Brevet FR2888975A1 — publié le 20070126

PROCEDE DE SECURISATION POUR LA PROTECTION DE DONNEES La présente invention concerne des dispositifs et des procédés de sécurisation de données. Il existe actuellement un besoin de sécurisation des données et des logiciels. Par exemple, dans les terminaux bancaires, des données sont saisies en utilisant un clavier tactile ou elles sont dérivées d'un lecteur de cartes (par exemple, un lecteur de cartes magnétiques). Ces données sont utilisées pour effectuer une transaction sécurisée. La sécurité est nécessaire à une telle transaction et l'accès aux données doit être protégé. Pour garantir l'absence de manipulation illicite, de vol ou d'autres accès aux données sans autorisation, les données sont couramment cryptées avant leur transmission. Néanmoins, il reste possible d'accéder aux données ou aux logiciels avant le cryptage, comme en accédant aux conducteurs d'un circuit intégré auquel les données non cryptées sont envoyées en premier. Dans l'art antérieur, un maillage tridimensionnel a été utilisé comme enceinte d'un ensemble de circuits intégrés pour empêcher toute manipulation illicite. Par exemple, le brevet américain N 6 646 565 décrit un dispositif de sécurisation de circuits électroniques dans lequel un dispositif électronique est encastré entre une première carte de circuit et une seconde carte de circuit ayant chacune une couche conductrice en serpentin. Un circuit de détection de manipulation illicite est connecté à la couche conductrice pour détecter toute manipulation illicite de circuit. L'ensemble du dispositif est enveloppé dans un maillage. Toute manipulation illicite des cartes de circuits ou du maillage est détectée par détection d'une perturbation d'un courant traversant une couche de sécurité dans les cartes de circuits et dans le maillage. Cette perturbation de courant signale à un système de sécurité qu'il faut effacer les données sensibles pour qu'elles ne soient pas interceptées. D'autres dispositifs similaires de l'art antérieur correspondent en particulier aux brevets américains N 4 593 384; 4 691 350; et 4 807 284. Le brevet américain N 5 406 630 décrit un dispositif de circuit intégré (IC) protégé contre les manipulations illicites. L'emballage et le couvercle sont en métaux lourds pour empêcher le rayonnement par rayons X et la détection infrarouge du fonctionnement de la puce. Cela fournit de manière efficace un bouclier électrique protégeant le fonctionnement du circuit intégré. Le brevet américain N 6 396 400 décrit un système de sécurisation pour protéger un dispositif de stockage de données. Le dispositif de stockage de données est enveloppé dans un premier boîtier, qui est monté à l'intérieur d'un second boîtier duquel il est séparé par un certain nombre de structures de support. Le vide est fait dans un interstice entre le premier boîtier et le second boîtier. Toute brèche dans le second boîtier provoque un changement de pression. Le changement de pression est détecté par un capteur qui signale au dispositif de stockage de données d'intervenir pour protéger les données contre toute manipulation illicite. Ces dispositifs décrits sont complexes et chers. En variante, des solutions plus simples sont recherchées. Un dispositif et un procédé de protection de données utilisent une matrice de grilles de contact sans broche au fond d'une cavité sur une carte de circuit imprimé. L'emballage de la matrice de grilles doit avoir un circuit intégré hébergeant des circuits supplémentaires. L'emballage de ce circuit intégré comprend une couche diélectrique et une couche conductrice au-dessous de la couche diélectrique. De manière similaire, la carte de circuit comprend également une couche conductrice utilisée en tant que couche de bouclier électrique. La carte de circuit imprimé et le circuit intégré de la matrice de grilles au fond d'une cavité ont un courant introduit à travers la couche conductrice sur chaque dispositif respectif. Si une manipulation illicite est détectée par une perturbation du courant, il est ordonné à la puce de brouiller ou effacer les données sur la puce pour en empêcher l'accès. Brève description des dessins La figure 1 est une coupe transversale d'un circuit intégré positionné sur une carte de circuit imprimé. La figure 2 est un organigramme d'un mode de réalisation du processus de sécurisation. La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation représentant un circuit intégré et une carte de circuit intégré. La figure 4a est une vue de dessus d'un tracé en serpentin ayant deux contacts de billes. La figure 4b est une vue de dessus d'un tracé en serpentin alternatif ayant deux contacts de billes. La figure 5a est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'un tracé en serpentin à deux réseaux, chaque réseau ayant deux contacts de billes. La figure 5b est une vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation d'un tracé en serpentin à deux réseaux, chaque réseau ayant deux contacts de billes. La figure 5c est une vue de dessus d'un troisième mode de réalisation d'un tracé en serpentin à deux réseaux, chaque réseau ayant deux contacts de billes. La figure 6 est une vue de dessus d'un tracé en serpentin ayant deux contacts de billes, le tracé s'étendant dans deux couches. La figure 7a est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'un tracé en serpentin à deux réseaux, chaque réseau ayant deux contacts de billes, les réseaux occupant deux couches. La figure 7b est une vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation d'un tracé en serpentin à deux réseaux, chaque réseau ayant deux contacts de billes, les réseaux occupant deux couches. Dans le mode de réalisation exemplaire illustré de la figure 1, un circuit intégré sécurisé a une protection de sécurité permettant de l'utiliser pour des transactions sécurisées. Dans ce mode de réalisation, une matrice de grilles de billes au fond d'une cavité intégrée au circuit 20 est positionnée sur une carte de circuit imprimé 30. Le circuit intégré 20 comprend des billes 14 sur la matrice de grilles de billes. La cavité 18 fait face vers le bas en direction de la carte de circuit imprimé 30. Une broche de fil 16 à l'intérieur de la cavité 18 n'est donc pas accessible pour effectuer une manipulation illicite sans perforer l'emballage du circuit intégré ou la carte de circuit. L'emballage du circuit intégré comprend une couche de bouclier électrique 12. La couche 10 est une couche diélectrique (comme de l'époxy noir ou un matériau similaire). La couche 10 protège le bouclier électrique contre toute manipulation illicite physique sans inversion de traitement préalable. Au-dessous de cette couche de bouclier 12 se trouve une couche de conducteur 13, par exemple une couche de cuivre plaqué. La couche 13 est une couche conductrice utilisée pour l'acheminement d'autres signaux. La couche 12 est constituée d'un tracé en serpentin. Cette couche de conducteur 12 est connectée à un circuit de supervision, à une source de courant et à la mémoire du circuit intégré. En cas de manipulation illicite du circuit intégré, notamment par perforation ou par toute autre interférence, le circuit de sécurité est déclenché pour effacer les données sur le circuit intégré 20. D'une manière similaire, la carte de circuit imprimé 30 comprend une couche diélectrique 34. Si le courant est interrompu ou en cas de manipulation illicite, le dispositif de sécurité efface les données pour qu'il soit impossible d'y accéder. Dans l'exemple illustré, un circuit intégré de matrice de grilles de billes est utilisé. D'autres matrices de contact, comme une matrice de grilles de colonnes, peuvent être utilisées en variante. Il est préféré que la matrice de conducteurs ne contienne pas de broche (il s'agit alors d'une matrice sans broche). Les broches s'étendant dans et/ou à travers une carte de circuit intégré nuisent à la capacité de protection du signal sur les conducteurs. Le circuit intégré qui est mis dans un emballage sécurisé est conçu pour intégrer un circuit spécifique qui entraîne la couche de sécurité de circuit intégré 12 et la couche de sécurité de carte de circuit imprimé 32. Ce circuit vérifie si l'intégrité du circuit n'a pas été compromise ou sujette à manipulation illicite. Sur la figure 2, l'organigramme de la caractéristique de sécurité en fonctionnement est similaire au fonctionnement des dispositifs de l'art antérieur dans lesquels une combinaison de multiples cartes de circuits imprimés et de polymère de maillage est utilisée, même si le dispositif de la présente invention est significativement différent de l'art antérieur. Pendant le fonctionnement de sécurité en continu à l'opération 70, le courant traversant le système de sécurité est surveillé. La tension détectée à n'importe quel moment donné peut être comparée à une consigne de tension connue pour déterminer si la tension est attendue et cohérente avec les niveaux de tension précédents. A l'opération 72, une logique vérifie si le courant a été perturbé. Si tel n'est pas le cas, la logique ordonne la poursuite de l'opération 70 dans laquelle le circuit de sécurité est surveillé. Si l'opération 72 ne détecte pas de manipulation illicite du circuit (indiquée par une perturbation du courant), l'opération 74 est entamée, et une mesure de sécurité est initiée pour protéger les données. En règle générale, cette mesure de sécurité consiste à effacer les données. En ce qui concerne la figure 3, une coupe transversale d'un circuit intégré alternatif et d'une carte de circuit est représentée. Ce dispositif comprend un circuit intégré 43 monté sur carte de circuit 41. L'emballage 40 empêche l'examen physique du bouclier de sécurité sousjacent. Le matériau d'emballage peut être de l'époxy noir ou un autre matériau similaire. Le bouclier de sécurité du circuit intégré 42 est intégré dans l'emballage 40. Ce bouclier de sécurité peut être n'importe quel moyen conducteur qui peut être surveillé par un circuit de sécurité pour permettre la détection de toute manipulation illicite. Un tracé en serpentin est une mise en oeuvre de bouclier de sécurité. Des connexions conductrices 44 sont attachées aux bords extérieurs du bouclier de sécurité 42; elles se connectent à la couche 64, laquelle est connectée à l'élément conducteur 46 qui se termine à la bille 50. Les éléments conducteurs 44, 46 et la bille 50 de la matrice de grilles de billes fournissent un bouclier continu sur le côté conducteur de manière à ce que toute manipulation physique illicite de la puce puisse être détectée par le circuit de sécurité. Les éléments conducteurs 44 et 46 sont connectés à la couche 64 de manière à ce que d'autres signaux puissent être envoyés sur la couche 64. Il s'agit notamment de signaux émanant du dispositif 62 envoyés à travers les connexions 60, de signaux émanant de la bille 51 envoyés à travers la connexion 57, et de signaux émanant de la bille 53 envoyés à travers la connexion 55. Les connecteurs de billes 50 sont connectés à l'élément conducteur 52 sur la carte de circuit imprimé 41. Cet élément conducteur est connecté à la couche de bouclier de sécurité 54 sur la carte de circuit imprimé. La combinaison des éléments conducteurs 44, 46 et de la bille 50 fournit une barrière conductrice continue qui protège contre l'invasion latérale du circuit intégré alors que l'élément conducteur 52 (auquel la bille 50 est couplée de manière conductrice) fournit la même sorte de barrière pour la carte de circuit 41. Le bouclier de sécurité 54 sur la carte de circuit imprimé 41 et le bouclier électrique 42 sur le circuit intégré 43 complètent cette protection de sécurité de manière à ce qu'une enveloppe de sécurité soit formée pour protéger tous les côtés avec un bouclier conducteur. Toute manipulation illicite de ce bouclier est détectée par un circuit de sécurité qui prend alors la mesure appropriée (par exemple, l'effacement des données sensibles sur la puce et l'interdiction de la transmission de données à partir de la carte de circuit imprimé). L'emballage 40 empêche l'inspection physique du bouclier électrique 42 et des éléments conducteurs latéraux 44 et 46. Un certain nombre d'éléments à l'intérieur de cette enveloppe de sécurité peuvent porter des données sensibles. La bille 53 est connectée à la couche 58 sur la carte de circuit imprimé 41. Des données sensibles peuvent être portées sur la carte de circuit au niveau de la couche 58, transmises à travers les billes 53, transportées sur la couche de circuit intégré 64 et portées sur le dispositif 62 ou sur les connexions conductrices 60. Tous les éléments contenus dans la cavité interne 61 sont protégés par l'enveloppe de sécurité, comme le sont les éléments internes à l'intérieur du circuit intégré 43 et la carte de circuit imprimé 41 à l'intérieur de l'enveloppe de sécurité. La même approche peut être utilisée avec différents circuits intégrés et d'autres éléments (comme des affichages, des claviers) sur la même carte de circuit imprimé. Les boucliers de sécurité peuvent être produits avec un certain nombre de conceptions différentes. Par exemple, des conceptions de boucliers en serpentin à une seule couche, à un seul réseau et à deux billes sont représentés sur les figures 4a, 4b. Sur la figure 4a, aux extrémités du tracé 80 se trouvent les voies 81, 83. Sur la figure 4b, aux extrémités du tracé 82 se trouvent les voies 84, 85. Sur ces deux figures, le bouclier de sécurité forme une seule couche jusqu'à l'emplacement des voies 81, 83, 84, 85, où des éléments conducteurs s'étendent jusqu'à un contact de voie. Les billes peuvent être à un emplacement central, à un emplacement de bord ou à une certaine combinaison d'emplacements. Le tracé conducteur peut avoir un profil en spirale ou un profil régulier de va-et-vient, à titre d'exemple simplement. Un certain nombre de conceptions de bouclier à une seule couche et à deux réseaux sont représentées sur les figures 5a, 5b et 5c. Sur la figure 5a, le premier tracé de réseau 90 comprend deux voies 90a, 90b et un deuxième tracé de réseau 92 se termine au niveau des voies 92a, 92b. De manière similaire, sur la figure 5b, le premier tracé de réseau 94 a des voies 94a, 94b, et un deuxième tracé 96 se termine au niveau des voies 96a, 96b. Sur la figure 5c, le premier tracé 100 se termine au niveau des voies 100a, 100b aux extrémités du tracé et le deuxième tracé 98 se termine au niveau des voies 98a, 98b. Dans ces trois exemples, la longueur du tracé s'étend sur un plan unique, alors que les voies sont connectées à travers un chemin conducteur descendant sur les côtés du circuit intégré. La figure 6 illustre un dispositif de sécurité en serpentin à un seul réseau et à deux couches. Le tracé 102 se termine au niveau des voies 102a, 102b. Une connexion à travers une épaisseur de l'emballage permet au tracé en serpentin d'inclure les sections 102c et 102d, qui sont dans des couches différentes (c'est-à-dire, au- 2888975 10 dessus ou au- dessous) du reste du tracé en serpentin. Les figures 7a, 7b illustrent des dispositifs de sécurité en serpentin à deux couches et à deux réseaux. Sur la figure 7a, une première couche comprend un premier tracé 104 qui se termine au niveau des voies 104a, 104b. Dans une deuxième couche, un deuxième tracé 106 se termine au niveau des voies 106a, 106b. Les voies peuvent s'étendre à travers des connecteurs vers un emplacement de surface sur le circuit intégré, comme cela est représenté sur la figure 3. Sur la figure 7b, chacun des tracés est similaire au tracé de la figure 6. Le tracé 108 se termine au niveau des voies 108a, 108b. Les sections 108c, 108d du tracé 108 s'étendent dans une couche différente de la couche contenant le reste du tracé 108. Le tracé 110 se termine au niveau des voies 110a, 110b. Les sections 110c, 110d du tracé 110 s'étendent dans la couche contenant les sections les plus longues du tracé 108. De nombreuses autres configurations possibles pour le bouclier électrique existent. Lorsque le circuit intégré contenant le bouclier de sécurité de la présente invention est monté sur une carte de circuit imprimé, une alimentation électrique externe est fournie sur la puce. Cela permet de stocker des données sensibles sur la puce. Le courant électrique alimente également le circuit de sécurité, le courant traversant le circuit de sécurité étant continuellement surveillé. Le circuit intégré peut recevoir des communications sensibles et associer des données sensibles à la carte de circuit. Le stockage d'informations sur le circuit intégré et le maintien de la sécurité sur la puce peuvent être assurés par une alimentation électrique sur pile de la carte de circuit 2888975 11 imprimé. Une alimentation électrique sur le secteur peut être utilisée pour transférer par le courant des informations sensibles du circuit intégré à la carte de circuit, et à travers toute la carte. 2888975 12 REVENDICATIONS 1. Procédé comprenant les étapes consistant à : a) fournir une carte de circuit imprimé (30) comprenant un premier bouclier électrique et des pastilles de contact de surface; b) fournir une matrice de grilles de conducteurs sans broche dans un circuit intégré (43) sous emballage comprenant un deuxième bouclier électrique sur un côté du circuit intégré (43) à l'opposé des contacts dans ladite matrice de grilles de conducteurs dans une orientation vers le bas de la cavité, le circuit intégré (43) étant en contact avec ladite carte de circuit imprimé (30) ; c) introduire le courant à travers ledit premier bouclier électrique et ledit second bouclier électrique; d) surveiller ledit courant traversant ledit premier bouclier électrique et ledit second bouclier électrique; et e) arrêter la transmission des données transmises entre ledit circuit intégré (43) sous emballage et ladite carte de circuit imprimé (30) lorsque ladite surveillance détecte une perturbation dans ledit courant. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape suivante consistant à : f) effacer les données sensibles stockées sur ledit 25 circuit intégré (43) sous emballage lorsque ladite perturbation dans ledit courant est détectée. 3. Dispositif de sécurisation de circuit intégré comprenant: une carte de circuit imprimé (30) ; 2888975 13 un premier bouclier électrique sur ladite carte de circuit imprimé (30) ; un circuit intégré (43) de matrice de contact sans broche adapté pour être monté sur ladite carte de circuit 5 imprimé (30) ; un second bouclier électrique sur ledit circuit intégré (43) ; des voies s'étendant entre ledit premier bouclier électrique et ledit second bouclier électrique de manière à ce qu'une enveloppe de sécurité soit formée; et un circuit de sécurité configuré pour surveiller le courant traversant ladite enveloppe de sécurité et pour intervenir pour sécuriser les données si une manipulation illicite est détectée. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit circuit intégré (43) est une matrice de grilles de billes. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit 20 circuit intégré (43) est une matrice de grilles de colonnes. 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit circuit intégré (43) est une matrice de grilles de billes 25 en bas d'une cavité. 7. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel ledit circuit intégré (43) est une matrice de grilles de colonnes en bas d'une cavité. 8. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite seconde couche de bouclier électrique est un tracé en serpentin. 2888975 14 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit tracé en serpentin est contenu à l'intérieur d'une couche dudit circuit intégré (43). 10. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit tracé en serpentin comprend au moins deux réseaux sur au moins deux couches dudit circuit intégré (43).