JPH04264643A - 改良されたアクセス安全装置を備える集積回路 - Google Patents

改良されたアクセス安全装置を備える集積回路

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JPH04264643A
JPH04264643A JP3297858A JP29785891A JPH04264643A JP H04264643 A JPH04264643 A JP H04264643A JP 3297858 A JP3297858 A JP 3297858A JP 29785891 A JP29785891 A JP 29785891A JP H04264643 A JPH04264643 A JP H04264643A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不正な使用の試みに対
して機能の安全性が保証された集積回路に関するもので
ある。特に、例えば、金銭取引を確実にする、または、
保護領域に対する個別的なアクセスを可能にするための
、チップカード用集積回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これらの集積回路は、例えば、プログラ
ム可能で、且つ、電気的に消去可能な不揮発性メモリに
記憶された秘密の情報を内蔵する。これらの情報は、不
正な操作によって集積回路の外部に転送されないように
することが必要である。そのため、集積回路は、通常、
複数のセンサ、いわゆる安全センサを備える。その機能
は、複数の機能または環境状態を観察し、異常な状態が
検出されると、回路の動作を停止させることである。例
えば、回路の動作の周波数を観察し、その周波数が所定
の閾値より低い（低すぎる周波数によって、不正を働こ
うとする者はより容易に回路またはカードの挙動を探る
ことができる）時、信号を発することができる。また、
供給電圧が低すぎる時または高すぎる時に信号を発する
ことのできる供給電圧センサ、または、秘密の情報を観
察にすることによってアクセスするために集積回路のパ
ッケージが開かれているかどうかを検出する光センサを
備えることがある。さらに、例えば、パッシベーション
センサ（回路上のパッシベーション層）、温度センサ等
を備えることがある。従って、複数の実際的な安全セン
サを備え、各々が欠陥の出現を示す論理信号を出力する
ことができる。マイクロプロセッサを備える回路では、
安全制御は、回路のマイクロプロセッサ自体によって実
施されるのが通常である。実際的な安全センサから出力
された論理信号を、マイクロプロセッサによって直接制
御されたレジスタ中に記憶することは、既に提案されて
いる。このレジスタは、当初、“０”に設定されている
。レジスタの位置（ビット）に“０”ではないビットが
出現するのは、機能の異常な状態が観察されたことを意
味する。レジスタの変化は、原則的に非可逆的である。 すなわち、レジスタに記憶されたビットは、異常な状態
が消滅しても消滅しない。実際、このレジスタは、集積
回路を再初期化（電源の遮断及び再投入）した時しか“
０”に戻ることはできない。原理的には、集積回路は、
以下のように動作する。すなわち、電圧を印加するとマ
イクロプロセッサが初期化プログラムを実行する。 次に、安全レジスタの状態を確認することからなる安全
テストを実行する。全てのビットが零の時、動作は続行
される。そうでない場合は動作は中断され、集積回路は
電源から遮断されねばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その後
の変化はもはや検出されないので、その安全性は不十分
であることが分かっている。可能な解決方法は、カード
の機能プログラムがレジスタの状態を周期的に確認する
命令を全て内蔵することである。しかし、問題は、機能
の正常なプログラムの実行に強く干渉し、必要なだけの
回数のレジスタのテストを行うことが困難であることで
ある。また、レジスタをマイクロプロセッサの中央装置
の割込み端子に接続することができるが、しかし、これ
らの端子の数は多くなく、他の使用のために取っておく
必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によると、集積回
路内に、集積回路の外部への情報の転送の前に毎回、及
び、集積回路の一部分であるメモリ（通常、このメモリ
は電気的にプログラム可能な、または、消去可能な、電
気的にプログラム可能なメモリ）内の情報の変更の前に
毎回、レジスタの状態をテストする手段を備える。本発
明は、実際、マイクロプロセッサを備える集積回路が、
メモリの書込みまたは消去サブルーチン及び外部への情
報転送サブルーチンを含む複数のサブルーチンを有する
プログラムのための読出し専用メモリ（ＲＯＭ）によっ
て制御されており、従って、これらの各サブルーチンの
先頭に安全レジスタの状態確認命令を配置することが容
易であるということに注目して、考案された。これらの
プログラムは、頻繁に読みだされるので、安全性が重要
な動作に正に対応する。すなわち、秘密の情報の外部へ
の転送の危険性及び、メモリの許可されていないゾーン
の書き込み及び消去の危険性である。プログラムの命令
の数が小さい時、レジスタをテストして、サブルーチン
をその開始からあるいはその開始の直前に中断すること
ができる。例えば、チップカードのプログラムメモリは
、マイクロプロセッサによって実行できる５０００バイ
トの命令を内蔵する。情報の書き込みまたは消去または
外部への転送プログラムは、例えば、各々、約１００　
の命令（１バイトの書き込みまたは転送用）を備える。 約２０バイトを追加することによって、これらのサブル
ーチンの前にテストを実施することができる。このよう
に、情報の書き込み及び転送の重要な動作の前に確認が
実施されるので、メモリは少数の追加のバイトしか使用
せずに、極めて効果的に安全性を保証することができる
。本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照し
て行う以下の実施例の説明から明らかになろう。
【０００５】
【実施例】集積回路は、マイクロプロセッサすなわち中
央処理装置（ＣＰＵ）１０と、それに付属するリソース
（資源）とを備えている。それらリソースには、マイク
ロプロセッサによって実行可能な命令を内蔵する読出し
専用メモリ（ＲＯＭ）１２と作業用のランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）１４と電気的にプログラム可能な不揮
発性メモリ（ＥＰＲＯＭ）１６、及び、好ましくは電気
的に消去可能な電気的にプログラム可能な不揮発性メモ
リ（ＥＥＰＲＯＭ）で構成され、データと場合によって
はマイクロプロセッサのための命令とを記憶し、特に、
その内容に触れてはいけないデータ及び回路の外部に転
送してはいけない秘密のデータを格納するメモリ１６と
集積回路の外部接続端子Ｅ／Ｓに情報を転送することの
できる入出力ポート１８（通常、この転送は、１つの端
子上でシリアルに行われ、それよって、少なくともチッ
プカードを実際に使用する場合の回路の端子数を最小に
できる）とがある。また、マイクロプロセッサは、レジ
スタに直接接続されており、そのマイクロプロセッサは
レジスタの内容を読取り、再度“０”に設定することが
できる。これらのレジスタ中には、その入力が前述した
ような種々の安全センサ（例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及
びＣ４）に接続されたレジスタＲＳがある。前述のよう
に、これらのレジスタは、回路の環境及び機能状態を確
認して、これらの状態が異常になった時可能になる不正
な動作を防ぐためのものである。サンサの例は、既に挙
げた。
【０００６】このレジスタＲＳは、本発明によると、カ
ードのアプリケーションプログラム（ＲＯＭまたはＥＥ
ＰＲＯＭ中）が外部への情報転送動作（Ｅ／Ｓ端子によ
る）をするたびに、及び、プログラムが不揮発性メモリ
１６の内容の変更動作をするたびにテストされる。これ
らの動作は、カードの機能全体を管理する読出し専用メ
モリＲＯＭ１２に内蔵されたサブルーチンによって、マ
イクロプロセッサによって制御される。読出し専用メモ
リ１２の組織を図２に概略的に図示した。メモリは、逐
次的にアドレスされ、従って、連続したアドレスに記憶
された命令は、メモリの異なるロケーションへの飛び越
し命令を除いて、連続して実行される。メモリの開始ゾ
ーンＺ０は、例えば、マイクロプロセッサに電圧を印加
した後予備動作（その動作の中には、特に、レジスタＲ
Ｓを“０”に再設定する動作がある）を実行させる初期
化プログラムを内蔵する。好ましくは、レジスタＲＳの
テスト動作は、初期化プログラムの終了時に実行される
。この段階では、回路の環境及び機能状態は、回路の作
動を許可するために、実際正常でなければならない。テ
ストが正（レジスタＲＳは“０”であり、異常な状態が
検出されない）の時、集積回路の機能は続行される。テ
ストが負（レジスタが異常な状態の検出ビットを内蔵す
る）の時、メモリＲＯＭのゾーンＺＦへの分岐命令が実
行される。このゾーンＺＦには、マイクロプロセッサを
待ち状態にする命令またはルーチンが配置されなおり、
マイクロプロセッサは再初期化（例えば、電源の遮断及
び再投入）によってしかその待ち状態から再始動しない
。プログラムメモリ１２の他のゾーンによって、様々な
動作を実施することができる。マイクロプロセッサはあ
る動作を実行する命令を受けると、これらのゾーンの各
々の第１のアドレスにアクセスすることができる。この
時、そのゾーンは、この動作の実行に必要な一連の命令
を内蔵する。それは、例えば、ＥＥＰＲＯＭメモリ１６
中に配置されたアプリケーションプログラム、すなわち
、必要な時、読出し専用メモリ１２に配置されたサブル
ーチンを呼び出す、マイクロプロセッサによって実行可
能なプログラムである。可能な動作の中には、入出力ポ
ート１８によるｎビットのワード（例えば、８ビットの
バイト）の外部への転送がある。この動作は、メモリＲ
ＯＭのゾーンＺ１に内蔵されたサブルーチンによって実
施される。このサブルーチンは、ワードを転送すること
が必要な時に毎回呼び出される。サブルーチンによって
実行できる他の動作は、不揮発性メモリ１６へのワード
またはビットの書き込み動作である。対応する命令は、
ＲＯＭのゾーンＺ２に配置されたサブルーチンを形成す
る。また、プログラム可能なメモリ１６の全部または一
部の消去動作は、読出し専用メモリ１２のゾーンＺ３に
配置されたサブルーチンによって実施される。
【０００７】本発明によると、ゾーンＺ１、Ｚ２及びＺ
３の第１の命令は、レジスタＲＳの状態の確認命令であ
り、このレジスタは、マイクロプロセッサによって直接
アクセスして読み取ることができる。その結果が正（セ
ンサＣ１〜Ｃ４によって検出された正常な状態）の時、
ゾーンＺ１、Ｚ２またはＺ３のサブルーチンが各々実行
され、対応する動作（各々、転送、書き込みまたは消去
）が実行される。結果が負の場合、ゾーンＺＦへの分岐
命令が実行され、マイクロプロセッサは決定的な待ち状
態に置かれる。レジスタの確認に必要な命令は、最大で
もサブルーチンの２、３のゾーンの始めに位置する数十
バイトしか占めないので、あまりＲＯＭを使用しないで
、優れた安全性を保証することができることが分かる。 メモリＲＯＭ中の使用可能な位置は限定されており、マ
イクロプロセッサの機能の管理に必須の多数の他の動作
のために取っておく必要があるので、これは重要である
。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロプロセッサを備える集積
回路の一般的な組織を図示したものである。
【図２】本発明の手段の組織を図示したものである。
【符号の説明】
１０　　ＣＰＵ １２　　ＲＯＭ １４　　ＲＡＭ １６　　ＥＥＰＲＯＭまたはＥＰＲＯＭ１８　　入出力
ゲート Ｃ１〜Ｃ４　　センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プログラムメモリ（１２）と、プログラム
    可能な不揮発性メモリ（１６）と、回路の外部に接続す
    る少なくとも１つの入出力ポート（１８）と、機能及び
    環境の異常な状態を検出する安全センサ（Ｃ１〜Ｃ４）
    及びマイクロプロセッサによってアクセスすることがで
    き、センサの状態について情報を記憶することのできる
    レジスタ（ＲＳ）とを備える、マイクロプロセッサを備
    える集積回路であって、上記プログラム可能なメモリの
    書き込みまたは消去動作の直前に、または、入出力ポー
    トによる外部へのデータ転送の直前に、上記レジスタの
    状態を確認することのできる手段と、その確認によって
    異常な状態が検出されたら上記マイクロプロセッサの機
    能を中断させる手段とを備えることを特徴とする集積回
    路。
  2. 【請求項２】上記入出力ポートに情報を転送するサブル
    ーチン用のプログラムメモリゾーン（Ｚ１）を備え、こ
    のメモリゾーンの始めには上記レジスタの確認を実施す
    るために上記マイクロプロセッサによって実行できる命
    令が内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の
    集積回路。
  3. 【請求項３】上記プログラム可能なメモリへの書き込み
    サブルーチン用のメモリゾーン（Ｚ２）を備え、このメ
    モリゾーンの始めには上記レジスタの確認を実施するた
    めに上記マイクロプロセッサによって実行できる命令が
    内蔵されていることを特徴とする請求項１または２に記
    載の集積回路。
  4. 【請求項４】上記プログラム可能なメモリの全部または
    一部の消去サブルーチン用のメモリゾーン（Ｚ３）を備
    え、このメモリゾーンの始めには上記レジスタの確認を
    実施するために上記マイクロプロセッサによって実行で
    きる命令が内蔵されていることを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれか１項に記載の集積回路。
  5. 【請求項５】上記レジスタの確認命令は、その確認の結
    果が負の場合には、マイクロプロセッサの待ち状態、す
    なわち、マイクロプロセッサが再初期化されないと始動
    しない状態への分岐命令を備えることを特徴とする請求
    項２〜４のいずれか１項に記載の集積回路。
JP3297858A 1990-10-19 1991-10-18 改良されたアクセス安全装置を備える集積回路 Expired - Fee Related JPH0719231B2 (ja)

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DE (1) DE69100052T2 (ja)
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