DE69736065T2

DE69736065T2 - System zum verhindern von verfälschung eines elektronischen speichers

Info

Publication number: DE69736065T2
Application number: DE69736065T
Authority: DE
Inventors: R. William Cary Wake OSBORN
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2017-09-06
Also published as: JP2008112443A; ES2262189T3; KR20000068467A; CN1235743A; BR9712007A; EP0923842A2; JP2001500293A; JP2011170841A; EP0923842B1; JP4955818B2; JP2011238246A; JP4777957B2; BRPI9712007B1; HK1021104A1; JP4050322B2; EE9900084A; DE69736065D1; CN1446015A; JP2007293847A; CN1126398C

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Verhindern der Manipulation von elektronischen Speichern, und im genaueren auf Methoden und Vorrichtungen zum Verhindern von nichtautorisierter Manipulation von sicher gewünschten Speicherinhalten in einer elektronischen Vorrichtung.
Die hier offenbarte Erfindung bezieht sich auf alle elektronischen Vorrichtungen, deren Speicherinhalte in einem sicheren und vorzugsweise unveränderten Zustand aufrechterhalten werden sollen. Solch eine Anforderung kann aus Sicherheitsgründen, so wie das Verhindern von betrügerischer Manipulation des Funktelefonspeichers, erforderlich sein, oder für die Zwecke der Aufrechterhaltung der Integrität des Betriebs der elektronischen Vorrichtung in kritischen Anwendungen, so wie Flugsystemsteuerung oder Betrieb von medizinischen Instrumenten. Wie hier offenbart und beschrieben werden exemplarische Aspekte der Erfindung dargelegt in dem Kontext eines Systems und Verfahrens zum Sichern eines oder mehrerer elektronicher Speicher innerhalb eines Funktelefons. Auch wird hier ein System beschrieben, das Zugang zu und Manipulation von einem oder mehreren elektronischen Speichern in einer elektronischer Vorrichtung durch Verwendung einer Datenübertragungsvorrichtung ermöglicht, die einen Authentisierungsprozess durchläuft, bevor dieser gestattet wird, auf den elektronischen Speicher zuzugreifen. Das letztere System wird auch im Zusammenhang einer Funktelefonanwendung beschrieben. Obwohl exemplarische Ausführungsformen der offenbarten Erfindung hier im Zusammenhang mit einem sicheren Funktelefonspeicher und einem Mittel zum sicheren Zugreifen und Ändern von Speicherinhalten in Funktelefonen beschrieben sind, ist es vom Fachmann leicht zu verstehen, das Systeme in Übereinstimmung mit der Erfindung auf alle elektronischen Systeme angewendet werden können, die einen oder mehrere Speicher aufweisen, deren Inhalte unverändert bleiben sollen, oder auf deren Speicher lediglich durch autorisierte Mittel zugegriffen werden soll. Demzufolge soll der Bereich der Erfindung nicht limitiert sein durch die hier dargelegten exemplarischen Ausführungsformen, sondern stattdessen durch die hier angefügten Ansprüche und deren Äquivalente.
In den Vereinigten Staaten wurden die Verluste aufgrund von Funktelefonbetrug auf 600 Millionen Dollar im Jahr 1995 hochgerechnet. Als Reaktion darauf haben Hersteller, Dienstbereitsteller, die Föderale-Kommunikations-Kommission (FCC, Englisch: Federal Communications Commission) und Industriehandelsgruppen einer Reihe von Techniken zur Bekämpfung solchen Betrugs untersucht. Eine Mehrheit des Funktelefonbetrugs, der in den U.S. begangen wird, beinhaltet eine Form der Speichermanipulation, um die elektronische Seriennummer (ESN, Englisch: Electronic Serial Number) des Funktelefons zu verändern, die ein Funktelefon bereitstellen muss, um Kommunikationen aufzubauen. Demzufolge ist eine Betrugsprävention und Technik unter Berücksichtigung einer Regel durch die FCC, das von den Funktelefonherstellern verlangt wird, alle Mikroprozessorcodes und die ESN unveränderlich zu gestalten. Einige Hindergründe der Grundlagen von Funkkommunikationen wird unten bereitgestellt, um bei der Darstellung der Funktelekommunikationsbetriebsumgebung und verbundenen Problemen zu assistieren, die adressiert sind durch Systeme, die die vorliegende Erfindung beinhalten.
Ein vereinfachter Aufbau eines Funkkommunikationssystems ist in 1 dargestellt. Mobile Telefone M1–M10 kommunizieren mit dem festen Teil eines öffentlich geschalteten Netzwerks durch Übertragung von Radiosignalen zu und Empfang von Radiosignalen von Funkbasisstationen B1–B10. Die Funkbasisstationen B1–B10 sind wiederum mit dem öffentlich geschalteten Netzwerk über ein Mobil-Schalt-Center (MSC, Englisch: Mobile Switching Center) verbunden. Jede Basisstation B1–B10 überträgt Signale innerhalb eines korrespondierenden Bereichs oder „Zelle" C1–C10. Wie in 1 dargestellt, ist eine idealisierte Anordnung von Basisstationen so angeordnet, dass die Zellen im wesentlichen eine Fläche mit einem minimalen Betrag von Überlappung abdecken, in der mobile Telefonkommunikation normalerweise auftritt (z. B. ein Ballungsgebiet).
Wenn ein Anwender ein mobiles Telefon innerhalb einer Zelle aktiviert, überträgt das mobile Telefon ein Signal, das die Anwesenheit des mobilen Telefons der Basisstation der Zelle anzeigt. Das mobile Telefon überträgt das Signal, das dessen ESN enthalten kann, in einen designierten Konfigurationskanal, der fortwährend durch jede Basisstation überwacht wird. Wenn die Basisstation das Signal des mobilen Telefons empfängt, registriert diese die Anwesenheit des mobilen Telefons innerhalb der Zelle. Dieser Prozess kann periodisch wiederholt werden, so dass das mobile Telefon bei dem Ablauf sachgerecht registriert wird, das sich dieses in eine andere Zelle bewegt.
Wenn eine mobile Telefonnummer gewählt wird, erkennt das Zentralbüro einer Telefongesellschaft die Nummer als ein mobiles Telefon und leitet den Anruf zu einem MSC weiter. Das MSC sendet eine Funkruf-Nachricht an bestimmte Basisstationen basierend auf der gewählten mobilen Telefonnummer und aktuellen Registrierungsinformationen. Eine oder mehrere der Basisstationen überträgt eine Seite auf dessen Konfigurationskanal. Das angewählte mobile Telefon erkennt dessen Identifikation auf dem Konfigurationskanal und antwortet auf die Seite der Basisstation. Das mobile Telefon folgt auch einem Befehl, sich auf einen angewiesenen Sprachkanal einzustellen und dann das Klingeln zu initiieren. Wenn ein mobiler Anwender eine Kommunikation beendet, wird ein signalisierender Ton an die Basisstation übertragen, und beide Seiten geben den Sprachkanal frei.
In dem zuvor beschriebenen Betrieb sind mobile Telefone nicht permanent mit einem festen Netzwerk verbunden, sondern kommunizieren über eine sogenannte „Luft-Schnittstelle" mit einer Basisstation. Diese stellt natürlich die Flexibilität eines Funkkommunikationssystems bereit, da ein Anwender einfach ein mobiles Telefon transportieren kann, ohne die Beschränkung, physikalisch mit einem Kommunikationssystem verbunden zu sein. Diese Eigenschaft erzeugt jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Sicherheitsinformationen, die über Funktelefonsysteme übertragen werden.
Beispielsweise kann in einem gewöhnlich verdrahteten Telefonsystem eine zentrale Durchgangsvermittlungsstelle einen speziellen Teilnehmer identifizieren, der für die Verwendung einer Telefoneinstellung durch die Kommunikationsleitung berechnet werden soll, an dem diese physikalisch angeschlossen ist. Daher benötigt die betrügerische Verwendung des Kontos eines Teilnehmers typischerweise, dass eine physikalische Verbindung zu der Leitung des Teilnehmers gemacht wird. Dies stellt ein Entdeckungsrisiko für einen potentiellen betrügerischen Anwender dar.
Funktelekommunikationssysteme werfen andererseits nicht solche Verbindungsprobleme für den potentiellen betrügerischen Anwender auf, da diese Systeme über eine Luft-Schnittstelle kommunizieren. Ohne Sicherungsschemata können betrügerische Anwender das Konto eines anderen Teilnehmers verwenden durch Zugang zu der elektronischen Seriennummer (ESN) des Teilnehmers, die von dem mobilen Telefon an das Netzwerk zu unterschiedlichen Zeiten übertragen wird, um Kommunikationen einzurichten und aufrechtzuerhalten.
Zum Einrichten einer Standard-Funkverbindung werden zwei Identifizierungscodes durch ein mobiles Telefon zum System übertragen. Diese sind die Mobil-Identifizierungs-Nummer (MIN) und die ESN. Die MIN identifiziert einen Teilnehmer, während die ESN die aktuelle Hardware identifiziert, die durch den Teilnehmer verwendet wird. Demzufolge wird erwartet, dass die MIN, die mit einer speziellen ESN korrespondiert, aufgrund des Erwerbs neuer Ausstattung des Betreibers sich mit der Zeit ändern kann. Die MIN ist eine 34-Bit binäre Nummer, die von einer 10-stelligen Verzeichnis-Telefonnummer abgeleitet wird, während die ESN eine 32-Bit binäre Nummer ist, die eindeutig ein Mobiltelefon identifiziert. Die ESN wird typischerweise durch den Mobiltelefonhersteller eingestellt.
Ein konventionelles Authentifizierungsverfahren verwendet bei der Einrichtung von Kommunikationen beispielsweise das fortgeschrittene Mobil-Telefon-System (AMPS, Englisch: Advanced Mobile Phone System), das durch ein Flussdiagramm in 2 dargestellt ist. Gemäß diesem Verfahren empfängt eine Basisstation sowohl eine ESN als auch eine MIN von dem mobilen Telefon bei Block 200. Diese Identifizierungscodes werden als ESN_m und MIN_m bezeichnet, um anzuzeigen, dass diese von dem mobilen Telefon empfangen werden. Als nächstes empfängt bei Block 202 die Basisstation eine ESN_sys, die mit MIN_m eines Systemspeichers korrespondiert. ESN_sys wird mit ESN_m bei Block 204 verglichen. Wenn die zwei Seriennummern die gleichen sind, fährt der Fluss zu Block 206 weiter und der Systemzugang wird erlaubt. Andernfalls wird der Systemzugang bei Block 208 untersagt.
Ein Nachteil dieses Systems ist, dass es für einen betrügerischen Anwender relativ einfach ist, gültige MIN/ESN-Kombinationen anzupassen durch Abhören der Luft-Schnittstelle oder durch andere Quellen. Da Zugänge gemäß diesem konventionellen Systems als gültig angenommen werden, wenn die MIN und ESN, die von dem mobilen Telefon empfangen wurde mit denen im Systemspeicher gespeicherten übereinstimmen, können alle notwendigen Informationen für einen betrügerischen Zugang durch elektronisches Abhören erhalten werden.
Andere Techniken zum Verhindern von betrügerischer Verwendung wurden vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt U.S. Patent Nummer 5,386,486, ein Verfahren zum Registrieren einer Identifizierungsnummer in einem persönlichen Kommunikationsendgerät mit einem Dienstbetreiber. EP 0 583 100 A1 beschreibt ein Nummernzuordnungsmodul-Einstellungssystem für ein tragbares Telefon, in dem illegale Einstellungen eines Nummernzuordnungsmoduls in einem tragbaren Telefon verhindert wird.
In Systemen, die unter dem Europäischen GSM-Standard (Global System for Mobile Communication), dem Amerikanischen TIA/EIA/IS-136 Standard und dem Japanischen Personal Digital Cellular Standard Funkkommunikationssysteme betrieben werden, wird Betrug durch Abhören verhindert durch Verwendung eines Aufgabe-Antwort-Verfahrens. Gemäß dem Aufgabe-Antwort-Verfahren ist jedes mobile Telefon mit einem eindeutigen Geheimschlüssel verbunden, der sowohl in dem mobilen Telefon als auch in einer Datenbank in dem Netzwerk gespeichert ist. Ein für das System eindeutiger Algorithmus ist sowohl im mobilen Telefon als auch in gewünschten Netzwerkknoten gespeichert. Wenn ein Anruf aufgebaut wird, wird eine Authentifizierung verlangt, wobei das Netzwerk eine Aufgabe (Zufallszahl) an das mobile Telefon sendet. Basierend auf der empfangenen Aufgabe und dem gespeicherten Geheimschlüssel berechnet das mobile Telefon eine Antwort unter Verwendung des Algorithmus und überträgt die Antwort an das Netzwerk. Gleichzeitig berechnet das Netzwerk eine „erwartete" Antwort basierend auf derselben Aufgabe und dem im Netzwerk gespeicherten Geheimschlüssel. Das Netzwerk empfängt dann die durch das mobile Telefon berechnete Antwort und vergleicht die durch das mobile Telefon berechnete Antwort mit der durch das Netzwerk berechneten Antwort. Wenn eine Fehlanpassung auftritt, werden geeignete Maßnahmen ergriffen, z. B. wird der Zugang verweigert oder es wird ein Warn-Flag gesetzt. Ein Verfahren zum Ausführen einer Authentifizierungsüberprüfung zwischen einer Basisstation und einem mobilen Telefon in einem mobilen Funksystem wird im U.S. Patent Nummer 5,282,250 von P. Dent et. al. dargestellt.
In einem konventionellen analogen System wie dem AMPS wird ein Großteil des Betrugs durch betrügerische Anwender begangen, die gültige Teilnehmer „klonen" durch Akquirierung gültiger MIN/ESN-Paare und Verwendung der Paare um ein Funktelefon neu zu programmieren. In weiterentwickelten Klon-Anordnungen wird die Software eines Funktelefons neu programmiert, so dass dieses verschiedene MIN/ESN-Paare verwenden kann, was in der Praxis „Taumeln" genannt wird. Ein Funktelefon, das mit einer Taumelroutine programmiert ist, blättert durch die MIN/ESN-Paare und wählt ein MIN/ESN-Paar aus, um einen Anruf zu initiieren. Wenn der Betrug durch den Dienstanbieter oder Teilnehmer identifiziert ist, werden die MIN/ESN-Paare annulliert. Wenn beim Versuch eines Anrufs auf ein ungültiges MIN/ESN-Paar gestoßen wird, löscht die Taumelroutine einfach das MIN/ESN-Paar und fährt mit dem Blättern fort, bis ein gültiges MIN/ESN-Paar gefunden ist. Nachdem alle MIN/ESN-Paare, die in dem Funktelefon programmiert sind, annulliert sind, kehrt der Telefonanwender typischerweise zum Kloner zurück, um einen neuen Satz von MIN/ESN-Paaren in das Funktelefon einprogrammieren zu lassen.
Die meisten Funkbetrüge beinhalten einen gewissen Grad von Speichermanipulation. Dies wird mit Bezug auf 3 beschrieben, das ein Blockdiagramm eines konventionellen Telefonspeichers und eine Prozessoranordnung darstellt. Eine Steuereinheit 300 kommuniziert mit einem ROM oder Flash-Programmspeicher 320, einem EEPROM 310 und einem Direktzugriffsspeicher (RAM 330) unter Verwendung des Speicherbusses 308. Der Programmspeicher 320 ist ein permanenter Lese/Schreib-Speicher der verwendet wird, um die Mehrheit der Codes zu speichern, die für den allgemeinen Betrieb des Funktelefons verwendet werden. Der EEPROM 310 wird verwendet, um die MIN/ESN-Paare 314 und 316 zu speichern, und die Anwender-Profil-Information 312 (z. B. Schnellwählnummern) und der RAM werden zum Lesen/Schreiben des Zwischenspeichers verwendet. Es ist bekannt, dass Kloner Nachrichten zwischen den Speichern und der Steuereinheit 300 überwachen, um Informationen zu sammeln, die verwendet werden zum Umgehen oder Modifizieren von Informationen, die in dem Flashspeicher 320 oder dem EEPROM 310 gespeichert sind.
Das am meisten verbreitete Verfahren des Telefonbetrugs war die unerlaubte Verwendung von Testbefehlen, die für Telefondienste und Reparatur vorgesehen sind, um die ESN zu ändern. Jedoch sind die meisten kürzlich produzierten Telefone resistent gegenüber einer solchen Verfälschung und haben wirksam diese Attacken eliminiert. Folglich haben sich die Kloner auf weiterentwickelte Angriffsmoden verlegt.
Eine solche Technik umfasst das Entfernen des originalen EEPROM 310, der die ESN 314 enthält, und dessen Austausch. Nach dem Entfernen wird der EEPROM studiert, um dessen Inhalte zu entschlüsseln. Die entschlüsselten Inhalte werden dann verwendet, um einen Austausch EEPROM mit einem widerrechtlich angeeigneten ESN/MIN-Paar von einem gültigen Anwenderkonto zu programmieren. Diese Technik kann für einen Kloner attraktiv sein, wenn er oder sie lediglich eine ESN zu einer Zeit verändern will. Jedoch ist diese Technik laborintensiv und nicht so qualifizierte Kloner können gedruckte Schaltungen beschädigen, wenn diese nicht extrem vorsichtig sind.
Ein großer Schritt in der Klon-Gewandtheit bezieht das Analysieren eines Mikroprozessorcodes eines Telefons und das Neuschreiben eines oder mehrerer Abschnitte des Codes ein, um eine betrügerische Identität (ESN/MIN-Paar) an eine Funkbasisstation zu übertragen. Dies bezieht häufig Nachbau-Abschnitte des Telefonhardwaredesigns ein und setzt signifikantes Verständnis des eingebetteten Softwaredesigns voraus. Der offensichtliche Vorteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass sobald die Modifikation einmal komplett ist, das Telefon sooft gewünscht mit einer Identität neu programmiert werden kann.
Die am meisten entwickelten Angriffe kombinieren Veränderungen des Mikroprozessorcodes des Funktelefons wie oben beschrieben in Kombination mit Hardwaremodifikation. Ein Beispiel dieser Technik verwendet einen so genannten „Schattenspeicher", um die Detektierung durch konventionelle Speicherprüfroutinen zu verhindern, die lediglich während des Hochfahrprozesses ausgeführt werden, wenn das Funktelefon das erste Mal angeschaltet wird. Der Hochfahrprozess wird gemäß einem kleinen Abschnitt des Startcodes 304 ausgeführt, der in der Steuereinheit 300 enthalten ist (siehe 3). Der Hochfahrprozess konfiguriert das Funktelefon in einen Betriebszustand und setzt einen Programmzähler in den Mikroprozessor 301 auf eine geeignete Position in dem Flashspeicher 320. Wenn der Prozess komplett ist, kann die Steuereinheit 300 eine LED 318 erleuchten (oder ein anderes äquivalentes Signal), das dem Anwender anzeigt, dass das Telefon in Betrieb ist. Ein Kloner kann eine Verbindung 306 zwischen der Steuereinheit 300 und der LED 318 überwachen, um die Ausführung des normalen Betriebscodes in dem Flashspeicher 320 zu untergraben, wie detaillierter später beschrieben wird.
Der in einem modernen Funktelefon enthaltene Flashspeicher 320 weist eine adressierbare Kapazität von 512 K auf. Ein Kloner kann den Flashspeicher 320 entfernen und diesen mit einem 1024 K Schattenspeicher 322 ersetzen, nachdem die Inhalte des originalen Flashspeichers 320 in die ersten 512 K der 1024 K Schattenspeicher 322 kopiert wurden. Während des Hochfahrens werden alle Zugriffe auf den Programmspeicher erfolgreich in die ersten 512 K des Flashspeichers 320 geleitet. Der Kloner kann dann ein Signal überwachen, das im Telefon verfügbar ist, das anzeigt, dass der Startprozess beendet ist (so wie das LED Signal 306), um alle zukünftigen Programmspeicherzugriffe auf den Schattenspeicher 322 zu schalten. Danach arbeitet das Funktelefon in Übereinstimmung mit Instruktionen, die im Schattenspeicher 322 zu finden sind, dessen Speicher programmiert werden kann, einen Taumelroutinencode und korrespondierende MIN/ESN-Paare zu enthalten.
Es wurden verschiedene Ansätze unternommen, um Speicherverfälschung zu verhindern. Beispielsweise beschreibt WO 91/09484 eine Sicherheitstechnik, in der Zugang zu Speichergebieten in einem mobilen Telefon lediglich durch CPU-Instruktionen erlaubt sind, die von einem ROM abgerufen werden. FR 2 681 965 beschreibt ein System zum Schützen eines Speichers dagegen beschrieben zu werden beim Auftauchen von bestimmten Ereignissen. Andere Systeme zum Verhindern von betrügerischer Verwendung und/oder Verfälschung sind im U.S. Patent Nummer 5,046,082 beschrieben, das ein Fernzugriffssystem für Funktelefone beschreibt, das nicht autorisierten Zugang und Verfälschung verhindert mit Funktelefonprogrammierung, und Nummer 5,442,645, das die Überprüfung der Integrität eines Programms oder Daten beschreibt, in denen eine Signatur durch die Prozessschaltkreise eines tragbaren Objekts berechnet wird, mit einer originalen Nachrichtensignatur verglichen wird.
Da der meiste Funkbetrug zu einem bestimmten Grad auf Speichermanipulation basiert, wägt die föderale Kommunikationskommission (FCC) momentan eine Lösung ab, die auf diesen Aspekt eines Funktelefonbetrugs gerichtet ist. Die Lösung ist eingebettet in eine vorgeschlagene FCC-Regel, die als § 22.219 bezeichnet ist. Wie gerade beschrieben verbietet § 22.919, das die Betriebssoftware eines mobilen Telefons veränderbar ist; verlangt, dass eine ESN vom Werk eingestellt ist, nicht veränderbar, übertragbar, entfernbar oder in irgendeiner Weise manipulierbar ist; und verlangt, dass der mobile Überträger inoperabel wird, wenn irgendeine Partei beinhaltend einen Hersteller versucht, die ESN, die Systemlogik oder die Firmware des Funktelefons zu entfernen oder zu verfälschen.
Vom Standpunkt eines Verbrauchers macht es die momentane Fähigkeit einfach, das ein Hersteller oder dessen herstellungsautorisierter Servicerepräsentant die Funktelefone programmieren kann, die Funktelefone zu ersetzen, die nicht einwandfrei funktionieren. Wenn beispielsweise das Funktelefon eines Teilnehmers nicht einwandfrei funktioniert, kann der Teilnehmer eine neue Einheit von einem betriebsautorisierten Repräsentanten erhalten und kann dieses programmieren lassen, um dieselbe elektronische „Persönlichkeit" der alten Einheit zu enthalten. Die elektronische Persönlichkeit eines Funktelefons beinhaltet nicht lediglich die ESN sondern auch das Nutzerprofil und einen erheblichen Betrag von Informationen, die durch den Teilnehmer in die Einheit programmiert wurden, so wie persönliche und/oder geschäftliche Telefonnummern. Reparatur/Ersatzprogramme und Technologie zum schnellen und einfachen Ändern der ESN und anderer Speicher von Funktelefonen wurden entwickelt mit der Insistenz von Funkdienstanbietern, die nicht wollen, dass deren Teilnehmer von defekten Endgeräten belästigt werden.
Unter FCC § 22.919 ist ein Teilnehmer in der oben beschriebenen Situation noch immer in der Lage, eine neue mobile Einheit zu erhalten, wenn deren alte Einheit defekt ist. Da jedoch eine neue feste ESN mit der neuen Einheit assoziiert sein wird, muss die neue ESN-Information an den Funkbetreiber übermittelt werden, der diese in dessen Datenbasis einprogrammieren muss. Dies kann zu einer langen Zeitperiode führen, während der der Teilnehmer auf keinen Dienst zugreifen kann. Der Teilnehmer wird auch sein Funktelefon neu programmieren müssen mit allen persönlichen oder geschäftlichen Telefonnummern. Ein viel signifikanteres Problem mit § 22.919 ist der nachteilige Einfluss, den dieser auf die Fähigkeit von Funkdienstbetreibern haben wird, deren Teilnehmer mit Systemaktualisierungen durch Programmieren oder Neuprogrammieren derer Funktelefone ausgestattet werden sollen.
Der praktische Einfluss, den § 22.919 auf die Fähigkeit der Funkindustrie haben kann, die Systeme zu aktualisieren, wird im Folgenden demonstriert. Die Verwendung eines wie spezifizierten digitalen Störungskanals, z. B. in dem TIA/EIA/IS-136 Standard, ermöglicht Funkbetreiber neue erweiterte Dienste anzubieten, so wie einen Kurzmitteilungsdienst. Wenn Betreibern, Herstellern, oder autorisierten Vermittlern erlaubt wird, Änderungen an der Software und/oder Firmware des Funktelefons auszuführen, können solche Dienste schnell und effektiv über Softwareaktualisierungen der Endgeräte den Teilnehmern verfügbar gemacht werden. Unter § 22.919 (in dessen aktueller Form) werden weder ein Hersteller, ein vom Hersteller autorisierter Dienstrepräsentant noch ein Funkbetreiber in der Lage sein, solche Softwareänderungen durchzuführen. Der einzige Weg, dass ein Betreiber einen Teilnehmer eine Systemverbesserung anbieten kann, wird voraussetzen, dass der Teilnehmer ein neues Funktelefon erwirbt.
Um den Einfluss von § 22.919 auf Teilnehmer als auch auf die Herstellergemeinschaft zu verbessern, erklärt die FCC, dass die Regel anwendbar sein würde auf Funktelefone, für deren Anwendungen für Initialtypakzeptanz nach dem 1. Januar 1995 angemeldet wurden. Eigentlich hat die FCC die 20 Millionen sich momentan im Betrieb befindlichen Funktelefone als auch die Millionen von Funktelefonen, die den Betrieb nach dem 1. Januar 1995 aufgenommen haben, basierend auf Anwendungen für Typakzeptanz, die vor dem 1. Januar 1995 angemeldet wurden, veraltet. Die Tatsache, dass es so viele Funkeinheiten auf dem Markt gibt, deren elektronische Information für illegale Zwecke manipuliert werden kann, suggeriert, dass § 22.919 lediglich einen sehr kleinen Einfluss auf das Betrugsproblem haben wird. Diese Einheiten, die durch illegale Verfälschung der ESNs Betrug durchführen, können durch Verwendung der Millionen von Endgeräte, die nicht Teil von § 22.919 Restriktionen sind, fortfahren.
Wie aus dem Vorgesagten ersichtlich ist, ist die Bereitstellung eines Funktelefons, das einen sicheren Speicher aufweist, höchst erwünscht. Momentan scheint es keine Lösungen zum Nachrüsten von Funktelefonen zu geben, die diese resistent für Verfälschungen machen. Weiterhin scheint es keine Verfahren oder Vorrichtungen zum Bereitstellen von Aktualisierungen für die elektronischen Speichervorrichtungen auf solch eine Weise, dass lediglich autorisierter Zugang gewährleistet ist, zu geben.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese und andere Nachteile und Limitierungen von konventionellen Verfahren und vorgeschlagenen Lösungen zum Verhindern der Verfälschung von Funktelefonspeichern und elektronischen Speicherverfälschung im Allgemeinen werden durch die vorliegende Erfindung überwunden, beispielsweise durch Ausführungsformen, die elektronische Speicherinhalte vor nicht autorisiertem Zugang und Manipulation schützen.
Das grundlegende Konzept der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche beschrieben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. In Übereinstimmung mit einem Beispiel der Erfindung wird Sicherheit erreicht durch periodische Überprüfung von elektronischen Speicherinhalten in einer elektronischen Vorrichtung, um zu gewährleisten, dass die Inhalte nicht verfälscht wurden. Die Überprüfung beinhaltet die Ausführung einer Hash-Berechnung von ausgewählten Inhalten des elektronischen Speichers, um einen Prüf-Hash-Wert oder eine Prüfsignatur solcher Inhalte abzuleiten. Der Prüf-Hash-Wert wird mit einem gültigen Hash-Wert verglichen, der zuvor von glaubwürdigen Speicherinhalten abgeleitet wurde. Der gültige Hash-Wert wird vorzugsweise in einer verschlüsselten Form innerhalb des elektronischen Speichers gespeichert und lediglich für Vergleichszwecke entschlüsselt. Eine Ungleichheit zwischen dem Prüf-Hash-Wert und dem gültigen Hash-Wert zeigt eine Verfälschung des Speichers an, woraus abgeleitet wird, das eine elektronische Vorrichtung, die den elektronischen Speicher beinhaltet, als unbrauchbar betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorangegangenen und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einfacher verstanden durch Lesen dieser Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen:
1 ein idealisiertes Layout eines Funkkommunikationssystems darstellt;
2 ein Flussdiagramm darstellt, das ein konventionelles Funkauthentifizierungsverfahren zur Einrichtung eines Funkanrufs darstellt;
3 einen konventionellen Funktelefonprozessor und Speicheranordnung darstellt;
4 einen Funktelefonprozessor und Speicheranordnung in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung darstellt;
5 ein Flussdiagramm darstellt, das einen exemplarischen Inbetriebnahmeprozess eines Funktelefons in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6 ein Flussdiagramm darstellt, das einen exemplarischen periodischen Speicherprüfprozess in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt;
7 eine exemplarische Datenübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8 ein Flussdiagramm darstellt, das einen exemplarischen Prozess zur Authentifizierung der Datenübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
9 ein Flussdiagramm darstellt, das einen exemplarischen Prozess zum Eingeben einer anfänglichen ESN in einen Funkspeicher in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
10 ein Flussdiagramm darstellt, dass einen exemplarischen Prozess zum Neuprogrammieren einer etablierten ESN in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt; und
11 eine geschützte Speicheranordnung in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
12 ein exemplarisches Funktelefon-Programmiergerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein exemplarischer elektronischer Speicher, der Vorrichtungen und Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst, ist unten in Zusammenhang mit einer Funktelefonanwendung offenbart. Die unten beschriebenen Beispiele sind lediglich bereitgestellt, um eine ideale Anwendung darzustellen, die die Erfindung einbettet.
Bezugnehmend auf 4 steuert eine Steuereinheit 400 den Betrieb eines Funktelefons (siehe z. B. Bezugszeichen 1204 in 12). Die Steuereinheit 400 arbeitet in Verbindung mit einem Flash-Programmspeicher 420, einen elektronisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) 410 und einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 408. Die Steuereinheit 400 beinhaltet einen Mikroprozessor 402 und einen internen Festwertspeicher (IROM) 403. Der IROM 403 beinhaltet einen Startcode 404, Hashing-Code 405, Authentifizierungscode 409 und einen öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel 406. Die Steuereinheit 400 beinhaltet auch einen geschützten statischen Direktzugriffsspeicher (PSRAM) 407, eine Interrupt-Steuereinheit 421 und Hardware basierte Zeitgeber 401 zum initiieren von periodischen Hash-Berechnungen durch den Mikroprozessor 402 auf ausgewählte Speicherinhalte. Der EEPROM 410 enthält Anwenderprofildaten 412, eine ESN 414, eine MIN 416 und ein signiertes/unsigniertes gültiges Hash-Wert-Paar 418. Instruktionscode, der mit dem allgemeinen Betrieb des Funktelefons involviert ist, ist in dem Flash-Programmspeicher 420 enthalten. Der RAM-Speicher 408 wird als ein Notizblock für Operationen verwendet, die Teil des normalen Funktelefonanrufprozesses sind. Operationen, die sensitive Daten, Hash-Wert-Berechnungen und Authentifizierungsprozesse beinhalten, werden bevorzugt in Verbindung mit dem PSRAM 407 ausgeführt. Die Steuereinheit 400 kommuniziert mit dem Flash-Programm-Speicher 420, den RAM 408 und dem EEPROM 410 über den Speicherbus 424.
Ein Prozess zum Telefoneinschalten und zur Speicherüberprüfung für das in 4 dargestellte System gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung ist in 5 dargestellt. Nachdem das Funktelefon angeschaltet ist, wird der Startcode 404 innerhalb des IROM 403 durch den Mikroprozessor 402 ausgeführt, um die Steuereinheit zu initialisieren (Block 500). Der Hash-Code 405 der im IROM 403 enthalten ist, wird dann ausgeführt, um eine Prüf-Hash-Wert-Berechnung über ausgewählte Inhalte des Flashprogrammspeichers 420 und dem ESN-Wert 414, der im EEPROM 410 (Block 502) gespeichert ist, auszuführen. Die Steuereinheit authentifiziert dann das signierte gültige Hash-Wert-Paar 418, das im EEPROM 410 (Block 504) gespeichert ist. Dies kann die Authentifizierung des signierten gültigen Hash-Wertes miteinbeziehen durch Bearbeiten dieses mit einem öffentlichen Schlüssel 406 und dann Vergleichen des Ergebnisses mit dem nicht signierten Hash-Wert. Der authentifizierte Hash-Wert wird dann im PSRAM 407 gespeichert (Block 506). Der bei Block 502 abgeleitete Prüf-Hash-Wert wird dann mit dem authentifizierten Hash-Wert verglichen, der bei Block 504 abgeleitet wird (Block 508). Wenn die zwei Hash-Werte übereinstimmen, wird der Mikroprozessorprogrammzähler auf eine geeignete Position im Flashspeicher 420 gesetzt, und ein periodischer Hash-Wert-Berechnungsprozess wird aktiviert (Block 510), wonach das Funktelefon mit dem normalen Betrieb beginnt (Block 512). Wenn die Hash-Werte bei Block 508 nicht übereinstimmen, wird das System in eine Endlosschleife gebracht (Block 514), oder wird auf eine andere Weise abgeschaltet. Der vorangehende Prozess hindert einen Kloner daran, entweder ein modifiziertes Programm im Flashspeicher oder eine modifizierte ESN im EEPROM 410 auszutauschen, was dazu führen würde, dass die Hash-Werte nicht übereinstimmen würden, wodurch das Telefon inoperabel werden würde.
Damit verhindert wird, dass ein Schattenspeicher 422 für den gültigen Flashspeicher 420 nach der Initiierung des normalen Betriebs ersetzt wird, ist es vorteilhaft, periodische Hash-Wert-Bearbeitung auszuführen. Während des normalen Telefonbetriebs kann die periodische Hash-Wert-Berechnung stattfinden als Reaktion auf den Ablauf eines Zeitgebers oder als Reaktion auf andere Systemereignisse. In der in 4 dargestellten exemplarischen Ausführungsform wird eine periodische Hash-Berechnung in Reaktion auf den Ablauf eines Hardware basierten Zeitgebers 401 initiiert, der bedingt, dass ein nicht maskierbarer Interrupt (NMI) erzeugt wird. Ein NMI ist ein Hardware orientierter Interrupt, der nicht durch Softwareprozesse „maskiert" werden kann. Folglich kann ein Kloner keinen Schattencode konfigurieren, der dazu bestimmt ist, einen NMI zu missachten. Ein regulärer Interrupt ist auch ein Hardware-Interrupt der mit anderen regulären Interrupts von normalen Funktelefonereignissen konkurrieren muss, um Zugang zu Mikroprozessorressourcen zu erhalten. Ein regulärer Interrupt wird anerkannt und bearbeitet, wenn es der Interrupt mit der höchsten Priorität wird, der einen Dienst anfrägt.
Da eine komplette Hash-Wert-Berechnung länger dauern kann als durch einen normalen Telefonbetrieb tolerierbar ist, ist es vorzuziehen, eine Möglichkeit zum Ausführen des Prozess auf einer stückweisen Basis in mehreren Segmenten, die über eine Zeitperiode verteilt sind (z. B. einige wenige Sekunden), bereitzustellen. In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt einer vorteilhaften Ausführungsform rufen Hardware basierte Zeitgeber einen Zweischrittprozess auf, um ein Segment einer Hash-Wert-Berechnung auszuführen. Als erstes bewirkt ein nicht maskierbarer Interrupt (NMI), dass der Mikroprozessor sofort die Inhalte einer nächsten Flash- oder EEPROM-Speicherposition abfrägt, die für die Einlagerung in die periodische Hash-Berechnung vorgesehen ist, und im PSRAM speichert. Der NMI ist vorzugsweise eine kurze, Topprioritätsauswahl von Interrupt, der einen vernachlässigbaren Effekt auf die Mikroprozessoraufgaben verursacht, die aktiv sein können, wenn der NMI auf tritt. Dies gewährleistet, dass keine Aktionen durch Klonsoftware stattfinden können, um die Detektierung durch die Hash-Berechnung zu vermeiden. Ein zweiter Standard- Interrupt mit einer niedrigeren Priorität wird auch durch die hardwarebasierten Zeitgeber 401 erzeugt, die einen Dienst anfragen, um das aktuelle Segment der Hash-Wert-Berechnung zu beenden, basierend auf dem Speicherbit, das zuvor durch die NMI Routine erfasst wurde. Diese Aufgabe könnte aufgeschoben werden, wie für einen normalen Anrufbearbeitungsaufgabe benötigt wird, für eine vorbestimmte maximale Zeit (T), bevor die Hardwarezeitgeber verstreichen und das Telefon abschaltet. Die maximale Zeit (T) wird so ausgewählt, dass sie geeignet ist für jede zu beendende legitime Anrufbearbeitung, für das fertig zu stellende Hash-Berechnungs-Segment und auf den Anfang des Countdownzyklusses, bevor dieser verstreicht, des zurückzusetzenden Hardwarezeitgeber. Die Strategie des Verwendens von zwei Typen von Interrupts, um periodisch ein Segment der Hash-Wert-Berechnung zu beenden, vermeidet jede Verschlechterung im System, während die Absicherung des Sicherheitschecks nicht durch Klonsoftware umgangen werden kann, die sich im Schattenflashspeicher befindet.
Ein Flussdiagramm, das einen exemplarischen periodischen Hash-Wert-Berechnungsprozess in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt, ist in 6 dargestellt. Bezugnehmend auf die Figur werden sowohl ein NMI als auch ein regulärer Interrupt bei Block 604 erzeugt, wenn der T1 Zähler im Hardwarezeitgeber 401 verstreicht (Block 602). Sobald der NMI die Steuerung des Mikroprozessors übernimmt (Block 602), schaltet das System für eine kurze Zeitperiode, während der das nächste Bit im Flash- oder EEPROM Speicher das für die Hash-Berechnung benötigt wird, in den PSRAM gespeichert wird (Block 606), die regulären Interrupts ab oder reiht diese in einer Schlange auf. Die Steuerung wird dann an die Aufgabe zurückgegeben, die ausgeführt wurde, als der NMI auftrat (Block 608). Innerhalb einer kurzen Zeitperiode wird unter normalen Bedingungen der normale Interrupt von dem hardwarebasierten Zeitgeber 401 gepflegt (Block 610) und ein Segment der Hash-Berechnung wird komplettiert basierend auf dem Speicherbit, das zuvor im PSRAM gespeichert wurde (Block 616). Wenn die Hash-Wert-Berechnung noch nicht beendet wurde, werden die hardwarebasierten Zeitgeber (T1 & T2) 401 auf ihre anfänglichen Werte zurückgesetzt (Block 624) und der normale Telefonbetrieb geht weiter (Block 600) bis zum nächsten Ablauf des Zeitgebers T1. Wenn der Zeitgeber T2 verstreichen sollte (Block 612), bevor das reguläre Interrupt gepflegt wird (Block 610), wird das Telefon ausgeschaltet (Block 614). Der vorgegebene Ablauf des Zeitgebers T2 (solange der reguläre Interrupt korrekt gepflegt wird) hindert einen Kloner daran, die periodische Hash-Berechnung abzuschalten.
Die periodische stückweise Berechnung des Hash-Wertes wird fortgeführt, bis die Prüf-Hash-Wert-Berechnung beendet ist (Block 618). Der zuvor authentifizierte Hash-Wert wird dann vom PSRAM abgerufen und mit dem Prüf-Hash-Wert verglichen (Block 620). Wenn es eine Übereinstimmung gibt, werden die hardwarebasierten Zeitgeber 401 zurückgesetzt (Block 624) und das Telefon funktioniert normal weiter (Block 600). Wenn es keine Übereinstimmung gibt, wird das System abgeschaltet (Block 622), z. B. durch Einstellen des Mikroprozessors 402 in eine Haltebedingung.
Die ausgewählten Inhalte des Funktelefonspeichers, über die vorzugsweise die Hash-Berechnung ausgeführt wird, enthalten Inhalte von dem Flashspeicher 420 und der ESN innerhalb des EEPROM 414. Dies hindert einen Kloner daran, sowohl den Flashspeicher oder den EEPROM physikalisch zu entfernen oder zu modifizieren und diese mit einer neu programmierten Vorrichtung zu ersetzen, die eine modifizierte ESN und/oder Programmcode enthält, um den Funkbetreiber zu betrügen. Es ist vorzuziehen, dass die ausgewählten Speicherinhalte und die verwendete Hash-Wert-Berechnung das Telefon durch Modifikation oder selbst einem Bit des Speichers, das in der Hash-Wert-Berechnung enthalten ist, ausschaltet.
In Übereinstimmung mit einem Konzept, das nicht unter die momentan beanspruchte Erfindung fällt, kann ein Funktelefon auf eine sichere Weise unter Verwendung einer Datenübertragungsvorrichtung programmiert werden. Eine exemplarische Datenübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung ist in 7 gezeigt. Die Bezugszeichen der Steuereinheit 400, dessen Inhalte und verbundene Speicher sind identisch mit den Bezugszeichen aus 4. Die exemplarische Datenübertragungsvorrichtung 750 beinhaltet einen sicheren Mikroprozessor 752, der einen privaten Verschlüsselungsschlüssel 754 enthält, der mit einem öffentlichen Verschlüsselungsschlüssel 406 im IROM 403 in der Steuereinheit 400 korrespondiert. Der sichere Mikroprozessor 752 kommuniziert mit der Funktelefonsteuereinheit 400 über eine Schnittstelle 758. Die Schnittstelle 758 kann eine verbundene serielle Verbindung, so wie eine RS-232 Verbindung, eine kabellose Infrarotschnittstelle oder eine RF-Schnittstelle, sowie die Hauptantenne eines Funktelefons (nicht dargestellt), oder einer anderen Antenne innerhalb des Funktelefons sein.
Zugang zum Funktelefonspeicher durch die Datenübertragungsvorrichtung 750 wird lediglich erlaubt, nachdem ein rigoroser Authentifizierungsprozess beendet ist. Im genaueren kann auf die Steuereinheit 400 (und verbundene Speicherkomponenten) zugegriffen werden für den Zweck des Herunterladens von Daten, nur nachdem die Datenübertragungsvorrichtung 750 einen Aufgaben-Antwort-Prozess durchlaufen hat, um dessen Authentizität zu gewährleisten. 8 stellt einen exemplarischen Prozess zum Authentifizieren der Datenübertragungsvorrichtung 750 dar. Als einen ersten Schritt (Block 800) wird das Telefon in einen Betriebszustand gebracht, der vorzugsweise den Betrugspräventionsprozess verwendet, der zuvor mit Bezug auf 5 beschrieben wurde. Nachdem eine Schnittstelle etabliert ist, sendet der sichere Prozessor 752 eine Programmieranfragenachricht an die Steuereinheit 400 zusammen mit einer Zufallszahl (Rand1), die durch den sicheren Mikroprozessor 752 erzeugt wurde (Block 802). Als Reaktion sendet die Steuereinheit 400 eine Zufallszahlen-Aufgabencode (Rand2) an den sicheren Mikroprozessor 752 (Block 804). Der sichere Mikroprozessor 752 erzeugt dann eine Aufgabenantwort basierend auf Rand1, Rand2 und den privaten Schlüssel 754 (Block 806). Die Aufgabenantwort wird durch die Steuereinheit 400 überarbeitet unter Verwendung von Rand1, Rand2 und dem öffentlichen Schlüssel 406 (Block 810). Die bearbeitete Aufgabenantwort wird dann authentifiziert durch Vergleichen dessen Wert mit Rand2 (Block 812). Wenn die Aufgabenantwort richtig entschlüsselt (z. B. Rand2) ist, ist die Authentizität der Datenübertragungsvorrichtung überprüft und das Telefon geht in einen Programmiermodus über (Block 814). Danach kann die Datenübertragungsvorrichtung 750 auf die verschiedenen Speicher im Funktelefon zugreifen und/oder neue Flashspeicher 420 Inhalte herunterladen.
Wenn die Aufgabenantwort nicht gültig ist, wird ein Fehlerzähler erhöht (Block 816). Der Fehlerzähler wird überprüft, um zu sehen, ob eine vordefinierte Anzahl (Maxcount) erreicht wurde (Block 818). Der Fehlerzähler berücksichtigt, dass die Datenübertragungsvorrichtung 750 mit der Steuereinheit 400 über ein rauschendes Medium kommunizieren kann. Jegliche resultierende Übertragungsfehler können in einen Authentifizierungsfehler resultieren. Somit ist es vorzuziehen, dass die Datenübertragungsvorrichtung 750 mehr als eine Chance hat, das Funktelefon in einen Programmierzustand zu bringen. In einer exemplarischen Ausführungsform wurde bestimmt, dass ein Maxcount von 50 geeignet ist. Wenn die vorbestimmte Anzahl nicht erreicht wurde, wird eine Nachricht an die Datenübertragungsvorrichtung 750 gesendet, die anzeigt, dass ein Authentifizierungsfehler aufgetreten ist (Block 822). Bei Empfang einer solchen Anzeige wird der Authentifizierungsprozess bei Block 802 neu gestartet. Wenn die vorbestimmte Anzahl von Versuchen erreicht wurde, wird das Telefon in einen ausgeschalteten Zustand gebracht, und es kann eine Nachricht angezeigt werden, die dem Nutzer anzeigt, dass das Telefon für autorisierten Dienst rückgeführt werden muss.
Nachdem die Datenübertragungsvorrichtung 750 die Neuprogrammierung aller ESN oder das Herunterladen zum Flashspeicher 420 beendet hat, initiiert die Steuereinheit 400 innerhalb des Telefons eine neue Hash-Berechnung, die beispielsweise die geänderten Inhalte des Flashspeichers 420 und die ESN 414 enthält. Der resultierende Hash-Wert wird an die Datenübertragungsvorrichtung 750 für eine digitale Signatur, die den privaten Schlüssel 754 verwendet, gesendet. Der signierte Hash-Wert wird dann zur Steuereinheit 400 zurückgegeben zum Speichern im EEPROM 410 zusammen mit einer unsignierten Version desselben Hash-Wertes.
Die ESN kann neu programmiert werden, doch aus Sicherheitsgründen wird die Neuprogrammierung der ESN vorzugsweise auf einer Werkstufe durchgeführt anstelle von autorisierten Werksrepräsentanten. Die Programmierung einer ESN kann in zwei Situationen auftauchen: Initiale ESN Programmierung während der Herstellung und Neuprogrammierung einer existierenden ESN. Eine initiale ESN kann programmiert werden unter Verwendung einer Datenübertragungsvorrichtung, die der aus 7 ähnlich ist. Der initiale ESN Programmierprozess wird unten mit Bezug auf 9 beschrieben.
Als einen ersten Schritt (Block 900) wird das Telefon in einen Betriebszustand gebracht (siehe 5). Der Etablierung einer Schnittstelle mit dem Telefon folgt, dass der sichere Prozessor 752 eine ESN Programmieranfragenachricht an die Steuereinheit 400 zusammen mit einer Zufallszahl (Rand1) sendet (Block 902). Die Steuereinheit 400 führt eine Überprüfung durch, um zu bestimmen, ob die ESN innerhalb des Telefons überall Null ist, was immer der Fall ist für ein neu hergestelltes Telefon (Block 904). Wenn die ESN nicht überall Null ist, wird die ESN Programmiermodusanfrage abgelehnt (Block 906). Wenn die ESN überall Null ist, wird ein im wesentlichen gleich dem in Schritt 804 bis 820 aus 8 Aufgaben-Antwort-Prozess initiiert (siehe Block 908). Der erfolgreichen Authentifizierung der Datentransfervorrichtung 750 folgt, dass eine neue ESN in den EEPROM 410 heruntergeladen werden kann.
Nachdem die Datenübertragungsvorrichtung 750 das Herunterladen der ESN in den EEPROM 410 beendet hat, initiiert die Steuereinheit 400 eine neue Hash-Berechnung, die die neue ESN 440 beinhaltet. Der resultierende Hash-Wert wird zur Datenübertragungsvorrichtung 750 für eine digitale Signatur, die den privaten Schlüssel 754 verwendet, gesendet. Der signierte Hash-Wert 480 wird dann an die Steuereinheit 400 zum Speichern im EEPROM 410 zurückgegeben zusammen mit einer nicht signierten Version desselben Hash-Wertes.
Eine existierende ESN kann auch neu programmiert werden. Der ESN Neuprogrammierungsprozess wird vorzugsweise lediglich im Werk ausgeführt und nicht durch lokale autorisierte Werksrepräsentanten. Zusätzliche Sicherheit wird bereitgestellt durch Verwendung eines Satzes von Mikroprozessorinstruktionen, die lediglich in der Fabrik verfügbar sind, die in ein Telefon zum Zweck der Veränderung einer ESN geladen werden, die zuvor in das Telefon programmiert war. Der Prozess kann ausgeführt werden unter Verwendung einer Datenübertragungsvorrichtung, die der in 7 dargestellten ähnlich ist, und unten mit Bezug auf 10 beschrieben wird.
Als ein erster Schritt (Block 1000) wird das Telefon in einen regulären Programmiermodus gemäß mit dem in 8 dargestellten Prozess gebracht. Eine Werksdatenübertragungsvorrichtung 750 enthält ESN Neuprogrammierungscode 756, der in den PSRAM Speicher 407 des Funktelefons heruntergeladen werden kann, um eine ESN Neuprogrammierung zu ermöglichen. Nachdem das System in den Programmiermodus gebracht wurde, wird der ESN Neuprogrammierungscode 756 in den PSRAM 407 heruntergeladen (Block 1002). Durch Ausführen des ESN Neuprogrammierungscode 756 nullt die Steuereinheit 400 die existierende ESN (Block 1004) und initiiert den ESN Neuprogrammierungsprozess (Block 1006).
Nachdem die Datenübertragungsvorrichtung 750 die Eintragung der neuen ESN in den EEPROM 410 beendet hat, initiiert die Steuereinheit 400 eine neue Hash-Berechnung, die die neue ESN 414 enthält (Block 1008). Der resultierende Hash-Wert wird zur Datenübertragungsvorrichtung 750 für eine digitale Signatur, die den privaten Schlüssel 754 verwendet, gesendet (Block 1010). Der signierte Hash-Wert 480 wird dann zur Steuereinheit 400 zur Speicherung im EEPROM 410 zusammen mit einer nicht signierten Version desselben Hash-Wertes (Block 1012) zurückgegeben.
Die Hash-Wert-Berechnung und die digitale Signatur in den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ausgeführt unter Verwendung von Einweg Hash-Funktionen und privaten/öffentlichen Schlüsselauthentifizierungsschemata. Eine Einweg-Hash-Funktion wird verwendet, um den Hash-Wert abzuleiten, der repräsentativ für Speicherinhalte innerhalb des Funktelefons ist. Das öffentliche/private Schlüsselsystem wird verwendet zur Bereitstellung von Sicherheit für den gültigen Hash-Wert, der im EEPROM gespeichert ist, und eine Datenübertragungsvorrichtung oder einen Programmierer authentifiziert, der versucht, den Speicher im Funktelefon zu manipulieren. Einweg-Hashing ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise im U.S. Patent Nummer 5,343,527 von Moore beschreiben.
Eine Einweg-Hash-Funktion ist eine Funktion, die in einer Vorwärtsrichtung einfach zu berechnen ist, aber schwierig in einer Rückwärtsrechnung zu berechnen ist. Eine Einweg-Hash-Funktion, H(M), bearbeitet eine beliebig lange Eingabe, M, welche exemplarische die vorliegende Erfindung ausführt, und in ausgewählten elektronischen Speicherinhalten enthalten ist. Die Hash-Funktion gibt einen Hash-Wert mit einer festen Länge zurück, h (siehe Gleichung 1). h = H(M) Gleichung 1
Es gibt viele Funktionen, die eine Eingabe mit beliebiger Länge annehmen und eine Ausgabe mit einer festen Länge ausgeben können, jedoch haben Einweg-Hash-Funktionen die folgenden zusätzlichen Eigenschaften: gegebenes M, einfach zu berechnendes h; gegebenes h, schwer zu berechnendes M; und gegebenes M, schwer zu findende andere Nachricht, M', so dass H(M) = H(M').
Der grundlegende Angriff gegen einen Einweg-Hash ist: mit gegebenem Hash-Wert der Speichereingabe (gehashte Inhalte) würde ein Kloner begehren, einen anderen Satz von Speicherinhalten, M', zu erzeugen, so dass H(M) = H(M'). Wenn der Kloner dabei erfolgreich wäre, würde dies die Sicherheit der Einweg-Hash-Funktion untergraben. Das Ziel des Einweg-Hash ist, eine eindeutige Signatur oder Fingerabdruck von M bereitzustellen. In der vorliegenden Erfindung wird eine sichere Einweg-Hash-Funktion auf ausgewählten Inhalten eines Funktelefonspeichers ausgeführt, um einen Prüf-Hash-Wert zu produzieren. Der Prüf-Hash-Wert wird mit einem gültigen Hash-Wert verglichen, der zuvor produziert wurde durch Ausführen der Einweg-Hash-Funktion auf ausgewählten Speicherinhalten des Speichers, der dafür bekannt ist, dass dieser authentisch ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Nachrichtenextraktalgorithmus, so wie MD5, für die sichere Einweg Hash-Berechnung verwendet. Der MD5 Algorithmus erzeugt einen N-Bit-Hash oder ein Nachrichtenextrakt der eingegebenen Nachricht (d. h., des ausgewählten Speicherinhalts). Der MD5 Algorithmus ist sehr empfindlich darin, dass eine Änderung in einem einzigen Bit der ausgewählten Inhalte statistisch darin resultiert, dass in der Hälfte der Hash-Wert-Bits Änderungen auftreten. Der MD5 Algorithmus ist bekannt für dessen Geschwindigkeit und Einfachheit. Geschwindigkeit ist ein wichtiger Gesichtspunkt, da der Zeitbedarf bei Funktelefonmikroprozessoren nicht so groß sein kann, so dass dieser nicht akzeptable Wechselwirkung bzw. Interferenz mit normalen Systemprozessen hervorruft.
Der MD5 Algorithmus ist geeignet, da dieser auf einer inkrementellen Basis ausgeführt werden kann, wodurch eine Unterbrechung des Hash-Prozesses ermöglicht wird, so dass eine gewöhnliche Mikroproessoraufgabe angesteuert werden kann, bevor das Hashing fortgesetzt wird. Darüber hinaus ist der MD5 Algorithmus gut geeignet für die Verwendung in konventionellen Mikroprozessorarchitekturen. Andere Einweg-Hash-Algorithmen, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, aber nicht limitiert sind auf: Snerfu, H-Hash, MD2, MD4, sicherer Hash-Algorithmus (SHA) und HAVAL. Der Fachmann ist einfach in der Lage, einen Mikroprozessor zu programmieren, um den Einweg Hash-Prozess auszuführen.
Algorithmen mit öffentlichem Schlüssel verwenden zwei Schlüssel, wovon einer öffentlich verfügbar und der andere privat (geheim) gehalten wird, für Aufgaben wie Verschlüsselung und Entschlüsselung von Nachrichten, Nachrichtenauthentifizierung und digitale Signaturen. Die Schlüssel können auf unterschiedlichen Weisen verwendet werden, um unterschiedliche Ziele zu erreichen. Wenn beispielsweise das Ziel ist, eine Nachricht geheim zu halten, sollte der private Schlüssel durch einen Empfänger geheim gehalten werden, so dass lediglich der Empfänger die Nachricht entschlüsseln kann. In einem solchen Fall kann der Verschlüsselungsschlüssel öffentlich bekannt sein und bekannt sein, dass dieser mit einem speziellen potentiellen Empfänger assoziiert ist. Obwohl dem Sender zugesichert werden kann, dass die Informationen in diesem Prozess sicher sind, kann dem Empfänger die Senderauthentizität nicht versichert werden. Wenn der private (geheime) Schlüssel des Paares des Schlüssels geheim gehalten bleibt durch einen Sender zum Verschlüsseln, kann jedem Empfänger mit einem korrespondierenden öffentlichen Schlüssel die Authentizität des Senders versichert werden, obgleich ohne eine Versicherung der Geheimhaltung. Es ist das letztere Schema, das zur Authentifizierung einer Datenübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Algorithmen mit öffentlichem Schlüssel arbeiten basierend auf mathematischen Falltür-Funktionen, die es rechnerisch unausführbar machen, den privaten Schlüssel vom öffentlichen Schlüssel abzuleiten. Im Fall des gut bekannten RSA (Rivest, Shamir, und Adleman) Algorithmus, hängt die Sicherheit von der Schwierigkeit der Fakturierung des Produkts von zwei großen Primzahlen ab. Die Schlüsselauswahl beginnt mit der Auswahl von zwei großen Primzahlen p und q, die miteinander multipliziert eine große Zahl n erzeugen. n = pq Gleichung 2
Der Verschlüsselungsschlüssel e wird dann zufällig ausgewählt, so dass e und (p – 1)(q – 1) relative Primzahlen sind. Schließlich wird Euklid's Algorithmus verwendet, um den Verschlüsselungsschlüssel d zu berechnen, so dass F = (p – 1)(q – 1) Gleichung 3 Ed = 1(modF) Gleichung 4
Die Zahlen e und n sind öffentliche Schlüssel; die Zahl d ist der private Schlüssel. Gleichung 5 ist der RSA Verschlüsselungsprozess, und Gleichung 6 ist der Entschlüsselungsprozess. C = Mc(mod n) Gleichung 5 M = Cd(mod n) Gleichung 6
Ein Gegner, der in der Lage ist, n zu fakturieren, könnte Gleichung 3 verwenden, um den Teilungsrest F zu bestimmen, und dann den privaten Schlüssel d aus Gleichung 4 zu bestimmen, der den öffentlichen Schlüssel e gibt. Nichts desto trotz ist wie oben erwähnt n normalerweise so groß, so dass solches Fakturieren unpraktisch wird. Weitere Details über den RSA Algorithmus können in U.S. Patent Nummer 4,405,829 von Rivest et al gefunden werden.
In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden der Fiat-Shamir (FS) Algorithmus oder Varianten davon verwendet (es wird Bezug genommen auf das U.S. Patent Nummer 4,748,668, dessen Inhalte hier durch Bezugnahme komplett eingebettet werden). Der FS Algorithmus ist angepasst, um eine Authentifizierung und ein digitales Signaturschema zu implementieren, das gut angepasst ist an die limitierten Berechnungskapazitäten von typischen Funktelefonen.
Der FS Algorithmus unterscheidet sich von den vorherigen Schemata wie RSA darin, dass der FS Algorithmus Faktoren verwendet basierend auf der Schwierigkeit, die Inverse einer quadratischen Residuen (ν_i) modulo n zu finden. Im genaueren verwendet das FS Schema das Auswählen einer Zahl n, die das Produkt von zwei großen Primzahlen ist, die vorzugsweise eine Länge zwischen 512 und 1064 Bits hat. Ein öffentlicher Schlüssel (ν): ν₁, ν₂, ..., ν_k, und privater Schlüssel (s): s₁, s₂, ... s_k, werden so erzeugt, dass s_i = sqrt(1(ν₁)mod n. Die Schwierigkeit des Findens der Inverse (1/ν₁)mod n innerhalb des Inhalts der vorherigen Gleichung kann gezeigt werden, dass diese äquivalent ist mit der Schwierigkeit des Findens des Faktors der Primzahl n. Ohne Sicherheit zu opfern, wird der Algorithmus viel schneller als andere Schemata ausgeführt. Tatsächlich hat sich herausgestellt, dass das FS Schema das RSA Schema übertrifft, nämlich dass die FS Berechnung lediglich 1% bis 4% der modularen Multiplikation benötigt, die normalerweise benötigt wird, um die notwendigen Authentifizierungsberechnungen durchzuführen. Dies führt dazu, dass die Authentifizierung eines signierten Hash-Wertes mit einer Geschwindigkeit ausgeführt wird, die bis zu zwei Größenordnungen schneller ist als bei der Verwendung des RSA Schemas, um die selbe Aufgabe durchzuführen. Folglich kann die Datenübertragungsvorrichtung Authentifizierung und der periodische Prüf-Hash-Wertvergleich durch Verwendung eines FS Schemas beträchtlich beschleunigt werden im Vergleich zur Verwendung eines RSA Schemas. Bei der Massenprogrammierung von Funktelefonen oder anderen elektronischen Speichern auf einer Werksstufe reduziert die Verwendung des FS Algorithmus die Produktionszeit durch schnelleres Erzeugen einer digitalen Signatur des gültigen zu speichernden Hash-Wertes. Es können auch andere Algorithmen angewendet werden, die umfassen aber nicht limitiert sind auf ELGAMAL, DSA, und Fiege-Fiat-Shamir.
In Übereinstimmung mit einem anderen System, das nicht unter die beanspruchte Erfindung fällt, hat die Steuereinheitshardware innerhalb des Funktelefons Eigenschaften, die einen Kloner davon abhalten, die Inhalte des sicheren Speichers zu bestimmen oder die zuvor beschriebenen Sicherheitsschemata zu umgehen. 11 stellt Steuereinheitshardware, externe Speicher und Details von Speicher/Adress-Bus-Struktur dar. Mit Ausnahme der Chipauswahllogik 1122 und der Sicherheitslogik 1124 sind die Funktion und der Betrieb der Elemente in der Steuereinheit dieselben wie die in 4 beschriebenen. Die Chipauswahllogik 1122 decodiert Adressen auf dem Mikroprozessor Adressbus 1102 um Hardwareauswahlsignale für Speicherkomponenten und mit dem Bus 1102 verbundenen Hardwarevorrichtungen bereitzustellen. Beispielsweise, wenn jedes Mal eine Adresse auf dem Adressbus 1102 auftaucht, der dem IROM Speicher 403 zugeordnet ist, wird eine IROM Chipauswahl (CS) aktiviert.
Die Sicherheitslogik 1124 funktioniert, um einen Zugriffsversuch auf Inhalte des PSRAM 407 zu detektieren, oder um die Hardware basierten Zeitgeber 401 zurückzusetzen, die Mikroprozessorinstruktionscode verwenden, der in einer Speichervorrichtung gespeichert ist, die ein anderer ist als der IROM 403. Beispielsweise wird eine Lese- oder Schreib-Instruktion, die sich im Flashspeicher 420 mit einer Zieladresse einer Speicherposition im PSRAM 407 befindet, als eine illegale Operation detektiert. Jeder illegale Zugriffsversuch resultiert darin, dass der Mikroprozessor in einen Haltzustand gebracht wird, der eine komplette Energierücksetzung des Funktelefons benötigt, um zu einer normalen Operation zurückzukehren.
Die Sicherheitslogik ist eine Implementierung der folgenden Logikgleichungen: S = ↑Supvr•B Logikgleichung 1 Halt = notS•(A + C) Logikgleichung 2

S: = Sicherheitsmodus;
↑Supvr: = Ein Übergang des Mikroprozessors in den Überwachungsmodus;
A: = Chipauswahlsignal für den PSRAM Speicher;
B: = Chipauswahlsignal für den IROM Speicher;
C: = Chipauswahlsignal für die Hardwarezeit; und;
Halt: = Eine Hardwaresteuerungseingabe an den Mikroprozessor, die diesen dazu bringt, in eine Endlosschleife oder in eine permanente Wartebindung einzutreten bis die Energie entfernt und wieder dem Telefon zugeführt ist.

Die obere Logikgleichung 1 gibt an: Der Sicherheitsmodus (S) wird eingestellt, wenn immer der Mikroprozessor in den Überwachungsmodus (↑Supvr) überwechselt zur selben Zeit, in der die IROM 403 Chip-Auswahl aktiv ist (•B). Die obere Logikgleichung 2 gibt an: Die Mikroprozessor-Halt-Eingabe wird aktiviert, wenn die Steuereinheit 400 nicht dem Sicherheitsmodus (notS) ist und entweder die PSRAM 407 oder die Hardwarezeitzeitgeber-Chipauswahl aktiv sind (•(A + C)). Diese Logik verhindert wirksam die Umgehung der Sicherheitsmessungen, die durch die Hash-Wert-Vergleiche und die zuvor beschriebenen Authentifizierungsprozesse bereitgestellt werden, da legitime Zugriffe auf den PSRAM 407 und Zurücksetzungsbefehle für die Hardwarezeitgeber 401 vorzugsweise vom Code kommen, der im IROM 403 gespeichert ist.
Der gesamte legitimierte Code, der sich im IROM Speicher 406 befindet (Startcode, Hash-Code, öffentlicher Schlüsselcode und Authentifizierungscode), wird bevorzugt durch Befehle eingeklammert, die dazu führen, dass der Sicherheitsmodus eingestellt wird beim Beginn der Routine und beim Verlassen der Routine gelöscht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Software-Interrupt-Befehl (der im allgemeinen in modernen Mikroprozessoren verfügbar ist) an den Beginn von jeder Routine im IROM 403 platziert, um den Mikroprozessor 402 in einen Überwachungsmodus zu bringen, und um ein Mikroprozessor Hardwaresignal SPVR zu aktivieren. Da das IROM 403 Chipauswahlsignal zu dieser Zeit aktiv sein wird, wird der Sicherheitsmodus S eingestellt sein. Das Ausführen eines Zurückkehrbefehls am Ende der Softwareroutine bricht den Sicherheitsmodus ab.
Die Datenübertragungsvorrichtung umfasst eine vom Werk bereitgestellte Sicherheitseinheit, die in Kombination mit einem Allzweckcomputer verwendet werden kann. Eine exemplarische Anordnung ist in 12 dargestellt. Eine Sicherheitseinheit 1200 ist an den I/O-Anschluss eines PC 1202 über einen Standard-Verbinder 1206 angebracht. Ein zweiter Anschluss am PC 1202 wird in Verbindung mit einem zweiten Standard-Verbinder 1208, so wie eine RS-232, einem Kabel oder einer Infrarotverbindung, verwendet, um mit einem Funktelefon 1204 anzukoppeln. Die in 8 dargestellten Prozesse können ausgeführt werden unter der in 12 dargestellten Anordnung, um den Funktelefon-Neuprogrammierungsprozess auszuführen. Ein autorisierter Werksdienstrepräsentant, der einen Standard-PC und eine Sicherheitseinheit 1200 hat, ist ausgestattet, um Telefone neu zu programmieren.
Ein existierendes Funktelefon kann bereitgestellt werden mit Feldprogrammfähigkeit, die sicher ist gegen Angriffe, die nicht das Erhalten von Zugriff auf interne gedruckte Schaltkreiskartenanordnungen beinhalten. Dieser Level von Schutz ist sehr wirksam gegen die meisten allgemeinen Verfahren von Klon-Angriffen, in denen Speicherinhalte innerhalb des Telefons modifiziert werden unter Verwendung von Testbefehlen, auf die über einen externen Telefonverbinder zugegriffen werden kann. Dies kann geschehen durch Aktualisieren eines aktuellen Funktelefons, um die Datenübertragungsvorrichtung (DTD, Englisch: Data Transfer Device) Authentifizierungsprozedur, die in 8 beschrieben ist, vor der Zugriffserlaubnis auf die Feldprogrammierungsbefehle zu verwenden. Sowohl der Authentifizierungssoftwarecode als auch der öffentliche Schlüssel sind im existierenden Flashspeicher gespeichert, wodurch jegliche Veränderungen von aktuellen konventionellen Designs vermieden wird.
Es wurden exemplarische Anwendungen der Erfindung im Zusammenhang mit Einweg-Hashing und Schlüsselverschlüsselungssystemen beschrieben, die beim Sichern und Programmieren eines elektronischen Speichers in Funktelefonen Anwendung finden. Jedoch erkennt der Fachmann, dass jede geeignete Funktion, Berechnung, Algorithmus, Verfahren oder System zu Ableiten einer Signatur von Speicherinhalten in Übereinstimmung mit der Erfindung angewendet werden können. Des weiteren wurde die Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist es einfach ersichtlich für den Fachmann, dass die Erfindung in spezifischen anderen als den bevorzugten Ausführungsformen verkörpert werden kann. Beispielsweise ist es möglich, die Erfindung in allen elektronischen Speichern und/oder elektronischen Speicherprogrammierungs- oder Zugriffsvorrichtungen zu verkörpern. Zusätzlich kann die Erfindung ausgeführt werden in digitalen Signalprozessoren, Anwendungsspezifischen Prozessoren oder in allen anderen Prozessoren oder elektronischen speicherorientierten Systemen. Deshalb sind die hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen lediglich beschreibend und sollten nicht beschränkend verstanden werden. Der Bereich der Erfindung wird vielmehr durch die eingefügten Ansprüche gegeben als durch die vorangegangene Beschreibung.

Claims

Eine elektronische Vorrichtung, umfassend: einen Speicher (410, 420); gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor (402), der konfiguriert ist, um: eine Hash-Berechnung von authentifizierten Speicherinhalten durchzuführen, um einen gültigen Hash-Wert anzufertigen; periodisch eine Hash-Berechnung der Inhalte des Speichers (410, 420) durchführen, um einen Audit-Hash-Wert abzuleiten, Authentifizieren des gültigen Hash-Wertes und Vergleichen des Audit-Hash-Wertes mit dem authentifizierten Hash-Wert, wobei eine Differenz zwischen dem Audit-Hash-Wert und dem authentifizierten Hash-wert die Veränderung des Speichers (410, 420) anzeigt; und Deaktivieren der elektronischen Vorrichtung, sobald der Audit-Hash-Wert nicht mit dem gültigen Hash-Wert übereinstimmt.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum periodischen Ableiten des Hash-Wertes gemäß dem Ablauf eines Hardwarebasierten Zeitgebers umfasst.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Speicher einen Flash-Speicher (420) und einen EEPROM (410) enthält.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, ferner umfassend: ein geschützter Direktzugriffsspeicher (407) zum Durchführen der Hash-Berechnung in Verbindung mit dem Mikroprozessor (402).
Die in Anspruch 3 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor Mittel zum Ableiten des Audit-Hash-Wertes umfasst, basierend auf ausgewählten Inhalten des Flash-Speichers (420) und des EEPROM (410).
Die in Anspruch 5 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei die ausgewählten Inhalte eine elektronische Seriennummer enthalten.
Die in Anspruch 5 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei die ausgewählten Inhalte Mikroprozessor-Programmcode enthalten.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Authentifizieren des gültigen Hash-Wertes unter Verwendung eines öffentlichen Schlüssels, der im Speicher (410, 420) gespeichert ist, umfasst.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Verschlüsseln des gültigen Hash-Wertes mit einer gegebenen digitalen Signatur unter Verwendung eines privaten Schlüssels umfasst.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Durchführen der Hash-Berechnung unter Verwendung einer Gruppe von Hash-Funktionen umfasst, umfassend: Snerfu, H-Hash, MD2, MD4, MD5, Sicherer Hash Algorithmus (SHA) und HAVAL.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Authentifizieren und Verschlüsseln unter Verwendung eines einer Gruppe von öffentlichen/privatem Schlüssel System Algorithmen umfasst, umfassend: ELGAMAL, RSA; DAS; Fiege-Fiat-Shamir und Fiat-Shamir.
Die in Anspruch 4 beanspruchte elektronische Vorrichtung, ferner umfassend Sicherheitslogik zum Überwachen des Zugangs zum geschützten Direktzugriffsspeicher.
Die in Anspruch 1 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei die elektronische Vorrichtung ein Mobiltelefon ist.
Die in Anspruch 5 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei die Inhalte des Flash-Speichers Betriebsanweisungen für die elektronische Vorrichtung enthält, und die Inhalte des EEPROM einen gültigen Hash-Wert enthalten, und wobei der Mikroprozessor Mittel zum Ausführen einer Einweg-Hash-Berechnung über ausgewählte Abschnitte von authentifizierten Flash- und EEPROM-Inhalten umfasst, um einen gültigen Hash-Wert anzufertigen, Mittel zu periodischen Erzeugen eines Audit-Hash-Wertes durch Ausführen der Hash-Berechnung über die ausgewählten Abschnitte, und Mittel zum Vergleichen des Audit-Hash-Wertes mit dem authentifizierten Hash-Wertes zum Beurteilen, ob mindestens einer der Flash- und EEPROM-Speicher verändert wurde.
Die in Anspruch 14 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Durchführen einer Einweg-Hash-Berechnung unter Verwendung einer Gruppe von Hash-Funktionen umfasst, umfassend: Snerfu, H-Hash, MD2, MD4, MD5, Sicherer Hash Algorithmus (SHA) und HAVAL.
Die in Anspruch 9 beanspruchte elektronische Vorrichtung, wobei der Mikroprozessor (402) Mittel zum Verschlüsseln des gültigen Hash-Wertes mit einer digitalen Signatur durch den privaten Schlüssel unter Verwendung von zu der elektronischen Vorrichtung externen Mitteln umfasst.
Ein Verfahren zum Detektieren von Speicherverfälschung in einer elektronischen Vorrichtung, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Mikroprozessor in der elektronischen Vorrichtung die Schritte ausführt: Speichern eines signierten gültigen Hash-Wertes, der angefertigt wird durch Durchführen einer Hash-Berechnung auf ausgewählten Inhalten eines Speichers (410, 420), deren ausgewählte Speicherinhalte authentifiziert sind; periodisches Anfertigen eines Audit-Hash-Wertes durch periodisches Durchführen der Hash-Berechnung auf ausgewählten Inhalten des Speichers (410, 420), Authentifizieren des signierten, gültigen Hash-Wertes, und Vergleichen des Audit-Hash-Wertes mit dem authentifizierten, gültigen Hash-Wert, wobei eine Differenz zwischen dem Audit und dem authentifizierten, gültigen Hash-Werten die Veränderung der ausgewählten Speicherinhalten anzeigt; und Deaktivieren der elektronischen Vorrichtung, wenn der Vergleich zeigt, dass der Audit-Hash-Wert nicht mit dem gültigen Hash-Wert übereinstimmt.
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, wobei der Schritt des Anfertigens des Audit-Hash-Wertes durchgeführt wird in Verbindung mit einem geschützten Direktzugriffsspeicher (407).
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, ferner enthaltend den Schritt: Signieren des gültigen Hash-Wertes mit einer auf einem privaten Schlüssel basierenden digitalen Signatur.
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, wobei der Schritt des Anfertigens des Audit-Hash-Wertes durchgeführt wird gemäß dem Ablauf eines Hardware-basierten Zeitgebers.
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, wobei der Schritt des Anfertigens des Audit-Hash-Wertes das Berechnen von Audit-Hash-Wert-Segmenten involviert.
Das in Anspruch 21 beanspruchte Verfahren, wobei die Berechnung eines Audit-Hash-Wert-Segments, wenn nötig, verzögert werden kann, während andere Prozesse, die innerhalb der elektronischen Vorrichtung stattfinden, fertig gestellt werden.
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, wobei dem gültigen Hash-Wert eine digitale Signatur gegeben wird, und wobei der Schritt des Vergleichens des Audit-Hash-Wertes mit dem gültigen Hash-Wert den Schritt des Authentifizierens des gültigen Hash-Wertes gegen die Signatur enthält.
Das in Anspruch 17 beanspruchte Verfahren, wobei die elektronische Vorrichtung ein Mobiltelefon ist.