DE10035598A1 - Datenträger mit einem Datenspeicher - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schlägt einen Datenträger mit einem Datenspeicher vor, der über ein Lesegerät auslesbar ist, wobei ein die Anzahl der Zugriffe auf den Datenspeicher erfassender Zugriffszähler vorgesehen ist, welcher beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes ein Auslesen des Datenspeichers durch das Lesegerät verhindert. Der Datenspeicher und der Zugriffszähler sind dabei funktionell und elektrisch voneinander getrennt. Vor dem Auslesen des Datenspeichers ist eine gegenseitige Authentifizierung zwischen dem Lesegerät und dem Zugriffszähler notwendig.

Description

Die Erfindung betrifft einen Datenträger mit einem Datenspei­ cher, der über ein Lesegerät auslesbar ist, wobei ein die An­ zahl der Zugriffe auf den Datenspeicher erfassender Zugriffs­ zähler vorgesehen ist, der beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes ein Auslesen des Datenspeichers durch das Lese­ gerät verhindert.

Datenträger, unter denen im folgenden sowohl elektronische, magnetische als auch optische Datenträger verstanden werden, gestatten in der Regel keine sichere Kontrolle über die An­ zahl der Zugriffe auf den Datenträger. Lediglich bei elektro­ nischen Datenträgern, zum Beispiel der Festplatte eines PCs, kann die Kontrolle über einen Zugriff auf eine auf den Daten­ träger gespeicherte Software über einen Zähler, dessen Zäh­ lerstand ebenfalls auf dem Datenträger gespeichert ist, er­ folgen. Mit jedem Zugriff auf die Software wird der Zähler­ stand beispielsweise erhöht, wobei nach Erreichen eines vor­ gegebenen maximalen Zählerstandes ein Zugriff auf die Soft­ ware verhindert wird. Eine derartige Vorgehensweise ist bei­ spielsweise bei der sogenannten Shareware-Software üblich. Der Zugriff auf die Software kann jedoch dadurch wiederherge­ stellt werden, in dem diese neu auf dem Datenträger, der Festplatte, installiert wird. Der Zähler ist somit in einen ursprünglichen Zustand zurückversetzt worden und ein Zugriff kann wieder bis zum vorgegebenen Zählerstand erfolgen. Diese Vorgehensweise bietet somit keinen ausreichenden Schutz.

Bei Video- und Audioträgern, zum Beispiel CDs, Minidiscs, Kassetten- oder Videobändern, ist gar keine Kontrolle der An­ zahl der Abspielungen möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Da­ tenträger bereitzustellen, bei dem eine sichere Kontrolle über die Anzahl der Zugriffe auf den Datenträger beziehungs­ weise die Anzahl der Abspielungen des Datenträgers möglich ist. Weiterhin soll ein sicheres Verfahren zum Betreiben bzw. Auslesen eines derartigen Datenträgers angegeben werden.

Der erfindungsgemäße Datenträger ist im Patentanspruch 1 wie­ dergegeben, während das erfindungsgemäße Verfahren zum Be­ treiben beziehungsweise zum sicheren Auslesen des Datenspei­ chers durch die Merkmale des Patentanspruches 7 beschrieben wird.

Erfindungsgemäß ist ein Datenträger mit einem Datenspeicher vorgesehen, der über ein Lesegerät auslesbar ist, wobei ein die Anzahl der Zugriffe auf den Datenspeicher erfassender Zu­ griffszähler vorgesehen ist, der beim Erreichen eines vorge­ gebenen Zählerstandes ein Auslesen des Datenspeichers durch das Lesegerät verhindert, wobei der Datenspeicher und der Zu­ griffszähler funktionell und elektrisch voneinander getrennt sind.

Die Erfindung schlägt also eine Kombination aus einem Daten­ träger, bei dem es sich sowohl um einen elektrischen, einen magnetischen oder einen optischen Datenträger handeln kann, und einem gesicherten Zugriffszähler vor, der die Kontrolle über die Anzahl der Zugriffe erlaubt. Vorteilhafterweise ist der Zugriffszähler als eine von dem Datenträger separierte integrierte Schaltung ausgeführt. Die integrierte Schaltung kann einen nicht-flüchtigen Speicher aufweisen.

Insbesondere handelt es sich bei der integrierten Schaltung um einen Chip, der in Chipkarten, Telefonkarten oder Geldkar­ ten zum Einsatz kommt. Derartige integrierte Schaltungen stellen eine eigene physikalische Einheit dar, die bereits aufgrund ihrer Konstruktion gegen Manipulationen sicher ist. Üblicherweise weisen derartige integrierte Schaltungen Si­ cherheitsmechanismen auf, die z. B. bei einer versuchten Mani­ pulation den Speicher - im vorliegenden Fall den Zählerstand des Zugriffzählers - löschen oder in einer geeigneten Weise ein Auslesen und Manipulieren der Daten, d. h. des Zählerstan­ des, verhindern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den untergeord­ neten Patentansprüchen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, den Zugriffszähler und den Datenträger mechanisch miteinander zu verbinden. Der Datenträger und der Zugriffszähler, der als separate integrierte Schaltung ausgeführt ist, können somit räumlich in unmittelbarer Nähe, z. B. in einem gemeinsamen Ge­ häuse, gelegen sein. Denkbar wäre aber auch, diese in unter­ schiedlichen Gehäusen unterzubringen.

Um ein Auslesen des Datenspeichers des Datenträgers zu ermög­ lichen oder zu verhindern, muß, abhängig vom Zählerstand des Zugriffszählers, ein Datenaustausch zwischen dem Zugriffszäh­ ler und dem Lesegerät stattfinden. Hierzu weist der Zugriffs­ zähler in einer Ausgestaltung der Erfindung duch das Lesege­ rät kontaktierbare Kontakte auf. Denkbar ist auch, daß der Zugriffszähler Elemente zur kontaktlosen Datenübertragung aufweist. Hierzu sind beispielsweise die aus dem Bereich der Chipkarten verwendeten Übertragungstechniken mit Hilfe einer Spule oder eines Dipols denkbar.

Um sicherzustellen, daß ein Auslesen des Datenspeichers über das Lesegerät beim Erreichen des vorgegebenen Zählerstandes in dem Zugriffszähler nicht mehr möglich ist, ist in dem Zu­ griffszähler vorteilhafterweise ein Schlüssel gespeichert, der an das Lesegerät übertragbar und notwendig für das Ausle­ sen der Daten ist. Ein Übertragen des Schlüssels an das Lese­ gerät findet lediglich dann statt, wenn der vorgegebene Zäh­ lerstand noch nicht erreicht wird. Denkbar ist auch, daß in dem Zugriffszähler mehrere unterschiedliche Schlüssel für un­ terschiedliche Datenträger abgespeichert sind.

Der vorgegebene Zählerstand ist gleichbedeutend mit der maxi­ malen Anzahl der möglichen Zugriffe auf den Datenträger. Der Zugriffszähler kann sowohl in auf- als auch in absteigender Reihenfolge bis zu dem vorgegebenen Zählerstand zählen. Im ersteren Fall wird von Null beginnend bis zur maximalen An­ zahl der erlaubten Zugriffe, das heißt bis zu dem vorgegebe­ nen Zählerstand, gezählt, bis ein Auslesen des Datenträgers verhindert wird. Im zweiten Fall wird, beginnend bei dem vor­ gegebenen Zählerstand, bis zum Zählerstand Null gezählt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auslesen eines Datenträ­ gers durch ein Lesegerät, bei dem die Anzahl der maximalen Zugriffe mittels eines vorgegebenen Zählerstandes durch einen Zugriffszähler festlegbar ist, umfaßt die nachfolgenden Schritte:

• a) Gegenseitige Authentifizierung des Lesegerätes und des Zu­ griffszählers bei einem versuchten Zugriff des Lesegerätes auf den Datenspeicher des Datenträgers,
• b) Im Falle einer negativen Authentifizierung Verhindern ei­ nes Zugriffs des Lesegeräts auf den Datenspeicher,
• c) Im Falle einer positiven Authentifizierung Überprüfung, ob der vorgegebene Zählerstand erreicht ist,
• d) Im Falle, daß der vorgegebene Zählerstand erreicht ist, Verhindern eines Zugriffs des Lesegerätes auf den Daten­ speicher,
• e) Im Falle, daß der vorgegebene Zählerstand nicht erreicht ist, Verändern des Zählerstandes des Zugriffszählers und
• f) Auslesen des Datenspeichers durch das Lesegerät.

Unter einer positiven Authentifizierung wird hierbei verstan­ den, daß die gegenseitige Authentifizierung des Lesegerätes und des Zugriffszählers erfolgreich war. Entsprechend wird unter einer negativen Authentifizierung ein erfolgloser Au­ thentifizierungsversuch von Lesegerät und Zugriffszähler ver­ standen.

Zur gegenseitigen Authentifizierung können alle bekannten Al­ gorithmen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise im Be­ reich der Chipkarten, insbesondere mit einer Geldfunktion, verwendet werden.

Das Verhindern eines Zugriffs des Lesegerätes auf den Daten­ speicher kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen. So kann das Lesegerät beispielsweise dergestalt ausgebildet sein, daß es den Datenspeicher erst gar nicht auslesen kann, wenn die Authentifizierung negativ oder überhaupt nicht stattgefunden hat. Hierzu ist jedoch ein speziell ausgestaltetes Lesegerät notwendig.

Die Verwendung eines konventionellen Lesegerätes, zum Bei­ spiel eines CD-Players oder des Mikroprozessors einer Fest­ platte, wird in vorteilhafter Weise dadurch ermöglicht, daß der Zugriffszähler nach der positiven Authentifizierung dem Lesegerät einen Schlüssel überträgt, der zum Auslesen des Da­ tenspeichers notwendig ist. Hierbei können alle gängigen und bekannten kryptographischen Verfahren verwendet werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Zugriffszähler unabhängig von einem Zu­ griff auf den Datenspeicher ausgelesen und verändert werden. Hierzu ist jedoch die Verwendung eines speziellen Protokolls notwendig, um die erwünschte Sicherheit nach wie vor aufrecht erhalten zu können. Diese Funktionalität ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn das Auslesen der Daten an die Bezah­ lung eines bestimmten Geldbetrages gebunden ist. Erst nachdem der Zugriffszähler in einen derartigen Zustand zurückversetzt wurde, mit dem ein weiteres Auslesen möglich ist, kann ein erneutes Auslesen des Datenspeichers erfolgen. Das Zurücksetzen des Zugriffszählers wird somit mit der Bezahlung des not­ wendigen Geldbetrages gekoppelt sein.

Die gegenseitige Authentifizierung des Lesegerätes und des Datenträgers kann in vorteilhafter Weise zur Erkennung von gefälschten Lesegeräten und/oder Datenträgern verwendet wer­ den. Lediglich bei einer erfolgreichen, das heißt positiven Authentifizierung wird der Zugriffszähler erhöht und das Le­ segerät kann auf die Daten des Datenträgers zugreifen. Es ist sogar denkbar, daß beim kontinuierlichen Auslesen der Daten eine regelmäßige Authentifizierung möglich ist, ohne daß der eigentliche Datenstrom gestört wird, da die Kommunikation des Lesegerätes mit dem Zugriffszähler über eine eigene, von den Datenleitungen getrennte Schnittstelle läuft.

Die Erfindung und deren Vorteile werden anhand der nachfol­ genden Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches dem prinzipiellen Auf­ bau der Erfindung verdeutlicht und

Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches das erfindungsgemäße Ver­ fahren beschreibt.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Auf­ bau der Erfindung. Ein Datenträger 1 weist einen Datenspei­ cher 2 auf. Der Datenspeicher 2 ist z. B. über Leitungen 3a, 3b oder eine drahtlose Schnittstelle mit einem Lesegerät 4 verbunden. Dem Datenträger 1 ist ein Zugriffszähler 5 zuge­ ordnet, der beispielsweise über einen nicht-flüchtigen Spei­ cher verfügt und darin einen Zählerstand abspeichert.

Die mit 8 bezeichnete gestrichelte Umrandung soll zum Aus­ druck bringen, daß der Datenträger 1 und der Zugriffszähler 5 mechanisch fest miteinander verbunden sein können.

Bevor das Lesegerät 4 auf den Datenspeicher 2 zugreifen kann, ist eine Abfrage des Zählerstandes in dem Zugriffszähler 5 notwendig. Der Datenaustausch zwischen dem Lesegerät 4 und dem Zugriffszähler 5 kann beispielsweise auf kontaktlose Wei­ se erfolgen, was durch die Spulen 6 beziehungsweise 7 ange­ deutet ist. Selbstverständlich könnte das Lesegerät 4 mit dem Zugriffszähler 5 auch auf kontaktbehaftete Weise über elek­ trische Leitungen Daten austauschen. Erst nachdem der Zu­ griffszähler 5 an das Lesegerät 4 die Information übertragen hat, daß der vorgegebene, das heißt maximale, Zählerstand noch nicht erreicht ist, ist ein Auslesen der Daten auf dem Datenspeicher 2 über die Leitungen 3a, 3b möglich.

Hierzu kann nach einer erfolgreichen Authentifizierung zwi­ schen dem Lesegerät 4 und dem Zugriffszähler 5 von diesem ein Schlüssel an das Lesegerät 4 übertragen worden sein, der zur Entschlüsselung der in dem Datenspeicher 2 abgelegten Daten notwendig ist. Ohne den von dem Zugriffszähler 5 zur Verfü­ gung gestellten Schlüssel ist ein Auslesen der Daten auf dem Datenspeicher nicht möglich.

Alternativ könnte das Lesegerät auch dergestalt ausgebildet sein, daß ein Auslesen der Daten aus dem Datenspeicher 2 ohne eine vorherige positive Authentifizierung mit dem Zugriffs­ zähler 5 von vorneherein nicht möglich ist.

Die mit 9 nicht näher gekennzeichnete Blackbox stellt ein Mittel dar, mit dem der Zählerstand des Zugriffszählers 5 verändert, zum Beispiel zurückgesetzt werden kann. In der Praxis ist eine Veränderung des Zählerstandes des Zugriffs­ zählers 5 lediglich durch einen Befugten, zum Beispiel durch den Verkäufer des Datenträgers möglich. Das mit 9 gekenn­ zeichnete Mittel könnte selbstverständlich auch Teil des Le­ segerätes 4 sein, wobei die genannte Funktionalität jedoch nur einem Befugten zur Verfügung steht.

Die Fig. 2 zeigt in einem Ablaufplan das erfindungsgemäße Verfahren zum Auslesen des Datenträgers durch ein Lesegerät, wobei die Anzahl der Zugriffe mittels eines vorgegebenen ma­ ximalen Zählerstandes durch einen Zugriffszähler festlegbar ist. Im ersten Schritt greift das Lesegerät auf den Daten­ speicher des Datenträgers zu. Da das Auslesen des Datenspei­ chers zunächst nicht erfolgreich ist, wird ein gegenseitiges Authentifizieren zwischen dem Lesegerät und dem Zugriffszäh­ ler initiiert. Im Falle einer negativen Authentifizierung wird der Zugriff des Lesegerätes auf den Datenspeicher ver­ weigert. Im Falle einer positiven Authentifizierung wird überprüft, ob der vorgegebene, das heißt der maximale Zähler­ stand bereits erreicht ist. Ist dies der Fall, so wird der Zugriff des Lesegerätes auf den Datenspeicher verweigert. Dieser Zustand könnte den Benutzer beispielsweise durch eine entsprechende Anzeige in einem Display oder über eine Leucht­ diode angezeigt werden. Ist der vorgegebene Zählerstand noch nicht erreicht, so wird der Zählerstand verändert, das heißt bei einem aufwärts zählenden Zähler um 1 erhöht, bei einem abwärts zählenden Zähler um 1 erniedrigt. Anschließend wird vom Zugriffszähler an das Lesegerät ein Schlüssel übertragen, der zum Entschlüsseln der in den Datenspeicher abgelegten Da­ ten notwendig ist. Anschließend kann der Datenspeicher durch das Lesegerät ausgelesen werden.

Der Zugriffszähler ist hierbei vorteilhafterweise als separa­ te integrierte Schaltung ausgeführt. Derartige integrierte Schaltungen werden beispielsweise Karten, Geldkarten oder Te­ lefonkarten verwendet. Bereits aufgrund deren Konstruktion ist eine Manipulation der darauf befindlichen Daten, also des relevanten Zählerstandes nur schwer, wenn überhaupt, möglich.

Die Erfindung ist beispielsweise bei einer CD (sowohl CD-ROM als auch Musik-CD) einsetzbar, bei der im Innenring ein Zu­ griffszähler in Form einer integrierten Schaltung mit einer kontaktlosen Schnittstelle vergossen ist. Bei einem Zugriff auf die CD authentifizieren sich der Zugriffszähler und das CD-Lesegerät über die kontaktlose Schnittstelle gegenseitig. Bei einer erfolgreichen Authentifizierung zählt der Zugriffs­ zähler einen internen Zähler nach oben oder unten und über­ trägt einen zur Entschlüsselung der auf der CD gespeicherten Daten oder Teildaten notwendigen Schlüssel an das CD- Lesegerät. Ist die vorbestimmte Anzahl von Zugriffen über­ schritten, verweigert der Zugriffszähler die Authentifizie­ rung. Der Zähler kann dann zum Beispiel gegen Bezahlung über ein gesichertes Protokoll entweder auf seinen Ausgangswert zurückgesetzt oder ganz freigeschaltet werden, so daß ein un­ limitierter Zugriff auf die Daten der CD möglich wird.

Claims (10)

1. Datenträger mit einem Datenspeicher (2), der über ein Le­ segerät (4) auslesbar ist, wobei ein die Anzahl der Zugriffe 3 auf den Datenspeicher erfassender Zugriffszähler (5) vorgese­ hen ist, der beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes ein Auslesen des Datenspeichers (2) durch das Lesegerät (4) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (2) und der Zugriffszähler (5) funktionell und elektrisch voneinander getrennt sind.

2. Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler (5) und der Datenträger (1) mechanisch miteinander verbunden sind.

3. Datenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler (5) durch das Lesegerät (4) kontaktierbare Kontakte aufweist.

4. Datenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler (5) Elemente zur kontaktlosen Datenüber­ tragung aufweist.

5. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zugriffszähler (5) ein Schlüssel gespeichert ist, der an das Lesegerät (4) übertragbar ist.

6. Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler (5) als von dem Datenträger separierte in­ tegrierte Schaltung ausgeführt ist.

7. Verfahren zum Auslesen eines Datenträgers (1) durch ein Lesegerät (4), bei dem die Anzahl der Zugriffe mittels eines vorgegebenen Zählerstandes durch einen Zugriffszähler (5) festlegbar ist, mit folgenden Schritten:

• a) Gegenseitige Authentifizierung des Lesegerätes (4) und des Zugriffszählers (5) bei einem versuchten Zugriff des Lese­ gerätes (4) auf den Datenspeicher (2) des Datenträgers (1)
• b) Im Falle einer negativen Authentifizierung Verhindern ei­ nes Zugriffs des Lesegerätes (4) auf den Datenspeicher
• c) Im Falle einer positiven Authentifizierung Überprüfung, ob der vorgegebene Zählerstand erreicht ist,
• d) Im Falle, daß der vorgegebene Zählerstand erreicht ist, Verhindern eines Zugriffs des Lesegerätes (4) auf den Da­ tenspeicher (2),
• e) Im Falle, daß der vorgegebene Zählerstand nicht erreicht ist, Verändern des Zählerstandes des Zugriffszählers und
• f) Auslesen des Datenspeichers (2) durch das Lesegerät (4).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler nach der positiven Authentifizierung dem Lesegerät einen Schlüssel überträgt, der zum Auslesen des Da­ tenspeichers (2) notwendig ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriffszähler (5) unabhängig von einem Zugriff auf den Datenspeicher (2) ausgelesen und verändert werden kann.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslesen des Zugriffszählers (5) ein gesichertes Proto­ koll verwendet wird.