RU11908U1 - Схема защиты устройства микроэлектронного - Google Patents

Abstract

Схема защиты от несанкционированного доступа и копирования устройств микроэлектронного, содержащего также выполненные на одном полупроводниковом кристалле или общем кристаллодержателе элементы функциональной схемы, отличающаяся тем, что она снабжена не менее чем двумя внешними источниками постоянного магнитного поля и выполнена из соответствующего числа магниточувствительных к величине и направлению внешнего магнитного поля элементов, с подключенной к ним схемой обработки сигнала, к которой подсоединен управляемый буферный каскад для изменения функциональных характеристик устройства в зависимости от уровня и направленности магнитного поля, задаваемого внешними источниками постоянного магнитного поля, электрически включенный между выходом функциональной схемы и внешним выводом устройства, причем магниточувствительные к величине и направлению внешнего магнитного поля элементы расположены в зоне действия соответствующих внешних источников постоянного магнитного поля, а последние размещены в устройстве визуально скрытыми.

Description

Полезная модель относится к М1/1крсэлектронной технике, предназначена для применения как в аналоговых, так и в цифровых микроэлеггроннь1х устройствах и может быть использована для защиты микроэлектронных устройств от несанкционированного исследованузя их функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции.

И звестно устройство защить памяти, не сохраняющей информацию при отключении питания (см. а.с. СССР № 1403860 по кл. G06F 12/16). Устройства такого типа используются в персонал1эных ЭВУ для сохранения текущего зоемеки, дать, паролей доступа пользователи и ocHOBHbix данных о конфигурации вь;числительной машины (см. журнал Новости элаетроникк, 1997, № 2, .38). Для сохранения записанной информации при отключении основного источника питанУ1Я используется резервный автономный источник питания со схемой его оперативного подключения.

Недостатком известного устройства является безвозвратная потеря сохраняемой м глнформации при попытке извлечения микросхемы памяти из ПЭВМ: с целью несанкционированного доступа к содержащимся в ней данным.

Известна система защиты данных от несанкционированного (см. патент Германии № 4307395 А1 по кл. G06F 12/14), в которой данные, PliisaeMale с дискового носителя, сравниваются с данными на магнитной карточке для

чтения которой предусмотрено дополнительное устройство. совпадении кеда, запоясанного на карточке с кодом, считаннь м с дискового кооитв-пя дается разрешение на доступ к защищенным данным.

Недостатком такого технического решения является наличие отдельнсзй карточкб/i, вь полняющей функции ключа доступа. При повреждении или утере карточки полностью теряется доступ к защищеннь М данным. Наличие внешнего ключа карточки предопределяет возможность ее эмуляции или кражи с целью несанкционированного доступа к защищеннь М данньш.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является запоминающее устройство (см. патент РФ № 2055391 по кл. G06F 12/16) с защитой даннь1Х от несанкционированного доступа, содержащее блок кодирования, блок декодирования и блок управления. Устройство предназначено для записи в ML/Kросхемы запоминающего устройства информации, кодированной по определенному алгоритму с последующим декодированием при чтении.

Недостатком такого устройстваналичие определенного фикс лрованного алгоритма кодирования - декодирования защищаемой информации, который несложно воспроизвести при несанкционированном доступе к данны у. с помощью ПЭВМ и специальных программ.

Предлагаемая полезная модель решает задачу защить микроэлекггронного устройства от несанкционированного доступа и исследования функциональн;: 1х хараетеристик с целью последующего копирования или эмуляции.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве микроэлек:гроннс:, содержащем выполненные на одном полупроводниковом кристалле или общем ;таллодержателе элементы функциональной схемьб и схемы защить от песанкц онированного доступа или копирования, последняя снабжена не менее чем двумя внешними источниками постоянного магнитного поля и выполнена из сост-ветстаующего числа магниточувствительных к величине и направлению внешнего магнитного поля элементов, с подключенной к ним схемой обработки сигнала, к которой подсоединен управляемый буферный каскад для изменения функциональных характеристик устройства в зависимости от уровня и направленности магнитного поля, задаваемого внешними источниками постоянного магнитного поля, электрически включенный между выходом функциональной схемы и внешним выводом устройства, причем магниточувствительные к величине и направлению внешнего магнитного поля элементь расположены в зоне действия соответствующих внешних источников постоянного магнитного поля, а последние размещены в устройстве визуально скрытыми.

Техническое решение поясняется блок-схемой, изображенной на чертеже, где 1,2- магниточувствительные элементы, 3, 4 - внешние источники постоянного магнитного поля, 5 - схема обработки выходного сигнала магниточувствительнь х элементов, 6 управляемый буферный каскад, 7 - функциональная схема. Элементы устройства, образующие схему защиты, обведены штриховым конту

В устройство микроэлею ронное (интегральную микросхему) введены зламенты, магниточувствительные к величине и направлению внешнего магнитного поля 1, 2 (например, преобразователь Холла, магнитотранзистор), со схемой обработки сигнала 5 (например, на базе линейных усилителей, пороговых компараторов с логической схемой сравнения) и управляемым буферным каскадом 6 (например, управляемый логический инвертор, шифратор по псевдослучайному

алгоритму, амплитудный ограничитель, фазовращатель и т.д.), технологически выполненные на том же полупроводниковом кристалле, что и защищаемая функциональная схема 7 или расположеннь е на общем кристаллодержателе с . Совокупность элементов 1, 2, 5, 6 устройства образует схему защиты от несанж-ционированного доступа и копирования, которая снабжается так же малогабаритными внешними источниками постоянного магнитного поля 3, 4 (например, постойнньзе магниты), размещенными визуально скрытыми в корпусе прибора или в устаневочной панели микросхемы в непосредственной близости от магниточувспзительных к величине и направлению внешнего магнитного поля элементов 1, 2.

Вскрытие корпуса прибора или извлечение интегральной микросхемь; /;з установочной панели с целью исследования её функциональньвх характерист к вне прибора приводит к отсутствию действ ля магнитного поля от внешних викуально скрытых источников постоянного магнитного поля 3, 4 на магниточувстви-тельные к величине и направлению внешнего магнитного поля элементы 1,2, в результате чего соединенная с ними схема обработки 5 вь рабатывает упразляющий сигнал, включающий буферный6, в функции которого входит лскажение выходного сигнала функциональной схемы 7, в случае если устройство аналогоаое viim шифрация выходного сигнала цифрового устройства. При наличии постоянного магнитного поля от внешнь х визуально источников 3, 4 (микросхема в установочной панели или корпус не вскрыт) буферньй каскад 6 отшючается, невлияния на вь ходной сигнал функциональной схемь;

7, / он проходит на внешнийустройства микроэлектронного без ь/1ска { ен /;ь.

Устройство работает следующим образом: при воздействии магнитного поля от визуально расположенных внешних источников постоянного магн.тHoro ПОЛЯ; 3, 4 на магниточувствительные к величине и направлению внешнего iViarHJ THoro поля элементы 1, 2, схема обработки выходного сигнала 5, выполнив логическое сравнение, не включает управляемый буферный каскад 6, и функ14ио

В случае несанкционированного исследования функциональных характеристик устройства магниточувствительнь е к зеличине и направлению внешнего магнитного поля элементь 1, 2 находятся вне зоны действия магнитного поля от внешних источников постоянного магнитного поля 3, 4, схема обработки 5 вырабатывает сигнал, включающий управляемый буферный каскад 6, который осущесталяе искажение или шифрацию выходного сигнала функциональной схемь 7.

образом, при несанкционированном исследовании устройства его функцг/ ональная характеристика оказывается заведомо искаженной, хотя устройство полностью сохраняет работоспособность и прина установочноеiwecrc ассстанавпмаает свои функц| и, что убежден е в истинности несанкционированно полученных искаженных функциональных характеристик.

Чувствительность элементов к направленности магнитного поля позволяет избежать отключения схемы защиты устройства при случайном или преднамеренном помещении микроэлектронного устройства во внешнее постоянное магнитное поле вне установочного места. В этом случае при удачном выборе напоавления внешнего поля произойдет включение только одного из магниточувств;/5тельнь;х к эеличине и направлению внешнего магнитного поля злеменгсз, управляемый буферный каскад 6 останется подключенным, что позволяет гарантированно осуществить функции защиты устройства.

магнитного поля элементов в устройстве определяется геометрией полупровсд-никового кристалла и числом возможных направлений воздействия поля от внеииних источников постоянного магнитного поля. В связи с чем, - минимальное допустимое их количество, позволяющее применить внешние визуально сфытъ:е источники постоянного магнитного поля с взаимно противоположной направленностью поля. Приведенная на чертеже блок-схема иллюстрирует вариант устройства с минимальным количеством внешних источников постоянного магнитного поля и магниточувствительных к величине и направлению внешнего магнитнсго поля элементов, направление силовых линий магнитного поля изображено на

чертеже стрелками, обозначенными символом В.

При наличии в схеме защиты более двух магниточувствительных к величине и направлению внешнего магнитного поля элементов, подключаемых также к схеме обработки сигнала 5, последняя выполняет логическое сравнение соответствующего количества их выходных данных и на этой основе вырабатывает сигнал, управляющий буферным каскадом 6. Увеличение количества магниточувствительнь х к величб не и направлению внешнего магнитного поля элементов в устройстве позволяет отслеживать воздействие внешнего поля различной ориен тации в пространстве от соответствующим образом расположенных визуально CKpbrrbix внешних источников постоянного магнитного поля. Вводить в устройство уагниточувствительные к величине и направлению внешнего магнитного поля элементы, реагирующие на одинаковое направление магнитного поля, представляется нецелесообразным ввиду их одновременного включения во внешнем пов предлагаемом устройстве искажение или шифрация выходного сигнала осуществляются только в случае несанкционь рованного досгупа, поэтому шифрация может производиться по псевдослучайному алгоритму, что прает- чесш исключает возможность дешифрации. Хорошего результата можно достичь применив вмеого шифрации вывод буферным каскадом информации, имеющей определённое смь словое значение, но заведомо искаженной, что создаёт иллюзию отсутствия защиты устройства, как таковой.

Такое техническое решение значительно повышает степень защищенности микроэлектронного устройства.

Claims (1)

1. Схема защиты от несанкционированного доступа и копирования устройств микроэлектронного, содержащего также выполненные на одном полупроводниковом кристалле или общем кристаллодержателе элементы функциональной схемы, отличающаяся тем, что она снабжена не менее чем двумя внешними источниками постоянного магнитного поля и выполнена из соответствующего числа магниточувствительных к величине и направлению внешнего магнитного поля элементов, с подключенной к ним схемой обработки сигнала, к которой подсоединен управляемый буферный каскад для изменения функциональных характеристик устройства в зависимости от уровня и направленности магнитного поля, задаваемого внешними источниками постоянного магнитного поля, электрически включенный между выходом функциональной схемы и внешним выводом устройства, причем магниточувствительные к величине и направлению внешнего магнитного поля элементы расположены в зоне действия соответствующих внешних источников постоянного магнитного поля, а последние размещены в устройстве визуально скрытыми.