專利名稱：信用卡證件商標防偽及軟件保護的電子黑箱方法
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、商標的防偽(非專業(yè)人員不用專門儀器就可鑒定)，以及軟件保護。
現(xiàn)行的軟件加密卡，雖然比軟盤難破解一些，但也越來越不可靠，常見有些電腦技術(shù)人員把某些大公司花費巨大工作量開發(fā)的大型復(fù)雜軟件的加密卡破解了，然后略加修改，改頭換面低價賣，結(jié)果被無控制的拷貝。實際上，現(xiàn)在有些公司就公開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，其卡本身上沒有什么嚴密的防偽措施，為防偽造或透支，只有靠長途電話驗證，所以有時信用卡還不如現(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的，所以也容易破解。
現(xiàn)行證件靠的是印章(包括鋼印)來防偽，雖然痕栓工程師能十分可靠地鑒定，但絕大多數(shù)人沒有那樣的技能和儀器。
商標，實際上也是一種證件，一種商品的“身份證”。現(xiàn)行防偽商標主要是所謂“激光防偽商標”，其實這種東西越來越防不了偽了，假冒商品也越來越多地有了這種商標。其根本原因是這種方法只不過是利用技術(shù)上的難度來防偽，而隨著社會整體的技術(shù)進步，一種難的技術(shù)很快就會變成普及技術(shù)的。事實上，現(xiàn)在有的單位就在公開轉(zhuǎn)讓激光全息印刷技術(shù)。實際上，由于激光畫片五彩繽紛、有立體感，它不僅被用來印商標，也被用來印風(fēng)景畫片、賀年卡等;由于它有欣賞價值，國家也就不能用法律來限定它只可用來印商標;這不同于印鈔票的水印、熒光油墨、磁性油墨等，它們沒有欣賞價值，國家可用法律來禁止這種技術(shù)的擴散。
而本發(fā)明的方法，是與技術(shù)難度無關(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，但即使專業(yè)內(nèi)行人員也無力偽造)。
用于軟件保護時的電子黑箱在現(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方案。硬件價格日趨降低，而復(fù)雜軟件價格日趨上升，使本發(fā)明成為可以考慮的方案。
卡上有自己的CPU(處理機)，有自己的RAM(可讀可寫的隨機存取存儲器)，整個卡用金屬(或別的堅固材料)殼密封，通過與外殼結(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程)。
其RAM須不間斷地供電(即使用戶不使用計算機時)。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，好幾年，可以達到該軟件的壽命那么長;(2)用可充電池，每次開機時自動充電;(3)在外殼上裝一組太陽能電池給里面的電池不時充電;(4)由黑箱外供電，箱外有兩套電池匣，能從容地換電池，電壓不足時報警。等等。這些方法可綜合使用。
反破殼的保護也有多種方案，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)都會破壞RAM的信息;(2)里面有一光敏元件，一見光就破壞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(非危險品)，其內(nèi)的傳感器能識別這種物質(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)都毀掉。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，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，完全成了一個電子“黑箱”(對用戶來說，只有“功能”沒有“結(jié)構(gòu)”)，只能接收原始數(shù)據(jù)、送出處理后的數(shù)據(jù)，而處理過程則是完全看不見的，其RAM也是從外面無法讀的。
用于防偽的電子黑箱在密碼學(xué)中，有一種“公開密鑰體制”，即加密密鑰是公開的，誰都可以很容易地進行加密，但解密卻是實際上不可能的(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)，“公開密鑰體制”就是Y＝F(X)很容易算出(由于知道公開的加密密鑰)，而X＝FF(Y)卻是很難很難、實際上不可能算出的(如果不知道解密密鑰的話)。只有密碼方案的設(shè)計者，才既知道加密密鑰，也知道解密密鑰。F、FF的運算并不高難，無非是一些加法乘法等四則運算。
用于防偽的電子黑箱，就是將上述軟件保護的電子黑箱稍做改進除了以插口線進行輸入輸出外，還設(shè)一鍵盤和液晶顯示窗(類似于一般計算器)。設(shè)計好一套F、FF。將FF裝入電子黑箱中，而F是在說明書、廣告、通告等中公開的，有初中甚至小學(xué)文化水平的人，有一個普通計算器(或稍加改進的專用計算器，或甚至可用筆算珠算)，就可以按照F的說明來操作自己隨意定一個X(X的空間相當(dāng)大，使不可能對它進行窮舉)，按照F算出Y，再將Y敲入電子黑箱，啟動它進行FF運算，得出X在黑箱的顯示窗，看其是否等于原先自定的那個X。為提高效率，也可做一種帶插口的專用檢驗計算器(為防止這種計算器本身被假冒，它的原理與結(jié)構(gòu)等是完全公開的)，使用時往電子黑箱的插口上一對接，很快就可完成鑒定。
電子黑箱之所以很難偽造，是因為它不是一種死的“物品”，而是一種活的“功能”，這種功能要能應(yīng)付不同檢測者的千變?nèi)f化的檢測數(shù)據(jù)，就非真品不可。
它可用于商標、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)兩個人做交易時，雙方的電子黑箱對接，先自動互鑒對方的真?zhèn)?，再敲鍵使一定款項從一個黑箱轉(zhuǎn)移到另一個黑箱(兩箱之間的通信是雙向的、經(jīng)過復(fù)雜加密的;不會出現(xiàn)兩次一模一樣的通信，即使是一模一樣的款項轉(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，卻無法修改，核稅也方便多了(交稅也簡單拿到銀行去與其稅務(wù)黑箱對接一會即可)。
權(quán)利要求
1.一種可用于軟件保護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只有“功能”沒有“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)。要求保護的特征是利用其反破殼措施的多樣性(如氣壓保護時，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，各個產(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黑箱以了解其反破殼措施，進而破譯黑箱。
2.權(quán)項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，按如下方案操作業(yè)主設(shè)計出函數(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“公開密鑰體制”，使非業(yè)主無法以F推導(dǎo)出FF)，將FF裝入黑箱，而F向社會公開(它所涉及的只不過是一些加法乘法等四則運算);檢驗者(或檢驗器)任意自定一個X(X、Y等為向量，下同;它們的空間很大，不可能進行窮舉)，自算Y＝F(X)，將Y輸入黑箱，令其進行FF(Y)運算，若所得結(jié)果等于原先自定的X，則為真品;或自定一個Y，輸入黑箱，令其進行X＝FF(Y)運算，再自算F(X)，若結(jié)果等于原來自定的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，可用于防偽標志和軟件保護。將一種“功能”(CPU和帶程序的RAM)密封在殼內(nèi)，只以電信號與外聯(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。用于防偽時將公開函數(shù)F的反函數(shù)FF裝入黑箱(非業(yè)主無法以F推出FF)，檢驗者自算F(自定源數(shù)據(jù))，與黑箱的FF運算對照。
文檔編號G09C1/00GK1100544SQ9411484
公開日1995年3月22日 申請日期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 申請人:劉大成