EP1035517A2 - Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP1035517A2
EP1035517A2 EP00250064A EP00250064A EP1035517A2 EP 1035517 A2 EP1035517 A2 EP 1035517A2 EP 00250064 A EP00250064 A EP 00250064A EP 00250064 A EP00250064 A EP 00250064A EP 1035517 A2 EP1035517 A2 EP 1035517A2
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EP
European Patent Office
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security module
voltage
line
processor
unit
Prior art date
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EP00250064A
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English (en)
French (fr)
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EP1035517A3 (de
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Peter Post
Dirk Rosenau
Torsten Schlaaff
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Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
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Publication of EP1035517A3 publication Critical patent/EP1035517A3/de
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    • G07B2017/00967—PSD [Postal Security Device] as defined by the USPS [US Postal Service]

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting a security module, according to the type specified in the preamble of claim 1, and a Arrangement for performing the method, according to the in the preamble of claim 3.
  • a postal Security module is especially for use in a Franking machine or mail processing machine or computer with Mail processing function suitable.
  • Modern franking machines such as that known from US 4,746,234 Thermal transfer franking machine, set a fully electronic digital Printing device.
  • a microprocessor which is surrounded by a secured housing that has an opening for feeding a letter. With a letter feed transmits a mechanical letter sensor (microswitch) Pressure request signal to the microprocessor.
  • the franking imprint contains previously entered and stored postal information to carry the letter.
  • the control unit of the franking machine performs software billing, exercises a monitoring function possibly with regard to the conditions for a data update and controls the reloading of a port credit.
  • a Franking machine for franking mail is with a printer for Printing the postage stamp on the mail, with a control for Control the printing and peripheral components of the Franking machine, with a billing unit for billing Postage, with at least one non-volatile memory for Storage of postage data, with at least one non-volatile Memory for storing safety-relevant data and with one Calendar / clock equipped.
  • the non-volatile memory of the safety-relevant Dates and / or the calendar / clock is usually from one Battery powered.
  • Known franking machines are security-relevant Data (cryptographic keys, etc.) in non-volatile Save saved. These memories are EEPROM, or FRAM battery-backed SRAM.
  • Known franking machines often also have via an internal real time clock (RTC), which is controlled by a Battery is powered.
  • RTC real time clock
  • potted modules that Integrated circuits and a lithium battery included. These modules after the end of the battery life as a whole exchanged and disposed of. From economic and ecological From a point of view, it is cheaper if only the battery is replaced must become. To do this, however, the safety housing must be opened and then be closed and sealed again because the Security against attempted fraud is essentially based on the secured housing that encloses the entire machine.
  • EP 660 269 A2 US 5,671,146
  • a postage meter repair that may be necessary is then difficult on site if access to the components is difficult or is restricted.
  • the secured housing will be opened in the future the so-called postal security module can be reduced, which the Accessibility to the other components can improve economic It would also be replacing the battery of the security module desirable that they exchange in a relatively simple way leaves. To do this, the battery must be outside the safety zone the franking machine. If the battery terminals though being made accessible from the outside is a possible attacker in the Able to manipulate the battery voltage.
  • Known battery powered SRAM and RTC have different operating voltage requirements Conditions. The necessary tension to hold SRAM data is below the required voltage to operate from RTC.
  • the RTC stops the time - stored in SRAM cells - And the memory contents of the SRAM are retained. At least one of the security measures, such as long time watchdogs, would then be ineffective on the franking machine side.
  • long time Watchdogs understood the following:
  • the remote data center gives a time credit or a period, in particular a number of Days, or a certain day before, by which the franking device can report via communication link. After unsuccessful Franking is prevented from expiry of the time credit or the deadline.
  • Security modules are from electronic data processing systems already known here.
  • Power supply and signal detection means and shielding means includes in the housing.
  • the shielding agent consists of encapsulation material and line means to which the power supply and Signal acquisition means are connected. The latter responds to one Change in the line resistance of the line means.
  • the safety module contains an internal battery, a voltage switch from system voltage to battery voltage, a power gate and a short-circuit transistor and other sensors. If the If the voltage drops below a certain limit, the power reacts Gate. If the line resistance, the temperature or the radiation the logic reacts.
  • the output of the short-circuit transistor is switched to L level, whereby a cryptographic stored in memory Key is deleted.
  • the lifespan is non-interchangeable Battery and thus the safety module for use in Franking equipment or mail processing machines too small.
  • a larger mail processing machine is, for example, the JetMail®.
  • a franking imprint is arranged here by means of a stationary one Inkjet printhead with a non-horizontal approximately vertical Letter transport generated.
  • a suitable version for one Printing device has already been proposed in DE 196 05 015 C1.
  • the mail processing machine has a meter and a base. Should that Meters can be equipped with a housing, making components lighter accessible, then it must be through a postal security module be protected from attempted fraud, which includes at least billing who carries out postage. To influence the course of the program exclude was already in EP 789 333 A2 under the Title: Postage meter proposed a security module with a Equip user circuit (Application Specific Integrated Circuit) ASIC, which has a hardware accounting unit. The user circuit also controls the print data transfer to the print head.
  • Equip user circuit Application Specific Integrated Circuit
  • franking machines are also modular built up. This modularity enables the exchange of modules and Components for various reasons. For example, defective Modules exchanged and checked, repaired or new modules be replaced. Because the greatest care when exchanging Assemblies that contain safety-relevant data are required, The exchange usually requires the use of a service Technician and measures taken in the event of improper use or unauthorized replacement of a security module and its functionality prevent. The latter is very complex.
  • the invention is based, with little effort the task To ensure protection against an unauthorized manipulated security module, if the security module is arranged interchangeably.
  • the Exchange should be possible in the simplest possible way.
  • the invention is based on the exchange by means of functional units and use of a security module of a franking machine, Postprocessing device or similar device to determine guarantee the users of the various devices about the correct functioning of the security module and thus of the whole Device.
  • An exchange of a security module will at least detected and, if necessary, subsequently signaled as a condition if the safety module is plugged in again and with a system voltage is supplied.
  • Changes in the state of the security module are by means of a first functional unit and by means of one Battery powered detection unit detects a resettable Exhibits self-retention.
  • the first functional unit can each Evaluate the condition when it is supplied with system voltage again.
  • the advantages are a quick reaction to changes in the State of the safety module and low battery power consumption the circuit of the detection unit during the Failure to supply the safety module with the system voltage.
  • Reinitialization is intended to be associated with communication by means of a remote data center from the first functional unit is carried out after a dynamic plugged-in detection was successfully carried out during the detection from the first functional unit via a current loop of the interface unit Information is exchanged, its error-free transmission proof of the correct installation of the safety module he brings.
  • the activation of functional units of the safety module is done by resetting them.
  • the first functional unit is a with processor connected to the other functional units, which programs is to determine the respective state.
  • the second functional unit is a voltage monitoring unit with resettable Self-holding and the third functional unit is an unplugged detection circuit with resettable self-holding.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the security module 100 with the Contact groups 101, 102 for connection to an interface 8 and with the Battery contact terminals 103 and 104 of a battery interface for one Battery 134 shown.
  • the security module 100 has a hard potting compound is shed, the battery is 134 of the Security module 100 outside the sealing compound on a circuit board arranged interchangeably.
  • the circuit board carries the battery contact terminals 103 and 104 for the connection of the poles of the battery 134.
  • the security module 100 is turned on corresponding interface 8 of the main board (motherboard) 9 inserted.
  • the first contact group 101 is connected to the system bus of a control device in communication link and the second contact group 102 serves to supply the security module 100 with the system voltage.
  • the first and / or second contact group 101 and / or 102 are for static and dynamic monitoring of the connection of the security module 100 trained.
  • Via pins P23 and P25 of the contact group 102 is the supply of the security module 100 with the system voltage the main board 9 realized and via the pins P1, P2 and P4 a dynamic and static unplugged detection by the Security module 100 implemented.
  • the security module 100 has one in a manner known per se Microprocessor 120 on the integrated - not shown - Read-only memory (internal ROM) with the special application program contains what the post office franking machine does or approved by the respective postal carrier.
  • the internal data bus 126 a conventional read-only memory ROM or FLASH memory be connected.
  • the safety module 100 has a reset circuit unit in a manner known per se 130, a user circuit ASIC 150 and a Logic PAL 160, which serves as a control signal generator for the ASIC.
  • the Reset circuit unit 130 or the user circuit ASIC 150 and the logic PAL 160 and possibly further - not shown - memories are connected via lines 191 and 129 with system voltage Us + supplied by the main board when the franking device is switched on 9 is delivered.
  • the essential ones have already been described in EP 789 333 A2 Parts of a postal security module PSM explained that the Implement the functions of accounting and securing the postage fee data.
  • the system voltage Us + is also present via a diode 181 and the line 136 at the input of the voltage monitoring unit 12.
  • a second operating voltage U b + is supplied at the output of the voltage monitoring unit 12 and is available via the line 138.
  • the system voltage Us + is not available, but only the battery voltage Ub +.
  • the battery contact terminal 104 located at the negative pole is connected to ground. From the battery contact terminal 103 located at the positive pole, battery voltage is supplied via a line 193, via a second diode 182 and line 136 to the input of the voltage monitoring unit.
  • a commercially available circuit can be used as the voltage transformer 180.
  • the output of the voltage monitoring unit 12 is connected via a line 138 to an input for this second operating voltage U b + of the processor 120, which leads to at least one RAM memory area 122, 124 and guarantees non-volatile storage there for as long as the second operating voltage U b + in the required amount.
  • Processor 120 preferably includes internal RAM 124 and real time clock (RTC) 122.
  • the voltage monitoring unit 12 in the security module has one Resettable latching on by processor 120 via a line 164 can be queried and reset via a line 135.
  • For the voltage monitoring unit shows a reset of the self-holding 12 Switching means on The reset can only be triggered if the battery voltage has risen above the predetermined threshold.
  • the lines 135 and 164 are each with a pin (Pin1 and 2) of the Processor 120 connected.
  • Line 164 provides a status signal to the Processor 120 and line 135 provide a control signal to the Voltage monitoring unit 12.
  • the line 136 at the input of the voltage monitoring unit 12 also supplies an unplugged detection unit 13 with operating or Battery voltage.
  • the unplugged detection unit 13 gives up a status signal from line 139 to a pin 5 of processor 120, which gives a statement about the state of the circuit. From the processor 120 the state of the unplugged detection unit 13 via the Line 139 polled.
  • the processor can be used with a pin 4 of the Processor 120 signal issued via line 137 the unplugged detection unit 13 reset. After placing a static connection test carried out. This is done via a line 192 Ground potential queried, which is at connection P4 of interface 8 of the postal security module PSM 100 and can only be queried is when the security module 100 is properly inserted.
  • processor 120 There is a line loop on pins 6 and 7 of processor 120, which are connected via pins P1 and P2 of contact group 102 of interface 8 is looped back to processor 120.
  • the PSM 100 postal security module is connected to the Motherboard 9 are the processor 120 changing signal levels in very irregular intervals on pins 6, 7 and over looped back the loop.
  • the postal security module PSM 100 is equipped with a long-live battery, which also enables monitoring of use without the security module being connected to a system voltage of a mail processing device. Proper use, operation, installation or installation in a suitable environment are such properties to be checked by the functional units of the safety module.
  • An initial installation is carried out by the manufacturer of the postal security module. After this initial installation, all that needs to be done is to check first whether the postal security module is separated from its field of application (postal processing facility), this usually taking place during an exchange. This state is monitored by the unplugged detection unit 13. Here, a voltage level is monitored via the ground connection at pin 4 of the interface unit 8. When the functional unit is replaced, this ground connection is interrupted and the unplugged detection unit 13 registers this process as information.
  • this information can be evaluated at any time if a restart is desired.
  • the regular evaluation of this unplugged signal on line 139 of the unplugged detection unit 13 enables the processor 120 to delete sensitive data, but without changing the billing and customer data in the NVRAM memories.
  • the current state of the postal security module with the deleted sensitive data can be understood as a maintenance state, in which the exchange, repair or otherwise is usually carried out. Since the sensitive data of the functional unit is deleted, an error due to improper handling of the postal security module is excluded.
  • the sensitive data are, for example, cryptographic keys.
  • processor 120 prevents a core functionality of the postal security module, which for example consists in the billing and / or calculation of a security code for the security marking in a security imprint.
  • the postal security module PSM is first plugged in and electrically connected to the corresponding interface unit 8 of a mail processing device. The device is then switched on and the postal security module is again supplied with system voltage Us +. Due to the special condition, the proper installation of the postal security module must now be checked again by its functional unit. For this purpose, a second stage of a test (dynamic plug-in detection) is provided. Information is exchanged via an operative connection established between the first functional unit (processor 120) and the current loop 18 of the interface unit 8, the error-free transmission of which provides evidence of correct installation. This is a prerequisite for a successful restart.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a postage meter machine that uses a chip card read / write unit 70 for reloading change data by chip card and with a printing device 2, which by a Control device 1 is controlled, is equipped.
  • the control device 1 has a memory 92 with a microprocessor 91, 93, 94, 95 equipped motherboard 9.
  • the program memory 92 contains an operating program for printing at least and at least security-relevant components of the program for a predetermined change in format of part of the useful data.
  • the RAM 93 is used for the temporary storage of intermediate results.
  • the non-volatile memory NVM 94 is used for the non-volatile temporary storage of data, for example statistical data, which are arranged according to cost centers.
  • the calendar / clock module 95 likewise contains addressable but non-volatile memory areas for the non-volatile intermediate storage of intermediate results or also known program parts (for example for the DES algorithm).
  • control device 1 is connected to the chip card read / write unit 70, the microprocessor 91 of the control device 1 being programmed, for example, to load the useful data N from the memory area of a chip card 49 for use in corresponding memory areas of the franking machine .
  • a first chip card 49 inserted into an insertion slot 72 of the chip card read / write unit 70 allows a data record to be reloaded into the franking machine for at least one application.
  • the chip card 49 contains, for example, the postage fees for all the usual postal carrier services in accordance with the tariff of the postal authority and a postal carrier identifier in order to generate a stamp image with the franking machine and to stamp the postal items in accordance with the tariff of the postal authority.
  • the control device 1 forms the actual meter with the means 91 to 95 of the aforementioned main board 9 and also includes a keyboard 88, a display unit 89 and an application-specific circuit ASIC 90 and interface 8 for the postal security module PSM 100.
  • the safety module PSM 100 is connected to the aforementioned ASIC 90 and the microprocessor 91 and via the parallel ⁇ C bus with at least the means 91 to 95 of the main board 9 and connected to display unit 89.
  • the control bus carries cables for the signals CE, RD and WR between the safety module PSM 100 and the aforementioned ASIC 90.
  • the microprocessor 91 points preferably a pin for one from the PSM 100 security module issued interrupt signal i, further connections for the keyboard 88, a serial interface SI-1 for the connection of the chip card read / write unit 70 and a serial interface SI-2 for the optional connection of a MODEM to means of the MODEM can for example in the non-volatile memory of the postal Security funds PSM 100 stored credit can be increased.
  • the postal security device PSM 100 is secured by a Enclosed housing. Before each franking imprint is made in the postal Security module PSM 100 performed a hardware accounting. Billing takes place independently of cost centers.
  • the postal Safety equipment PSM 100 can be designed internally as in the European application EP 789 333 A3 has been described in more detail.
  • the ASIC 90 is intended to be a serial interface circuit 98 to a device upstream in the post stream, a serial Interface circuit 96 to the sensors and actuators of the Printing device 2, a serial interface circuit 97 for Print control electronics 16 for the print head 4 and a serial Interface circuit 99 to one of the printing device 20 in the mail stream downstream device.
  • DE 197 11 997 is one Design variant for the peripheral interface can be removed, which is suitable for several peripheral devices (stations). It is entitled: Arrangement for communication between a base station and others Stations of a mail processing machine and for its emergency shutdown.
  • the interface circuit 96 coupled to the interface circuit 14 located in the machine base provides at least one connection to the sensors 6, 7, 17 and to the actuators, for example to the drive motor 15 for the roller 11 and to a cleaning and sealing station RDS 40 for the ink jet print head 4 , as well as the label provider 50 in the machine base.
  • the basic arrangement and the interaction between inkjet print head 4 and the RDS 40 can be found in DE 197 26 642 C2, with the title: Arrangement for positioning an inkjet print head and a cleaning and sealing device.
  • One of the sensors 7, 17 arranged in the guide plate 20 is the sensor 17 and is used to prepare for the triggering of pressure when transporting letters.
  • the sensor 7 is used to detect the start of a letter for the purpose of triggering pressure when transporting letters.
  • the transport device consists of a conveyor belt 10 and two rollers 11, 11 '.
  • One of the rollers is the drive roller 11 equipped with a motor 15, another is the idler roller 11 '.
  • the drive roller 11 is preferably designed as a toothed roller, and accordingly the conveyor belt 10 is also designed as a toothed belt, which ensures the unambiguous power transmission.
  • An encoder 5, 6 is coupled to one of the rollers 11, 11 '.
  • the drive roller 11 with an incremental encoder 5 is firmly seated on an axis.
  • the incremental encoder 5 is designed, for example, as a slotted disc which interacts with a light barrier 6 and outputs an encoder signal to the main board 9 via the line 19.
  • the individual print elements of the print head are connected to print electronics within its housing and that the print head can be controlled for purely electronic printing.
  • the print control takes place on the basis of the path control, taking into account the selected stamp offset, which is entered via the keyboard 88 or, if necessary, via a chip card and is stored in the non-volatile memory NVM 94.
  • a planned imprint thus results from stamp offset (without printing), the franking print image and, if necessary, further print images for advertising slogan, shipping information (optional prints) and additional editable messages.
  • the NVM 94 non-volatile memory has a plurality of memory areas. These include those that save the loaded postage fee tables in a non-volatile manner.
  • the chip card read / write unit 70 consists of an associated mechanical carrier for the microprocessor card and contacting unit 74. The latter allows the chip card to be securely mechanically held in the reading position and unambiguously signaled that the reading position of the chip card has been reached in the contacting unit.
  • the microprocessor card with the microprocessor 75 has a programmed reading ability for all types of memory cards or chip cards.
  • the interface to the franking machine is a serial interface according to the RS232 standard.
  • the data transfer rate is min. 1.2 K baud.
  • the power supply is switched on by means of a switch 71 connected to the main board. After the power supply is switched on, a self-test function with a readiness message is carried out.
  • FIG. 3 is a perspective view of the franking machine from FIG shown at the back.
  • the franking machine consists of a meter 1 and a base 2.
  • the latter is with a chip card read / write unit 70 equipped, which is arranged behind the guide plate 20 and from the Upper housing edge 22 is accessible.
  • a chip card 49 is turned upwards inserted into the slot 72 below.
  • the guide plate is in contact with the input data a franking stamp 31 printed.
  • the letter feed opening is through a transparent plate 21 and the guide plate 20 laterally limited.
  • the Status display of the plugged onto the main board 9 of the meter 1 Security module 100 is visible from the outside through an opening 109.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the postal security module PSM 100 in a preferred variant.
  • the negative pole of the battery 134 is grounded and a pin P23 of the contact group 102.
  • the positive pole of the battery 134 is connected via line 193 to one input of voltage changeover switch 180 and line 191 carrying system voltage is connected to the other input of voltage changeover switch 180.
  • the SL-389 / P is suitable as a battery 134 for a lifespan of up to 3.5 years or the SL-386 / P for a lifespan of up to 6 years with a maximum power consumption by the PSM 100 commercially available circuit type ADM 8693ARN can be used.
  • the output of the voltage changeover switch 180 is connected to the battery monitoring unit 12 and the detection unit 13 via the line 136.
  • the battery monitoring unit 12 and the detection unit 13 are in communication with the pins 1, 2, 4 and 5 of the processor 120 via the lines 135, 164 and 137, 139.
  • the output of the voltage changeover switch 180 is also present via the line 136 at the supply input of a first memory SRAM, which becomes a non-volatile memory NVRAM of a first technology due to the existing battery 134.
  • the security module is connected to the franking machine via the system bus 115, 117, 118.
  • Processor 120 can communicate with a remote data center through the system bus and modem 83.
  • the billing is performed by the ASIC 150 and checked by the processor 120.
  • the postal accounting data are stored in non-volatile memories of different technologies.
  • the system voltage is present at the supply input of a second memory NV-RAM 114.
  • the latter is a non-volatile memory NVRAM of a second technology, (SHADOW-RAM).
  • This second technology preferably comprises a RAM and an EEPROM, the latter automatically taking over the data content in the event of a system power failure.
  • the NVRAM 114 of the second technology is connected to the corresponding address and data inputs of the ASIC 150 via an internal address and data bus 112, 113.
  • the ASIC 150 contains at least one hardware accounting unit for the Calculation of the postal data to be saved.
  • PAL 160 is access logic to the ASIC 150 housed.
  • the ASIC 150 is controlled by the PAL 160 logic.
  • An address and control bus 117, 115 from the main board 9 is on corresponding pins of the logic PAL 160 and the PAL 160 generates at least one control signal for the ASIC 150 and one Control signal 119 for the program memory FLASH 128.
  • the processor 120 executes a program that is stored in the FLASH 128.
  • the Processor 120, FLASH 28, ASIC 150 and PAL 160 are one internal system bus interconnected, the lines 110,111,126,119 for data, address and control signals.
  • the processor 120 of the security module 100 is via an internal module Data bus 126 with a FLASH 128 and with the ASIC 150 connected.
  • the FLASH 128 is supplied with system voltage Us +. He is for example a 128 Kbyte FLASH memory of the type AM29F010-45EC.
  • the ASIC 150 of the postal security module 100 delivers an internal address bus 110 addresses 0 to 7 to corresponding address inputs of the FLASH 128.
  • the processor 120 of the Security module 100 delivers the via an internal address bus 111 Addresses 8 to 15 to the corresponding address inputs of the FLASH 128.
  • the ASIC 150 of the security module 100 is above the Contact group 101 of the interface 8 with the data bus 118, with the Address bus 117 and control bus 115 of the motherboard 9 in Communication link.
  • processor 120 has memory 122, 124 on which via line 138 has an operating voltage Ub + of one Voltage monitoring unit 12 is supplied.
  • one Real time clock RTC 122 and memory RAM 124 are from one Operating voltage supplied via line 138.
  • the voltage monitoring unit (Battery Observer) 12 also provides a status signal 164 and responds to a control signal 135.
  • the voltage switch 180 gives as output voltage on line 136 for the Battery Observer 12 and memory 116 that of its input voltages as Supply voltage that is greater than the other.
  • the battery 134 of the security module 100 feeds during the idle times the real-time clock in the aforementioned manner outside of normal operation (RTC) 122 with date and / or time registers and / or the static RAM (SRAM) 124, which holds security-relevant data.
  • RTC normal operation
  • SRAM static RAM
  • the tension drops the battery during battery operation below a certain Limit, the voltage monitoring unit 12 becomes the feed point for the RTC and SRAM connected to ground until reset. The voltage on the RTC and SRAM is then 0V.
  • Leading the SRAM 124 e.g. important cryptographic keys contains, is deleted very quickly.
  • the RESET unit 130 is connected via line 131 to pin 3 of the Processor 120 and connected to a pin of the ASIC's 150.
  • the Processor 120 and the ASIC 150 are when the Supply voltage through a reset generation in the RESET unit 130 reset.
  • the processor can change the state of the circuit query (status signal) and thus and / or via the evaluation of the Contents of the deleted memory indicate that the Battery voltage has fallen below a certain value in the meantime Has.
  • the processor can reset the monitoring circuit, i.e. "make sharp.
  • the unplugged detection unit 13 has for measuring the input voltage a line 192 through the connector of the security module and interface 8, preferably via a base on the motherboard 9 the franking machine is connected to ground. This measurement is used for static monitoring of being plugged in and forms the basis for monitoring at a first level. It is envisaged that the Unplugged detection unit 13 circuit means for a resettable Exhibits self-retention, whereby self-retention is triggered, when the voltage level on a measuring voltage line 192 of deviates from a predetermined potential.
  • the evaluation logic includes the processor connected to the other functional units 120, which is programmed, the respective state of the security module 100 determine and change. The state of the Latching is via line 139 from processor 120 of the Security module 100 can be queried.
  • the measuring voltage potential on the Line 192 corresponds to ground potential when the security module 100 is properly inserted.
  • Operating voltage potential is on line 139.
  • Ground voltage potential is present on line 139, if the security module 100 is not plugged in.
  • the processor 120 points a fifth pin 5, to which line 139 is connected, to query the status of the unplugged detection unit 13 whether it is switched to ground potential with latching. To the state the latching of the unplugged detection unit 13 via the To reset line 137, processor 120 has a fourth pin 4 on.
  • a current loop 18 is provided which pins 6 and 7 of the Processor 120 also via the connector of the security module and with each other via the base on the main board 9 of the franking machine connects.
  • the lines on pins 6 and 7 of processor 120 are only with a PSM 100 plugged into the main board 9 Current loop 18 closed. This loop forms the basis for dynamic monitoring of the security module being connected on a second level.
  • the processor 120 internally has a processing unit CPU 121, one Real time clock RTC 122, a RAM unit 124 and an input / output unit 125 on.
  • the processor 120 has at least pins 8, 9 for output a signal for signaling the state of the safety module 100 equipped. I / O ports of the input / output unit are located at pins 8 and 9 125, to which module-internal signaling means are connected, for example colored light emitting diodes LED's 107, 108, which the Signal the status of the safety module 100.
  • the security modules can assume various states in their life cycle. So e.g. be detected whether the module is valid cryptographic Contains key. It is also important to differentiate whether that Module works or is defective. The exact type and number of Module states depend on the functions implemented in the module and on the Implementation dependent.
  • the circuit diagram of the detection unit 13 is explained. It is provided that the unplugged detection unit 13 has a voltage divider which consists of a series connection of resistors 1310, 1312, 1314 and is connected between a supply voltage potential tapped by a capacitor 1371 and a measuring voltage potential on line 192.
  • the circuit is supplied with the system or battery voltage via line 136.
  • the respective supply voltage from line 136 reaches the capacitor 1371 of the circuit via a diode 1369.
  • a negator 1320, 1398 is located on the output side of the circuit. In the normal state, the transistor 1320 of the negator is blocked and the supply voltage is effective via the resistor 1398 on the line 139, which therefore leads to logic '1', ie H level in the normal state.
  • An L level on line 139 is advantageous as a status signal for being unplugged because then no current flows into pin 5 of processor 120, which increases battery life.
  • the diode 1369 preferably in conjunction with an electrolytic capacitor 1371, ensures that the circuit upstream of the negator is supplied with a voltage over a relatively long period (> 2 s) at which its function is guaranteed, even though the voltage on line 136 is already was switched off.
  • the voltage divider 1310, 1312, 1314 has a tap 1304, to which a capacitor 1306 and the non-inverting input of a comparator 1300 are connected.
  • the inverting input of the comparator 1300 is connected to a reference voltage source 1302.
  • the output of the comparator 1300 is connected on the one hand via the negator 1324, 1398 to the line 139 and on the other hand to the control input of a switching means 1322 for the self-holding.
  • the switching means 1322 is connected in parallel to the resistor 1310 of the voltage divider and the switching means 1316 for resetting the latching is connected between the tap 1304 and ground.
  • the tap 1304 of the voltage divider lies at the connection point of the resistors 1312 and 1314.
  • the capacitor 1306 connected between the tap 1304 and ground prevents vibrations.
  • the voltage at tap 1304 of the voltage divider is compared in comparator 1300 with the reference voltage of source 1302.
  • the comparator output remains at L level and transistor 1320 of the negator is blocked.
  • line 139 now receives the operating voltage potential and the status signal is logically '1'.
  • the voltage divider is dimensioned such that, at ground potential on line 192, tap 1304 carries a voltage which is safely below the switching threshold of comparator 1300. If the connection is interrupted and the line 192 is no longer connected to ground because the security module 100 has been detached from the base on the main board 9 or interface unit 8 of the franking machine, the voltage at the tap 1304 is drawn via the voltage of the reference voltage source 1302 and the Comparator 1300 switches.
  • the comparator output is switched to H level and consequently transistor 1320 is switched on.
  • line 139 is connected to ground potential and the status signal is logically '0'.
  • a transistor 1322 which is connected in parallel with the resistor 1310 of the voltage divider, a self-holding circuit of the unplugged detection unit 13 is realized.
  • the control input of transistor 1322 is switched to H level by the comparator output.
  • the transistor 1322 turns on and bridges the resistor 1310.
  • the voltage divider is only formed by the resistors 1312 and 1314.
  • the switchover threshold is increased to such an extent that the comparator also remains in the switched state when the line 192 is again at ground potential because the safety module has been plugged in again.
  • the state of the circuit can be queried by the processor 120 via the signal on line 139.
  • the unplugged detection unit 13 has a line 137 as a switching means and a switching means 1316 for resetting the latching, the resetting being able to be triggered by the processor 120 via a signal on the line 137.
  • the processor 120 can contact a remote data center at any time via a user circuit ASIC 150, a first contact group 101, a system bus of the control device 1 and, for example, the microprocessor 91 via modem 83, which checks the accounting data and, if necessary, further data to the Processor 120 communicates.
  • the user circuit ASIC 150 of the security module 100 is connected to the processor 120 via an internal data bus 126.
  • the processor 120 can reset the unplugged detection unit if a reinitialization could be successfully completed using the transmitted data.
  • the transistor 1316 is switched through via the reset signal on the line 137 and thus the voltage at the tap 1304 is drawn below the reference voltage of the source 1302 and the transistors 1320 and 1322 are blocked. If the transistor 1322 is blocked in the normal state, the resistors 1310 and 1312 form the upper part of the above-mentioned voltage divider in series and the switching threshold is lowered again to the original state.
  • FIG. 6 shows the mechanical structure of the security module in side view.
  • the security module is designed as a multi-chip module, i.e. several functional units are on a printed circuit board 106 interconnected.
  • the security module 100 is with a hard potting compound 105 potted, the battery 134 of the security module 100 outside the sealing compound 105 on a printed circuit board 106 is interchangeably arranged.
  • one Potting material 105 potted that signaling means 107, 108 from the Potting material protrude in a first place and that the Printed circuit board 106 with the inserted battery 134 on the side of a second one Spot protrudes.
  • Circuit board 106 also has battery contact terminals 103 and 104 for connecting the poles of the battery 134, preferably on the component side above the circuit board 106. It it is provided that for plugging in the postal security module PSM 100 on the main board of meter 1, the contact groups 101 and 102 below the printed circuit board 106 (conductor track side) of the security module 100 are arranged. The ASIC 150 user circuit has stopped via the first contact group 101 - in a manner not shown - with the System bus of a control device 1 in communication connection and the second contact group 102 is used to supply the security module 100 with the system voltage.
  • the security module on the Main board plugged in is preferably inside the meter housing arranged in such a way that the signaling means 107, 108 are close an opening 109 or protrudes into this.
  • the meter case is thus advantageously constructed so that the user can view the status of the Security module can still see from the outside.
  • the two LEDs 107 and 108 of the signaling means are via two output signals of the I / O ports on pins 8, 9 of processor 120 are controlled. Both LEDs are housed in a common component housing (Bicolor LED), which is why the dimensions or diameter the opening can remain relatively small and of the order of magnitude Signal means is. In principle, three different colors can be displayed (red, green, orange), of which only two are used (red and green). To differentiate the status, the LEDs also flash used, so that 5 different status groups can be distinguished can be characterized by the following LED states: LED off, LED flashing red, LED red, LED flashing green, LED green.
  • FIG. 7 is a top view of the postal security module shown.
  • FIGS. 8a and 8b each show a view of the security module from the right or from the left.
  • the postal device in particular a franking machine
  • the safety module can also have a different design have, which makes it possible, for example, on the motherboard of a personal computer that can be inserted as a PC franking device controls a commercially available printer.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls mit Schriften zur Überwachung des sachgemäßen Einsatzes mittels einer ersten, zweiten und dritten Funktionseinheit, Löschen von sensitiven Daten aufgrund eines unsachgemäßen Gebrauchs oder Austausches mindestens mittels der zweiten Funktionseinheit, Sperren der Funktionalität mittels der dritten Funktionseinheit während eines Austausches des Sicherheitsmoduls, Reinitialisieren der zuvor gelöschten sensitiven Daten nach sachgemäßem Gebrauch oder Austausch des Sicherheitsmoduls und Wiederinbetriebnahme durch Freischalten der Funktionseinheiten des Sicherheitsmodules. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens hat eine Ungestecktsein-Detektionseinheit (13), die Schaltungsmittel (1310, 1316, 1322, 1324) für eine rücksetzbare Selbsthaltung aufweist, wobei die Selbsthaltung ausgelöst wird, wenn der Spannungspegel auf einer Meßspannungsleitung (192) von einem vorbestimmten Potential abweicht. Eine Logik umfaßt einen mit den anderen Funktionseinheiten verbundenen Prozessor (120), welcher programmiert ist, den jeweiligen Zustand des Sicherheitsmoduls (100) festzustellen und zu verändern. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 3 angegebenen Art. Ein solcher postalischer Sicherheitsmodul ist insbesondere für den Einsatz in einer Frankiermaschine bzw. Postbearbeitungsmaschine oder Computer mit Postbearbeitungsfunktion geeignet.
Moderne Frankiermaschinen, wie die aus der US 4.746.234 bekannte Thermotransfer-Frankiermaschine, setzen eine vollelektronische digitale Druckvorrichtung ein. Damit ist es prinzipiell möglich, beliebige Texte und Sonderzeichen im Frankierstempeldruckbereich und ein beliebiges oder ein einer Kostenstelle zugeordnetes Werbeklischee zu drucken. So hat zum Beispiel die Frankiermaschine T1000 der Anmelderin einen Mikroprozessor, welcher von einem gesicherten Gehäuse umgeben ist, das eine Öffnung für die Zuführung eines Briefes aufweist. Bei einer Briefzuführung übermittelt ein mechanischer Briefsensor (Mikroschalter) ein Druckanforderungssignal an den Mikroprozessor. Der Frankierabdruck beinhaltet eine zuvor eingegebene und gespeicherte postalische Information zur Beförderung des Briefes. Die Steuereinheit der Frankiermaschine nimmt eine Abrechnung softwaremäßig vor, übt eine Überwachungsfunktion ggf. bezüglich der Bedingungen für eine Datenaktualisierung aus und steuert das Nachladen eines Portwertguthabens.
Für die oben genannte Thermotransfer-Frankiermaschine wurde bereits in US 5,606,508 (DE 42 13 278 B1) und in US 5,490,077 eine Dateneingabemöglichkeit mittels Chipkarten vorgeschlagen. Eine der Chipkarten lädt neue Daten in die Frankiermaschine und ein Satz an weiteren Chipkarten gestattet durch das Stecken einer Chipkarte eine Einstellung entsprechend eingespeicherter Daten vorzunehmen. Das Datenladen und die Einstellung der Frankiermaschine kann damit bequemer und schneller als per Tastatureingabe erfolgen. Eine Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut, ist mit einem Drucker zum Drucken des Postwertstempels auf das Postgut, mit einer Steuerung zum Steuern des Druckens und der peripheren Komponenten der Frankiermaschine, mit einer Abrecheneinheit zum Abrechnen von Postgebühren, mit mindestens einem nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von Postgebührendaten, mit mindestens einem nichtflüchtigen Speicher zum Speichern von sicherheitsrelevanten Daten und mit einer Kalender/Uhr ausgestattet. Der nichtflüchtige Speicher der sicherheitsrelevanten Daten und/oder die Kalender/Uhr wird gewöhnlich von einer Batterie gespeist. Bei bekannten Frankiermaschinen werden sicherheitsrelevante Daten (kryptografische Schlüssel u.ä.) in nichtflüchtigen Speichern gesichert. Diese Speicher sind EEPROM, FRAM oder batteriegesicherte SRAM. Bekannte Frankiermaschinen verfügen oft auch über eine interne Echtzeituhr (Real Time Clock) RTC, die von einer Batterie gespeist wird. Bekannt sind z.B. vergossene Module, die integrierte Schaltkreise und eine Lithium-Batterie enthalten. Diese Module müssen nach Ablauf der Lebensdauer der Batterie im Ganzen ausgetauscht und entsorgt werden. Aus wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten ist es günstiger, wenn nur die Batterie ausgetauscht werden muß. Dazu muß jedoch das Sicherheitsgehäuse geöffnet und anschließend wieder verschlossen und gesiegelt werden, denn die Sicherheit gegenüber Betrugsversuchen beruht im Wesentlichen auf dem gesicherten Gehäuse, welches die gesamte Maschine umschließt. Seitens der Anmelderin wurde in EP 660 269 A2 (US 5,671,146) bereits ein geeignetes Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit von Frankiermaschinen vorgeschlagen, in welchem zwischen einem authorisierten und unauthorisierten Öffnen des Sicherheitsgehäuses unterschieden wird.
Eine eventuell erforderliche Reparatur einer Frankiermaschine ist dann vor Ort nur schwer möglich, wenn der Zugang zu den Bauteilen erschwert oder eingeschränkt ist. Bei größeren Postverarbeitungsmaschinen oder sogenannten PC-Frankierern wird zukünftig das gesicherte Gehäuse auf das sogenannte postalische Sicherheitsmodul reduziert werden, was die Zugänglichkeit zu den übrigen Bauteilen verbessern kann.Zum wirtschaftlichen Austauschen der Batterie des Sicherheitsmoduls wäre es außerdem wünschenswert, daß sich diese auf relativ einfachem Wege auswechseln läßt. Dazu muß sich die Batterie außerhalb des Sicherheitsbereichs der Frankiermaschine befinden. Wenn die Batterieklemmen aber von außen zugänglich gemacht werden, ist ein möglicher Angreifer in der Lage, die Batteriespannung zu manipulieren. Bekannte batteriegespeiste SRAM und RTC haben bzgl. ihrer geforderten Betriebsspannung unterschiedliche Anforderungen. Die notwendige Spannung zum Halten von Daten von SRAM liegt unterhalb der geforderten Spannung zum Betrieb von RTC. Daß bedeutet, daß ein Verringern der Spannung unter einen bestimmten Grenzwert zu einem unerwünschten Verhalten der Komponenten führt: Die RTC bleibt stehen, die Uhrzeit - gespeichert in SRAM-Zellen - und die Speicherinhalte des SRAM bleiben erhalten. Wenigstens eine der Sicherheitsmaßnahmen, beispielsweise Long Time Watchdogs, wären dann auf der Frankiermaschinenseite unwirksam. Unter Long Time Watchdogs wird folgendes verstanden: Die entfernte Datenzentrale gibt einen Zeitkredit bzw. eine Zeitdauer, insbesondere eine Anzahl von Tagen, oder einen bestimmten Tag vor, bis zu welchem sich die Frankiereinrichtung per Kommunikationsverbindung melden kann. Nach erfolglosen Ablauf des Zeitkredits oder der Frist wird das Frankieren verhindert. Unter dem Titel: Verfahren und Anordnung zur Erzeugung und Überprüfung eines Sicherheitsabdruckes wurde bereits in der EP 660 270 A2 (US 5,680,463) ein Verfahren vorgeschlagen, die voraussichtliche Zeitdauer bis zur nächsten Guthabennachladung zu ermitteln, wobei seitens einer Datenzentrale diejenige Frankiermaschine als suspekt gilt, welche sich nicht fristgemäß meldet. Suspekte Frankiermaschinen werden der Postbehörde mitgeteilt, welche den Poststrom nach von suspekten Frankiermaschinen frankierten Briefen überwacht. Ein Ablauf des Zeitkredits oder der Frist wird bereits auch von der Frankiereinrichtung ermittelt und der Benutzer wird aufgefordert die überfällige Kommunikation durchzuführen.
Sicherheitsmodule sind von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen her bereits bekannt. Zum Schutz vor Einbruch in eine elektronische Anlage wird in EP 417 447 B1 bereits eine Sperre vorgeschlagen, welche Stromversorgungsmittel- und Signalerfassungsmittel sowie Abschirmmittel im Gehäuse umfaßt. Das Abschirmmittel besteht aus Einkapselungsmaterial und Leitungsmitteln, an welchen die Stromversorgungs- und Signalerfassungsmittel angeschlossen sind. Letzteres reagiert auf eine Veränderung des Leitungswiderstandes des Leitungsmittels. Außerdem enthält das Sicherheitsmodul eine interne Batterie, einen Spannungsumschalter von Systemspannung auf Batteriespannung, ein Power Gate und einen Kurzschlußtransistor sowie weitere Sensoren. Wenn die Spannung eine bestimmte Grenze unterschreitet, reagiert das Power Gate. Wenn der Leitungswiderstand, die Temperatur oder die Strahlung verändert ist, reagiert die Logik. Mittels des Power Gate oder mittels der Logik wird der Ausgang des Kurzschlußtransistor auf L-Pegel umgeschaltet, wodurch ein im Speicher gespeicherter kryptographischer Schlüssel gelöscht wird. Jedoch ist die Lebensdauer der nicht auswechselbaren Batterie und damit des Sicherheitsmoduls für den Einsatz in Frankiereinrichtungen bzw. Postverarbeitungsmaschinen zu klein.
Eine größere Postverarbeitungsmaschine ist beispielsweise die JetMail®. Ein Frankierdruck wird hier mittels einem stationär angeordneten Tintenstrahldruckkopf bei einem nichtwaagerechten annähernd vertikalen Brieftransport erzeugt. Eine geeignete Ausführung für eine Druckvorrichtung wurde bereits in der DE 196 05 015 C1 vorgeschlagen. Die Postverarbeitungsmaschine hat ein Meter und eine Base. Soll das Meter mit einem Gehäuse ausgestattet werden, so daß Bauteile leichter zugänglich sind, dann muß es durch ein postalisches Sicherheitsmodul vor Betrugsversuchen geschützt werden, welches mindestens das Abrechnen der Postgebühren durchführt. Um Einflüsse auf den Programmverlauf auszuschließen, wurde bereits in der EP 789 333 A2 unter dem Titel: Frankiermaschine vorgeschlagen, ein Sicherheitsmodul mit einer Anwenderschaltung (Application Specific Integrated Circuit) ASIC auszustatten, die eine Hardware-Abrecheneinheit aufweist. Die Anwenderschaltung steuert außerdem die Druckdatenübertragung zum Druckkopf.
Letzteres wäre nur dann nicht erforderlich, wenn für jedes Poststück einzigartige Abdrucke erzeugt werden. Ein geeignetes Verfahren und Anordnung zur Erzeugung und Überprüfung eines Sicherheitsabdruckes ist beispielsweise in den US 5,680,463, US 5,71 2,916 und US 5,734,723 vorgeschlagen worden. Dabei wird eine spezielle Sicherheitsmarkierung elektronisch generiert und in das Druckbild eingebettet.
Weitere Maßnahmen zum Schutz eines Sicherheitsmodul vor einem Angriff auf die in ihm gespeicherten Daten wurden auch in den nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldungen 198 16 572.2 und 198 16 571.4 vorgeschlagen. Bei einer Vielzahl von Sensoren steigt der Stromverbrauch und ein nicht ständig von einer Systemspannung versorgter Sicherheitsmodul zieht dann den für die Sensoren benötigten Strom aus seiner internen Batterie, was letztere ebenfalls frühzeitig erschöpft. Die Kapazität der Batterie und der Stromverbrauch beschränken somit die Lebensdauer eines Sicherheitsmoduls.
Frankiermaschinen sind wie viele andere Produkte ebenfalls modular aufgebaut. Diese Modularität ermöglicht den Austausch von Modulen und Komponenten aus verschiedenen Gründen. So können z.B. defekte Module ausgetauscht und durch überprüfte, reparierte oder neue Module ersetzt werden. Da eine höchste Sorgsamkeit beim Austausch von Baugruppen erforderlich ist, die sicherheitsrelevante Daten enthalten, erfordert der Austausch in der Regel den Einsatz eines Service Technikers und Maßnahmen, die bei unsachgemäßem Gebrauch bzw. unauthorisierten Austausch eines Sicherheitsmoduls dessen Funktionsweise unterbinden. Letzteres ist aber sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand den Schutz vor einem unbefugt manipulierten Sicherheitsmodul zu gewährleisten, wenn das Sicherheitsmodul austauschbar angeordnet ist. Der Austausch soll von jederman auf möglichst einfache Weise möglich sein.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Verfahrens nach Anspruch 1 und mit den Merkmalen der Anordnung nach Anspruch 3 gelöst.
Die Erfindung geht davon aus, mittels Funktionseinheiten den Austausch und Gebrauch eines Sicherheitsmoduls einer Frankiermaschine, Postverarbeitungseinrichtung oder ähnlichen Gerätes festzustellen, um den Benutzern der verschiedenen Geräte eine Gewährleistung über die korrekte Funktionsweise des Sicherheitsmoduls und damit des gesamten Gerätes bieten zu können. Ein Austausch eines Sicherheitsmoduls wird mindestens detektiert und ggf. nachträglich als Zustand signalisiert, wenn der Sicherheitsmodul wieder gesteckt ist und mit einer Systemspannung versorgt wird. Die Veränderungen des Zustandes des Sicherheitsmoduls werden mittels einer ersten Funktionseinheit und mittels einer von einer Batterie versorgten Detektionseinheit erfaßt, welche eine rücksetzbare Selbsthaltung aufweist. Die erste Funktionseinheit kann den jeweiligen Zustand auswerten, wenn sie wieder mit Systemspannung versorgt wird. Die Vorteile liegen in einer schnellen Reaktion auf Veränderungen des Zustandes des Sicherheitsmoduls und in einem geringem Batteriestromverbrauch der Schaltung der Detektionseinheit während der Nichtversorgung des Sicherheitsmoduls mit der Systemspannung.
Es ist mindestens vom unsachgemäßem Gebrauch eines Sicherheitsmoduls bei jedem Austausch auszugehen, bei welchen nicht nur die Systemspannung fehlt, sondern auch die austauschbar angeordnete Batterie entfernt wird. Damit der Austausch von möglichst gering qualifiziertem Personal und in Zukunft gar durch den Benutzer ausgeführt werden kann, übernimmt eine weitere Funktionseinheit die Überwachung auf Spannungsausfall beim Austausch der Batterie, wobei die erste Funktionseinheit zunächst sensitive Daten löscht und damit den weiteren Gebrauch des Sicherheitsmoduls einschränkt oder gar unterbindet. Die erste Funktionseinheit erzwingt bei einer späteren Wiederinbetriebnahme eine Kontaktaufnahme des Sicherheitsmoduls mit einer entfernten Datenzentrale zum Freischalten mindestens einer Funktionseinheit. Falls der Sicherheitsmodul sachgemäß ausgetauscht wurde, werden bei der Wiederinbetriebnahme die sensitiven Daten reinitialisiert. Zur Kontaktaufnahme sind Verfahren mit einer digitalen oder analogen Übertragungsstrecke einsetzbar. Das Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls beinhaltet die folgenden Schritte:
  • Überwachung des sachgemäßen Gebrauchs oder Austausches des Sicherheitsmoduls mittels einer ersten, zweiten und dritten Funktionseinheit,
  • Löschen von sensitiven Daten aufgrund eines unsachgemäßen Gebrauchs oder Austausches mindestens mittels der zweiten Funktionseinheit,
  • Sperren der Funktionalität mittels der dritten Funktionseinheit während eines Austausches des Sicherheitsmoduls,
  • Reinitialisieren mittels der ersten Funktionseinheit von zuvor gelöschten sensitiven Daten nach sachgemäßem Gebrauch oder Austausch des Sicherheitsmoduls,
  • Wiederinbetriebnahme durch Freischalten der Funktionseinheiten des Sicherheitsmodules.
Es ist vorgesehen, daß das Reinitialisieren in Verbindung mit einer Kommunikation mittels einer entfernten Datenzentrale von der ersten Funktionseinheit vorgenommen wird, nachdem eine dynamische GestecktseinDetektion erfolgreich durchgeführt wurde, wobei während der Detektion von der ersten Funktionseinheit über eine Stromschleife der Interfaceeinheit Informationen ausgetauscht werden, deren fehlerfreie Übermittlung den Beweis für den sachgemäßen Einbau des Sicherheitsmodules erbringt. Das Freischalten von Funktionseinheiten des Sicherheitsmodules erfolgt durch deren Rücksetzen. Die erste Funktionseinheit ist ein mit den anderen Funktionseinheiten verbundener Prozessor, welcher programmiert ist, den jeweiligen Zustand festzustellen. Die zweite Funktionseinheit ist eine Spannungsüberwachungseinheit mit rücksetzbarer Selbsthaltung und die dritte Funktionseinheit ist eine Ungestecktsein-Detektionsschaltung mit rücksetzbarer Selbsthaltung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Figur 1,
Blockbild und Interface des Sicherheitsmoduls,
Figur 2,
Blockschaltbild der Frankiermaschine,
Figur 3,
Perspektivische Ansicht der Frankiermaschine von hinten,
Figur 4,
Blockschaltbild des Sicherheitsmoduls (zweite Variante),
Figur 5,
Schaltbild der Detektionseinheit,
Figur 6,
Seitenansicht des Sicherheitsmoduls,
Figur 7,
Draufsicht auf das Sicherheitsmodul,
Figur 8a,
Ansicht des Sicherheitsmoduls von rechts,
Figur 8b,
Ansicht des Sicherheitsmoduls von links.
In der Figur 1 ist ein Blockbild des Sicherheitsmoduls 100 mit den Kontaktgruppen 101, 102 zum Anschluß an ein Interface 8 sowie mit den Batteriekontaktklemmen 103 und 104 eines Batterieinterfaces für eine Batterie 134 dargestellt. Obwohl das Sicherheitsmodul 100 mit einer harten Vergußmasse vergossen ist, ist die Batterie 134 des Sicherheitsmoduls 100 außerhalb der Vergußmasse auf einer Leiterplatte auswechselbar angeordnet. Die Leiterplatte trägt die Batteriekontaktklemmen 103 und 104 für den Anschluß der Pole der Batterie 134. Mittels der Kontaktgruppen 101, 102 wird das Sicherheitsmodul 100 an ein entsprechendes Interface 8 der Hauptplatine (Motherboard) 9 gesteckt. Die erste Kontaktgruppe 101 steht mit dem Systembus einer Steuereinrichtung in Kommunikationsverbindung und die zweite Kontaktgruppe 102 dient der Versorgung des Sicherheitsmoduls 100 mit der Systemspannung. Über die Pins P3,P5-P19 der Kontaktgruppe 101 laufen Adreß- und Datenleitungen 117, 118 sowie Steuerleitungen 115. Die erste und/oder zweite Kontaktgruppe 101 und/oder 102 sind/ist zur statischen und dynamischen Überwachung des Angestecktseins des Sicherheitsmoduls 100 ausgebildet. Über die Pins P23 und P25 der Kontaktgruppe 102 wird die Versorgung des Sicherheitsmodul 100 mit der Systemspannung der Hauptplatine 9 realisiert und über die Pins P1, P2 bzw. P4 wird eine dynamische und statische Ungestecktsein-Detektion durch das Sicherheitsmodul 100 realisiert.
Das Sicherheitsmodul 100 weist in an sich bekannter Weise einen Mikroprozessor 120 auf, der einen - nicht gezeigten - integrierten Festwertspeicher (internal ROM) mit dem speziellen Anwendungsprogramm enthält, was für die Frankiermaschine von der Postbehörde bzw. vom jeweiligen Postbeförderer zugelassen ist. Alternativ kann an den internen Datenbus 126 ein üblicher Festwertspeicher ROM oder FLASH-Speicher angeschlossen werden.
Das Sicherheitsmodul 100 weist in an sich bekannter Weise eine ResetSchaltungseinheit 130, einen Anwenderschaltkreis ASIC 150 und eine Logik PAL 160 auf, die für den ASIC als Steuersignalgenerator dient. Die Reset-Schaltungseinheit 130 bzw. der Anwenderschaltkreis ASIC 150 und die Logik PAL 160 sowie eventuell weitere - nicht gezeigte - Speicher werden über die Leitungen 191 bzw. 129 mit Systemspannung Us+ versorgt, welche bei eingeschalteter Frankiereinrichtung von der Hauptplatine 9 geliefert wird. In der EP 789 333 A2 wurden bereits die wesentlichen Teile eines postalischen Sicherheitsmoduls PSM erläutert, die die Funktionen Abrechnen und Absichern der Postgebührendaten realisieren.
Die Systemspannung Us+ liegt außerdem über eine Diode 181 und die Leitung 136 am Eingang der Spannungsüberwachungseinheit 12 an. Am Ausgang der Spannungsüberwachungseinheit 12 wird eine zweite Betriebsspannung Ub+ geliefert, welche über die Leitung 138 zur Verfügung steht. Bei ausgeschalteter Frankiereinrichtung steht nicht die Systemspannung Us+, sondern nur die Batteriespannung Ub+ zur Verfügung. Die am negativen Pol liegende Batteriekontaktklemme 104 ist mit Masse verbunden. Von der am positiven Pol liegenden Batteriekontaktklemme 103 wird Batteriespannung über eine Leitung 193, über eine zweite Diode 182 und die Leitung 136 an den Eingang der Spannungsüberwachungseinheit geliefert. Alternativ zu den beiden Dioden 181, 182 kann ein handelsüblicher Schaltkreis als Spannungsumsohalter 180 eingesetzt werden.
Der Ausgang der Spannungsüberwachungseinheit 12 ist über eine Leitung 138 mit einem Eingang für diese zweite Betriebsspannung Ub+ des Prozessors 120 verbunden, welcher mindestens auf einen RAM-Speicherbereich 122, 124 führt und dort eine nichtflüchtige Speicherung solange garantiert, wie die zweite Betriebsspannung Ub+ in der erforderlichen Höhe anliegt. Der Prozessor 120 enthält vorzugsweise einen internen RAM 124 und eine Echtzeituhr (RTC) 122.
Die Spannungsüberwachungseinheit 12 im Sicherheitsmodul weist eine rücksetzbare Selbsthaltung auf, die vom Prozessor 120 über eine Leitung 164 abgefragt und über eine Leitung 135 zurückgesetzt werden kann. Für eine Rücksetzung der Selbsthaltung weist die Spannungsüberwachungseinheit 12 Schaltungsmittel auf Die Rücksetzung ist erst auslösbar, wenn die Batteriespannung über die vorbestimmte Schwelle angestiegen ist.
Die Leitungen 135 and 164 sind je mit einem Pin (Pin1 und 2) des Prozessors 120 verbunden. Die Leitung 164 liefert ein Statussignal an den Prozessor 120 und die Leitung 135 liefert ein Steuersignal an die Spannungsüberwachungseinheit 12.
Die Leitung 136 am Eingang der Spannungsüberwachungseinheit 12 versorgt zugleich eine Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 mit Betriebs- oder Batteriespannung. Die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 gibt auf der Leitung 139 ein Statussignal an einen Pin 5 des Prozessors 120 ab, das eine Aussage über den Zustand der Schaltung gibt. Vom Prozessor 120 wird der Zustand der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 über die Leitung 139 abgefragt. Der Prozessor kann mit einem vom Pin 4 des Prozessors 120 über die Leitung 137 abgegebenen Signal die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 zurücksetzen. Nach dem Setzen wird eine statische Prüfung auf Anschluß durchgeführt. Dazu wird über eine Leitung 192 Massepotential abgefragt, welches am Anschluß P4 des Interfaces 8 des postalischen Sicherheitsmoduls PSM 100 anliegt und nur abfragbar ist, wenn der Sicherheitsmodul 100 ordnungsgemäß gesteckt ist. Bei gesteckten Sicherheitsmodul 100 wird Massepotential des negativen Pols 104 der Batterie 134 des postalischen Sicherheitsmoduls PSM 100 auf den Anschluß P23 des Interfaces 8 gelegt und ist somit am Anschluß P4 des Interfaces 8 über die Leitung 192 von der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 abfragbar.
An den Pins 6 und 7 des Prozessors 120 liegt eine Leitungsschleife, welche über die Pins P1 und P2 der Kontaktgruppe 102 des Interfaces 8 zum Prozessor 120 zurückgeschleift wird. Zur dynamischen Prüfung des Angeschlossenseins des postalischen Sicherheitsmoduls PSM 100 an der Hauptplatine 9 werden vom Prozessor 120 wechselnde Signalpegel in ganz unregelmäßigen Zeitabständen an die Pin's 6, 7 angelegt und über die Schleife zurückgeschleift.
Das postalische Sicherheitsmodul PSM 100 ist mit einer Long-Live-Batterie bestückt, welches auch eine Überwachung des Gebrauchs ermöglicht, ohne das das Sicherheitsmodul an einer Systemspannung eines Postverabeitungseinrichtung liegt. Der sachgemäße Gebrauch, Betrieb, Installation oder Einbau in der geeigneten Umgebung sind solche von den Funktionseinheiten des Sicherheitsmoduls zu prüfende Eigenschaften. Eine Erstinstallation wird vom Hersteller des postalischen Sicherheitsmoduls vorgenommen. Es ist also nach dieser Erstinstallation zunächst lediglich zu prüfen, ob das postalische Sicherheitsmodul von ihrem Einsatzfeld (Postverabeitungseinrichtung) getrennt wird, wobei dies in der Regel bei einem Austausch erfolgt.
Die Überwachung dieses Zustandes wird von der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 vorgenommen. Hierbei wird über die Masseverbindung am Pin 4 der Interfaceeinheit 8 ein Spannungspegel überwacht. Beim Austausch der Funktionseinheit wird diese Masseverbindung unterbrochen und die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 registriert diesen Vorgang als Information. Da für jede Trennung des Sicherheitsmoduls 100 von der Interfaceeinheit 8, die Speicherung dieser Information durch den speziellen batteriegetriebenen Schaltungsaufbau gewährleistet ist, kann eine Auswertung dieser Information zu jeder Zeit erfolgen, falls eine Wiederinbetriebnahme gewünscht ist. Die regelmäßige Auswertung dieses Ungestecktsein-Signals auf der Leitung 139 der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 ermöglicht es dem Prozessor 120 sensitive Daten zu löschen, ohne jedoch damit die Abrechnungs- und Kundendaten in den NVRAM-Speichern zu verändern. Der momentane Zustand des postalischen Sicherheitsmoduls mit den gelöschten sensitiven Daten kann als Wartungszustand aufgefaßt werden, in welchem in der Regel der Austausch, eine Reparatur oder sonstiges vorgenommen wird. Da die sensitiven Daten der Funktionseinheit gelöscht sind, ist ein Fehler aufgrund einer unsachgemäßen Handhabung des postalischen Sicherheitsmoduls ausgeschlossen. Die sensitiven Daten sind beispielsweise kryptographische Schlüssel. Der Prozessor 120 verhindert im Wartungszustand eine Kernfunktionalität des postalischen Sicherheitsmoduls, welche beispielweise in der Abrechnung und/oder Berechnung eines Sicherheitscodes für die Sicherheitsmarkierung in einem Sicherheitsabdruck besteht.
Zur Wiederinbetriebnahme wird das postalische Sicherheitsmodul PSM zunächst gesteckt und elektrisch mit der entsprechenden Interfaceeinheit 8 eines Postbearbeitungsgerätes verbunden. Anschließend wird das Gerät eingeschaltet und somit das postalische Sicherheitsmodul wieder mit Systemspannung Us+ versorgt. Aufgrund des speziellen Zustandes muß nun der sachgemäße Einbau des postalischen Sicherheitsmoduls durch ihre Funktionseinheit erneut geprüft werden. Hierfür wird eine zweite Stufe einer Prüfung (dynamische Gestecktsein-Detektion) vorgesehen. Über eine zwischen der ersten Funktionseinheit (Prozessor 120) und der Stromschleife 18 der Interfaceeinheit 8 hergestellten operative Verbindung werden Informationen ausgetauscht, deren fehlerfreie Übermittlung den Beweis für den sachgemäßen Einbau erbringt. Dies ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Wiederinbetriebnahme.
Für den Zustandswechsel in den normalen Betriebszustand ist nun noch eine Reinitialisierung der sensitiven Daten erforderlich. Zwischen dem postalischen Sicherheitsmodul und einer dritten Instanz wird eine Kommunikation vorgenommen, wobei letztere diese sensitiven Daten übermittelt. Nach erfolgreicher Übermittlung wird die UngestecktseinDetektionseinheit 13 zurückgesetzt und das postalische Sicherheitsmodul nimmt wieder seinen normalen Betriebszustand ein. Die Wiederinbetriebnahme ist abgeschlossen.
Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Frankiermaschine, die mit einer Chipkarten-Schreib/Leseeinheit 70 zum Nachladen von Änderungsdaten per Chipkarte und mit einer Druckeinrichtung 2, welche von einer Steuereinrichtung 1 gesteuert wird, ausgestattet ist. Die Steuereinrichtung 1 weist eine mit einem Mikroprozessor 91 mit zugehörigen Speichern 92, 93, 94, 95 ausgestattete Hauptplatine 9 auf.
Der Programmspeicher 92 enthält ein Betriebsprogramm mindestens zum Drucken und wenigstens sicherheitsrelevante Bestandteile des Programms für eine vorbestimmte Format-Änderung eines Teils der Nutzdaten.
Der Arbeitsspeicher RAM 93 dient zur flüchtigen Zwischenspeicherung von Zwischenergebnissen. Der nichtflüchtige Speicher NVM 94 dient zur nichtflüchtigen Zwischenspeicherung von Daten, beispielsweise von statistischen Daten, die nach Kostenstellen geordnet sind. Der Kalender/Uhrenbaustein 95 enthält ebenfalls adressierbare aber nichtflüchtige Speicherbereiche zur nichtflüchtigen Zwischenspeicherung von Zwischenergebnissen oder auch bekannten Programmteilen (beispielsweise für den DES-Algorithmus). Es ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 1 mit der Chipkarten-Schreib/Leseeinheit 70 verbunden ist, wobei der Mikroprozessor 91 der Steuereinrichtung 1 beispielsweise dazu programmiert ist, die Nutzdaten N aus dem Speicherbereich einer Chipkarte 49 zu deren Anwendung in entsprechende Speicherbereiche der Frankiermaschine zu laden. Eine in einen Einsteckschlitz 72 der Chipkarten-Schreib/Leseeinheit 70 eingesteckte erste Chipkarte 49 gestattet ein Nachladen eines Datensatzes in die Frankiermaschine für mindestens eine Anwendung. Die Chipkarte 49 enthält beispielsweise die Portogebühren für alle üblichen Postbefördererleistungen entsprechend des Tarifs der Postbehörde und ein Postbefördererkennzeichen, um mit der Frankiermaschine ein Stempelbild zugenerieren und entsprechend des Tarifs der Postbehörde die Poststücke freizustempeln.
Die Steuereinrichtung 1 bildet das eigentliche Meter mit den Mitteln 91 bis 95 der vorgenannten Hauptplatine 9 und umfaßt auch eine Tastatur 88, eine Anzeigeeinheit 89 sowie einen anwendungsspezitischen Schaltkreis ASIC 90 und das Interface 8 für das postalische Sicherheitsmodul PSM 100. Das Sicherheitsmodul PSM 100 ist über einen Steuerbus mit dem vorgenannten ASIC 90 und dem Mikroprozessor 91 sowie über den parallelen µC-Bus mindestens mit den Mitteln 91 bis 95 der Hauptplatine 9 und der mit Anzeigeeinheit 89 verbunden. Der Steuerbus führt Leitungen für die Signale CE, RD und WR zwischen dem Sicherheits-modul PSM 100 und dem vorgenannten ASIC 90. Der Mikroprozessor 91 weist vorzugsweise einen Pin für ein vom Sicherheitsmodul PSM 100 abgegebenes Interruptsignal i, weitere Anschlüsse für die Tastatur 88, eine serielle Schnittstelle SI-1 für den Anschluß der Chipkarten-Schreib/Lese-Einheit 70 und eine serielle Schnittstelle SI-2 für den optionalen Anschluß eines MODEMs auf Mittels des MODEMs kann beispielsweise das im nichtflüchtigen Speicher des postalischen Sicherheitsmittels PSM 100 gespeicherte Guthaben erhöht werden.
Das postalische Sicherheitsmittel PSM 100 wird von einem gesicherten Gehäuse umschlossen. Vor jedem Frankierabdruck wird im postalischen Sicherheitsmodul PSM 100 eine hardwaremäßige Abrechnung durchgeführt. Die Abrechnung erfolgt unabhängig von Kostenstellen. Das postalische Sicherheitsmittel PSM 100 kann intern so ausgeführt sein, wie in der europäischen Anmeldung EP 789 333 A3 näher beschrieben wurde.
Es ist vorgesehen, daß der ASIC 90 eine serielle Schnittstellenschaltung 98 zu einem im Poststrom vorschalteten Gerät, eine serielle Schnittstellenschaltung 96 zu den Sensoren und Aktoren der Druckeinrichtung 2, eine serielle Schnittstellenschaltung 97 zur Drucksteuerelektronik 16 für den Druckkopf 4 und eine serielle Schnittstellenschaltung 99 zu einem der Druckeinrichtung 20 im Poststrom nachgeschalteten Gerät aufweist. Der DE 197 11 997 ist eine Ausführungsvariante für die Peripherieschnittstelle entnehmbar, welche für mehrere Peripheriegeräte (Stationen) geeignet ist. Sie trägt den Titel: Anordnung zur Kommunikation zwischen einer Basisstation und weiteren Stationen einer Postbearbeitungsmaschine und zu deren Notabschaltung.
Die Schnittstellenschaltung 96 gekoppelt mit der in der Maschinenbasis befindlichen Schnittstellenschaltung 14 stellt mindestens eine Verbindung zu den Sensoren 6, 7, 17 und zu den Aktoren, beispielsweise zum Antriebsmotor 15 für die Walze 11 und zu einer Reinigungs- und Dichtstation RDS 40 für den Tintenstrahldruckkopf 4, sowie zum Labelgeber 50 in der Maschinenbasis her. Die prinzipielle Anordnung und das Zusammenspiel zwischen Tintenstrahldruckkopf 4 und der RDS 40 sind der DE 197 26 642 C2 entnehmbar, mit dem Titel: Anordnung zur Positionierung eines Tintenstrahldruckkopfes und einer Reinigungs- und Dichtvorrichtung.
Einer der in der Führungsplatte 20 angeordneten Sensoren 7, 17 ist der Sensor 17 und dient zur Vorbereitung der Druckauslösung beim Brieftransport. Der Sensor 7 dient zur Briefanfangserkennung zwecks Druckauslösung beim Brieftransport. Die Transporteinrichtung besteht aus einem Transportband 10 und zwei Walzen 11,11'. Eine der Walzen ist die mit einem Motor 15 ausgestattete Antriebswalze 11, eine andere ist die mitlaufende Spannwalze 11'. Vorzugsweise ist die Antriebswalze 11 als Zahnwalze ausgeführt, entsprechend ist auch das Transportband 10 als Zahnriemen ausgeführt, was die eindeutige Kraftübertragung sichert. Ein Encoder 5, 6 ist mit einer der Walzen 11, 11' gekoppelt. Vorzugsweise sitzt die Antriebswalze 11 mit einem Inkrementalgeber 5 fest auf einer Achse. Der Inkrementalgeber 5 ist beispielsweise als Schlitzscheibe ausgeführt, die mit einer Lichtschranke 6 zusammen wirkt, und gibt über die Leitung 19 ein Encodersignal an die Hauptplatine 9 ab.
Es ist vorgesehen, daß die einzelnen Druckelemente des Druckkopfes innerhalb seines Gehäuses mit einer Druckkopfelektronik verbunden sind und daß der Druckkopf für einen rein elektronischen Druck ansteuerbar ist. Die Drucksteuerung erfolgt auf Basis der Wegsteuerung, wobei der gewählte Stempelversatz berücksichtigt wird, welcher per Tastatur 88 oder bei Bedarf per Chipkarte eingegeben und im Speicher NVM 94 nichtflüchtig gespeichert wird. Ein geplanter Abdruck ergibt sich somit aus Stempelversatz (ohne Drucken), dem Frankierdruckbild und gegebenfalls weiteren Druckbildern für Werbeklischee, Versandinformationen (Wahldrucke) und zusätzlichen editierbaren Mitteilungen. Der nichtflüchtige Speicher NVM 94 weist eine Vielzahl an Speicherbereichen auf. Darunter sind solche, welche die geladenen Portogebührentabellen nichiflüchtig speichern.
Die Chipkarten-Schreib/Leseeinheit 70 besteht aus einem zugehörigen mechanischen Träger für die Mikroprozessorkarte und Kontaktiereinheit 74. Letztere gestattet eine sichere mechanische Halterung der Chipkarte in Lese-Position und eindeutige Signalisierung des Erreichens der Leseposition der Chipkarte in der Kontaktierungseinheit. Die Mikroprozessorkarte mit dem Mikroprozessor 75 besitzt eine einprogrammierte Lesefähigkeit für alle Arten von Speicherkarten bzw. Chipkarten. Das Interface zur Frankiermaschine ist eine serielle Schnittstelle gemäß RS232-Standard. Die Datenübertragungsrate beträgt min. 1,2 K Baud. Das Einschalten der Stromversorgung erfolgt mittels einem an der Hauptplatine angeschlossenen Schalter 71. Nach Einschalten der Stromversorgung erfolgt eine Selbsttestfunktion mit Bereitschaftsmeldung.
In der Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der Frankiermaschine von hinten dargestellt. Die Frankiermaschine besteht aus einem Meter 1 und einer Base 2. Letztere ist mit einer Chipkarten-Schreib/ Leseeinheit 70 ausgestattet, die hinter der Führungsplatte 20 angeordnet und von der Gehäuseoberkante 22 zugänglich ist. Nach dem Einschalten der Frankiermaschine mittels dem Schalter 71 wird eine Chipkarte 49 von oben nach unten in den Einsteckschlitz 72 eingesteckt. Ein zugeführter auf der Kante stehender Brief 3, der mit seiner zu bedruckenden Oberfläche an der Führungsplatte anliegt, wird dann entsprechend der Eingabedaten mit einem Frankierstempel 31 bedruckt. Die Briefzuführöffnung wird durch eine Klarsichtplatte 21 und die Führungsplatte 20 seitlich begrenzt. Die Statusanzeige des auf die Hauptplatine 9 des Meters 1 gesteckten Sicherheitsmoduls 100 ist von außen durch eine Öffnung 109 sichtbar.
Die Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild des postalischen Sicherheitsmoduls PSM 100 in einer bevorzugten Variante. Der negative Pol der Batterie 134 ist auf Masse und einen Pin P23 der Kontaktgruppe 102 gelegt. Der positive Pol der Batterie 134 ist über die Leitung 193 mit dem einen Eingang des Spannungsumschalters 180 und die Systemspannung führende Leitung 191 ist mit dem anderen Eingang des Spannungsumschalters 180 verbunden. Als Batterie 134 eignet sich der Typ SL-389/P für eine Lebensdauer bis zu 3,5 Jahren oder der Typ SL-386/P für eine Lebensdauer bis zu 6 Jahren bei einem maximalen Stromverbrauch durch das PSM 100. Als Spannungsumschalter 180 kann ein handelsüblicher Schaltkreis vom Typ ADM 8693ARN eingesetzt werden. Der Ausgang des Spannungsumschalters 180 liegt über die Leitung 136 an der Batterieüberwachungseinheit 12 und der Detektionseinheit 13 an. Die Batterieüberwachungseinheit 12 und die Detektionseinheit 13 stehen mit den Pins 1, 2, 4 und 5 des Prozessors 120 über die Leitungen 135, 164 und 137, 139 in Kommunikationsverbindung. Der Ausgang des Spannungsumschalters 180 liegt über die Leitung 136 außerdem am Versorgungseingang eines ersten Speichers SRAM an, der durch die vorhandene Batterie 134 zum nichtflüchtigen Speicher NVRAM einer ersten Technologie wird.
Das Sicherheitsmodul steht mit der Frankiermaschine über den Systembus 115,117, 118 in Verbindung. Der Prozessor 120 kann über den Systembus und ein Modem 83 in Kommunikationsverbindung mit einer entfernten Datenzentrale eintreten. Die Abrechnung wird vom ASIC 150 vollzogen und vom Prozessor 120 überprüft. Die postalischen Abrechnungsdaten werden in nichtflüchtigen Speichern unterschiedlicher Technologie gespeichert.
Die Systemspannung liegt am Versorgungseingang eines zweiten Speichers NV-RAM 114 an. Bei letzterem handelt es sich um einen nichtflüchtigen Speicher NVRAM einer zweiten Technologie, (SHADOW-RAM). Diese zweiten Technologie umfaßt vorzugsweise ein RAM und ein EEPROM, wobei letzteres die Dateninhalte bei Systemspannungsausfall automatisch übernimmt. Der NVRAM 114 der zweiten Technologie ist mit den entsprechenden Adress- und Dateneingängen des ASIC's 150 über einen internen Adreß- und Datenbus 112, 113 verbunden.
Der ASIC 150 enthält mindestens eine Hardware-Abrecheneinheit für die Berechnung der zu speichernden postalischen Daten. In der Programmable Array Logic (PAL) 160 ist eine Zugriffslogik auf den ASIC 150 untergebracht. Der ASIC 150 wird durch die Logik PAL 160 gesteuert. Ein Adreß- und Steuerbus 117, 115 von der Hauptplatine 9 ist an entsprechenden Pins der Logik PAL 160 angeschlossen und die PAL 160 erzeugt mindestens ein Steuersignal für das ASIC 150 und ein Steuersignal 119 für den Programmspeicher FLASH 128. Der Prozessor 120 arbeitet ein Programm ab, das im FLASH 128 gespeichert ist. Der Prozessor 120, FLASH 28, ASIC 150 und PAL 160 sind über einen modulinternen Systembus miteinander verbunden, der Leitungen 110,111,126,119 für Daten-, Adreß- und Steuersignale enthält.
Der Prozessor 120 des Sicherheitsmoduls 100 ist über einen modulinternen Datenbus 126 mit einem FLASH 128 und mit dem ASIC 150 verbunden. Der FLASH 128 wird mit Systemspannung Us+ versorgt. Er ist beispielsweise ein 128 Kbyte- FLASH-Speicher vom Typ AM29F010-45EC. Der ASIC 150 des postalischen Sicherheitsmoduls 100 liefert über einen modulinternen Adreßbus 110 die Adressen 0 bis 7 an die entsprechenden Adreßeingänge des FLASH 128. Der Prozessor 120 des Sicherheitsmoduls 100 liefert über einen internen Adreßbus 111 die Adressen 8 bis 15 an die entsprechenden Adresseingänge des FLASH 128. Der ASIC 150 des Sicherheitsmoduls 100 steht über die Kontaktgruppe 101 des Interfaces 8 mit dem Datenbus 118, mit dem Adreßbus 117 und dem Steuerbus 115 der Hauptplatine 9 in Kommunikationsverbindung.
Es ist vorgesehen, daß der Prozessor 120 Speicher 122, 124 aufweist, an welche über die Leitung 138 eine Betriebsspannung Ub+ von einer Spannungsüberwachungseinheit 12 zugeführt wird. Insbesondere eine Echtzeituhr RTC 122 und der Speicher RAM 124 werden von einer Betriebsspannung über die Leitung 138 versorgt. Die Spannungsüberwachungseinheit (Battery Observer) 12 liefert außerdem ein Statussignal 164 und reagiert auf ein Steuersignal 135. Der Spannungsumschalter 180 gibt als Ausgangsspannung auf der Leitung 136 für den Battery Observer 12 und Speicher 116 diejenige seiner Eingangsspannungen als Versorgungsspannung weiter, die größer als die andere ist. Durch die Möglichkeit, die beschriebene Schaltung in Abhängigkeit von der Höhe der Spannungen Us+ und Ub+ automatisch mit der größeren von beiden zu speisen, kann während des Normalbetriebs die Batterie 134 ohne Datenverlust gewechselt werden.
Die Batterie 134 des Sicherheitsmoduls 100 speist in den Ruhezeiten außerhalb des Normalbetriebes in vorerwähnter Weise die Echtzeituhr (RTC) 122 mit Datums und/oder Uhrzeitregistern und/oder den statischen RAM (SRAM) 124, der sicherheitsrelevante Daten hält. Sinkt die Spannung der Batterie während des Batteriebetriebs unter eine bestimmte Grenze, so wird von der Spannungsüberwachungseinheit 12 der Speisepunkt für die RTC und SRAM bis zum Rücksetzen mit Masse verbunden. Die Spannung an der RTC und am SRAM liegt dann bei 0V. Das führt dazu, daß der SRAM 124, der z.B. wichtige kryptografische Schlüssel enthält, sehr schnell gelöscht wird. Gleichzeitig werden auch die Register der RTC 122 gelöscht und die aktuelle Uhrzeit und das aktuelle Datum gehen verloren. Durch diese Aktion wird verhindert, daß ein möglicher Angreifer durch Manipulation der Batteriespannung die frankiermaschineninterne Uhr 122 anhält, ohne daß sicherheitsrelevante Daten verloren gehen. Somit wird verhindert, daß der Angreifer Sicherheitsmaßnahmen, wie beispielsweise Long Time Watchdogs umgeht.
Die RESET-Einheit 130 ist über die Leitung 131 mit dem Pin 3 des Prozessors 120 und mit einem Pin des ASIC's 150 verbunden. Der Prozessor 120 und das ASIC 150 werden bei Absinken der Versorgungsspannung durch eine Resetgenerierung in der RESET-Einheit 130 zurückgesetzt.
Gleichzeitig mit der Indikation der Unterspannung der Batterie wechselt die bechriebene Schaltung in einen Selbsthaltezustand, in dem sie auch bei nachträglicher Erhöhung der Spannung bleibt. Beim nächsten Einschalten des Moduls kann der Prozessor den Zustand der Schaltung abfragen (Statussignal) und damit und/oder über die Auswertung der Inhalte des gelöschten Speichers darauf schließen, daß die Batteriespannung zwischenzeitlich einen bestimmten Wert unterschritten hat. Der Prozessor kann die Überwachungsschaltung zurücksetzen, d.h. "scharf" machen.
Die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 hat zur Messung der Eingangsspannung eine Leitung 192, die über den Stecker des Sicherheitsmoduls und Interface 8, vorzugsweise über einen Sockel auf der Mutterplatine 9 der Frankiermaschine mit Masse verbunden ist. Diese Messung dient zur statischen Überwachung des Gesteckseins und bildet die Grundlage für eine Überwachung auf einer ersten Stufe. Es ist vorgesehen, daß die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 Schaltungsmittel für eine rücksetzbare Selbsthaltung aufweist, wobei die Selbsthaltung ausgelöst wird, wenn der Spannungspegel auf einer Meßspannungsleitung 192 von einem vorbestimmten Potential abweicht. Zugleich umfaßt die Auswerte-Logik den mit den anderen Funktionseinheiten verbundenen Prozessor 120, welcher programmiert ist, den jeweiligen Zustand des Sicherheitsmoduls 100 festzustellen und zu verändern. Der Zustand der Selbsthaltung ist über die Leitung 139 vom Prozessor 120 des Sicherheitsmoduls 100 abfragbar. Das Meßspannungspotential auf der Leitung 192 entspricht Massepotential, wenn der Sicherheitsmodul 100 ordnungsgemäß gesteckt ist. Auf der Leitung 139 liegt Betriebsspannungspotential. Massespannungspotential liegt auf der Leitung 139 an, wenn der Sicherheitsmodul 100 ungesteckt ist. Der Prozessor 120 weist einen fünften Pin5 auf, an welchem die Leitung 139 angeschlossen ist, um den Zustand der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 abzufragen, ob sie auf Massepotential mit Selbsthaltung geschaltet ist. Um den Zustand der Selbsthaltung der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 über die Leitung 137 zurückzusetzen, weist der Prozessor 120 einen vierten Pin 4 auf.
Weiterhin ist eine Stromschleife 18 vorgesehen, die die Pins 6 und 7 des Prozessors 120 ebenfalls über den Stecker des Sicherheitsmoduls und über den Sockel auf der Hauptplatine 9 der Frankiermaschine miteinander verbindet. Die Leitungen an den Pins 6 und 7 des Prozessors 120 sind nur bei einem an die Hauptplatine 9 gesteckten PSM 100 zu einer Stromschleife 18 geschlossen. Diese Schleife bildet die Grundlage für eine dynamische Überwachung des Angestecktseins des Sicherheitsmoduls auf einer zweiten Stufe.
Der Prozessor 120 weist intern eine Verarbeitungseinheit CPU 121, eine Echtzeituhr RTC 122 eine RAM-Einheit 124 und eine Ein/Ausgabe-Einheit 125 auf. Der Prozessor 120 ist mit Pin's 8, 9 zur Ausgabe mindestens eines Signals zur Signalisierung des Zustandes des Sicherheitsmoduls 100 ausgestattet. An den Pins 8 und 9 liegen I/O-Ports der Ein/Ausgabe-Einheit 125, an welchen modulinterne Signalmittel angeschlossen sind, beispielsweise farbige Lichtemitterdioden LED's 107, 108, welche den Zustand des Sicherheitsmoduls 100 signalisieren. Die Sicherheitsmodule können in ihrem Lebenszyklus verschiedene Zustände einnehmen. So muß z.B. detektiert werden, ob das Modul gültige kryptografische Schlüssel enthält. Weiterhin ist es auch wichtig zu unterscheiden, ob das Modul funktioniert oder defekt ist. Die genaue Art und Anzahl der Modulzustände ist von den realisierten Funktionen im Modul und von der Implementierung abhängig.
Anhand der Figur 5 wird das Schaltbild der Detektionseinheit 13 erläutert. Es ist vorgesehen, daß die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 einen Spannungsteiler aufweist, der aus einer Reihenschaltung von Widerständen 1310, 1312, 1314 besteht und zwischen einem von einem Kondensator 1371 abgreifbaren Versorgungsspannungspotential und einem Meßspannungspotential auf der Leitung 192 gelegt ist. Die Schaltung wird über die Leitung 136 mit der System- oder Batteriespannung versorgt. Die jeweilige Versorgungsspannung von der Leitung 136 gelangt über eine Diode 1369 auf den Kondensator 1371 der Schaltung. Ausgangsseitig der Schaltung liegt ein Negator 1320, 1398. Im Normalzustand ist der Transistor 1320 des Negators gesperrt und die Versorgungsspannung wird über den Widerstand 1398 auf der Leitung 139 wirksam, welche deshalb logisch '1', d.h. H-Pegel im Normalzustand führt. Ein L-Pegel auf der Leitung 139 ist vorteilhaft als Statussignal für ein Ungestecktsein, weil dann in den Pin 5 des Prozessors 120 kein Strom hineinfließt, was die Batterielebensdauer erhöht. Die Diode 1369 sorgt vorzugsweise in Zusammenhang mit einem Elektrolytkondensator 1371 dafür, daß die dem Negator vorgeschaltete Schaltung über einen relativ langen Zeitraum (>2 s) mit einer Spannung versorgt wird, bei der deren Funktion gewährleistet ist, obwohl die Spannung auf der Leitung 136 bereits abgeschaltet wurde.
Der Spannungsteiler 1310, 1312, 1314 weist einen Abgriff 1304 auf, an welchem ein Kondensator 1306 und der nichtinvertierende Eingang eines Komparators 1300 angeschlossen sind. Der invertierende Eingang des Komparators 1300 ist mit einer Referenzspannungsquelle 1302 verbunden. Der Ausgang des Komparators 1300 ist einerseits über den Negator 1324,1398 mit der Leitung 139 und andererseits mit dem Steuereingang eines Schaltmittels 1322 für die Selbsthaltung verbunden. Das Schaltmittel 1322 ist zum Widerstand 1310 des Spannungsteilers parallel geschaltet und das Schaltmittel 1316 für eine Rücksetzung der Selbsthaltung ist zwischen dem Abgriff 1304 und Masse geschaltet. Der Abgriff 1304 des Spannungsteilers liegt am Verbindungspunkt der Widerstande 1312 und 1314. Der zwischen dem Abgriff 1304 und Masse geschaltete Kondensator 1306 verhindert Schwingungen. Die Spannung am Abgriff 1304 des Spannungsteilers wird im Komparator 1300 mit der Referenzspannung der Quelle 1302 verglichen. Ist die zu vergleichende Spannung am Abgriff 1304 kleiner als die Referenzspannung der Quelle 1302, so bleibt der Komparatorausgang auf L-Pegel geschaltet und der Transistor 1320 des Negators ist gesperrt. Dadurch erhält die Leitung 139 nun Betriebsspannungspotential und das Statussignal führt logisch '1'. Der Spannungsteiler ist so dimensioniert, daß bei Massepotential auf der Leitung 192 der Abgriff 1304 eine Spannung führt, welche sicher unterhalb der Schaltschwelle des Komparators 1300 liegt. Wird die Verbindung unterbrochen und die Leitung 192 ist nicht mehr mit Masse verbunden, weil das Sicherheitsmodul 100 vom Sockel auf der Hauptplatine 9 bzw. Interfaceeinheit 8 der Frankiermaschine gelöst wurde, so wird die Spannung am Abgriff 1304 über die Spannung der Referenzspannungsquelle 1302 gezogen und der Komparator 1300 schaltet um. Der Komparatorausgang wird auf H-Pegel geschaltet und folglich ist der Transistor 1320 durchgeschaltet. Dadurch wird die Leitung 139 mit Massepotential verbunden und das Statussignal führt logisch '0.
Mit Hilfe eines Transistors 1322, welcher dem Widerstand 1310 des Spannungsteilers parallelgeschaltet ist, wird eine Selbsthalteschaltung der Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 realisiert. Der Steuereingang des Transistors 1322 wird vom Komparatorausgang auf H-Pegel geschaltet. Dadurch schaltet der Transistor 1322 durch und überbrückt den Widerstand 1310. Infolgedessen wird der Spannungsteiler nur noch durch die Widerstände 1312 und 1314 gebildet. Dadurch wird die Umschaltschwelle so weit erhöht, daß der Komparator auch im geschalteten Zustand bleibt, wenn die Leitung 192 wieder Massepotential führt, weil das Sicherheitsmodul wieder gesteckt wurde.
Der Zustand der Schaltung kann über das Signal auf der Leitung 139 vom Prozessor 120 abgefragt werden.
Es ist vorgesehen, daß die Ungestecktsein-Detektionseinheit 13 als Schaltungsmittel eine Leitung 137 und ein Schaltmittel 1316 für eine Rücksetzung der Selbsthaltung aufweist, wobei die Rücksetzung vom Prozessor 120 über ein Signal auf der Leitung 137 auslösbar ist.
Der Prozessor 120 kann jederzeit über einen Anwenderschaltkreis ASIC 150, über eine erste Kontaktgruppe 101, über einen Systembus der Steuereinrichtung 1 und beispielsweise über den Mikroprozessor 91 per Modem 83 den Kontakt zu einer entfernten Datenzentrale aufnehmen, welche die Abrechnungsdaten überprüft und gegebenenfalls weitere Daten an den Prozessor 120 übermittelt. Der Anwenderschaltkreis ASIC 150 des Sicherheitsmoduls 100 ist mit dem Prozessor 120 über einen modulinternen Datenbus 126 verbunden.
Der Prozessor 120 kann die Ungestecktsein-Detektionseinheit zurücksetzen, wenn mittels der übermittelten Daten eine Reinitialisation erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Dazu wird über das Rücksetzsignal auf der Leitung 137 der Transistor 1316 durchgeschaltet und somit die Spannung am Abgriff 1304 unter die Referenzspannung der Quelle 1302 gezogen und die Transistoren 1320 und 1322 sperren. Ist der Transistor 1322 im Normalzustand gesperrt, so bilden die Widerstände 1310 und 1312 in Serie den oberen Teil des oben genannten Spannungsteilers und die Umschaltschwelle wird wieder auf den Ursprungszustand abgesenkt.
Die Figur 6 zeigt zeigt den mechanischen Aufbau des Sicherheitsmoduls in Seitenansicht. Das Sicherheitsmodul ist als Multi-Chip-Modul ausgebildet, d.h. mehrere Funktionseinheiten sind auf einer Leiterplatte 106 verschaltet. Das Sicherheitsmodul 100 ist mit einer harten Vergußmasse 105 vergossen, wobei die Batterie 134 des Sicherheitsmoduls 100 außerhalb der Vergußmasse 105 auf einer Leiterplatte 106 auswechselbar angeordnet ist. Beispielsweise ist es so mit einem Vergußmaterial 105 vergossen, daß Signalmittel 107, 108 aus dem Vergußmaterial an einer ersten Stelle herausragen und daß die Leiterplatte 106 mit der gesteckten Batterie 134 seitlich einer zweiten Stelle herausragt. Die Leiterplatte 106 hat außerdem Batteriekontaktklemmen 103 und 104 für den Anschluß der Pole der Batterie 134, vorzugsweise auf der Bestückungsseite oberhalb der Leiterplatte 106. Es ist vorgesehen, daß zum Anstecken des postalischen Sicherheitsmoduls PSM 100 auf die Hauptplatine des Meters 1 die Kontaktgruppen 101 und 102 unterhalb der Leiterplatte 106 (Leiterbahnseite) des Sicherheitsmoduls 100 angeordnet sind. Der Anwenderschaltkreis ASIC 150 steht über die erste Kontaktgruppe 101 - in nicht gezeigter Weise - mit dem Systembus einer Steuereinrichtung 1 in Kommunikationsverbindung und die zweite Kontaktgruppe 102 dient der Versorgung des Sicherheitsmoduls 100 mit der Systemspannung. Wird das Sicherheitsmodul auf die Hauptplatine gesteckt, dann ist es vorzugsweise innerhalb des Metergehäuses dergestalt angeordnet, so daß das Signalmittel 107, 108 nahe einer Öffnung 109 ist oder in diese hineinragt. Das Metergehäuse ist damit vorteilhaft so konstruiert, daß der Benutzer die Statusanzeige des Sicherheitsmoduls trotzdem von außen sehen kann. Die beiden Leuchtdioden 107 und 108 des Signalmittels werden über zwei Ausgangssignale der I/O-Ports an den Pin 8, 9 des Prozessors 120 gesteuert. Beide Leuchtdioden sind in einem gemeinsamen Bauelementegehäuse untergebracht (Bicolorleuchtdiode), weshalb die Abmaße bzw. der Durchmesser der Öffnung relativ klein bleiben kann und in der Größenordnung des Signalmittels liegt. Prinzipiell sind drei unterschiedliche Farben darstellbar (rot, grün, orange), von denen aber nur zwei benutzt werden (rot und grün). Zur Zustandsunterscheidung werden die LED's auch blinkend benutzt, so daß 5 verschiedene Zustandsgruppen unterschieden werden können, die durch folgende LED-Zustände charakterisiert werden: LED aus, LED rot blinkend, LED rot, LED grün blinkend, LED grün.
In der Figur 7 ist eine Draufsicht auf das postalische Sicherheitsmodul dargestellt.
Die Figuren 8a bzw. 8b zeigen eine Ansicht des Sicherheitsmoduls jeweils von rechts bzw. von links. Die Lage der Kontaktgruppen 101 und 102 unterhalb der Leiterplatte 106 wird aus den Figuren 8a und 8b in Verbindung mit Figur 6 deutlich.
Erfindungsgemäß ist das postalische Gerät, insbesondere eine Frankiermaschine, jedoch kann das Sicherheitsmodul auch eine andere Bauform aufweisen, die es ermöglicht, daß es beispielsweise auf das Motherbord eines Personalcomputers gesteckt werden kann, der als PC-Frankierer einen handelsüblichen Drucker ansteuert.
Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt, da offensichtlich weitere andere Anordnungen bzw. Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden können, die - vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehend - von den anliegenden Ansprüchen umfaßt werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Schutz eines Sicherheitsmoduls, mit den folgenden Schritten:
    Überwachung des sachgemäßen Einsatzes mittels einer ersten (120), zweiten (12) und dritten Funktionseinheit (13),
    Löschen von sensitiven Daten aufgrund eines unsachgemäßen Gebrauchs oder Austausches mindestens mittels der zweiten Funktionseinheit (12),
    Sperren der Funktionalität des Sicherheitsmoduls (100) mittels der dritten Funktionseinheit (13) während eines Austausches des Sicherheitsmoduls (100),
    Reinitialisieren mittels der ersten Funktionseinheit (120) von zuvor gelöschten sensitiven Daten nach sachgemäßem Gebrauch oder Austausch des Sicherheitsmoduls (100),
    Wiederinbetriebnahme durch Freischalten der Funktionseinheiten (12, 13) des Sicherheitsmodules (100).
  2. Verahren, nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
    daß das Reinitialisieren in Verbindung mit einer Kommunikation mittels einer entfernten Datenzentrale von der ersten Funktionseinheit vorgenommen wird, nachdem eine dynamische Gestecktsein-Detektion erfolgreich durchgeführt wurde, wobei während der Detektion von der ersten Funktionseinheit (120) über eine Stromschleife (18) der Interfaceeinheit (8) Informationen ausgetauscht werden, deren fehlerfreie Übermittlung den Beweis für den sachgemäßen Einbau erbringt und daß das Freischalten von Funktionseinheiten (12,13) des Sicherheitsmoduls durch deren Rücksetzen erfolgt, wobei die erste Funktionseinheit ein Prozessor (120), die zweite Funktionseinheit eine Spannungsüberwachungseinheit (12) mit rücksetzbarer Selbsthaltung und die dritte Funktionseinheit eine Ungestecktsein-Detektionsschaltung (13) mit rücksetzbarer Selbsthaltung ist.
  3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei ein Sicherheitsmodul, mit einer Logik (120, 150, 160) und Sensoren (13), mit einer Batterie (134) und Mitteln zur Versorgung mit einer Systemspannung und mit einem Spannungumschalter (180) ausgestattet ist, der über eine Leitung (136) mit einer Spannungsüberwachungseinheit (12) verbunden ist, welche über eine Leitung (138) eine Betriebsspannung an einen Speicher (122, 124) abgibt, gekennzeichnet dadurch, daß eine Ungestecktsein-Detektionseinheit (13) Schaltungsmittel (1310, 1316, 1322, 1324) für eine rücksetzbare Selbsthaltung aufweist, wobei die Selbsthaltung ausgelöst wird, wenn der Spannungspegel auf einer Meßspannungsleitung (192) von einem vorbestimmten Potential abweicht und daß die Logik einen mit den anderen Funktionseinheiten verbundenen Prozessor (120) umfaßt, welcher programmiert ist, den jeweiligen Zustand des Sicherheitsmoduls (100) festzustellen und zu verändern.
  4. Anordnung, nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch,
    daß die Ungestecktsein-Detektionseinheit (13) als Schaltungsmittel eine Leitung (137) und ein Schaltmittel (1316) für eine Rücksetzung der Selbsthaltung aufweist, wobei die Rücksetzung vom Prozessor (120) über ein Signal auf der Leitung (137) auslösbar ist.
  5. Anordnung, nach den Ansprüchen 3 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Ungestecktsein-Detektionseinheit (13) einen Spannungsteiler aufweist, der aus einer Reihenschaltung von Widerständen (1310, 1312, 1314) besteht und zwischen einem von einem Kondensator (1371) abgreifbaren Versorgungsspannungspotential und einem Meßspannungspotential auf der Leitung (192) gelegt ist, wobei die Versorgungsspannung von der Leitung (136) über eine Diode (1369) auf den Kondensator (1371) gelangt, daß der Spannungsteiler (1310, 1312, 1314) einen Abgriff (1304) aufweist, an welchem ein Kondensator (1306) und der nichtinvertierende Eingang eines Komparators (1300) angeschlossen sind, daß der invertierende Eingang des Komparators (1300) mit einer Referenzspannungsquelle (1302) verbunden ist, daß der Ausgang des Komparators (1300) einerseits über einen Negator (1324,1398) mit einer Leitung (139) und andererseits mit dem Steuereingang eines Schaltmittels (1322) für die Selbsthaltung verbunden ist, wobei das Schaltmittel (1322) zum Widerstand (1310) des Spannungsteilers parallel geschaltet ist und daß das Schaltmittel (1316) für eine Rücksetzung der Selbsthaltung zwischen dem Abgriff (1304) und Masse geschaltet ist.
  6. Anordung, nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch,
    daß der Zustand der Selbsthaltung über die Leitung (139) vom Prozessor (120) des Sicherheitsmoduls (100) abfragbar ist.
  7. Anordnung, nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch,
    daß Meßspannungspotential auf der Leitung (192) Massepotential und das Spannungspotential auf der Leitung (139) Betriebsspannungspotential entspricht, wenn der Sicherheitsmodul (100) ordnungsgemäß gesteckt ist und daß anderenfalls auf der Leitung (139) Massepotential anliegt, wenn der Sicherheitsmodul (100) ungesteckt ist.
  8. Anordnung, nach den Ansprüchen 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozessor (120) Speicher (122, 124) aufweist, an welche über die Leitung (138) eine Betriebsspannung Ub+ von einer Spannungsüberwachungseinheit (12) geführt wird, daß der Prozessor (120) mit Systemspannung Us+ versorgt wird und einen vierten Anschluß (Pin 4) aufweist, um den Zustand der Selbsthaltung der Ungestecktsein-Detektionseinheit (13) über die Leitung (137) zurückzusetzen und einen fünften Anschluß (Pin 5) aufweist, an welchem die Leitung (139) angeschlossen ist, um den Zustand der UngestecktseinDetektionseinheit (13) abzufragen.
  9. Anordnung, nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch,
    daß das Sicherheitsmodul (100) einen Anwenderschaltkreis ASIC (150) aufweist und daß der Prozessor (120) über einen modulinternen Datenbus (126) mit dem Anwenderschaltkreis ASIC (150) verbunden ist, wobei letzterer über eine erste Kontaktgruppe (101) mit dem Systembus einer Steuereinrichtung (1) in Kommunikationsverbindung steht.
  10. Anordnung, nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß das Sicherheitsmodul (100) mit einer harten Vergußmasse (105) vergossen ist, daß die Batterie (134) des Sicherheitsmoduls (100) außerhalb der Vergußmasse (105) auf einer Leiterplatte (106) auswechselbar angeordnet ist, daß die Leiterplatte (106) die Batteriekontaktklemmen (103 und 104) für den Anschluß der Pole der Batterie (134) und eine zweite Kontaktgruppe (102) zur Versorgung des Sicherheitsmoduls (100) mit der Systemspannung aufweist und daß mindestens eine der Kontaktgruppen (101, 102) zur statischen und dynamischen Überwachung des Angestecktseins des Sicherheitsmoduls (100) ausgebildet ist.
  11. Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozessor (120) Anschlüsse (Pin's 6, 7) zur dynamischen Überwachung des Angestecktseins des Sicherheitsmoduls aufweist, an welcher Leitungen angeschlossen sind, welche zu einer Stromschleife (18) verbunden sind, wenn das Sicherheitsmodul (100) gesteckt ist.
  12. Anordnung, nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozessor (120) des Sicherheitsmoduls (100) mit Anschlüssen (Pin's 8, 9) zur Ausgabe mindestens eines Signals zur Signalisierung des Zustandes des Sicherheitsmoduls (100) ausgestattet ist.
  13. Anordnung, nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß an den I/O-Ports einer Ein/Ausgabe-Einheit (125) des Prozessors (120) modulinterne Signalmittel (107,108) angeschlossen sind.
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