[發(fā)明專利]安全半導(dǎo)體芯片及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780010930.7
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN108701192B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亨浩;崔秉德
• 申請（專利權(quán)）人: 漢陽大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06F21/55;G06F15/78
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 延美花;臧建明

公開一種安全半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片在發(fā)生拆封之類的物理攻擊的情況下能夠?qū)ζ溥M(jìn)行感測。根據(jù)一個實施例，半導(dǎo)體芯片包括位于封裝體內(nèi)的能量收集元件。作為例示，能量收集元件可包括片裝光電二極管。拆封攻擊導(dǎo)致光電二極管生成電壓，因此能夠感測到關(guān)于封裝體的物理狀態(tài)變化。

技術(shù)領(lǐng)域

涉及安全得到強化的半導(dǎo)體芯片及其工作方法，更特定來講涉及感測對半導(dǎo)體芯片的物理攻擊。

背景技術(shù)

對半導(dǎo)體芯片的多種物理攻擊及軟件攻擊危及利用片裝系統(tǒng)(Systemon Chip；SoC)的產(chǎn)品及利用其的應(yīng)用服務(wù)。已知的這種物理攻擊例如有拆封(De-packaging)、利用聚焦離子束(Focused ion beam；FIB)的電路變形、微區(qū)探測(micro-probing)、功率分析(power analysis)、電磁分析(Elect romagnetic Analysis；EMA)、電壓/頻率/溫度調(diào)節(jié)攻擊方式(fault injection)等多種。

有感測物理攻擊并對此保護(hù)電路的技術(shù)，如可通過以下介紹的幾個現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)理解以往的嘗試技術(shù)。

技術(shù)文獻(xiàn)″A Highly time sensitive XOR gate for probe attempt detectors(用于探測嘗試探測器的高度時間敏感的XOR門)″(S.Manich，et al.，IEEETrans.Circuits Syst.，II：Exp.Briefs，vol.60，no.11，pp.786-790，Nov.2013)公開了一種發(fā)現(xiàn)對半導(dǎo)體芯片拆封后探測(probing)內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線的情況下發(fā)生的探測電容延遲(probing capacitance delay)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明旨在提供一種感測物理攻擊并基于感測到的攻擊執(zhí)行相應(yīng)措施的安全半導(dǎo)體芯片及其工作方法。

技術(shù)方案

根據(jù)一個方面，半導(dǎo)體芯片包括：至少一個數(shù)據(jù)總線，其傳輸通過所述半導(dǎo)體芯片處理的數(shù)據(jù)；電位生成塊，其與所述至少一個數(shù)據(jù)總線一起封裝起來處于被封裝體切斷來自外部的光的狀態(tài)，檢測所述封裝體無法切斷所述來自外部的光的事件；以及開關(guān)，其在檢測到所述事件的情況下切斷所述至少一個數(shù)據(jù)總線中至少一部分的數(shù)據(jù)的傳輸。

根據(jù)一個實施例，所述電位生成塊包括：能量收集元件，其在暴露于所述來自外部的光的情況下利用所述光發(fā)生能量。

根據(jù)一個實施例，所述電位生成塊包括：至少一個光電二極管，其在暴露于所述來自外部的光的情況下發(fā)生電流；電容器，其儲存通過所述電流的至少一部分發(fā)生的電荷；以及下拉電阻，其使所述電荷從所述電容器放電。

根據(jù)一個實施例，利用通過所述下拉電阻放電所述電荷的過程中發(fā)生于所述下拉電阻的兩端的電位差接通所述開關(guān)，以使所述至少一個數(shù)據(jù)總線中的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)接地放電以切斷所述傳輸。

根據(jù)一個實施例，所述下拉電阻包括能夠通過設(shè)置對電阻值進(jìn)行編程的有源元件。

根據(jù)一個實施例，提高所述下拉電阻的設(shè)定值的情況下，接通所述開關(guān)所需的放電電流量減小，所述開關(guān)相對容易接通，降低所述下拉電阻的設(shè)定值的情況下，接通所述開關(guān)所需的放電電流量增大，所述開關(guān)相對難以接通。

根據(jù)一個實施例，所述至少一個光電二極管包括在至少一部分串聯(lián)的多個光電二極管。

根據(jù)一個實施例，所述至少一個光電二極管包括階層性地連接成樹結(jié)構(gòu)的多個光電二極管。

根據(jù)一個實施例，所述至少一個數(shù)據(jù)總線包括并列地分別傳輸數(shù)據(jù)的多個數(shù)據(jù)總線，所述多個數(shù)據(jù)總線共享(share)所述電位生成塊。