[发明专利]芯片的安全保护电路及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全领域，具体是指一种芯片保护电路以及保护方法。

背景技术

在信息安全领域，芯片面世后可能遭受各种类型的攻击。故障攻击就是一种常见的攻击方式，攻击者只需要借助某些普通干扰源，让芯片处于异常的工作环境中(如异常温度、异常电压、异常频率或异常电磁场等)，当然也可以借助能产生激光、放射线等特定设备使得芯片出现运算出错/程序流程出错等异常，例如攻击者通过施加电压毛刺/激光等干扰源使得芯片出现数据出错/程序流程出错等异常，从而最终达到某种预期的攻击目的。例如，利用密码运算出错结果来差分出密钥字段，或者通过控制流程出错来响应预期的操作。

但芯片往往会借助传感器加后处理电路、数据校验位等机制来抵御故障攻击，这些措施针对的干扰源往往比较单一，且仍会出现不同程度的漏报。攻击者通过增加攻击强度和攻击次数，往往可以获得理想的出错模型。如此，芯片仍面临较大故障攻击隐患，但过多防护措施的加入又会带来芯片成本上的大幅增加。

有鉴于此，业内迫切需要保护芯片抵御故障攻击的方法以及电路。

发明内容

本发明提供一种安全保护电路以及安全保护方法，以解决现有技术中迫切需要有效保护芯片抵御故障攻击的方法以及电路的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种芯片的安全保护电路，具体包括：安全监测电路，用于监测所述芯片是否遭受故障攻击；休眠控制单元，用于在所述芯片遭受故障攻击时控制所述芯片进入休眠状态；以及定时控制单元，用于在所述芯片进入所述休眠状态的时间达到或超过休眠时限后唤醒所述芯片。

其中，所述安全监测电路包括用于对所述芯片的工作环境进行监测的安全传感器、数据校验电路以及流程控制单元中的至少其中之一。

其中，所述工作环境包含温度、电压、频率、光线照射、放射线照射以及电磁场中的至少一个。

其中，所述定时控制单元通过监测一电容或电容组的充电或放电过程来判定所述芯片进入所述休眠状态的时间是否达到或超过所述休眠时限。

其中，所述定时控制单元在所述芯片进入所述休眠状态后控制所述电容或电容组进行充电或放电，并在所述电容或电容组的充电或放电的电量达到或超过电量阈值后判定所述芯片进入所述休眠状态的时间达到或超过所述休眠时限。

其中，所述定时控制单元能够对所述电量阈值和/或所述电容或电容组的充电或放电速率进行调整。

其中，所述休眠时限是可调的，所述休眠时限根据所述芯片遭受故障攻击的次数或强度进行调整，所述芯片遭受故障攻击的次数越多或强度越大，则所述休眠时限越长。

其中，所述安全保护电路还包括中央处理元，耦接到所述安全监测电路，所述休眠控制单元以及所述定时控制单元，用于协调所述安全监测电路，所述休眠控制单元以及所述定时控制单元的运作。

本发明再提供一种芯片的安全保护方法，具体包括以下步骤：监测所述芯片是否遭受故障攻击；若遭受故障攻击，则控制所述芯片处于休眠状态；判断所述芯片处于休眠状态的时间是否达到或超过休眠时限；以及若达到或超过所述休眠时限，则唤醒所述芯片。

其中，所述判断所述芯片处于休眠状态的时间是否达到或超过休眠时限的步骤包括：通过监测一电容或电容组的充电或放电过程来判定所述芯片进入所述休眠状态的时间是否达到或超过所述休眠时限。

其中，所述通过监测所述电容或电容组的充电或放电过程来判定所述芯片进入所述休眠状态的时间是否达到或超过所述休眠时限的步骤包括：在所述芯片进入所述休眠状态后控制所述电容或电容组进行充电或放电，并在所述电容或电容组的充电或放电的电量达到或超过电量阈值后判定所述芯片进入所述休眠状态的时间达到或超过所述休眠时限。

其中，在所述判断所述芯片处于休眠状态的时间是否达到或超过休眠时限的步骤之前进一步包括：对所述休眠时限进行调整，其中，例如根据所述芯片遭受故障攻击的次数或强度对所述休眠时限进行调整，所述芯片遭受故障攻击的次数越多或强度越大，则所述休眠时限越长。

本发明提供的安全保护电路以及安全保护方法的有益效果包含：通过在芯片遭受故障攻击时，控制芯片主动进入休眠状态，攻击者开展攻击的时间代价将大大增加，攻击效率也将大打折扣，极大提升了芯片安全性，使得大规模攻击难以有效开展，进而可取得理想的抗攻击效果。进一步，所述保护机制的防护强度可支持调节，以更好满足不同应用场景。

附图说明