МИКРОСХЕМА С ЗАЩИТОЙ ОТ ОБРАТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В МАТЕРИАЛЕ КОРПУСА

Настоящая полезная модель относится к области микроэлектроники, а именно, к изделиям электронной техники, например, микросхемам, которые необходимо защитить от обратного проектирования.
В настоящее время достаточно актуальной является проблема защиты микросхем от таких методов обратного проектирования, как рентгеноскопия и рентгеновская томография.
Из существующего уровня техники известны варианты микросхем, в составе которых размещены антенны в материале корпуса или на корпусе микросхемы для задач передачи данных во внешнюю среду WO 2004/042868 [1], для обмена данными между соседними элементами на одной подложке US 7944398 [2], для радиочастотной идентификации WO 2005/043680 [3]. Недостатками перечисленных технических решений является слабая защита от методов обратного проектирования; с помощью методов неразрушающего тестирования, например рентгеновского исследования можно однозначно определить наличие антенны, ее конфигурацию, с высокой точностью идентифицировать блок передатчика. Таким образом, упомянутые технические решения имеют слабую устойчивость по крайней мере к одному способу неразрушающего исследования и не препятствуют обратному проектированию.
Кроме этого, из существующего уровня техники известны реализации активных методов защиты от неразрушающего исследования, например в патенте ЕР 0510434 А2 [4] микросхема выполнена в защищенном от рентгеновского исследования исполнении, когда при детектировании рентгеновского излучения происходит изменения схемы работы микросхемы, что препятствует обратному проектированию. Недостатком данного технического решения является повышенная сложность и дороговизна изготовления таких микросхем. Для уменьшения сложности технического решения предпочтительно использовать пассивную защиту от исследования, которую специалист, проводящий обратное проектирование принял бы за активную.
Из существующего уровня техники известны методы исследования электромагнитного излучения микросхем для выявления ключевых данных, необходимых для проведения обратного проектирования или несанкционированного доступа к данным ЕР 1721231 В1 [5]; таким образом, желательно предусмотреть возможность исследования микросхемы с помощью пассивного изучения ее электромагнитного излучения в ходе процесса обратного проектирования.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является техническое решение, рассмотренное в патенте US 8203488 [6], в котором описывается изделие с введенной в него антенной, расположенной рядом с кристаллом в различных вариантах исполнения антенны (в том числе и фрактальная антенна).
Недостатком данного технического решения является: отсутствие защитных мер от обратного проектирования в частности от рентгеновских исследований из-за расположения антенны около кристалла, что позволяет, например, удалить ее механическим способом.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение недостатков прототипа, а именно, введение существенных признаков, препятствующих обратному проектированию неразрушающим методом без значительного усложнения конструкции и алгоритма работы устройства.
Данная задача решается за счет того, что заявленная
микросхема, защищенная от обратного проектирования, состоящая из корпуса, кристалла и антенны, характеризующаяся тем, что фрактальная антенна располагается над кристаллом в материале корпуса, так, что закрывает всю плоскость кристалла.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является защита от обратного проектирования: искажение электромагнитного излучения [7] от устройства, увеличение времени на обратное проектирование за счет добавления избыточного элемента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1 схематично изображена микросхема с защитой от обратного проектирования.
На фиг.2 схематично изображена рентгенограмма микросхемы с защитой от обратного проектирования.
Микросхема с защитой от обратного проектирования (фиг.1) состоит из корпуса (1 на фиг.1), внутри которого располагается кристалл (3 на фиг.1), подлежащий защите от обратного проектирования, в плоскости над кристаллом располагается фрактальная антенна (2 на фиг.1) с фракталом порядка не меньше 5-го (фиг.2), которая препятствует рентгенографическому исследованию микросхемы (выступает в роли экрана), пассивному исследованию электромагнитного излучения микросхемы, а также способствует увеличению времени на обратное проектирование при удалении материала корпуса при вскрытии корпуса микросхемы. Выбор порядка фрактала обусловлен тем обстоятельством, что для таких фрактальных структур (порядка 5 и выше) наиболее ярко проявляются маскирующие качества, в частности, при рентгеновском исследовании наличие такой антенны является очевидным. В зависимости от варианта реализации устройства, возможно наличие соединения между фрактальной антенной и корпусом (4 на фиг.1) или между фрактальной антенной и кристаллом микросхемы.
Работает прибор следующим образом. При проведении обратного проектирования микросхемы, защищенной от обратного проектирования рентгенограмма микросхемы искажается, делая невозможным однозначное определения местоположения приемопередатчика, исследование электромагнитного излучения значительно затрудняется из-за искажений, вносимых верхним слоем микросхемы - фрактальной антенной. При попытке разрушающего исследования неоднородный характер фрактальной антенны не позволяет произвести равномерное удаление материала корпуса, увеличивая время на проведение обратного проектирования.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Integrated circuit package including miniature antenna. Патент WO №2004/042868, МПК H01Q 1/38, опубликован 07.11.2002.
2. Integrated circuit having a low efficiency antenna. Патент US №7944398, МПК МПК H01Q 1/38, опубликован 15.01.2009.
3. Antenna system for radio frequency identification. Патент WO №2005/043680, МПК H01Q 9/16, опубликован 22.10.2003.
4. Apparatus and method for inhibiting analysis of a secure circuit. Патент ЕР №0510434, МПК G06F 12/14, G06F 1/00, G06F 21/06, G11C 5/00, H01L 23/58, H03K 19/173, G06F 21/00, H04L 9/10, опубликован 28.10.91.
5. Method and apparatus for protecting an integrated circuit using an intrusion detection by Monte Carlo analysis. Патент ЕР №1721231, МПК H04L 9/06, G06F 21/00, G06F 1/00, опубликован 23.12.09.
6. Integrated circuit package including miniature antenna. Патент US №8203488, МПК H01Q 9/04, опубликован 02.04.09.
Матвеев Ε.Η.,·Многодиапазонные и широкополосные свойства фрактальных антенн и частотно-избирательных структур на их основе: Автореф. дис.к анд. физ.-мат. наук. М. - 2009. - 22 с.