５）；前記抵抗素子のインピーダンスを変化させる手段として、通常動作時より大きな電流を印加することを特徴とする、（１）に記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（６）；前記あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格が、キーワードまたは論理であることを特徴とする、（１）に記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（７）；前記あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格が、仕様と異なるクロック周波数であることを特徴とする、（１）に記述される集積回路および不正アクセス防止方法も好ましい。
また（８）；前記あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格が、仕様と異なる電源電圧であることを特徴とする、（１）に記述される集積回路および不正アクセス防止方法も好ましい。
また（９）；前記集積回路が有機物半導体を含むことを特徴とする（１）に記述される集積回路の不正アクセス防止方法も好ましい。
また（１０）；前記不正アクセス防止方法を使用したＩＣカードも好ましい。
【０００７】
本発明の特徴は、集積回路内のインターフェイス部分または周辺回路部分において、不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子を１個または複数個備え、あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なるデータを少なくとも１回受けたときに前記抵抗素子のインピーダンスを初期状態から変化させ、前記集積回路への一部または全部のアクセスを不可逆的に停止させることにある。前記インターフェイス部分とは、前記集積回路に信号を入力、出力する回路部分のことである。また、前記周辺回路とは、メモリアレイ、マイクロプロセッサコア以外の回路部分のことである。本発明は、前記抵抗素子には、前記高または低インピーダンス状態、すなわち抵抗値が高い常態と低い状態の２つがあり、このうちどちらかが初期状態であり、これを変化させることができる。前記あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なる信号とは、キーワード、論理、電源電圧、駆動周波数（クロック周波数）などであり、これらが故意に入力されることは、悪意の（チップ解析により、駆動条件やキーワードなどを盗むことを目的とするような）不正アクセスがなされたと判断される。
【０００８】
前記抵抗素子が有機物導電体を含むものであってもよい。
【０００９】
前記抵抗素子がキャパシタ構造であってもよい。
【００１０】
前記抵抗素子のインピーダンスを変化させる手段として、通常動作時より高い電圧または大きな電流を印加してもよい。
【００１１】
前記あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格が、キーワードまたは論理、仕様と異なるクロック周波数、仕様と異なる電源電圧であってもよい。
【００１２】
前記集積回路が有機物半導体を含むものであってもよい。
【００１３】
これらの方法により、集積回路が不正アクセスによる解析を受けにくくなり、安全性が向上する。したがって、ローコストで安全性の高い前記不正アクセス防止方法を使用したＩＣカードなどを実現することができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１、図２に示す本実施形態の集積回路および不正アクセス防止方法について説明する。
【００１６】
図１は、集積回路のインターフェイス部分の一例を示したものである。入力端子には、電源電圧と信号パルスを重ねた信号を入力する。信号パルスは、１６ビットのキーワード信号と、１６ビットの計算ロジック用データからなる。インターフェイス回路には、電源電圧と信号パルスを分離する回路が含まれ、キーワード信号は、キーワード照合回路に送られ、ロジック用データはロジック回路に送られる。不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子として、一例として初期状態が低インピーダンス状態にあるものを用いる。これをヒューズ素子と称し、インターフェイス回路入力端子部分に取り付けられる。
【００１７】
図２は、ヒューズ素子の電気特性を示したものである。１回目の電圧印加では、４Ｖ付近で高インピーダンス状態に変移し、２回目の電圧印加では高インピーダンス状態を維持し、以後低インピーダンス状態に戻ることはない。
【００１８】
図１の電源電圧は、５Ｖ以上である。信号待ち受け状態では、トランジスタ１（Ｔｒ１）がＯＮ、トランジスタ２（Ｔｒ２）はＯＦＦ状態である。１６ビットのキーワード信号が、キーワード照合回路によって、あらかじめ設定されていたキーワード情報と照合される。キーワードが誤っていたとき、ＮＧ信号を出力するが、この例では、３回連続誤ったキーワードを入力されると、不正アクセスと判断する。その場合、Ｔｒ１がＯＦＦ、Ｔｒ２がＯＮ状態になり、電源電圧がヒューズ素子に直接印加され、ヒューズ素子は、高インピーダンス状態に不可逆的に変移する。この結果、この集積回路は、外部からの電源電圧、信号を受け取ることが不可能となり、アクセスできなくなる。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１におけるヒューズ素子として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｐｈｅｎｅ）／ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｐｈｏｎｉｃａｃｉｄ）をインクジェット法を用いて、幅５０ミクロンの線状に形成し、駆動実験を行なった。インターフェイス回路部分は、Ｔｒ１，Ｔｒ２トランジスタに関する部分のみ、有機半導体を用いたＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた。基板は、ポリイミドフィルムを用いた。ＴＦＴのゲート長は５０ミクロン、ゲート幅は１０ｍｍであった。
【００２０】
不正アクセスを受けたと想定し、Ｔｒ１をＯＦＦ状態、Ｔｒ２をＯＮ状態としたところ、ヒューズ素子は高インピーダンス状態となり、アクセスは受け入れられない状態となった。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３は、第１の実施形態と同様に集積回路のインターフェイス部分の一例を示したものである。不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子として、一例として初期状態が高インピーダンス状態にあるものを用いる。これをアンチヒューズ素子と称し、インターフェイス回路入力部分に取り付けられる。
【００２２】
図４は、アンチヒューズ素子の電気特性を示したものである。１回目の電圧印加では、３．７Ｖ付近で低インピーダンス状態に変移し、２回目の電圧印加では低インピーダンス状態を維持し、以後高インピーダンス状態に戻ることはない。
【００２３】
図１の電源電圧は、５Ｖ程度である。信号待ち受け状態では、トランジスタ１（Ｔｒ１）、トランジスタ２（Ｔｒ２）ともＯＮ状態である。１６ビットのキーワード信号が、キーワード照合回路によって、あらかじめ設定されていたキーワード情報と照合される。キーワードが誤っていたとき、ＮＧ信号を出力するが、この例では、３回連続誤ったキーワードを入力されると、不正アクセスと判断する。その場合、Ｔｒ１、Ｔｒ２ともＯＦＦ状態になり、電圧昇圧器が起動し、１０Ｖ程度の高電圧がアンチヒューズ素子に直接印加され、アンチヒューズ素子は、低インピーダンス状態に不可逆的に変移する。この結果、この集積回路は、外部からの電源電圧、信号を受け取ることが不可能となり、アクセスできなくなる。
【００２４】
本実施形態では、アンチヒューズ素子として、高抵抗のシリコン酸化膜を金薄膜で挟んだ構造（キャパシタ構造）をもった素子を用いた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によると、簡単な方法で、偽造や成りすまし、不正アクセスに強い集積回路を構成することが可能になる。
【００２６】
また、さらに安全性の高いＩＣカードを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路の概念を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態の抵抗素子の電気特性を示すグラフである。
【図３】第２の実施形態の回路の概念を示す概略図である。
【図４】第２の実施形態の抵抗素子の電気特性を示すグラフである。

Claims

集積回路内のインターフェイス部分または周辺回路部分において、不可逆的に高インピーダンス状態と低インピーダンス状態を選択できる抵抗素子を１個または複数個備え、あらかじめ集積回路内に設定された照合情報および規格と異なる信号を少なくとも１回受けたときに前記抵抗素子のインピーダンスを初期状態から変化させ、前記集積回路への一部または全部のアクセスを不可逆的に停止させることを特徴とする集積回路の不正アクセス防止方法。