專(zhuān)利名稱：信用卡證件商標(biāo)防偽及軟件保護(hù)的電子黑箱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種微電子技術(shù)、密封技術(shù)和密碼學(xué)相結(jié)合的方法，可用于銀行信用卡、證件、商標(biāo)的防偽(非專(zhuān)業(yè)人員不用專(zhuān)門(mén)儀器就可鑒定)，以及軟件保護(hù)。
現(xiàn)行的軟件加密卡，雖然比軟盤(pán)難破解一些，但也越來(lái)越不可靠，常見(jiàn)有些電腦技術(shù)人員把某些大公司花費(fèi)巨大工作量開(kāi)發(fā)的大型復(fù)雜軟件的加密卡破解了，然后略加修改，改頭換面低價(jià)賣(mài)，結(jié)果被無(wú)控制的拷貝。實(shí)際上，現(xiàn)在有些公司就公開(kāi)提供解讀集成電路內(nèi)容的服務(wù)(現(xiàn)行法律并不禁止這么做)。
現(xiàn)行的信用卡，其卡本身上沒(méi)有什么嚴(yán)密的防偽措施，為防偽造或透支，只有靠長(zhǎng)途電話驗(yàn)證，所以有時(shí)信用卡還不如現(xiàn)金方便了。即使帶有磁卡，由于磁卡上信息是借助儀器就可以讀出來(lái)的，所以也容易破解。
現(xiàn)行證件靠的是印章(包括鋼印)來(lái)防偽，雖然痕栓工程師能十分可靠地鑒定，但絕大多數(shù)人沒(méi)有那樣的技能和儀器。
商標(biāo)，實(shí)際上也是一種證件，一種商品的“身份證”?，F(xiàn)行防偽商標(biāo)主要是所謂“激光防偽商標(biāo)”，其實(shí)這種東西越來(lái)越防不了偽了，假冒商品也越來(lái)越多地有了這種商標(biāo)。其根本原因是這種方法只不過(guò)是利用技術(shù)上的難度來(lái)防偽，而隨著社會(huì)整體的技術(shù)進(jìn)步，一種難的技術(shù)很快就會(huì)變成普及技術(shù)的。事實(shí)上，現(xiàn)在有的單位就在公開(kāi)轉(zhuǎn)讓激光全息印刷技術(shù)。實(shí)際上，由于激光畫(huà)片五彩繽紛、有立體感，它不僅被用來(lái)印商標(biāo)，也被用來(lái)印風(fēng)景畫(huà)片、賀年卡等;由于它有欣賞價(jià)值，國(guó)家也就不能用法律來(lái)限定它只可用來(lái)印商標(biāo);這不同于印鈔票的水印、熒光油墨、磁性油墨等，它們沒(méi)有欣賞價(jià)值，國(guó)家可用法律來(lái)禁止這種技術(shù)的擴(kuò)散。
而本發(fā)明的方法，是與技術(shù)難度無(wú)關(guān)的，它做到了真正的“可鑒不可偽”(普通人員用普通工具就可鑒定，但即使專(zhuān)業(yè)內(nèi)行人員也無(wú)力偽造)。
用于軟件保護(hù)時(shí)的電子黑箱在現(xiàn)行軟件加密卡的基礎(chǔ)上，把加密卡做成密封卡，就成了一種可靠的軟件保護(hù)方案。硬件價(jià)格日趨降低，而復(fù)雜軟件價(jià)格日趨上升，使本發(fā)明成為可以考慮的方案。
卡上有自己的CPU(處理機(jī))，有自己的RAM(可讀可寫(xiě)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，整個(gè)卡用金屬(或別的堅(jiān)固材料)殼密封，通過(guò)與外殼結(jié)為一體的接口線與外界聯(lián)系。其內(nèi)的RAM存著關(guān)鍵性的程序本身(而不只是密鑰或加密過(guò)程)。
其RAM須不間斷地供電(即使用戶不使用計(jì)算機(jī)時(shí))。供電有多種方案，如(1)其內(nèi)RAM可用耗電微小的器件，其內(nèi)電池壽命足夠長(zhǎng)，好幾年，可以達(dá)到該軟件的壽命那么長(zhǎng);(2)用可充電池，每次開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)充電;(3)在外殼上裝一組太陽(yáng)能電池給里面的電池不時(shí)充電;(4)由黑箱外供電，箱外有兩套電池匣，能從容地?fù)Q電池，電壓不足時(shí)報(bào)警。等等。這些方法可綜合使用。
反破殼的保護(hù)也有多種方案，如(1)外殼中布了其RAM的一根電阻線，任何一處外殼破壞，這根線上電流變化(斷路或短路更不用說(shuō))都會(huì)破壞RAM的信息;(2)里面有一光敏元件，一見(jiàn)光就破壞RAM的信息;(3)其內(nèi)氣壓略高于或低于大氣壓，一有氣壓變化就破壞RAM的信息;(4)其內(nèi)充一種特殊配方的氣體或液體(非危險(xiǎn)品)，其內(nèi)的傳感器能識(shí)別這種物質(zhì)，一旦感到有異，就破壞RAM的信息;(5)箱內(nèi)分成蜂窩般的許多小隔間，關(guān)鍵芯片在其中某一隔間里，各隔間里充以不同物質(zhì)或不同氣壓，都有傳感器，任一隔間有異都破壞RAM信息;(6)黑箱的殼可有多層，一旦感到有破壞外層殼的企圖，就將內(nèi)層的所有信息(包括反破殼方法的信息)都?xì)У?。等等?7)以上各種方法中的具體參數(shù)可以有許多變化(如殼中布線圖、線上電阻的分布、各隔間或各層氣壓值、物質(zhì)的成份、關(guān)鍵芯片所在位置等)，而其組合更是千變?nèi)f化，生產(chǎn)時(shí)，即使同一批產(chǎn)品，其反破殼方案也各不相同，或極少相重(就象生產(chǎn)鎖和鑰匙一樣)，這樣就可防止有人先破壞性地解剖幾個(gè)黑箱以了解其反破殼方案，然后再破解黑箱。
自帶CPU的密封卡，完全成了一個(gè)電子“黑箱”(對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，只有“功能”沒(méi)有“結(jié)構(gòu)”)，只能接收原始數(shù)據(jù)、送出處理后的數(shù)據(jù)，而處理過(guò)程則是完全看不見(jiàn)的，其RAM也是從外面無(wú)法讀的。
用于防偽的電子黑箱在密碼學(xué)中，有一種“公開(kāi)密鑰體制”，即加密密鑰是公開(kāi)的，誰(shuí)都可以很容易地進(jìn)行加密，但解密卻是實(shí)際上不可能的(如果不知道解密密鑰的話)。也即設(shè)X為原碼，Y為密碼，X、Y等都是向量，“FF”表示函數(shù)F的反函數(shù)，“公開(kāi)密鑰體制”就是Y＝F(X)很容易算出(由于知道公開(kāi)的加密密鑰)，而X＝FF(Y)卻是很難很難、實(shí)際上不可能算出的(如果不知道解密密鑰的話)。只有密碼方案的設(shè)計(jì)者，才既知道加密密鑰，也知道解密密鑰。F、FF的運(yùn)算并不高難，無(wú)非是一些加法乘法等四則運(yùn)算。
用于防偽的電子黑箱，就是將上述軟件保護(hù)的電子黑箱稍做改進(jìn)除了以插口線進(jìn)行輸入輸出外，還設(shè)一鍵盤(pán)和液晶顯示窗(類(lèi)似于一般計(jì)算器)。設(shè)計(jì)好一套F、FF。將FF裝入電子黑箱中，而F是在說(shuō)明書(shū)、廣告、通告等中公開(kāi)的，有初中甚至小學(xué)文化水平的人，有一個(gè)普通計(jì)算器(或稍加改進(jìn)的專(zhuān)用計(jì)算器，或甚至可用筆算珠算)，就可以按照F的說(shuō)明來(lái)操作自己隨意定一個(gè)X(X的空間相當(dāng)大，使不可能對(duì)它進(jìn)行窮舉)，按照F算出Y，再將Y敲入電子黑箱，啟動(dòng)它進(jìn)行FF運(yùn)算，得出X在黑箱的顯示窗，看其是否等于原先自定的那個(gè)X。為提高效率，也可做一種帶插口的專(zhuān)用檢驗(yàn)計(jì)算器(為防止這種計(jì)算器本身被假冒，它的原理與結(jié)構(gòu)等是完全公開(kāi)的)，使用時(shí)往電子黑箱的插口上一對(duì)接，很快就可完成鑒定。
電子黑箱之所以很難偽造，是因?yàn)樗皇且环N死的“物品”，而是一種活的“功能”，這種功能要能應(yīng)付不同檢測(cè)者的千變?nèi)f化的檢測(cè)數(shù)據(jù)，就非真品不可。
它可用于商標(biāo)、證件、信用卡等的防偽，可做為文件的真正的“電子簽名”(粘在文件上，或就將文件存在它里面)，可做成大額鈔票或有價(jià)證券;加一些功能甚至可做成真正的電子貨幣(一種不依賴通信聯(lián)網(wǎng)的信用卡)兩個(gè)人做交易時(shí)，雙方的電子黑箱對(duì)接，先自動(dòng)互鑒對(duì)方的真?zhèn)?，再敲鍵使一定款項(xiàng)從一個(gè)黑箱轉(zhuǎn)移到另一個(gè)黑箱(兩箱之間的通信是雙向的、經(jīng)過(guò)復(fù)雜加密的;不會(huì)出現(xiàn)兩次一模一樣的通信，即使是一模一樣的款項(xiàng)轉(zhuǎn)移);也可拿到銀行去辦理業(yè)務(wù)(銀行則有功能更完善的黑箱);每筆業(yè)務(wù)都記錄在案，可以查閱，卻無(wú)法修改，核稅也方便多了(交稅也簡(jiǎn)單拿到銀行去與其稅務(wù)黑箱對(duì)接一會(huì)即可)。
權(quán)利要求
1.一種可用于軟件保護(hù)和防偽造的微電子技術(shù)、密封技術(shù)、密碼技術(shù)相結(jié)合的方法，即把一定“功能”(CPU和帶程序的RAM)密封在殼內(nèi)，只以鑲嵌在殼層中并穿透殼層的若干電線與外界交流源數(shù)據(jù)和結(jié)果，做成一種在用戶看來(lái)只有“功能”沒(méi)有“結(jié)構(gòu)”的電子“黑箱”；它有很多反破殼措施，如殼層中布電阻線、箱內(nèi)光敏器件、充以一定氣壓或物質(zhì)、分成多層多隔間等(只要感到有破殼，就毀掉其RAM的信息)。要求保護(hù)的特征是利用其反破殼措施的多樣性(如氣壓保護(hù)時(shí)，氣壓值就有很多)，尤其是利用這些措施之排列組合的極其多樣性，生產(chǎn)時(shí)，各個(gè)產(chǎn)品的反破殼措施都不相重或極少相重(就象生產(chǎn)鎖與鑰匙一樣)；以此防止有人破壞性地解剖幾個(gè)黑箱以了解其反破殼措施，進(jìn)而破譯黑箱。
2.權(quán)項(xiàng)1所述的電子黑箱方法，其特征是當(dāng)其用做防偽造工具時(shí)，按如下方案操作業(yè)主設(shè)計(jì)出函數(shù)F及其反函數(shù)FF(利用一定的數(shù)學(xué)方法，如密碼技術(shù)中的“公開(kāi)密鑰體制”，使非業(yè)主無(wú)法以F推導(dǎo)出FF)，將FF裝入黑箱，而F向社會(huì)公開(kāi)(它所涉及的只不過(guò)是一些加法乘法等四則運(yùn)算);檢驗(yàn)者(或檢驗(yàn)器)任意自定一個(gè)X(X、Y等為向量，下同;它們的空間很大，不可能進(jìn)行窮舉)，自算Y＝F(X)，將Y輸入黑箱，令其進(jìn)行FF(Y)運(yùn)算，若所得結(jié)果等于原先自定的X，則為真品;或自定一個(gè)Y，輸入黑箱，令其進(jìn)行X＝FF(Y)運(yùn)算，再自算F(X)，若結(jié)果等于原來(lái)自定的Y，則為真品。
全文摘要
一種微電子、密封、密碼技術(shù)相結(jié)合的方法，可用于防偽標(biāo)志和軟件保護(hù)。將一種“功能”(CPU和帶程序的RAM)密封在殼內(nèi)，只以電信號(hào)與外聯(lián)系。反破殼措施有很多(如殼中布線、光敏、充以一定氣壓或物質(zhì)、分成多層多隔間等，及其不同組合)，各產(chǎn)品的反破殼方案極少相重。用于防偽時(shí)將公開(kāi)函數(shù)F的反函數(shù)FF裝入黑箱(非業(yè)主無(wú)法以F推出FF)，檢驗(yàn)者自算F(自定源數(shù)據(jù))，與黑箱的FF運(yùn)算對(duì)照。
文檔編號(hào)G09C1/00GK1100544SQ9411484
公開(kāi)日1995年3月22日 申請(qǐng)日期1994年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月12日
發(fā)明者劉大成 申請(qǐng)人:劉大成