УСТРОЙСТВО ЭКСТРЕННОГО УНИЧТОЖЕНИЯ МИКРОСХЕМ ПАМЯТИ
MEMORY CHIP EMERGENCY DESTROYER

Изобретение относится к области технических средств защиты конфиденциальной информации от несанкционированного доступа, а именно к устройствам уничтожения микросхем памяти, содержащих охраняемые сведения, до состояния, обеспечивающего невозможность восстановления.
При разработке устройств разрушения интегральных схем (микросхем) памяти (носителей информации) к ним предъявляются в частности требования по компактности и встраиваемости в приборы их использующие. Задачей, стоящей в рассматриваемой области техники и на которое направлено заявляемое изобретение, является создание устройства экстренного уничтожения микросхем памяти надежного и безопасною для персонала при его эксплуатации.
Из уровня техники известно множество способов физического разрушения микросхем. Среди них разрушение путем термического и термобарического воздействия для быстрого (мгновенного) уничтожения микросхем является наиболее оптимальным.
Так. например, известно устройство уничтожения электронных носителей информации с целью предотвращения получения третьими сторонами несанкционированного доступа к данным (патент DE10204685. описание к которому опубликовано 14.08.2003). Данное устройство представляет собой рабочий газогенерирующий заряд, размещенный в облает носителя данных, и воспламенитель, функционально связанный с ним. Воспламенитель может быть приведен в действие электрически, причем питание на него подается от устройства электропитания носителя данных и может запускаться, например, с помощью кода, который передают дистанционно. При срабатывании устройства происходит термическое повреждение носителя данных, кроме того образуются металлосодержащие аэрозоли, которые осаждаются на носителе данных в виде не удаляемого слоя оксида металла.
Недостатками данной конструкции является то, что осуществляется частичное повреждение носителя данных, которые могут быть восстановлены.
Известно другое устройство экстренного уничтожения микросхем памяти {патент RU2690781. описание к которому опубликовано 05.06.2019), которое по количеству сходных признаков и достигаемому техническому результату является наиболее близким аналогом заявляемому изобретению. Устройство включает герметичный корпус, в котором установлены рабочий заряд, выполненный из пиротехнического состава, блок задействования, содержащий токоведущие электроды с перегораемым мостиком накаливания, с возможностью непосредственного подключения к устройству электропитания носителя данных. В блок задействования входит еще элемент задействования, выполненный из воспламенительного пиротехнического состава. Температура, реализующаяся при горении пиротехнического состава рабочего заряда, превышает температуру плавления материала кристалла микросхемы памяти (кремния). Применение элемента задействования из воспламенительного пиротехнического состава позволяет реализовать при горении градиент давления, обеспечивающий перенос горячих химически активных продуктов горения на кристалл микросхемы, тем самым дополнительно повышая эффективность уничтожения.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что с течением времени может произойти повреждение конструкции, что без контроля ее целостности, может привести к отказу срабатывания. Кроме того, не предусмотрена защита от разрядов статического электричества, что снижает эксплуатационные характеристики и уровень безопасности при эксплуатации, то есть может привести к нештатному срабатыванию.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении надежности срабатывания устройства уничтожения микросхем памяти и в повышении уровня безопасности персонала при эксплуатации устройства.
Технический результат достигается за счет того, что в конструкции устройство экстренного уничтожения микросхем памяти, включающее герметичный корпус, в котором установлены рабочий заряд, представляющий собой металлическую трубку, снаряженную пиротехническим составом, инициирующий элемент, содержащий токоведущие электроды с перегораемым мостиком накаливания, для электрической связи с устройством электропитания носителя данных, новым является то. что на внешней поверхности трубки рабочего заряда выполнена ослабляющая проточка, в конструкцию устройства дополнительно введен блок электронный, через который осуществляется подключение к устройству носителя данных посредством многожильного шлейфа и который включает в себя емкостный накопитель с узлом управления зарядом емкостного накопителя, узел управления задействованием, узел контроля целостности мостика накачивания и прохождения сигналов, при этом емкостный накопитель подключен к мостику накачивания через транзисторные МОП-ключи, параллельно которым обратным включением подключен диод, к затворам транзисторных МОП-ключей каскадным включением подключены транзисторы, входящие в схему узла управления задействованием, кроме того, два отдельных транзисторных ключа, входящих в схему узла управления зарядом, через резистор подключены параллельно емкостному накопителю, причем последовательно к мостику накаливания подключены два ограничивающих резистора и транзисторные ключи, входящие в схему узла контроля целостности мостика накаливания и прохождения сигналов управления для возможности подключения к источнику тока проверки, которым дополнительно оснащено устройство носителя данных.
Выполнение ослабляющей проточки на трубке рабочего заряда, обеспечивающей разрыв трубки и заданное направление разлета продуктов горения пиротехнического состава, вызывает локальное термобарическое разрушающее воздействие носителя информации.
Включение в устройство уничтожения блока электронного, который включает в себя емкостный накопитель с узлом управления его зарядом, узел управления задействованием, узел контроля целостности мостика накаливания и прохождения сигналов, позволяет без существенного увеличения габаритов устройства избежать недостатков, присущих наиболее близкому аналогу и повысить безопасность эксплуатации и надежность срабатывания заявляемого устройства.
Подключение емкостного накопителя к мостику накаливания через транзисторные МОП-ключи, параллельно которым обратным включением подключен диод, к затворам транзисторных МОП-ключей каскадным включением подключены транзисторы, входящие в схему узла у правления зарядом емкостного накопителя, и подключение двух отдельных транзисторных ключей, входящих в эту же схему, через резистор параллельно емкостному накопителю, позволяет обеспечить безопасность устройства уничтожения и сохранить надежность его срабатывания при неблагоприятных условиях эксплуатации, например, под воздействием кратковременного ионизирующего излучения, т.к. позволяет предохранить цепь электровоспламенителя от нештатного разряда емкостного накопителя, способного открыть p-n-переходы у МОП-транзисторов и диода, и при разряде емкостного накопителя через транзисторные ключи, существенно ограничить до безопасного значения ток разряда в цепи, благодаря отводу тока в цепь диода. В целях обеспечения безопасности эксплуатации устройства уничтожения при отключении его от электропитания, осуществляется аварийный разряд емкостного накопителя без задействования пиротехнического состава. Также реализована возможность управляемою разряда емкостного накопителя подачей сигнала TTL-уровня на узел управления зарядом емкостного накопителя. Отсутствие гальванической связи блока электронного с металлическим корпусом устройства уничтожения позволяет повысить его помехозащищенность от статического электричества и электромагнитных излучений.
Последовательное подключение к мостику накаливания двух ограничивающих резисторов и транзисторных ключей для возможности подключения к источнику тока проверки, которым дополнительно оснащено устройство носителя данных, обеспечивает подачу тока в цепи до 40 мА, необходимого для проверки целостности устройства без его повреждения.
На фиг. 1 представлена конструкция заявляемого устройства, на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема блока электронного, на фиг. 3 - установка устройства над имитатором при его испытании на работоспособность, на фигуре 4 - результаты срабатывания устройства на имитаторе.
Пояснение к фиг. 1:
1 - корпус устройства уничтожения; 2 - розетка для подключения к устройству электропитания носителя данных; 3 - блок электронный; 4 - рабочий заряд; 5 - электровоспламенитель; 6 - токоведущие проводники; 7 - печатная плата.
Примером конкретного выполнения заявляемого устройства может служить малогабаритное устройство экстренного уничтожения радиоэлементов, содержащих охраняемые сведения. Устройство содержит корпус 1 с отверстиями для установки его на печатной плате 7 прибора над или под уничтожаемым носителем информации. В устройство входит также блок электронный 3. От блока отходит десятижильный шлейф с розеткой 2 для подключения к устройству электропитания носителя данных (на рисунке не показано). На блоке 3 установлен рабочий заряд 4 с электровоспламенителем (ЭВ) 5, который электрически соединен с блоком 3 токоведущими проводниками 6. Заряд 4 представляет сбой латунную трубку с пиротехничсским составом. Трубка выполнена с концентратором напряжения в виде ослабляющей проточки. Трубка установлена проточкой к уничтожаемой микросхеме. ЭВ 5 включает в себя перегораемый никелевый мостик накаливания. Внутренняя полость корпуса 1 заливается компаундом, обеспечивая герметичность, механическую и электростатическую прочность содержимого.
Принципиальная электрическая схема блока электронного (фиг. 2) включает в себя емкостный накопитель энергии в виде блока конденсаторов СН, который параллельно подключен к никелевому мостику накаливания ЭВ через транзисторные МОП-ключи К1 и К2. К затворам МОП-ключей каскадным включением подключены транзисторы ФИ и ФИ, принимающие TTL-сигналы (Вход 1, Вход 2 и Вход 3). Параллельно ключам К1 и К2 обратным включением подключен диод 2Д510А (на схеме ГД). Параллельно СН подключены через разрядный резистор (Rраз) два отдельных транзисторных ключа (РА и РУ на схеме). Последовательно перегораемому мостику через ограничивающий резистор возможно подключение генератора малою тока, которым дополнительно оснащено устройство носителя данных (ГТ) через транзисторные ключи.
Принцип работы малогабаритного устройства экстренного уничтожения микросхем памяти следующий.
В рабочем режиме для заряда электрической энергией емкостного накопителя блока электронного 3 подастся напряжение. Емкостный накопитель энергии заряжается до необходимого уровня от 16 до 19 В. В необходимый для оператора момент времени устройство срабатывает: принимается сигнал TTL уровня по линии «вход 3», который в свою очередь разблокирует «вход 1» и «вход 2». на которые поступают одновременно сигналы TTL состояний соответственно «логической 1» и «логического 0». Происходит открытие транзисторных МОП-ключей блока электронного 3. Накопительные конденсаторы начинают разряжаться на никелевый мостик ЭВ 5. Никелевый мостик разогревается и плавится, поджигает пиротехнический состав в заряде 4. Состав воспламеняется и, сгорая, выделяет большое количество газов высокой температуры. При достижении определенного давления латунная трубка заряда 4 раскрывается по проточке. Осколки и продукты сгорания пиротехнического состава заряда 4 с большой скоростью ударяют по корпусу носителя данных (микросхеме, радиоэлементу) на печатной плате 7 прибора, вызывая значительные деформации корпуса и разрушая содержимое. Таким образом, носитель информации гарантированно и безвозвратно уничтожаемся.
Для обеспечения в любой момент времени контроля целостности мостика ЭВ 5 и прохождения сигналов управления по одной из жил десятижильного шлейфа пропускают ток не более 40 мА. что показывает исправность или неисправность мостика накаливания. Наблюдение прохождения сигналов управления и исправности узла управления задействованием проводится на стадии изготовления и контроля качества продукции с помощью вспомогательного оборудования, либо может быть реализовано в устройстве электропитания носителя данных.
Проведенными испытаниями экспериментально была подтверждена работоспособность заявляемого устройства уничтожения, надежность его срабатывания и безвозвратное гарантированное уничтожение носителя данных (микросхемы, радиоэлемента). В качестве носителя данных использовали имитатор микросхемы - стеклянную пластину, закрепленную между стальных листов толщиной 0.5 мм (фиг. 3). На фигуре 4 представлены результаты срабатывания устройства на имитаторе: осколки стеклянной пластины (имитатор чипа микросхемы) - слева, деформированные металлические пластины имитатора корпуса микросхемы (радиоэлемента) - справа. Устройство работает в широком диапазоне температур, при этом обеспечена высокая стойкость к механическим воздействиям и прочность к воздействию разрядов статического электричества.