UA70312C2 - Device for protection of an integrated circuit device for protection of an integrated circuit - Google Patents

Device for protection of an integrated circuit device for protection of an integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
UA70312C2
UA70312C2 UA2000084691A UA2000084691A UA70312C2 UA 70312 C2 UA70312 C2 UA 70312C2 UA 2000084691 A UA2000084691 A UA 2000084691A UA 2000084691 A UA2000084691 A UA 2000084691A UA 70312 C2 UA70312 C2 UA 70312C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
tracks
detectors
signal
signals
integrated circuit
Prior art date
Application number
UA2000084691A
Other languages
Ukrainian (uk)
Original Assignee
Infineon Technologies Ag Infin
Siemens Actiengesellshaft Siem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Ag Infin, Siemens Actiengesellshaft Siem filed Critical Infineon Technologies Ag Infin
Priority claimed from PCT/EP1999/008456 external-priority patent/WO2000028399A1/en
Publication of UA70312C2 publication Critical patent/UA70312C2/en

Links

Landscapes

  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

The invention relates to a protection circuit for an integrated circuit (1). The protection circuit is preferably arranged in several circuit planes (2, 3) below and/or above the integrated circuit (1) and has several printed conductors (10, 11) to which different signals of one or more signal generators are applied. After passing through the printed conductors (10, 11) the different signals are analysed by means of one or more detectors. The signals received by the detectors are compared with setpoint signals, also called reference signals, and if a significant difference is detected an alarm signal is sent to the integrated circuit. On the basis of this alarm signal the integrated circuit (I) is switched to a safety mode which makes it virtually impossible to analyse or manipulate said integrated circuit.

Description

пошкодження доріжки і надійного виявлення хибного сигналу. Такий отвір може також привести до утворення короткого замикання між різними доріжками, яке внаслідок пропадання сигналу надійно розпізнається відповідним детектором як хибний сигнал. При цьому ширину доріжок вибирають такою, що відповідає мінімальній ширині, досяжній при застосовуваній технології. Завдяки такому особливому виконанню доріжок - з одного боку у вигляді дуже вузьких смужок, а з іншого боку у вигляді простертих над різними рівнями мікросхеми структур з максимальним покриттям поверхні - досягнуто несподівано значний ступінь захисної дії проти механічного втручання у захисну схему. Таке втручання може бути здійснене шляхом свердління або стругання.damage to the track and reliable detection of a false signal. Such a hole can also lead to the formation of a short circuit between different tracks, which, due to the loss of the signal, is reliably recognized by the corresponding detector as a false signal. At the same time, the width of the tracks is chosen in such a way that it corresponds to the minimum width achievable with the applied technology. Thanks to this special design of the tracks - on the one hand in the form of very narrow strips, and on the other hand in the form of structures spread over different levels of the microcircuit with maximum surface coverage - an unexpectedly significant degree of protective action against mechanical interference in the protective circuit has been achieved. Such intervention can be carried out by drilling or planing.

Згідно з переважною формою виконання винаходу детектор чи детектори захисної схеми розміщені під верхнім рівнем доріжок захисної схеми і захищені цими доріжками від небажаного втручання. Завдяки такій структурі забезпечується каскадний захист доріжками детекторів захисної схеми і інтегральної мікросхеми доріжками з детекторами.According to the preferred embodiment of the invention, the detector or detectors of the protective circuit are placed under the upper level of the tracks of the protective circuit and are protected by these tracks from unwanted interference. Thanks to such a structure, cascade protection is provided by the tracks of the detectors of the protective circuit and the integrated microcircuit by the tracks with the detectors.

Завдяки такій конструкції значною мірою утруднюється огляд чи маніпулювання детектором чи детекторами внаслідок, захисту доріжками, розміщеними над ними, що виключає можливість втручання шляхом підведення сигналів до детекторів.Thanks to such a design, inspection or manipulation of the detector or detectors is significantly difficult due to the protection of the tracks placed above them, which excludes the possibility of interference by feeding signals to the detectors.

В разі формування різних сигналів повністю незалежно один від іншого, наприклад, за допомогою незалежних генераторів, гарантовано, що ці сигнали значною мірою відрізняються один від іншого, оскільки вони системно не залежать один від іншого, і тому в загальному випадку можуть бути змодельовані лише з великими труднощами і з великими витратами. Завдання ускладнюється тим, що кілька різних сигналів цілеспрямовано мають бути підведені до правильних доріжок і одночасно до правильних детекторів, що з урахуванням вкрай обмежених розмірів інтегральної мікросхеми майже неможливо. Таким чином, така захисна схема виявилася особливо успішною в захисті інтегральної мікросхеми.In the case of generating different signals completely independently of each other, for example, with the help of independent generators, it is guaranteed that these signals are significantly different from each other, since they are systematically independent of each other, and therefore, in the general case, can only be modeled with large difficulties and with great costs. The task is complicated by the fact that several different signals must be purposefully routed to the correct tracks and at the same time to the correct detectors, which is almost impossible given the extremely limited dimensions of the integrated circuit. Thus, such a protective circuit proved to be particularly successful in protecting an integrated microcircuit.

В іншому варіанті винаходу до однієї доріжки приєднано кілька детекторів, які знімають з доріжки сигнал кожен у своїй точці Її контролюють його. Тобто, в цій формі виконання доріжка розподілена на кілька відрізків, кожен з яких контролюється окремим детектором. Таким чином, ці відрізки доріжки беруть на себе функцію контрольованої доріжки. При цьому завдяки кількаразовому контролю всієї доріжки, розподіленої на відрізки, гарантовано, що якщо втручання в доріжку певним чином не буде виявлено одним із детекторів, то іншим чи частиною інших детекторів буде виявлено зміну контрольованого сигналу і сформовано сигнал тривоги. Завдяки надлишковому розміщенню детекторів вздовж доріжки досягається посилена захисна дія захисної схеми.In another version of the invention, several detectors are connected to one track, which remove the signal from the track, each at its own point, and monitor it. That is, in this form of execution, the track is divided into several sections, each of which is monitored by a separate detector. Thus, these sections of the track assume the function of a controlled track. At the same time, thanks to multiple monitoring of the entire track, divided into segments, it is guaranteed that if interference in the track is not detected in a certain way by one of the detectors, then another or part of the other detectors will detect a change in the controlled signal and generate an alarm signal. Due to the redundant placement of detectors along the track, the enhanced protective effect of the protective scheme is achieved.

В загальному випадку намагаються використовувати максимальне число сигнальних доріжок і максимальне число генераторів сигналів і детекторів з тим, щоб утруднити втручання в формі реконфігурації схеми захисту уже самою їх кількістю. Одначе, в залежності від розмірів інтегральної схеми ці можливості обмежені, оскільки велика кількість окремих сигналів означає великі технологічні витрати, що веде до значного подорожчання мікросхеми внаслідок захисних заходів.In general, they try to use the maximum number of signal tracks and the maximum number of signal generators and detectors in order to make it difficult to intervene in the form of reconfiguration of the protection scheme by their very number. However, depending on the size of the integrated circuit, these possibilities are limited, since a large number of individual signals means high technological costs, which leads to a significant increase in the price of the microcircuit due to protective measures.

Тому в іншому варіанті винаходу описані вище методи формування захисних сигналів скомбіновано з мультиплексором і демультиплексором. При цьому методом часового мультиплексування різні доріжки захисного екрану в різні моменти часу з'єднуються з однаковими виходами генератора і входами детектора.Therefore, in another variant of the invention, the above-described methods of forming protective signals are combined with a multiplexer and a demultiplexer. At the same time, by the time multiplexing method, different tracks of the protective screen are connected to the same generator outputs and detector inputs at different times.

Таким чином, кількість генераторів і детекторів може бути меншою від кількості сегментів захисного екрану.Thus, the number of generators and detectors can be smaller than the number of segments of the protective screen.

Перевагою цього варіанту слід вважати також те, що кількість доріжок, через які до детекторів подається опорний сигнал від відповідного генератора, також зменшується, що веде до значної економії площі чіпа.The advantage of this option should also be considered that the number of tracks through which the reference signal from the corresponding generator is supplied to the detectors is also reduced, which leads to a significant saving of the chip area.

Управління мультиплексором і демультиплексором може здійснюватися або централізовано, або ж їх стан залежить лише від кількості відпрацьованих циклів усієї системи синхронізації. Особливо вигідним є управління мультиплексорним каналом за допомогою випадкових або псевдо-випадкових сигналів,The multiplexer and demultiplexer can be managed either centrally, or their state depends only on the number of completed cycles of the entire synchronization system. It is especially advantageous to control the multiplexer channel using random or pseudo-random signals,

Управління дійсно випадковими сигналами потребує поточної синхронізації мультиплексора (і демультиплексора спеціальним сигналом управління. Управління псевдо-випадковими сигналами робить можливим локальне формування ідентичних сигналів управління у просторовій близькості від мультиплексора і демультиплексора.Control of truly random signals requires current synchronization of the multiplexer (and demultiplexer with a special control signal. Control of pseudo-random signals makes possible the local formation of identical control signals in the spatial proximity of the multiplexer and demultiplexer.

Згідно з особливо переважною формою виконання захисної схеми в разі використання кількох детекторів вони об'єднуються. Завдяки цьому в разі виявлення детектором неправильної роботи, тобто несанкціонованого втручання в інтегральну мікросхему, інтегральна мікросхема переводиться в режим безпеки. Завдяки об'єднанню, можна також за допомогою окремих детекторів перевіряти роботоздатність інших детекторів або наявність інших детекторів в рамках функції підтвердження або в рамках функції самоконтролю і таким чином виявляти небажане втручання у захисну схему чи у захищувану інтегральну схему і ініціювати режим безпеки інтегральної мікросхеми.According to a particularly preferred form of implementation of the protective scheme, in the case of using several detectors, they are combined. Thanks to this, in the event that the detector detects improper operation, that is, unauthorized intervention in the integrated microcircuit, the integrated microcircuit is transferred to the safety mode. Thanks to the combination, it is also possible with the help of individual detectors to check the performance of other detectors or the presence of other detectors as part of the confirmation function or as part of the self-monitoring function and thus detect unwanted interference in the protective circuit or in the protected integrated circuit and initiate the safety mode of the integrated microcircuit.

Виявилося вигідним поряд із детекторами об'єднувати також генератори, завдяки чому вихід із ладу чи втручання у генератор можуть бути виявлені. До того ж, завдяки об'єднанню генераторів з детекторами, можна передавати від генераторів до відповідних їм детекторів інформацію про вироблені ними сигнали, наприклад, в частині зміни в часі, рівня, форми чи інших параметрів. Завдяки цьому мінливість різних сигналів і, таким чином, ступінь свободи захисної схеми значно збільшуються, що утруднює втручання і, отже, значно підвищує ефективність захисної схеми від непоміченого втручання у інтегральну мікросхему.It turned out to be beneficial to combine generators along with detectors, thanks to which failure or interference with the generator can be detected. In addition, thanks to the combination of generators with detectors, it is possible to transmit from generators to their corresponding detectors information about the signals produced by them, for example, in terms of changes in time, level, shape or other parameters. Due to this, the variability of different signals and, thus, the degree of freedom of the protective circuit are significantly increased, which makes it difficult to interfere and, therefore, significantly increases the effectiveness of the protective circuit against undetected interference in the integrated microcircuit.

Таким чином, основна ідея винайденої захисної схеми полягає не в локальному концентруванні компонентів захисної схеми, а в їх децентралізації, розосередженні на великій площі, збільшенні їх кількості і урізноманітненні їх виконання. Це веде до того, що формування сигналів, передача їх через електропровідні доріжки і контроль розподілено між кількома, з надлишком використовуваними компонентами, завдяки чому досягається вищий ступінь захисту від небажаного огляду чи маніпуляції щодо захисної схеми чи інтегральної мікросхеми, що підлягає захисту.Thus, the main idea of the invented protective scheme is not in the local concentration of the components of the protective scheme, but in their decentralization, dispersion over a large area, increasing their number and diversifying their implementation. This results in signal generation, routing, and control being distributed among multiple, redundant components, thereby achieving a higher degree of protection against unwanted inspection or manipulation of the protected circuit or integrated circuit to be protected.

Захисні схеми для інтегральних мікросхем та їх переваги нижче пояснюються детальніше на прикладах виконання з використанням креслень. На них зображено:Protection circuits for integrated circuits and their advantages are explained in more detail below with examples of implementation using drawings. They depict:

Фіг.1 функціональна схема винайденої захисної схеми з одним генератором сигналу і одним детектором сигналу на кожну електропровідну доріжку,Fig. 1 is a functional diagram of the invented protective circuit with one signal generator and one signal detector for each conductive track,

Фіг.2 функціональна схема іншого прикладу захисної схеми,Fig. 2 is a functional diagram of another example of a protective circuit,

Фіг.3 поперечний переріз через інтегральну мікросхему із захисною схемою,Fig. 3 cross-section through an integrated microcircuit with a protective circuit,

Фіг.4 функціональна схема іншого прикладу винайденої захисної схеми з демультиплексором та мультиплексором.Fig. 4 is a functional diagram of another example of the invented protective circuit with a demultiplexer and a multiplexer.

На фіг.1 схематично зображено структуру захисної схеми для інтегральної мікросхеми. Вона містить три відокремлені одна від іншої, прокладені паралельно електропровідні доріжки 10, 11, 12. Ці доріжки 10, 11, 12 виконані у формі меандру і покривають певну зону інтегральної мікросхеми.Figure 1 schematically shows the structure of a protective circuit for an integrated microcircuit. It contains three electrically conductive tracks 10, 11, 12, separated from each other, laid in parallel. These tracks 10, 11, 12 are made in the form of a meander and cover a certain area of the integrated microcircuit.

Доріжки 10, 11, 12 з'єднані кожна зі своїм генератором 20, 21, 22 сигналів. Сигнальні генератори 20, 21, 22 подають на доріжки 10, 11, 12 незалежні один від іншого і тому в принципі різні сигнали. Ці сигнали проходять по доріжках 10, 11, 12 і на їх кінцях аналізуються приєднаними до кожної доріжки окремими детекторами 30, 31, 32.Tracks 10, 11, 12 are each connected to their signal generator 20, 21, 22. Signal generators 20, 21, 22 apply to tracks 10, 11, 12 independent of each other and therefore basically different signals. These signals pass along tracks 10, 11, 12 and are analyzed at their ends by separate detectors 30, 31, 32 attached to each track.

В рамках цього аналізу сигнали, що надійшли через доріжки 10, 11, 12, порівнюються з опорними сигналами, що подаються від генераторів 20, 21, 22 на детектори 30, 31, 32 через з'єднувальні провідники 13, 14, 15. Опорні сигнали представляють собою або безпосередньо такі ж сигнали, що проходять через доріжки 10, 11, 12, або до цих первинних сигналів додають необхідну інформацію, щоб із них одержати необхідну інформацію для опорних сигналів.As part of this analysis, the signals received through the tracks 10, 11, 12 are compared with the reference signals supplied from the generators 20, 21, 22 to the detectors 30, 31, 32 through the connecting conductors 13, 14, 15. Reference signals are either directly the same signals passing through tracks 10, 11, 12, or add the necessary information to these primary signals in order to obtain the necessary information for the reference signals from them.

Обробка в детекторах 30, 31, 32 здійснюється шляхом порівняння опорних сигналів з сигналами, що надійшли через доріжки 10, 11, 12. В разі встановлення відмінності між цими сигналами формується сигнал тривоги як сигнал управління для інтегральної мікросхеми і через підведений до кожного детектора 30, 31, 32 провідник 4 подається на інтегральну мікросхему.Processing in the detectors 30, 31, 32 is carried out by comparing the reference signals with the signals received through the tracks 10, 11, 12. If a difference is established between these signals, an alarm signal is formed as a control signal for the integrated microcircuit and through the connected to each detector 30, 31, 32 conductor 4 is fed to the integrated microcircuit.

Цим сигналом інтегральна мікросхема переводиться в стан, який називається режимом безпеки. В цьому режимі, наприклад, більше не може бути зчитаний вміст комірок пам'яті, оскільки, наприклад, безпосередньо після переходу в режим безпеки записана в них інформація повністю стирається і безвідновно втрачається. Тому більше неможливо інформацію, записану в програмних чи інформаційних областях пам'яті, наприклад, кодові ключі чи номери виводів або персональні дані користувача, зчитати чи змінити шляхом маніпуляцій.This signal puts the integrated microcircuit into a state called the safety mode. In this mode, for example, the contents of the memory cells can no longer be read, because, for example, immediately after switching to the security mode, the information recorded in them is completely erased and irretrievably lost. Therefore, it is no longer possible to read or change the information recorded in the program or information areas of the memory, for example, code keys or terminal numbers or personal data of the user, by manipulation.

Завдяки багатократному, децентралізованому виконанню електропровідних доріжок 10, 11, 12, генераторів 20, 21, 22 і детекторів 30, 31, 32 цю захисну схему "обманути" шляхом подачі зовнішніх сигналів дуже важко, наприклад, з метою отримання детальнішої інформації про захищувану інтегральну мікросхему методом знімання стружки чи свердління.Due to the multiple, decentralized implementation of conductive paths 10, 11, 12, generators 20, 21, 22 and detectors 30, 31, 32, this protective circuit is very difficult to "deceive" by supplying external signals, for example, in order to obtain more detailed information about the protected integrated microcircuit by chip removal or drilling.

Завдяки необхідності моделювати не лише один сигнал, а одночасно моделювати велику кількість різних сигналів в різних місцях для різних детекторів, розміщених на обмеженій площі, майже неможливо здійснити втручання в інтегральну мікросхему без виявлення зміни сигналів, тобто без втручання в захисну схему. Якщо детектор 30 виявляє зміну підведеного до нього сигналу доріжки 10, то він незалежно від інших детекторів 31, 32 формує сигнал тривоги і через провідник 4 передає його на інтегральну мікросхему, переводячи її в режим безпеки.Due to the need to simulate not only one signal, but simultaneously to simulate a large number of different signals in different places for different detectors placed in a limited area, it is almost impossible to make an intervention in an integrated microcircuit without detecting a change in signals, that is, without interfering with the protective circuit. If the detector 30 detects a change in the signal of the track 10 supplied to it, then it, independently of other detectors 31, 32, generates an alarm signal and transmits it through the conductor 4 to the integrated microcircuit, putting it in the safety mode.

Завдяки меандроподібній паралельній конфігурації доріжок 10, 11, 12 утворюється закрита структура електропровідних доріжок, що покриває поверхню; вона надійно захищає розміщену під нею інтегральну мікросхему або принаймні її частину від втручання крізь ці електропровідні доріжки 10, 11, 12. Якщо хтось спробує за допомогою механічних засобів дістатися до розміщеної під доріжками 10, 11, 12 інтегральної мікросхеми, то він буде змушений пошкодити або навіть розірвати одну із доріжок 10, 11, 12, що веде до значної зміни сигналу, що передається по цій доріжці. Ця значна зміна сигналу ідентифікується з'єднаним з цією доріжкою детектором як неправильна робота, внаслідок чого формується сигнал тривоги.Thanks to the meander-like parallel configuration of tracks 10, 11, 12, a closed structure of electrically conductive tracks covering the surface is formed; it reliably protects the integrated microcircuit placed under it or at least its part from interference through these conductive tracks 10, 11, 12. If someone tries to reach the integrated microcircuit placed under the tracks 10, 11, 12 by mechanical means, then he will be forced to damage or even break one of the tracks 10, 11, 12, which leads to a significant change in the signal transmitted on this track. This significant signal change is identified by the detector connected to this track as a malfunction, resulting in an alarm signal.

Електропровідні доріжки 10, 11, 12 мають таку малу ширину, що всякий отвір, виконаний для досягнення рівнів 2 і З захисної схеми, розриває доріжки. Для цього відстань між окремими доріжками вибрана дуже малою, а самі доріжки розміщені у рівнях схеми у формі меандру. При цьому забезпечується абсолютно надійне розривання доріжок при спробі огляду чи маніпулювання, сигнал на кінці доріжки 10, 11, 12 пропадає, що інтерпретується детекторами як втручання.Conductive tracks 10, 11, 12 have such a small width that any hole made to achieve levels 2 and 3 of the protective circuit breaks the tracks. For this, the distance between individual tracks is chosen very small, and the tracks themselves are placed in the levels of the scheme in the form of a meander. At the same time, absolutely reliable breaking of the tracks is ensured when an inspection or manipulation is attempted, the signal at the end of the track 10, 11, 12 disappears, which is interpreted by the detectors as interference.

Сигнали, вироблені генераторами 20, 21, 22, є спеціальними, частіше цифровими, але також і аналоговими сигналами, параметри яких змінюються при виникненні змін на шляху їх проходження через доріжки.The signals produced by generators 20, 21, 22 are special, more often digital, but also analog signals, the parameters of which change when there are changes in the path of their passage through the tracks.

На фіг.2 схематично представлений інший варіант захисної схеми. Вона містить одну щільно розміщену доріжкову структуру, до якої в точці 9 подається вироблений генератором 20 сигнал.Another version of the protective circuit is schematically presented in Fig. 2. It contains one closely spaced track structure, to which the signal produced by the generator 20 is supplied at point 9.

На доріжковій структурі передбачено чотири точки відведення сигналу, що передається по ній. Кожна точка відведення сигналу з'єднана з підсилювачем 43, 44, 45, 46 для підсилення відведеного сигналу.On the track structure, there are four points of departure of the signal transmitted along it. Each signal point is connected to an amplifier 43, 44, 45, 46 to amplify the signal.

Підсилені сигнали подаються на детектори 33, 34, 35, 36. Залежно від розміщення точок відведення, доріжкова структура утворена доріжкою 10а між точкою 9 підведення сигналу і точкою під'єднання підсилювача 43 для детектора 33, доріжкою 106 між точкою 9 підведення сигналу | точкою під'єднання підсилювача 44 для детектора 34, доріжкою 10с між точкою 9 підведення сигналу і точкою під'єднання підсилювача 45 для детектора 35 і доріжкою 104 між точкою 9 підведення сигналу і точкою під'єднання підсилювача 46 для детектора 36.Amplified signals are fed to detectors 33, 34, 35, 36. Depending on the placement of the lead points, the track structure is formed by track 10a between point 9 of signal introduction and the connection point of the amplifier 43 for detector 33, track 106 between point 9 of signal introduction | the connection point of the amplifier 44 for the detector 34, the track 10c between the point 9 of the signal supply and the connection point of the amplifier 45 for the detector 35 and the track 104 between the point 9 of the signal supply and the connection point of the amplifier 46 for the detector 36.

Кожен із детекторів працює незалежно від інших детекторів і через свою доріжку 4 може передати на інтегральну мікросхему сигнал тривоги, який переведе її в режим безпеки.Each of the detectors works independently of the other detectors and through its track 4 can transmit an alarm signal to the integrated circuit, which will put it in the safety mode.

Генератор 20 через з'єднувальні провідники 16, 17, 18, 19 з'єднаний з детекторами 33, 34, 35, 36 і передає їм специфічну інформацію про опорні сигнали для контролю доріжок 10а, 10р, 10с, 10а. Під управлінням програми генератор випадковим чином вибирає вид сигналу, що подається у доріжкову структуру, і через з'єднувальні провідники 16, 17, 18, 19 передає на детектори інформацію про форму поданого сигналу. Детектори 33, 34, 35, 36 оцінюють підведений до них через з'єднувальні провідники 16, 17, 18, 19 сигнал шляхом його порівняння з сигналами, одержаними в точках відведення сигналу від доріжок 1б0а, 105, 10с, 104. В разі виявлення суттєвої відмінності, тобто неправильної роботи, кожен із детекторів 33, 34, 35, 36 незалежно від інших формує сигнал тривоги і через провідник 4 передає його на інтегральну мікросхему, переводячи її в режим безпеки.The generator 20 through connecting conductors 16, 17, 18, 19 is connected to the detectors 33, 34, 35, 36 and transmits to them specific information about the reference signals for monitoring the tracks 10a, 10p, 10s, 10a. Under the control of the program, the generator randomly selects the type of signal supplied to the track structure, and through the connecting conductors 16, 17, 18, 19 transmits information about the form of the supplied signal to the detectors. Detectors 33, 34, 35, 36 evaluate the signal supplied to them through the connecting conductors 16, 17, 18, 19 by comparing it with the signals received at the points of signal removal from tracks 1b0a, 105, 10s, 104. In case of detection of a significant differences, that is, incorrect operation, each of the detectors 33, 34, 35, 36 independently generates an alarm signal and transmits it to the integrated microcircuit through the conductor 4, putting it in the safety mode.

Завдяки розміщенню доріжок 1б0а, 100, 10с, 104 щільно, з перекриттям, забезпечено умови, за яких втручання в доріжкову систему призводить до змін не лише в одній із доріжок 1Оа, 10р, 10с, 1049, а одночасно до змін у кількох доріжках 10а, 10Б, 10с, 104. Тому при здійсненні несанкціонованого огляду чи маніпулювання зловмисник мусить змоделювати і подавати коректний сигнал не лише на один детектор, а на кілька, а то й усі детектори. Цей сигнал за формою і часовими параметрами мусить відповідати опорному сигналу, що безпосередньо чи опосередковано передається до детекторів 33, 34, 35, 36 від генератора 20 через з'єднувальні провідники 16, 17, 18, 19. При цьому, зважаючи на те, що генератор 20 під управлінням програми може динамічно змінювати сигнал, що подається в точку 9, стає очевидним, що огляд чи маніпулювання захисною схемою, а, значить, і захищеною такою захисною схемою інтегральною мікросхемою практично виключені.Thanks to the placement of tracks 1b0a, 100, 10c, 104 densely, with overlap, the conditions are ensured under which interference with the track system leads to changes not only in one of the tracks 1Oa, 10r, 10s, 1049, but simultaneously to changes in several tracks 10a, 10B, 10c, 104. Therefore, when carrying out an unauthorized inspection or manipulation, the attacker must simulate and send a correct signal not only to one detector, but to several, or even all detectors. This signal in form and time parameters must correspond to the reference signal, which is directly or indirectly transmitted to the detectors 33, 34, 35, 36 from the generator 20 through the connecting conductors 16, 17, 18, 19. At the same time, taking into account the fact that generator 20 under the control of the program can dynamically change the signal supplied to point 9, it becomes obvious that inspection or manipulation of the protective circuit, and therefore the integrated microcircuit protected by such a protective circuit, is practically excluded.

На фіг.3 представлено пошарову структуру інтегральної мікросхеми 1 і розміщеної над нею захисної схеми. На фіг.З не зображено відповідної захисної схеми на нижньому боці інтегральної мікросхеми. Така друга захисна схема на іншому боці інтегральної мікросхеми 1 має таку ж структуру, як і зображена тут захисна схема.Figure 3 shows the layered structure of the integrated microcircuit 1 and the protective circuit placed above it. Figure 3 does not show the corresponding protective circuit on the underside of the integrated circuit. Such a second protection circuit on the other side of the IC 1 has the same structure as the protection circuit shown here.

Захисна схема розміщена поверх інтегральної мікросхеми 1. Вона містить два розміщених один над іншим рівні 2, З, відокремлені один від іншого і від захищуваної інтегральної мікросхеми 1 ізоляційними шарами 5. Завдяки ізоляційному шару 5, виключається небезпека короткого замикання між доріжками 10, 11 ії інтегральною схемою 1.The protective circuit is placed on top of the integrated microcircuit 1. It contains two levels 2, C, placed one above the other, separated from each other and from the protected integrated microcircuit 1 by insulating layers 5. Thanks to the insulating layer 5, the danger of short circuits between tracks 10, 11 and the integrated scheme 1.

У першому рівні 2 виконані у вигляді смужок доріжки 10 розділені виконаними у вигляді смужок ізоляційними зонами 6. Доріжки 10 розміщені паралельно одна одній. Поверх рівня 2 розміщений другий рівень 3, що містить виконані у вигляді смужок, паралельні одна одній доріжки 11. Доріжки 11 також відокремлені і, таким чином, ізольовані одна від іншої ізоляційними зонами 6. Доріжки 10 розміщені таким чином, що у взаємодії з доріжками 11 вони повністю покривають захищувану інтегральну мікросхему 1. Це повне покриття досягається тоді, коли при наскрізному огляді крізь перший і другий рівні захисної схеми кожна точка захищуваної схеми, тобто, кожна захищувана точка інтегральної мікросхеми 1 перекрита або доріжками 10, або доріжками 11, або як доріжками 10, так і доріжками 11.In the first level 2, the tracks 10 made in the form of strips are separated by insulating zones 6 made in the form of strips. The tracks 10 are placed parallel to each other. On top of level 2, a second level 3 is placed, containing tracks 11 made in the form of strips, parallel to each other. Tracks 11 are also separated and, thus, isolated from each other by isolation zones 6. Tracks 10 are placed in such a way that in interaction with tracks 11 they completely cover the protected integrated circuit 1. This complete coverage is achieved when, when viewed through the first and second levels of the protective circuit, every point of the protected circuit, that is, every protected point of the integrated circuit 1 is covered either by tracks 10 or tracks 11 or as tracks 10 and tracks 11.

При спробі отримання доступу до захищуваної інтегральної мікросхеми 1 зловмисник муситиме спочатку проникнути крізь захисну схему, тобто, крізь рівні 2, З і, зважаючи на повне покриття, пошкодити щонайменше одну із доріжок 10, 11. Таке пошкодження, яке може бути, наприклад, повним розриванням доріжок або коротким замиканням між доріжками в рівні 2 або між доріжками рівнів 2, 3, або частковим пошкодженням доріжок 10, 11, веде до явної зміни передаваного через ці доріжки сигналу, який у порівнянні з очікуваним опорним сигналом відповідним детектором інтерпретується як хибний сигнал і втручання в захисну схему або захищувану інтегральну мікросхему, що веде до подачі на інтегральну мікросхему 1 сигналу тривоги. Цей сигнал тривоги переводить інтегральну мікросхему 1 у режим безпеки.When trying to gain access to the protected integrated circuit 1, the attacker will first have to penetrate through the protective circuit, that is, through levels 2, C and, taking into account the full coverage, damage at least one of the tracks 10, 11. Such damage, which can be, for example, complete breaking tracks or short circuiting between tracks in level 2 or between tracks of levels 2, 3, or partial damage to tracks 10, 11, leads to a clear change in the signal transmitted through these tracks, which, compared to the expected reference signal, is interpreted by the corresponding detector as a false signal and intervention in the protective circuit or the protected integrated microcircuit, which leads to the supply of an alarm signal to the integrated microcircuit 1. This alarm puts IC 1 into safety mode.

У першому рівні 2 розміщені захищені розміщеним поверх нього рівнем З з доріжками 11 не зображені на фіг.3 генератори 20, 21, 22 і відповідні детектори 30-36. Ця структура розосереджена над усім першим рівнем 2, що значно обмежує можливість подолання захисної схеми.In the first level 2, generators 20, 21, 22 and corresponding detectors 30-36 are placed, protected by level C placed above it with tracks 11, not shown in Fig. 3. This structure is spread over the entire first level 2, which significantly limits the ability to overcome the protective scheme.

На фіг4 зображено приклад вдосконаленого варіанту виконання винаходу з вісьмома електропровідними доріжками 40-47. Ці вісім доріжок 40-47 розподілені на дві групи по чотири доріжки: 40- 43 і 44-47. Для кожної із груп доріжок призначено лише один генератор 60 і, відповідно, 62 і один детектор 61 і 63. Сигнали генераторів 60 і 62 підведені до груп доріжок 40-43 і 44-47 через демультиплексори 50 і 52, а передані через доріжки сигнали підведені до детекторів 61 і 63 через мультиплексори 51 і 53.Figure 4 shows an example of an improved embodiment of the invention with eight electrically conductive tracks 40-47. These eight tracks 40-47 are divided into two groups of four tracks: 40-43 and 44-47. Only one generator 60 and, respectively, 62 and one detector 61 and 63 are assigned to each of the groups of tracks. The signals of the generators 60 and 62 are fed to the groups of tracks 40-43 and 44-47 through demultiplexers 50 and 52, and the signals transmitted through the tracks are fed to detectors 61 and 63 through multiplexers 51 and 53.

В цьому виконанні винаходу для підведення опорних сигналів до детекторів 61, 63 на кожну групу доріжок необхідно лише один з'єднувальний провідник 48 і, відповідно, 49. Детектори 61, 63 мають по одному провіднику 4, через які передається сигнал тривоги, якщо сигнал, одержаний через мультиплексори 51, 53, не співпадає з очікуваним.In this embodiment of the invention, only one connecting conductor 48 and, respectively, 49 is needed for each group of tracks to supply the reference signals to the detectors 61, 63. The detectors 61, 63 each have one conductor 4, through which an alarm signal is transmitted if the signal, obtained through multiplexers 51, 53, does not coincide with the expected one.

У зображеному прикладі виконання з двома групами доріжок 40-43 і 43-47 показано дві різні можливості управління демультиплексорами 50, 52 і мультиплексорами 51, 53. У верхній частині фіг.А4 управління демультиплексором 50 і мультиплексором 51 з метою вибору однієї із доріжок 40-43 здійснюється спільно від одного генератора 70 випадкових сигналів. В разі зображеної у нижній частині фіг.4 групи доріжок 43-47 управління демультиплексором 52 і мультиплексором 53 з метою вибору доріжок здійснюється від двох окремих, але однаково виконаних генераторів 71, 72 псевдовипадкових сигналів, які, завдяки однаковій структурі, під дією спільного сигналу синхронізації одночасно виробляють однакові випадкові числа.In the depicted example of execution with two groups of tracks 40-43 and 43-47, two different possibilities of controlling demultiplexers 50, 52 and multiplexers 51, 53 are shown. In the upper part of Fig. A4, control of demultiplexer 50 and multiplexer 51 in order to select one of the tracks 40 43 is carried out jointly from one generator of 70 random signals. In the case of the group of tracks 43-47 depicted in the lower part of Fig. 4, the control of the demultiplexer 52 and the multiplexer 53 for the purpose of selecting tracks is carried out from two separate, but identically designed pseudo-random signal generators 71, 72, which, due to the same structure, are under the action of a common synchronization signal produce the same random numbers at the same time.

Принципово можна також управління демультиплексорами і мультиплексорами здійснювати самим сигналом синхронізації, що хоча схемотехнічно і простіше, але більш критично з точки зору безпеки.In principle, it is also possible to control demultiplexers and multiplexers by the synchronization signal itself, which, although schematically simpler, is more critical from the point of view of security.

В залежності від наявної площі чіпа, на основі цього вдосконаленого варіанту виконання захисної схеми можна знайти добрий компроміс між максимально повним покриттям поверхні чіпа з якомога вужчими і якомога щільніше розміщеними доріжками і бажанням досягнення якомога менших схемотехнічних витрат.Depending on the available area of the chip, on the basis of this improved version of the protective scheme, a good compromise can be found between the maximum complete coverage of the chip surface with the narrowest and most densely placed tracks and the desire to achieve the lowest possible circuit costs.

Фіг. в : ММ он ен ! ве МЕЖ МКМ БУМ УМFig. in : MM on en ! ve МЖЖ MKM BUM UM

ЕМ й вк "МEM and VK "M

Зо «но яFrom "but I

ФМГ. - що 3 Її й ; НН ; і У,FMG. - that 3 Her and ; NN; and U,

Вілла і ха ;Villa and house;

Дон фоні - -Ь-ї їіDon foni - -б-и ии

Кон тиви М Нд ин інниннї ТБ нН-Con tives M Nd in ininny TB nH-

КЕ ІЗ КЗ сеть 1 Х ї У детететететтетититикиник но Е Н ДН їKE IZ KZ set 1 X і U detetetetetetitititikniky no E N ДН і

Адлер ортюу ї метро іт М крОЖМ ро рен,Adler ortyuu y metro and M krOJM ro ren,

СУ на В КАН МА МИ ЗО З В НЕ З ПИ ва иSU na V KAN MA MY ZO Z V NE Z PI va i

Кзрзни ТТ ЕІ ЖеKzrzni TT EI Zhe

КЕРРІ ЕРРРЕРЕРІЗCARRIE ERRRERERIS

НИ ВЕ НЕ МЕНЕWE ARE NOT ME

РР: АНА о оRR: ANA o o

НЕ ЕЕ НИ НЕ ККNO EE NO KK

25 Зяде -нН ннн пенмшн-я ї т25 Zyade -nN nnn penmshn-ya et t

Біенннннкос ж снBiennnnkos same sn

КР денну ріннняу 0 роти тету 11 18 -й ЕН ГЕ: І вишите фі РОК О Бордюри ; зт НИ НН ті у, пани шк ПІШІ ШЕ НЕKR dennu rinnnyau 0 roti tetu 11 18th EN GE: And embroider fi ROK O Borders; zt NI NN ti u, gentlemen shk WRITE SHE NO

Ед пи ПИ ТИ З щуEd pi PI TI Z schu

Н Н ме Н Н у Я Н вБ5ЕЖи З ща мав то ма ше ще що ЖЕ грі Н ПИ Н Н фонд ї Й нндтни няння ие на иN N me N n u Ya N vB5EŽy Z scha had the same thing as the same game N PI N fund i nndtni nyannia ie na i

Ми ни М КТ ги У ше НЕ МИ ни иWe are not M KT gy U she is NOT WE ny y

ХОрнуж «рЖх пт рив К й В о СОС сита ладан у Ді че ле БМ У МАKhornuzh "rZh pt riv K y V o SOS sita ladan in Diche le BM U MA

ЕЕ ор нн каш я с Б ни В ннEE or nn kash i s B ni V nn

АСК аа ее я ши и ко ОТ 1; У ут оту ва ; 2 ПИШЕ вича нн и В шН З . Я й да й дн Ап нняння нкуASK aa ee I shi and ko OT 1; In ut otu wa ; 2 WRITE the solution in V shN Z . I am a daughter of the Ascension Day

Н КУ НN KU N

Ж : -- НF: -- N

Н ЗМ ння ОМ, їN ZM nia OM, i

Н Оті ую ї :But here I am:

Н ромом ово МИ Н і р омоооовіоо вів оо ооо в МN romom ovo WE N i r omooooviooo viv oo ooo in M

З БЕК кі БезеWith BEK ki Meringue

На БЕ В ші меми ооо МЕ З нач кромок і У і уко Н Н ї х рогового. у; зняту У ААСОЕі и хOn BE V shi memes ooo ME Z nach edges and U i uko N ih hornovy. in; taken in AASOE and kh

Н ! їх 1N ! 1 of them

Н т мае Доотногеч чтоN t mae Dootnogech что

Мн КУ пи з : НMn KU pi with: N

Н Ко їN Ko i

Н КОН : Н я БОШ ШИПИЦИЦЬ ОЇ о фея о в и МН ВН -р киN KON: Nya BOSH SYPYTSITS OI o feya o vy i MN VN -r ky

Ес опо МИ іEs opo WE and

НО КИЙ 3 дян ДК о шнн - 1.20 піNO KIY 3 dyan DK at shnn - 1.20 p.m

Корея ві рин і : і сети сплжнийKorea vi ryn and : and seti splzhny

UA2000084691A 1998-11-05 1999-04-11 Device for protection of an integrated circuit device for protection of an integrated circuit UA70312C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98120986 1998-11-05
PCT/EP1999/008456 WO2000028399A1 (en) 1998-11-05 1999-11-04 Protection circuit for an integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA70312C2 true UA70312C2 (en) 2004-10-15

Family

ID=34486600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2000084691A UA70312C2 (en) 1998-11-05 1999-04-11 Device for protection of an integrated circuit device for protection of an integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA70312C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2232420C2 (en) Integrated-circuit protective system
US8461990B2 (en) Device for monitoring a space by series-connected normally-open contacts, in particular cover interlock switches in a security enclosure
US6957345B2 (en) Tamper resistant card enclosure with improved intrusion detection circuit
JP4748929B2 (en) Protection circuit and semiconductor device
KR100508891B1 (en) Circuit arrangement and a method for detecting an undesired attack on an integrated circuit
US10678957B2 (en) Tamper responsive sensor
US6710269B2 (en) Foil keyboard with security system
US9455233B1 (en) System for preventing tampering with integrated circuit
US6798234B2 (en) Apparatus for protecting an integrated circuit formed in a substrate and method for protecting the circuit against reverse engineering
WO2011155114A1 (en) Protection circuit, semiconductor device and electronic equipment
US20140320151A1 (en) Tamper Detection Arrangement
KR20040010564A (en) Integrated circuit configuration that is protected against analysis, and method for producing the configuration
US20180102643A1 (en) Integrated circuit chip protection against physical and/or electrical alterations
JP4462903B2 (en) Semiconductor wafer
US20060180939A1 (en) Tamper-resistant semiconductor device
UA70312C2 (en) Device for protection of an integrated circuit device for protection of an integrated circuit
JP3728389B2 (en) Semiconductor chip with surface cover
MXPA00006648A (en) Protection circuit for an integrated circuit
US10473709B2 (en) Integrated circuit chip stack
JP4746354B2 (en) Reader / writer system
JP2002534808A (en) Vertical integrated circuit device