DE19738990A1 - Misuse protection device for chip card security system - Google Patents
Misuse protection device for chip card security systemInfo
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Abstract
Description
Der Einsatz von Chipkarten insbesondere in Sicherheitsberei chen nimmt stark zu, und die Funktionen, die diesen Karten übertragen werden, sind immer mehr ein Risiko für den Betrei ber. Mißbrauch kann großen Schaden anrichten und muß deshalb möglichst ausgeschaltet werden.The use of chip cards, particularly in the security sector chen is growing rapidly, and the features that these cards transmitted are more and more a risk for the patient Abuse can cause great damage and must therefore be switched off if possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aufzuzeigen, wie eine Chipkarte effektiv gegen Mißbrauch geschützt werden kann.The invention has for its object to show how a chip card can be effectively protected against misuse can.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zum Schutz gegen
Mißbrauch einer Chipkarte gelöst, welche die im kennzeichnen
den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist, d. h.
This object is achieved by a device for protection against misuse of a chip card, which has the features specified in the characterizing part of claim 1, ie
- - einen auf der Karte vorgesehenen Chip, der von einer Abdec kung aus einem Dielektrikum gegen äußere Einflüsse geschützt ist,- A chip provided on the card by an Abdec protection from a dielectric against external influences is
- - eine in der Abdeckung ausgebildete Kapazitätsanordnung, die einen chipspezifischen Kapazitätswert aufweist, und- A capacitance arrangement formed in the cover, the has a chip specific capacity value, and
- - eine im Chip ausgebildete und an die Kapazitätsanordnung gekoppelte Schaltungseinrichtung zur wiederholbaren Abtastung des Kapazitätswertes der Kapazitätsanordnung und Erzeugung zumindest eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte nur dann, wenn der abgetasteten Kapazitätswert mit dem chip spezifischen Kapazitätswert übereinstimmt.- A trained in the chip and to the capacity arrangement coupled circuit device for repeatable sampling the capacity value of the capacity arrangement and generation at least one signal to release a function of the card only if the scanned capacity value with the chip specific capacity value.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein Mißbrauch durch Chipmanipulation durch eine sensible Kapazitätsabta stung an der Kapazitätsanordnung in der den Chip abdeckenden Abdeckung aus Dielektrikum ausgeschaltet.In the device according to the invention there is an abuse through chip manipulation through a sensitive capacity scan on the capacitance arrangement in the covering the chip Cover made of dielectric switched off.
Kapazitätsanordnung bedeutet bei der erfindungsgemäßen Ein richtung jede elektrische Leiteranordnung, die eine Kapazität mit einem bestimmten festen Kapazitätswert C = Q/U aufweist, wobei Q die elektrische Ladungsmenge und U die elektrische Spannung sind.Capacity arrangement means in the A according to the invention direction any electrical conductor arrangement that has a capacitance with a certain fixed capacitance value C = Q / U, where Q is the electrical charge and U is the electrical Are tension.
Die Kapazitätsanordnung weist vorzugs- und vorteilhafterweise eine in der Abdeckung aus Dielektrikum ausgebildete und in einem Abstand vom Chip angeordnete elektrisch leitende Schicht auf (Anspruch 2), die sich vorzugsweise über den gan zen Chip erstreckt (Anspruch 3).The capacitance arrangement preferably and advantageously has one formed in the cover of dielectric and in electrically conductive arranged at a distance from the chip Layer on (claim 2), which is preferably over the gan Zen chip extends (claim 3).
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung weist die Kapazitätsanordnung zumindest eine in der Abdeckung aus Dielektrikum ausgebildete weitere elek trisch leitende Schicht auf, die in einem Abstand vom Chip angeordnet und von der einen Schicht elektrisch isoliert ist (Anspruch 4), und die sich vorzugsweise über den ganzen Chip erstreckt (Anspruch 5). Diese Schichten bilden eine ganz in der Abdeckung ausgebildete Kapazitätsanordnung, die in dem Fall, daß sich die Schichten über den ganzen Chip erstrecken, über den ganzen Chip verteilt ist. Bei einer einfachen Ausge taltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht die Kapazi tätsanordnung, deren Kapazitätswert abzutasten ist, nur aus solchen elektrisch leitenden Schichten in der Abdeckung aus Dielektrikum.In an advantageous embodiment of the invention The capacity arrangement has at least one device the cover made of dielectric further elek trically conductive layer that is at a distance from the chip arranged and electrically insulated from one layer (Claim 4), and which are preferably all over the chip extends (claim 5). These layers form a whole in the cover trained capacitance arrangement, which in the In the event that the layers extend over the entire chip, is distributed over the entire chip. With a simple Ausge Setting the device according to the invention is the capaci order, the capacity value of which is to be sampled, only from such electrically conductive layers in the cover Dielectric.
Es ist im Hinblick auf eine Verstärkung des Schutzes gegen Chipmanipulation günstig, wenn zumindest eine elektrisch lei tende Schicht in der Abdeckung unregelmäßig strukturiert ist (Anspruch 6), um eine unregelmäßige Kapazitätsanordnung in der Abdeckung zu erzeugen.It is with a view to strengthening protection against Chip manipulation cheap, if at least one electrically lei layer in the cover is irregularly structured (Claim 6) to an irregular capacity arrangement in of the cover.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch so ausgebildet sein daß zumindest eine elektrisch leitende Schicht vorgese hen ist, die auf einer von der Abdeckung abgedeckten Qberflä che des Chips ausgebildet ist (Anspruch 7). The device according to the invention can also be designed in this way be that at least one electrically conductive layer is provided hen that is on a surface covered by the cover che of the chip is formed (claim 7).
Eine bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsform einer Ein richtung nach Anspruch 7 ist so ausgebildet, daß auf der Oberfläche des Chips eine Schichtanordnung aus zumindest zwei elektrisch leitenden Schichten ausgebildet ist, zwischen de nen sich ein Dielektrikum befindet (Anspruch 8). Die Schicht anordnung bildet eine eigene Kapazitätsanordnung. Eine auf der Oberläche des Chip ausgebildete elektrisch leitende Schicht oder Schichtanordnung nach Anspruch 7 oder 8 kann von der aus einer oder mehreren der elektrisch leitenden Schich ten nach einem der Ansprüche 2 bis 6 bestehenden Kapazitäts anordnung elektrisch isoliert sein, welche in diesem Fall die einzige Kapazitätsanordnung ist deren Kapazitätswert abzuta sten ist. Andererseits kann die Schichtanordnung die einzige in der Abdeckung ausgebildete Kapazitätsanordnung der erfin dungsgemäßen Einrichtung sein, deren Kapazitätswert abzuta sten ist. Vorzugs- und vorteilhafterweise ist jedoch eine elektrisch leitende Schicht oder Schichtanordnung nach An spruch 7 oder 8 mit der oder den Schichten nach einem der An sprüche 2 bis 6 zusammengeschaltet, so daß sie gemeinsam die Kapazitätsanordnung bilden, deren Kapazitätswert abzuta stenist. Jedenfalls ist es zweckmäßig, wenn die Kapazitätsan ordnung, deren Kapazitätswert abzutasten ist, zumindest eine auf der Oberfläche des Chips ausgebildete elektrisch leitende Schicht aufweist (Anspruch 9).A preferred and advantageous embodiment of a Direction according to claim 7 is designed so that on the Surface of the chip a layer arrangement of at least two electrically conductive layers is formed between de NEN there is a dielectric (claim 8). The layer arrangement forms its own capacity arrangement. One on the surface of the chip formed electrically conductive Layer or layer arrangement according to claim 7 or 8 can of that of one or more of the electrically conductive layers ten existing capacity according to one of claims 2 to 6 arrangement be electrically isolated, which in this case the the only capacity arrangement is to deduct its capacity value is most. On the other hand, the layer arrangement can be the only one Capacitance arrangement of the invented trained in the cover according to the invention, the capacity value of which is to be deducted is most. However, it is preferred and advantageous electrically conductive layer or layer arrangement according to An say 7 or 8 with the layer or layers according to one of the An sayings 2 to 6 interconnected so that they together the Form the capacity order to deduct its capacity value stenist. In any case, it is useful if the capacity is order, the capacity value of which is to be sampled, at least one electrically conductive formed on the surface of the chip Has layer (claim 9).
Eine bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltung der Einrich tung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 ist derart ausgebildet, daß eine auf der Oberfläche des Chips ausgebildete elektrisch leitende Schicht unregelmäßig strukturiert ist und zumindest einen Augangsanschluß der Schaltungseinrichtung zur Abgabe eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte abdeckt (Anspruch 10). Dadurch ist vorteilhafterweise eine flächige Abdeckung eines oder mehrerer Augangsanschlüsse der Schal tungseinrichtung zur jeweiligen Abgabe eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte mit der unregelmäßig struk turierten Schicht auf der Oberfläche des Chips und damit zur Sicherung dieser Ausgangsanschlüsse ermöglicht. A preferred and advantageous embodiment of the device device according to one of claims 7 to 9 is designed such that an electrically formed on the surface of the chip conductive layer is irregularly structured and at least an output terminal of the circuit device for delivery a signal to release a function of the card (Claim 10). This is advantageously a flat Covering one or more output connections of the scarf device for the respective delivery of a signal for Enable a function of the card with the irregular structure tured layer on the surface of the chip and thus to Allows securing of these output connections.
Unregelmäßig strukturiert bedeutet generell unregelmäßige Längs- und/oder Querababmessungen und/oder unregelmäßige Dic ke der betreffenden Schicht.Irregularly structured generally means irregular Longitudinal and / or transverse dimensions and / or irregular dic ke of the layer concerned.
Bei einer besonders bevorzugten und vorteilhaften erfindungs gemäßen Einrichtung sind die Maßnahmen nach Anspruch 8, 9 und 10 mit einander derart kombiniert, daß die Schichtanordnung zumindest zwei benachbarte elektrisch leitende Schichten auf weist, die ineinandergreifend strukturiert sind, wobei die Schichtanordnung zumindest einen Augangsanschluß der Schal tungseinrichtung zur Abgabe eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte abdeckt (Anspruch 11).In a particularly preferred and advantageous fiction modern facility are the measures according to claim 8, 9 and 10 combined with each other such that the layer arrangement at least two adjacent electrically conductive layers points, which are structured interlocking, the Layer arrangement at least one outlet connection of the scarf device for emitting a signal to release a Function of the card covers (claim 11).
Daß zwei benachbarte aber elektrisch voneinander isolierte Schichten aus elektrisch leitendem Material ineinandergrei fend strukturiert sind bedeutet, daß jede dieser beiden Schichten zumindest eine Einbuchtung aufweist, in die eine Ausbuchtung der andern Schicht eingreift.That two neighboring but electrically isolated from each other Interlocking layers of electrically conductive material are structured means that each of these two Layers has at least one indentation into which one Bulge of the other layer intervenes.
Eine elektrisch leitende Schicht in der Abdeckung und eine einzelne elektrisch leitende Schicht auf der Oberfläche des Chips bilden, wenn sich zwischen ihnen ein Dielektrikum be findet, gemeinsam eine einzelne Kapazitätsanordnung, die zu mindest Teil der Kapazitätsanordnung ist, deren Kapazität ab zutasten ist. Wenn wie im Fall der Ansprüche 8 oder 11 auf der Oberfläche des Chips zwei oder mehrere elektrisch leiten de Schichten ausgebildet sind, bildet jede elektrisch leiten de Schicht auf der Oberfläche des Substrats zusammen mit der in der Abdeckung ausgebildeten und in einem Abstand vom Chip angeordneten elektrisch leitenden Schicht je eine einzelnen Kapazitätsanordnung. Diese zwei oder mehreren einzelnen Kapa zitätsanordnungen sind seriell zusammengeschaltet und bilden gemeinsam die Kapazitätsanordnung, deren Kapazitätswert abzu tasten ist und sich aus den Kapazitätswerten der einzelnen Kapazitätsanordnungen bestimmt. An electrically conductive layer in the cover and one single electrically conductive layer on the surface of the Chips form when there is a dielectric between them finds, together, a single capacity arrangement that is at least part of the capacity arrangement, the capacity of which is groping. If as in the case of claims 8 or 11 electrically conduct two or more of the surface of the chip de layers are formed, each forms electrically conductive de layer on the surface of the substrate together with the trained in the cover and at a distance from the chip arranged electrically conductive layer one each Capacity arrangement. These two or more individual kapa quantity arrangements are connected in series and form together the capacity order, its capacity value decrease groping and is based on the capacity values of the individual Capacity orders determined.
Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Verstärkung des Schutzes gegen eine Chipmanipulation ist es, die elektrisch leitenden Schichten nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit ei ner oder mehreren elektrisch leitenden Schichten nach An spruch 10 oder 11 zu kombinieren. Durch eine solche Kombina tion ist vorteilhafterweise eine doppelte Absicherung des Schutzes gegen mißbräuchlichen Chipzugang oder Chipmanipula tion ermöglicht.Particularly advantageous in terms of reinforcing the Protection against chip manipulation is the electrical conductive layers according to one of claims 4 to 6 with egg ner or more electrically conductive layers according to An to combine 10 or 11. With such a combination tion is advantageously a double protection of the Protection against abusive chip access or chip manipulation tion enables.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Absicherung des Schutzes einmal durch die Kapazitätsanordnung, deren Kapazitätawert abzutasten ist, und zusätzlich durch die flächige Abdeckung eines oder mehrerer Augangänge der Schaltungseinrichtung zur jeweiligen Abgabe eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte mit der unregelmäßig strukturierten Schicht auf der Oberfläche des Chips und damit doppelt gegeben.With this configuration, the protection is protected once through the capacity arrangement, its capacity value is to be scanned, and additionally through the flat cover one or more outputs of the circuit device for each issue a signal to enable a function the card with the irregularly structured layer on the Surface of the chip and therefore given twice.
Die Abdeckung aus Dielektrikum, die den Chip abdeckt, besteht vorzugsweise aus Epoxidharz (Anspruch 12).The dielectric cover that covers the chip is made preferably made of epoxy resin (claim 12).
Gemäß einer bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Einrichtung weist die an die Kapazitätsan
ordnung gekoppelte Schaltungseinrichtung
According to a preferred and advantageous embodiment of the device according to the invention, the circuit device coupled to the capacitance arrangement
- - eine an die Kapazitätsanordnung gekoppelte Signalerzeu gungseinrichtung zur wahlweisen Abtastung des Kapazitätswer tes der Kapazitätsanordnung und jeweiligen Erzeugung eines Signals mit einem Signalparameter, der einen für den abgeta steten Kapazitätswert charakteristischen Parameterwert auf weist,- A signal generator coupled to the capacitance arrangement supply device for the optional sampling of the capacitance value tes the capacity arrangement and respective generation of a Signals with a signal parameter that one for the measured constant capacity value characteristic parameter value points out
- - eine Codierungseinrichtung zur Codierung des Parameterwer tes des Signalparameters jedes erzeugten Signals nach einem vorgebbaren Code und Erzeugung eines für diesen Parameterwert charakteristischen Codewortes,a coding device for coding the parameter value tes the signal parameter of each generated signal after one specifiable code and generation of a for this parameter value characteristic code word,
- - eine Speichereinrichtung zur von außen unzugänglichen Spei cherung eines ausgewählten erzeugten Codewortes als Kennung des chipspezifischen Kapazitätswertes und - A storage device for inaccessible storage Save a selected generated code word as an identifier the chip-specific capacity value and
- - eine Komparatoreinrichtung zum Vergleichen eines nach der Speicherung des ausgewählten Codewortes durch Abtastung des Kapazitätswertes erneut erzeugten Codewortes mit dem gespei cherten ausgewählten Codewortes und Erzeugen eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte nur dann, wenn das er neut erzeugte Codewort mit dem gespeicherten ausgewählten Codewort übereinstimmt, auf (Anspruch 13).- A comparator device for comparing one after the Storage of the selected code word by scanning the Capacity value of the newly generated code word with the saved selected code word and generate a signal to release a function of the card only if he newly generated code word with the saved selected Code word matches, on (claim 13).
Daß der Parameterwert charakteristisch für den Kapazitätswert und der Parameterwert charakteristisch für das Codewort ist bedeutet, daß jedem Kapazitätswert genau ein Parameterwert und jedem Parameterwert genau ein Codewort zugeordnet ist und daß der Parameterwert für verschiedene Kapazitätswerte ver schieden und das Codewort für verschiedene Parameterwerte verschieden ist, so daß jeweils eine eindeutige umkehrbare Zuordnung zwischen Parameterwert und Kapazitätswert und zwi schen Codewort und Parameterwert gegeben ist.That the parameter value is characteristic of the capacity value and the parameter value is characteristic of the code word means that each capacity value has exactly one parameter value and exactly one code word is assigned to each parameter value and that the parameter value ver for different capacitance values and the code word for different parameter values is different, so that each one is clearly reversible Assignment between parameter value and capacity value and between code word and parameter value is given.
Die Signalerzeugungseinrichtung besteht vorzugsweise aus ei nem an die Kapazitätsanordnung angeschlossenen Oszillator, der ein Signal einer den Signalparameter bildenden Frequenz erzeugt, deren Wert für den abgetasteten Kapazitätswert cha rakteristisch ist (Anspruch 14). Der Oszillator ist vorzugs weise eine SC-Oszillatorschaltung (SC steht für Switched Ca pacity).The signal generating device preferably consists of egg an oscillator connected to the capacitance arrangement, the signal of a frequency forming the signal parameter generated whose value for the sampled capacity value cha is characteristic (claim 14). The oscillator is preferred an SC oscillator circuit (SC stands for Switched Ca pacity).
Die Codierungseinrichtung weist vorzugsweise einen Frequenz zähler fester Zählperiode auf, der bei jeder Abtastung des Kapazitätswertes der Kapazitätsanordnung die Frequenz des vom Oszillator erzeugten Signals die Dauer einer Zählperiode lang zählt und nach Ablauf dieser Dauer als eine den Wert der Fre quenz charakterisierende Zahl als Codewort zur Bildung des zu erzeugenden Codewortes bereitstellt (Anspruch 15).The coding device preferably has a frequency counter fixed counting period, which each time the Capacity value of the capacity arrangement the frequency of the Oscillator generated signal for the duration of a count period counts and after this period the value of Fre number characterizing the sequence as a code word for forming the provides generating code word (claim 15).
Vorzugsweise erzeugt die Codierungseinrichtung ein Codewort, in welchem neben dem Parameterwert des Signalparameters jedes erzeugten Signals ein personenspezifisches Codewort enthalten ist (Anspruch 16). In Kombination mit der Maßnahme des An spruchs 15 weist die Codierungseinrichtung nach Anspruch 16 vorzugsweise eine Verknüpfungseinrichtung auf, welche jede vom Zähler bereitgestellte Zahl nach einem vorgebbaren Ver knüpfungsalgorithmus mit einer das personenspezifische Code wort bildenden Zahl verknüpft und die durch die jeweils mit einander verknüpften Zahlen gebildete Zahl als das zu erzeu gende Codewort bereitstellt (Anspruch 17).The coding device preferably generates a code word, in which each next to the parameter value of the signal parameter generated signal contain a person-specific code word is (claim 16). In combination with the measure of the To claim 15 has the coding device according to claim 16 preferably a linking device, each number provided by the meter according to a predefinable ver linking algorithm with a person-specific code word-forming number linked by the with each linked numbers formed as the number to be generated provides code word (claim 17).
Die Speichereinrichtung ist vorzugsweise mit der Speicherein richtung durch eine Übertragungsleitung zur Übertragung des von der Codiereinrichtung erzeugten ausgewählten Codewortes in die Speichereinrichtung verbunden, und daß eine Einrich tung zur irreversiblen Unterbrechung der Übertragungsleitung von außen nach einer Speicherung des erzeugten ausgewählten Codewortes als die Kennung des chipspezifischen Kapazitäts wertes vorgesehen ist (Anspruch 18).The storage device is preferably associated with the storage direction through a transmission line to transmit the selected code word generated by the coding device connected to the storage device, and that a Einrich device for irreversible interruption of the transmission line from outside after saving the generated selected Codeword as the identifier of the chip-specific capacity worth is provided (claim 18).
Vorzugsweise ist das Freigabesignal auf in verschiedenen Freigabepunkten auf der Oberfläche des Chips angeordnete Aus gänge des Chips verteilt (Anspruch 19).The release signal is preferably different Release points arranged on the surface of the chip courses of the chip distributed (claim 19).
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorteilhaft bei Hochsi cherheitssystemen einsetzbar.The device according to the invention is advantageous at Hochsi security systems can be used.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following description of the figures explained in more detail by way of example. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Chipkarte mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 1 shows a cross section through a chip card with a first embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in vereinfach ter Darstellung; Fig. 2 shows the embodiment of Figure 1 in simplified ter representation.
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Chipkarte mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung;3 shows a cross section through a chip card with a second embodiment of a device according to the invention.
Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in ver einfachter Darstellung; Fig. 4 shows the second embodiment of Figure 2 in a simple representation ver.
Fig. 5 in vereinfachter Darstellung eine auf dem zweiten Ausführungsbeispiel basierende beispielhafte erfin dungsgemäße Einrichtung mit einer Anordnung aus zwei benachbarten aber elektrisch voneinander iso lierten ineinandergreifenden elektrisch leitenden Schichten auf der Oberfläche des Chips; Figure 5 is a simplified representation of a second embodiment based on the exemplary contemporary OF INVENTION dung device with an arrangement of two adjacent but mutually electrically iso profiled interlocking electrically conductive layers on the surface of the chip.
Fig. 6 in vereinfachte Darstellung eine andere Anordnung aus fünfbenachbarten aber elektrisch voneinander isolierten ineinandergreifenden elektrisch leiten den Schichten auf der Oberfläche des Chips, die an stelle der Anordnung nach Fig. 5 verwendet werden kann; und Fig. 6 in a simplified representation another arrangement of five adjacent but electrically insulated interlocking electrically conductive layers on the surface of the chip, which can be used instead of the arrangement of FIG. 5; and
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels ei ner Schaltungseinrichtung zur wiederholbaren Abta stung des Kapazitätswertes der Kapazitätsanordnung und Erzeugung zumindest eines Signals zur Freigabe einer Funktion der Karte der erfindungsgemäßen Ein richtung. Fig. 7 is a block diagram of an embodiment of a circuit device for repeatable sampling of the capacitance value of the capacitance arrangement and generating at least one signal for releasing a function of the card of the device according to the invention.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 3 ist auf einer flachseitigen Oberfläche 10 einer ausschnitthaft dargestellten Chipkarte 1 ein Chip 2 mit einer von der Ober fläche 10 der Karte 1 abgekehrten Oberfläche 20 angeordnet. Beispielsweise kann die Oberfläche 10 der Boden einer auf ei ner Flachseite der Chipkarte 1 ausgebildeten Aussparung sein, die nicht bis zu der von der einen Flachseite abgekehrten an deren Flachseite der Karte 1 in die Tiefe reicht. In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 3, a chip 2 with a surface 20 facing away from the upper surface 10 of the card 1 is arranged on a flat surface 10 of a chip card 1 shown in detail. For example, the surface 10 can be the bottom of a recess formed on a flat side of the chip card 1 , which does not extend down to the flat side of the card 1 on its flat side.
Der Chip 2 ist durch eine Abdeckung 3 aus einem Dielektrikum, beispielsweise Epoxidharz, zum Schutz gegen äußere Einflüsse auf den Chip 2 abgedeckt, die auf den gebondeten Chip 2 auf gebracht ist. Die Abdeckung 3 weist eine von der Oberfläche 10 der Karte 1 und Oberfläche 20 des Chips 2 abgekehrte, kon vex gewölbte Oberfläche 30 auf, die den ganzen Chip 2 über spannt und an der Oberfläche 10 der Karte 1 endete. Eine der artige Abdeckung 3 wird auch "Globe-Top" genannt.The chip 2 is covered by a cover 3 made of a dielectric, for example epoxy resin, for protection against external influences on the chip 2 , which is brought onto the bonded chip 2 . The cover 3 has a convex surface 30 facing away from the surface 10 of the card 1 and surface 20 of the chip 2 , which spans the entire chip 2 and ended on the surface 10 of the card 1 . One of the type of cover 3 is also called a "globe top".
In der Abdeckung 3 ist eine elektrisch leitende, beispiels weise metallene Schicht 40 in einem Abstand d vom Chip 2 aus gebildet, welche den Chip 2 ähnlich wie die Oberfläche 30 der Abdeckung 3 überspannt und an der Oberfläche 10 der Karte 1 endet.In the cover 3 , an electrically conductive, for example, metallic layer 40 is formed at a distance d from the chip 2 , which spans the chip 2 similar to the surface 30 of the cover 3 and ends on the surface 10 of the card 1 .
Beim Beispiel nach Fig. 1 kann die Schicht 40 beispielsweise so hergestellt werden, daß zunächst der Chip 2 mit einer Ab deckung 31 aus Dielektrikum abgedeckt wird, welche eine der Oberfläche 30 ähnliche konvex gewölbte Oberfläche 30' auf weist. Auf diese Oberfläche 30' wird die elektrisch leitende, beispielsweise metallene Schicht 40 aufgebracht, z. B. durch Bedampfen. Danach wird auf die elektrisch leitende Schicht 40 eine zusätzliche Schicht 32 aus Dielektikum aufgebracht, die zusammen mit der bisherigen Abdeckung und der elektrisch lei tenden Schicht 40 die Abdeckung 3 bildet. Die von der Ober fläche 10 der Karte 1, von der Oberfläche 20 des Chips 2 und der elektrisch leitenden Schicht 40 abgekehrte Oberfläche der zusätzlichen Schicht 32 aus Dielektrikum bildet die Oberflä che 30 der Abdeckung 3.In the example of Fig. 1, the layer 40 can be prepared, for example, that first the chip 2 with a cover 31 is covered from of dielectric having a surface 30 similar convex surface 30 has'. The electrically conductive, for example metallic layer 40 is applied to this surface 30 ', e.g. B. by vapor deposition. Then an additional layer 32 of dielectric is applied to the electrically conductive layer 40 , which together with the previous cover and the electrically conductive layer 40 forms the cover 3 . The surface of the additional layer 32 made of dielectric which faces away from the surface 10 of the card 1 , from the surface 20 of the chip 2 and the electrically conductive layer 40 forms the surface 30 of the cover 3 .
Auf der Oberfläche 20 des Chips 2 sind beim Beispiel nach Fig. 1 voneinander isolierte elektrisch leitende, beispiels weise metallene Schichten 20 1 ausgebildet, die durch Bond drähte 22 mit auf der Karte 1 ausgebildeten elektrischen Lei tungen 11, beispielsweise Schichten aus Metall, verbunden sind. On the surface 20 of the chip 2 in the example of FIG. 1, mutually insulated electrically conductive, for example metal layers 20 1 are formed, which are connected by bond wires 22 to lines 1 formed on the card 1 electrical lines 11 , for example layers of metal .
Die Schichten 20 1 bilden Gegenelektroden zur Schicht 40 in der Abdeckung 3 und die Schicht 40 und die Schichten 20 1 bil den gemeinsam die in der Abdeckung 3 ausgebildete Kapazitäts anordnung 4, die einen chipspezifischen Kapazitätswert C auf weist.The layers 20 1 form counter electrodes to the layer 40 in the cover 3 and the layer 40 and the layers 20 1 together form the capacitance arrangement 4 formed in the cover 3 , which has a chip-specific capacitance value C.
Speziell besteht beim Beispiel nach Fig. 1 die Kapazitätsan ordnung 4 aus mehreren, beispielsweise zwei in Serie geschal teten einzelnen Kapazitätsanordnungen, deren jede aus der Schicht 40 und jeweils einer der mehreren Schichten 20 1 be steht und jeweils einen durch die Dielektrizitätskonstante εr1 des Dielektrikums der Abdeckung 3 mitbestimmten Kapazi tätswert C1 aufweist, der von Schicht 20 1 zu Schicht 20 1 gleich oder verschieden sein kann. Der abzutastende Kapazi tätswert C der Kapazitätsanordnung 4 bestimmt sich in bekann ter Weise aus den Kapazitätswerten C1 aller einzelnen Kapazi tätsanordnungen.Specifically, in the example according to FIG. 1, the capacitance arrangement 4 consists of several, for example two individual capacitance arrangements connected in series, each of which consists of the layer 40 and one of the plurality of layers 20 1 and each has a dielectric constant ε r1 of the dielectric the cover 3 has a certain capacity value C 1 , which can be the same or different from layer 20 1 to layer 20 1 . The capacitance value C to be scanned of the capacitance arrangement 4 is determined in a known manner from the capacitance values C 1 of all individual capacitance arrangements.
In der Fig. 2 ist das Wesentliche des Aufbaus nach Fig. 1 bezüglich der Kapazitätsanordnung 4 vereinfacht dargestellt.In FIG. 2, the essence of the structure 1 of the capacitor array 4 is shown in FIG. Relative shown in simplified form.
Vorzugsweise bilden oder sind die Schichten 20 1 mit Eingängen 50' und 50'' einer im Chip 2 ausgebildeten und an die Kapazi tätsanordnung 4 gekoppelten Schaltungseinrichtung 5 zur wie derholbaren Abtastung des Kapazitätswertes C der Kapazitäts anordnung 4 und Erzeugung zumindest eines Signals S zur Frei gabe einer Funktion der Karte 1 nur dann, wenn der abgetaste te Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 mit einem chip spezifischen Kapazitätswert Cref übereinstimmt, verbunden.Preferably form or are the layers 20 1 to inputs 50 'and 50' 'a groove formed in the chip 2 and tätsanordnung to the capaci 4 coupled circuit device 5 such as derholbaren scanning of the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 and generating at least one S signal for free gift a function of the card 1 only if the scanned te capacitance value C of the capacitance arrangement 4 matches a chip-specific capacitance value C ref .
Beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 liegen zwei oder meh rere in Serie geschaltete Kapazitätsanordnungen mit jeweils einem Kapazitätswert C1 und jeweils einem direktem Abgriff an den elektrisch leitenden Schichten 20 1 am Chip 2 vor. Für diesen Abgriff ist kein zusätzliches Bonden nötig, jedoch kann die benötigte Fläche für die Schichten 20 1 Chip 2 unter Umständen groß sein. In the example according to FIGS. 1 and 2, there are two or more capacitance arrangements connected in series, each with a capacitance value C 1 and in each case a direct tap on the electrically conductive layers 20 1 on the chip 2 . No additional bonding is required for this tap, but the area required for the layers 20 1 chip 2 can be large under certain circumstances.
Zur Kapazitätsanordnung 4 beitragende elektrisch leitende Schichten 20 1 auf dem Chip 2 sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nicht erforderlich. Bei diesem Ausführungsbei spiel ist die Kapazitätsanordnung 4 aus der in der Abdeckung 3 und in einem Abstand d vom Chip 2 ausgebildete elektrisch leitenden Schicht 40 und einer ebenfalls in dieser Abdeckung 3 und in einem Abstand d' vom Chip 2 ausgebildeten weiteren elektrisch leitenden, beispielsweise metallenen Schicht 40' gebildet, die von der einen Schicht 40 durch ein Dielektrikum getrennt ist. In diesem Fall ist die Kapazitätsanordnung 4, deren Kapazitätswert C abzutasten ist, vollständig in den "Globe-Top" verlegt.Electrically conductive layers 20 1 on the chip 2 that contribute to the capacitance arrangement 4 are not required in the exemplary embodiment according to FIG. 3. In this embodiment, the capacitance arrangement 4 is composed of the electrically conductive layer 40 formed in the cover 3 and at a distance d from the chip 2 and a further electrically conductive, for example metal, formed in this cover 3 and at a distance d 'from the chip 2 Layer 40 'is formed, which is separated from the one layer 40 by a dielectric. In this case, the capacitance arrangement 4 , the capacitance value C of which is to be sampled, is completely moved into the "globe top".
Die Schicht 40' kann ähnlich wie die Schicht 40 beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 hergestellt werden. Auf die von der Oberfläche 10 der Karte 1, von der Oberfläche 20 des Chips 2 und von der elektrisch leitenden Schicht 40 abgekehrte Ober fläche 30'' der zusätzlichen Schicht 32 aus Dielektrikum wird die weitere elektrisch leitende Schicht 40' aufgebracht. Da nach wird auf die weitere Schicht 40' eine zusätzliche weite re Schicht 33 aus Dielektikum aufgebracht, die zusammen mit der bisherigen Abdeckung 31, der elektrisch leitenden Schicht 40, der zusätzlichen Schicht 32 aus Dielektrikum und der wei teren elektrisch leitenden Schicht 40' die Abdeckung 3 bil det. Die von der Oberfläche 10 der Karte 1, von der Oberflä che 20 des Chips 2, der elektrisch leitenden Schicht 40 und der weiteren elektrisch leitenden Schicht 40' abgekehrte Oberfläche der zusätzlichen weiteren Schicht 33 aus Dielek trikum bildet die Oberfläche 30 der Abdeckung 3.Layer 40 'can be produced similarly to layer 40 in the example according to FIGS. 1 and 2. On the surface 10 of the card 1 , from the surface 20 of the chip 2 and from the electrically conductive layer 40 surface 30 "of the additional layer 32 made of dielectric, the further electrically conductive layer 40 'is applied. Then after an additional wide re layer 33 made of dielectric is applied to the further layer 40 ', which together with the previous cover 31 , the electrically conductive layer 40 , the additional layer 32 made of dielectric and the white further electrically conductive layer 40 ' the cover 3 pictures. The surface of the additional further layer 33 made of dielectric forms the surface 30 of the cover 3 from the surface 10 of the card 1 , the surface 20 of the chip 2 , the electrically conductive layer 40 and the further electrically conductive layer 40 '.
Zumindest eine der beiden elektrisch leitenden Schichten 40 und 40' kann auch unregelmäßig struktiert sein, um eine unre gelmäßige Kapazitätsanordnung 4 zu erzeugen. Dies gilt auch für die eine elektrisch leitende Schicht 40 des Beispiels nach den Fig. 1 und 2. At least one of the two electrically conductive layers 40 and 40 'can also be irregularly structured in order to produce an irregular capacitance arrangement 4 . This also applies to the one electrically conductive layer 40 of the example according to FIGS. 1 and 2.
Beim Beispiel nach Fig. 3 können die elektrisch leitenden Schichten 40 und 40' vertauscht sein.In the example according to FIG. 3, the electrically conductive layers 40 and 40 'can be interchanged.
Die elektrisch leitende Schicht 40 und ebenso die elektrisch leitende Schicht 40' wölben sich ähnlich konvex wie die Ober fläche 30 der Abdeckung 3 über den Chip 2 und überspannen diesen.The electrically conductive layer 40 and also the electrically conductive layer 40 'arch similarly convexly as the upper surface 30 of the cover 3 over the chip 2 and span it.
Beim Beispiel nach Fig. 3 sind die elektrisch leitenden Schichten 40 und 40' über spezielle Anschlußpads 23 bzw. 23' an der einen Chipträger bildenden Karte 1 kontaktiert und mit dem Chip 2 über zwei Bonddrähte 22' bzw. 22'' verbunden die vorteilhafterweise im gleichen Arbeitsgang mit anderen Pads gebondet werden können. Eine elektrisch leitende Schicht, beispielsweise die Schicht 40, ist mit einem Eingang, bei spielsweise dem Eingang 50' der Schaltungseinrichtung 5 ver bunden, während die andere Schicht, im Beispiel die Schicht 40' mit dem anderen Eingang, im Beispiel dem Eingang 50'' der im Chip 2 ausgebildeten und an die Kapazitätsanordnung 4 ge koppelten Schaltungseinrichtung 5 verbunden ist, die zur wie derholten Abtastung des Kapazitätswertes C der Kapazitätsan ordnung 4 und Erzeugung zumindest eines Signals S zur Freiga be einer Funktion der Karte 1 nur dann, wenn der abgetasteten Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 mit dem chipspezi fischen Kapazitätswert Cref übereinstimmt, dient.In the example of FIG. 3, the electrically conductive layers 40 and 40 on a chip carrier forming card 1 contacted by 'special connection pads 23 and 23' and connected with the chip 2 via two bonding wires 22 'and 22' 'which are advantageously used in the same operation with other pads can be bonded. An electrically conductive layer, for example layer 40 , is connected to an input, for example the input 50 'of the circuit device 5 , while the other layer, in the example the layer 40 ' with the other input, in the example the input 50 '' The circuit device 5 formed in the chip 2 and coupled to the capacitance arrangement 4 is connected to the repetitive sampling of the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 and generation of at least one signal S for releasing a function of the card 1 only when the sampled capacitance value C of the capacitance arrangement 4 matches the chip-specific capacitance value C ref .
In der Fig. 4 ist das Wesentliche des Aufbaus nach Fig. 3 bezüglich der Kapazitätsanordnung 4 vereinfacht dargestellt.In FIG. 4, the essence of the structure 3 of the capacitor array 4 is shown in FIG. Relative shown in simplified form.
Wird bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen an der Ober fläche 30 der Abdeckung 3 manipuliert, beispielsweise um den Chip 2 freizulegen, so wird der Kapazitätswert C der Kapazi tätsanordnung 4 verändert oder die Kapazitätsanordnung 4 zer stört, wobei sich eine Veränderung des abgetasteten Kapazi tätswerts C ergibt, d. h. der nach einer solchen Manipulation abgetastete Kapazitätswert C stimmt nicht mehr mit einem chipspezifischen ursprünglichen Kapazitätswert Cref überein.If, in the described embodiments, on the upper surface 30 of the cover 3 tampered with, for example, to expose the chip 2, so the capacitance value C is the capaci tätsanordnung 4 changed or the capacitor array 4 interferes with cerium, wherein a change of the sampled capaci tätswerts C yields ie the capacitance value C sampled after such manipulation no longer corresponds to a chip-specific original capacitance value C ref .
Die Beispiele nach den Fig. 1 und 2 und nach den Fig. 3 und 4 können miteinander kombiniert werden. Der Kapazitäts wert C der Kapazitätsanordnung 4 ist in diesem Fall aus dem Kapazitätswert der aus den elektrisch leitenden Schichten 40 und 40' gebildeten Kapazitätsanordnung und den Kapazitätswer ten der aus der Schicht 40 und den Schichten 20 1 auf dem Chip 2 gebildeten Kapazitätsanordnungen gebildet. Sind zwei oder mehrere Schichten 20 1 auf der Oberfläche 10 des Chips 2 in einer Schichtanordnung angeordnet, die selbst eine Kapazi tätsanordnung mit einem Kapazitätswert bildet, so trägt die ser Kapazitätswert mit allen übrigen Kapazitätswerten zu dem abzutastenden Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 bei.The examples according to FIGS. 1 and 2 and according to FIGS. 3 and 4 can be combined with one another. In this case, the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 is formed from the capacitance value of the capacitance arrangement formed from the electrically conductive layers 40 and 40 'and the capacitance values of the capacitance arrangements formed from the layer 40 and the layers 20 1 on the chip 2 . If two or more layers 20 1 are arranged on the surface 10 of the chip 2 in a layer arrangement which itself forms a capacitance arrangement with a capacitance value, then this capacitance value with all other capacitance values contributes to the capacitance value C to be scanned of the capacitance arrangement 4 .
In der Fig. 5 ist ein speziell auf dem Beispiel nach den Fig. 3 und 4 basierendes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zusätzlich zu der aus den Schichten 40 und 40' in der Abdeckung 3 ausgebildeten sichernden Kapazitätsanordnung eine weitere Schutzstruktur in Form einer auf der Oberfläche 20 des Chips 2 ausgebildeten Kapazitätsanordnung realisiert ist.In FIG. 5 is specifically shown a on the embodiment according to FIGS. 3 and 4 based embodiment, in addition to a 'formed in the cover 3 of the layers 40 and 40 captive capacity arrangement, a further protective structure in the form of an on the surface 20 of the chip 2 trained capacitance arrangement is realized.
Die aus den Schichten 40 und 40' bestehende Kapazitätsanord nung ist mit 4' bezeichnet und entspricht der Kapazitätsan ordnung 4 des Beispiels nach den Fig. 3 und 4 und ist wie in der Fig. 4 vereinfacht dargestellt. Die auf der Oberflä che 20 des Chips 2 ausgebildete Kapazitätsanordnung ist mit 4'' bezeichnet und besteht aus einer Schichtanordnung 21 aus zumindest zwei elektrisch voneinander isolierten Schichten 201.The capacitance arrangement consisting of the layers 40 and 40 'is designated 4 ' and corresponds to the capacitance arrangement 4 of the example according to FIGS. 3 and 4 and is shown in simplified form as in FIG. 4. The capacitance arrangement formed on the surface 20 of the chip 2 is denoted by 4 ″ and consists of a layer arrangement 21 composed of at least two layers 201 that are electrically insulated from one another.
Beide Kapazitätsanordnungen 4' und 4'' sind zusammengeschal tet und bilden gemeinsam die Kapazitätsanordnung 4, deren Ka pazitätswert C abzutasten ist und sich bei gegebener Zusam menschaltung in bekannter Weise aus dem Kapazitätswert C3 der Kapazitätsanordnung 4' und dem Kapazitätswert C2 der Kapazi tätsanordnung 4'' bestimmt. Both capacitance arrangements 4 'and 4 ''are switched together and together form the capacitance arrangement 4 , the capacitance value C of which can be sampled and, given the interconnection, in a known manner from the capacitance value C 3 of the capacitance arrangement 4 ' and the capacitance value C 2 of the capacitance arrangement 4 '' determined.
Beispielsweise sind die Kapazitätsanordnungen 4' und 4'' so zusammengeschaltet, daß eine Schicht der Kapazitätsanordnung 4', beispielsweise die Schicht 40, und eine Schicht 20i der Kapazitätsanordnung 4'' mit einem Eingang, beispielsweise dem Eingang 50' der Schaltungseinrichtung 5 verbunden ist, und die andere Schicht der Kapazitätsanordnung 4', im Beispiel die Schicht 40', und die andere Schicht 20 1 der Kapazitätsan ordnung 4'' mit dem anderen Eingang, im Beispiel dem Eingang 50'' der Schaltungseinrichtung 5 verbunden ist.For example, the capacitance arrangements 4 ′ and 4 ″ are interconnected such that a layer of the capacitance arrangement 4 ′, for example the layer 40 , and a layer 20 i of the capacitance arrangement 4 ″ are connected to an input, for example the input 50 ′ of the circuit device 5 , and the other layer of the capacitance arrangement 4 ', in the example the layer 40 ', and the other layer 20 1 of the capacitance arrangement 4 '' is connected to the other input, in the example the input 50 '' of the circuit device 5 .
Die Kapazitätsanordnung 4 nach Fig. 5 könnte auch so ausge bildet sein, daß anstelle der beiden Schichten 40 und 40' wie beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 in der Abdeckung 3 nur eine Schicht, beispielsweise die Schicht 40 vorgesehen ist.The capacitance means 4 according to Fig. 5 may also be so out is possible that instead of the two layers 40 and 40 'as in the example of FIGS. 1 and 2 in the cover 3 is only one layer, for example, the layer 40 is provided.
Im übrigen bildet die auf der Oberfläche 20 des Chips 2 aus gebildete Kapazitätsanordnung 4'' nach Fig. 5 für sich al lein bereits einen gewissen Schutz gegen Chipmanipulation, doch wird diese Kapazitätsanordnung 4'' vorzugsweise nicht allein, sondern mit einer anderen Schutzmaßnahme in Form ei ner zusätzlichen Kapazitätsanordnung wie beispielsweise der Anordnung 4' nach Fig. 5 verwendet.Forming the rest on the surface 20 of the chip 2 from formed capacitor array 4 '' according to Fig. 5 al lein for already some protection against chip manipulation, but this capacitor array 4 '' is preferably not alone, but with a different protective measure in the form of egg ner additional capacitance arrangement such as the arrangement 4 'of FIG. 5 used.
Die auf der Oberfläche 20 des Chips 2 ausgebildeten elek trisch leitenden Schichten 20 1 sind beispielsweise jeweils unregelmäßig strukturiert und decken zumindest einen Ausgang 50 der Schaltungseinrichtung 5 zur Abgabe eines Signals S zur Freigabe einer Funktion der Karte 1 ab.The electrically conductive layers 20 1 formed on the surface 20 of the chip 2 are each structured irregularly, for example, and cover at least one output 50 of the circuit device 5 for emitting a signal S for releasing a function of the card 1 .
Insbesondere weist beim Beispiel nach Fig. 5 die Schicht anordnung 21 zwei benachbarte elektrisch leitende Schichten 20 1 auf, die auf der Oberfläche 20 des Chips 2 ausgebildet, voneinander isoliert und ineinandergreifend strukturiert sind, wobei die Schichtanordnung 21 den zumindest einen Ausgangsanschluß 50 der Schaltungseinrichtung 5 zur Abgabe ei nes Signals S zur Freigabe einer Funktion der Karte 1 ab deckt.In particular, in the example of Fig. 5, the layer arrangement 21 two adjacent electrically conductive layers 20 1, which formed on the surface 20 of the chip 2 are isolated from each other and interlocking structure, wherein the layer structure 21 to at least an output terminal 50 of the circuit device 5 to deliver a signal S to enable a function of the card 1 covers.
Jede der beiden Schichten 201 1 weist beispielsweise jeweils mehrere Einbuchtungen 201 auf, in deren jede je eine bei spielsweise fingerartige Ausbuchtung 202 der anderen Schicht 20 1 eingreift, so daß eine Interdigitalstruktur gegeben ist.Each of the two layers 201 1 , for example, each has a plurality of indentations 201 , in each of which one example finger-shaped bulge 202 of the other layer 20 1 engages, so that an interdigital structure is provided.
Die Schichtanordnung 21 kann auch mehr als zwei elektrisch voneinander isolierte benachbarte Schichten 20 1 aufweisen, deren jede jeweils mehrere Einbuchtungen 201 aufweist, in de ren jede je eine Ausbuchtung 202 einer benachbarten Schicht 20 1 eingreift. In der Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel ei ner derartigen Schichtanordnung 21 mit fünf benachbarten Schichten 20 1 mit jeweiligen Anschlüssen, die der Reihe nach mit I, II, III, IV und V bezeichnet sind, dargestellt. Jedes Paar benachbarter Schichten 20 1 bildet je eine einzelne Kapa zitätsanordnung je eines Kapazitätswertes, wobei insgesamt vier solche einzelne Kapazitätsanordnungen 41 bis 44 gegeben sind, die in der Fig. 6 rechts neben der Schichtanordnung 21 noch einmal vereinfacht dargestellt sind und gemeinsam die Kapazitätsanordnung 4'' mit dem Kapazitätswert C2 bilden, der sich aus den Kapazitätswerten der Kapazitätsanordnungen 41 bis 45 bestimmt.The layer arrangement 21 can also have more than two adjacent layers 20 1 which are electrically insulated from one another, each of which has a plurality of indentations 201 , in each of which a bulge 202 of an adjacent layer 20 1 engages. In FIG. 6 is an embodiment ei ner such layer assembly 21 with five adjacent layers 20 to respective terminals 1, which are designated sequentially with I, II, III, IV and V represented. Each pair of adjacent layers 20 1 forms an individual capacitance arrangement each of a capacitance value, a total of four such individual capacitance arrangements 41 to 44 being given, which are shown once again in simplified form in FIG. 6 to the right of the layer arrangement 21 and together the capacitance arrangement 4 ''Form with the capacitance value C 2 , which is determined from the capacitance values of the capacitance arrangements 41 to 45 .
Die Schichtanordnung 21 nach Fig. 6 definiert vorteilhafter weise eine unterbrechungssensitive Kapazitätsanordnung 4'' mit Mäanderstruktur, wobei Unterbrechungen einer Schicht 20 1 zu empfindlich detektierbaren Schwankungen des Kapazitätswer tes C2 führen können oder die Kapazitätsanordnung sogar zer störten. Es besteht hier auch noch die Möglichkeit, die ver schiedenen Schichten 20 1 über eine Schalteranordnung anzu schließen und so eine Diversifizierung der Kapazitätsanord nung herbeizuführen.The layer arrangement 21 according to FIG. 6 advantageously defines an interruption-sensitive capacitance arrangement 4 ″ with a meandering structure, interruptions in a layer 20 1 can lead to sensitively detectable fluctuations in the capacitance value C 2 or even destroy the capacitance arrangement. There is also the possibility here to connect the different layers 20 1 via a switch arrangement and thus bring about a diversification of the capacitance arrangement.
Die Schichtanordnung 21 nach Fig. 6 kann sehr groß ausge führt werden und eine willkürliche Unterbrechung einiger Schichten 20 1 kann zu unterschiedlichen Kapazitätswertver hältnissen führen.The layer arrangement 21 according to FIG. 6 can be very large and an arbitrary interruption of some layers 20 1 can lead to different capacitance ratios.
Bei den Beispielen nach den Fig. 5 und 6 wird der Schutz gegen Chipmanipulation doppelt abgesichert, einmal mit der verteilten Kapazitätsanordnung 4' im "Globe-Top" und zusätz lich mit der Flächenabdeckung eines oder mehrerer Ausgänge 50 der Schaltungseinrichtung 5 oder eines oder mehrerer Freiga bepunkte 6 (siehe Fig. 5) durch die Schichtanordnung 21. Es ist somit eine große Sicherheit für den Chip 2 gewährleistet, wenn diese verteilten Kapazitätsanordnungen 4' und 4'' die kritischen Stellen am Chip 2 vor unbefugter Manipulation, bzw. den Chip 2 selbst vor dem zerstörungsfreien Freilegen schützen. Die ungestörten Kapazitätswertverhältnisse bilden eine chipspezifische Identifikation, die nicht manipulierbar ist, da Kapazitätswerte in der Größenordnung von einigen 100 fF, wie sie bei den erfindungsgemäßen Kapazitätsanordnungen vorliegen, nicht von außen anschließbar sind, ohne schon durch die Verdrahtung veränderte Verhältnisse zu schaffen.In the examples according to FIGS . 5 and 6, protection against chip manipulation is doubly secured, once with the distributed capacitance arrangement 4 'in the "globe top" and additionally with the surface coverage of one or more outputs 50 of the circuit device 5 or one or more signals score 6 (see FIG. 5) through the layer arrangement 21 . A high level of security for chip 2 is thus ensured if these distributed capacitance arrangements 4 ′ and 4 ″ protect the critical points on chip 2 against unauthorized manipulation or chip 2 itself against non-destructive exposure. The undisturbed capacitance value relationships form a chip-specific identification that cannot be manipulated, since capacitance values in the order of magnitude of a few 100 fF, as are present in the capacitance arrangements according to the invention, cannot be connected from the outside without creating changed conditions through the wiring.
Die im Chip 2 ausgebildete und an die Kapazitätsanordnung 4 einer erfindungsgemäßen Einrichtung gekoppelte Schaltungsein richtung 5 hat die Funktion, den Kapazitätswert C der Kapazi tätsanordnung 4 wiederholt, beispielsweise bei jeder Benut zung der Karte 1 abzutasten und zumindest ein Signal S zur Freigabe einer Funktion der Karte 1 nur dann zu erzeugen, wenn der abgetasteten Kapazitätswert C mit einem vorher abge tasteten Kapazitätswert der Kapazitätsanordnung 4, der als chipspezifischer Kapazitätswert Cref festgelegt wird, überein stimmt, und die Funktion der Karte 1 nicht freizugeben, wenn der abgetastete Kapazitätswert C nicht mit dem chipspezifi schen Kapazitätswert Cref übereinstimmt.The circuit 5 formed in the chip 2 and coupled to the capacitance arrangement 4 of a device according to the invention has the function of repeating the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 , for example each time the card 1 is used, and at least one signal S for releasing a function of the card 1 can only be generated if the sampled capacitance value C matches a previously sampled capacitance value of the capacitance arrangement 4 , which is defined as the chip-specific capacitance value C ref , and does not release the function of the card 1 if the sampled capacitance value C does not match the chip-specific capacitance value C ref matches.
In der Fig. 7 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltungseinrichtung 5 blockschaltbildmäßig dargestellt. Sie weist einen an die Kapazitätsanordnung 4 angeschlossenen Os zillator 51 auf, der ein Signal f einer Frequenz ω erzeugt, deren Wert ωc für den abgetasteten Kapazitätswert C charakte ristisch und speziell proportional zu diesem Kapazitätswert C ist. Der Oszillator 51 besteht vorzugsweise aus einer SC-Os zillatorschaltung und bildet speziell die an die Kapazi tätsanordnung 4 gekoppelte Signalerzeugungseinrichtung zur wahlweisen Abtastung des Kapazitätswertes der Kapazitätsan ordnung 4 und jeweiligen Erzeugung des Signals mit einem Si gnalparameter, der einen für den abgetasteten Kapazitätswert charakteristischen Parameterwert aufweist, wobei das Signal f das Signal der Signalerzeugungseinrichtung und die Frequenz ω den Signalparameter dieses Signals bildet.In FIG. 7, a preferred embodiment of the circuit device 5 is shown in block diagram moderately. It has an oscillator 51 connected to the capacitance arrangement 4 , which generates a signal f of a frequency ω, the value ω c of which is characteristic of the sampled capacitance value C and is specifically proportional to this capacitance value C. The oscillator 51 is preferably composed of an SC oscillator circuit and specifically forms the signal generating device coupled to the capacitance arrangement 4 for selectively sampling the capacitance value of the capacitance arrangement 4 and generating the signal in each case with a signal parameter which has a parameter value characteristic of the sampled capacitance value , wherein the signal f forms the signal of the signal generating device and the frequency ω the signal parameter of this signal.
Als Signalparameter können auch andere Signalgrößen als eine Frequenz, beispielsweise eine an der Kapazitätsanordnung 4 abgegriffene elektrische Spannung verwendet werden, wenn ge währleistet ist, daß diese andere Signalgröße charakteri stisch für den Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 ist. Entsprechend ist dann auch die Signalerzeugungseinrich tung 51 auszuführen.As signal parameters, other signal quantities than a frequency, for example an electrical voltage tapped at the capacitance arrangement 4 , can be used if it is ensured that this other signal quantity is characteristic of the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 . Correspondingly, the signal generator device 51 is then to be executed.
Beim Beispiel nach Fig. 7 mit dem Oszillators 51 zählt ein Frequenzzähler 521 die Frequenz ω des Signals f und erzeugt eine Zahl Ac, die für den Wert ωc der Frequenz ω genauso cha rakteristisch ist, wie der Wert ωc der Frequenz ω für den Ka pazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4. Dazu ist der Fre quenzzähler 521 beispielsweise so ausgebildet, daß er eine feste Zählperiode aufweist und bei jeder Abtastung des Kapa zitätswertes C der Kapazitätsanordnung 4 die Frequenz ω des vom Oszillator 51 erzeugten Signals f die Dauer T einer Zähl periode lang zählt und nach Ablauf dieser Dauer T als die für den Wert ωc der Frequenz ω charakteristische Zahl Ac bereit stellt.In the example according to FIG. 7 with the oscillator 51, a frequency counter 521 counts the frequency ω of the signal f and generates a number A c which is as characteristic for the value ω c of the frequency ω as the value ω c of the frequency ω for the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 . For this purpose, the frequency counter 521 is designed, for example, in such a way that it has a fixed counting period and with each sampling of the capacitance value C of the capacitance arrangement 4, the frequency ω of the signal f generated by the oscillator 51 counts the duration T of a counting period and after this duration has expired T as the number A c that is characteristic of the value ω c of the frequency ω.
Beträgt Dauer T jeder Zählperiode beispielsweise m aufeinan derfolgende Bits, wobei m eine vorgebbare natürliche Zahl ist, so sind 2m+2 binär codierte Zahlen Ac mit je einem Wert zwischen 0 und 2m möglich, die entsprechend viele Werte ωc der Frequenz ω umkehrbar eindeutig charakterisieren und un ter denen sich der für den chipspezifischen Kapazitätswert Cref charakteristische Wert ωref der Frequenz ω befinden muß. Die dem Wert ωref zugeordnete Zahl Aref unter den Zahlen Ac ist wie der Wert ωref für den chipspezifischen Kapazitätswert Cref charakteristisch.If the duration T of each counting period is, for example, m consecutive bits, where m is a predeterminable natural number, then 2 m +2 binary-coded numbers A c , each with a value between 0 and 2 m, are possible, which have a corresponding number of values ω c of the frequency ω characterize reversibly and underneath which must be the value ω ref of the frequency ω which is characteristic of the chip-specific capacitance value C ref . The value ω ref allocated number A ref among the numbers A c as the value of ω ref for the chip specific capacitance value C ref characteristic.
Eine Verknüpfungseinrichtung 522 verknüpft jede vom Zähler 521 bereitgestellte Zahl Ac nach einem frei wählbaren Ver knüpfungsalgorithmus (*) mit einer personenspezifischen fe sten Zahl B und stellt eine durch die jeweils miteinander verknüpften Zahlen Ac und B gebildete Zahl X = Ac(*)B bereit, die für den Kapazitätswert C genauso charakteristisch ist, wie die Zahl Ac oder der Wert ωc. Die Zahl B ist vorzugsweise wie die Zahl Ac eine binär codierte Zahl einer Breite von m' Bits, und für die Zahlen X = Ac(*)B steht eine Breite von n Bits zur Verfügung, wobei m' und n jeweils natürliche Zahlen sind und n größer als m ist, beispielsweise gleich m + m', wenn der Verknüpfungsalgorithmus (*) eine einfache arithmeti sche Addition ist der Zahlen Ac und B ist.A linking device 522 links each number A c provided by the counter 521 according to a freely selectable linking algorithm (*) with a person-specific fixed number B and represents a number X = A c (*) formed by the respectively linked numbers A c and B B ready, which is as characteristic for the capacitance value C as the number A c or the value ω c . Like the number A c, the number B is preferably a binary-coded number with a width of m 'bits, and for the numbers X = A c (*) B there is a width of n bits available, with m' and n each being natural numbers are and n is greater than m, for example equal to m + m ', if the linking algorithm (*) is a simple arithmetic addition of the numbers A c and B.
Der Frequenzzähler 521 und die Verknüpfungseinrichtung 522 bilden gemeinsam eine Codierungseinrichtung 52 zur Codierung des Wertes ωc der Frequenz ω jedes erzeugten Signals f nach einem vorgebbaren Code und Erzeugung eines für diesen Wert ωc der Frequenz ω charakteristischen Codewortes X.The frequency counter 521 and the linking device 522 together form a coding device 52 for coding the value ω c of the frequency ω of each generated signal f according to a predeterminable code and generating a code word X which is characteristic of this value ω c of the frequency ω.
Prinzipiell kann die Codierungseinrichtung 52 aus dem Fre quenzzähler 521 allein bestehen, so daß die Zahl Ac selbst das zu erzeugende Codewort X bildet, doch ist die Verknüpfung der Zahl Ac mit einer personenspezifischen Zahl B ein weite rer unabhängiger Schutz der Chipkarte 1, der in jedem Fall vorteilhaft ist und auf den nicht verzichtet werden sollte. In principle, the coding device 52 can consist of the frequency counter 521 alone, so that the number A c itself forms the code word X to be generated, but the combination of the number A c with a person-specific number B is a further independent protection of the chip card 1 is advantageous in any case and should not be dispensed with.
Bevor die Chipkarte 1 zur Benutzung freigegeben wird, wird der Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 abgetastet und das für diesen Kapazitätswert C charakteristische Codewort X = Ac(*)B erzeugt. Dieser Kapazitätswert C wird als der chip spezifische Kapazitätswert Cref und dieses Codewort X als das die Kennung dieses chipspezifischen Kapazitätswerts Cref bil dende ausgewählte Codewort Xref = Aref(*)B genommen.Before the chip card 1 is released for use, the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 is scanned and the code word X = A c (*) B which is characteristic of this capacitance value C is generated. This capacitance value C is taken as the chip-specific capacitance value C ref and this code word X as the selected code word X ref = A ref (*) B forming the identifier of this chip-specific capacitance value C ref .
Für das ausgewählte Codewort Xref, das als einzigartige Iden tifikation der Chipkarte 1 anzusehen ist, darf es keine Mög lichkeit einer nachträglichen Veränderung durch Manipulation geben. Um dies sicherzustellen ist eine Speichereinrichtung 53 zur von außen unzugänglichen Speicherung des die Kennung des chipspezifischen Kapazitätswertes Cref bildenden ausge wählten erzeugten Codewortes Xref vorgesehen.For the selected code word X ref , which is to be regarded as a unique identification of the chip card 1 , there must be no possibility of a subsequent change through manipulation. To ensure this, a memory device 53 is provided for externally inaccessible storage of the selected generated code word X ref which forms the identifier of the chip-specific capacitance value C ref .
Die von außen unzugängliche Speicherung des ausgewählten Codewortes Xref in der Speichereinrichtung 53 wird vorzugswei se dadurch erreicht, daß die Codierungseinrichtung 52 durch eine Übertragungsleitung 530 mit der Speichereinrichtung 53, die vorzugsweise ein EPROM ist, verbunden ist. Über diese Übertragungsleitung wird das ausgewählte Codewort Xref = Aref(*)B zur Eingangsseite der Speichereinrichtung 53 übertra gen und in die Speichereinrichtung 53 eingelesen. Das einge lesene Codewort Xref wird bleibend in der Speichereinrichtung 53 gespeichert. Das gespeicherte Codewort Xref ist auf der Ausgangsseite der Speichereinrichtung 53 auslesbar, wobei auf dieser Ausgangsseite keinerlei Möglichkeit zu einer Verände rung des gespeicherten Codeworts Xref von außen besteht.The externally inaccessible storage of the selected code word X ref in the memory device 53 is preferably achieved in that the coding device 52 is connected by a transmission line 530 to the memory device 53 , which is preferably an EPROM. The selected code word X ref = A ref (*) B is transmitted to the input side of the memory device 53 via this transmission line and is read into the memory device 53 . The read-in code word X ref is permanently stored in the memory device 53 . The stored code word X ref can be read out on the output side of the memory device 53 , there being no possibility of changing the stored code word X ref from the outside on this output side.
Damit auch keinerlei Möglichkeit zu einer Veränderung des ge speicherten Codeworts Xref besteht, ist eine Einrichtung 531 zur irreversiblen Unterbrechung der Übertragungsleitung 530 von außen nach einer Speicherung des erzeugten ausgewählten Codewortes Xref vorgesehen. Diese Einrichtung kann darin be stehen, daß die von der Codierungseinrichtung 52 zur Spei chereinrichtung 53 führende Übertragungsleitung 530 durch An legen einer definierten elektrischen Spannung an einen von außen zugänglichen Kontakt mittels eines "Fuse-Blow" durchge schmolzen wird.So that there is no possibility of changing the stored code word X ref , a device 531 is provided for irreversibly interrupting the transmission line 530 from the outside after the selected code word X ref generated has been stored. This device may be that the transmission line 530 leading from the coding device 52 to the storage device 53 is melted by applying a defined electrical voltage to an externally accessible contact by means of a "fuse blow".
Nach der Speicherung des ausgewählten Codewortes Xref kann die Karte 1 zur Benutzung freigegeben werden, und bei jeder Be nutzung der Karte 1 wird der Kapazitätswert C der Kapazität seinrichtung 4 jeweils erneut abgetastet und jeweils das für diesen abgetasteten Kapazitätswert C charakteristische Code word X erzeugt.After the selected code word X ref has been stored, the card 1 can be released for use, and each time the card 1 is used, the capacitance value C of the capacitance device 4 is again sampled and the code word X characteristic of this sampled capacitance value C is generated.
Jedes erneut abgetastete Codewort X wird nicht in der Spei chereinrichtung 53 gespeichert und kann auch wegen der unter brochenen Übertragungsleitung 530 nicht in der Speicherein richtung 53 gespeichert werden, sondern wird einer Kompara toreinrichtung 54 mit dem in der Speichereinrichtung 53 ge speicherten und ausgewählten Codewort Xref verglichen, das zu diesem Vergleich aus der Speichereinrichtung 53 ausgelesen wird, aber weiter unverändert in der Speichereinung 53 ge speichert bleibt.Each resampled codeword X is not chereinrichtung in the SpeI saved 53, and can also be saved because of the non-directional in the spoke clean under rupted transmission line 530 53, but is a Kompara gate means 54 to the ge in the storage device 53 stored and selected code word X ref compared, which is read out from the memory device 53 for this comparison, but remains unchanged in the memory unit 53 ge stores.
Die Komparatoreinrichtung 54 erzeugt in Abhängigkeit vom Er gebnis des Vergleichs zumindest ein Signal S zur Freigabe ei ner Funktion der Karte 1 nur dann, wenn das erneut erzeugte Codewort X mit dem gespeicherten ausgewählten Codewort Xref übereinstimmt, so daß die Funktion der Karte 1 jeweils nur dann freigegeben wird wenn das erneut erzeugte Codewort X mit dem gespeicherten ausgewählten Codewort Xref übereinstimmt und nicht, wenn eine solche Übereinstimmung nicht besteht.The comparator device 54 generates, depending on the result of the comparison, at least one signal S for releasing a function of the card 1 only when the newly generated code word X coincides with the stored selected code word X ref , so that the function of the card 1 only in each case is then released if the newly generated code word X matches the stored selected code word X ref and not if such a match does not exist.
Das Freigabesignal S wird an einem Ausgang 50 der Kompara toreinrichtung 54 abgegeben, der zugleich den Ausgang der Schaltungseinrichtung 5 bilden kann und vorzugsweise von ei ner unregelmäßig strukturierten Schicht 20 1 oder Schicht anordnung 21 aus solchen Schichten 20 1 auf der Oberfläche 20 des Chips 2 abgedeckt ist. The release signal S is emitted at an output 50 of the comparator device 54 , which can also form the output of the circuit device 5 and is preferably covered by an irregularly structured layer 20 1 or layer arrangement 21 composed of such layers 20 1 on the surface 20 of the chip 2 is.
Aus dem Freigabesignal S wird vorzugsweise ein Freigabesignal S' erzeugt, das auf in verschiedenen Freigabepunkten 6 auf der Oberfläche 20 des Chips 2 angeordnete Ausgänge verteilt ist. Das verteilte Freigabesignal S' entspricht einem Signal, das in die Logik der Kartenfunktion eingebaut ist und eine Freigabe der Karte 1 bewirkt. Die Verteilung der Freigabe punkte 6 ist ein wesentlicher Beitrag zum Schutz der Karten funktion, da sie nicht sofort lokalisiert werden können und nicht nur als ein Punkt existieren, den es bei einer Manipu lation zu verändern gilt.A release signal S ′ is preferably generated from the release signal S, which is distributed to outputs arranged in different release points 6 on the surface 20 of the chip 2 . The distributed release signal S 'corresponds to a signal which is built into the logic of the card function and causes card 1 to be released . The distribution of the release points 6 is an important contribution to the protection of the map function, since they cannot be located immediately and do not only exist as a point that needs to be changed in the event of manipulation.
Es ist sinnvoll, wenigstens einen dieser Freigabepunkte 6 von einer unregelmäßig strukturierten Schicht 20 1 oder Schicht anordnung 21 aus solchen Schichten 20 1 auf der Oberfläche 20 des Chips 2 abzudecken, um ihn zu schützen. In der Fig. 5 sind beispielsweise drei Freigabepunkte 6 schematisch darge stellt, von denen einer außerhalb der Schichtanordnung 21 an geordnet und nicht von dieser abgedeckt ist, die anderen bei den dagegen im Bereich der Schichtanordnung 21 liegt und von dieser abgedeckt sind. Vorzugsweise liegt ein von der Schichtanordnung 21 abgedeckter Freigabepunkt 6 nicht wie in der Fig. 5 aus Gründen der Sichtbarmachung dargestellt neben den Schichten 20 1, sondern unter einer Schicht 20 1.It makes sense to cover at least one of these release points 6 from an irregularly structured layer 20 1 or layer arrangement 21 from such layers 20 1 on the surface 20 of the chip 2 in order to protect it. In FIG. 5, for example, three release points 6 are schematically Darge sets, one of which is arranged outside of the layer assembly 21 and not covered by this, the other, however, is the in the area of the layer arrangement 21 and are covered by this. Preferably, a release point 6 covered by the layer arrangement 21 does not lie next to the layers 20 1 , as shown in FIG. 5 for reasons of visualization, but under a layer 20 1 .
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorteilhafterweise das für den chipspezifischen Kapazitätswert Cref charakteri stische ausgewählte Codewort Xref auch im Fall einer Dekodie rung dieses Wortes Xref nicht verwendbar, da für die Inbe triebnahme bzw. Benutzung der Karte 1 immer eine Abtastung des Kapazitätswertes C der Kapazitätsanordnung 4 vorausge setzt wird und mit dem gespeicherten ausgewählten Codewort Xref verglichen wird. Die Möglichkeit durch Übertragen eines geknackten ausgewählten Codewortes Xref einer Karte 1 auf eine andere Karte ein Duplikat der einen Karte 1 zu haben ist vollkommen ausgeschlossen, da die vom Prozeß willkürlich ab geleiteten Kapazitätsverhältnisse nicht reproduzierbar sind und die Abtastung des Kapazitätswertes C der Kapazitätsanord nung 4 der anderen Karte ein wesentlicher Bestandteil zur Ge winnung der individuellen chipspezifischen Kennung ist.In the device according to the invention, the selected code word X ref , which is characteristic of the chip-specific capacitance value C ref , can advantageously not be used even in the case of a decoding of this word X ref , since a scan of the capacitance value C always takes place for the commissioning or use of the card 1 Capacity arrangement 4 is presupposed and compared with the stored selected code word X ref . The possibility of transferring a cracked selected code word X ref from a card 1 to another card to have a duplicate of the one card 1 is completely ruled out, since the capacitance ratios arbitrarily derived from the process cannot be reproduced and the sampling of the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 the other card is an essential part of gaining the individual chip-specific identifier.
In Zusammenfassung wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Mißbrauch der Chipkarte 1 durch Chipmanipulation durch die Abtastung des Kapazitätswertes C einer sensiblen Kapazi tätsanordnung 4 ausgeschaltet, die in der den Chip 2 abdec kenden Abdeckung 3 und/oder der von der Abdeckung 3 abgedeck ten Oberfläche 20 des Chips 2 ausgebildet ist. Speziell wird der Kapazitätswert C der Kapazitätsanordnung 4 mit einer SC-Os zillatorschaltung 51 abgetastet, die aus dem abgetasteten Kapazitätswert C eine Frequenz ω mit einem zu diesem Kapazi tätswert C proportionalen Frequenzwert ωc erzeugt. Dieser Frequenzwert ωc wird in eine für diesen Wert ωc charakteri stische binär codierte Zahl Ac umgewandelt und mit einer per sonenspezifischen Zahl B zu einem Codewort X verknüpft. Ein erzeugtes solches Codewort X wird als ein Codewort Xref ausge wählt, das als chipspezifische Kennung verwendet wird. Diese Kennung wird, beispielsweise durch einen einmaligen Initiali sierungsvorgang, auf der Karte 1 gespeichert. Bei der Verwen dung der Karte 1 wird wiederum der Kapazitätswert C abgeta stet und das Codewort X generiert. Falls dieses mit dem ge speicherten Codewort X beispielsweise in einem einmaligen In itialisierungsvorgang übereinstimmt, wird die Kartenfunktion über verteilte Freigabepunkte 6 freigegeben. Diese Freigabe punkte 6 werden durch eine Schichtanordnung 21 mit ineinan dergreifenden elektrisch leitenden Schichten 20 1 geschützt und der gesamte Chip 2 ist durch die Kapazitätsanordnung 4 vor unbefugtem Zugriff geschützt. Eine Veränderung der Kapa zitätsanordnung 4 und damit deren Kapazitätswertes C von au ßen hat nach der Speicherung der chipspezifischen Kennung zur Folge, daß die Funktionen am Chip 2 nicht mehr freigegeben werden und somit die Chipkarte 1 unbrauchbar wird. Die chip spezifische Kennung selbst ist nicht reproduzierbar und nicht übertragbar und selbst bei einer Entschlüsselung für einen Mißbrauch nicht verwendbar.In summary, misuse of the chip card 1 by chip manipulation by scanning the capacitance value C of a sensitive capaci ity arrangement 4 is switched off in the device according to the invention, the cover 2 in the cover 2 and / or the surface 20 covered by the cover 3 Chips 2 is formed. Specifically, the capacitance value C of the capacitance arrangement 4 is sampled with an SC oscillator circuit 51 , which generates a frequency ω from the sampled capacitance value C with a frequency value ω c proportional to this capacitance value C. This frequency value ω c is converted into a STIC for this value ω c CHARACTERI binary coded number c and A associated with a specific number per sonen B to a code word X. A generated such code word X is selected as a code word X ref , which is used as a chip-specific identifier. This identifier is stored, for example, by a one-time initialization process on the card 1 . When using card 1 , the capacitance value C is again sampled and the code word X is generated. If this coincides with the stored code word X, for example in a one-time initialization process, the card function is released via distributed release points 6 . These release points 6 are protected by a layer arrangement 21 with interlocking electrically conductive layers 20 1 and the entire chip 2 is protected by the capacitance arrangement 4 against unauthorized access. A change in the capacitance arrangement 4 and thus its capacity value C from the outside, after storing the chip-specific identifier, has the consequence that the functions on the chip 2 are no longer released and the chip card 1 is therefore unusable. The chip-specific identifier itself is not reproducible and not transferable and cannot be used for misuse even when decrypted.
Claims (19)
- - einen auf der Karte (1) vorgesehenen Chip (2), der von ei ner Abdeckung (3) aus einem Dielektrikum gegen äußere Ein flüsse geschützt ist,
- - eine in der Abdeckung (3) ausgebildete Kapazitätsanordnung (4), die einen chipspezifischen Kapazitätswert (Cref) auf weist, und
- - eine im Chip (2) ausgebildete und an die Kapazitätsanord nung (4) gekoppelte Schaltungseinrichtung (5) zur wiederhol baren Abtastung des Kapazitätswertes (C) der Kapazitätsanord nung (4) und Erzeugung zumindest eines Signals (S, S') zur Freigabe einer Funktion der Karte (1) nur dann, wenn der ab getasteten Kapazitätswert (C) mit dem chipspezifischen Kapa zitätswert (Cref) übereinstimmt.
- - A on the card ( 1 ) provided chip ( 2 ), which is protected by a cover ( 3 ) from a dielectric against external influences,
- - A capacitance arrangement ( 4 ) formed in the cover ( 3 ) and having a chip-specific capacitance value (C ref ), and
- - A in the chip ( 2 ) and to the capacitance arrangement ( 4 ) coupled circuit device ( 5 ) for repeatable sampling of the capacitance value (C) of the capacitance arrangement ( 4 ) and generating at least one signal (S, S ') to release a Function of the card ( 1 ) only if the sampled capacitance value (C) matches the chip-specific capacitance value (C ref ).
- - eine an die Kapazitätsanordnung (4) gekoppelte Signalerzeu gungseinrichtung (51) zur wahlweisen Abtastung des Kapazi tätswertes (C) der Kapazitätsanordnung (4) und jeweiligen Er zeugung eines Signals (f) mit einem Signalparameter (ω), der einen für den abgetasteten Kapazitätswert (C) charakteristi schen Parameterwert (ωc) aufweist,
- - eine Codierungseinrichtung (52) zur Codierung des Parame terwertes (ωc, ωref) des Signalparameters (ω) jedes erzeugten Signals (f) nach einem vorgebbaren Code und Erzeugung eines für diesen Parameterwert (ωc, ωref) charakteristischen Code wortes (X, Xref),
- - eine Speichereinrichtung (53) zur von außen unzugänglichen Speicherung eines ausgewählten erzeugten Codewortes (Xref) als Kennung des chipspezifischen Kapazitätswertes (Cref) und
- - eine Komparatoreinrichtung (54) zum Vergleichen eines nach der Speicherung des ausgewählten Codewortes (Xref) durch Abta stung des Kapazitätswertes (C) erneut erzeugten Codewortes (X) mit dem gespeicherten ausgewählten Codewortes (Xref) und Erzeugen eines Signals (S) zur Freigabe einer Funktion der Karte (1) nur dann, wenn das erneut erzeugte Codewort (X) mit dem gespeicherten ausgewählten Codewort (Xref) übereinstimmt, aufweist.
- - A to the capacitance arrangement ( 4 ) coupled signal generation device ( 51 ) for optional sampling of the capaci titätswert (C) of the capacitance arrangement ( 4 ) and each generation of a signal (f) with a signal parameter (ω), which one for the sampled capacitance value (C) has characteristic parameter value (ω c ),
- - A coding device ( 52 ) for coding the parameter value (ω c , ω ref ) of the signal parameter (ω) of each generated signal (f) according to a predefinable code and generating a code word characteristic of this parameter value (ω c , ω ref ) ( X, X ref ),
- - A memory device ( 53 ) for storing a selected generated code word (X ref ), which is inaccessible from the outside, as an identifier of the chip-specific capacitance value (C ref ) and
- - A comparator device ( 54 ) for comparing a code word (X) generated again after the storage of the selected code word (X ref ) by scanning the capacitance value (C) with the stored selected code word (X ref ) and generating a signal (S) for Release of a function of the card ( 1 ) only if the newly generated code word (X) matches the stored selected code word (X ref ).
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|
DE (1) | DE19738990C2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10047436A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-08-29 | Giesecke & Devrient Gmbh | security module |
FR2823887A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-25 | Gemplus Card Int | Integrated circuits fitted with intruder protection, uses gas filled sealed enclosure over circuit or part of it, any variation in gas pressure actuates a warning signal generator |
WO2003007231A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-23 | Giesecke & Devrient Gmbh | Portable data carrier assembly comprising a security device |
EP1223545A3 (en) * | 2001-01-13 | 2003-06-04 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Electric or electronic circuit device and method for protection of the circuit against manipulation and/or misuse |
DE10247485A1 (en) * | 2002-10-11 | 2004-04-22 | Infineon Technologies Ag | Chip with attack protection, e.g. for chip card, has device for monitoring protective layer structure to detect external attacks, inhibit/interrupt data extraction, feed or handling if attack occurs |
FR2864667A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-01 | Commissariat Energie Atomique | Electronic device for e.g. chip card, has integrated circuit chip containing information data to be protected, and having on its two sides, conducting units with intermingled, wound or interlaced alternating patterns |
WO2005098950A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | W.L. Gore & Associates (Uk) Limited | Tamper respondent covering |
EP1804560A2 (en) | 2005-12-28 | 2007-07-04 | EL-ME Aktiengesellschaft | Electronic safety module |
DE102005062799A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | El-Me Ag | Electronic security module |
DE102005062802A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | El-Me Ag | Electronic security module |
US7760086B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-07-20 | Gore Enterprise Holdings, Inc | Tamper respondent sensor and enclosure |
US7787256B2 (en) | 2007-08-10 | 2010-08-31 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Tamper respondent system |
EP2056346A3 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-19 | Giesecke & Devrient GmbH | Semi-conductor chip with a protective layer and method of operating a semi-conductor chip |
EP2849158A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-18 | Siemens Schweiz AG | Electronic ticket with manipulation protection |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927887A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-02-28 | Philips Patentverwaltung | INTEGRATED CIRCUIT |
DE4212111A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Angewandte Digital Elektronik | Indication of improperly treated chip cards |
-
1997
- 1997-09-05 DE DE19738990A patent/DE19738990C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927887A1 (en) * | 1989-08-24 | 1991-02-28 | Philips Patentverwaltung | INTEGRATED CIRCUIT |
DE4212111A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Angewandte Digital Elektronik | Indication of improperly treated chip cards |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10047436A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-08-29 | Giesecke & Devrient Gmbh | security module |
EP1223545A3 (en) * | 2001-01-13 | 2003-06-04 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Electric or electronic circuit device and method for protection of the circuit against manipulation and/or misuse |
FR2823887A1 (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-25 | Gemplus Card Int | Integrated circuits fitted with intruder protection, uses gas filled sealed enclosure over circuit or part of it, any variation in gas pressure actuates a warning signal generator |
US7167077B2 (en) | 2001-07-12 | 2007-01-23 | Giesecke & Devrient Gmbh | Portable data carrier assembly comprising a security device |
DE10133855A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-30 | Giesecke & Devrient Gmbh | Portable data carrier arrangement with safety device |
WO2003007231A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-23 | Giesecke & Devrient Gmbh | Portable data carrier assembly comprising a security device |
DE10247485A1 (en) * | 2002-10-11 | 2004-04-22 | Infineon Technologies Ag | Chip with attack protection, e.g. for chip card, has device for monitoring protective layer structure to detect external attacks, inhibit/interrupt data extraction, feed or handling if attack occurs |
FR2864667A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-01 | Commissariat Energie Atomique | Electronic device for e.g. chip card, has integrated circuit chip containing information data to be protected, and having on its two sides, conducting units with intermingled, wound or interlaced alternating patterns |
WO2005069210A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-28 | Commissariat A L'energie Atomique | Protection for an integrated circuit chip containing confidential data |
JP2007535022A (en) * | 2003-12-29 | 2007-11-29 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | Protection of integrated circuit chips containing sensitive data |
US8110894B2 (en) | 2003-12-29 | 2012-02-07 | Commissariat A L'energie Atomique | Protection for an integrated circuit chip containing confidential data |
WO2005098950A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | W.L. Gore & Associates (Uk) Limited | Tamper respondent covering |
CN1998080B (en) * | 2004-04-08 | 2013-05-08 | W.L.戈尔及合伙人(英国)有限公司 | Tamper respondent covering |
US7978070B2 (en) | 2004-04-08 | 2011-07-12 | W. L. Gore & Associates (Uk) Ltd. | Tamper respondent enclosure |
EP1804560A2 (en) | 2005-12-28 | 2007-07-04 | EL-ME Aktiengesellschaft | Electronic safety module |
EP1804560A3 (en) * | 2005-12-28 | 2008-05-07 | EL-ME Aktiengesellschaft | Electronic safety module |
DE102005062802A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | El-Me Ag | Electronic security module |
DE102005062800A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | El-Me Ag | Electronic security module |
DE102005062799A1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | El-Me Ag | Electronic security module |
US7760086B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-07-20 | Gore Enterprise Holdings, Inc | Tamper respondent sensor and enclosure |
US7787256B2 (en) | 2007-08-10 | 2010-08-31 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Tamper respondent system |
EP2056346A3 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-19 | Giesecke & Devrient GmbH | Semi-conductor chip with a protective layer and method of operating a semi-conductor chip |
EP2849158A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-18 | Siemens Schweiz AG | Electronic ticket with manipulation protection |
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