[發(fā)明專利]密碼電路系統(tǒng)的隨機(jī)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)抗攻擊方法及電路系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410529052.8
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104283673A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單偉偉;戴文韜;余翩翩
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/00
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種密碼電路系統(tǒng)，其特征在于包括：

???????隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其功能是產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)N，其輸出信號連接到電壓頻率控制模塊的輸入端；

???????電壓頻率控制模塊，其功能是根據(jù)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)N以及密碼電路可正常工作的電壓范圍[Vmin,Vmax]產(chǎn)生電壓控制信號Vc，該電壓控制信號連接到可調(diào)穩(wěn)壓源的輸入端；同時，電壓頻率控制模塊還產(chǎn)生與該電壓控制信號配套的頻率控制信號，該頻率控制信號連接到鎖相環(huán)的輸入端，保證該電壓控制信號和頻率控制信號下密碼電路能正常工作；?

???????可調(diào)穩(wěn)壓源，其輸出信號連接到密碼電路的電源端，功能是根據(jù)電壓頻率控制模塊輸出的電壓控制信號Vc產(chǎn)生指定的供電電壓VDD，用于給密碼電路供電；

???????鎖相環(huán)，其輸出信號連接到密碼電路的時鐘端，功能是根據(jù)電壓頻率控制模塊輸出的頻率控制信號產(chǎn)生指定的頻率F，用于設(shè)定密碼電路的工作頻率；

???????密碼電路，用于對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或者解密操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密碼電路系統(tǒng)，其特征在于：每一組輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行加/解密時，供電電壓VDD是隨機(jī)產(chǎn)生的，加/解密時即使輸入相同的一組數(shù)據(jù)和密鑰，其對應(yīng)的密碼電路的功耗也不同，并且具有隨機(jī)性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密碼電路系統(tǒng)，其特征在于：

???????電壓控制信號Vc=Vmin+N?mod?(Vmax-Vmin)，其中Vmin是密碼電路可正常工作的最小電壓值，Vmax是密碼電路可正常工作的最大電壓值，mod是取模操作，隨機(jī)數(shù)N的取值范圍根據(jù)Vmin和Vmax來定，保證電壓控制信號Vc是介于Vmin和Vmax之間的一個隨機(jī)數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密碼電路系統(tǒng)，其特征在于：所述密碼電路包括輸入接口，輸出接口和加密引擎；輸入接口連接的信號包括數(shù)據(jù)輸入信號，時鐘信號，復(fù)位信號，加/解密開始信號；輸出接口連接的信號包括加/解密結(jié)束信號，數(shù)據(jù)輸出信號；加密引擎實現(xiàn)具體的密碼算法。

5.一種密碼電路系統(tǒng)的隨機(jī)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)抗攻擊方法，所述密碼電路系統(tǒng)包括隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、電壓頻率控制模塊、可調(diào)穩(wěn)壓源、鎖相環(huán)和密碼電路，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：初始化，給各個模塊復(fù)位；

步驟2：隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)N并輸出至電壓頻率控制模塊；

步驟3：電壓頻率控制模塊根據(jù)隨機(jī)數(shù)N和密碼電路可正常工作的電壓范圍[Vmin,Vmax]產(chǎn)生電壓控制信號Vc和對應(yīng)的頻率控制信號，并分別輸出至可調(diào)穩(wěn)壓源和鎖相環(huán)；

步驟4：可調(diào)穩(wěn)壓源根據(jù)電壓控制信號Vc產(chǎn)生供電電壓VDD給密碼電路供電，同時鎖相環(huán)根據(jù)頻率控制信號產(chǎn)生指定的頻率F，將密碼電路的頻率調(diào)節(jié)到指定頻率F；

步驟5：外部輸入數(shù)據(jù)和密鑰，等待加/解密開始信號來到，密碼電路完成加/解密操作，并輸出加/解密結(jié)果；

???????步驟6：重復(fù)步驟2到步驟5的操作，直到全部數(shù)據(jù)處理完畢。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨機(jī)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)抗攻擊方法，其特征在于：為了使密碼電路始終能正確工作，步驟4中，若密碼電路的供電電壓VDD是從高電壓向低電壓調(diào)節(jié)，則先調(diào)節(jié)頻率F，待其穩(wěn)定后再調(diào)節(jié)供電電壓VDD；反之，若密碼電路的供電電壓VDD是從低電壓向高電壓調(diào)節(jié)，則先調(diào)節(jié)供電電壓VDD，待其穩(wěn)定后再調(diào)節(jié)頻率F。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨機(jī)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)抗攻擊方法，其特征在于：每一組輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行加/解密時，供電電壓VDD是隨機(jī)產(chǎn)生的，加/解密時即使輸入相同的一組數(shù)據(jù)和密鑰，其對應(yīng)的密碼電路的功耗也不同，并且具有隨機(jī)性。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨機(jī)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)抗攻擊方法，其特征在于：電壓控制信號Vc=Vmin+N?mod?(Vmax-Vmin)，其中Vmin是密碼電路可正常工作的最小電壓值，Vmax是密碼電路可正常工作的最大電壓值，mod是取模操作，隨機(jī)數(shù)N的取值范圍根據(jù)Vmin和Vmax來定，保證電壓控制信號Vc是介于Vmin和Vmax之間的一個隨機(jī)數(shù)值。