JP2021111410A - セキュア集積回路及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
■ システムの説明
■ 所望の組み合わせ論理演算に適合させるように、異なる予め設定されたマスク(preconfigured masks)を用いて、入力と出力に対して異なる組み合わせ論理回路におけるルックアップテーブル(Look−Up Table、LUT)を作成し、そして、ルックアップテーブルの入力と出力を対応するマスクとに対してXOR演算を行ってしてもよい。
■ A=B+Cに対して、組み合わせ論理演算(X*A)と(X*B+X*C)は機能的に等価であるが、実現方式と消費電力が異なる。
■ 任意の組み合わせ論理演算は、積の和(sum−of−product)又は和の積(product−of−sum)として実現され得る。上記実現は異なるが、機能的には等価である。
■ 異なる物理的制約や異なる合成指令のため、同じRTL論理によって実現される組み合わせ論理演算は異なる場合もある。
■データワードIN1の1回目の暗号化反復演算。
■データワードIN3の2回目の暗号化反復演算。
■データワードIN2の3回目の暗号化反復演算。
■データワードIN1の4回目の暗号化反復演算。
■データワードIN3の5回目の暗号化反復演算。
■データワードIN2の6回目の暗号化反復演算。
■…
■ 負の組み合わせ論理を使用した組み合わせ論理回路
■ その他の実施形態と変更
■1st入力データを1st組み合わせ論理回路に供給する。
■いくつかのクロックサイクルを待つ。
■2nd入力データを2nd組み合わせ論理回路に供給する。
■1st個の出力データの準備ができたまで待つ。
■オプションで、ランダム数のクロックサイクルを待つ。
■3rd入力データを第三の組み合わせ論理回路に供給する。
■…
■二つのランダム又は仮想ランダム(NRAND)を取得する。
■一つの数字をR0に書き込み(R#はCPUバッファを示す)、他の一つの数字をR1に書き込む。
■R0+3*R1‐>R2
■R1+5*R2‐>R3
■R2+7*R3‐>R4
■R3+11*R4‐>R5
■…R[n‐2]+prime*R[n‐1]‐> Rn
■そして、逆演算を行ってR0及びR1の値と比較する。
■もし、R0、R1は結果と一致しないと‐‐不審な改ざんに対して警報を出す。
24、50:セキュア電子装置
28、28A、28B、28C、54、58:組み合わせ論理回路
32、32A、32B、32C、60A、60B、74:フリップフロップ(FF)組
36:バス
40A、40B、40C、68A、68B、69A、69B:マルチプレクサ
44:状態マシン
64A、64B、70A、70B:インバータ
CLK:クロックサイクル
I/O1、I/O2、I/O3:入力、出力
IN1、IN2:入力
OUT1、OUT2:出力
Claims (22)
- それぞれに一つ又は複数の入力を受け取り、当該一つ又は複数の入力に対して組み合わせ論理演算を行って、一つ又は複数の出力を生成するように配置される複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路と、
当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの一つからの当該一つ又は複数の出力をサンプリングし、当該一つ又は複数のサンプリング出力を入力として当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給するように配置される一つ又は複数の状態サンプリングコンポーネントをそれぞれに含む複数の状態サンプリングコンポーネントと、
当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路で処理するために複数組の入力データを受け取り、当該複数組の入力データを当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路にルーティングし、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路から複数組の出力データを抽出し、当該各組の入力データに関連付けて当該各組の出力データを出力するように配置される制御回路と、を備えるセキュア集積回路。 - 当該組み合わせ論理演算は、反復セキュア演算の反復演算を含むことを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該複数の組み合わせ論理回路の当該一つ又は複数のサンプリング出力が入力として、当該複数の組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給されることにより、一組の所与の入力データに適用される当該組み合わせ論理演算の当該反復演算が、異なる当該複数の組み合わせ論理回路のうちの異なる組み合わせ論理回路によって実行されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該複数の組み合わせ論理回路の当該一つ又は複数のサンプリング出力が入力として、当該複数の組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給されることにより、当該他の一つの組み合わせ論理回路の所与の組み合わせ論理回路が、連続するクロックサイクルの間、異なる当該複数組の入力データに当該組み合わせ論理演算を適用することを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの少なくとも二つは、ハードウェアでの実現において互いに異なることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 少なくとも一つの当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路は、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの一つの組み合わせ論理回路に対する負論理によって実現されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該制御回路は、対応する入出力インタフェースを介して当該複数組の入力データを受け取り、当該各組の出力データを同一の入出力インタフェースで出力するように配置されており、当該同一の入出力インタフェースは、当該各組の出力データに対応する当該組の入力データを受け取るためのものであることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該制御回路は、周期的な交互の方式で、当該複数組の入力データを当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路に割り当て、周期的な交互の方式で、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路から当該複数組の出力データを収集するように配置されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該制御回路は、当該複数組の入力データの少なくとも一部をランダムデータ又は擬似のランダムデータ(pseudorandom data)に初期化するように配置されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 当該複数の組み合わせ論理回路のうちの一つ又は複数は、下記の
(i)当該複数組の出力データを抽出した後、引き続き当該組み合わせ論理演算を適用すること、及び(ii)当該複数組の入力データが供給される前に、当該組み合わせ論理演算の適用を開始することの少なくとも一項を実行するように配置されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。 - 当該制御回路は、当該複数組の入力データが当該複数の組み合わせ論理回路の少なくとも二つに供給される時点の間に、相対的な遅延を生成するように配置されることを特徴とする請求項1に記載のセキュア集積回路。
- 複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路を動作させて、当該複数の組み合わせ論理回路の各組み合わせ論理回路において一つ又は複数の入力を受け取り、当該一つ又は複数の入力に組み合わせ論理演算を適用して、一つ又は複数の出力を生成することと、
状態サンプリングコンポーネントを動作させて、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの一つからの当該一つ又は複数の出力をサンプリングし、当該一つ又は複数のサンプリング出力が入力として当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給されることと、
制御回路を使用して、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路で処理するために複数組の入力データを受け取り、当該複数組の入力データを当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路にルーティングし、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路から複数組の出力データを抽出し、当該各組の入力データに関連付けて当該各組の出力データを出力することと、を含むセキュア集積回路におけるデータ処理を行う方法。 - 当該組み合わせ論理演算は、反復セキュア演算の反復演算を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 当該複数の組み合わせ論理回路の当該一つ又は複数のサンプリング出力が当該複数の組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給されることは、
当該複数の組み合わせ論理回路のうちの異なる組み合わせ論理回路によって、所与の一組の入力データに対して当該組み合わせ論理演算の反復演算が実行されることを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 当該一つ又は複数のサンプリング出力が当該複数の組み合わせ論理回路のうちの他の一つに供給されることは、
当該複数の組み合わせ論理回路のうちの所与の一つにおいて、連続するクロックサイクルの間、複数の異なる当該複数組の入力データに当該組み合わせ論理演算を適用することを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 少なくとも二つの当該機能的に等価な組み合わせ論理回路は、ハードウェアでの実現において互いに異なることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 当該組み合わせ論理演算を適することは、
当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路の少なくとも一つにおいて、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路のうちの他の一つに対する負論理によって当該組み合わせ論理演算を適用することを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 当該複数組の入力データを受け取ることは、対応する複数の入出力インタフェースを介して当該複数組の入力データをそれぞれに受け取ることを含み、
当該複数組の出力データを出力することは、当該複数組の出力データに対応する当該複数組の入力データを受け取る同一の入出力インタフェースにおいて当該各組の出力データを出力することを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 当該複数組の入力データをルーティングすることは、周期的な交互の方式で、当該複数組の入力データを当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路に割り当てることを含み、
当該複数組の出力データを抽出することは、周期的な交互の方式で、当該複数の機能的に等価な組み合わせ論理回路から当該複数組の出力データを収集することを含む請求項12に記載の方法。 - 当該複数組の入力データの少なくとも一部をランダムデータ又は擬似のランダムデータに初期化することを更に含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 当該組み合わせ論理演算を適用することは、
当該複数の組み合わせ論理回路のうちの一つ又は複数において、下記の
(i)当該複数組の出力データを抽出した後、引き続き当該組み合わせ論理演算を適用すること、及び
(ii)当該複数組の入力データが供給される前に、当該組み合わせ論理演算の適用を開始することの少なくとも一項を実行することを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 当該複数組の入力データが当該組み合わせ論理回路の少なくとも二つに供給される時点の間に、相対的な遅延を生成することを更に含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
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