МИКРОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2000 года по МПК G06F12/16 G06F12/14 G06F12/00 H01L27/22 H01L27/00 

Изобретение относится к микроэлектронной технике, предназначено для применения как в аналоговых, так и в цифровых микроэлектронных устройствах и может быть использовано для защиты микроэлектронных устройств от несанкционированного исследования их функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции.

Известно устройство защиты памяти, не сохраняющей информацию при отключении питания (см. а.с. СССР N 1403860 по кл. G 06 F 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, N 2, стр. 38). Для сохранения записанной информации при отключении основного источника питания используется резервный автономный источник питания со схемой его оперативного подключения.

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.

Известна система защиты данных от несанкционированного доступа (см. патент Германии N 4307395 A1 по кл. G 06 F 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.

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.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является запоминающее устройство (см. патент РФ N 2055391 по кл. G 06 F 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 управления. Устройство предназначено для записи в микросхемы запоминающего устройства информации, кодированной по определенному алгоритму с последующим декодированием при чтении.

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.

Предлагаемое изобретение решает задачу защиты микроэлектронного устройства от несанкционированного исследования функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции.

Изобретение 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.

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 также малогабаритный внешний источник 4 постоянного магнитного поля (например, постоянный магнит), размещенный визуально скрытым в корпусе прибора или в установочной панели микросхемы в непосредственной близости от магниточувствительного элемента 2. Вскрытие корпуса прибора или извлечение интегральной микросхемы из установочной панели с целью исследования ее функциональных характеристик вне прибора приводит к отсутствию действия магнитного поля от 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 выходной сигнал и устройство корректно выполняет свою функцию.

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.

В случае несанкционированного исследования функциональных характеристик устройства магниточувствительный элемент 1 находится вне действия магнитного поля от источника 4, схема обработки 2 вырабатывает сигнал, включающий управляемый буферный каскад 3, который осуществляет искажение или шифрацию выходного сигнала функциональной схемы 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.

В предлагаемом устройстве искажение или шифрация выходного сигнала осуществляются только в случае несанкционированного доступа, поэтому шифрация может производиться по псевдослучайному алгоритму, что практически исключает возможность дешифрации.

Такое техническое решение значительно повышает степень защищенности микроэлектронного устройства.

Изобретение относится к микроэлектронной технике и предназначено для применения как в аналоговых, так и в цифровых микроэлектронных устройствах. Техническим результатом является защита микроэлектронного устройства от несанкционированного исследования функциональных характеристик с целью последующего копирования или эмуляции. Технический результат достигается за счет введения в схему защиты от несанкционированного доступа или копирования микроэлектронного устройства внешнего постоянного источника 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 функциональной схемы и внешним выводом устройства, причем магниточувствительный элемент расположен в зоне действия источника магнитного поля, а последний размещен в устройстве визуально скрытым. 1 ил.

Схема защиты от несанкционированного доступа или копирования микроэлектронного устройства, содержащего также выполненное на одном кристалле или общем кристаллодержателе элементы функциональной схемы, отличающаяся тем, что она снабжена внешним источником постоянного магнитного поля и выполнена 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 постоянного магнитного поля, задаваемого внешним источником постоянного магнитного поля, электрически включенный между выходом функциональной схемы и внешним выводом устройства, причем магниточувствительный элемент расположен в зоне действия внешнего источника постоянного магнитного поля, а последний размещен визуально скрытым.