[發(fā)明專利]一種SoC密碼芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410384614.4
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104202161A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁智強(qiáng);胡朝輝;江澤鑫;陳炯聰;黃曙;余南華;林丹生;李闖;伍曉泉
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/06;G06F21/72
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶;王東亮

1.一種SoC密碼芯片，包括：CPU核、接口、非易失存儲器、片內(nèi)存儲器、定時器、功耗管理模塊、時鐘復(fù)位模塊和通信總線，其特征在于，所述SoC密碼芯片還包括：

隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)；

加解密模塊，用于對所述SoC密碼芯片接收到的目標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加解密運(yùn)算。

2.如權(quán)利要求1所述的SoC密碼芯片，其特征在于，所述加解密模塊包括：對稱加解密引擎和/或非對稱加解密引擎。

3.如權(quán)利要求2所述的SoC密碼芯片，其特征在于，所述對稱加解密引擎，具體包括：程序存儲單元、程序指針單元、通用寄存器組單元、數(shù)據(jù)存儲單元、密碼運(yùn)算單元和指令譯碼單元；

其中，

所述程序存儲單元，用于存儲密碼運(yùn)算的指令；

所述程序指針單元，用于記錄當(dāng)前指令在所述程序存儲單元中的地址；

所述通用寄存器組單元，用于預(yù)先導(dǎo)入密碼運(yùn)算的目標(biāo)數(shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)存儲單元，用于保存密碼運(yùn)算的目標(biāo)數(shù)據(jù)；

所述指令譯碼單元，用于根據(jù)所述程序指針單元所指的位置從所述程序存儲單元中取出當(dāng)前指令，并對當(dāng)前指令進(jìn)行譯碼，得到密碼運(yùn)算指令；

所述密碼運(yùn)算單元，用于對所述通用寄存器組單元中的目標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)指令譯碼單元得到的密碼運(yùn)算指令進(jìn)行密碼運(yùn)算。

4.如權(quán)利要求2所述的SoC密碼芯片，其特征在于，

所述非對稱加解密引擎，具體包括：輸入輸出單元、輸入數(shù)據(jù)緩沖單元、第一算法程序存儲單元、第二算法程序存儲單元、程序選擇控制單元、指令翻譯控制單元、算術(shù)邏輯單元、運(yùn)算存儲單元、輸出數(shù)據(jù)緩沖單元；

其中，

所述輸入輸出單元，用于和所述非對稱加解密引擎內(nèi)各單元間的數(shù)據(jù)交互，以及輸入密碼運(yùn)算的目標(biāo)數(shù)據(jù)和輸出密碼運(yùn)算的結(jié)果；

所述輸入數(shù)據(jù)緩沖單元，用于對所述輸入輸出單元輸入的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存；

所述第一算法程序存儲單元，用于存儲用戶編制的SM2公鑰密碼算法程序；

所述第二算法程序存儲單元，用于存儲所述SoC密碼芯片內(nèi)置的SM2公鑰密碼算法程序；

所述程序選擇控制單元，用于接收輸入輸出單元發(fā)送的密碼運(yùn)算命令，根據(jù)所述密碼運(yùn)算命令，從所述第一算法程序存儲單元和/或第二算法程序存儲單元中選擇相應(yīng)密碼算法，以及將所述密碼算法中包含的用戶指令發(fā)送至指令翻譯控制單元；

所述指令翻譯控制單元，用于接收程序選擇控制單元發(fā)送的用戶指令，以及將所述用戶指令翻譯成運(yùn)算指令發(fā)送至算術(shù)邏輯單元；

所述算術(shù)邏輯單元，用于根據(jù)所述指令翻譯控制單元發(fā)送的運(yùn)算指令進(jìn)行基本密碼函數(shù)運(yùn)算；

所述運(yùn)算存儲單元，用于存儲所述算術(shù)邏輯單元進(jìn)行基本密碼函數(shù)運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果；

所述輸出數(shù)據(jù)緩沖單元，用于對所述運(yùn)算存儲單元中存儲的基本密碼函數(shù)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行緩存。

5.如權(quán)利要求1所述的SoC密碼芯片，其特征在于，所述Soc密碼芯片還包括：

安全防護(hù)模塊，用于獲取所述SoC密碼芯片的實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)，并對所述SoC密碼芯片進(jìn)行安全控制。

6.如權(quán)利要求5所述的SoC密碼芯片，其特征在于，所述安全防護(hù)模塊，具體包括：環(huán)境檢測單元和檢測控制單元；

所述環(huán)境檢測單元：用于對所述SoC密碼芯片的內(nèi)核工作頻率和/或通信總線工作頻率和/或加解密引擎工作頻率和/或SoC密碼芯片工作溫度和/或SoC密碼芯片內(nèi)核工作電壓進(jìn)行實(shí)時檢測，以及生成相應(yīng)的實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)；

所述檢測控制單元，用于根據(jù)所述環(huán)境檢測單元檢測到的實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)生成對應(yīng)的控制信號。

7.如權(quán)利要求6所述的SoC密碼芯片，其特征在于，

所述檢測控制單元具體包括：控制電路子單元、環(huán)境檢測接口電路子單元和通信總線接口電路子單元；

其中，

所述控制電路子單元：用于根據(jù)所述環(huán)境檢測單元檢測到的實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)生成對應(yīng)的控制信號；

所述環(huán)境檢測接口電路子單元：用于完成環(huán)境檢測單元與檢測控制單元之間控制信號的交互；

所述通信總線接口電路子單元：用于完成通信總線與檢測控制單元之間控制信號的交互。