[發明專利]SRAM的I/O電路

有效

• 申請號: 201210339320.0
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN103680590A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 潘勁東;方偉;丁艷;史增博;仇超文
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G11C7/24
• 分類號: G11C7/24
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及芯片安全領域，特別涉及一種針對SRAM（Static?RAM，靜態隨機讀寫存儲器）防止功耗分析攻擊的I/O（輸入/輸出）電路。

背景技術

近些年，安全性問題已經成為許多芯片設計的首要考慮的問題。尤其對于那些基于具有一定規律的運算法則所設計的設備來說，被盜用內部相關數據的風險變得越來越高。比如一些低端處理器、感應器和智能卡等采用特定運算法則的產品，其安全性的問題面臨著很大的危險，尤其是如今廣泛應用的非接觸式的智能卡。

隨著智能卡的應用范圍逐步擴大，對安全性的問題的要求越來越高，不僅要求保證數據等的安全性，而且在此基礎上還要降低功耗，節約成本。對智能卡的安全性造成威脅的方面很多，主要有邏輯攻擊、物理攻擊、旁路攻擊、對傳送方面的攻擊等，尤其是旁路攻擊中的功耗分析攻擊（PAA，Power?Analysis?Attack），易于實現，對智能卡的安全性有很大的威脅。因此針對功耗分析攻擊的研究一直是智能卡安全問題研究的熱點。

SRAM是智能卡等各類芯片中的重要組成部分，其主要作用為數據存儲。在包括SRAM的各種智能卡以及各類芯片的實現電路在運行過程中會泄漏一些運算時間、電磁輻射、功耗等方面的信息，透過這類信息，可以進行分析以獲得智能卡等芯片中的敏感數據或者密鑰等，這種方法被稱之為旁路攻擊（SCA，Side?Channel?Attacks）。其中利用功耗信息的旁路攻擊稱為功耗分析攻擊，該方法可低成本、快速、無損地提取出密碼芯片中的密鑰等關鍵數據，對智能卡的安全性構成巨大的威脅。

目前，對于功耗分析攻擊所采取的對策主要有兩大方面，軟件方法和硬件方法，并且多數的研究集中在軟件方面的應用上。軟件方法主要是通過對某一系統的功耗，隨機或者相對其他的部分保持一致。但是這些軟件方法一般是針對特定的運算法則而設計，應用范圍不廣，而且會有很大的性能犧牲，如果有更為高級的攻擊手法，這些對策則會更加的易于被攻破。硬件方法，主要是指采用自同步的雙軌邏輯單元、動態或者差分邏輯單元等。盡管如此，這些方法同樣犧牲了很大的性能指標，更糟糕的是這些方法可能帶來更多的風險，例如使系統更易于遭受時序攻擊等，并且這些方法并不是把存儲器的安全性作為第一位來考慮。另外，還有一些硬件方法是從結構層面上進行考慮，這對于寄存器隨機重命名或者在指令窗口對指令進行處理來說都會使得功耗分析攻擊變得困難。但是這些方法并不適合低端處理器，因為這些低端處理器并不具有寄存器重命名機制或者沒有大的指令窗口實現無序執行。

因此，針對于功耗分析攻擊而言，現有的SRAM的I/O（輸入/輸出）模塊電路還有待改進之必要。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種SRAM的I/O電路，以有效防止功耗分析攻擊，保護通過所述I/O電路所傳送的數據的安全。

本申請的技術方案是這樣實現的：

一種SRAM的I/O電路，包括輸入電路和輸出電路，其中：

所述輸入電路包括：

正相輸入電路，用于接收一輸入信號，并提供流經所述正相輸入電路的輸入信號；其包括輸入端、輸出端和復位端；其輸入端用于接收所述輸入信號；其輸出端用于輸出流經所述正相輸入電路的輸入信號；其復位端用于在每接收一個輸入信號之前接收一第一復位信號，以進行復位；

反相冗余復制輸入電路，用于與所述正相輸入電路同時接收所述輸入信號并對所述輸入信號進行反相處理；其包括輸入端、輸出端和復位端；其輸入端用于接收所述輸入信號；其輸出端用于輸出流經所述反相冗余復制輸入電路的所述反相輸入信號；其復位端用于在每接收一個輸入信號之前，與所述正相輸入電路同時接收所述第一復位信號，以進行復位；

所述輸出電路包括：

正相輸出電路，用于接收靈敏放大器發出的一對互補的輸出信號，并輸出流經所述正相輸出電路的輸出信號；其包括第一輸入端、第二輸入端、輸出端和復位端；其第一輸入端和第二輸入端用于接收所述一對互補的輸出信號；其輸出端用于輸出流經所述正相輸出電路的輸出信號；其復位端用于在每接收一對互補的輸出信號之前接收一第二復位信號，以進行復位；

反相冗余復制輸出電路，用于與所述正相輸出電路同時接收所述一對互補的輸出信號并進行反相處理；其包括第一輸入端、第二輸入端、輸出端和復位端；其第一輸入端和第二輸入端用于接收所述一對互補的輸出信號；其輸出端用于輸出流經所述反相冗余復制輸出電路的所述反相輸出信號；其復位端用于在每接收一對互補的輸出信號之前，與所述正相輸出電路同時接收所述第二復位信號，以進行復位。