[发明专利]无需电池的用于工业和计量装置的侵扰检测系统以及方法

说明书

本发明的实施例通过在安全电子系统的敏感区域周围提供一种改进的入侵检测来以防止对电子系统的未经授权的访问。某些实施例无需恒定电池功率并且还在装置周边提供不间断的高安全监控，以使尽管发生断电事件仍可能采取适当行动以确定该装置是否被侵扰。这在那些无法使用电池的应用程序中尤其有用。

相关专利申请的交叉引用

本申请与2014年10月1日提交的申请号为62/058556，标题为“Tamper DetectionSystems and Methods for IndustrialMetering Devices not Requiring a Battery”，发明人为Yann Yves Rene Loisel，Frank Lhermet及Alain-Christophe Rollet的美国临时申请相关并要求享有其优先权，在此其全部内容通过引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明主要涉及安全系统，并且尤其涉及检测电子系统中的侵扰以防止对敏感数据的未经授权的访问的系统、装置、以及方法。

背景技术

安全的电子系统例如银行终端可以在可信环境中保护重要的资产和经加密的敏感数据，以防止潜在攻击者未经允许对其访问或侵扰。防止入侵者侵扰物理装置以获得敏感数据访问的典型对策包括实现装置敏感区域周围的安全边界。高度安全物理防护包括电子网格与开关的应用，它们可以帮助检测侵扰以及发出可能遭到入侵的信号标志。一旦检测到入侵，这些安全系统可以，例如，清除其解密密钥以及其他存储于计算机系统内常规存储装置的敏感信息以防止对手捕获私密信息。

针对物理侵扰的高效安全措施要求24/7全天候保护，不间断地监控包含敏感信息的物理装置，即，装置必须总是处于供电状态以防止切断电源期间可能出现的未经授权的访问。可选地，可以关闭本装置的非关键部分，同时电源(例如，电池)为装置提供充足的能量以使安全监控系统保持在工作状态，继续保护最关键的组件及外部警报装置，例如通过发送警告，以确保提供所需保护水平。因此，即使安全装置自身完全断电，监控系统仍可以保持持续运行并控制装置的物理完整性。

包含防护电子网格以及其他活动部件的安全监控系统被电操作，并且被设计为检测任何参考信号的特征的侵扰或者改动，比如电压或电阻值，以作为物理侵扰潜在行为的指示。电池电量一般都足以监测环境条件，比如冲击事件导致的温度及振动，以进一步增加系统安全性。尤其是，要求较高安全性的密钥存储及数据的硬件安全模块(HSMs)依靠电池供电以完成24/7监控，以使即使在停电情况下，具有备份电池的安全监控系统仍可控制装置物理边界的安全性，并且确保敏感数据不被未经授权而遭到访问、记录或者其他侵扰。支付终端以及其他包含安全的微控制器的装置使用的安全监控系统，具有平均约7年电池寿命的备份电池。这在大多数如定期淘汰或替换的HSMs实例中是合适的，以使电池寿命超过本领域装置的实际使用时间。

然而，具有相当长寿命的装置，比如智能仪表，我们期望它们在本领域工作30年甚至更长时间，而且在实际中无需任何维修或者，至少，尽可能少维修。考虑到即使最先进的电池也仅具有少于10年的寿命，那么一旦需要替换装置的电池，就必须切断电源一段时间以进行维修工作，这个缺点使得对这些装置的保护就无效了。类似地，对于位于边远地区的工业装置，如石油或天然气管道等，是被设计为无需维修操作的装置，由于极高的维护与支持成本，以及，更为重要地，断电及开启安全装置涉及到安全问题，使得在该领域更换电池是不可行的解决方案。

目前，不存在确保昼夜保护高安全及长使用寿命装置的实际解决方案。一旦关闭装置，其被暴露并毫无安全可言。攻击者可以访问装置，无监测地进行电路改动，并且在装置重新充电启动后没有信息指示装置在此期间被入侵以及被操纵。最复杂的攻击者甚至可以无需试图检索关闭电源时的秘密，而是，抓住机会向装置安装一些恶意代码(例如，木马)，以使当电源重新充电启动时，攻击者已经完成的改动可用于拦截数据以及暴露有价值的资产(例如，记录并提取密码)，而不留下易于被远程位置监测到的痕迹。