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DE20204651U1 - Vorrichtung zum Schutz gegen unauthorisierte Benutzung von Software - Google Patents

Vorrichtung zum Schutz gegen unauthorisierte Benutzung von Software

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DE20204651U1
DE20204651U1 DE20204651U DE20204651U DE20204651U1 DE 20204651 U1 DE20204651 U1 DE 20204651U1 DE 20204651 U DE20204651 U DE 20204651U DE 20204651 U DE20204651 U DE 20204651U DE 20204651 U1 DE20204651 U1 DE 20204651U1
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software
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
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Description

Vorrichtung zum Schutz gegen unauthorisierte Benutzung von Software
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz gegen die unauthorisierte Benutzung von Software.
Stand der Technik: Beim Kopierschutz SAM der Firma Comprotec werden verschlüsselte, geheim gehaltene Programme von einer geschützten Applikation eines PCs an ein mit dem PC verbundenen Steckerbauteil übertragen. Das Steckerbauteil enthält eine Vorrichtung zum Entschlüsseln und Ausführen des Programms. Während der Ausführung des Programms werden unverschlüsselte Daten mit der geschützten Applikation ausgetauscht. Die geschützte Applikation arbeitet nur fehlerfrei, wenn die ausgetauschten Daten fehlerfrei sind. Dies ist nur möglich, wenn das Steckerbauteil mit dem PC verbunden ist. Das Steckerbauteil wird meist zusammen mit der geschützten Applikation verbreitet. Da das Steckerbauteil nur sehr schwer oder gar nicht ohne Kenntnis der geheim gehaltenen technischen Details reproduzierbar ist, und die auf dem Steckerbauteil ausgeführten Programme geheim gehalten werden, ist eine unauthorisierte Benutzung der Applikation verhindert. Die geheim gehaltenen Programme können auch einen persistenten Speicher auf dem Steckerbauteil lesen und beschreiben. Hierdurch ist es z.B. möglich, Lizenzinformationen an das Steckerbauteil zu übertragen, ohne dass dieser Vorgang von aussen manipulierbar ist.
Der Nachteil dieser Kopierschutzvorrichtung liegt darin, dass der Kopierschutz-Hersteller den Prozessortyp auf dem Steckerbauteil nicht wechseln kann, ohne dass erhebliche Änderungen der geschützten Applikationen und der geheim gehaltenen Programmcodes notwendig werden. Ausserdem ist der Applikationshersteller auf die Nutzung des Steckerbauteils eines bestimmten Kopierschutzherstellers festgelegt. Die Nutzung von Steckerbauteilen anderer Kopierschutzhersteller ist ohne Änderung der Applikation im allgemeinen nicht möglich, wenn diese andere Prozessortypen verwenden. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Kopierschutzhersteller nur Prozessoren verwenden kann, die ein Lesen des Programmcodes aus einem RAM ermöglichen. Da die Programme austauschbar sein sollen, verbietet sich ein Lesen aus einem ROM oder EPROM. Ein Einsatz von Smarh-Card-Controllern, die hohen Sicherheitsstandards entsprechen, ist im
allgemeinen nicht möglich, da diese meist nur fest gespeicherten Programmcode ausführen. Weiterhin wird die Schaffung eines Standards für Lizenztransaktionen unmöglich, wenn Kopierschutzhersteller verschiedene Prozessortypen mit verschiedenen Instruktionssätzen verwenden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Schutz gegen unauthorisierte Nutzung einer Applikation die Ausführung geheim gehaltener, austauschbarer Programmcodes prozessortyp-unabhängig zu ermöglichen und den Einsatz von Controllern mit Programm-Festspeichern, insbesondere von Smart-Card-Controllern, zur Ausführung zu ermöglichen. Weiterhin soll die Schaffung eines Standards für Lizenztransaktionen unterstützt werden.
Die Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Ein erster Prozessor (2) emuliert einen möglicherweise fiktiven, zweiten Prozessor (3). Die Architektur und der Instruktionssatz des zweiten Prozessors (3) können veröffentlicht werden. Ein Kopierschutzhersteller hat den Instruktionssatz auf dem Prozessortyp seiner Wahl in einem Instruktionsinterpreter zu implementieren. Eine geschützte Applikation ist unabhängig von der Implementiertung dieses Instruktionsinterpreters und unabhängig von den spezifischen Eigenschaften des ersten Prozessors (2). Die Kopierschutzvorrichtungen verschiedener Hersteller sind zueinander kompatibel. Eine geschützte Applikation kann mit den Kopierschutzvorrichtungen verschiedener Hersteller zusammen arbeiten. Diese Konsequenz ist besonders wichtig, wenn die Kopierschutzvorrichtung in Mobiltelefone integriert werden soll. Eine weitere Konsequenz ist, dass ein Kopierschutzhersteller den ersten Prozessor (2) jederzeit wechseln kann, wenn z.B. dieser nicht mehr verfügbar ist, ohne dass ein Applikationshersteller die Applikation ändern muss.
Die Wahl eines Smart-Card-Controllers ist in Anspruch 2 beschrieben. Nach diesem Anspruch ist es auch möglich, einen Prozessor des Rechensystems (7), also z.B. den Prozessor eines die Applikation ausführenden PCs oder einen auf dem PC-Motherboard angebrachten Security-ControUer den zweiten Prozessor (3) emulieren zu lassen. In der Vorrichtung gemäß Anspruch 3 werden die geheimen Programmcodes (4) in verschlüsselter Form an den ersten (2) oder zweiten Prozessor (3) übertragen, entschlüsselt und ausgeführt. Dieses kann in einem Schritt oder mehreren Teilschritten geschehen. Vorzugsweise werden die
geheimen Programmcodes (4) vom Rechensystem (7) an den ersten (2) oder zweiten Prozessor (3) übertragen. Um den Speicherbedarf für die Emulation gering zu halten, kann es sinnvoll sein, die Übertragung in mehreren Teilschritten zu vollziehen. Der erste Prozessor (2) teilt dem Rechensystem nach jedem Teilschritt mit, welcher Programmcode (4) als nächstes übertragen werden soll, was von dem Status des zweiten Prozessors (3) abhängt, im allgemeinen von dem neu berechneten Programcounter. Auf diese Weise wird ein virtueller Programmspeicher realisiert. In ähnlicher Weise kann auch ein virtueller Datenspeicher des zweiten Prozessors (3) realisiert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Ver- und Entschlüsselung in zwei Schritten vollzogen. Bei der Verschlüsselung wird der Programmcode (4) mit einem Schlüssel (8) einer symmetrischen Verschlüsselung verschlüsselt. Der Schlüssel (8) wird dann mit einem Public Key (9) verschlüsselt und zusammen mit dem Programmcode (4) an den ersten (2) oder zweiten Prozessor (3) übertragen. Dieser entschlüsselt dann den Schlüssel (8) mit einem passenden Private Key (10). Anschliessend wird mit dem Schlüssel (8) der Programmcode (4) entschlüsselt. Dieses Vorgehen ermöglicht einem Applikationsentwickler die Selektion von Prozessoren oder Prozessortypen zur Ausführung des Programmcodes (4). Erscheint beispielsweise ein Prozessortyp dem Applikationsentwickler als unsicher, ao dass ein Bekanntwerden des geheimen Programmcodes (4) zu befürchten ist, so verschlüsselt der Applikationsentwickler den Programmcode (4) nicht mit dem diesem Prozessortyp zugeordneten Public Key (9), sondern nur mit Public Keys (9) von als sicher erscheinenden Prozessortypen.
Der zweite Prozessor (3) könnte gemäß Anspruch 5 Daten, z.B. Lizenzinformationen in einem persistenten Speicher lesen und schreiben. Enhält der Instruktionssatz des zweiten Prozessors (3) kryptologische Instruktionen, wie in Anspruch 6 geschildert, können zweite Prozessoren (3) untereinander verschlüsselte Daten austauschen oder z.B. ein zweiter Prozessor (3) andere Datengeneratoren, die Kryptofunktionen ausführen, emulieren.
Zum übertragen einer Lizenzinformation von einem zu einem anderen zweiten Prozessor (3) ist in Anspruch 7 die Nutzung von Pubüc-Key-Verfahren vorge-
• ·
sehen. Dies ermöglicht allgemein eine Verschlüsselung und Authentisierung von übertragenen Daten zwischen zweiten Prozessoren (3).
Eine weitere Möglichkeit, neben einem mit einem PC verbindbaren Steckerbauteil, einen zweiten Prozessor (3) zu emulieren, ist die Nutzung von schnurlosen, vorzugsweise handlichen Geräten, wie Mobiltelefonen, Taschencomputern usw. Dies beschreiben die Ansprüche 8 und 9. Diese Möglichkeit erleichtert dem Benutzer der geschützten Applikation die Handhabung des Kopierschutzea. Der Benutzer braucht nur beispielsweise sein Mobiltelefon bei sich zu haben und kann dann auch bei Ortswechseln ohne weitere Handgriffe eine geschützte, aber lizenaierte Applikation benutzen. Weiter kann der Benutzer über eine Internetverbindung oder durch das Anwählen einer bestimmten Telefonnummer eine Softwarelizenz an sein Mobiltelefon übertragen, was in Anspruch 10 und 11 beansprucht wird. Im letzten Fall könnte der Lizenzwert beispielsweise über die Telefonrechnung in Rechnung gestellt werden. Weiter bietet sich bei Mobiltelefonen an, den im allgemeinen vorhandenen Security-Controller zur Emulation des zweiten Prozessors (3) zu verwenden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert, wobei sich das Beispiel auf die Zeichnung 1 bezieht. Ein mit einem Rechensystem (7) verbundenes Steckerbauteil enthält einen ersten Prozessor (2) mit einem Instruktionssatz, der eine Instruktion zum Entschlüsseln enthält. Weiter enthält der erste Prozessor (2) Arbeitsregister und ein RAM und ist gegen Lesen von Speicherinhalten und Manipulation von aussen geschützt. Ein in einem ROM des ersten Prozessors (2) gespeichertes Programm emuliert einen zweiten Prozessor (3), der ebenfalls Arbeitsregister und RAM enthält. Dieses RAM und diese Arbeitsregister werden dabei im RAM des ersten Prozessors (2) gespeichert. Die Instruktionen des zweiten Prozessors (3) werden mit Hilfe eines ebenfalls im ROM des ersten Prozessors (2) gespeicherten Interpreters realisiert, der die Instruktions-Opcodes der für den zweiten Prozessor (3) bestimmten Programme erkennt und bei jeder erkannten Instruktion bestimmte Aktionen auslöst, wie z.B. das Verändern von Regiaterinhalten des zweiten Prozessors (3) oder das Senden bzw. Empfangen von Daten, an bzw. vom Rechensystem (7). Im Rechensystem wird eine Applikation (1) gestartet. Die Applikation (1) sendet einen verschlüsselten Programmcode (4) an den ersten Prozessor (2). Der erste Prozessor (2) entschlüsselt den Programmcode (4) mit Hilfe seiner Entschlüsselungsinstruktion. Nun beginnt im ersten Prozessor (2) die Interpretation des
entschlüsselten Programmcodes, welches einer Emulation des zweiten Prozessors (3) gleichkommt. Im Programmcode (4) sind Instruktionen enthalten, mit denen vom Rechensyatem (7) gesendete Daten empfangen werden. Diese Daten werden mit Hilfe des interpretierten Programmcodes (4) verarbeitet und es werden Ergebnisse an das Rechensystem (7) gesendet, die die aktive Applikation (1) benötigt. Bei Ausbleiben der Ergebnisse oder Fehlern in den Ergebnissen geht der die Applikation (1) ausführende Prozess in einen Fehlerzustand, beispielsweise weicht die Applikation (1) von ihrem vorgesehenen Verhalten ab. Hierdurch ist eine sinnvolle Nutzung der Applikation (1) verhindert und somit ist die Applikation (1) gegen unauthoriserte Benutzung geschützt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Schutz gegen unauthorisierte Benutzung von Software (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Prozessor (2) einen zweiten Prozessor (3) emuliert, wobei der zweite Prozessor (3) einen Programmcode (4) ausführt und vom zweiten Prozessor (3) Daten (5) an ein in einem Prozess (6) die Software (1) ausführendes Rechensystemn (7) übertragen werden und der Prozess (6) in einen Fehlerzustand geht, wenn die Daten (5) fehlerhaft sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Prozessor (2) ein Microcontroller, ein Smartcard-Controller oder ein Prozessor des Rechensystems (7) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (2) oder zweite Prozessor (3) den Programmcode (4) in verschlüsselter Form empfängt und entschlüsselt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (2) oder zweite Prozessor (3) zusätzlich einen mit einem Public Key verschlüsselten Schlüssel (8) einer symmetrischen Verschlüsselung empfängt, wobei der Programmcode (4) mit dem Schlüssel (8) verschlüsselt ist, danach den Schlüssel (8) mit einem zum Public Key (9) zugehörigen Private Key (10) entschlüsselt und danach den Programmcode (4) mit dem Schlüssel (8) entschlüsselt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Instruktionssatz des zweiten Prozessors (3) Instruktionen enthält, die in einem persistenten Speicher lesen und/oder schreiben können.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Instruktionssatz des zweiten Prozessors (3) kryptologische Instruktionen enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Instruktionssatz des zweiten Prozessors (3) Instruktionen für die Ausführung von Public-Key-Verschlüsselungsverfahren enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Prozessor (2) sich in einem portablen, schnurlosen Gerät (11) befindet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (11) ein Mobiltelefon, ein PDA, ein Handheldcomputer oder eine Kombination aus diesen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät über eine Telefonverbindung Softwarelizenzinformationen empfängt, die von Programmcodes (4) abfragbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Prozessor (2) direkt oder indirekt über eine Internetverbindung eine Softwarelizenzinformationen empfängt oder sendet.
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