(57)【要約】  警護センサは、警護信号伝送経路に沿って、該経路の振幅応答における観測可能なニー（膝折れ）よりも高いマルチＧＨｚ（マルチギガビット）警護信号を注入することで、警護領域を画成し、該警護領域の物理的又は電磁的侵入を検出する。ニーよりも高い周波数で、信号伝送経路は、ますます非線形で、無秩序でさえある挙動を示し、それが、センサの全体的な感度を向上させ、回路デバイス、信号経路、及び信号を特徴付ける分布伝送パラメータにおける僅かな変化を検出するセンサの能力を向上させる。警護領域は、回路デバイス、物理的接続、インタフェース、高周波及び低周波の信号伝送経路及び信号、の組み合わせを保護するために使用され得る。
2021501419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
警護領域内の１つ以上の物を保護するための警護センサであって、
プロセッサと、
前記警護領域を画成し、前記警護領域の侵入に対する電磁的（ＥＭ）及び物理的双方でのバリアを提供するように構成された１つ以上の警護信号伝送経路であり、それよりも高い周波数で当該経路が非線形挙動を示すというニー周波数を有する振幅応答によって特徴付けられる１つ以上の警護信号伝送経路と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路上に１つ以上の警護信号を送信するように構成された送信器であり、前記警護信号は、前記ニー周波数よりも高く且つ４ＧＨｚ以上の周波数Ｙで送信される、送信器と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路から受信される１つ以上の警護信号の成分を受信するように構成された受信器と、
命令を格納したメモリであり、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに、
前記１つ以上の警護信号を生成して、前記１つ以上の警護信号伝送経路上に送信させ、
前記受信される警護信号の前記成分を測定させ、そして、
前記受信される警護信号の１つ以上の成分を、１つ以上の以前に受信された警護信号と比較させて、前記１つ以上の警護信号伝送経路の物理的に分布した伝送パラメータ、又は前記ニー周波数よりも高く且つ４ＧＨｚ以上の周波数にある１つ以上の警護信号、における変化を、前記警護領域に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出させる、
メモリと、
を有する警護センサ。
【請求項２】
当該警護センサは更に、前記１つ以上の警護信号及び１つ以上のターゲット信号を搬送する前記１つ以上の警護信号伝送経路によって接続された第１及び第２の回路デバイスを含む回路を有し、前記１つ以上のターゲット信号及び前記１つ以上の警護信号伝送経路の少なくとも一部が、前記警護領域内にある物を構成する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項３】
前記ニー周波数は４ＧＨｚ以上である、請求項２に記載の警護センサ。
【請求項４】
当該警護センサは更に、Ｙ／Ｘの比が５以上である周波数Ｘにある１つ以上のターゲット信号を搬送するように構成された１つ以上のターゲット信号伝送経路によって接続された第１及び第２の回路デバイスを含む回路を有し、前記１つ以上のターゲット信号及び前記１つ以上のターゲット信号伝送経路の少なくとも一部が、前記警護領域内にある物を構成する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項５】
Ｘは１ＧＨｚ未満であり、前記ニー周波数は４ＧＨｚ以上である、請求項４に記載の警護センサ。
【請求項６】
当該警護センサは更に多層プリント回路基板（ＰＣＢ）を有し、前記１つ以上のターゲット信号伝送経路は複数のシングルエンドトレースを有し、前記１つ以上の警護信号伝送経路は複数の差動伝送線路を有する、請求項４に記載の警護センサ。
【請求項７】
前記多層ＰＣＢは、前記多層ＰＣＢの異なる層の間に位置する第１及び第２の電力プレーンを有し、前記複数のシングルエンドトレースのうちの１つの少なくとも一部が、前記第１及び第２の電力プレーンの間の層を通ってルーティングされ、前記複数の差動伝送線路のうちの１つの少なくとも一部が、前記第１及び第２の電力プレーンの間の前記シングルエンドトレースの前記一部を包含する前記警護領域を画成するように、前記第１及び第２の電力プレーンの上及び下でルーティングされる、請求項６に記載の警護センサ。
【請求項８】
前記回路は更に、前記第１及び第２の回路デバイスの間で、Ｚ／Ｘの比が５以上である４ＧＨｚ以上の周波数Ｚにあるターゲット信号を搬送するように構成された１つ以上のターゲット信号伝送経路を含み、前記メモリは、前記プロセッサによって実行されるときに以下のプロセスを生じさせる命令を格納し、すなわち、
前記回路の物理特性データ、前記回路の動作データ、及び少なくとも前記１つ以上のターゲット信号伝送経路及びターゲット信号に関係する環境データを定期的に測定し、
前記測定されたデータを定期的にキャプチャし、
前記キャプチャされたデータの一部の集約に基づいて動的フィンガープリントを生成し、該動的フィンガープリントは、前記集約されたデータをカプセル化する複合データ構造であり、
前記動的フィンガープリントにメタデータを関連付け、
前記キャプチャされたデータの連続したセットに従って、前記動的フィンガープリントを定期的に更新し、
前記更新された動的フィンガープリントを以前の動的フィンガープリントと比較して、前記動的フィンガープリントにおける変化を、前記回路に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出する、
というプロセスを生じさせる命令を格納している、請求項４に記載の警護センサ。
【請求項９】
当該警護センサは更に、Ｚ／Ｘの比が５以上である４ＧＨｚ以上の周波数Ｚにあるターゲット信号を搬送するように構成された１つ以上のターゲット信号伝送経路を有し、前記送信器は、該１つ以上のターゲット信号伝送経路上に少なくとも１つの前記警護信号を送信するように構成される、請求項４に記載の警護センサ。
【請求項１０】
前記ニー周波数は４ＧＨｚ以上であり、当該警護センサは更に、４ＧＨｚ以上の周波数Ｚにある１つ以上のターゲット信号を搬送するように構成された１つ以上のターゲット信号伝送経路によって接続された第１及び第２の回路デバイスを含む回路を有し、前記１つ以上のターゲット信号及び前記１つ以上のターゲット信号伝送経路の少なくとも一部が、前記警護領域内にある物を構成する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１１】
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されるときに前記プロセッサに以下を行わせる命令を格納し、すなわち、
前記回路の物理特性データ、前記回路の動作データ、及び少なくとも前記１つ以上のターゲット信号伝送経路及びターゲット信号に関係する環境データを定期的に測定し、
前記測定されたデータを定期的にキャプチャし、
前記キャプチャされたデータの第１のセットの集約に基づいて動的フィンガープリントを生成し、該動的フィンガープリントは、前記集約されたデータをカプセル化する複合データ構造であり、
前記動的フィンガープリントにメタデータを関連付け、
前記キャプチャされたデータの連続したセットに従って、前記動的フィンガープリントを定期的に更新し、
前記更新された動的フィンガープリントを以前の動的フィンガープリントと比較して、前記動的フィンガープリントにおける変化を、前記警護領域内の前記回路に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出する、
ことを行わせる命令を格納している、請求項１０に記載の警護センサ。
【請求項１２】
当該警護センサは更に、共通のインターコネクトに物理的に接続された第１のコネクタを各々が有する第１及び第２の回路アセンブリを有し、少なくとも１つの前記警護センサが、前記第１及び第２の回路アセンブリの少なくとも一方にあり、前記１つ以上の警護信号伝送経路が、前記第１及び第２の回路アセンブリの各々の前記第１のコネクタと前記共通のインターとを通ってルーティングされ、それにより、前記第１及び第２の回路アセンブリの物理的接続が、前記警護領域内の物を構成する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１３】
前記警護領域内の前記物は、回路デバイス、信号経路、又は信号のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１４】
前記送信器及び受信器は、共通の回路デバイス内に共に位置する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１５】
前記送信器及び受信器は、別々の回路デバイス上に位置する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１６】
複数の警護センサが、共通の警護領域の侵入に対する前記ＥＭ及び物理的双方でのバリアを提供する警護信号伝送経路のメッシュを画成する警護センサアセンブリを提供し、前記複数の警護センサが、前記共通の警護領域の侵入を検出するように相互接続される、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１７】
少なくとも第１及び第２の警護センサが、前記警護信号として相異なる波形を前記メッシュ上に送信する、請求項１６に記載の警護センサ。
【請求項１８】
複数の警護センサが、別々の警護領域の侵入に対する前記ＥＭ及び物理的双方でのバリアを提供する警護信号伝送経路のネットワークを画成する警護センサアセンブリを提供し、前記複数の警護センサが、前記別々の警護領域の侵入に関する情報を共有するように相互接続される、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項１９】
前記メモリに格納された前記命令は、前記プロセッサに、前記物若しくは前記警護信号伝送経路に対する物理的改変、又は前記警護領域への物理的プローブ若しくは信号の挿入を含む侵入を検出及び識別させる、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２０】
前記１つ以上の警護信号はデジタル変調されたアナログ信号であり、前記１つ以上の警護信号の前記１つ以上の成分の比較は、侵入を検出するために公称ＢＥＲと比較されるビット誤り率（ＢＥＲ）を生成する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２１】
前記１つ以上の警護信号は、アイパターンを示すデジタル変調されたアナログ信号であり、前記受信される１つ以上の警護信号の前記１つ以上の成分を処理することで、前記アイパターンのアナログパラメータを抽出し、該アナログパラメータへの変化を処理して侵入を検出する、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２２】
前記１つ以上の警護信号伝送経路は、ルーティング及び材料の選択によって構成され、前記１つ以上の警護信号は、侵入の検出感度を向上させるための変調技術及び周波数コンテンツの選択によって構成される、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２３】
メモリに格納された命令が、前記プロセッサに、前記警護領域の前記侵入を位置特定するために、特徴を抽出して該特徴を伝送経路遅延と相関付けるように、前記受信される警護信号の前記成分を処理させる、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２４】
メモリに格納された命令が、前記プロセッサに、前記侵入を特徴付けるために、始動時の変化、徐々に時間変動する変化、突然のランタイム変化、及び組織化された攻撃を識別するように、前記受信される警護信号の前記成分を処理させる、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２５】
前記警護信号伝送経路のうちの少なくとも１つはアンテナ構造を含む、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２６】
前記メモリは、前記プロセッサによって実行されるときに前記プロセッサに以下を行わせる命令を格納し、すなわち、
前記１つ以上の警護信号伝送経路の物理特性データ、前記１つ以上の受信される警護信号を含む前記１つ以上の警護信号伝送経路の動作データ、及び少なくとも前記１つ以上の警護信号伝送経路及び警護信号に関係する環境データを定期的に測定し、
前記測定されたデータを定期的にキャプチャし、
前記キャプチャされたデータの第１のセットの集約に基づいて動的フィンガープリントを生成し、該動的フィンガープリントは、前記集約されたデータをカプセル化する複合データ構造であり、
前記動的フィンガープリントにメタデータを関連付け、
前記キャプチャされたデータの連続したセットに従って、前記動的フィンガープリントを定期的に更新し、
前記更新された動的フィンガープリントを以前の動的フィンガープリントと比較して、前記動的フィンガープリントにおける変化を、前記警護領域内の前記回路に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出する、
ことを行わせる命令を格納している、請求項１に記載の警護センサ。
【請求項２７】
１ＧＨｚ未満の周波数にある１つ以上のターゲット信号を搬送するように構成された１つ以上のターゲット信号伝送経路によって接続された第１及び第２の回路デバイスを含む回路と、
プロセッサと、
前記１つ以上のターゲット信号及び前記１つ以上のターゲット信号伝送経路の少なくとも一部を包含する警護領域の侵入に対する電磁的（ＥＭ）及び物理的双方でのバリアを提供するように構成された１つ以上の警護信号伝送経路であり、それよりも高い周波数で前記警護信号伝送経路が非線形挙動を示すという、４ＧＨｚ以上のニー周波数を有する振幅応答によって特徴付けられる１つ以上の警護信号伝送経路と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路上に１つ以上の警護信号を送信するように構成された送信器であり、前記警護信号は、前記ニー周波数よりも高い周波数で送信される、送信器と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路から受信される１つ以上の警護信号の成分を受信するように構成された受信器と、
命令を格納したメモリであり、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに、
前記１つ以上の警護信号を生成して、前記１つ以上の警護信号伝送経路上に送信させ、
１つ以上の受信される警護信号の前記成分を測定させ、そして、
前記受信される警護信号の１つ以上の成分を、１つ以上の以前に受信された警護信号と比較させて、前記１つ以上の警護信号伝送経路の物理的に分布した伝送パラメータ、又は前記ニー周波数よりも高い周波数にある１つ以上の警護信号、における変化を、前記警護領域に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出させる、
メモリと、
を有する警護センサ。
【請求項２８】
共通のインターコネクトに物理的に接続された第１のコネクタを各々が有する第１及び第２の回路アセンブリと、
プロセッサと、
前記第１及び第２の回路アセンブリの各々の前記第１のコネクタと前記共通のインターとを通ってルーティングされて、前記第１及び第２の回路アセンブリの物理的接続を包含する警護領域の侵入に対する電磁的（ＥＭ）及び物理的双方でのバリアを提供する１つ以上の警護信号伝送経路であり、それよりも高い周波数で前記警護信号伝送経路が非線形挙動を示すという、４ＧＨｚ以上のニー周波数を有する振幅応答によって特徴付けられる１つ以上の警護信号伝送経路と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路上に１つ以上の警護信号を送信するように構成された送信器であり、前記警護信号は、前記ニー周波数よりも高い周波数で送信される、送信器と、
前記１つ以上の警護信号伝送経路から受信される１つ以上の警護信号の成分を受信するように構成された受信器と、
命令を格納したメモリであり、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに、
前記１つ以上の警護信号を生成して、前記１つ以上の警護信号伝送経路上に送信させ、
１つ以上の受信される警護信号の前記成分を測定させ、そして、
前記受信される警護信号の１つ以上の成分を、１つ以上の以前に受信された警護信号と比較させて、前記１つ以上の警護信号伝送経路の物理的に分布した伝送パラメータ、又は前記ニー周波数よりも高い周波数にある１つ以上の警護信号、における変化を、前記第１及び第２の回路アセンブリの前記物理的接続に影響を及ぼす前記警護領域に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出させる、
メモリと、
を有する警護センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、“Multi-Gigabit/GHZ  Environmental  Evaluation  and  Monitoring  Sensor”と題されて、２０１７年１１月２日に出願された米国仮出願第６２／５８０，８３９号、及び“Multi-Gigabit/GHZ  Environmental  Evaluation  and  Monitoring  Sensor”と題されて、２０１７年１１月２４日に出願された米国仮出願第６２／５９０，４４８号に対する優先権の利益を主張するものであり、それらの内容全体を援用する。
【０００２】
この発明は、例えば、物理的構造（回路デバイス）、物理的接続、インタフェース、信号経路、又は例えば電気（アナログ若しくはデジタル）信号、光信号、若しくはマイクロ波信号といった信号などの、１つ以上の物を含む警護領域の物理的又は電磁的（ＥＭ）侵入を検知するための回路及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
サイバーセキュリティ、コンピュータセキュリティ、又は情報技術（ＩＴ）セキュリティは、コンピュータシステムを、それらのハードウェア、ソフトウェア、若しくは電子データの盗難又はそれへの損傷から、並びにそれらが提供するサービスの中断又は誤指示から保護することである。これまでの焦点の多くは、コンピュータシステムに格納されたソフトウェア又は電子データにアクセスするための、ネットワークを介した、可能性ある遠隔攻撃に向けられてきた。コンピュータシステム及びハードウェアの物理的セキュリティは、主に人的手段（ゲート、錠、守衛）による保護に限られていた。
【０００４】
これらの種類のセキュリティが向上するにつれ、高度な敵は、ハードウェアを損傷／破壊若しくは改ざんするため、又は信号活動を監視するためのいずれかで、コンピュータシステムハードウェアを直接攻撃するためのアクセスを得るに目を向けつつあり、これらは“侵入”と総称されている。“インタフェース”は、回路デバイス内の回路及び信号を外部の信号経路に接続する。“物理的接続”は、１つのアセンブリ上の回路デバイスを、例えばバックプレーン又はケーブルを介してなどで、別の１つのアセンブリ上の回路デバイスに物理的に接続するコネクタ又は他のデバイスである。“信号経路”は、物理的なチャネル（例えば、その経路上に分布された関連する物理的経路インピーダンスを有する金属トレース、又は光チャネル）であり、“信号”は、物理的なチャネル上で伝送されるＥＭ信号（例えば、電気信号、マイクロ波信号、又は光信号）である。これらのインタフェース、物理的コネクタ、信号経路、及び信号は、特にＥＭ侵入又は物理的侵入に対して脆弱である。侵入は、デバイス、回路、ワイヤ、絶縁体、伝送チャネル特性を付加、置換、又は改変すること、物理的構造を変更すること、又はプローブの挿入を含み得る。攻撃者は、重要な信号又は処理デバイスそれら自体へのアクセスを得るために使用することが可能な、システム内への構造、インタフェース、又は相互接続を利用しようとする。送電網、金融口座及び取引、食品配送、輸送システム及びインフラ、通信、法的／医療記録を管理する、我々の生活に直接的に影響を及ぼす多くの重要なシステムや、膨大な数のその他のシステムは、そのような攻撃に対してオープンである。
【０００５】
現在、この問題に首尾良く対処するシステムは、改ざん攻撃を受けやすいインタフェースを組み込んでいない特別注文のセキュアマイクロプロセッサアセンブリ又はデバイスの使用によってそうするものしかなく、重要な情報を通信又は信号伝達するインタフェースは、その情報を、暗号技術、リバースエンジニアリング対抗設計、及び物理的ボリューム保護の組み合わせによって保護した上でそうしている。これらは、作成及び維持するのに費用がかかる特殊目的の定点設計である。大抵の非軍事的な民生品（Commercial-Off-The-Shelf；ＣＯＴＳ）のプロセッシングシステムは、攻撃者がシステムへの物理的アクセスを得る場合のセキュリティ脅威に対処するようには設計されていない。
【０００６】
物理的侵入を検出する１つの技術は、例えば２次元領域又は３次元ボリュームといった“警護領域（guarded  region）”をワイヤメッシュで囲むものである。ワイヤを断線させる物理的侵入は、印加された電圧又は電流の導通の喪失を引き起こし、それが検出される。例えば、Ｇｏｒｅ  Ｗｒａｐ（ＭＩＬ−Ｗ−８１８２２／１Ａ）と呼ばれる商業的に入手可能な製品は、強化ポリエステルフィルムと導電ワイヤのメッシュを組み入れた熱硬化性接着剤の積層体である誘電体材料である。
【０００７】
“Tamper  resistant  circuit  boards”と題された米国特許第７０１５８２３号（特許文献１）は、回路基板用の物理的なバリアを提供し、それはまた、同様の問題を解決するために、改ざん攻撃が検知された場合に、回路基板の動作にとって重要な情報を消去するための改ざん信号を生成する電気回路によって監視された、１つ以上の改ざんセンサとしても機能する。
【０００８】
“Clamshell  protective  encasement”と題された米国特許第７４９５５５４号（特許文献２）は、単一の回路基板の少なくとも１つの電気コネクタがアクセス可能であるようにして該単一の回路基板上の少なくとも１つのデバイスを封入するように適応されたクラムシェル型の保護エンケースメント、を有する改ざん防止システムを提供する。その改ざん防止システムはまた、クラムシェル型保護エンケースメントの中に埋め込まれた１つ以上のセンサを有し、該１つ以上のセンサが、クラムシェル型保護エンケースメントに手を加えようとする不正な試みを検出するように適応されている。この特許は、物理的なバリアを作り出し、次いで、そのバリアのセンシング特性を使用して、バリアを改変する試みを検出するという概念を教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７０１５８２３号明細書
【特許文献２】米国特許第７４９５５５４号明細書
【発明の概要】
【００１０】
以下は、発明の一部の態様の基本的理解を提供するための発明の概要である。この概要は、発明のキーとなる又はクリティカルな要素を特定したり、又は発明の範囲を線引きしたりすることを意図するものではない。その唯一の目的は、発明の一部の概念を、より詳細な説明及び後に提示される規定クレームの前文として、簡略化した形態で提示することである。
【００１１】
本発明は、例えば回路デバイス、物理的コネクタ、インタフェース、低周波若しくは高周波ターゲット信号経路（アナログチャネル若しくはデジタルリンク、トレース、光チャネルなど）といった物理的な構造、又は例えば電気（アナログ若しくはデジタル）信号、光信号若しくはマイクロ波信号といった低周波又は高周波ターゲット信号などの、１つ以上の物を含む警護領域への、物理的又は電磁的な侵入を検出するためのマルチＧＨｚ警護センサを提供する。当該警護センサは、経路に沿った伝送パラメータの不均一な分布を生み出す物理的な不完全性に起因して、信号伝送経路の受信器信号位相振幅応答（“振幅応答”）に観測可能な性能“ニー（膝折れ）”周波数が存在するという発見に基づく。ニーよりも高い周波数で、信号伝送経路は、ますます非線形で、無秩序でさえある挙動を示す。当該警護センサは、ニーよりも上で動作するマルチＧＨｚ警護信号（少なくとも４ＧＨｚ）を警護信号伝送経路に沿って注入し、そして、受信される警護信号の成分における変化を監視することによって、この非線形挙動を利用する。経路の分布した複雑な特性が、高周波での動作と組み合わさって、警護信号を、任意の変化、特に、信号伝送経路インピーダンスを特徴付ける物理的に分布した伝送パラメータの変化に対して敏感なものにする。
【００１２】
デジタル変調されたアナログ警護信号の場合、ビット誤り率（ＢＥＲ）をモニタすることによって侵入が検出され得る。より高度化された処理は、さらに、受信されたアイパターンの特徴を見てもよい。警護信号、及び警護信号の処理は、検出感度を向上させ、侵入の箇所を位置特定し、及び／又は侵入の性質を特徴付けるように構成され得る。
【００１３】
より一般的には、プロセッサは、１つ以上の警護信号伝送経路の物理特性データ、１つ以上の受信される警護信号を含む１つ以上の警護信号伝送経路の動作データ、及び少なくとも上記１つ以上の警護信号伝送経路及び警護信号に関係する環境データを定期的に測定して、警護回路及び信号の動的なフィンガープリントを生成及び更新し得る。この動的なフィンガープリントへの変化が、警護領域に対する侵入を指し示す。
【００１４】
共通の警護領域をより良好に保護するために“メッシュ”にて、あるいは、複数の別々の警護領域の協働的な保護を提供するために“ネットワーク”にて、複数の警護センサが構成されてもよい。保護レベルを向上させるために、警護センサ間で情報が共有される。
【００１５】
警護信号が警護回路自体（例えば、警護回路デバイス、経路、及び信号）の“動的フィンガープリント採取”を使用することで、全体的な検出能力が向上される。低周波及び高周波の双方のターゲット信号を含む回路を“警護”し得る、高ｆ警護又はターゲット回路が“動的フィンガープリント採取”されてもよいし、双方が警護及び動的フィンガープリント採取されてもよい。
【００１６】
警護信号は、当該経路のニー周波数よりも上で警護信号が動作する共通の信号伝送経路上の低周波又は高周波のターゲット信号と多重化されてもよい。
【００１７】
添付の図面と共に理解される以下の好適実施形態の詳細な説明から、発明のこれら及び他の特徴及び利点が当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ニー周波数よりも上で非線形挙動を示す警護信号伝送経路に関する受信器信号位相振幅応答（“振幅応答”）のプロットである。
【図２ａ】図２ａ−２ｃは、マルチＧＨｚデジタル警護信号の“アイ”パターンと、侵入に応答しての、ニー周波数よりも下及び上の警護信号周波数におけるアイパターンへの変化との一例を示している。
【図２ｂ】図２ａ−２ｃは、マルチＧＨｚデジタル警護信号の“アイ”パターンと、侵入に応答しての、ニー周波数よりも下及び上の警護信号周波数におけるアイパターンへの変化との一例を示している。
【図２ｃ】図２ａ−２ｃは、マルチＧＨｚデジタル警護信号の“アイ”パターンと、侵入に応答しての、ニー周波数よりも下及び上の警護信号周波数におけるアイパターンへの変化との一例を示している。
【図３】警護領域の侵入に対する電磁的（ＥＭ）及び物理的双方でのバリアを提供するための例示的な警護センサの簡略化した概略図である。
【図４】低周波回路及びターゲット信号伝送経路を含む警護領域の侵入に対する電磁的及び物理的双方でのバリアを提供するためのマルチギガビットＳＥＲＤＥＳ警護センサのプリント回路基板（ＰＣＢ）実施形態を例示している。
【図５ａ】図５ａ及び５ｂは、アセンブリ間の物理的連続性を保証する警護センサの異なる実施形態を例示している。
【図５ｂ】図５ａ及び５ｂは、アセンブリ間の物理的連続性を保証する警護センサの異なる実施形態を例示している。
【図６ａ】図６ａ及び６ｂは、警護センサの送信器及び受信器が共通の回路デバイス上に共に位置して、相異なる回路デバイス上に置かれた、相異なる実施形態を例示している。
【図６ｂ】図６ａ及び６ｂは、警護センサの送信器及び受信器が共通の回路デバイス上に共に位置して、相異なる回路デバイス上に置かれた、相異なる実施形態を例示している。
【図７ａ】図７ａ−７ｃは、３次元ボリュームである警護領域についての警護信号伝送経路の相異なる実施形態を例示している。
【図７ｂ】図７ａ−７ｃは、３次元ボリュームである警護領域についての警護信号伝送経路の相異なる実施形態を例示している。
【図７ｃ】図７ａ−７ｃは、３次元ボリュームである警護領域についての警護信号伝送経路の相異なる実施形態を例示している。
【図８ａ】図８ａ−８ｃは、共通の警護領域及び別々の警護領域の協働的保護について、１つ以上の警護領域の恣意的構成に対するセンサのネットワークの相異なる構成を例示している。
【図８ｂ】図８ａ−８ｃは、共通の警護領域及び別々の警護領域の協働的保護について、１つ以上の警護領域の恣意的構成に対するセンサのネットワークの相異なる構成を例示している。
【図８ｃ】図８ａ−８ｃは、共通の警護領域及び別々の警護領域の協働的保護について、１つ以上の警護領域の恣意的構成に対するセンサのネットワークの相異なる構成を例示している。
【図９】受信される警護信号の１つ以上の成分を処理して警護領域の物理的又はＥＭ侵入を検出する一実施形態のフロー図である。
【図１０ａ】図１０ａ及び１０ｂは、検出感度を向上させ、侵入を位置特定し、及び侵入を特徴付けるために、警護信号伝送経路及び警護信号を構成して、受信警護信号の１つ以上の成分を処理する一実施形態のフロー図である。
【図１０ｂ】図１０ａ及び１０ｂは、検出感度を向上させ、侵入を位置特定し、及び侵入を特徴付けるために、警護信号伝送経路及び警護信号を構成して、受信警護信号の１つ以上の成分を処理する一実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
攻撃信号を改変、模造、挿入したり、回路デバイス、信号経路、又は信号を探査したりするますます高度化する攻撃は、システムの集中パラメータ特性（例えば、Ｒ、Ｌ及びＣ）に対する最小限の変更のみで、そうしており、そのような攻撃の検出、位置特定、及び特徴付けを、既存の技術を用いてでは非常に困難にしている。
【００２０】
例えば回路自体を損傷、改変、又は探査する物理的又はＥＭ侵入によって生じるものなどの、回路における変化を検出するために、レイセオン社は、回路の“動的フィンガープリント”を生成及び監視するシステムを開発した。そのシステムは、１ＧＨｚを超える周波数の高速データに関する回路の物理特性、動作データ、及び環境データを定期的に測定する。動的フィンガープリントにおける変化は、望ましくない侵入によるものであり得る回路自体への変化を指し示す。そのシステムは、２０１６年８月１９日に出願された、“Detection  System  and  Method”と題された同時係属中の米国特許出願第１５／２４２，４７４号に記載されてオリ、その内容全体を援用する。
【００２１】
動的フィンガープリント法は、監視されている回路の“自己保護”の尺度を提供する。動的フィンガープリント法は、他の回路を保護することには有用でなく、既存の回路に対して、特性データ、動作データ、及び環境データを測定するための一定の変更（これは、可能にされていない又は実現可能でないことがある）を必要とする。さらに、動的フィンガープリント法は、感度の不足のために例えば１ＧＨｚ未満といった低い動作周波数を回路が持つ場合に、限られた有用性のみを有する。たとえ動作周波数が十分に高いとしても、データ信号の組み立て又は信号経路の構成が、侵入を検出、位置特定、又は特徴付けることには十分に調整されていないといい得る。
【００２２】
伝送経路の実際の、製造されたままの、個々の物理特性が、特定の抽出された手段の知識なしでは伝送経路を正確に再現することは実現不可能であるという程度まで無二に特徴付け可能なだけではない信号リターン成分を導入し、経路内での十分に高い周波数を持つ信号の伝送に付随する観測可能な“ニー”が存在する。ニーよりも下ではシステム応答は線形であるが、ニーよりも上では、システム応答はますます非線形で、無秩序でさえある。
【００２３】
デバイス及びアセンブリの中、及びシステム内のアセンブリ間で使用されるマルチＧＨｚ信号は、マイクロ波伝送線路として振る舞い、それらの線路の分布特性に関連する複雑さを伴う。関心ある周波数及びそれより上で、それらの伝送線路はもはや、集中した合計値として扱われることができない。伝送線路に沿った特性の分布及び変化は、非線形挙動及びその結果として生じる首尾良い信号送受信の複雑さに寄与する。それらの伝送線路は、変化する伝搬経路点固有インピーダンスのシリーズ又は連続体と、位置変化及び時間変化する電磁環境結合源との関数として表現されなければならない。周波数が上昇するにつれて、この関数がいっそう複雑になり、細部がいっそう微粒になると同時に、情報の首尾良い通信がいっそう困難且つ複雑になる。
【００２４】
信号伝達技術の周波数及び特性は、経路媒体のサイズ及び幾何学構成によって物理的に制約される。配線の幾何学構成は一般的に、不変のままであるか縮小されるかであったので、適用可能な周波数は、対応するようにして上昇し、特に、信号処理技術、物理的ドライバ／受信器技術、及びサンプリング技術を高度化することによって可能にされてきた。
【００２５】
一般に、関心ある周波数では、送信及び受信システムが、特定の個々の経路の個別化された特性に適応し、極めて小さい製造済み材料及び製造プロセスのバラつき、送信及び受信回路の製造済み特性の極めて小さいバラつき、例えば供給電圧、温度、湿度、及び衝撃と振動などの環境状況の変動、並びに通信される情報の密度のランタイム変動、及び動作回路に直接的に影響を及ぼすシステム内の他の環境及び動作の変動、ＰＣＢファブリックの可変的な織り性質（繊維織物効果）に対してますます敏感であるように、適応技術がますます必要とされる。ある一定の信号伝達技術は、好適な動作周波数範囲において、チャネル特性の微粒構造にいっそう敏感である。
【００２６】
分布伝送経路特性の特徴付けは、導体損失、誘電損失、信号リーク、放射及び吸収損失、トレース幅のバラつき、可変的な表面抵抗及び表面粗さ、スタブ及び幾何学的構成におけるバラつき、反射／透過係数及び境界のバラつき、並びにピン間クロストークを含む。
【００２７】
図１に示すように、経路に沿った伝送パラメータの不均一な分布を生み出す物理的な不完全性に起因して、信号伝送経路の受信器信号位相振幅応答（“振幅応答”）１０２に、観測可能な性能“ニー（膝折れ）”周波数１００が存在する。非線形な領域１０４における、ニーよりも高い周波数で、信号伝送経路は、ますます非線形で、無秩序でさえもある挙動１０６を示す。線形領域１０８における、ニーよりも低い周波数では、信号伝送経路は線形挙動を示す。ニー周波数１００は、例えば、線形領域１０８での振幅応答からの３ｄＢの低下として定義され得る。他の指標が使用されてもよい。５ＧＨｚを過ぎて平坦な振幅応答を維持する物理的チャネルは殆どない（Reginald  Conley，“PCI  Express  and  the  PHY(sical)  Journey  to  Gen  3”，Electronic  Design，２００９年５月１８日を参照）。周波数が上昇するにつれてチャネル固有の分散因子が支配的になり始めるので、微妙な分布効果を差異化する能力が急激に増す。その結果、ニーよりも上で観測される感度が、ますます高い周波数で増す信号の非線形挙動に対応する。
【００２８】
しかしながら、ＥＭ又は物理的侵入を検出する警護センサを提供するための技術の使用モデルは、通常の情報転送とは異なる。上述の敏感さのために、信号経路に沿ったますます有意となる製造されたままでの自然な変動に対するシステムの応答が、ますます時点特有的な差異を提供する。また、チャネルの、ますます複雑な、物理的に分布した伝送特性の正確な特性を、同様にして遂行される高周波センシングによって可能とされる高分解能センシングを用いて再現又は測定さえする攻撃者による試みは、攻撃者がその特性の詳細を知らないことを所与とすると、再現又は模造することが急に手に負えなくなる。
【００２９】
チャネルの特徴付けは、特定のマルチＧＨｚ警護信号の伝送、警護信号伝送経路パラメータ及び構成選択、サンプリングの実行、チャネル特性に対する適応応答における伝送特性の変化、受信器回路パラメータ及び構成選択、特定の手法で実行されるサンプリング及び測定技術、同じように実行される信号処理、フィルタリング、及び統計分析技術、並びに、信頼できない結果を生成する状況的に不変の手法での情報（エントロピー）抽出によって生じ、これら全てが一緒になって、回路を再現すること、又は更には、測定されるチャネル応答関数に検出可能な変化を生じさせない手法で回路を首尾良く攻撃、改変、若しくは探査することを、完全に実現不可能にする。このような侵入に対する感度１１２は、ニーよりも高い動作周波数で高くなる。
【００３０】
この認識が、別個の高周波の警護信号経路／警護信号を追加して、警護領域内の物への侵入に対する物理的若しくは電磁的バリア又はセンサとして機能し得る“警護領域”を作り出すというアイデアにつながった。“ニー”よりも低い周波数では、警護信号経路は、単一の集約値（Ｒ×Ｌ×Ｃ）によって表されることが可能な“集中”インピーダンスとして作用し、その挙動は基本的に線形であり、それ故に、センサに対する狡猾又は高度な侵入を検出困難にする。従って、警護信号は、対応する警護信号経路のニーよりも上のマルチＧＨｚ周波数（すなわち、＞４ＧＨｚ）で動作し、その信号は、変化に非常に敏感であり、特に、警護信号の絶対動作周波数と、ニーよりも上での警護信号経路の非線形挙動とに部分的に起因した、信号伝送経路インピーダンスを特徴付ける分布伝送パラメータにおける変化に非常に敏感である。警護信号の動作周波数の選定は、追加の感度の利益を、低下される振幅応答に対してバランスさせて、効果的に処理するのに十分な受信警護信号エネルギーが存在することを確保する必要がある。受信される警護信号エネルギーが警護信号伝送経路を通って流れるときのその空間的範囲及び分布は、経路内で又は経路の十分近くで行われる侵入が検出可能であるように設計されなければならない。
【００３１】
当初、これらの“物”は、低ｆ信号経路／ターゲット信号として想定された。高周波警護センサは、侵入に対する効果的なＥＭ且つ物理的バリアを提供することになる。より一般的には、物は、任意の物理的構造、物理的接続、インタフェース、高周波若しくは低周波のターゲット信号経路又はターゲット信号（例えば、電気信号、マイクロ波信号、若しくは光信号）とし得る。警護信号伝送経路は、ターゲット信号伝送経路から別個であってもよいし、ターゲット信号伝送経路と共有されていてもよく、その場合、警護信号は、非干渉変調方式によって伝送され、直交して符号化され、又は共通経路を時間共有し得る。警護信号伝送経路は、１つ以上のループ、ポイントツーポイント接続を含め、任意の構成で任意のアドホック方式で提供されてもよいし、任意の物理的構成で複数の非連続的又は別々の警護領域に対してオーバーレイ、オーバラップ、保護してもよい。
【００３２】
センサ信号経路インピーダンスにおける検出された変化、特に、分布伝送パラメータにおける変化は、警護領域へのＥＭ又は物理的侵入のプロキシである。警護機能に影響するよう、認識可能な高周波警護信号が、警護信号伝送経路上に送信され、次いで受信端で観察され、信号処理技術を実行して、警護信号伝送経路に沿った変化によって生じた変化を識別する。警護センサは、１つ以上の警護信号伝送経路の物理特性データ、１つ以上の受信される警護信号を含む１つ以上の警護信号伝送経路の動作データ、及び少なくとも上記１つ以上の警護信号伝送経路及び警護信号に関係する環境データを定期的に測定して、（ターゲット回路及び信号ではなく）警護回路及び信号の動的なフィンガープリントを生成及び更新し得る。この動的なフィンガープリントへの変化が、警護領域に対する侵入を指し示す。
【００３３】
デジタル変調されたアナログ警護信号の場合、ＢＥＲをモニタすることによって侵入を検出し得る。より高度化された処理は、さらに、受信されたアイパターンのパラメータを見ることができる。警護信号、及び警護信号の処理は、検出感度を向上させ、侵入の箇所を位置特定し、及び／又は侵入の性質を特徴付けるように構成され得る。共通の警護領域をより良好に保護するために“メッシュ”にて、あるいは、複数の別々の警護領域の協働的な保護を提供するために“ネットワーク”にて、複数の警護センサが構成されてもよい。保護レベルを向上させるために、警護センサ間で情報が共有される。“警護信号”がターゲット回路自体の“動的フィンガープリント”と併せて使用され、全体的な検出能力が向上され得る。
【００３４】
先の特許出願に記載された既存の回路の動的フィンガープリント法とは異なり、当該警護センサは、なおもそれを必要とはするものの第一義的に“自己保護”のために使用されるのではなく、代わりに、“警護領域”内の他の回路デバイス、信号伝送経路、及び信号を保護するように構成される。警護信号を生成、送信、受信、及び処理するのに必要な回路を、既存の回路の周りに、その回路への変更を必要とすることなく実装することができる。警護信号伝送経路は、警護機能を最適化するように設計及びルーティングされ得る。マルチＧＨｚ（又はマルチギガビット）警護信号は、ターゲット信号の動作周波数に関係なく、並外れた感度を提供し、検出感度を向上させ、侵入を位置特定し、又は侵入を特徴付けるように構成され得る。
【００３５】
当該警護センサは、伝送経路に沿った信号インピーダンスの変化に対するそのようなマルチＧＨｚ又はギガビット経路（電気経路、マイクロ波経路、光経路）の極度な感度を使用する。経路インピーダンスの変化は、周波数に依存する信号減衰項を導入するだけでなく、インピーダンスの変化が存在する経路に沿った各点についての、周波数及び位相に依存する反射及び透過項を導入する。これらの経路が走る非常に高い速さが、これらの経路をインピーダンス変化に非常に敏感なものにし、経路に沿って信号伝達を行う能力の急な劣化をもたらす。これは重要である。何故なら、追加の金属を導入したり、センサ信号伝送経路を損傷若しくは改変したり、容量性若しくは誘導性の負荷を導入したり、又は電磁信号バックグラウンドをアクティブに有意に変化させたりするような、システム、アセンブリ、又はデバイスへの変更を容易に検出することができ、また、この技術は、将来のデータレートが増すにつれて改善するいっぽうであるからである。
【００３６】
インピーダンスは、信号経路物理特性の関数であるだけでなく、容量結合及びインダクタンスにより、近傍の導電構造の関数でもある。データレートが増すにつれて、分布インピーダンスの複雑さが増し、その結果、信号の経路に沿ってインピーダンスが変化するにつれて変化する周波数依存性の歪み及び減衰を生じさせる。また、経路に沿って起こる電磁インピーダンスの変化は、周波数に依存する部分的な反射、透過、及び吸収の信号成分を生じさせる。これらの高速信号は、信号導体経路の分布伝送線路電磁インピーダンス、並びに他の近傍信号及び他の金属構造に非常に敏感である。
【００３７】
マルチＧＨｚ警護信号のアナログ特性が、精密な分析及び特徴付けのために使用されるので、送信される警護信号がデジタルであることは必須ではないが、温度又は供給電圧の変動を補償することができる適応シグナリング技術に加えて、リンクの監視及び特徴付けのための広範な能力を活用するために、既存のデジタル伝送リンク技術を使用することが、便利であるとともに効率的でもある。一実施形態例において、警護信号伝送経路は、高速ポイントツーポイント・シリアルデータリンクであり、トランシーバは、差動信号を利用してシリアルデータを送受信するシリアル・シリアライザ／デシリアライザ（ＳｅｒＤｅｓ）（例えば、マルチギガビットトランシーバ）である。従って、その回路は、高速ＳｅｒＤｅｓ通信リンク上で通信する少なくとも２つのエンティティを有する。
【００３８】
自動化されたテストソフトウェアを使用して、動作中のインタフェースを監視することができる。例えば、自動テストは、（例えば、自動テストソフトウェアによって）リンク設定を調整すること（慎重に調整すること）と、リンクに関連するアイパターンの動き及び関連する応答時間を監視することとを含み得る。例えば、送信されたデジタル信号が、送信されたデジタルエンコードされた信号のビットレートと比較して高いレートで周期的に測定され得る（例えば、反復的にサンプリングされ得る）。そのサンプルデータを用いて、デジタル信号がハイからローへ及びローからハイへと遷移する期間に関連するビット時間周期伝送線路遷移の時系列特性を評価し得る。各サンプルセットが、そのデジタル信号に対して価値のある論理ハイ又はローのいずれかを表すセグメントへと、（例えば、ビットクロックを用いて）仕切られ得る。各セグメントが、対応するアナログ信号がローからハイへと変化し得る時間期間を含み得る。得られたビットパターンを重ね合わせ、送信ビットクロックタイムの中央に中心を合わせることで、アイパターンが得られる。すると、そのアイの重心が、検出器ビット誤りについての最も低い確率で受信デバイスが送信デジタル信号の値をサンプリングするための最適時点を表す。
【００３９】
図２ａは、トランシーバのアイパターン２００の図を示している。ビット誤りのない検出のためには、アイパターン２００は、十分なアイパターン信号マージンを呈する正しい挙動のために、最大の規定アイパターン２０２と最小の規定アイパターン２０４との間になければならない。これらのアイパターンは、以下を含む幾つかのアナログパラメータによって特徴付けられ、すなわち、
Ｖｍｉｎ＝最小規定電圧
Ｖｍａｒｇｉｎ＝サンプル値及びＶｍｉｎからの電圧差
ＴＢＩＴ＝ビット伝送ビット時間
Ｔｓ＿ｏｐｔ＝最適サンプリング時間
Ｔｓ＿ｍａｘ＝最適からの最大時間
Ｔｔｒａｎｓ＝遷移前の最小時間
ＴＷＵＮＣ＝サンプリングの不確実性の最大時間窓
を含む幾つかのアナログパラメータによって特徴付けられる。
【００４０】
キャプチャされたアイパターンは、キャプチャされた時点での実際の回路挙動を表す。アイの中心の高さは、受信器サンプリングクロックの時点でのハイとローとの差を表す。中間電圧値におけるアイの幅は、許容可能なビットサンプル時間の不確実さを表す。より“開いた”アイが最小限の信号歪みを指し示す一方で、より“閉じた”アイは干渉及びノイズによる信号歪みを指し示す。規定の最小及び最大の制約に対する、アイが“開いた”又は“閉じた”度合いの差が、仕様に対する動作マージンを指し示す。
【００４１】
例えばアイの高さ、前縁及び後縁、アイの幅、並びにアイの水平方向の崩壊（又は狭小化）などの特徴に注目して比較することで、性能における逸脱を特定し得る。元々のインタフェースに関連するアイパターンを正確に特徴付け、そして、その特徴からの逸脱を監視することが、性能揺らぎを検出する能力を提供する。いったん特徴付けられると、伝送チャネルの物理的インピーダンスによるものであるアイパターンの特徴は、チャネルに物理的な変化が存在しなければ変化するはずがない。
【００４２】
本発明の実施形態の一態様によれば、これらの揺らぎの検出が、警護領域の侵入を指し示すことができる。ビット誤り率（ＢＥＲ）をモニタすることによって侵入が検出され得る。より高度化された処理は、さらに、受信されたアイパターンの特徴を見てもよい。警護信号、警護信号伝送経路、及び警護信号の処理は、検出感度を向上させ、侵入の箇所を位置特定し、及び／又は侵入の性質を特徴付けるように構成され得る。
【００４３】
警護信号動作周波数の重要性を、図２ｂ及び２ｃに示す。この例では、警護信号伝送経路（すなわち、シリアルリンク）は、約４．５ＧＨｚでニーを示す。例えば警護領域へのプローブの挿入などの侵入をシミュレートするために、３．５ｐｆの負荷をシリアルリンクに結合する。４．０ＧＨｚで動作する警護信号は侵入を検出しない。図２ｂに示されるように、正しい挙動のための十分なアイパターン信号マージン２０６が、最大及び最小の規定アイパターン２０２及び２０４の間に存在しており、その結果、ＢＥＲは、所与の伝送環境下で、シリアルリンクに関する公称ＢＥＲのマージン内で非常に低い。５．０ＧＨｚで動作する警護信号は、侵入を検出する。図２ｃに示されるように、負のアイパターン信号マージン２０８が存在しており、検出されるビット誤り及びＢＥＲが、所与の伝送環境下で、シリアルリンクに関する公称ＢＥＲのマージン外になることをもたらす。侵入を検出する能力は、部分的に、高い絶対動作周波数によるものであるとともに、部分的に、ニーよりも上での警護シリアルリンクの非線形挙動によるものである。防護領域の狡猾で高度化された侵入を検出し、位置特定し、及び特徴付けるためには、これらの双方が必要である。
【００４４】
次に図３を参照するに、マルチＧＨｚ警護センサ３００の一実施形態は、警護領域のＥＭ又は物理的侵入を検出するために単独で又は組み合わせて実装されることが可能な複数の異なる警護構成を有する。
【００４５】
警護センサ３１０は、警護領域３１４を画成する警護信号伝送経路３１２を含む。送信器（Ｔｘ）３１６が、ニー周波数よりも高く且つ４ＧＨｚ以上の周波数Ｙにある１つ以上の警護信号を警護信号伝送経路３１２上に送信するように構成される。受信器（Ｒｘ）３２０が、警護信号伝送経路３１２から受信される警護信号３１８の成分を受信するように構成される。メモリ３２２が命令を格納しており、該命令は、プロセッサ３２４によって実行されるときに、プロセッサ３２４に、１つ以上の警護信号３１８を生成して１つ以上の警護信号伝送経路３１２上に送信させ、１つ以上の受信される警護信号の成分を測定させ、そして、受信される警護信号の１つ以上の成分を、１つ以上の以前に受信された警護信号と比較させて、１つ以上の警護信号伝送経路の物理的に分布した伝送パラメータ、又はニー周波数よりも高く且つ４ＧＨｚ以上の周波数にある１つ以上の警護信号、における変化を、警護領域３１４に対するＥＭ及び物理的侵入３２５のプロキシとして検出させる。、
一実施形態において、ターゲット回路（例えば、警護領域３１４内で警護される回路）は、低周波ターゲット信号伝送経路３０６によって接続されたデバイス１  ３０２及びデバイス２  ３０４を含み、低周波ターゲット信号伝送経路３０６上では、低周波ターゲット信号３０８がデバイス１  ３０２からデバイス２  ３０４へ伝送される。警護センサ３１０は、警護領域３１４を画成する警護信号伝送経路３１２の設計及びルーティング、並びに警護信号伝送経路３１２の“ニー”よりも上にあることによって提供される増強された感度から利益を受ける高周波の動作周波数の選択を含め、高周波警護の利点の全てを、低周波ターゲット回路に提供することができる。特定の実施形態において、ターゲット信号動作周波数Ｘに対する警護信号周波数Ｙの比は、少なくとも５：１である。警護センサは、ターゲット回路の“周り”に、ターゲット回路への如何なる変更もなしで実装され得る。このアプローチは、例えば、ＩＥＥＥ  １１４９．１  ＪＴＡＧ、業界標準フィリップス集積回路間バス（Ｉ２Ｃ−ｂｕｓ）、インテルプラットフォーム環境制御インタフェース（ＰＥＣＩ）、インテルトラステッドプラットフォームモジュール（ＴＰＭ）インタフェース、及びＩＥＥＥ  Ｐ１８３８（３次元積層集積回路用のテストアクセスアーキテクチャ向け規格（ドラフト））など新興の標準、並びに例えばリセットピン及び割り込みピンなどの個別のマイクロプロセッサデバイス制御信号を含め、マイクロプロセッサのテスト、設定、セキュリティインタフェースなどの、低周波ターゲット回路を保護するために使用されることができる。
【００４６】
他の一実施形態において、ターゲット回路は更に、高周波ターゲット信号伝送経路３３０を含み、その上で高周波ターゲット信号３３２がデバイス１  ３０２とデバイス２  ３０４との間で伝送される。この付加的な高周波経路を警護することには、複数のオプションが存在する。第１に、それは、警護領域３１４の一部として警護センサ３１０によって警護され得る。第２に、Ｔｘ３４２、Ｒｘ３４４、メモリ３４６、及びプロセッサ３４８を含む別の警護センサ３４０が、警護領域３５１を画成する異なる高周波警護信号３５０を、高周波ターゲット信号伝送経路３３０上に注入及び多重化するとともに、受信される警護信号の成分を測定するように構成され得る。高周波ターゲット信号３３２とは異なり、警護信号３５０は、特に、検出感度を向上させ、侵入を位置特定し、又は侵入を特徴付けるように選択され得る。第３に、先の出願に記載されたタイプの、メモリ３５４及びプロセッサ３５６を含む動的フィンガープリントセンサ３５２が、ターゲット回路、動作データ、及び環境データを測定して、ターゲット回路の高周波部分の動的フィンガープリントを生成するように構成され得る。これらの“ハイブリッド”構成は、更なる感度及び警護領域の保護を提供する。
【００４７】
ターゲット回路自体に対して又は警護回路に対して生成される動的フィンガープリントは、ターゲット／警護回路の物理特性データ、ターゲット／警護回路の動作データ、及び環境データを定期的に測定し、測定されたデータを定期的にキャプチャし、キャプチャされたデータの第１のセットの集約に基づいて動的フィンガープリントを生成し、該動的フィンガープリントは、集約されたデータをカプセル化する複合データ構造であり、動的フィンガープリントにメタデータを関連付け、キャプチャされたデータの連続したセットに従って動的フィンガープリントを定期的に更新し、更新された動的フィンガープリントを以前の動的フィンガープリントと比較して、動的フィンガープリントにおける変化を、ターゲット回路自体に対する又は警護領域に対するＥＭ及び物理的侵入のプロキシとして検出する、ことによって生成され得る。重要な相違点は、あるケースでは、動的フィンガープリントが、フィンガープリント採取されるターゲット回路の自己保護の尺度を提供し、別のケースでは、警護回路の動的フィンガープリントが、ターゲット回路以外の何かについての保護の尺度を提供するということである。
【００４８】
他の一実施形態において、ターゲット回路は、高周波ターゲット伝送経路３３０のみを含み、その上で高周波ターゲット信号３３２がデバイス１  ３０２とデバイス２  ３０４との間で伝送される（低周波経路３０６なし）。この場合、警護センサ３１０は、警護領域３１４内のターゲット回路を保護することができ、及び／又は警護センサ３４０は、警護領域３５１内の高周波ターゲット信号伝送経路３３０を保護することができる。これらのアプローチは、１０Ｇｂｉｔ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）／１００００ＢＴ、８ＧＢファイバチャネル、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＸＡＵＩ、ＳＡＴＡ及びその他のための新興及び将来の業界標準マルチギガビット伝送規格に見られるものなどの高周波ターゲット回路に使用され得る。
【００４９】
他の一実施形態において、デバイス１  ３０２及びデバイス２  ３０４は、物理的な接続３６０（例えば、ケーブル又はバックプレーンを介して相互接続されるコネクタ）によってつなげられている。警護領域３１４に対する侵入が、物理的接続３６０に対する物理的侵入のプロキシとして使用され得る。代替的に、警護センサは、物理的接続３６０に限られた警護領域を画成するように、物理的接続３６０に沿って警護信号伝送経路（図示せず）をルーティングして、物理的侵入（例えば、切断又は改変）が侵入として検出されるようにしてもよい。
【００５０】
他の一実施形態において、警護センサ信号伝送経路は、攻撃信号を検出するためにいっそう高感度になるように、又は警護信号エネルギーを隣接領域にアサートするために、アンテナ構造３６０として機能することができるように設計されることができる。
【００５１】
次に図４を参照するに、両面多層プリント回路基板構成の一実施形態にて複数の警護センサが実装され、低周波及び高周波の双方のターゲット信号伝送線路をＥＭ及び物理的侵入から保護する警護領域を構築している。この図は、警護センサ及び警護信号を組み込むカードコネクタ４２２Ａ及び４２２Ｂによって接続された２つの多層ＰＣＢ４２１Ａ及び４２１Ｂを概念的に示している。各ＰＣＢ４２１Ａ及び４２１Ｂが、複数の層４２３Ａ、４２３Ｂ、・・・を含んでおり、２つの電力プレーン４２５が示されている。理想的には、攻撃者がアセンブリを損傷なく首尾良く改変する困難さを最大化するために、ターゲット信号（低周波数４０３Ａ、４０３Ｂ及び４０３Ｃ、及び高周波数４０４であり、ここでは、ターゲット信号とターゲット経路との双方を指すように使用される）が、基板積層体の中間層内でルーティングされる。図に示すように、警護センサデバイス４０１Ａ及び４０１Ｂが、警護センサ伝送経路４０２Ａ及び４０２Ｂ上に警護信号を送信する。どちらの高周波警護信号も、信号インテグリティ目的のため及び可能性あるクロストークから信号を遮蔽するためのものである電力／グランドプレーン４２５の近くでルーティングされる。右側に示すように、警護センサ伝送経路４０２Ｂは、ループバック方式でルーティングされており、警護センサデバイス４０１Ｂによって送信され、多層ＰＣＢ４２１Ａからカードコネクタ４２２Ａ及び４２２Ｂを介してＰＣＢ４２１Ｂへルーティングされる。この警護信号は、次いで、ビア接続４２６によって層間を移行し、そして、反対側の層でＰＣＢ４２Ａに戻るようにルーティングされる。斯くして、通信デバイス４０５間で伝送される低周波ターゲット信号４０３Ｂ及び高周波ターゲット信号４０４をカプセル化する警護信号伝送経路４０２Ｂに関する発出及び帰還経路が、電力プレーン４２５の上及び下の層に描かれている。これらのターゲット信号は、電力／グランドプレーン４２５の間の層に挟み込まれている。斯くして、ターゲット信号４０３Ａ、４０３Ｂ、４０３Ｃ、及び４０４は、上及び下から警護されながら、警護信号からの干渉から遮蔽される。
【００５２】
重要なことには、図に示すように、センサ警護信号経路４０２Ａ及び４０２Ｂに関連する警護領域は、これらの伝送経路を含むとともに、伝送されるセンサ警護信号の特性に物理的電磁組成特性が影響を与えるところである周囲の警護領域４２７をも含む。周囲の警護領域４２７の水平方向のスパンは、斜めにしたドリルによって迂回しようとする試みがその領域を貫通せずには不可能であるように広がるよう設計される。
【００５３】
図の左側に示すことには、低周波ターゲット信号４０３Ａ及び高周波ターゲット信号４０４は、電力／グランドプレーン４２５の反対側ではなく、警護領域４２７内で直接的にルーティングされている。この設計は、これらの信号間の干渉を考慮する必要があるが、そのまま警護領域４２７内にあり、センサによって警護される。それらが、更に深く埋め込まれて電力／グランドプレーンの反対側に位置付けられていたとすると、それらはアセンブリの底面側からの攻撃にさらされ得る。
【００５４】
最後に、低周波ターゲット信号４０３Ｃは、ターゲット信号が警護センサデバイス４０１Ｂを通信デバイス４０５に接続するケースを示している。この場合、低周波ターゲット信号４０３Ｃは、通常の低周波信号手段によって制御及び挙動監視されながら、センサ警護信号伝送経路４０２Ｂによって追加的に保護される。これを行うのが重要である一例は、マイクロプロセッサ上のＪＴＡＧインタフェースが、攻撃者によって到達された場合に、デバイスのセキュリティを完全に損ねてしまうことになり得る場合である。また、センサ警護伝送経路４０２Ｂによっても保護されているときに、一般的なアセンブリスキャンチェーンからＪＴＡＧインタフェースを切り離し、それを、それを制御及びモニタすることができるセンサデバイスへとルーティングすることが、そのデバイスを攻撃する手段を排除する。
【００５５】
次に図５ａ及び図５ｂを参照するに、警護センサは、アセンブリ間の物理的な接続性及び連続性（例えば、回路デバイスと、信号経路と、それらのうちの一部がアセンブリ間で通信される信号とを含むＰＣＢ）に対するＥＭ又は物理的侵入を検出するための警護領域を提供するように構成され得る。ベース構成は、各々が物理的なコネクタ５０４及び５０６を有するアセンブリＡ  ５００及びＢ  ５０２を含むことができ、物理的コネクタ５０４及び５０６は、例えばシャーシ信号バックプレーン又はケーブルなどの共通のインターコネクト５１２に物理的及び電気的に結合された相手側のコネクタ５０８及び５１０に接続され得る。これらのアセンブリ間で、電気信号がこれらのコネクタ及び共通インターコネクトを通り抜ける。
【００５６】
図５ａに示すように、一実施形態において、アセンブリＡ  ５００及びアセンブリＢ  ５０２上に、それぞれ、警護センサ５２０及び５２２が位置付けられる。警護信号伝送経路５２４は、これら結合されたアセンブリの物理的構造に埋め込まれ、それを通って、そして、対にされた物理的コネクタ５０４及び５０６を通って、そして、共通インターコネクト５１２を通ってルーティングされる。少なくとも１つの高周波警護信号５２６が、一方の警護センサ５２０から他方５２２に送信される。警護信号伝送経路５２４及び高周波警護信号５２６が一緒になって、結合されたアセンブリの物理的な接続性及び連続性を保護するように特別に調整され制限された警護領域５２８を画成する。
【００５７】
図５ｂに示すように、他の一実施形態では、アセンブリＡ  ５００上に警護センサ５３０が位置付けられる。警護信号伝送経路５３２が、結合されたアセンブリの物理的構造に埋め込まれ且つそれを通ってルーティングされ、そして、それが警護センサ５３０を起源とするとともにそれで終端するように、ループを形成する。少なくとも１つの高周波警護信号５３４がループを回って伝送される。経路５３２及び信号５３４が一緒になって、異なる物理的接続を包含する警護領域５３６を画成する。
【００５８】
次に図６ａ及び図６ｂを参照するに、警護センサは、送信器（Ｔｘ）及び受信器（Ｒｘ）を、同一のセンサデバイス上に共に置いて構成されてもよいし、又は異なるセンサデバイス上に置いて構成されてもよい。信号生成、測定及び処理機能は、基本的に同じであり、単に、それらが、単一のデバイス上で実行されるのか、又は一対のデバイス上で実行されるのかということである。警護信号伝送経路をルーティングしようとするときにトレードオフが存在する。デバイス間で警護センサ信号伝送経路をルーティングすることは、より容易なルーティング選択であることがあり、センサ資源のより容易な提供を可能にするという利点を有する。一方、単一のスタンドアロンデバイスの場合、ループバック構成が必要である。ある設計は、いずれか又は双方の組み合わせを適宜に使用し得る。
【００５９】
図６ａに示すように、警護センサデバイス６１０において、センサ動作は、センサプロセッサ６１５によって制御及び指揮され、センサプロセッサ６１５は、制御及びデータメッセージ６１８Ａを提供して、警護センサ信号発生器６２０を制御し、送信される警護信号波形、警護信号波形タイミング、警護信号送信パラメータ、及び（適用可能な場合に）警護信号データコンテンツを選択する。次いで、警護センサ信号発生器６２０が、送信用の信号を生成し、そして、それが送信器６２２に提供され、送信器６２２が、その信号を警護センサ信号伝送経路６２４に送信して警護領域６２５を作り出すことを担う。
【００６０】
この警護信号は、同じ警護センサデバイス６１０にループバックし、そこで、警護信号伝送経路６２４の分布した物理的伝送特性及び何らかの侵入によって影響された警護信号の成分が、受信器（Ｒｘ）６２８によって受信され、例えばデータサンプラなどによって測定６３０される。測定回路６３０は、センサプロセッサ６１５が受信器及び測定制御６１８Ｂを送信信号と共に設定することによって制御される。測定データ６１８Ｃが、測定パラメータ及び制御６１８Ｂを観測結果に基づいて変更し得る評価回路６３５に提供される。
【００６１】
次いで、この評価回路６３５が、結果データ６１８Ｄをセンサプロセッサ６１５に提供し、また、タスク制御６１８Ｅをセンサプロセッサ６１５から受信する。センサプロセッサ６１５は、検出された結果が許容可能な範囲外であると決定された場合に、結果を何らかの確立されたセキュリティポリシーと比較することを担う。センサプロセッサ６１５は、観測に基づいて、通信インタフェース６４０及び通信信号若しくはネットワーク６４５を介して警報又は通知を他の協働デバイスに送信することを含めて、アクションを起こすことを担う。
【００６２】
対照的に、図６ｂでは、協働する警護センサデバイス６５０（警護信号の生成及び送信）と６５２（警護信号の受信及び評価）との間で警護信号が伝送され、警護センサデバイス６５０及び６５２が一緒になって警護センサを形成する。警護センサデバイス６５０は、通信信号又はネットワーク６７５上で警護センサデバイス６５２からの制御メッセージ通信を受信するとともに制御メッセージ６５５をセンサプロセッサ６５６に転送する通信インタフェース６５４を含む。センサプロセッサ６５６は、送信される警護信号波形、警護信号波形タイミング、警護信号送信パラメータ、及び（該当する場合に）警護信号データコンテンツを選択する警護センサ信号発生器６６０を制御するための制御及びメッセージデータ６５８Ａを提供する。次いで、警護センサ信号発生器６６０が、送信用の信号を生成し、それが送信器（Ｔｘ）６６２に提供され、送信器６６２が、その信号を警護センサ信号伝送経路６６４に送信して警護領域６６５を作り出すことを担う。
【００６３】
この警護信号が、警護センサデバイス６５２へとルーティングされ、そこで、警護信号伝送経路６６４の分布した物理的伝送特性及び何らかの侵入によって影響された警護信号の成分が、受信器（Ｒｘ）６７０によって受信され、例えばデータサンプラなどによって測定６７２される。測定回路６７２は、受信器及び測定制御６７６Ａを送信信号と共に設定するセンサプロセッサ６７４によって制御される。測定データ６７６Ｂが、測定パラメータ及び制御６１８Ｂを観測結果に基づいて変更し得る評価回路６７８に提供される。
【００６４】
次いで、この評価回路６７８が、結果データ６７６Ｃをセンサプロセッサ６７４に提供し、また、タスク制御６７６Ｄをセンサプロセッサ６７４から受信する。センサプロセッサ６７４は、検出された結果が許容可能な範囲外であると決定された場合に、結果を何らかの確立されたセキュリティポリシーと比較することを担う。センサプロセッサ６７４は、観測に基づいて、送信される信号波形又は送信パラメータを改定するために、通信インタフェース６８０を介してセンサデバイス６５０に制御メッセージを送信することを含めて、アクションを起こすことを担う。２つのデバイス６５０及び６５２は、協働してメッセージを交換し合い、共同でセンサ機能を実行する。また、センサプロセッサ６７４は更に、通信信号又はネットワーク６７５を介して、セキュリティ警報又は通知を他の協働デバイスに送ることを担う。
【００６５】
次に図７ａ−７ｃを参照するに、“警護領域”は、警護される物７０２を包囲する“３次元ボリューム”７００である。図７ａに示すように、警護信号伝送経路７０４が、警護される物７０２の上及び下にルーティングされて３次元ボリューム７００を画成する。図７ｂに示すように、警護信号伝送経路７０６が、警護される物７０２を通ってルーティングされる。なお、警護領域は、警護される物７０２の周りの３次元ボリューム７００を画成するように、警護信号伝送経路７０６からある程度離れるまで延びる。図７ｃに示すように、警護信号伝送経路７０８が、警護される物の上、下、及び周囲にルーティングされて３次元ボリュームを画成する。このボリュームの周囲の警護センサ７１０が、高周波警護信号を送信、測定、及び処理する。他の実施形態において、警護信号伝送経路は、警護すべきターゲット回路（物）及び侵入の脅威の性質に対して特別に合わせられた警護領域を画成するように、様々な構成で、警護される物の上、下、周囲、及び／又は中にルーティングされ得る。
【００６６】
次に図８ａ−８ｃを参照するに、“ある”警護センサアセンブリは、別々の又は共通の警護領域を保護するように構成された、別々の又は共有の警護信号伝送経路に含まれた複数の警護センサ及び高周波警護信号の接続を含み得る。個々の警護センサが、検出された侵入又はそれがないことに関する情報を共有する。異なる警護センサが、異なるタイプの侵入を検出して特徴付けるように特異的に構成され得る。異なる警護センサが異なる脆弱攻撃点に対して特異的に構成されてもよい。この情報の合成及び統合が、侵入の検出感度、位置特定、又は特徴付けに関する全体的な能力を強化させ得る。
【００６７】
図８ａに示すように、複数の警護センサ８００（センサＡ、センサＢ、等々）が、警護センサアセンブリ８０３を画成する任意のネットワーク８０２にて構成され得る。このネットワークは、１つ以上の警護領域を画成し得る。検出、位置特定、及び特徴付けの能力を強化するために、各警護領域が、同じ若しくは異なる警護信号伝送経路構成又は同じ若しくは異なる警護信号波形を利用する１つ以上の警護センサによって対処され得る。ネットワークは、保護すべきターゲット信号伝送経路及びターゲット信号、環境条件、及び起こり得る侵入の性質に基づいて構成され得る。
【００６８】
図８ｂに示すように、特定のネットワークにおいて、複数の警護センサ８２０ａ及び８２０ｂが、共通の警護領域８２６の侵入に対するＥＭ及び物理的双方でのバリアを提供する警護信号伝送経路８２４ａ及び８２４ｂのメッシュ８２２を画定する警護センサアセンブリ８２１を提供し、警護センサ８２０ａ及び８２０ｂは、この共通警護領域８２６の侵入を検出するために相互接続される。これは、独立した又は協働する警護センサ８２０ａ、８２０ｂのグループと、対応する警護センサ伝送経路８２４ａ、８２４ｂとが、ある領域をカバーするために使用され、そして、警護センサ伝送経路８２４ａ及び８２４ｂが、より完全なカバレッジを提供するためにオーバーレイされることができる実装を示している。成功裏の攻撃をますます困難にするとともに、センサカバレッジをより完全にするために、各個々の警護センサ信号が異なる時に異なる波形を送信することができる。
【００６９】
図８ｃに示すように、特定のネットワークにおいて、複数の警護センサ８３０ａ、８３０ｂ、及び８３０ｃが、別々の警護領域８３４ａ、８３４ｂ、及び８３４ｃの侵入に対するＥＭ及び物理的双方でのバリアを提供する警護信号伝送経路８３２ａ、８３２ｂ、及び８３２ｃのネットワークを画成する警護センサアセンブリ８３１を提供し、警護センサ８３０ａ−８３０ｃは、別々の警護領域８３４ａ−８３４ｃの侵入に関する情報を共有するように相互接続される。この構成は、侵入攻撃からのシステムの包括的保護を提供するのに必要なように複数の異なる物を警護するために、システム内の複数のセンサが協働的に使用されるケースを示している。
【００７０】
次に図９を参照するに、一般化されたハイレベル警護センサ受信器処理フロー９００の一実施形態は、受信される高周波警護信号の成分を測定して処理するための様々なステップを含む。このフローは、より一般的に、警護領域の侵入を検出するために警護回路及び警護信号の動的なフィンガープリントを生成し、それを定期的に更新するための、受信される高周波警護信号の成分及び環境データを含めた警護回路の処理及び警護回路の動作を表すと見なされてもよい。
【００７１】
関連する無線周波数（ＲＦ）／アナログフィルタを有するフロントエンド受信器回路９０４を用いて、入力信号波形を受信する。そのような受信器は典型的に、利得制御／増幅９０２を組み込む。さらに、受信器は、等化設定、極性、及びその他を含む受信器のＲＦ／アナログ機能を調整するための制御入力及びパラメータ９０６を受信する。信号波形に対してアナログ−デジタル変換９０８及びサンプリング９１０が実行される。非常に一般的なことには、予想される受信波形の特性に基づいて、空間、時間、周波数、位相空間の変換、ヒルベルト変換、及びその他の信号空間変換９１２を実行することができる。
【００７２】
個々の警護信号伝送経路の物理特性に対応する仕様の当初の特徴付けのために、様々に混ぜ合わされた処理が必要とされる。このプロセスは、これまで、“動的フィンガープリント法”と呼ばれていた。ノイズ及び無相関エネルギー項を除去するため、並びに、環境及び動作状況の変動に関して較正を行うために、複数のタイプのデジタル信号処理及び統計的信号処理プロセスを使用することができる。不変の定数物理パラメータのみに相関する信号成分は多変量の静的信号に収束することになり、それが、その経路のフィンガープリントである。
【００７３】
これらのプロセスは、故に、既知の送信警護信号特性、又は以前に受信された警護信号成分から期待される特性に基づいて、警護信号成分を検出及び強化するための、デジタルフィルタリング及び統計解析９１４を含む。ノイズを除去するとともにクロックジッタの発生源を調整するために、デジタルフィルタリング及び統計解析９１６が実行される。非定常の又は環境的な信号成分を除去するために、同様にデジタルフィルタリング及び統計解析９１８が実行される。また、動作的及び環境的なファクタを調整又は較正するためにも、デジタルフィルタリング及び統計解析９２０が実行される。最後に、一定の物理的及び空間的に分布した警護伝送経路特性に相関した又は起因した、結果として得られた統計的に安定で不変の時間信号統計指標（フィンガープリント）を抽出／測定する処理９２４が実行される。当初において、これは、較正のためのものであり、時間の経過に伴って、結果における信頼限界を高め、また、より完全に無相関項を排除するために、先行する時間が機械学習に使用される。そして、現時の測定値は監視及び評価のためのものである。較正又は継続的な結果精緻化のために必要な統計を構築するために、処理９２２が、履歴、メトリック、安定／有効な測定値及び結果を格納し得る。期待される正常なフィンガープリント結果を基準として、次いで、処理９２６が、正常とされた挙動及び測定値からの逸脱を評価しながら監視を行い、警報及び応答９３０を生成する
次に図１０ａ及び１０ｂを参照するに、異なる実施形態では、検出感度（全体的な、又は特定の侵入に対する）を向上させ、侵入を位置特定し、及び／又は侵入を特徴付けるために、警護信号伝送経路の物理的構成及びパラメータ、高周波警護信号のパラメータ、並びに警護信号の受信成分の処理が調整され得る。
【００７４】
図１０ａに示すように、その概略プロセスは、アセンブリ設計１０６０から開始１００２する。アセンブリの機能的及び機械的な設計、材料、及びコンポーネント１０６２が共に統合されて、ターゲット回路及び警護構造を形成する。アセンブリに関する全体的なセキュリティ設計の一部として、どのような物が不正アクセスから保護される必要があるのかないのかを決定する。従って、例えば、設計を損ねるために攻撃者によって使用され得るテストインタフェース又はその他のアイテムへのアクセスなどの、脆弱性を特定することが不可欠である。これは、保護すべき物の選定１０６４につながる。
【００７５】
アセンブリの機械的レイアウトを設計する際に、物理的攻撃表面を最小化するために、ターゲットオブジェクト（物）は、外部アクセス可能性を最小化するように配置１０６６される。これは、例えばターゲット信号経路の長さを最小化すること及び多層ＰＣＢ積層体の中間に信号を埋め込むことなどの技術を伴い得る。警護センサデバイスの配置１０６８は、警護信号ルーティングの有用性に関して最適化される。理想的には、設計のうち警護すべき領域に近接させる配置が選択される。信号のルーティング可能さ、干渉源、並びに、警護信号、ターゲット信号、及び他の近傍信号の信号インテグリティを維持することを含め、関与するその他全てのトレードオフに関して、考慮をバランスさせなければならない。
【００７６】
次に、ターゲットオブジェクトに関する警護領域を作り出すために、最適な警護信号伝送経路ルーティングが選択され、最適化１０７０される。ターゲットオブジェクトが配置又はルーティングされると、それが、保護を必要とする領域を定める。前述のように、これは典型的に、ターゲットオブジェクトを上又は下の警護センサ伝送経路で挟み込むこと、あるいは、改変が警護センサ信号の伝送特性に直接影響する領域内にターゲットオブジェクトを配置することを含む。
【００７７】
警護領域カバレッジを達成するために、並びに、警護センサが、感度を最適化するとともにしフィンガープリント結果の唯一無二性を保証する実効性を最大化するために、保護される物と警護センサ及び警護センサ伝送経路との双方の設計が統合される。検出感度は、材料の選択、伝送経路の選択、インピーダンス特徴の統合、又は信号中の特徴マーカーの生成によって強化され得る。感度は、より高い送信周波数とともに、及び信号伝達の複雑さとともに向上１０７２する。警護センサ伝送経路及び信号の設計の目標は、首尾良い信号伝達及び通信のための通常の設計パラダイムとは完全に逆である。従って、２つの競合するニーズを慎重にバランスさせなければならず、周波数及び複雑さが共に高すぎると、センサ信号が伝送経路に沿って首尾良く伝播しないことになる。さらに、フィンガープリントの唯一無二性を保証するように警護信号伝送経路の設計を最適化１０５０することが望ましいとし得る。
【００７８】
物理的設計が確立されると、その物理的設計に基づいて警護信号設計の最適化１０５２が行われる。その設計プロセスの結果に基づいて、警護信号伝送経路の最適化１０５０に対する改訂が為され得る。アセンブリが製造されると、図９によって前述したように、ベースラインフィンガープリントが測定１００４され、システムが測定可能に変更されたかを監視するために使用するベースラインの特徴付けの（動的）フィンガープリントが確立される。前述のように、この動的フィンガープリント採取プロセスは、例えば環境状況によるものなどの既知の変動を較正により外す。ベースラインフィンガープリントの測定に基づいて警護信号設計１０５２を改定してもよい。
【００７９】
このプロセスフローは、センサ監視が開始１００６して続き、フィンガープリント再測定１００８が行われる。変化１０１０が検出されない場合、単純に再測定１００８が継続する。変化１０１０が検出された場合、示したものと同様の決定プロセスを用いて、実際の攻撃が発生した、又は発生していることを指し示す肯定的な兆候が存在するかを決定する。偽陽性検出の可能性を制限しつつ、攻撃検出の可能性を最大化するために、統計的な特徴付けが使用され得る。
【００８０】
測定されるフィンガープリントは、複雑な多変量信号であり、従って、新フィンガープリント−旧フィンガープリントという差分として変化信号１０１２を計算することができる。変化信号の大きさが特徴付け１０１４される。変化が許容可能であるかの決定１０１６を行うことができる。大きさにおいて過小である許容可能な変化は、例えば自然劣化に起因したこれまで未較正の小さい変化１０１８などの場合に帰する可能性がとても高い。劣化は典型的に、回路コンポーネント自体への緩やかな劣化又は累積的なダメージに関連する。この劣化は、較正によりフィンガープリント採取プロセスから外されることができるが、未だ遂行されていない場合には、センサ監視プロセスが再較正して新たなベースラインを設定１０２４し得る。また、許容可能な変化は、例えば振動などの新たな環境要因に起因し得るこれまで未較正の変化１０２０をセンサが測定したことの結果であり得る。この場合、センサ監視プロセスが同様に、再較正して新たなベースラインを設定１０２４し得る。最後に、例えば特定の損傷に起因し得る変化１０２２などの、状況に起因して発生する許容可能な変化は、再較正して新たなベースラインを設定１０２４するように警護センサデバイスに命令することをもたらす。
【００８１】
一方、変化信号の大きさを特徴付けるときに、その大きさが許容できないとの決定１０１６である場合、それは、攻撃が起こっている可能性があることを指し示し、それ故に、セキュリティ警報をトリガー１０２６する。決定プロセス１０２８が、反応して何らかのアクションをトリガーすべきか、それとも、その変化の特徴付けを実行すべきか（このプロセスにてもっと多くの情報を集めるための更なる監視を必要とし得る）、又は両方を行うべきかを決定する。
【００８２】
図１０ｂに示すように、侵入特徴付けプロセス１０４６は、攻撃プロセスの性質又は位置を決定するために使用され得る複数タイプの処理機能の機能的分解を示している。なお、また、攻撃は、単に、損傷又は認可されていないやり方でのアセンブリの使用により、それを予期せぬストレス又は操作にさらすものであることがある。最初に、システム始動時に測定される変化１０３０が、例えば電源が入っていない間に起こった可能性が高い改変などのアセンブリへの操作を指し示す。
【００８３】
秒又は分のオーダーで緩やかに時間変動する変化１０３２は、例えば、あり得る移動プローブを指し示すことがあり、あるいは、もっと急なものであれば、時間変化する攻撃信号又は予期せぬ干渉信号を指し示すことがある。また、ランタイム中の突然の変化１０３４は、プローブがちょうど付加されたことを指し示すことがある。最後に、認識可能な構造を変化信号が有する場合、それは、系統的な攻撃信号１０３６として分類されることができる。これは、時間変化していそうな攻撃信号又は他の不正若しくは不許可の信号が警護センサ信号と干渉することに起因している可能性がある。一般化された分類、又は結果及び原因との相関に加えて、警護センサ信号経路に沿ったどこで発生したかを位置特定するための処理を実行することも可能である。１つの技術は、警護センサ伝送経路に沿って侵入を位置特定するために、変化信号の時間微分１０４０を計算するものである。経路に沿って伝送時間に対応する識別可能な変化が存在せず、且つ変化が基本的に一定である場合、一定の変化は、集中した抵抗、インダクタンス、及びキャパシタンス（ＲＬＣ）値に相関１０４２し得る。そうでない場合には、例えば付加された金属、キャパシタンス、抵抗、又はインダクタンスについてなど、経路に沿って位置特定された変化に対して変化を相関付けること１０４４が可能であり得る。
【００８４】
この概略的プロセス決定フローは、結果の正確性を改善し、偽陽性又は偽陰性の攻撃検出の可能性を最小化するために、監視が更なる情報を集めることを継続１０３８し得ることを示している。例えば他のデバイス又はシステムと結果を共有することなど、精緻化された脅威評価情報が蓄積するので、様々な攻撃反応１０６０を行い得る。解析からの結果を用いて、発生した又は発生している具体的な攻撃を特定し得る。結果が、他のデバイスに報告されて他の測定結果と相関付けられ、あるいは多数のシステムのセキュリティにアクセスするために通信され得る。
【００８５】
本発明のいくつかの例示的な実施形態が図示され説明されてきたが、当業者には多数のバリエーション及び代替実施形態が生じるであろう。このような変形例及び代替の実施形態は、意図されており、添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、実施することができる。
【図１】
2021501419.tif 000003
【図２ａ】
2021501419.tif 000004
【図２ｂ】
2021501419.tif 000005
【図２ｃ】
2021501419.tif 000006
【図３】
2021501419.tif 000007
【図４】
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【図５ａ】
2021501419.tif 000009
【図５ｂ】
2021501419.tif 000010
【図６ａ】
2021501419.tif 000011
【図６ｂ】
2021501419.tif 000012
【図７ａ】
2021501419.tif 000013
【図７ｂ】
2021501419.tif 000014
【図７ｃ】
2021501419.tif 000015
【図８ａ】
2021501419.tif 000016
【図８ｂ】
2021501419.tif 000017
【図８ｃ】
2021501419.tif 000018
【図９】
2021501419.tif 000019
【図１０ａ】
2021501419.tif 000020
【図１０ｂ】
2021501419.tif 000021
【国際調査報告】
2021501419.tif 000022
2021501419.tif 000023
2021501419.tif 000024