(57)【要約】【課題】  スマートカードに対する電源分析方式を利用した機密情報の盗み（またはハッキング）に対して安定し、かつ信頼性ある保安機能を提供する。【解決手段】  集積回路装置１４が動作中である時に、電源供給線２８に変位電流を供給する可変キャパシタ２４を利用して前記集積回路装置１４に連結された前記電源供給線２８の電圧を実質的に一定の電圧に維持することによって、電源分析による前記機密情報の盗みを防止する保護回路１６を具備する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路保安システムにおいて、
機密情報を有する集積回路装置と、
前記集積回路装置が動作中である時に、電源供給線に変位電流を供給する可変キャパシタを利用して前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を実質的に一定の電圧に維持することによって、電源分析による前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記保護回路は、前記電源供給線の電圧増減に応答して前記可変キャパシタの値を増減する制御回路を具備することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御回路は、基準電圧と前記電源供給線の電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力に電気的に連結されたアップ／ダウンカウンタとを具備することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御回路は、可変キャパシタに電気的に連結された出力と前記アップ／ダウンカウンタの出力に電気的に連結された入力とを有するデジタル−アナログ変換器をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記電源供給線に電気的に連結された過電圧保護回路をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
集積回路保安システムにおいて、
機密情報を有する集積回路装置と、
前記集積回路装置が動作中である時に、信号線に変位電流を供給する可変キャパシタを利用して前記集積回路装置に連結された前記信号線の電圧を実質的に一定の電圧に維持することにより、電源分析による前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備することを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記保護回路は、前記信号線の電圧増減に応答して前記可変キャパシタの値を増減する制御回路を具備することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御回路は、基準電圧と前記信号線の電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力に電気的に連結されたアップ／ダウンカウンタとを具備することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記制御回路は、前記可変キャパシタに電気的に連結された出力と前記アップ／ダウンカウンタの出力に電気的に連結された入力とを有するデジタル−アナログ変換器をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記信号線に電気的に連結された過電圧保護回路をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
スマートカードにおいて、
基板と、
前記基板に形成された集積回路装置と、
前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を第１電圧に維持することにより、前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備し、
前記保護回路は、前記集積回路装置が動作中である時に、電源供給線に変位電流を供給する可変キャパシタと、前記電源供給線の電圧増減に応答して前記可変キャパシタの値を増減する制御回路とを具備することを特徴とするスマートカード。
【請求項１２】
前記制御回路は、基準電圧と前記電源供給線の電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力に電気的に連結されたアップ／ダウンカウンタとを具備することを特徴とする請求項１１に記載のスマートカード。
【請求項１３】
前記制御回路は、前記可変キャパシタに電気的に連結された出力と前記アップ／ダウンカウンタの出力に電気的に連結された入力とを有するデジタル−アナログ変換器をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のスマートカード。
【請求項１４】
前記基板は信用カードと実質的に同一のサイズを有する柔軟性基板であることを特徴とする請求項１１に記載のスマートカード。
【請求項１５】
スマートカードにおいて、
基板と、
前記基板に形成された集積回路装置と、
前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を電源供給電圧Ｖｓに維持することによって、前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備し、
前記保護回路は、前記電源供給線に電気的に連結された第１ターミナルと、Ｃｖと同一の容量を有する可変キャパシタと、前記可変キャパシタの制御ターミナルと前記電源供給線に電気的に連結され、前記集積回路装置が動作中である時に、ｔ１からｔ２までの放電期間にわたって式∫Ｉｄ（ｔ）ｄｔ＝Ｖｓ（（Ｃｖ（ｔ１）−Ｃｖ（ｔ２））に準じて前記制御ターミナルを調整する手段とを具備し、
前記式でＩｄ（ｔ）は前記放電期間の間前記可変キャパシタから前記電源供給線に印加される変位電流の大きさであることを特徴とするスマートカード。
【請求項１６】
前記調整手段は、基準電圧と前記電源供給線の電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力に電気的に連結されたアップ／ダウンカウンタとを具備することを特徴とする請求項１５に記載のスマートカード。
【請求項１７】
前記調整手段は、前記可変キャパシタに電気的に連結された出力と、前記アップ／ダウンカウンタの出力に電気的に連結された入力とを有するデジタル−アナログ変換器をさらに具備することを特徴とする請求項１６に記載のスマートカード。
【請求項１８】
前記電源供給線に電気的に連結された過電圧保護回路をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
スマートカードにおいて、
基板と、
前記基板に形成された集積回路装置と、
前記基板に形成され、前記集積回路装置が動作中である時に、可変エネルギー貯蔵素子を利用して、前記集積回路装置に電気的に連結された信号線の電圧を第１電圧に維持することにより、前記集積回路装置に対する暗号分析を防止する保護回路とを具備し、
前記可変エネルギ貯蔵素子は可変キャパシタ及び可変インダクタとを含むグループから選択されることを特徴とするスマートカード。
【請求項２０】
集積回路装置と可変キャパシタとを有するスマートカードを動作する方法において、
前記可変キャパシタからプラス変位電流を前記集積回路装置に連結された電源供給線に供給すると同時に、前記可変キャパシタの容量を減少させて前記電源供給線を所定の電圧に維持させる段階を具備することを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記電源供給線からマイナス変位電流を前記可変キャパシタに供給すると同時に、前記可変キャパシタの容量を増加させて前記電源供給線を前記所定の電圧に維持させる段階をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記可変キャパシタの容量を減少させる段階は、クロック信号に同期して実行されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記可変キャパシタの容量を増加させる段階は、クロック信号に同期して実行されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記可変キャパシタの容量を減少させる段階は、前記クロック信号に同期して増加するマルチビットカウント信号を発生する段階と、前記マルチビットカウンタ信号を前記可変キャパシタの制御ターミナルに提供されるアナログ信号に変換する段階とを具備することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記可変キャパシタの容量を増加させる段階は、前記クロック信号に同期して減少するマルチビットカウント信号を発生する段階と、前記マルチビットカウント信号を前記可変キャパシタの制御ターミナルに提供されるアナログ信号に変換する段階とを具備することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記プラス変位電流を供給する段階は、基準電圧と前記電源供給線の電圧とを比較する段階と、前記比較段階の結果に応答してデジタル出力信号を発生する段階とを具備することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスマートカードとその動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路スマートカードは信用カード、銀行カードまたは秘密情報処理を要するカード応用分野によく使われる。スマートカードには不揮発性メモリとマイクロプロセッサとを含む集積回路が内蔵されている。不揮発性メモリには、マイクロプロセッサにより運用されるデータと機密情報（例えば、秘密コード、暗号、パスワードなど）が貯蔵される。スマートカードがカードリーダまたは他の判読装置に接続された時に、暗号コードにより暗号演算及び通信が実行される。
【０００３】
スマートカード内に貯蔵された秘密情報を不法に獲得（以下“ハッキング”）するための多くの技術が開発されてきて、それらは大きく分けて受動方式と能動方式に分類することができる。受動方式は、本体の外形を保存した状態で外部から電気的な操作をして、それによる電流及び電圧を外部から検出する。能動方式はスマートカードの内部を露出させた後に、プロービング（ｐｒｏｂｉｎｇ）または一部構造の操作／変更を行なって当該部分の電気的な特性を直接特定する。
【０００４】
受動方式はスマートカードが暗号化動作を実行する時の単一の電力消耗曲線を分析する。このような種類の受動方式では、単一電源分析ＳＰＡと差動電源分析ＤＰＡとがある。単一電源分析では、マタッカが電力消耗波形を分析し、その波形から一致する命令語がカードから読み出されるか、カードに書き込まれるデータのハミングウエイト（ｈａｍｍｉｎｇ  ｗｅｉｇｈｔ）コードを把握する。これと異なり、差動電源分析は多数の電力消耗曲線を対比して分析する。
【０００５】
このような受動方式によるハッキングに関してはＡ，Ｓｈａｍｉｒが提案した論文（“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ  Ｓｍａｒｔ  Ｃａｒｄｓ  ｆｒｏｍ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｔａｃｈｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓ”、ＣＨＥＳ、ＬＮＣＳ  １９６５（２００）、ｐｐ、７１〜７７）に詳細に記述されている。
【０００６】
図１及び図２は集積回路チップ１を内蔵するスマートカードに対して単一電源分析を実行する場合を示す。チップ１に関してはＷ．ＲａｎｋｌとＷ．Ｅｆｆｉｎｇにより著述された書籍（“Ｓｍａｒｔ  Ｃａｒｄ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ”、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ．ＩＳＢＮ  ０  ４７１  ９８８７５  ８，２０００、ｐｐ。４２０〜４２４）に詳細に記載されている。集積回路チップ１はマイクロプロセッサ及びメモリ２を含み、６個のターミナルを有する。このターミナルは電源ターミナルＶｃｃ、接地ターミナルＧＮＤ、リセット信号を受信するリセットターミナルＲＳＴ、クロック信号を受信するクロックターミナルＣＬＫ、コマンドまたはデータを受信し且つ出力する入出力ターミナルＩ／Ｏ、及び保留（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）ターミナルＲＦＵを含む。電源ターミナルＶｃｃは外部電圧Ｖｘを入力する。電流計Ａはチップ１に供給される電流Ｉｘの大きさと方向を測定する。よく知られたように、外部電圧Ｖｘがチップ１に供給され、マイクロプロセッサ及びメモリ２が動作すると、電流計Ａによって測定された電流値によりその内部の動作状態が分かるようになる。すなわち、図２に示したように、電流Ｉｘの波形からチップ１が非動作状態ＮＯＰであるか、掛け算演算ＭＵＬ中であるか、またはジャンピングＪＭＰ中であるかが判別される。また、電流波形の時間的な分析による暗号解読を実行することによって、単一電源分析によるハッキングをしてメモリから秘密コードを抽出できる。図１のチップ１はまた差動入力電流の大きさと方向を測定する差動電源分析に対しても脆弱である。
【０００７】
一方、米国登録特許Ｎｏ．６，５７３，９１３にはスマートカードがカードリーダに挿入された時に、単一及び差動電源分析によるハッキングを防止する装置に関して開示されている。９１３特許の図１に示されたことを参照すると、スマートカード基板に設けられた二つのキャパシタ３及び４が互いに交互に充放電を実行する。したがって、スマートカード１０が動作中である時には、外部電源電圧がスマートカードチップ１から分離された状態にある。しかし、キャパシタ３及び４の電圧が各々のスイッチング区間の間チップ１で消耗される電流に比例して減少するので、キャパシタが各スイッチングサイクルで部分的に放電された後に、キャパシタに印加される外部電流信号の波形を分析することによって、電流消耗様態を間接的に検出することができる。したがって、９１３特許がより改善された保護機能を提供するが、依然として単一及び差動電源分析によるハッキングには完全に保護機能を実行できない。
【特許文献１】米国登録特許６．５７３，９１３号
【非特許文献１】Ａ．Ｓｈａｍｉｒ著「“Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ  Ｓｍａｒｔ  Ｃａｒｄｓ  ｆｒｏｍ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｔａｃｈｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓ”」ＣＨＥＳ、ＬＮＣＳ  １９６５（２００）、ｐｐ．７１〜７７．
【非特許文献２】Ｗ．Ｒａｎｋｌ、Ｗ．Ｅｆｆｉｎｇ著「“Ｓｍａｒｔ  Ｃａｒｄ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ”」、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、Ｌｔｄ．ＩＳＢＮ  ０  ４７１  ９８８７５  ８、２０００、ｐｐ．４２０〜４２４．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、スマートカード（または集積回路装置）で外部からのハッキングに対してより安全に暗号を保護することができる装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明はスマートカード（または集積回路装置）で電源分析によるハッキングに対してより安全に暗号を保護することができる装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
さらに、本発明はスマートカード（または集積回路装置）の内部が開放された状態でも安全に暗号を保護することができる装置を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の問題点を解決するために、集積回路保安システムにおいて、機密情報を有する集積回路装置と、前記集積回路装置が動作中である時に、電源供給線に変位電流を供給する可変キャパシタを利用して前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を実質的に一定の電圧に維持することにより、電源分析による前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備する。前記保護回路は、前記電源供給線の電圧増減に応答して前記可変キャパシタの値を増減する制御回路を具備する。前記制御回路は、基準電圧と前記電源供給線の電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力に電気的に連結されたアップ／ダウンカウンタと、前記可変キャパシタに電気的に連結された出力と前記アップ／ダウンカウンタの出力に電気的に連結された入力とを有するデジタル−アナログ変換器とをさらに具備する。前記システムには前記電源供給線に電気的に連結された過電圧保護回路をさらに具備することができる。
【００１２】
本発明は他の形態として、機密情報を有する集積回路装置と、前記集積回路装置が動作中である時に、信号線に変位電流を供給する可変キャパシタを利用して前記集積回路装置に連結された前記信号線の電圧を実質的に一定の電圧に維持することにより、電源分析による前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備する集積回路保安システムを提供する。
【００１３】
本発明は他の形態としてスマートカードを提供する。本発明の第１のスマートカードは、基板と、前記基板に形成された集積回路装置と、前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を第１電圧に維持することにより、前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備し、前記保護回路は、前記集積回路装置が動作中である時に、電源供給線に変位電流を供給する可変キャパシタと、前記電源供給線の電圧増減に応答して前記可変キャパシタの値を増減する制御回路とを具備する。
【００１４】
本発明の第２のスマートカードは、基板と、前記基板に形成された集積回路装置と、前記集積回路装置に連結された前記電源供給線の電圧を電源供給電圧Ｖｓに維持することにより、前記機密情報の盗みを防止する保護回路とを具備し、前記保護回路は、前記電源供給線に電気的に連結された第１ターミナルと、Ｃｖと同一の容量を有する可変キャパシタと、前記可変キャパシタの制御ターミナルと前記電源供給線に電気的に連結され、前記集積回路装置が動作中である時に、ｔ１からｔ２までの放電期間にわたって式∫Ｉｄ（ｔ）ｄｔ＝Ｖｓ（（Ｃｖ（ｔ１）−Ｃｖ（ｔ２））に準じて前記制御ターミナルを調整する手段とを具備する。前記式でＩｄ（ｔ）は前記放電期間の間前記可変キャパシタから前記電源供給線に印加される変位電流の大きさである。
【００１５】
本発明の第３のスマートカードは、基板と、前記基板に形成された集積回路装置と、前記基板に形成され、前記集積回路装置が動作中である時に、可変エネルギ貯蔵素子を利用して、前記集積回路装置に電気的に連結された信号線の電圧を第１電圧に維持することにより、前記集積回路装置に対する暗号分析を防止する保護回路とを具備し、前記可変エネルギ貯蔵素子は可変キャパシタ及び可変インダクタを含むグループから選択される。
【００１６】
また、本発明は他の形態として、集積回路装置と可変キャパシタとを有するスマートカードを動作する方法を提供する。その方法は、前記可変キャパシタからプラス変位電流を前記集積回路装置に連結された電源供給線に供給すると同時に、前記可変キャパシタの容量を減少させて前記電源供給線を所定の電圧に維持させる段階を具備する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のような本発明は、スマートカードに対する電源分析方式を利用した機密情報の盗み（またはハッキング）に対して安定し、かつ信頼性ある保安機能を提供する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図３を参照すると、本発明の実施の形態によるスマートカード１０はスマートカードチップ１２が設けられた基板１１を含む。基板１１は信用カードと実質的に同一のサイズを有する柔軟性基板である。スマートカードチップ１２は電源供給線２８に電気的に連結された集積回路装置１４と保護回路１６とを含む。電源供給線２８は集積回路装置１４の電源供給ターミナルＶｓと保護回路１６の入力ターミナルに電気的に連結される。集積回路装置１４は通常の演算装置として機密情報を貯蔵し、多様な内部動作を実行する。また、集積回路装置１４はマイクロプロセッサ１８とメモリ２０とを含み、メモリ２０はマイクロプロセッサ１８と機密情報をやり取りする。他の実施の形態として、集積回路装置１４は図３に示した構成要素に他の構成要素を追加、または他の種類の構成要素を含んで構成することができる。
【００１９】
電源供給線２８はスマートカード１０の電源供給ターミナルに連結される。正常動作中に、スマートカード１０がカードリーダ、または他の装置に挿入されることに応答して前記電源供給ターミナルを通じて外部電圧源Ｖｘから電流Ｉｘが入力される。外部スイッチＳＷ１０はスマートカード１０への電源供給を断続する。
【００２０】
スマートカードチップ１２は電源供給線２８に電気的に連結された過電圧保護回路２６をまた含む。過電圧保護回路２６は互いに直列連結されたダイオードＤ１０と抵抗Ｒ１０を含んで構成される。よく知られたように、過電圧保護回路２６は外部スイッチＳＷ１０の周期的なスイッチング動作による過度的なピーク電圧から集積回路装置１４と保護回路１６を保護するように動作する。
【００２１】
保護回路１６は、調整手段としての制御回路２２、可変エネルギ貯蔵素子としての可変キャパシタ２４、及びクロック発生器２５を含む。可変キャパシタ２４は、外部スイッチＳＷ１０が開放された時には、プラス変位電流Ｉｄとして電源供給線２８を通じる電源供給を実行し、外部スイッチＳＷ１０が短絡されて充電される間には、マイナス変位電流として電源供給を実行する。可変キャパシタ２４の容量の大きさは制御信号ＳＣのアナログ量を増減させることにより変わる。制御信号ＳＣは制御回路２２から発生される。可変キャパシタ２４の容量は制御信号ＳＣのアナログ量に反比例する。したがって、制御信号ＳＣのアナログ量が減少すると、可変キャパシタ２４の容量が増加し、制御信号ＳＣのアナログ量が増加すると、可変キャパシタ２４の容量が減少する。
【００２２】
図７に示すように、可変キャパシタ２４は制御信号ＳＣに応答して間隔変位が可能な一対の平行電極、すなわち上部電極４４と下部電極からなる。上部電極４４はノード４２から提供されるプラス電圧（例えば、５Ｖ）に電気的に連結される。前記下部電極は制御信号ＳＣに連結された外部電極４６と接地電圧ＧＮＤに連結された内部電極４５からなる。制御信号ＳＣの電圧が増加すると、上下部電極の間の電圧Ｖｃが減少し、スプリング１３による弾性力Ｆ（Ｆ＝ｋｘ、ここでｋは弾性係数であり、ｘは上部電極４４の移動距離）に反応して電極間隔ｄは減少する。可変キャパシタ２４の容量ＣはＣ＝εＡ／ｄに関係するので（Ａは電極の面積、εは誘電常数）、容量はｄが増加することによって減少する。したがって、制御信号ＳＣのアナログ量の変化により可変キャパシタ２４の容量が制御される。通常の可変キャパシタに関しては米国特許第５，１７３，８３５号、第５，１９２，８７１号、第６，２７８，１５８号、第６，４００，５５０号、及び第６，４４１，４４９号に紹介されている。他の実施の形態として、保護回路１６は可変キャパシタ、可変インダクタ、またはそれらの組み合わせで構成された可変エネルギ貯蔵素子を使用することができる。
【００２３】
図４を参照すると、制御回路２２は、基準電圧Ｖｒｅｆと電源供給電圧Ｖｓとを比較する電圧比較器３０を含む。基準電圧Ｖｒｅｆはバッテリ３６から供給される。基準電圧Ｖｒｅｆは外部電圧Ｖｘより若干低い電圧に設定される（例えば、Ｖｒｅｆ＝５．０Ｖであり、Ｖｘ＝５．１Ｖ）。電圧比較器３０のデジタル出力信号ＣＲは、Ｖｓ＞Ｖｒｅｆであれば、論理“０”の値になり、Ｖｓ＜Ｖｒｅｆであれば、論理“１”の値に設定されてアップ／ダウンカウンタ３２に提供される。
【００２４】
アップ／ダウンカウンタ３２の具体例は一例として図５に示している。図５のアップ／ダウンカウンタ３２は三つのフリップフロップＴＦＦ０〜ＴＦＦ２、四つのＡＮＤゲートＡＮ１〜ＡＮ４、二つのＯＲゲートＯＲ１及びＯＲ２、及びインバータＩＮＶ１で構成される。三つのフリップフロップＴＦＦ０〜ＴＦＦ２はＴ−フリップフロップである。アップ／ダウンカウンタ３２はクロック信号ＣＬＫに同期して増減するマルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０を発生する。よく知られたように、Ｔ−フリップフロップはＪ−Ｋマスタ−スレイブフリップフロップで入力Ｊ及びＫを共にワイヤリングすることによって構成することができる。ここで、入力Ｔ＝１はクロック信号ＣＬＫに同期してトグルする出力Ｑを示し、入力Ｔ＝０はクロック信号ＣＬＫに応答して出力Ｑを変えない。したがって、デジタル出力信号ＣＲが論理“１”に設定されれば、マルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０は最小値Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０＝０、０、０から最大値Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０＝１、１、１まで１ビットずつ増加する。反対に、デジタル出力信号ＣＲが論理“０”に設定されれば、マルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０は最大値Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０＝１、１、１から最大値Ｓ２、Ｓ１、Ｓ０＝０、０、０まで１ビットずつ減少する。マルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０の変化率はクロック信号ＣＬＫの周波数に従う。
【００２５】
図４を参照すると、マルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０はデジタル−アナログコンバータＤＡＣ３４に印加される。デジタル−アナログコンバータ３４はマルチビットカウント信号Ｓ２〜Ｓ０の増減に応答して、その大きさ（すなわち、振幅）が増減するアナログ出力信号ＳＣを発生する。したがって、電源供給電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆより大きい度に（ＣＲ＝０）、アナログ出力信号ＳＣの振幅はクロック信号ＣＬＫに同期して漸進的に減少する。反対に、電源供給電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆより小さい度に（ＣＲ＝１）、アナログ出力信号ＳＣの振幅はクロック信号ＣＬＫに同期して漸進的に増加する。
【００２６】
可変キャパシタ２４の容量Ｃｖはアナログ出力信号ＳＣが増加／減少すると、減少／増加する。特に、制御回路２２と可変キャパシタ２４は、外部スイッチＳＷ１０が閉成され、可変キャパシタ２４が外部電圧源Ｖｘにより充電される間、ｔ０からｔ１までの総充電期間にわたって下記の式１による動作を実行する。
【００２７】
［式１］
−∫Ｉｄ（ｔ）ｄｔ＝Ｖｓ（Ｃｖ（ｔ１）−Ｃｖ（ｔ０））
【００２８】
式１で、Ｖｓは電源供給線２８の電圧で実質的に一定の供給電圧を示し、Ｉｄは可変キャパシタ２４から電源供給線２８に提供される変位電流を示し、Ｃｖ（ｔ１）は外部スイッチＳＷ１０が再び開放された時の、前記充電期間の満了時点での可変キャパシタ２４の容量を示し、Ｃｖ（ｔ０）は外部スイッチＳＷ１０が閉成された時の可変キャパシタ２４の容量を示す。前記充電期間ｔ０〜ｔ１の間スイッチＳＷ１０が閉成されれば、変位電流Ｉｄはマイナス方向になる。
【００２９】
また、制御回路２２及び可変キャパシタ２４は、外部スイッチＳＷ１０が開放され、可変キャパシタ２４が集積回路装置１４にプラス変位電流を供給する間、ｔ１からｔ２までの総放電期間にわたって下記の式２による動作を実行する。
【００３０】
［式２］
∫Ｉｄ（ｔ）ｄｔ＝Ｖｓ（Ｃｖ（ｔ１）−Ｃｖ（ｔ２））
【００３１】
式２で、Ｖｓは電源供給線２８の電圧で実質的に一定の供給電圧を示し、Ｉｄは可変キャパシタ２４から電源供給線２８に提供されるプラス変位電流を示し、Ｃｖ（ｔ２）は外部スイッチＳＷ１０が開放された後、閉成された時の、活性期間（放電期間）の満了時点での可変キャパシタ２４の容量を示し、Ｃｖ（ｔ１）は外部スイッチＳＷ１０が初めに開放された時の可変キャパシタ２４の容量を示す。
【００３２】
図６（ａ）は時間経過による入力電流Ｉｘの変化を示す。すなわち、図６（ａ）は外部スイッチＳＷ１０が閉成されて外部電圧源Ｖｘがスマートカード１０に電流を供給する時に、可変キャパシタ２４が充電され、外部スイッチＳＷ１０が開放されれば、可変キャパシタ２４が集積回路装置１４により放電されることを示す。図６（ｂ）は、時間経過による可変キャパシタ２４の電荷量Ｑの変化を示す。図６（ｃ）は、電源供給線２８で電源供給電圧Ｖｓを一定に維持するために可変キャパシタ２４の容量がどのように変動するかを示す。外部スイッチＳＷ１０が閉成されれば、可変キャパシタ２４は容量を増加させて電源供給電圧Ｖｓを一定に維持し、外部スイッチＳＷ１０が開放されれば、可変キャパシタ２４は容量を減少させて電源供給電圧Ｖｓを一定に維持する。その結果、図６（ｄ）に示したように、電源供給電圧Ｖｓが、電圧比較器３０の非反転（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）ターミナルに供給される基準電圧Ｖｒｅｆにより決められる一定の電圧レベルを維持することになるのが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
機密情報を有する集積回路装置を内蔵したスマートカードで電源分析方式による機密情報の盗みを防止する分野に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の技術によるスマートカードを示す図である。
【図２】図１のスマートカードに対する単一電源分析を実行する時測定される電流波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態によるスマートカードを示す図である。
【図４】図３の制御回路を具体的に示す図である。
【図５】図４のアップ／ダウンカウンタの具体例の一つを示す図である。
【図６】図３の動作を示すタイミング図である。
【図７】アナログ信号に応答して動作する可変キャパシタを示す構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  スマートカード
１１  基板
１２  スマートカードチップ
１４  集積回路装置
１６  保護回路
１８  マイクロプロセッサ
２０  メモリ
２２  制御回路
２４  可変キャパシタ
２５  クロック発生器
２６  過電圧保護回路
２８  電源供給線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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