[發明專利]一種針對能量攻擊的數據保護裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202210455612.4
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114580003A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李國瑞;孫悅;孫馬秋;武長龍;宋詠超
• 申請（專利權）人: 北京密碼云芯科技有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 北京睿陽聯合知識產權代理有限公司 11758
• 代理人: 孫磊;張亮保

本發明涉及一種針對能量攻擊的數據保護裝置及使用方法，裝置包括電流采樣模塊，第一輸出端與采樣放大模塊連接，第二輸出端與裝置負載連接；采樣放大模塊第一輸出端與信號緩存模塊連接，第二輸出端與恒載控制模塊連接；信號緩存模塊與A/D轉換模塊連接；恒載控制模塊與開關模塊連接；開關模塊輸出端與裝置負載連接；A/D轉換模塊。本發明實施例提供的一種針對能量攻擊的數據保護裝置及使用方法，通過電流采樣模塊采樣流入裝置負載的電流并轉化為電壓值，之后經過采樣放大模塊進行電壓值的放大，利用恒載控制模塊與基準電壓信號進行比對，從而控制流入裝置負載的電流，使裝置負載的功耗保持不變，進而避免能量攻擊，起到了數據保護的作用。

技術領域

本發明涉及數據安全技術領域，尤其涉及一種針對能量攻擊的數據保護裝置及使用方法。

背景技術

能量（分析）攻擊是指通過分析密碼設備的能量消耗獲得其密鑰，例如通過分析加密設備的功耗，得到加密設備的運算規律，從而分析得到敏感數據，從而達到攻擊的效果。

目前，加密設備針對能量攻擊的方法是通過在加密設備電源處添加濾波電容，降低攻擊者捕獲設備功耗變化的可能性。但上述添加濾波電容的方式并不可靠，在面對高精度能量攻擊設備的攻擊時，將無法起到數據保護的作用。

發明內容

本發明提供一種針對能量攻擊的數據保護裝置及使用方法，目的在于通過數據保護裝置調節流入裝置負載的電流，使裝置負載的功耗保持不變，進而避免能量攻擊。

第一方面，一種針對能量攻擊的數據保護裝置，包括：

電流采樣模塊，其第一輸出端與采樣放大模塊的輸入端電連接，其第二輸出端與裝置負載的輸入端電連接，用以轉化電流信號為采樣電壓信號；

采樣放大模塊，其第一輸出端與信號緩存模塊電連接，其第二輸出端與恒載控制模塊電連接，用以放大采樣電壓信號；

信號緩存模塊，其輸出端與A/D轉換模塊電連接，用以向A/D轉換模塊發送放大后的采樣電壓信號；

恒載控制模塊，其輸出端與開關模塊電連接，用以轉化放大后的采樣電壓信號為開關控制信號；

開關模塊，其輸出端與裝置負載的輸入端電連接，用以根據開關控制信號調整流入裝置負載的電流；

A/D轉換模塊，用以將放大后的采樣電壓信號轉換成數字電壓信號。

可選地，電流采樣模塊包括取樣電阻以及與取樣電阻并聯的低通濾波器；

取樣電阻的兩端分別連接第一電源與第一地線，低通濾波器包括依次串聯的第一電阻、第一電容及第二電阻，第一電阻的一端與第一地線電連接，第二電阻的一端與第一電源電連接。

可選地，采樣放大模塊包括信號放大芯片以及與信號放大芯片電連接的濾波電容；

信號放大芯片的第一輸入端與第一電容的一端電連接，信號放大芯片的第二輸入端與第一電容的另一端電連接。

可選地，恒載控制模塊包括比較單元以及基準信號單元；

比較單元的第一輸入端與基準信號單元的輸出端電連接，比較單元的第二輸入端與信號放大芯片的輸出端電連接。

可選地，比較單元包括第一比較器，第一比較器的第一輸入端連接第三電阻的一端，第三電阻的另一端與基準信號單元的輸出端電連接；

第一比較器的第二輸入端連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端與信號放大芯片的輸出端電連接。

可選地，基準信號單元包括基準源芯片、第五電阻、第六電阻以及第七電阻；

其中，基準源芯片的第一端與第二地線電連接，基準源芯片的第二端與第五電阻的一端、第六電阻的一端以及第三電阻的另一端電連接，第五電阻的另一端與第二電源的正極電連接；

基準源芯片的第三端與第六電阻的另一端以及第七電阻的一端電連接，第七電阻的另一端與第二地線電連接。