[實用新型]一種芯片安全性檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420235374.7
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN204269770U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐有;張夢良;程玉芳;胡翠;王明東
• 申請（專利權(quán)）人: 國民技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于產(chǎn)品檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片安全性檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

密碼產(chǎn)品在實際使用過程中容易遭受側(cè)信道攻擊，該類攻擊的基本思想是通過捕獲芯片工作時的電流或者功耗變化、輻射出來的電磁信號、執(zhí)行指令的時間等信息泄露，來獲取芯片的敏感信息。本質(zhì)上，這種攻擊利用了兩類能量功耗依賴性，即數(shù)據(jù)依賴性和操作依賴性。側(cè)信道攻擊所需要的設(shè)備成本低、攻擊效果顯著，嚴(yán)重威脅了密碼設(shè)備的安全性。因此，生產(chǎn)廠商和產(chǎn)品質(zhì)量檢測機構(gòu)會對密碼產(chǎn)品的側(cè)信道安全性進(jìn)行分析和評估。

側(cè)信道攻擊的手段通常包括功耗中隱藏的重復(fù)信息攻擊、功耗攻擊、電磁輻射攻擊等。按照對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析所使用的方法將側(cè)信道攻擊分為簡單側(cè)信道攻擊和差分側(cè)信道攻擊。

簡單側(cè)信道攻擊能通過直接測量密碼系統(tǒng)在執(zhí)行相關(guān)操作時的側(cè)信道信息，通過特征分析獲取設(shè)備執(zhí)行的指令和使用的操作數(shù)，并確定加密算法操作的精確位置、操作流程和波形特征等信息，甚至可能恢復(fù)全部或部分密鑰。

差分側(cè)信道攻擊通過對多次加密或者解密操作進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)采集，得到離散的能量消耗值，然后選擇適當(dāng)?shù)姆指詈瘮?shù)，窮舉相關(guān)子密鑰的值，通過計算分割函數(shù)在取0和1時兩個平均能量消耗的差值確定子密鑰。隨著數(shù)據(jù)采集量的增加，如果該差值趨近于零，說明子密鑰選擇錯誤；反之，子密鑰選擇正確。

在對芯片側(cè)信道安全性評估的現(xiàn)有技術(shù)中，一種基于電壓探頭的功耗采集?平臺的實現(xiàn)方法簡單，成本低，是各高校實驗室進(jìn)行相關(guān)研究的首選，但是該方法功能單一，只能評估功耗信息的泄露，并且所采集到的功耗信息的信噪比不高。而一種帶有電磁感應(yīng)線圈的電磁探頭能夠同步采集運行時的電磁輻射泄露，并開展電磁輻射側(cè)信道分析。但是由于不同芯片的算法模塊或者CPU模塊的位置是不固定的，如果使用線圈較大的電磁探頭則所采集到的信號信噪比很低，而使用線圈較小的電磁探頭則需要手動逐點尋找最佳的信息泄露點，操作起來很不方便，難以快速定位到最佳的信息泄露點。

實用新型內(nèi)容

本實用新型實施例提供一種基于傳感器陣列探頭的芯片安全性檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)在不清楚芯片各模塊結(jié)構(gòu)的情況下，能夠自動快速地定位最佳的信息泄露點，提高獲取到的信息樣本的信噪比，以及對芯片的異常問題進(jìn)行診斷。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種芯片安全性檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

傳感器陣列探頭；以及

與傳感器陣列探頭連接的信號處理模塊；

與所述信號處理模塊連接的示波器；

與所述示波器連接的計算機。

其中，所述傳感器陣列探頭與待檢測芯片貼近的一面上設(shè)置有多個傳感器，所述多個傳感器按一定的規(guī)則進(jìn)行排列。

進(jìn)一步地，所述傳感器為信號采集電路的微型結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述傳感器為電磁傳感器、光子傳感器或者溫度傳感器。

進(jìn)一步地，所述傳感器陣列探頭還包括放大電路；所述放大電路的數(shù)量與傳感器的數(shù)量相同；

每個放大電路分別與一個傳感器連接。

進(jìn)一步地，所述傳感器陣列探頭還包括濾波電路；所述濾波電路的數(shù)量與?傳感器的數(shù)量相同；

所述濾波電路的一端與一個放大電路連接，另一端與信號處理模塊連接。

進(jìn)一步地，包括有源放大器和電源適配器；

所述有源放大器與傳感器連接；

所述電源適配器與所述有源放大器連接。

進(jìn)一步地，所述計算機與示波器之間通過USB或者網(wǎng)線建立連接及傳輸數(shù)據(jù)；

所述傳感器陣列探頭與示波器之間通過多通路數(shù)據(jù)線建立連接和傳輸數(shù)據(jù)。

本實用新型實施例通過改進(jìn)傳感器陣列探頭，使其與待檢測芯片貼近的一面上按一定規(guī)則設(shè)置多個傳感器，這些傳感器體積小且精度高，從而形成多個檢測點。改進(jìn)后的傳感器陣列探頭能夠精確地采集待檢測芯片整體所泄露的信息樣本，并通過計算機的CPU自動匹配實現(xiàn)快速定位最佳的信息泄露點。進(jìn)一步地所述傳感器陣列探頭采集到的信息樣本還經(jīng)過放大電路和濾波電路的處理，從而提高了所采集到的信息樣本的信噪比，有助于提高芯片安全性分析的效率。進(jìn)一步地，本實用新型所提供的系統(tǒng)還能夠在不破壞待檢測芯片的情況下診斷待檢測芯片在運行中的異常問題，以便于檢測人員快速查找出問題的位置以及類別。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一提供的芯片安全性檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型實施例一提供的芯片安全性檢測系統(tǒng)中傳感器陣列探頭的工作原理框圖；