[發明專利]生成無運算符代碼的編譯器

有效

• 申請號: 201380058354.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104823161B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: P.M.H.M.A.戈里斯森;L.M.G.M.托休伊澤恩;M.鄧;W.P.A.J.米奇伊斯;W.I.J.吉斯彭;C.P.M.J.巴格根
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06F8/41
• 分類號: G06F8/41;G06F21/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉紅;景軍平

一種編譯器134，用于將利用第一計算機編程語言編寫的第一計算機程序110編譯成利用機器語言編寫的第二計算機程序，該編譯器包括代碼生成器，用于通過生成表格142和機器語言代碼144來生成第二計算機程序，所生成的表格和所生成的機器語言代碼一起形成第二計算機程序，其中所生成的機器語言代碼引用這些表格，并且所生成的機器語言代碼不包含算術或邏輯機器指令，這些表格包括算術和/或邏輯機器指令的預先計算的結果。

技術領域

本發明涉及用于將利用第一計算機編程語言編寫的第一計算機程序編譯成第二計算機程序的編譯器，該編譯器包括代碼生成器，以便通過生成機器語言代碼來生成第二計算機程序。

本發明進一步涉及被配置成編譯器的計算機和編譯方法。

背景技術

人們早已知道：計算機系統通過所謂的側通道（side-channel）泄漏一些信息。觀察計算機系統的輸入-輸出行為不可能提供有關諸如由計算機系統使用的秘密密鑰之類的敏感信息的任何有用信息。但是，計算機系統具有其他的可以被觀察的通道，例如其功耗或電磁輻射；這些通道被稱為側通道。例如，由不同指令消耗的功率的小變化以及在執行指令的同時消耗的功率的變化可以被測量。所測量的變化可能和諸如密碼密鑰之類的敏感信息相關。超越可觀察的且預期的輸入-輸出行為之外的有關秘密信息的這個附加信息被稱為側通道。

通過側通道，計算機系統在其使用期間可能“泄漏”秘密信息。觀察和分析側通道可以使攻擊者訪問僅僅通過輸入-輸出行為的密碼分析就可以獲得的更佳信息。一種已知類型的側通道攻擊是所謂的差分功率分析（differential power analysis）（DPA）。

采用計算機硬件和計算機軟件的功能的兩種實施方式容易遭受側通道攻擊。然而，問題在軟件方面是最嚴重的。與硬件實施方式相比，軟件是相對慢的且消耗相對大量的功率。這兩個因素有利于側通道攻擊。

已嘗試通過改變計算機程序的編譯來增加計算機程序對于側通道攻擊的抵抗力。

美國專利7996671建議利用改善的編譯來增加計算機程序對于側通道攻擊的抵抗力。因為功率分析攻擊依賴于所測量的功耗，所以通過編譯來增加抵抗力，以便降低功耗。編譯器預測最節能的編譯并選擇它。觀察到：能耗降低增加功率噪聲/變化并改善側通道抵抗力。

如果節能減排方案獨自不足以引入足夠的功率噪聲/變化，則能夠使用用于能量優化的編譯器方案來隨機化諸如密碼算法之類的代碼的關鍵部分的功率成本。這通過有意生成具有不同功率需求的代碼以編譯時間為代價來完成。

在計算中引入隨機性的針對側通道問題的當前方案已證明不盡如人意。即使被遮蔽，在功耗與敏感計算之間的某種關系也保持。如果進行足夠的功率測量和統計分析，則基于隨機性的對策可能是無效的。

發明內容

具有改善的編譯器來解決這些和其他的安全問題將是有利的。

發明人已觀察到：在第一個地方由于作用于秘密數據的機器代碼指令的算術和邏輯電路的使用而引起有關諸如密碼密鑰之類的安全數據的信息的泄漏。如果有可能在第一個地方避免這樣的指令，則將解決側通道泄漏的根本原因之一。

在獨立權利要求中定義本發明的各方面。從屬權利要求定義有利的實施例。

提供用于將利用第一計算機程序語言編寫的第一計算機程序編譯成第二計算機程序的編譯器。第二計算機程序可以是機器編程語言，但是更一般地能夠是任何的計算機編程語言。編譯器包括代碼生成器，以便通過生成表格和機器語言代碼來生成第二計算機程序，所生成的表格和所生成的機器語言代碼一起形成第二計算機程序，所生成的機器語言代碼引用這些表格，其中