[发明专利]一种防破解电路模块及防破解电路模块的设计方法

说明书

一种防破解电路模块及防破解电路模块的设计方法，能够提高芯片的防破解能力，使得逆向工程的成功率降到最低。该防破解电路模块包括至少两种不同的版图结构，所述至少两种不同的版图结构具有相同的电路结构和相同的金属层数，其中每种版图结构至少包括两层金属层，每种版图结构的连接孔的位置是相同的，通过连接孔进行连接的金属线至少一层不相同。当破解者采用不同版图结构的多颗芯片进行逐层解剖拍照时，得到的版图数据为不同版图结构组合而成的版图数据，即错误的版图数据，继而根据这些图像提取的电路结构图与原设计的电路结构图不同，因此提高了芯片的防破解能力。

技术领域

本发明属于芯片安全设计领域，尤其是涉及一种防破解电路模块及防破解电路模块的设计方法。

背景技术

在芯片安全设计领域，重要的一个防护目标就是防止破解，也就是防止破解者获取芯片电路结构，而获取芯片电路结构需要对芯片进行逆向工程。逆向工程包括对芯片进行封装解剖和管芯分析，封装解剖是很简单的，管芯分析则比较复杂，包括多个环节，首要环节是得到管芯的分层照片，后续环节是根据照片提取电路和分析，因此逆向工程的关键点就是得到管芯的分层照片。而为了得到除了顶层之外的下层照片，需要对管芯进行研磨或者腐蚀来去除上层的材料，随着芯片的工艺越来越小，对一颗芯片进行完整的逆向分析越来越困难，例如过度研磨或者腐蚀控制不好，经常会出现一种情况：就是将一颗管芯去除至特定的层次并拍照后，这一层次的平整度会变得很差，再基于此管芯去层至下一层就非常困难，此时只能换一颗新的管芯，一次性去除至下一层。因此，最终得到的完整的多层次的管芯图像，其实是由多颗管芯的不同层次进行组合而成。

由于大部分时候都需要多颗管芯才能得到完整的多层次管芯图像，逆向工程高度依赖于芯片产品的一致性。而目前的芯片产品是具备很好的一致性的，因为芯片设计完成后，其工程数据，也就是版图数据，只有一份，所有的管芯都是通过这一份版图数据进行制造而成，所以所有的管芯都具有同样的物理结构。

已有的芯片安全设计方法，都是通过提高保密程度来实现的，比如将通信过程进行加密，或者是在管芯上面增加迷宫覆盖层等，并没有针对逆向工程的特点进行安全设计。部分芯片采用了唯一ID的方法进行保护，但唯一ID并不能够防止逆向工程，因为ID通常是通过ROM进行存储，对于逆向工程拍照来说，ID特征在一层照片上即可完整体现，即使混用了多颗不同ID的管芯，仍然可以得到和其中一颗管芯匹配的管芯图像。

其中专利201610530462.3中涉及一种提升芯片防破解能力的芯片设计方法，该专利中虽然也是通过设计多个版本的版图数据进行提高芯片防破解能力，但是该专利中的不同版图数据的金属线和连接孔都是有可能发生变化，这样造成一种情况，即在逆向分析时，如果连接孔不同，则有些金属线会出现悬空的现象，则很容易发现该逆向分析不正确，减小了芯片防破解的能力。如图13～图15所示，其中图13是一种电路图的一种版图结构，图14是该电路图的另一种版图结构，图15是混用了第一种版图结构的一层金属和第二种版图结构的一层金属得到的版图结构，由图15可知，因为两种结构的连接孔位置不相同，因此会出现金属线悬空的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种防破解电路模块的设计方法，提高芯片防破解能力，使得逆向工程的成功率降低至极低的程度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种防破解电路模块，包括至少两种不同的版图结构，所述至少两种不同的版图结构具有相同的电路结构和相同的金属层数，其中每种版图结构至少包括两层金属层，其中每种版图结构的连接孔的位置是相同的，通过连接孔进行连接的金属线至少一层不相同。

所述的每种版图结构至少包括两组单元，每组单元之间形成一个连接通路。

所述第一组单元至少包含第一单元、第二单元，第一单元与第二单元之间通过第一组布线连接；所述第二组单元至少包含第三单元、第四单元，第三单元与第四单元之间通过第二组布线连接。