Устройство уничтожения кристалла микросхемы памяти
Владельцы патента RU 2690781:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации от несанкционированного доступа, а именно к устройствам уничтожения электронных носителей информации. Технический результат заключается в обеспечении надежного предотвращения доступа к носителю информации за счет экстренного уничтожения кристалла микросхемы памяти при одновременном сохранении целостности электронного блока, содержащего носитель информации. Устройство уничтожения кристалла микросхемы памяти содержит герметичный корпус, в котором установлены рабочий заряд, элемент задействования рабочего заряда и инициирующий элемент, содержащий токоведущие электроды с перегораемым мостиком накаливания, причем рабочий заряд и элемент задействования выполнены из пиротехнических составов, при этом элемент задействования установлен между носителем информации и рабочим зарядом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области защиты конфиденциальной информации от несанкционированного доступа, а именно к устройствам уничтожения электронных носителей информации (микросхем памяти) до состояния, обеспечивающего невозможность восстановления информации.
В настоящее время устройства хранения информации применяются как для служебной информации. так и программного обеспечения, определяющего функциональные возможности электронных приборов. Данная информация нередко является конфиденциальной, в связи с чем может потребоваться ее экстренное уничтожение в процессе эксплуатации. Известно множество способов уничтожения информации, записанной в микросхеме памяти. По сути, эти методы можно разделить на электрическое (программное) стирание информации и физическое разрушение кристалла микросхемы памяти. Провести экстренное электрическое (программное) стирание не всегда возможно - отказ аппаратуры, отсутствие источника автономного электропитания, недостаток времени, применение PROM микросхем и т.п., поэтому нередко востребовано физическое разрушение кристалла микросхемы памяти. Существует множество способов физического разрушения кристалла. Среди них - разрушение путем механического, термического, химического и взрывного воздействия.
Известно устройство храпения информации со встроенной системой ее экстренного уничтожения (Flash Drive DatAshur 32Gb, www.trm.l-lab.ru/ustrojjstva-unichtozhenija-informacii), в котором применяется программное стирание записанной информации с помощью встроенного аккумулятора.
Недостатками указанною устройства являются: невозможность уничтожения информации при отказе какого-либо компонента электронной схемы устройства, например, при низком уровне заряда встроенного аккумулятора и отсутствии внешних источников питания;
- низкая стойкость к климатическим и механическим воздействующим факторам.
Известно устройство хранения информации с возможностью ее экстренного уничтожения (патент на полезную модель RU 150597. МПК G06K 19/073. опубликован 20.02.2015). в котором применяется механический способ разрушения кристалла. Указанное устройство содержит корпус, на котором установлен соединитель, предназначенный для электрических связей с размещенным внутри корпуса модулем памяти. Над модулем памяти размещен пробойник с возможностью совершения вращательно-поступательного перемещения в корпусе и взаимодействия с модулем памяти, который представляет собой микросхему памяти, установленную на печатной плате, в которой выполнено отверстие для выхода пробойника, на боковой поверхности устройства выполнено отверстие, для установки в нем штока, ограничивающего перемещение пробойника относительно корпуса.
Недостатками данного технического решения являются:
- сравнительно большие габаритные размеры устройства, что затрудняет его использование;
- недостаточное быстродействие, связанное с необходимостью проведения множества подготовительных операций.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ разрушения интегральных схем памяти носителей информации, где приведено устройство для осуществления способа (патент на изобретение RU 2527241, МПК Р42В 3/10, G06F 12/14, опубликован 27.08.2014). Устройство содержит рабочий заряд (ВВ - ТЭН) и элемент задействования рабочего заряда (электродетонатор), рабочий заряд расположен над носителем информации. Способ заключается в том, что формируют рабочий заряд из ВВ на диэлектрическом основании электрической схемы, открывающей доступ к носителю информации, которая снабжена системой элементов электрического контроля доступа к носителю информации. При срабатывании системы контроля заряд из ВВ подрывают. Рабочий заряд формируют в виде нанослоя из ВВ, помещенного внутри микрокумулятивного заряда, электрически соединенного с мостиковым электродетонатором, также сформированным на основании электросхемы.
Недостатками данного технического решения, в части конструкции устройства, являются:
- использование для решения задачи взрывного способа требует обеспечения повышенных мер безопасности при эксплуатации устройства, кроме того, при решении некоторых задач применение ВВ недопустимо;
- сравнительно большие габаритные размеры устройства.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение уровня опасности при эксплуатации устройства при сохранении надежности уничтожения информации.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении надежного предотвращения доступа к носителю информации за счет экстренного уничтожения кристалла микросхемы памяти при одновременном сохранении целостности электронного блока, содержащего носитель информации. Дополнительным техническим результатом является уменьшение габаритных размеров устройства.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата в устройстве уничтожения кристалла микросхемы памяти, содержащем герметичный корпус, в котором установлены рабочий заряд и элемент задействования рабочего заряда, согласно изобретению, рабочий заряд и элемент задействования выполнены из пиротехнических составов, при этом элемент задействования установлен между носите тем информации и рабочим зарядом.
В частности, элемент задействования возможно выполнять в виде плоского элемента из пиротехнического листового материала, а рабочий заряд - из пиротехнического состава, при горении которого обеспечивается явление самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), например, пиротехническою состава на основе оксида никеля (II) и алюминия в соотношении 80:20 массовых долей соответственно.
Осуществление процесса уничтожения информации с помощью пиротехнического состава позволяет понизить уровень опасности при эксплуатации устройства при сохранении высокой эффективности разрушения, поскольку в конструкции устройства не используются ВВ. а температура, реализующаяся при горении пиротехнического состава, превышает температуру плавления материала кристалла микросхемы памяти (кремния). Размещение элемента задействования между носителем информации и рабочим зарядом позволяет реализовать при горении пиротехнического состава градиент давления, обеспечивающий перенос горячих химически активных продуктов горения на кристалл микросхемы, тем самым дополнительно повышая эффективность уничтожения.
Изготовление рабочего заряда из пиротехнического состава, при горении которого обеспечивается явление СВС, например, пиротехнического состава на основе оксида никеля (II) и алюминия, позволяет повысить надежность уничтожения кристалла микросхемы памяти за счет того, что процесс тепловыделения самоподдерживается до полною завершения химического превращения компонентов, а в силу высокой температуры СВС-процесса и высокой скорости распространения волны горения существующие средства пожаротушения не способны прервать СВС-процесс. Кроме того, при горении пиротехнического состава происходит восстановление металла, который способен взаимодействовать с материалом кристалла (кремнием) с выделением дополнительного тепла и образованием более легкоплавкого, чем кремний, соединения - силицида.
Использование в качестве инициирующего заряда плоского элемента из пиротехнического листового материала позволяет создать более компактную компоновочную схему и оптимизировать размеры устройства, поскольку толщина, достигаемая при его изготовлении, составляет 0,50±0,15 мм.
Новая совокупность существенных признаков позволяет обеспечить термохимическое разрушение кристалла микросхемы памяти, что гарантирует уничтожение записанной информации.
Примеры исполнения устройства и результаты лабораторных испытаний опытных образцов поясняются фиг. 1, 2 и 3.
На фиг. 1 представлена схема заявляемого устройства. 1 - корпус; 2 - рабочий заряд из пиротехнического состава; 3 - элемент задействования; 4 - кристалл памяти: 5 - микросхема; 6 - плата: 7 - крышка; 8 - мостик: 9 - то ко ведущие электроды.
На фиг. 2 и 3 представлены фотографии микросхемы 1623РТ2А и фрагмента электрической платы после срабатывания опытного образца устройства уничтожения.
Устройство уничтожения кристалла микросхемы памяти представляет собой плоский керамический пли стальной корпус 1, в котором размещены рабочий заряд 2 и элемент задействования 3. Элемент задействования 3 установлен между уничтожаемой микросхемой 5 и рабочим зарядом 2. Для инициирования элемента задействования 3 к токоведущим электродам 9 приварен перегораемый мостик 8. Корпус 1 герметизируется крышкой 7 и устанавливается над микросхемой памяти 5 таким образом, чтобы рабочий заряд 2 располагался над кристаллом памяти 4 уничтожаемой микросхемы 5. Для повышения безопасности, а именно, для ограничения зоны высокотемпературного воздействия габаритами устройства, корпус 1 поджимается к плате 6.
Настоящее изобретение не ограничивается приведенным примером.
Устройство работает следующим образом: при подаче на токоведущие электроды 9 электрического сигнала на уничтожение происходит перегорание мостика 8, вследствие чего инициируется горение элемента задействования 3, который в свою очередь поджигает рабочий заряд 2. Далее продукты горения рабочего заряда 2 прожигают герметизирующую крышку 7 корпуса 1 и крышку микросхемы 5, после чего происходит термохимическое воздействие продуктов горения рабочего заряда 2 на кристалл памяти 4. Благодаря тому, что элемент задействования 3 установлен между рабочим зарядом 2 и уничтожаемой микросхемой 5, осуществляется послойное горение рабочего заряда 2 с переносом горячих химически активных продуктов трения на кристалл памяти 4 вследствие реализуемого градиента давления.
Работоспособность заявляемого устройства подтверждается следующим примером конкретного выполнения.
В лабораторных условиях заявляемое устройство было реализовано в виде опытного образна цилиндрической формы, диаметром 30 мм и высотой 5 мм. В стальной корпус запрессовывался рабочий заряд пиротехнического состава на основе оксида никеля (II) и алюминия, в соотношении 80:20 массовых долей соответственно, массой 1,04 г. В качестве элемента задействования использовался плоский элемент, выполненный из пиротехнического листового материала толщиной 0,5 мм (патент на изобретение RU 2306306. МПК С06В 33 12. опубликован 20.09.2007). Для инициирования элемента задействования на токоведущие электроды 9 наваривался перегораемый нихромовый мостик диаметром 40 мкм. Изоляция токоведущих электродов от корпуса осуществлялась с помощью электроизоляционной втулки. Корпус герметизировался крышкой из никелевой фольги толщиной 0.15 мм и устанавливался над уничтожаемой микросхемой на плату из стеклотекстолита толщиной 1 мм.
Типовой результат после срабатывания опытного образца устройства уничтожения представлен на фигу ре 2. на фигуре 3 представлена фотография подложки в виде фрагмента электрической платы, на которой размещалась уничтожаемая микросхема.
Экспериментально было подтверждено, что при срабатывании опытных образцов происходит разрушение не менее 90% площади кристалла памяти микросхем 1623РТ1Т и 1623РТ2А, что соответствует гарантированному уничтожению записанной на нем информации, при этом обеспечивается сохранение целостности электронного блока, содержащего носитель информации, так как зона воздействия не выхолит за габариты устройства.
1. Устройство уничтожения кристалла микросхемы памяти, содержащее герметичный корпус, в котором установлены рабочий заряд, элемент задействования рабочего заряда и инициирующий элемент, содержащий токоведущие электроды с перегораемым мостиком накаливания, отличающееся тем, что рабочий заряд и элемент задействования выполнены из пиротехнических составов, при этом элемент задействования установлен между носителем информации и рабочим зарядом.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент задействования выполнен из пиротехнического листового материала.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочий заряд выполнен из пиротехнического состава, при горении которого обеспечивается явление самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что рабочий заряд выполнен из пиротехнического состава на основе оксида никеля(II) и алюминия в соотношении 80:20 массовых долей соответственно.
