RU9536U1

RU9536U1 - MICROELECTRONIC DEVICE

Info

Publication number: RU9536U1
Application number: RU98111453/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Семенов; С.Б. Вениг; Д.А. Усанов
Original assignee: Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского; Закрытое акционерное общество Саратовский научно-технологический парк "Волга"
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 1999-03-16

Abstract

Микроэлектронное устройство, содержащее размещенный в корпусе полупроводниковый кристалл с выполненными на нем элементами функциональной схемы, схему защиты от несанкционированного доступа или копирования, отличающееся тем, что оно содержит источник магнитного поля, схема защиты состоит из магниточувствительного элемента с подключенной к нему схемой обработки сигнала, к которой подсоединен управляемый буферный каскад для изменения функциональных характеристик устройства в зависимости от уровня магнитного поля, задаваемого источником, электрически включенный между выходом (выходами) функциональной схемы и внешним выводом (выводами) устройства, причем магниточувствительный элемент расположен в зоне действия источника магнитного поля, а последний размещен в устройстве визуально скрытым.A microelectronic device containing a semiconductor crystal placed in the housing with functional circuit elements executed thereon, an unauthorized access or copy protection circuit, characterized in that it contains a magnetic field source, the protection circuit consists of a magnetically sensitive element with a signal processing circuit connected to it, to which connected a controlled buffer cascade to change the functional characteristics of the device depending on the level of the magnetic field specified by the source a person electrically connected between the output (s) of the functional circuit and the external output (s) of the device, the magnetically sensitive element being located in the area of action of the magnetic field source, and the latter is visually hidden in the device.

Description

Полезная модель относится к микроэлектронной технике, предназначена для применения как в аналоговых, так и в цифровых микроэлектронных устройствах и может быть использована для защиты микроэлеюгронных устройств от несанкционированного исследования их функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции.The utility model relates to microelectronic technology, is intended for use in both analog and digital microelectronic devices, and can be used to protect microelectronic devices from unauthorized investigation of their functional characteristics for subsequent copying or emulation.

Известно устройство защиты памяти, не сохраняющей информацию при отключении питания (см. а.с. СССР № 1403860 по гсл. G06F 12/16). Устройства такого типа обычно используются в персональных ЭВМ для сохранения текущего времени, даты, паролей доступа пользователя и основных данных о конфигурации вычислительной машины (см. журнал Новости электроники, 1997, № 2, стр.38). Для сохранения записанной информации при отключении основного источника питания используется резервный автономный источник питания со схемой его оперативного подключения.A device is known for protecting a memory that does not preserve information when the power is turned off (see USSR AS No. 1403860 according to Chapter G06F 12/16). Devices of this type are usually used in personal computers to save the current time, date, user access passwords and basic computer configuration data (see the journal Electronics News, 1997, No. 2, p. 38). To save the recorded information when the main power source is turned off, a stand-alone stand-alone power source with a scheme for its online connection is used.

Недостатком известного устройства является безвозвратная потеря сохраняемой им информации при попытке извлечения микросхемы памяти из ПЭВМ с целью несанкционированного доступа к содержащимся в ней данным.A disadvantage of the known device is the irretrievable loss of the information stored by it when trying to remove the memory microcircuit from the PC for the purpose of unauthorized access to the data contained in it.

Известна система защиты данных от несанкционированного доступа (см. патент Германии № 4307395 А1 по кл. G06F 12/14), в которой данные, считываемые с дискового носителя, сравниваются с данными на магнитной карточке для чтения которой предусмотрено дополнительное устройство. При совпадении кода, записанного на магнитной карточке с кодом, считанным с дискового носителя дается разрешение на доступ к защищенным данным.A known system for protecting data from unauthorized access (see German patent No. 4307395 A1, class G06F 12/14), in which data read from a disk medium, are compared with data on a magnetic card for reading which an additional device is provided. If the code recorded on the magnetic card matches the code read from the disk medium, permission is granted to access protected data.

Недостатком такого технического решения является наличие отдельной карточки, выполняющей функции ключа доступа. При повреждении или утере карточки полностью теряется доступ к защищенным данным. Наличие внешнего ключа карточки предопределяет возможность ее эмуляции или кражи с целью несанкционированного доступа к защищенным данным.The disadvantage of this technical solution is the availability of a separate card that acts as an access key. If the card is damaged or lost, access to protected data is completely lost. The presence of a foreign key card determines the possibility of emulation or theft for the purpose of unauthorized access to protected data.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является запоминающее устройство (см. патент РФ Л 2055391 по кл. G06F 12/16) с защитой данных от несанкционированного доступа. Устройство содержит размещенный в корпусе полупроводниковый кристалл с выполненными на нем элементами функциональной схемы и схему защиты от несанкционированного доступа. Схема защиты содержит блок кодирования, блок декодирования и блок управлен.д. Устройство предназначено для записи в микросхемы запоминающего устройства информации, кодированной по определенному алгоритму с последующим декодированием при чтении.Closest to the proposed technical essence is a storage device (see RF patent L 2055391 according to class G06F 12/16) with data protection against unauthorized access. The device comprises a semiconductor crystal placed in the housing with elements of a functional circuit and a protection scheme against unauthorized access. The protection circuit includes an encoding unit, a decoding unit, and a control unit. The device is intended for recording information encoded by a certain algorithm into microchips of a storage device, followed by decoding during reading.

Недостатком такого устройства является наличие определенного фиксированного алгоритма кодирования - декодирования защищаемой информации, который несложно воспроизвести при несанкционированном доступе к данным с помощью ПЭВМ и специальных программ.The disadvantage of this device is the presence of a certain fixed encoding algorithm - decoding of protected information, which is easy to reproduce with unauthorized access to data using a PC and special programs.

Предлагаемая полезная модель решает задачу защиты микроэлектронного устройства от несанкционированного исследования функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции.The proposed utility model solves the problem of protecting a microelectronic device from unauthorized investigation of functional characteristics for subsequent copying or emulation.

Техническое решение поясняется блок-схемой, изображенной на чертеже, где 1 - магниточувствительный элемент, 2 - схема обработки выходного сигнала магниточувствительного элемента, 3 - управляемый буферный каскад, 4 - внешний источник постоянного магнитного поля, 5 - функциональная схема.The technical solution is illustrated by the block diagram shown in the drawing, where 1 is a magnetically sensitive element, 2 is a circuit for processing the output signal of a magnetically sensitive element, 3 is a controlled buffer cascade, 4 is an external source of a constant magnetic field, 5 is a functional diagram.

В микроэлектронное устройство (интегральную микросхему) введены магниточувствительный элемент 1 (например, преобразователь Холла, магнитодиод, магнитотранзистор и т.д.) со схемой обработки сигнала 2 (например, на базе линейного усилителя с пороговым компаратором) и управляемым буферным каскадом 3 (например, управляемый логический инвертор, шифратор по псевдослучайному алгоритму, амплитудный ограничитель, фазовращатель и т.д.), технологически выполненные на том же полупроводниковом кристалле или расположенные на общем кристаллодержателе, а так же малогабаритный внешний источника постоянного магнитного поля 4 (например, постоянный магнит), размещенный визуально скрытым в корпусе прибора или в установочной панели микросхемы в непосредственной близости от магниточувствительного элемента 2. Вскрытие корпусаA magneto-sensitive element 1 (for example, a Hall converter, a magnetodiode, a magnetotransistor, etc.) with a signal processing circuit 2 (for example, based on a linear amplifier with a threshold comparator) and a controlled buffer stage 3 (for example, are introduced into the microelectronic device (integrated circuit)) controlled logical inverter, pseudo-random algorithm encoder, amplitude limiter, phase shifter, etc.), technologically executed on the same semiconductor chip or located on a common crystal holder , as well as a small external source of constant magnetic field 4 (for example, a permanent magnet), placed visually hidden in the device housing or in the installation panel of the microcircuit in the immediate vicinity of the magnetically sensitive element 2. Opening the case

прибора или извлечение интегральной микросхемы из установочной панели с целью исследования ее функциональных хараетеристик вне прибора приводит к отсутствию действия магнитного поля от визуально скрытого источника 4 на магниточувствительный элемент 1, в результате чего соединенная с ним схема обработки 2 вырабатывает управляющий сигнал, включающий буферный каскад 3, в функции которого входит искажение выходного сигнала устройства, в случае если устройство аналоговое или шифрация выходного сигнала цифрового устройства. При наличии постоянного магнитного поля от источника 4 (микросхема в установочной панели или корпус не вскрыт) буферный каскад 3 не влияет на выходг: ; сигнал и устройство корректно выполняет свою функцию.removal of the integrated circuit from the installation panel in order to study its functional characteristics outside the device leads to the absence of a magnetic field from a visually hidden source 4 on the magnetically sensitive element 1, as a result of which the processing circuit 2 connected to it generates a control signal including a buffer stage 3, whose functions include distortion of the output signal of the device, if the device is analog or encryption of the output signal of a digital device. In the presence of a constant magnetic field from source 4 (the microcircuit in the installation panel or the case is not opened), the buffer stage 3 does not affect the output:; signal and device correctly performs its function.

Устройство работает следующим образом: при воздействии магнитного поля от визуально скрыто расположенного внешнего источника 4 на магниточувствительный элемент 1 схема обработки выходного сигнала 2 не включает управляемый буферный каскад 3 и функциональная схема 5 корректно выполняет свою функцию.The device operates as follows: when exposed to a magnetic field from a visually hidden external source 4 on the magnetically sensitive element 1, the output signal processing circuit 2 does not include a controllable buffer stage 3 and the functional circuit 5 correctly performs its function.

В случае несанкционированного исследования функциональных характеристик устройства магниточувствительный элемент 1 находится вне действия магнитного поля oi 1,,очника 4, схема обработки 2 вырабатывает сигнал, включающий управляемый буферный каскад 3, который осуществляет искажение или шифрацию выходного сигнала функциональной схемы 5.In the case of an unauthorized investigation of the functional characteristics of the device, the magnetically sensitive element 1 is outside the magnetic field oi 1,, face 4, the processing circuit 2 generates a signal that includes a controlled buffer stage 3, which distortes or encrypts the output signal of the functional circuit 5.

Таким образом, при несанкционированном исследовании устройства его функциональная характеристика оказывается заведомо искаженной, хотя устройство полностью сохраняет работоспособность и при возврате на установочное место восстанавливает свои функции, что вызывает убеждение в истинности несанкционированно полученных искаженных функциональных характеристик.Thus, in case of an unauthorized investigation of the device, its functional characteristic is obviously distorted, although the device remains fully operational and restores its functions when returned to the installation location, which gives rise to the belief that the distorted functional characteristics are unauthorized.

Б .едлагаемом устройстве искажение или шифрация выходного сигнала осуществляются только в случае несанкционированного доступа, поэтому шифрация может производиться по псевдослучайному алгоритму, что практически исключает возможность дешифрации.According to the proposed device, distortion or encryption of the output signal is carried out only in case of unauthorized access, therefore, encryption can be performed using a pseudo-random algorithm, which virtually eliminates the possibility of decryption.

Такое техническое решение значительно повышает степень защищенности микроэлектронного устройства.Such a technical solution significantly increases the degree of security of the microelectronic device.

Claims

A microelectronic device containing a semiconductor crystal placed in the housing with functional circuit elements executed thereon, an unauthorized access or copy protection circuit, characterized in that it contains a magnetic field source, the protection circuit consists of a magnetically sensitive element with a signal processing circuit connected to it, to which connected a controlled buffer cascade to change the functional characteristics of the device depending on the level of the magnetic field specified by the source a person electrically connected between the output (s) of the functional circuit and the external output (s) of the device, the magnetically sensitive element being located in the area of action of the magnetic field source, and the latter is visually hidden in the device.