電子機器

【課題】電子機器の耐タンパー性を確保する。
【解決手段】暗号処理装置１１０は、金属ケース１１１内に電子回路基板１１２を収納して構成される。防護板１１３は、ＭＲＩ画像を歪ませる特性を有している強磁性体の金属片１１３ａと、Ｘ線検査画像のコントラスト低下やノイズ増加を招く特性を有しているＸ線減弱率の高い金属片１１３ｂを、樹脂１１３ｃに樹脂モールドして構成したものである。この防護板１１３が、金属ケース１１１の内壁面と電子回路基板１１２の間に挿入されているため、ＭＲＩ検査やＸ線検査をしても、ＭＲＩ画像は歪むと共に、Ｘ線検査画像のコントラストは低下しノイズが増加する結果、耐タンパー性能を確保することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は耐タンパー性を向上させた電子機器に関し、電子回路基板を収納してなる電子機器のセキュリティを向上させたものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉型の電子機器は、金属ケース内に電子回路基板を収納して構成されている。このような電子機器のうち、例えば秘密情報を扱うものでは、セキュリティを確保するため耐タンパー（tamper）性を確保する必要がある。
【０００３】
ここで、耐タンパー性能の確保が必要となる一例を説明する。
例えば、ＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection System：自動料金収受システム）では、車両に搭載した車載器と路側装置との間で双方向の無線通信をして料金決済処理を行う。このため、車両は停止することなく、有料道路の料金所のゲートを通過することができる。
このように料金所のゲートを通過する車両に対して、無線通信で料金決済処理を行う際には、クレジットカードデータなどのセキュリティ情報は、セキュリティ確保のため、全て暗号化する必要がある。
【０００４】
このため、ＥＴＣゲートの路側装置には、暗号処理装置（路側ＳＡＭ（Secure Application Module））が備えられている。暗号処理装置（ＳＡＭ）では、内部に暗号通信のための暗号ロジックなどが格納されており、暗号化・復号化処理を行う。
【０００５】
路側装置の暗号処理装置（ＳＡＭ）の電子回路基板は、回路情報の隠匿および誤動作を引き起すような外部攻撃からの保護を目的として、頑強な金属ケースの中に施錠して収められている。
具体的には、外観図である図１４及び金属ケースを透視した状態で表した図１５に示すように、暗号処理装置１０は、アルミニウムなどで形成した金属ケース１１内に、電子回路基板１２を収納して構成されている。電子回路基板１２は、プリント基板１２ａに各種の電子部品１２ｂを実装して形成されている。
なお、各種の電子部品１２ｂの中には、暗号処理ＩＣや電源回路や乱数発生回路や各種のチップ部品や各種のＩＣなどが含まれている。
【０００６】
なお、先行技術文献として挙げた特許文献１（特表2005-528783）では、電子回路の重要パタンを目隠しすることを目的として、電子回路基板（積層基板）の内層に重要な回路パタンを設けることが示されている。
しかし、特許文献１の技術は、上述したような金属ケース内に電子回路基板を収納してなる電子機器における耐タンパー性能を維持・確保するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表2005-528783
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来技術では、上記の対策（金属ケース内に電子回路基板を収納する対策）を行っても、セキュリティ性能を低下させる、下記の（１）〜（３）に示すような外的脅威が残っていた。
【０００９】
（１）電子回路基板１２が金属ケース１１の中に収められていても、Ｘ線検査やＭＲＩ検査などの非破壊検査を行うと、金属ケース１１内部の電子部品１２ｂの配置位置やプリント基板１２ａに形成した配線パタンを透視されてしまう。
図１６は、Ｘ線検査やＭＲＩ検査などの非破壊検査により透視して得た、Ｘ線画像（またはＭＲＩ画像）の一例を示すものである。
【００１０】
（２）電子回路基板１２に含まれる暗号処理ＩＣの発する微弱な漏洩電波を計測して、漏洩電磁波の時間変動（処理周期や処理時間など）を、金属ケース１１の外部でモニタすることで、処理アルゴリズム（暗号アルゴリズム）などの情報が推定・特定される恐れがある。
図１７は、計測した漏洩電波の電波強度の時間変動の一例を示すものである。
【００１１】
（３）金属ケース１１表面の温度分布をサーモグラフィでモニタすると、電子回路基板１２の主要部品（発熱部品）の位置やサイズが特定される恐れがある。
図１８は、サーモグラフィでモニタした、暗号処理装置１０の表面温度分布の一例を示すものである。
【００１２】
本発明は、上記従来技術に鑑み、上記の各種の脅威に対しても、耐タンパー（tamper）性能を維持できる、電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明の構成は、
電子回路基板を収納して構成した電子機器において、
特性の異なる複数種類の耐タンパー材を配置したことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の構成は、
前記複数種類の耐タンパー材は、磁性体、放射線減弱体、抵抗体、及び導電体であり、少なくとも２種以上の耐タンパー材を含むことを特徴とする。
【００１５】
また本発明の構成は、
前記複数種類の耐タンパー材は、同一種のタンパー材においては、異なる特性値となっている２特性以上の耐タンパー材を含むことを特徴とする。
【００１６】
また本発明の構成は、
前記導電体に高周波電源を接続し、前記高周波電源から前記導電体にランダムな電圧印加をすることで、ランダムな放射を行うことを特徴とする。
【００１７】
また本発明の構成は、
第１の放射線減弱体に、第１の放射線減弱体とは放射線減弱率が異なる第２の放射線減弱体で警告文を記載したことを特徴とする。
【００１８】
前記耐タンパー材の大きさ・形状が、前記電子回路基板のビア，ランド，スルーホール，LSI／ICのリードと同等の大きさ・形状であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明の構成は、
前記耐タンパー材として、電子回路素子をそのまま使用することを特徴とする。
【００２０】
また本発明の構成は、
前記耐タンパー材を樹脂モールドして充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、セキュリティを確保することが必要な電子機器の耐タンパー性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係る暗号処理装置を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る暗号処理装置を示す構成図。
【図３】本発明の実施例１に係る暗号処理装置に対して、非破壊検査をして得た画像の一例を示す画像図。
【図４】本発明の実施例２に係る暗号処理装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施例２に係る暗号処理装置を示す構成図。
【図６】本発明の実施例２に係る暗号処理装置に対して、非破壊検査をして得た画像の一例を示す画像図。
【図７】本発明の実施例３に係る暗号処理装置を示す断面図。
【図８】本発明の実施例３に係る暗号処理装置を示す構成図。
【図９】本発明の実施例３に係る暗号処理装置に対して、サーモグラフィでモニタして得た表面温度分布の一例を示す画像図。
【図１０】本発明の実施例３に係る暗号処理装置に対して、漏洩電波を計測して得た漏洩電磁波の時間変動の一例を示す特性図。
【図１１】本発明の実施例４に係る暗号処理装置を示す断面図。
【図１２】本発明の実施例４に係る暗号処理装置を示す構成図。
【図１３】本発明の実施例４に係る暗号処理装置に対して、Ｘ線検査をして透視して得たＸ線画像の一例を示す画像図。
【図１４】従来の暗号処理装置を示す外観図。
【図１５】従来の暗号処理装置を示す構成図。
【図１６】従来の暗号処理装置に対して、非破壊検査をして得た画像の一例を示す画像図。
【図１７】従来の暗号処理装置に対して、漏洩電波を計測して得た漏洩電磁波の時間変動の一例を示す特性図。
【図１８】従来の暗号処理装置に対して、サーモグラフィでモニタして得た表面温度分布の一例を示す画像図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１に係る、耐タンパー性を向上させた電子機器である暗号処理装置１１０を、断面図である図１と、金属ケース及び防護板を透視した状態で平面的に表す図２を参照して説明する。
【００２５】
両図に示すように、この暗号処理装置１１０では、アルミニウムなどで形成した金属ケース１１１内に、電子回路基板１１２を収納して構成されている。電子回路基板１１２は、プリント基板１１２ａに各種の電子部品１１２ｂを実装して形成されている。
更に、金属ケース１１１の内壁面と電子回路基板１１２の間に防護板１１３を挿入・配置している。本例では、２枚の防護板１１３により、電子回路基板１１２を挟んでおり、しかも、各防護板１１３は電子回路基板１１２の上表面及び下表面に対面している。
【００２６】
防護板１１３は、強磁性体の金属片（または金属粒子）１１３ａとＸ線減弱率の高い金属片（または金属粒子）１１３ｂを、樹脂１１３ｃに充填（樹脂モールド）して構成したものである。
強磁性体の金属片（または金属粒子）１１３ａは、例えば磁石材料となるネオジウムなどであり、ＭＲＩ画像を歪ませる特性を有している。
Ｘ線減弱率の高い金属片（または金属粒子）１１３ｂは、例えば鉛などの放射線減弱体であり、Ｘ線検査画像のコントラスト低下やノイズ増加を招く特性を有している。
【００２７】
複数の強磁性体の金属片（または金属粒子）１１３ａは、特性値（特性数値、即ち、大きさや、形状や、磁性強度）が、同一であっても、異なっていて２特性以上あってもよい。
複数のＸ線減弱率の高い金属片（または金属粒子）１１３ｂは、特性値（特性数値、即ち、大きさや、形状や、Ｘ線減弱率）が、同一であっても、異なっていて２特性以上あってもよい。
【００２８】
このような暗号処理装置１１０をＭＲＩ検査しても、強磁性体の金属片（または金属粒子）１１３ａにより、ＭＲＩ画像は歪む。
また、このような暗号処理装置１１０をＸ線検査しても、Ｘ線減弱率の高い金属片（または金属粒子）１１３ｂにより、Ｘ線検査画像のコントラストは低下しノイズが増加する。
【００２９】
図３は、暗号処理装置１１０に対して、ＭＲＩ検査やＸ線検査などの非破壊検査をして透視して得た、ＭＲＩ画像またはＸ線画像の一例を示すものである。
【００３０】
図３に示すように、暗号処理装置１１０に対してＭＲＩ検査やＸ線検査をしても、ＭＲＩ画像は歪むと共に、Ｘ線検査画像のコントラストは低下しノイズが増加する結果、電子回路基板１１２のレイアウトの視認性が低下し、暗号処理装置１１０の耐タンパー性能を確保することができる。
【００３１】
上記例では、金属片１１３ａ、１１３ｂを樹脂１１３ｃに樹脂モールドしているが、これに限らず、特性の異なる複数種類の金属片を樹脂モールドするようにしてもよい。この場合、複数種類の金属片のうち、1種類の金属片は強磁性体の金属であり、他の1種類の金属片は放射線減弱率の高い金属であるようにする。
また、強磁性体の金属片（または金属粒子）１１３ａに限らず、磁性体の金属片（または金属粒子）を用いることもできる。
【００３２】
なお、防護板１１３の内部に、電子回路基板１１２に実装した電子部品１１２ｂと同じセラミック・プラスチック（チップ部品やＩＣなど）を追加して樹脂モールドすることもでき、これにより回路の視認性が更に困難となる。
また、Ｘ線減弱率の高い金属片１１３ｂの大きさや形状を、プリント基板１１２ａのビアやランド、スルーホール、ＩＣ／ＬＳＩのリードパタンと同等の大きさや形状にしておけば、回路の視認性を更に困難とすることができる。
【実施例２】
【００３３】
本発明の実施例２に係る、耐タンパー性を向上させた電子機器である暗号処理装置２１０を、断面図である図４と、金属ケース及び金属プレートを透視した状態で平面的に表す図５を参照して説明する。
【００３４】
両図に示すように、この暗号処理装置２１０では、アルミニウムなどで形成した金属ケース２１１内に、電子回路基板２１２を収納して構成されている。電子回路基板２１２は、プリント基板２１２ａに各種の電子部品２１２ｂを実装して形成されている。
更に、金属ケース２１１の内壁面には、強磁性体の箔状の金属プレート２１３ａと、Ｘ線減弱率の高い箔状の金属プレート２１３ｂを貼り付けている。
金属プレート２１３ａ，２１３ｂは、金属ケース２１１の内壁面の面積に比べて小さい面積となっている小片プレートであり、多数の金属プレート２１３ａ，２１３ｂが、金属ケース２１１の内壁面にランダムに貼り付けられている。なお、強磁性体の金属プレート２１３ａと、Ｘ線減弱率の高い金属プレート２１３ｂとを、同じ位置に重ねて貼り付けてもよい。
【００３５】
本例では、金属ケース２１１の内壁面のうち上側の内壁面に貼り付けた金属プレート２１３ａ，２１３ｂと、金属ケース２１１の内壁面のうち下側の内壁面に貼り付けた金属プレート２１３ａ，２１３ｂにより、電子回路基板１１２を挟んでいる。つまり、金属ケース２１１の内壁面のうち上側及び下側の内壁面に貼り付けた金属プレート２１３ａ，２１３ｂは、電子回路基板１１２の上表面及び下表面に対面している。
強磁性体の金属プレート２１３ａは、例えば磁石材料となるネオジウムなどであり、ＭＲＩ画像を歪ませる特性を有している。
Ｘ線減弱率の高い金属プレート２１３ｂは、例えば鉛などの放射線減弱体であり、Ｘ線検査画像のコントラスト低下やノイズ増加を招く特性を有している。
【００３６】
複数の金属プレート２１３ａは、特性値（特性数値、即ち、大きさや、形状や、磁性強度）が、同一であっても、異なっていて２特性以上あってもよい。
複数の金属プレート２１３ｂは、特性値（特性数値、即ち、大きさや、形状や、Ｘ線減弱率）が、同一であっても、異なっていて２特性以上あってもよい。
【００３７】
このような暗号処理装置２１０をＭＲＩ検査しても、強磁性体の金属プレート２１３ａにより、ＭＲＩ画像は歪む。
また、このような暗号処理装置２１０をＸ線検査しても、Ｘ線減弱率の高い金属片プレート２１３ｂにより、Ｘ線検査画像のコントラストは低下しノイズが増加する。
【００３８】
図６は、暗号処理装置２１０に対して、ＭＲＩ検査やＸ線検査などの非破壊検査をして透視して得た、ＭＲＩ画像またはＸ線画像の一例を示すものである。
【００３９】
図６に示すように、暗号処理装置２１０に対してＭＲＩ検査やＸ線検査をしても、ＭＲＩ画像は歪むと共に、Ｘ線検査画像のコントラストは低下しノイズが増加する結果、電子回路基板２１２のレイアウトの視認性が低下し、暗号処理装置２１０の耐タンパー性能を確保することができる。
【００４０】
Ｘ線減弱率の高い金属プレート２１３ｂの厚みは、均一であってもよいが、厚みにテーパをかけるようにしてもよい。
金属プレート２１３ｂの厚みが均一であると、金属プレート２１３ｂのある部分と無い部分を２回撮影すれば、電子回路基板２１２の画像を作成できる可能性があるが、厚みにテーパを与えると、テーパ部分を明瞭に透視するためには、多数のＸ線強度での撮影が必要となり、透視を更に困難とすることができる。
また、強磁性体の金属プレート２１３ａに限らず、磁性体の金属プレートを用いることもできる。
【００４１】
上記例では、金属プレート２１３ａ、２１３ｂを貼り付けているが、これに限らず、特性の異なる複数種類の金属プレートを貼り付けるようにしてもよい。この場合、複数種類の金属プレートのうち、1種類の金属プレートは強磁性体の金属であり、他の1種類の金属プレートは放射線減弱率の高い金属であるようにする。
【実施例３】
【００４２】
本発明の実施例３に係る、耐タンパー性を向上させた電子機器である暗号処理装置３１０を、断面図である図７と、金属ケース及び抵抗体メッシュを透視した状態で平面的に表す図８を参照して説明する。
【００４３】
両図に示すように、この暗号処理装置３１０では、アルミニウムなどで形成した金属ケース３１１内に、電子回路基板３１２を収納して構成されている。電子回路基板３１２は、プリント基板３１２ａに各種の電子部品３１２ｂを実装して形成されている。
更に、金属ケース３１１の内壁面には、抵抗体メッシュ３１３を貼り付けている。
抵抗体メッシュ３１３は、抵抗体３１３ａ絶縁材３１３ｂにより絶縁処理したものである。
【００４４】
抵抗体メッシュ３１３の抵抗体３１３ａには高周波電源（図示省略）が接続されており、暗号処理装置３１０に内蔵されている乱数発生回路により、抵抗体３１３ａに流す電流の通電・遮断の切り替えをランダムに行うようにしている。
このため、抵抗体メッシュ３１３の抵抗体３１３ａにはランダムな電圧印加がされて高周波電流が流れ、しかも、高周波電流は時間的にランダムに流れる。
【００４５】
このように、抵抗体メッシュ３１３の抵抗体３１３ａには時間的にランダムに高周波電流が流れるため、金属ケース３１１の表面（外壁面）でランダムに熱が発生し、また、ランダムにダミー電波が放射される。つまり熱及びダミー電波がランダムに放射される。
【００４６】
抵抗体３１３ａとしては、複数の抵抗体を接続したものとすることができ、この場合、複数の各抵抗体の特性値（特性数値、即ち、大きさや、形状や、抵抗値）が、同一であっても、異なっていて２特性以上あってもよい。
【００４７】
図９は、暗号処理装置３１０に対して、サーモグラフィでモニタした表面温度分布画像の一例を示すものである。
図９に示すように、暗号処理装置３１０に対してサーモグラフィでモニタしても、抵抗体メッシュ３１３の発熱により、サーモグラフィに写る表面温度のコントラストが低下し、電子回路基板３１２の主要部品（発熱部品）の位置やサイズを特定できなくなり、暗号処理装置３１０の耐タンパー性能を確保することができる。
【００４８】
図１０は、電子回路基板３１２に含まれる暗号処理ＩＣの発する微弱な漏洩電波を計測して、計測した漏洩電磁波の時間変動（処理周期や処理時間など）の一例を示すものである。
図１０に示すように、漏洩電磁波を計測しても、抵抗体メッシュ３１３からランダムにダミー電磁波が放射されるため、電磁波強度の周期的な変動が検出できなくなり、暗号処理装置３１０の耐タンパー性能を確保することができる。
【００４９】
また、強磁性体の金属やＸ線高減弱率の高抵抗の金属材を電線など導電体で接続し、これを樹脂モールドした防護板を、金属ケースの内壁面と電子回路基板の間に配置し、接続した電線に高周波電源を時間的にランダムに供給することで、ＭＲＩ，Ｘ線，サーモグラフィ，電磁波解析の何れに対しても、ノイズとなって、解析性を低下させて、耐タンパー性能を確保することもできる。
【実施例４】
【００５０】
本発明の実施例４に係る、耐タンパー性を向上させた電子機器である暗号処理装置４１０を、断面図である図１１と、金属ケース及び警告プレートを透視した状態で平面的に表す図１２を参照して説明する。
【００５１】
両図に示すように、この暗号処理装置４１０では、アルミニウムなどで形成した金属ケース４１１内に、電子回路基板４１２を収納して構成されている。電子回路基板４１２は、プリント基板４１２ａに各種の電子部品４１２ｂを実装して形成されている。
更に、金属ケース４１１の内壁面には、警告文を表示する警告プレート４１３を貼り付けている。
警告プレート４１３は、例えば、銅版（Ｘ線減弱率の低い金属）に警告文を刻み、刻んだ部分に、銅版とは異種の金属（鉛などのＸ線減弱率の高い金属）を入れて形成している。つまり、警告プレート４１３には、異種金属により警告文が記載されている。このため、警告プレート４１２をＸ線検査すると異種金属の部分が検出されて、警告文が表示される。
【００５２】
図１３は、暗号処理装置４１０に対して、Ｘ線検査をして透視して得た、Ｘ線画像の一例を示すものである。
【００５３】
図１３に示すように、暗号処理装置４１０に対してＸ線検査をすると、Ｘ線検査画像の中に警告文が表示されるので、Ｘ線検査で透視を行おうとする者に対して抑止力となる。警告文の内容（文言）は、「当該暗号処理装置をＸ線検査して内部を透視するのは不法行為である」等のものとしている。
【００５４】
なお、第１の放射線減弱体に、第１の放射線減弱体とは放射線減弱率が異なる第２の放射線減弱体で警告文を記載して、警告プレートを構成することができる。
【００５５】
なお、前述した実施例に示す耐タンパー性を向上させる複数の技術のいずれかを組み合わせることにより、セキュリティ性を更に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の耐タンパー性を向上させた電子機器は、暗号処理装置のみならず、金属ケース内に電子回路基板を収納してなる電子機器であって、セキュリティを確保するため耐タンパー（tamper）性を確保する必要がある各種の電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０暗号処理装置
１１，１１１，２１１，３１１，４１１金属ケース
１２，１１２，２１２，３１２，４１２電子回路基板
１２ａ，１１２ａ，２１２ａ，３１２ａ，４１２ａプリント基板
１２ｂ，１１２ｂ，２１２ｂ，３１２ｂ，４１２ｂ電子部品
１１３防護板
１１３ａ強磁性体の金属片（金属粒子）
１１３ｂＸ線減弱率の高い金属片（金属粒子）
２１３ａ強磁性体の金属プレート
２１３ｂＸ線減弱率の高い金属プレート
３１３抵抗体メッシュ
３１３ａ抵抗体
３１３ｂ絶縁材
４１３警告プレート

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板を収納して構成した電子機器において、
特性の異なる複数種類の耐タンパー材を配置したことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記複数種類の耐タンパー材は、磁性体、放射線減弱体、抵抗体、及び導電体であり、少なくとも２種以上の耐タンパー材を含むことを特徴とする請求項１の電子機器。
【請求項３】
前記複数種類の耐タンパー材は、同一種のタンパー材においては、異なる特性値となっている２特性以上の耐タンパー材を含むことを特徴とする請求項１または請求項２の電子機器。
【請求項４】
前記導電体に高周波電源を接続し、前記高周波電源から前記導電体にランダムな電圧印加をすることで、ランダムな放射を行うことを特徴とする請求項２の電子機器。
【請求項５】
第１の放射線減弱体に、第１の放射線減弱体とは放射線減弱率が異なる第２の放射線減弱体で警告文を記載したことを特徴とする請求項２の電子機器。
【請求項６】
前記耐タンパー材の大きさ・形状が、前記電子回路基板のビア，ランド，スルーホール，LSI／ICのリードと同等の大きさ・形状であることを特徴とする請求項１または請求項２の電子機器。
【請求項７】
前記耐タンパー材として、電子回路素子をそのまま使用することを特徴とする請求項1の電子機器。
【請求項８】
前記耐タンパー材を樹脂モールドして充填することを特徴とする請求項１または請求項２の耐タンパー電子機器。

【図１】