[发明专利]一种保护内存存储器数据机密性和完整性的方法

摘要

本发明提出一种内存数据机密性和完整性保护方案。它的实现方法是将系统为数据块分配的counterassigned和数据块的地址作为带密钥的MAC函数的输入，计算加解密过程中使用的counteruse，根据计算得出的counteruse计算本次加解密使用的密钥keyuse。本发明方法与传统的计数器模式加密方法相比，可以平滑的消除counter溢出对系统计算资源占用的影响，允许系统为数据块分配较短的counter，减少counter占用的存储空间，同时保留计数器模式加密方法在系统性能方面的优势，并且保护内存数据的完整性。

主权项

一种保护内存存储器数据机密性和完整性的方法，其特征在于在CPU中设置n个密钥，key1，…，keyn，使用系统为数据块分配的counterassigned计算用于加解密这个数据块的counteruse，并且根据计算得到的counteruse选择使用哪个密钥keyuse进行加解密；具体包括以下两个部分：当CPU将数据块写回内存时：首先，系统为需要写回的数据块分配新的counterassigned，counterassigned可以这样产生，其初始为0，每次产生则自身加1，保证其在溢出之前不重复；然后使用counterassigned计算用于加解密的counteruse，如式(1)：counteruse＝Hashkey(addrblock||counterassigned)   (1)其中||为连接运算，addrblock为数据块的地址，Hashkey为CPU中预分配的带密钥的Hash函数；使用计算的counteruse选择本次加密使用的密钥keyuse；应用计数器模式加密方法对数据块加密；检查是否可以将counteruse存储在片上缓存中；如果可以存储在片上缓存中，则存储在片上缓存中；否则，丢弃；最后将数据块和counterassigned写回内存；当CPU从内存读取数据块时：首先从内存读取数据块；然后检查这个数据块的counteruse是否存储在片上；如果不在片上缓存中，从内存中读取这个数据块的counterassigned，将counterassigned和数据块的地址作为带密钥的Hash函数的输入计算counteruse，如式(1)；最后应用计数器模式加密方法解密这个数据块。