[發明專利]芯片安全監測和自毀執行系統、方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202011267164.2
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112199687B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 胡偉波;胡長征;肖知明;徐文濤;孫林
• 申請（專利權）人: 南開大學;南開大學深圳研究院
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06F21/70
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 王立麗

本申請提供了一種芯片安全監測和自毀執行系統、方法及存儲介質，該系統包括自毀監測模塊和自毀指令執行模塊；自毀指令執行模塊包括自毀指令執行單元和高能膜；其中，自毀監測模塊包括上電監測單元、封裝監測單元、自毀指令啟動單元以及系統電源；通過上電監測單元和封裝監測單元對被保護芯片的上電工作狀態和封裝進行實時監測，通過將監測參數與預設閾值進行對比，一旦發現被保護芯片處于危險狀態，立即執行自程序，點燃高能膜來破壞芯片結構，保護芯片內存儲的信息。

技術領域

本發明涉及自毀芯片技術領域，具體涉及一種芯片安全監測和自毀執行方法、系統及存儲介質。

背景技術

對于金融、IT、電子政務、軍事等各個涉及到信息安全保護問題的領域。這些領域會將機密信息數據放在芯片里進行存儲或運算，但是往往這種芯片經常處于不安全的應用環境中，存在被人竊取的危險。若芯片內部所存儲的信息被泄露出去，這些信息可能會被用于非法用途，從而使個人、企業甚至是軍隊國家等敏感信息面臨危險，造成不可估量的損失。

在現有技術中，保護芯片中存儲數據的安全主要可通過以下兩類方法實現：一、采用復雜算法對芯片存儲的數據進行“加密”處理，防止數據被竊取；二、在被保護芯片周圍添加入侵監測電路、自毀執行電路。但這兩類辦法都是基于安全芯片進行保護，范圍較小、產品功能規格受到限制、甚至芯片本身也可能暴露在入侵者面前，面臨機密信息泄露的危險。

在2016年，Jin-Woo Han等人提出了一種自毀式鰭片觸發器驅動的溝道晶體管，在需要芯片自毀時，向觸發柵極施加觸發電壓，產生的靜電彎曲應力將破壞鰭片的源-漏延伸區域，使晶體管斷開，電路失去設計功能。在2017 年，解放軍海軍醫學研究所提出一種新的自觸發方法，這種方法是在監測電路感知到設備外殼上的螺絲被擰下時，會產生高電流信號使芯片燒毀。在 2018年，長春聞鼓通信公司提出了一種芯片自毀方法。這種方法是在使用者通過控制端發出自毀命令時，芯片保護電路內部產生高壓擊毀芯片，以此達到防止信息泄露的目的。另一方面，在查閱到的其他相關文獻中，執行芯片燒毀時，多是采用防止易燃易爆的化學藥品，將芯片燒毀；但是，采用化學藥品非常不安全，不便安裝。

綜上所述，實現芯片安全監測和執行自毀的方式主要有一下幾種：圖1 所示，電池供電系統分別給自毀觸發裝置和自毀執行裝置供電，自毀觸發裝置監測芯片周圍環境變量和工作狀態，在監測到芯片周圍環境或工作狀態出現異常時，自毀觸發裝置便會產生自毀信號；自毀執行裝置在接收到自毀信號時，通過裝置特定方式對被保護芯片實施自毀。

如圖2所示，系統主要分為終端、受控端兩部分。受控端主要由信號收發、自毀執行裝置和電池供電系統組成。受控端的主要功能是通過信號收發裝置接收終端發出的指令，根據指令執行相應的功能；終端也可以稱為控制端，控制者根據被保護芯片的相關工作數據，做出主觀判斷，并將相應的指令通過信號收發裝置發送給受控端。

在芯片獨立工作過程中，極易受到周圍環境的影響，導致工作狀態不穩定。因此對芯片工作環境和狀態的精準監測以及異常情況下快速執行自毀顯得尤為重要。

方案一的缺點：如圖3所示，自毀觸發裝置和自毀執行裝置必需在系統電源持續供電的情況下才能正常執行自身相應的功能。因此，若是系統電源遭到破壞，不能穩定的向自毀觸發和執行裝置供電，則負責檢測芯片周圍環境、突發狀況下產生自毀信號的自毀觸發裝置和接受自毀信號并執行自毀操作的自毀執行裝置都將不能正常工作，導致芯片監測保護系統進入癱瘓狀態，使芯片內部存儲的信息非常容易被竊取。

方案二的缺點：一、終端的控制者對遠距離，獨立工作芯片周圍的環境和實時工作狀態的判斷，存在很大的主觀因素；二、無線收發裝置在傳輸指令時會非常容易受到因距離變大，傳輸信號變弱的限制，最終導致傳輸的指令存在漏傳或接收不到的情況。

發明內容

基于以上問題，本專利提出了一種芯片安全監測和自毀執行系統、方法及存儲介質。在執行自毀時，可以工作在斷電狀態下，徹底擺脫了系統電源的束縛。