[发明专利]管脚可重定义的存储器及其保护方法

说明书

技术领域

本发明所涉及到专用集成电路的存储器保护技术，更具体地涉及到一种管脚可重定义的 存储器及其保护方法。

背景技术

现代安全系统通常是基于公开算法来保证通信或计算安全，因为算法是公开的，因此安 全性通过密钥来保护。正确的密钥保护方法始于密钥的保存，嵌入系统需要将密钥保存在存 储器内，而永远不要使之外泄，现在很多芯片都需要在内部保存密钥。而且芯片设计过程中 要增加很多防护手段，避免密钥被窃取。而随着芯片失效分析，芯片测试等手段的技术进步， 窃取密钥(后面将其称为密钥攻击)的技术也在逐渐进步，其中，物理层攻击方法最为常见。

微探针技术是物理层攻击的一种，微探针技术读出信号或者改变信号值，得到设计者希 望保密的数据；再去除芯片封装之后，通过金丝键合恢复芯片功能焊盘与外界的电气连接， 可以使用手动微探针通过扫描电子显微镜连接微控制器上的信号线，来读取线上所传输的保 密数据或将攻击者自己的数据注入芯片，改变电路行为，得到保密数据；微探针技术定位到 存储器端口连接上可以通过微探针测试探头进行数据存取；微探针技术可以对烧断的熔丝进 行重新连接，或者利用芯片的测试电路接口读出芯片内部保密数据。攻击者可以使用微探针 技术控制存储器的外部管脚，从而获得存储器内部的保密信息。

公开号为CN1645603A，发明名称为“实现芯片管脚功能互换的电路及芯片”公开专利申 请，其公开一种芯片采用交换单元将需要交换位置的两个管脚的输入信号和输出信号分别交 换，从而实现芯片管脚功能互换的技术方案，解决现有技术中因芯片应用环境的限制而导致 芯片管脚排列无法兼容的问题。但是，该专利申请存在以下缺陷：由于芯片管脚功能是已知 的，不适于保护存储器；管脚功能交换单元对外界是透明的，不存在保密性；管脚功能交换 原理过于简单，仅仅是利用一个电平高低的切换就可以实现管脚功能的互换，因此，如果将 该技术用于存储器保护，那么攻击者很容易判断出每个管脚的功能含义，从而控制管脚获得 芯片中的保密信息。

发明内容

本发明提出一种外部管脚可重新定义的存储器及其保护方法，能够对存储器的外部管脚 进行重新定义，使非法用户不能知道每个管脚所对应存储器内部信号的具体含义，从而可以 防止攻击者使用控制存储器管脚的方法分析通信数据以窃取存储器中的保密信息，保证存储 器的内部信息安全。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种管脚可重定义的存储器，该存储器具有与外 部通信的多个管脚，其包括：

具有管脚配置模块121的内部单元12，该管脚配置模块121提供用户编程定义管脚并 保存为不允许存储器外部用户访问的管脚配置信息；

通过多个双向端口分别连接各个管脚、且通过与每个双向信号端口具有映射关系的多个 单向信号端口与内部单元12进行数据通信的管脚重定义单元11，其根据管脚配置模块121 的管脚配置信息重新配置双向信号端口与单向信号端口的映射关系。

其中，所述管脚配置模块121包括：是否允许用户编程的第一状态标识位；决定管脚重 定义单元11是否采用用户编程定义管脚的第二状态标识位；

若用户对管脚配置模块121编程后设置不允许再次编程，则将第一状态标识位由 “UNCLOK”设置为“LOCK”；

若设置管脚重定义单元11采用用户编程定义管脚，则将第二状态标识位由“DEFAULT” 设置为“CONFIG”。

其中，所述管脚配置模块121包括：在受保护的非易失性存储器上分配编程域和配置域； 编程域接收用户编程定义管脚的编程命令并存储为管脚配置信息，并于编程结束后将管脚配 置信息更新存储至配置域。

其中，所述非易失性存储器是允许存储器外部用户写入数据而不允许读取数据。

其中，所述管脚重定义单元11包括：通过缓冲器连接在每个双向信号端口与每个单向 信号端口之间，用于分别选择输入和输出数据信号的两个多路选择器；用于选择向所述缓冲 器输出使能信号的多路选择器，其输出端连接在所述缓冲器的使能端；

所述管脚配置信息输入管脚重定义单元11中每个多路选择器的状态选择端，控制每个 多路选择器按照用户定义的映射关系选择正确的输入信号到多路选择器的输出端。