[發明專利]用于驗證暫存器內容完整性的系統及其方法

在審

• 申請號: 202011404094.0
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112992249A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 伊蘭·馬格利特
• 申請（專利權）人: 新唐科技股份有限公司
• 主分類號: G11C29/04
• 分類號: G11C29/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;周曉飛

本發明提供了一種用于驗證暫存器內容完整性的系統及其方法，此系統與集成電路一起操作，集成電路包括至少一存儲器、至少一處理器、以及多個暫存器。此系統包括暫存器內容驗證邏輯，在稱為“學習模式”的第一模式下，其讀取至少一些暫存器的內容、計算關于內容的第一雜湊值、以及儲存第一雜湊值藉以提供最新的一參考雜湊值，以及在稱為“驗證模式”的第二模式下，其計算關于內容的第二雜湊值、比較第二雜湊值與參考雜湊值、且因此提供一內容驗證輸出(稱為“錯誤檢測”輸出)以指示參考雜湊值與第二雜湊值是否相等。

技術領域

本發明有關于維持儲存在集成電路的內容完整性。

背景技術

集成電路存儲器內容的驗證，即存儲器保護、錯誤檢測、或錯誤校正，被認為是重要的目標。因此，集成電路可包括一存儲器陣列和即時存儲器錯誤檢測/校正功能，例如，同位或錯誤校正編碼(error correction code，ECC)電路。然而，ECC對于大型存儲器而言非常昂貴，并且不如密碼存儲器驗證那么強大。因此，通常使用例如可實現于韌體或專用硬件的“摘要-重做-比較(digest-redo-compare)”技術來實現密碼存儲器驗證，其中，存儲器內容可以被摘要一次以產生參考摘要。然后，有時(例如，定期)會重做摘要，且每次會進行比較以驗證新摘要是否與參考摘要相同。例如，存儲器空間可以被劃分或分割為多個“區塊(chunk)”。然后，處理器計算并存儲每個區塊的雜湊值(hash)，通常儲存一密鑰在晶片上。當處理器從存儲器中的區塊C讀取一個資料塊時，處理器可以讀取或載入整個區塊C，重新計算已載入區塊的雜湊值，然后將最近重新計算的雜湊值與存儲在存儲器中關于區塊C的雜湊值進行比較。如果該比較表示沒有差異，存儲器內容沒有問題，但是如果最近重新計算的雜湊值與儲存的雜湊值不同，那么假設已知存儲器陣列的物理和電氣完整性是完整的，則表明存儲器內容已被篡改。

在美國專利編號US 8,146,028中描述了傳統的暫存器加倍/復制，這是一種現有的暫存器內容的驗證方法。通常，給定一個包括多個并聯組合的正反器的暫存器，其被認為包括了加倍的存儲器正反器藉以產出多個正反器，這維持了所有的正反器，并且有時或定期(例如連續地)比較多個正反器之間的值，以檢測復制的實例之間的不匹配，如果檢測到，則表明存在篡改。通常，實現加倍時，暫存器之間沒有依賴關系或互連關系，這是因為每個暫存器都有自己的影子(shadow)和比較邏輯。

在Bertacco的美國專利編號US 8,341,473中描述了可以與在此顯示和描述的任何實施例結合使用的邏輯元件的完整性檢查(但不是其內容的完整性)。Bertacco在https：//patents.google.com/patent/US8341473B2/zh-cn描述了一種方法，通過該方法“可以使用四階段分割交易(split-transaction)測試程序來檢查暫存器組的完整性”。

發明內容

改善集成電路的安全性是集成電路產業中一直關注的問題。提高安全性的一種方法是更好地保護集成電路上暫存器的內容。保護暫存器的內容通常可以確保，在暫存器所在的裝置的正常操作期間，除了有意進行的修改以外，暫存器的內容保持完整。

某些實施例提供一種用于維持集成電路的配置以及/或控制設置的完整性的系統或方法。

某些實施例提供一種用于檢查集成電路上的至少一個寄存器的內容的完整性的系統或方法。

客觀地說，與對集成電路的存儲器的內容驗證相比，對集成電路的暫存器的內容驗證，在文獻中得到的重視要少得多。當完全討論暫存器的內容驗證時，通常是通過例如加倍(例如，復制)來實現的。少數暫存器(在現代集成電路中可能提供的數千個暫存器中的少數暫存器，并且數量正在增加)可能被認為需要內容驗證，然后可以為這些暫存器實現專用的保護硬件。

本文中的某些實施例試圖為大量暫存器(例如，在現代集成電路上的所有數千個暫存器)提供廣泛的保護(內容驗證)。