安全传感器芯片制造技术

提供安全传感器芯片（１）的方法和装置，该安全传感器芯片用于记录有关至少一个物理参数的数字信息，其中该记录随后就其真实性可得到校验，即该至少一个物理参数是否确实由该特定芯片（１）记录，其中这是通过为传感器芯片（１）提供形式为涂层（５）的受控物理随机函数（ＣＰＵＦ）而实现，且其中传感器芯片（１）和控制该传感器芯片的所有数字输入（３）和输出（４）的微控制器（２）都嵌入在ＣＰＵＦ涂层（５）内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及实现用于记录数据或者数据序列的传感器芯片，该传感器芯片随后就数据真实性即随后使用的数据是否形成原始记录数据而受校验。作为示例，在使用其中记录图像或视频序列的数字相机和数字摄像机时，形成随后再现图像或视频序列的数据的真实性可以相对于原始记录数据被校验。
技术介绍
数字相机已经投放市场相当长的时间。数字相机仅仅是数字照相的一个方面。尽管你需要照相机以捕捉图像，但是存在包括数字照相总构思的许多不同工具和设备。实际上，为了开发完整的数字照相解决方案，所需要的仅仅是一种产品系统，这些产品协同工作以帮助用户采集、存储、管理和显示照片，无论是在个人计算机上还是以熟悉的快照的形式。由于技术的进步，目前已经可以获得这样的系统。该系统基本上由数字照相机、扫描仪、照片质量打印机、照片编辑软件和数字相册构成。对于新手，数字相机为用户提供了便利，例如图像的画面质量方面的更大灵活性。许多图像编辑和增强是在拍摄照片之后完成的。该特征优于传统胶片相机。采用传统胶片相机时，用户在拍摄期望照片之前必须手动恰当地调整所有设置。一旦照片输入到计算机且合适的图像软件被载入，数字相机则提供了校正照片几乎所有方面的能力。数字照相的许多乐趣来源于用于处理所拍摄照片的成像软件。照片编辑软件允许个人对图像表现添加情趣或者使图像失真而以此为乐等。使用照片编辑软件，特殊效果可以添加到通过电子邮件、计算机电缆、扫描仪、磁盘或智能卡(Smart-Card)输入计算机的任何图像。这种可能性相当多。市场上存在为大多数新手用户所青睐的许多照片编辑软件包，新手用户被认为对这些软件包是最为了解的。数字照相机中最常用的图像记录装置为电荷耦合器件(CCD)。该CCD提供为包含连接或耦合的电容器的阵列的集成电路。在外部电路的控制下，各个电容器可以将其电荷传输到一个或另外的相邻电容器。包含像素栅格的CCD在数字照相机、光学扫描仪和摄像机中用作光感测装置。CCD一般响应于70％的入射光(意味着量子效率约为70％)，使得它们的效率高于照相胶片，后者仅捕捉约2％的入射光。图像通过透镜投影到电容器阵列上，导致各个电容器积累与该位置的光强成比例的电荷。线扫描照相机中使用的一维阵列捕捉图像的一段，而摄像机和静止照相机中使用的二维阵列捕捉整个图像或者其矩形部分。一旦阵列暴露于图像，控制电路导致各个电容器将其内容传输到其相邻的电容器。该阵列中的最后一个电容器将其电荷倾泻到放大器中，该放大器将电荷转换成电压。通过重复这个过程，控制电路将该阵列的全部内容转换成变化的电压，控制电路对该变化电压进行采样、数字化并存储于存储器内。存储的图像可以传输到打印机、存储装置或视频显示器。照片或图片例如在诉讼案件中经常用作证据或凭证。来自公共场合的安防摄像机的视频镜头越来越多地用作犯罪调查的凭证。此外，在许多不同场合下，人们出示图像以证明他们曾位于某处或者曾目击某事发生。对于所述情形，最重要的是人们可以信赖所呈示图像的完整性和真实性。换言之，是否可以信赖一个图像，认为其未被篡改，以及在随后场合中显示的是在第一次暴露时由摄像机芯片真实和原始记录的原始图像？是否有可能确定图像在形成之后未经上述的目前市场中提供的诸多数字图像编辑软件所篡改？使用数字图像的记录的另一个示例是证明在给定位置和给定时间测量了特定生物测量。这种情形的示例为，用户通过将其指纹或其虹膜图像放置于传感器上而可以进入建筑物的系统。如果出于某种原因必需了解特定时刻究竟哪些人实际上访问了该建筑物，则需要获得有关哪些人进入该建筑物的可靠信息。任何人(即使是系统操作人员)都不应该能形成测得识别图像的假日志。尽管这里有关
技术介绍
所选择的示例涉及摄相机芯片作为示例，本文件中的讨论涉及通过半导体芯片/处理器记录物理参数的各种现有技术传感器芯片。来自18th Annual Computer Security ApplicationsConference，December 9-13，2002，Las Vegas作者为Gassend，Clarke，Devadas，van Dijk的会议文章Controlled PhysicalRandom Functions揭示了一种理论，其中“受控PUF可以用于确保一段代码仅运行于具有由PUF定义的特定身份的处理器芯片上。这样，非法代码将无法运行。”该文件揭示的全部内容结合于本申请文档作为参考。所述会议协议(conference protocol)揭示的主要思想引用如下。物理随机函数(PUF)是一种只能借助复杂物理系统进行评估的随机函数。PUF可以按照不同方式实施(例如硅、光学、声学、涂层)且可以用于经鉴定的识别(authenticated identification)用途。密钥可以从PUF的测量得到，这些密钥例如可以用于鉴定目的。术语“受控物理随机函数(CPUF)”定义了只能通过安全算法访问的PUF，该安全算法以不可分离的方式在安全装置内物理绑定到该PUF。如果黑客试图通过获得对控制器的物理访问而绕开该安全算法，这将会导致PUF的毁坏以及密钥材料因此毁坏。控制是使PUF能够超越简单的经鉴定的识别应用的基本思想。PUF和受控PUF具有许多应用，包括智能卡识别、经证明的执行以及软件授权。在目前的智能卡中，密钥通常存储于只读存储器(ROM)或其他非易失性存储器(例如EEPROM)中。拥有智能卡的人通过许多得到良好证实的攻击方法之一提取其数字密钥信息，可以产生该智能卡的复制。对于可用于鉴别芯片的智能卡上的唯一PUF，不要求将密钥存储在非易失性存储器中对于硅PUF的情形，智能卡硬件本身就是密钥。对于涂层PUF的情形，IC周围的涂层形成该密钥。这种密钥无法复制，因此人们无法控制、恢复、和继续使用该密钥。经证明的执行产生一证书，该证书向请求计算的人证明，特定计算在特定处理器芯片上执行了，并且该计算产生了给定结果。这个人随后可以信赖能够保证其制造了该芯片的芯片制造者的可信任度，而不是信赖该芯片的所有者，芯片所有者可能事实上没有执行该计算而虚构该结果。经证明的执行对于网格计算(gridcomputing)和其他形式的分布计算是非常有用的，用来防止恶意志愿者。实际上，经证明的执行可实现匿名计算的商业模式，其中通过产生证书，计算可由个人出售且客户可以得到服务可靠性的保证。受控PUF还可以用于保证一段代码仅在具有由PUF定义的特定身份的处理器芯片上运行。按照这种方式，盗版代码无法运行。倘若密钥可以保密，使用经典密码原语可以产生所谓的数字PUF。如果IC配备有密钥k和伪随机散列函数h，且防篡改技术用于使得无法从IC提取k，则函数x→h(k，x)为PUF。如果控制逻辑与该PUF一起嵌在防篡改IC，则CPUF实际上已经形成。然而，这种CPUF不是非常令人满意。首先，其要求高质量的防篡改。目前可得到提供这种防篡改的系统。例如，IBM的PCICryptographic Coprocessor在可运行对安全敏感的处理的篡改检测和篡改响应环境中封装了486系列处理子系统。智能卡还结合障碍来保护隐藏(多个)密钥，这些密钥中许多已经被破坏。然而一般而言，有效的防篡改包(package)昂贵且体积大。其次，数字PUF并不防制造者。PUF制造者使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用传感器记录数字信息的方法，该传感器记录有关至少一个物理参数的数据，该方法包括步骤：为所述传感器提供传感器芯片（１），为所述芯片（１）提供利用ＣＰＵＦ涂层（５）形成的受控物理随机函数，即ＣＰＵＦ，通过ＣＰＵＦ控 制器（２）控制所述传感器芯片（１）的所有输入（３）和所有输出（４），以及将所述传感器芯片（１）和所述ＣＰＵＦ控制器（２）都嵌入所述ＣＰＵＦ涂层（５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-10-18 04105112.91.一种使用传感器记录数字信息的方法，该传感器记录有关至少一个物理参数的数据，该方法包括步骤为所述传感器提供传感器芯片(1)，为所述芯片(1)提供利用CPUF涂层(5)形成的受控物理随机函数，即CPUF，通过CPUF控制器(2)控制所述传感器芯片(1)的所有输入(3)和所有输出(4)，以及将所述传感器芯片(1)和所述CPUF控制器(2)都嵌入所述CPUF涂层(5)。2.根据权利要求1的方法，还包括如下步骤与所记录数据的输出一起提供电子证据，该电子证据证明所输出的数据是在所述特定传感器芯片(1)上记录的。3.根据权利要求2的方法，还包括通过所述传感器芯片(1)记录光的步骤。4.根据权利要求3的方法，还包括如下步骤通过CCD照相机芯片或者CMOS照相机芯片设置待执行的所述光记录。5.根据权利要求4的方法，还包括为数字照相机或者数字摄像机提供所述传感器的步骤。6.根据权利要求4的方法，还包括通过所述传感器芯片(1)映射人的虹膜图案的步骤。7.根据权利要求4的方法，还包括通过所述传感器芯片(1)映射人的指纹图案的步骤。8.根据权利要求2的方法，还包括通过所述传感器芯片(2)记录声音的步骤。9.根据权利要求8的方法，还包括通过所述传感器芯片(1)映射人的语音模式的步骤。10.一种用于记录有关至少一个物理参数的数字信息的传感器，包括传感器芯片(1)，其特征在于所述传感器芯片(1)具有形式为CPUF涂层(5)的受控PUF(CPUF)，所述传感器芯片(1)的所有数字输入(3)和输出(4)由微控制器控制，所述微控制器即CPUF控制器(2)，以及所述传感器芯片(1)和所述CPUF控制器(2)都嵌入所述CPUF涂层(5)内。11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：GJ施里詹，PT图尔斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]