[发明专利]用于集成电路的保护电路

说明书

某些形式的电子线路，尤其是应用在电路板上的集成电路，要求对电路信息或者电路内部的数据高度保密。必须保护这些与安全关系重大的信息，防止外加分析或者操纵。

为了实现这种保护曾采用了不同的途径。例如使集成电路配有一种例如由银或钛制成的金属膜，通过此种方法可以阻止借助于伦琴射线来读出集成电路。此外证明有效的是在集成电路的最上面电路平面里布置一条印刷线路作为保护盖导线，并监测其物理性能，如它的电阻、电容等。当发现有一种变化时，例如在违人心愿地观测或操纵时由于短路、接地或者断开，那么就发出一个报警信号。这样一种保护电路可见于美国专利US-Patent 5，389，738。但是这种类型的保护电路已经证明是不充分的，因为这些预料的物理性能都可以通过合适的外部措施来模拟，并由于此使保护电路不可能发现由于观测或操纵而引起的外来侵害作用，而且因此也就不可能采取合适的针对性措施了。

本发明的任务在于给出一种用于集成电路的保护电路，它在很大程度上防止了无意间的观测或操纵。

该任务通过一种具有在权利要求1中所说明特征的用于集成电路的保护电路来解决。本发明有利的其它方案见从属权利要求。

按本发明的保护电路布置在集成电路之上或者之下的至少一个电路平面内。同时该保护电路有一个或多个印刷线路，对它们则供给有随时间而变化的或者也是各种不同的信号。这些信号被经由印刷线路传送并紧接着由单个或者多个检波器来检验，其方法是使接收的要检验的信号分别与一个参照信号(就是预期的信号)进行比较。如果一个或多个检波器发现有显著的差异，那么就发出一个报警信号，它就使集成电路转换至一种安全模式。在这种模式下那么例如可以清除存储单元里的内容，从而使控制程序和所存储的数据就不再可读出和说明了。

由于应用了多个不同的信号，这些信号通过多条印刷线路传导，并接着由不同的检波器进行分析，因此几乎不可能在尝试进行读出或操纵的期间以正确的方式从外面输入所有断开报警的信号，并向这些检波器虚构这些信号的存在。如果例如这集成电路平面机械地从上面被除去，那么就能看到这集成电路的位于其下面的电路平面了，那么首先遇到的就是保护电路的位于这上面的印刷线路，这引起了信号传输的改变，或者说中断，这种改变或中断是通过一个或者多个检波器检测到的。若用微型探针测量各个印刷线路，由此得出了许多变化例如信号形状、信号衰减或类似的变化，那么相应的也是这样。所有这些变化则有规则地引起了不同检波器的故障识别。

因此按本发明不仅要模拟单个唯一的信号，而且要模拟许多各不相同的信号。正是由于集成电路的空间条件很有限，因此几乎不可能将许多模拟的信号特定地输送给不同的检波器。因此通过在集成电路上面布置的保护电路就对此集成电路提供了几乎全面的保护。

最好使集成电路呈夹层状地被一个位于集成电路之上的保护电路和一个位于集成电路之下的保护电路围封住，从而排除了从上面或者从下面通过保护电路来进行观测和操纵。

检波器的结构应保证在对所传送信号进行处理时检查它们的完整性，这尤其可以通过一种循环冗余码检验(CRC-Check)，通过一种总和比较，通过一种奇偶校验或者通过其它的信号比较来进行。通过这种在传送的信号和预计信号，或称作参照信号的完整性值之间的完整性比较就可能阻止操纵这保护电路，而在操纵时这检波器被准短路，此时同一个信号，既作为参照信号又作为传送信号，被送给检波器，用一种纯粹的同一性比较来确定出一种故障特性。

传输给不同的印刷线路的各不相同的信号可以通过一个共同的信号发生器，或者也可以通过许多单独的信号发生器来实现。最好使单个或多个发生器与检波器处于如下的连接，使各个检波器从为其配置的发生器处得到一个关于预计信号的类型和方式的信息即参照信号。因此就可能使发生器动态地改变其输出的信号，并向检波器传达这种改变，这就使侵害作用时信号的模拟更为困难，因为参考到了不同时间信号的变化。

业已证实尤其有利的是使印刷线路布设在多个电路平面上，这样就可能大大改善对需要保护的集成电路的覆盖，同样也就使经过多个电路平面来观察保护电路的构造，并因此使观察各种不同信号的产生、信号传输和检波就大大困难了，并且因此就不再从外部提供一种模拟了。因此保护电路的每个变化都通过一个外部的干扰而引起对故障特性的检波，因为通过印刷线路构造或其导向的最难的三维结构进行一种模拟是非常困难的或者说几乎是不可能的。因此很显然，保护电路的一个电路平面就保护了保护电路的其它电路平面不被分析。因此就为集成电路提供了一种最广泛的和安全的保护电路。