CN106782671A - 一种安全芯片进入测试模式的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种安全芯片进入测试模式的方法和装置。涉及集成电路的信息安全技术领域，解决现有技术中安全芯片进入测试模式的方案安全性较低，可行性较差，因在划片槽内放置信号或部件所导致的安全芯片无法满足先进低节点工艺要求，安全芯片的性能下降的技术问题。其中，该方法包括：获取所述安全芯片的测试标志字；根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

Description

一种安全芯片进入测试模式的方法和装置

技术领域

本发明涉及集成电路的信息安全技术领域，特别涉及一种安全芯片进入测试模式的方法和装置。

背景技术

在芯片生产过程中会存在一些制造缺陷，需要进行芯片测试来反映芯片真实情况，筛选出问题芯片。安全芯片也通常都会有测试电路，以确保交给用户的芯片产品都能正确可靠地工作，因此测试电路是安全芯片必不可少的组成部分。为提高测试效率、减少测试电路的设计复杂度，测试电路一般可以访问芯片内部所有资源，测试模式的安全级别非常高。为了有效抵抗攻击者利用测试模式，盗取安全芯片内部用户关键数据、篡改芯片程序等，在芯片完成测试后须将测试电路可靠地、不可逆地予以废止。

现有技术通常是将某个控制信号放置到划片槽，在安全芯片测试完成后通过划片方式将其划断，此后芯片不能再进入测试模式。但随着侵入式攻击技术的迅速发展，使得攻击者利用各种手段(如FIB等)重新连接划片槽内已划断的信号，并使信号的能力大大增强，从而恢复测试模式电路的功能，获取安全芯片内敏感信息。

为了防止这种攻击方式导致的安全芯片的测试隐患，现有技术又提出采用将测试电路部分逻辑电路和部分控制信号放置到划片槽内的方案，以便增大FIB技术重新恢复测试电路的难度，使得芯片无法重回测试状态。

但是，随着先进工艺不断发展，工艺尺寸节点不断降低，先进低节点工艺为确保芯片成品的良率，提出不允许在划片槽内放置器件，避免工艺测试参数的准确性受到影响，导致流片芯片的性能出现问题。

发明内容

本发明提供一种安全芯片进入测试模式的方法和装置，解决现有技术中安全芯片进入测试模式的方案安全性较低，可行性较差，因在划片槽内放置信号或部件所导致的安全芯片无法满足先进低节点工艺要求，安全芯片的性能下降的技术问题。

本发明实施例提供一种安全芯片进入测试模式的方法，在安全芯片上电启动后，包括：

获取所述安全芯片的测试标志字；

根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

本发明实施例提供的方法中，采用在进入安全芯片的测试模式前，先获取所述安全芯片的测试标志字；根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式的技术手段，解决了现有技术中必须通过在划片槽内放置部件或信号导致的无法满足先进低节点工艺要求的技术问题，进而实现了在提高进入安全芯片测试模式的安全性的同时，无需再划片槽内放置部件或信号，可以满足先进低节点工艺要求，提高了安全芯片的性能，可行性较强的技术效果。

可选的，在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，该方法还包括：

将所述测试标志字置为所述第一关键码。

可选的，该方法还包括：将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

可选的，所述根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式，包括：

判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；

若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；

若判定否，则所述安全芯片无响应。

可选的，所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。

基于同样的发明构思，本发明实施例继续提供一种安全芯片进入测试模式的装置，包括：

获取模块，用于获取所述安全芯片的测试标志字；

确定模块，用于根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

熔断模块，用于在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

安全判定模块，用于根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

本发明实施例提供的装置中，具有在进入安全芯片的测试模式前，先获取所述安全芯片的测试标志字；根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式的技术手段，解决了现有技术中必须通过在划片槽内放置部件或信号导致的无法满足先进低节点工艺要求的功能，进而实现了在提高进入安全芯片测试模式的安全性的同时，无需再划片槽内放置部件或信号，可以满足先进低节点工艺要求，提高了安全芯片的性能，可行性较强的技术效果。

可选的，该装置还包括：

置位模块，用于在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，将所述测试标志字置为所述第一关键码。

可选的，所述熔断模块，还用于将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

可选的，所述安全判定模块，具体用于判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；若判定否，则使所述安全芯片无响应。

可选的，所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例一中提供的一种安全芯片进入测试模式的方法的流程图；

图2为本发明实施例二中提供的一种安全芯片进入测试模式的方法的流程图；

图3为本发明实施例三中提供的一种安全芯片进入测试模式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本发明实施例提供一种安全芯片进入测试模式的方法。该方法适合部署在对安全芯片有测试功能的装置或设备上。如图1所示，在安全芯片上电启动后，该方法包括：

101，获取所述安全芯片的测试标志字；

其中，可从非易失存储器中读取到测试标志字。

102，根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

可选的，所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；

本发明实施例中，在对安全芯片进行测试模式前，需要进行两个阶段的安全检测。先是需要检测进入测试前的过程是否符合进入测试阶段的安全要求，然后再确定是否符合进入测试模式进入阶段的安全要求；在确定进入安全芯片的测试模式进入阶段后，还需要检测操作是否符合进入测试模式的安全要求，执行如下步骤：

103，在所述测试模式进入阶段中，将电子可编程熔丝(EFUSE)存储阵列熔断为第二关键字码；

可选的，所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。

104，根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

可选的，上述104可通过如下方式实现，包括：

判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；

若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；

若判定否，则所述安全芯片无响应。

可选的，在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，该方法还包括：

将所述测试标志字置为所述第一关键码。

可选的，该方法还包括：将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

本发明实施例提供的方法中，采用在进入安全芯片的测试模式前，先获取所述安全芯片的测试标志字；根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式的技术手段，解决了现有技术中必须通过在划片槽内放置部件或信号导致的无法满足先进低节点工艺要求的技术问题，进而实现了在提高进入安全芯片测试模式的安全性的同时，无需再划片槽内放置部件或信号，可以满足先进低节点工艺要求，提高了安全芯片的性能，可行性较强的技术效果。

实施例二

本发明实施例具体描述提供一种安全芯片进入测试模式的方法，在该方法中通过结合EFUSE存储器的特点，提供了一种测试模式进入的安全机制。该安全机制的原理来自于：

(1)EFUSE存储器介绍

电子可编程熔丝EFUSE存储器，采用大电流烧断的金属熔丝(Metal Fuse)或多晶桂熔丝(Poly Fuse)的工作原理，来进行存储器编程。

以多晶硅熔丝为例,EFUSE存储器中多晶硅熔丝的初始阻值很小，有大电流流过多晶硅熔丝时，多晶硅熔丝被熔烧。当大电流持续流过多晶硅熔丝时，会导致多晶硅熔丝被熔断，多晶硅熔丝的阻值成倍增加，将永久的保持断裂状态，未熔烧的多晶硅熔丝依然为导通状态。EFUSE存储单元通过判断多晶硅熔丝是否熔断，作为数字信息存储，一根多晶硅熔丝可存储一位二进制数——“0”或“1”。一般情况下未被熔烧的多晶硅熔丝对应的存储低电平“0”；被熔断的多晶硅熔丝称为被编程，对应的存储高电平“1”。

因此，EFUSE具有一次可编程存储器的特点，可以提供编程的功能。

(2)EFUSE熔断的安全机制

先往芯片输入测试进入指令1，将EFUSE熔断为序列码2；然后输入测试进入指令2，启动内部测试电路将EFUSE和芯片内部序列码2进行比较判断；只有相等的情况下，芯片才会进入测试模式。

当芯片完成测试后，将EFUSE全部熔断为1，避免芯片再次进入测试模式。

(3)非易失存储器中测试状态字的安全机制

当芯片完成测试后，需将芯片非易失存储器中测试状态字置为一固定随机序列码1值，确保芯片再次上电启动后，安全芯片直接进入正常工作模式流程。

基于上述分析，如图2所示，该方法包括：

200，安全芯片上电启动；

201，在安全芯片上电启动后，获取所述安全芯片的测试标志字；

芯片上电启动后，当复位信号放开时，芯片硬件部分自动从非易失存储器中读取测试标志字的值。

202，根据所述测试标志字和第一关键码判定是否进入测试模式进入阶段；若判定否，则执行203；若判定是，则执行204。

可选的，所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的随机序列码1；

具体而言，判断测试标志字和序列码1是否相等。如果不相等，安全芯片将进入测试模式进入判别流程203；如果相等，执行204，安全芯片将进入正常工作模式。

203，在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

可选的，所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的随机序列码2。

通过安全芯片预先设计好的IO管脚，往芯片内部输入测试进入指令1。

204，安全芯片进入正常工作模式；

安全芯片进入正常的工作模式，无法再返回测试模式。

205，将EFUSE熔断为序列码2。

安全芯片根据步骤203中输入的测试进入指令1，启动内部测试电路熔断逻辑，将安全芯片上EFUSE存储器的128位存储阵列，熔断为序列码2。需要注意的是，只有唯一正确的测试进入指令1，才能启动芯片内部测试电路逻辑，并且指导EFUSE存储阵列熔断为序列码2。

序列码2是由芯片制造厂商设置的一组固定的随机序列码。

206，输入测试进入指令2。

通过安全芯片预先设计好的IO管脚，往芯片内部输入测试进入指令2。

207，判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；若判定否，则执行208；若判定相同，执行209。

安全芯片根据步骤206中输入的测试进入指令2，启动内部测试电路判别逻辑，判断安全芯片上EFUSE存储器的128位存储阵列值和芯片内部序列码2是否相等。如果相等，执行209；如果不相等，执行208。

本发明实施例提供的方案中，通过往芯片输入测试进入指令1，将芯片EFUSE存储阵列熔断为一组固定的随机序列码2，再通过往芯片输入测试进入指令2，判别存储阵列熔断值和芯片内部序列码2相等，作为芯片进入测试模式的条件。

208，所述安全芯片无响应；

209，进入所述安全芯片的测试模式；

210，进行芯片测试；

进行安全芯片各功能模块测试。

211，将所述测试标志字置为序列码1。

安全芯片完成芯片测试后，将非易失存储器中测试标志字置为序列码1，使得芯片再次上电启动后，进行测试标志字和序列码1判断是否相等，芯片将进入正常工作模式，不能再进入测试模式。

212，将所述EFUSE存储阵列熔断为全1；

即将EFUSE的值全部熔断为1。

本实施例中，采用将安全芯片上EFUSE存储阵列全部熔断为1的技术手段，使得测试模式进入判别流程在比对判别EFUSE和序列码2是否相等时，芯片无响应，确保安全芯片无法再次进入测试模式。此外，采用了将芯片EFUSE存储阵列熔断为全1的技术手段，可避免攻击者利用FIB修改等侵入式攻击技术，重新恢复芯片测试模式。

本发明实施例提供的方法，与现有技术中通过划片方式将划片槽内信号或者逻辑电路划断方式，避免芯片测试模式被恢复的技术相比，具有不仅可以免于在划片槽内放置信号或者器件，符合先进低节点工艺实现需求的技术效果，而且还通过采用先将电子可编程熔丝(EFUSE)存储阵列熔断为一组固定随机序列码，测试完成后将EFUSE存储阵列全部熔断，结合非易失存储器中的测试状态字技术重重保证了芯片无法再次进入测试模式，该方案可广泛应用于各类安全芯片。

实施例三

为了便于上述实施例一、二中的方法实现，本发明实施例继续提供一种安全芯片进入测试模式的装置，如图3所示，包括：

获取模块31，用于获取所述安全芯片的测试标志字；

确定模块32，用于根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

熔断模块33，用于在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

安全判定模块34，用于根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

本发明实施例提供的装置中，具有在进入安全芯片的测试模式前，先获取所述安全芯片的测试标志字；根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式的技术手段，解决了现有技术中必须通过在划片槽内放置部件或信号导致的无法满足先进低节点工艺要求的功能，进而实现了在提高进入安全芯片测试模式的安全性的同时，无需再划片槽内放置部件或信号，可以满足先进低节点工艺要求，提高了安全芯片的性能，可行性较强的技术效果。

可选的，该装置还包括：置位模块，用于在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，将所述测试标志字置为所述第一关键码。

可选的，所述熔断模块，还用于将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

可选的，所述安全判定模块，具体用于判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；若判定否，则使所述安全芯片无响应。

可选的，所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。

本发明实施例提供了一种安全芯片的测试模式进入装置，其主要特点是安全性高、可行性高，满足先进低节点工艺的流片要求，很好地阻止安全芯片测试模式反向激活。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种安全芯片进入测试模式的方法，其特征在于，在安全芯片上电启动后，包括：

获取所述安全芯片的测试标志字；

根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

在所述测试模式进入阶段中，将电子可编程熔丝EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，该方法还包括：

将所述测试标志字置为所述第一关键码。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式，包括：

判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；

若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；

若判定否，则所述安全芯片无响应。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，

所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；

所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。

6.一种安全芯片进入测试模式的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述安全芯片的测试标志字；

确定模块，用于根据所述测试标志字和第一关键码确定进入测试模式进入阶段；

熔断模块，用于在所述测试模式进入阶段中，将EFUSE存储阵列熔断为第二关键字码；

安全判定模块，用于根据所述EFUSE存储阵列的熔断值和所述第二关键字码确定是否进入所述安全芯片的测试模式。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

置位模块，用于在进入所述安全芯片的测试模式完成测试后，将所述测试标志字置为所述第一关键码。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述熔断模块，还用于将所述EFUSE存储阵列熔断为全1。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的装置，其特征在于，所述安全判定模块，具体用于判断所述EFUSE存储阵列的熔断值是否与所述第二关键码相同；若判定是，则进入所述安全芯片的测试模式；若判定否，则使所述安全芯片无响应。

10.根据权利要求6-8中任意一项所述的装置，其特征在于，

所述第一关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第一随机序列码；

所述第二关键码为所述安全芯片制造厂商设置的一组固定的第二随机序列码。