[發明專利]時鐘充電域邏輯在審

申請號：	201380059134.4	申請日：	2013-10-30
公開（公告）號：	CN104781825A	公開（公告）日：	2015-07-15
發明（設計）人：	丹尼爾·F·亞尼特;布倫特·阿諾德·邁爾斯	申請（專利權）人：	科歐羅基克斯有限公司
主分類號：	G06F21/75	分類號：	G06F21/75;H04L9/00
代理公司：	上海申新律師事務所 31272	代理人：	董科
地址：	美國佛***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	時鐘充電邏輯
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【說明書】：

背景技術

如今有許多安全應用，其中保護電子存儲和/或處理數據是十分重要的。現今的安全應用可在許多領域進行，包括ATM卡，身份證，儲值卡，信用卡，移動電話(例如，SIM卡)，計算機訪問控制，付費電視，以及醫學信息存儲。這些卡和應用的安全經常依賴于嵌入卡的存儲器(或其它電路)的密鑰的密碼計算。攻擊者試圖從卡中抽取這些密鑰，以便修改卡的內容，創建一復制的卡，或產生一未授權的交易。主動攻擊會留下清晰可見的干涉的標記，而被動攻擊通常不會留下標記。

在一個被動攻擊中，在信息與閱讀器交互時，信息從卡中收集。被動攻擊可以是旁路攻擊的形式。旁路攻擊包括基于卡或電路的物理實現中破譯密鑰，這是通過注意時間信息，功率消耗，電磁場，甚至聲音來實現的。例如，在邏輯門的切換期間的電流改變(以及導致的功率信號)可以通過供電線路監視，并用于解碼密鑰，其中邏輯門是智能卡的組成部分。此類型的攻擊，也被稱為差分功率分析(DPA)，對智能卡的持有者具有許多負面影響(例如，一ATM卡可被侵入，并用于從卡擁有者的賬戶，未經卡擁有者的授權，提取現金)。保持數據安全，并保護它免于旁路攻擊，包括DPA攻擊，持續成為一個重要的設計考量。

發明內容

本發明公開了一種系統和方法，用于提供安全邏輯塊。邏輯單元可保護不同應用的安全，包括提供運行加密算法的加密塊。

根據本發明，提供了一時鐘充電機制，它從電源中隔離了邏輯單元，并以一種不呈現漏電的方式，為邏輯單元充電，這避免了邏輯單元的狀態被破譯。邏輯單元的時鐘充電機制抑制了邏輯單元的功率信號被讀出，這是通過從外部包括電源電壓和接地連接中，同時隔離邏輯單元的高和低電源電線來實現的。

本發明的實施例提供電容式的充電，用于運行一邏輯單元。電容式的充電通過至少一個邏輯轉換或切換周期，以一種充足的方式建立，以運行邏輯塊的設備。提供至少兩個時鐘，一個時鐘用于以某一速度執行單元的邏輯，而另一個時鐘用于在邏輯運算之間為一電荷存儲器件充放電。

本發明的實施例的一個數字邏輯單元可包括一電容，電容可受控的充電和放電，以便在數字邏輯單元的邏輯塊和電源間提供一個“隔離”或“去耦”。

控制電容充放電的方法可通過切換操作進行，包括如下步驟：當電容從邏輯塊和電源中斷開時，連接電容的兩端，以便短路電容，并允許電容放電；在電容放電完成后，連接電容至電源，以為電容充電；在電源為電容充電完成后，把電容從電源中斷開；以及在電源為電容充電完成后，連接電容至邏輯塊，以為邏輯塊提供至少一個時鐘周期/信號躍遷的電力。

此說明以一種簡化的方式有選擇的介紹了一些概念，這些概念會在下面進一步的詳細描述。此說明并未試圖標出本主題的關鍵特征或本質特征，也未試圖用于限制本主題的范圍。

附圖說明

根據本發明，圖1是一個時鐘充電域邏輯(CCDL)單元的示意圖。

圖2A-2C顯示了本發明的某些實施例的使用金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)放電開關的例子。

根據本發明，圖3A-3D說明了一個時鐘充電域邏輯單元操作方法。

根據本發明，圖4是一個時鐘充電域邏輯單元例子的示意圖。

根據本發明，圖5是邏輯單元的時鐘序列。

根據本發明，圖6是邏輯單元的結構仿真圖。

圖7一個電容放電圖。

根據本發明，圖8是一個電路圖。

根據本發明，圖9A-9D組合起來是一個2bit加密塊實施的電路圖。

圖10是圖11的加密塊操作的信號圖。