用于验证电荷耦合器件的方法技术

本发明专利技术涉及用于验证电荷耦合器件的方法。提供了一种用于在使用物理上不可克隆的功能的情况下验证电荷耦合器件（CCD）、尤其是在包括电荷耦合器件的数字摄像机中的电荷耦合器件的方法，其中在电荷耦合器件中存在的像素对所限定的入射光的要测量的响应被用作物理上不可克隆的功能（PUF）。此外，介绍了一种相对应的装置以及一种包括这样的装置的摄像机。

【技术实现步骤摘要】
用于验证电荷耦合器件的方法
本专利技术涉及一种用于验证（Authentifizieren）电荷耦合器件（CCD）、尤其是在数字摄像机中的电荷耦合器件的方法、一种用于验证电荷耦合器件（CCD）的装置以及一种相对应的数字CCD摄像机。
技术介绍
已经公知了不同的方法来识别产品，如例如在PappuSrinivasaRavikanth的文献“PhysicalOne-WayFunctions”中所描述的那样。在该文献中，作者描述了用算法的所谓单向函数支持加密技术结构的可能性。所谓的单向函数是数值函数并且在其他意义下可以被视为加密方法的物理实现。公知的用于识别和验证产品的方法中的大多数方法都基于将不可克隆的（unklonbar）模块添加到要识别和要验证的产品。通过读取由该不可克隆的模块详细说明的值由此来识别和验证产品。使用所谓的物理上不可克隆的功能以避免克隆的普遍方法在于：生成具有特定的并且不可克隆的随机值模块，或者找到模块的随机分布的要被验证的固有特性。在添加新模块时的三个主要缺点在于：对于新模块形成了额外费用，该模块必须以一种方式被选择来使得考虑要识别的产品或设备的工作条件，并且如果要识别的产品或设备的识别要在产品或设备的工作时间期间进行，则例如每次当起动相对应的系统时，模块的内容也在要识别的产品或设备投入使用期间或者直接在要识别的产品或设备投入运行之前保持可读取。该读取附加地要求会是昂贵的并且必须针对每个要识别的产品或设备被实现的硬件。这样的要求例如在识别和验证数字CCD摄像机或识别该数字CCD摄像机的所实现的CCD芯片时应被满足。因而所希望的是规定一种可替换的可能性，可以毫无问题地、优选地在任何时间并且尽可能成本低廉地识别和验证产品或设备、如尤其是数字CCD摄像机。
技术实现思路
在该背景下，提供了一种根据权利要求1所述的用于验证电荷耦合器件（CCD）、尤其是在包括电荷耦合器件的数字摄像机中的电荷耦合器件（CCD）的方法，以及提供了一种根据权利要求7所述的用于验证在包括电荷耦合器件的数字摄像机中的电荷耦合器件（CCD）的装置和根据权利要求10所述的相对应的数字CCD摄像机。本专利技术的其他扩展方案由相应的从属权利要求和说明书得到。本专利技术涉及一种用于验证电荷耦合器件（“Charge-CoupledDevice”，CCD）、尤其是在包括电荷耦合器件的数字摄像机中的电荷耦合器件的方法。在此，根据本专利技术所规定的方法是非常有成本效益的并且是不可克隆的。所谓的电荷耦合器件（CCD）是用于输送电荷的集成电子器件。在此涉及基于内部光电效应的光敏电子部件。最初，CCD芯片针对数据存储被开发，然而快速断定这些部件是光敏的并且借助这些部件检测二维图像比较容易。二维CCD阵列传感器（CCD-Array-Sensor）在此期间被使用在视频摄像机和数字摄像机、所谓的CCD摄像机中，但是例如也可以被使用在如光谱仪的其他单元中。CCD芯片的主要特征量是相应的像素量和位于该CCD芯片上的像素的数目（掺杂）。为了识别这样的CCD摄像机（或这样的单元）或包含在其中的CCD芯片现在规定，使用物理上不可克隆的功能。在此，作为物理上不可克隆的功能（PUF）使用在电荷耦合器件（CCD芯片）中存在的像素对所限定的入射光的要测量的响应（Antwort）。在此，电荷耦合器件（CCD芯片）优选地用所限定的波长的光来照射。作为光源例如可以采用至少一个发光二极管（LED“LightEmittingDiode”）。在此，有利地采用多个LED并且将这些LED例如以绕着数字CCD摄像机的相应光学轴线环绕的环的形式布置，使得电荷耦合器件（CCD芯片）大面积覆盖地（flaechendeckend）被照射。此外，可以设置有可运动的不透光的盖板（Abdeckung），借助该盖板在验证期间阻止不期望的光入射到该电荷耦合器件上，因为由不同于用于验证的光源的光源入射的光会改变像素对该光的作用或响应，使得不再可能进行验证。可设想的是，入射到电荷耦合器件上的光由集成到摄像机中的光源提供。此外，也可以以合适的方式与集成的光源组合地将要设置的不透光的盖板集成在摄像机内部。接着谈及所谓的在线模式（In-Circuit-Modus），使得所谓的在线测试（In-Circuit-Test）在摄像机内部在不添加其他部件的情况下是可能的。通过根据本专利技术的方法可能的是，直接识别例如视频信号是否确实由相对应的摄像机捕获或者但是通过被伪造的信号源被冒充。此外，可以借助根据本专利技术的这样的在线模式生成加密密钥，这些加密密钥接着可以被用于将相对应的摄像机软件的部分加密，使得软件被结合到确定的硬件并且不是通过单纯地拷贝相对应的软件而可以运行在其他单元或其他摄像机上。新密钥的产生例如可以借助模糊提取器（FuzzyExtractor）来执行。这样的方法例如在YevgeniyDodis、JonathanKatz和LeonieReyzin的“RobustFuzzyExtractorsandAuthenticatedKeyAgreementfromCloseSecrets”中进行了描述。由此因而得到对寄存在数字摄像机中的软件的相对应的拷贝防护。其他应用例如是使用相对应的CCD芯片的验证信息来检验例如相对应的摄像机或者CCD芯片是否通过特定的硬件制造商来制造。尽管上面所述的应用也可以通过将智能卡插入到相应摄像机中来实现，然而根据本专利技术的方法提供了一种新的吸引人的并且有成本效益的替换方案。如已在上面已经提及的那样，根据本专利技术的方法基于在使用物理上不可克隆的功能的情况下进行对象验证。根据本专利技术，使用相应的CCD芯片的特别的并且独特的（einmalig）特性、即CCD芯片的相应的尺寸和像素的掺杂（Doping）作为明确的识别测量参数。在此，CCD芯片的所谓的“场景噪声（scenenoise）”被用作物理上不可克隆的功能。在验证自身时，现在激励和测量物理上不可克隆的功能的相对应的响应。所述响应接着可以被使用，以便识别相对应的摄像机或在摄像机内部的CCD芯片，并且以便生成加密密钥。独特的并且可与CCD芯片明确地关联的特性（在下文中也称作功能、即不可克隆的功能）因而必须被激发并且测量CCD芯片的相应的响应。为了测量在数字摄像机内部的CCD芯片的响应、例如“场景噪声”，可以使用如下方法：所述方法已经由该出版物公开并且例如在RobertMendoza的文献“AnAnalysisofCCDCameraNoiseanditsEffectonPressureSensitivePaintInstrumentationSystemSignal-to-NoiseRatio”中进行了介绍。这意味着：在数字CCD摄像机内部的要验证的CCD芯片利用一致的光来照射，并且在使用合适的测量方法的情况下读取由每个像素再度发送的信号。根据本专利技术，所读取的信号被解释为可明确地与相应的CCD芯片关联的值，这些值因而可以被用于验证CCD芯片或集成CCD芯片的数字摄像机。在此，可设想两个测量场景、即所谓的“在线设置（In-Circuit-Setting）”和所谓的“离线设置（Off-Circuit-Setting）”，这两个测量场景在下文中结合附图更为详细地予以描述。此外，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.09.27 DE 102010041447.61.一种用于在使用物理上不可克隆的功能（PUF）的情况下验证电荷耦合器件（CCD）（2）的方法，其中，在电荷耦合器件（2）中存在的像素对所限定的入射光的要测量的响应被用作物理上不可克隆的功能，其中设置有可运动的不透光的盖板（9），借助所述盖板（9）在验证期间阻止不期望的光入射到电荷耦合器件（CCD）（2）上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，电荷耦合器件（CCD）（2）利用所限定的波长的光被照射。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，电荷耦合器件（CCD）（2）在包括电荷耦合器件的数字摄像机（1）中。4.根据权利要求3所述的方法，其中，至少一个LED（8）被用作光源。5.根据权利要求4所述的方法，其中，多个LED以绕着摄像机（1）的光学轴线（7）环绕的环（8）的形式被布置，使得电荷耦合器件（CCD）（2）大面积覆盖地被照射。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J肖克罗拉希，C马丁，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：