[发明专利]数据存储装置、数据存储方法以及数据读取方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术，具体地涉及安全的存储数据的技术。

背景技术

随着电子商务(E-business)和互联网的发展，安全性和可信性问题日趋重要。为了解决这些问题并在硬件和软件中保护秘密信息，在公共密钥基础设施(Public-Key Infrastructure，PKI)系统中通常使用对称密钥或非对称密钥。因为保护对称密钥或私人密钥的软件和硬盘容易被攻击，越来越多的应用将这些密钥保存在集成电路芯片中，所述芯片例如智能卡(Smartcard)，可信任平台模块(Trusted Platform Module，TPM)，以及保护三重数据加密标准(Triple Data Encryption Standard，DES)密钥的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。然而，这些方法要么对于具有专业工具的攻击者不具有足够的安全性，要么太昂贵或不便于使用。

下面列举一些在集成电路中存储密钥的常规方法及其缺点。

方法1

在专用集成电路(Application Specific Integrate Circuit，ASIC)芯片或嵌入式只读存储器(ROM)中存储密钥。该方法容易通过反向工程被攻击。攻击者只需在每次蚀刻一层之后对版图进行照相，就可以获取密钥。

方法2

在嵌入式闪存存储器中存储密钥。该方法比上述方法1保密性高一些，但也是可以被攻击的。一种攻击方法是测量浮置栅极的电势。另一种攻击方法是将供电的芯片放入真空容器并利用电子显微镜测量它的辐射。

方法3

利用QuickLogic的专利Vialink技术保护密钥(参见EP00416903A2)。Vialink技术可以将密钥隐藏在数百万个反熔丝中，从而很难被攻击者发现。业界专家认为反熔丝是所有可编程逻辑解决方案中最安全的。然而，该技术主要用于FPGA并且相关联的部件很昂贵。

方法4

在随机存取存储器(RAM)中存储密钥并用外部电源供电。利用有效设计的传感器，该技术可以被认为是安全的，但是外部电源的使用限制了它的普及。

此外，对于大多数常规方法，由于存储器模块和其它模块分离，攻击者可以将探针放在供电芯片的总线上读取密码。

此外，常规存储器利用数字状态即“0”或“1”存储信息，从而“0”单元的物理特性与“1”单元的截然不同，因此，攻击者目前或将来可以找到攻击它的方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了数据存储装置、数据存储方法以及数据读取方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据存储装置，包括：

至少一个电桥，用于存储二进制数据，其中每个电桥具有四个臂，并利用两个对角点之间的非平衡状态表示一位；以及

至少一个比较器，分别连接在每个上述电桥的上述两个对角点之间，用于判断上述电桥所表示的位的值，

其中，当对上述电桥的两端施加电压时，上述比较器比较上述两个对角点之间的电平差，如果所述电平差落入第一阈值范围，所述电桥表示“0”，如果所述电平差落入第二阈值范围，所述电桥表示“1”。

根据本发明的另一个方面，提供了一种数据存储方法，包括以下步骤：

用一个电桥的非平衡状态表示二进制数据的一位，其中，上述电桥具有四个臂，利用上述电桥的两个对角点之间的非平衡状态表示一位；以及

用比较器比较上述电桥的非平衡状态，来判断该电桥所表示的位的值，其中上述比较器连接在上述电桥的上述两个对角点之间，

其中，用比较器比较上述电桥的非平衡状态，来判断该电桥所表示的位的值的步骤包括，当对上述电桥的两端施加电压时，上述比较器比较上述两个对角点之间的电平差，如果所述电平差落入第一阈值范围，所述电桥表示“0”，如果所述电平差落入第二阈值范围，所述电桥表示“1”。

根据本发明的另一个方面，提供了一种从数据存储装置中读取数据的方法，该数据存储装置是根据上述的数据存储装置，该方法包括以下步骤：

向上述电桥的两端施加电压；以及

用上述比较器比较上述电桥的上述两个对角点之间的电平差，来判断该电桥所表示的位的值，其中，如果所述电平差落入第一阈值范围，所述电桥表示“0”，如果所述电平差落入第二阈值范围，所述电桥表示“1”。

附图说明

相信通过以下结合附图对本发明具体实施方式的说明，能够使人们更好地了解本发明上述的特点、优点和目的。