TW556084B - Data processing device - Google Patents

Description

556084 A7 B7 五、發明説明（1 本發明係關於一種資料處理穸署 叶处理衮置其具有—功能可程式 規劃之邏輯電路，並包含—程式規劃界面。 整合式半導體模組可依據客戶特有的功能改造，使受影 響功能藉軟體方式it成。後者可較簡單地依特$需求改造 。然而’與-硬體相比’軟體解決方案的執行速度較慢。 已知的另-種解決方案是功能可程式規劃邏輯電路，其係 以（例如）FPGAs (£ield £rogrammable aate ，現場可程 式規劃閘極陣列）的名稱廣為人知。然而，後者對未授權 的存取完全未提供或僅提供不充分的保障。而在許多智慧 卡及保全1C中，都需要用到此種功能。 德國專利DE 197 53 730 A1中揭露了一種控制一内燃機的 裝置，其中在一微處理器執行指令之前提供有一授權檢查 。然而，此種裝置卻無法應用於功能可程式規劃邏輯電: 的狀況中，因其邏輯電路本身即為其執行組件。 另外，德國專利DE 196 39 033 C1中揭露了 一種供半導體 晶片用的分解防護，其中係由該晶片之一覆蓋物構成防= ，並有一篡改偵測電路以偵測出移除該覆蓋物之動作。 本發明的一項目標為揭露一種資料處理裝置，其能提供 簡單方法以修改功能，但仍可實施快速的資料處理並能滿 足嚴謹的保全需求。 此目標可藉如簡介中所述之類的一資料處理裝置達成， 其特徵為：有一授權控制單元以保護程式規劃界面防止一 未授權存取。 因此’該資料處理裝置係不僅為可程式規劃，其更提供 •4- 556084 A7 _________B7 ___ 五、發明説明（2 ) 了進一步措施以防止未經授權實體企圖篡改程式。其設計 的優點在於：該授權控制裝置係由該功能可程式規劃邏輯 電路與该程式規劃界面結合成一單元所構成。因此，可在 其中配置一篡改偵測裝置，以發現軟體以及（主要是）硬 體的攻擊’並能啟動對應的反應，例如對中央控制站發出 一訊息，或將保全相關資料清除。 在本發明之一較佳改善實例中，其授權控制單元係由一 .-ί ' 微處理器構成，且可用來執行其他工作。結果，可利用依 據本發明的該資料處理裝置來處理複雜的工作。供付費電 視（Pay-TV)應用的智慧卡即其中一種應用領域。 圖式簡單說明 以下將利用一示範性具體實施例，以詳細說明本發明。 圖式中： 圖1顯示根據本發明之資料處理裝置的原理圖； 圖2為利用依據本發明之智慧卡於一正常操作中的配置之 方塊圖，以及 圖3為利用依據本發明之智慧卡於一程式修改中的配置之 方塊圖。 發明詳細說明 圖1說明依據本發明之一資料處理裝置2〇，其具有一功能 可程式規劃邏輯電路21和一授權控制單元23。有一内部程 式規劃界面22，以供該邏輯電路2 1之程式規劃或程式修改 。對此一程式規劃界面的存取動作，係由該授權控制單元 23所保護。唯有在正確輸入PIN(個人識別碼·）之後，方能 -5- 本紙張尺度適用中國s家標準(CNS) A4規格(21G χ 297公爱) -- 556084

執行一程式規劃作業，或於使用一生物測定感應器的事件 中，其生物測定特性被拿來積極地與儲存於一記 圖樣作比較。 的 此時’ 一未經授權的實體可能會企圖透過在硬體篡改， 繞過該授權控制單元23 ,以獲取對該程式規劃界面22直接 存取的機會。因此，另外配置了 一篡改偵測裝置24，以發 現此種硬體攻擊。接著，即能進行適當的反應，例如對一 中央控制站發送一訊息，或對保全相關資料確定其安全。 雖然只有透過該授權控制單元23才能執行—程式規劃作 業，但對該遨輯電路功能的正常存取仍可透過界面25完成 。同樣地，亦可利用該界面25讓額外組件直接連接至該邏 輯電路。 Λ 圖2中顯不依據本發明之一資料處理裝置的示範性應用例 ，以一智慧卡的形式呈現，其中該應用係結合一付費電視 應用的偵測器而成。 ' 付費電視應用的基本作業方式為將電視信號編碼，使其 無法由電視機顯示。該電視信號係在—解碼器中解碼，該 解碼器即-般所謂「視訊轉接器（set_tQp.bQx)」。為能利用 該解碼器以供特定節目使用，使用者必須擁有_片智慧卡 ’在付費時由供應商提供。 採用了迭碼凟异機制，以健存於内的一密錄解 在其技術方面，有一所謂「盤問值（chaUenge vaiue)」在 該電視信號的消隱期間（blanking interva丨）中傳送，並由該 解％ ^轉达至肩兔慧卡。在該智慧卡中或在其所含的微處 -6-

P 開該盤問值，並將一回應值傳回給該解碼器。此時後者即 可執行。亥電視jg號的解瑪。該解碼器通常為一標準化的裝 置’故複數個之付費電視節目可用不同的智慧卡以同一解 碼器裝置解碼。 由於所有使用者用來為電視節目解碼的卡係完全相同， 故有心人士即可以模擬方式模擬智慧卡的功能並將其販售 圖利。此種模擬係使用習知的微處理器，且通常皆配備有 β付費電視卡的大部份原版軟體。防止模擬仿冒行為中的 技術問題起源於：某-系統的所有卡片在功能上完全相同 ，因此將可輕易模擬。 曾有人嘗❹定期更換解碼㈣，以期縮短一非法模擬 卡的使用期限。然而，最近的模擬器能讓其密输透過一鍵 盤或-PC界面加以修改。接著，新的密鑰又可透過網際網 路散播開來。 另有一種防止模擬仿冒的方法，即將一客戶特有模组 (ASIC)當作一第二晶片整合於該智慧卡模組上。然而，'這 些模組同樣亦可利用在模擬器上作一硬體反向工程處理加 以模擬。 有關在付費電視應用或電話卡中使用智慧卡的問題，在 ,’A la card”雜誌丨997年第26·27期的第3〗5頁以下有詳細說明 ,其中建議在智慧卡中配備密碼輔助運算器，以使其模擬 仿冒更加困難。由於和用來模擬其功能的外部邏輯比較·， 其資料吞吐量較高，故一模擬器亦同樣只能使用一密碼輔 助運算器才能生效。此法雖能使其模擬更加困難，由非法 本紙張尺"^適财@ g家標準(CNS) Α4規格(21GX297公爱） 五、發明説明（5 ) 杈擬裔的龐大數$，可見其仍不失為有利可圖。 如圖2中所示，依據本發明用於—付費電視解碼器的智藝 卡1具有一微控制器2及一功能可程式規劃硬體組件3,諸；: - F P G A。該微控制器2與該功能可程式規劃硬聽組件3形成 -單元4。另外，配置有—程式規劃裝置5，以進行該功能 可程式規劃硬體組件3的程式規劃。在正常操作時，有一電 視信號10傳送至該解碼Μ。該電視信號1〇同時包含代表 電視畫面的-資料信號12和一盤問值13，"介中說明，、 此盤問值被轉送至該智慧卡。由該微控制器和/或該功能可 程式規劃硬體組件對該盤問值13運用一密碼運算，產生一 回應值14回傳給該解碼μ，並使後者基於該回應值之一 密鑰功能或對原始值的判定’以將該資料信號解碼，並 將其以視訊信號1 5轉送至一電視機。 圖3顯示該功能可程式規劃硬體組件3的程式修改方法。 在此狀況中，與該資料信號12同時傳送的，還有包含於該 肖1C、功間的一耘式規劃指令丨6，讓使用者無法察覺。解碼 g將❹式規劃指令16轉送至該智慧卡中該程式規劃裝置 5的所在位址，讓其執行該功能可程式規劃硬體組件3的程 式規劃。此時，廣播公司就有機會以不同方式為其電視信 號^密，或改變其盤問值，使其唯有應用該修改程式後= 功此才能進行解碼。若經常執行此種修改程式的作業，例 士口每小日吝一^ -人，有心人士即較難母次分析此種新的演算系 、”先，並據以設計一 FPGA程式。 另外’在對該付費電視智慧卡進行直接模擬時，有心人 556084 A7

士亦無法使用一市售的微控制 私，且必須製造包含該微控制 組件3的該單元4。 器，·而必須進行整個反向工 器2與該功能可程式規劃硬體 毋庸贅言’依據本發明的該資料處理裝置的應用範圍並 不限於付費電視的應用’而係可運用於所有對程式規劃性 與保全方面要求嚴謹的系統中。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 556084 A7 B7 發明説明（7 ) 參考符號清單 1 智慧卡 2 微控制器 3 功能可程式規劃邏輯電路 4 單元 5 程式規劃裝置 10 電視信號 11 解碼器 12 資料信號 13 盤問值 14 回應值 15 視訊信號 16 控制指令 20 資料處理裝置 21 功能可程式規劃邏輯電路 22 程式規劃界面 23 授權控制單元 24 篡改偵測裝置 25 界面 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. ^>56084

   申请專利範圍 8 8 8; ABCD 種貝料處理裝置，包含—功能可程式規劃邏輯電路㈠ 2D及-程式規劃界面（5;22)，其特徵為： 具有一授權控制單元（2; 23)，用以保護該程式規劃界 面（5;22)防止一未授權之存取。 2·如申請專利範圍第1項之資料處理裝置，其特徵為： 由》亥功月匕可程式規劃硬體組件川執行一密碼運 算。 、u利範圍第1或第2項之資料處理裝i，其特徵 為· 、具有一操縱偵測裝置（24)，其可偵測到對該功能可程 式硬體規劃邏輯電路（21)、該授權控制單元（23)及該程式 規劃界面（22)的操縱動作。 4·如申請專利g圍第1項之資料處理裝£，其特徵為： 。玄技權控制裝置（2; 23)係形成於一微處理器中，該微 處理器亦可用於其他工作。 ' -11 -