[發明專利]芯片的安全保護電路及保護方法

在審

• 申請號: 201610824186.1
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107818270A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 唐有
• 申請（專利權）人: 國民技術股份有限公司
• 主分類號: G06F21/72
• 分類號: G06F21/72
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙)44280
• 代理人: 李慶波

技術領域

本發明涉及信息安全領域，具體是指一種芯片保護電路以及保護方法。

背景技術

在信息安全領域，芯片面世后可能遭受各種類型的攻擊。故障攻擊就是一種常見的攻擊方式，攻擊者只需要借助某些普通干擾源，讓芯片處于異常的工作環境中(如異常溫度、異常電壓、異常頻率或異常電磁場等)，當然也可以借助能產生激光、放射線等特定設備使得芯片出現運算出錯/程序流程出錯等異常，例如攻擊者通過施加電壓毛刺/激光等干擾源使得芯片出現數據出錯/程序流程出錯等異常，從而最終達到某種預期的攻擊目的。例如，利用密碼運算出錯結果來差分出密鑰字段，或者通過控制流程出錯來響應預期的操作。

但芯片往往會借助傳感器加后處理電路、數據校驗位等機制來抵御故障攻擊，這些措施針對的干擾源往往比較單一，且仍會出現不同程度的漏報。攻擊者通過增加攻擊強度和攻擊次數，往往可以獲得理想的出錯模型。如此，芯片仍面臨較大故障攻擊隱患，但過多防護措施的加入又會帶來芯片成本上的大幅增加。

有鑒于此，業內迫切需要保護芯片抵御故障攻擊的方法以及電路。

發明內容

本發明提供一種安全保護電路以及安全保護方法，以解決現有技術中迫切需要有效保護芯片抵御故障攻擊的方法以及電路的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種芯片的安全保護電路，具體包括：安全監測電路，用于監測所述芯片是否遭受故障攻擊；休眠控制單元，用于在所述芯片遭受故障攻擊時控制所述芯片進入休眠狀態；以及定時控制單元，用于在所述芯片進入所述休眠狀態的時間達到或超過休眠時限后喚醒所述芯片。

其中，所述安全監測電路包括用于對所述芯片的工作環境進行監測的安全傳感器、數據校驗電路以及流程控制單元中的至少其中之一。

其中，所述工作環境包含溫度、電壓、頻率、光線照射、放射線照射以及電磁場中的至少一個。

其中，所述定時控制單元通過監測一電容或電容組的充電或放電過程來判定所述芯片進入所述休眠狀態的時間是否達到或超過所述休眠時限。

其中，所述定時控制單元在所述芯片進入所述休眠狀態后控制所述電容或電容組進行充電或放電，并在所述電容或電容組的充電或放電的電量達到或超過電量閾值后判定所述芯片進入所述休眠狀態的時間達到或超過所述休眠時限。

其中，所述定時控制單元能夠對所述電量閾值和/或所述電容或電容組的充電或放電速率進行調整。

其中，所述休眠時限是可調的，所述休眠時限根據所述芯片遭受故障攻擊的次數或強度進行調整，所述芯片遭受故障攻擊的次數越多或強度越大，則所述休眠時限越長。

其中，所述安全保護電路還包括中央處理元，耦接到所述安全監測電路，所述休眠控制單元以及所述定時控制單元，用于協調所述安全監測電路，所述休眠控制單元以及所述定時控制單元的運作。

本發明再提供一種芯片的安全保護方法，具體包括以下步驟：監測所述芯片是否遭受故障攻擊；若遭受故障攻擊，則控制所述芯片處于休眠狀態；判斷所述芯片處于休眠狀態的時間是否達到或超過休眠時限；以及若達到或超過所述休眠時限，則喚醒所述芯片。

其中，所述判斷所述芯片處于休眠狀態的時間是否達到或超過休眠時限的步驟包括：通過監測一電容或電容組的充電或放電過程來判定所述芯片進入所述休眠狀態的時間是否達到或超過所述休眠時限。

其中，所述通過監測所述電容或電容組的充電或放電過程來判定所述芯片進入所述休眠狀態的時間是否達到或超過所述休眠時限的步驟包括：在所述芯片進入所述休眠狀態后控制所述電容或電容組進行充電或放電，并在所述電容或電容組的充電或放電的電量達到或超過電量閾值后判定所述芯片進入所述休眠狀態的時間達到或超過所述休眠時限。

其中，在所述判斷所述芯片處于休眠狀態的時間是否達到或超過休眠時限的步驟之前進一步包括：對所述休眠時限進行調整，其中，例如根據所述芯片遭受故障攻擊的次數或強度對所述休眠時限進行調整，所述芯片遭受故障攻擊的次數越多或強度越大，則所述休眠時限越長。

本發明提供的安全保護電路以及安全保護方法的有益效果包含：通過在芯片遭受故障攻擊時，控制芯片主動進入休眠狀態，攻擊者開展攻擊的時間代價將大大增加，攻擊效率也將大打折扣，極大提升了芯片安全性，使得大規模攻擊難以有效開展，進而可取得理想的抗攻擊效果。進一步，所述保護機制的防護強度可支持調節，以更好滿足不同應用場景。

附圖說明