JPH11203237A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH11203237A
JPH11203237A JP10006509A JP650998A JPH11203237A JP H11203237 A JPH11203237 A JP H11203237A JP 10006509 A JP10006509 A JP 10006509A JP 650998 A JP650998 A JP 650998A JP H11203237 A JPH11203237 A JP H11203237A
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JP
Japan
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bus
block
data
order
address
Prior art date
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JP10006509A
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English (en)
Inventor
Shinichi Hasebe
信一 長谷部
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 IC内部を解析されない新規なセキュリティ
システムを提供する。 【解決手段】 CPU10から出力されるアドレス及び
データの順序は、バススクランブル回路11により、定
期的又はランダムな周期で変えられる。このため、複数
本のバスライン50の各々に出力されるアドレス及びデ
ータは、時々刻々と変化し、所定のバスラインに与えら
れるデータの意味(種類)を特定することはできない。
バスライン50のアドレス及びデータは、メモリ20,
30,40に入力される前に、バススクランブル回路2
1,31,41により元の順序に戻される。タイミング
制御回路60は、アドレス及びデータの順序を変え、元
に戻す周期を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC(半導体集積
回路)の内部を悪意のあるアタッカーに解析されないよ
うに、アドレスバス及びデータバスに出力するアドレス
及びデータの順序をランダムに変えるセキュリティシス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ICカードなどのセキュリティの
必要のある製品においては、ICの内部を悪意のあるア
タッカーに解析されないように、アドレスバス及びデー
タバスを物理的に混在させて、容易にICの内部を解析
できないようにしていた。
【0003】しかし、このようなセキュリティシステム
では、ICの製造段階(配線工程)において、マスクの
パターンによりアドレスバス及びデータバスの配置(順
序)が決定されてしまい、ICの製造後に、アドレスバ
ス及びデータバスの配置をランダムに変えることができ
ない。
【0004】このため、悪意のあるアタッカーがICの
内部を繰り返し解析すると、最後には、アドレスバス及
びデータバスの配置が判明してしまい、ICのセキュリ
ティが十分に行われていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
悪意のあるアタッカーがICの内部を繰り返し解析する
と、最後には、アドレスバス及びデータバスの配置が判
明してしまい、ICのセキュリティが十分に行われない
という欠点がある。
【0006】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、悪意のあるアタッカーがICの内
部を繰り返し解析しても、アドレス及びデータを特定で
きないような新規なセキュリティシステムを提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体集積回路は、複数ビットの信号を送
信する第1ブロックと、前記複数ビットの信号を受信す
る第2ブロックと、前記複数ビットの信号を前記第1ブ
ロックから前記第2ブロックへ転送する複数本のバスラ
インと、前記第1ブロックから出力される複数ビットの
信号の順序を変えて前記複数本のバスラインに導く第1
バススクランブル回路と、前記複数本のバスラインの複
数ビットの信号の順序を元に戻して前記第2ブロックに
導く第2バススクランブル回路とを備える。
【0008】本発明の半導体集積回路は、さらに、前記
第1ブロックから出力される複数ビットの信号の順序を
定期的又はランダムな周期で変えるように前記第1バス
スクランブル回路を制御し、前記複数本のバスラインの
複数ビットの信号の順序を定期的又はランダムな周期で
元に戻すように前記第2バススクランブル回路を制御す
るタイミング制御回路を備える。
【0009】前記複数ビットの信号の順序を変え、か
つ、元に戻す周期は、前記第1ブロックから出力される
複数ビットの信号のうちの所定の1ビットの値により決
定する。
【0010】前記第1ブロックがCPUの機能を有して
いる場合、前記複数ビットの信号の順序を変え、かつ、
元に戻す周期は、前記第1ブロックから出力されるクロ
ックの周期よりも長く設定される。
【0011】前記第1ブロックがCPUの機能を有し、
前記第2ブロックがメモリの機能を有している場合、前
記複数ビットの信号は、前記メモリをアクセスするアド
レス又は前記メモリに入力するデータを含んでいる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の半導体集積回路について詳細に説明する。図1は、
本発明に関わるバススクランブル回路を有するIC(半
導体集積回路)の内部構成の一例を示している。
【0013】IC100内は、複数のブロックから構成
されており、例えば、複数のブロックには、CPU(ce
ntral processing unit )10、RAM(random acces
s memory)20、 ROM(read only memory)30、E
2 PROM(electrically erasable programmable RO
M)40などが含まれている。
【0014】各ブロック10,20,30,40のI/
O部(データの入出力部)及びアドレスの入出力部に
は、これらに隣接する形でバススクランブル回路11,
21,31,41が設けられている。また、各バススク
ランブル回路11,21,31,41を互いに接続する
バスライン50が配置されている。バスライン50は、
n(例えば、16)ビットのアドレスバス及びm(例え
ば、8)ビットのデータバスから構成されている。
【0015】タイミング制御回路60は、各ブロックに
対応して設けられたバススクランブル回路の動作を制御
する。タイミング制御回路60は、例えば、図3に示す
ようなフリップフロップ回路から構成できる。この場
合、n+m本のバスラインに対して、フリップフロップ
回路は、log2 (n+m)個必要となる。
【0016】図2は、図1のバススクランブル回路の構
成の一例を示すものである。但し、図2では、説明を簡
単にするため、バスライン50が2ビットのデータバス
から構成されているものと仮定している。
【0017】CPU10の入出力端子I/O・0は、バ
ススクランブル回路11のトランジスタT00を経由し
てデータバスBD0に接続されると共に、バススクラン
ブル回路11のトランジスタT01を経由してデータバ
スBD1に接続される。また、CPU10の入出力端子
I/O・1は、バススクランブル回路11のトランジス
タT10を経由してデータバスBD1に接続されると共
に、バススクランブル回路11のトランジスタT11を
経由してデータバスBD0に接続される。
【0018】RAM20の入出力端子I/O・0は、バ
ススクランブル回路21のトランジスタT00を経由し
てデータバスBD0に接続されると共に、バススクラン
ブル回路21のトランジスタT01を経由してデータバ
スBD1に接続される。また、RAM20の入出力端子
I/O・1は、バススクランブル回路21のトランジス
タT10を経由してデータバスBD1に接続されると共
に、バススクランブル回路21のトランジスタT11を
経由してデータバスBD0に接続される。
【0019】ROM30の入出力端子I/O・0は、バ
ススクランブル回路31のトランジスタT00を経由し
てデータバスBD0に接続されると共に、バススクラン
ブル回路31のトランジスタT01を経由してデータバ
スBD1に接続される。また、ROM30の入出力端子
I/O・1は、バススクランブル回路31のトランジス
タT10を経由してデータバスBD1に接続されると共
に、バススクランブル回路31のトランジスタT11を
経由してデータバスBD0に接続される。
【0020】E2 PROM40の入出力端子I/O・0
は、バススクランブル回路41のトランジスタT00を
経由してデータバスBD0に接続されると共に、バスス
クランブル回路41のトランジスタT01を経由してデ
ータバスBD1に接続される。また、E2 PROM40
の入出力端子I/O・1は、バススクランブル回路41
のトランジスタT10を経由してデータバスBD1に接
続されると共に、バススクランブル回路41のトランジ
スタT11を経由してデータバスBD0に接続される。
【0021】各バススクランブル回路11,21,3
1,41のトランジスタT00,T10のゲートには、
タイミング制御信号φが入力され、各バススクランブル
回路11,21,31,41のトランジスタT01,T
11のゲートには、タイミング制御信号/φが入力され
る。
【0022】このような構成によれば、例えば、CPU
10からRAM20にデータを転送する場合を考える
と、CPU10の入出力端子I/O・0から出力される
データは、バスラインBD0を経由してRAM20の入
出力端子I/O・0に到る経路とバスラインBD1を経
由してRAM20の入出力端子I/O・0に到る経路の
2通りの経路のうちのいずれも取り得ることがわかる。
CPU10の入出力端子I/O・1から出力されるデー
タについても、同様である。
【0023】つまり、タイミング制御信号φ,/φのレ
ベルを適当な時期に切り替えることにより、例えば、C
PU10の入出力端子I/O・0から出力されるデータ
は、バスラインBD0を経由してRAM20の入出力端
子I/O・0に導かれたり、又はバスラインBD1を経
由してRAM20の入出力端子I/O・0に導かれたり
することになる。
【0024】このように、本発明によれば、バススクラ
ンブル回路により、データバスBD0,BD1に出力さ
れるデータの意味(又は種類)を時々刻々と変化させる
ことができるため、悪意のアタッカーがIC内を繰り返
し解析しても、各バスラインのデータの意味(又は種
類)を特定することができず、ICのセキュリティが完
璧となる。
【0025】なお、タイミング制御信号φ,/φのレベ
ルの切り替え(データ経路の切り替え)は、例えば、特
定のブロック(例えば、CPU)の特定の入出力端子I
/O・jから出力されるデータに基づいて行うことがで
きる。また、各ブロック間でデータの意味を取り違えな
いように、タイミング制御信号φ,/φのレベルの切り
替えは、各ブロック間でのデータの授受が完了した後に
行われる。
【0026】当然に、データ送信側のブロックのバスス
クランブル回路におけるタイミング制御信号φ,/φの
レベルの切り替え時期とデータ受信側のブロックのバス
スクランブル回路におけるタイミング制御信号φ,/φ
のレベルの切り替え時期は、データの転送時間を考慮す
れば、データの転送時間分だけずれることになる。
【0027】タイミング制御信号φ,/φのレベルの切
り替え周期は、例えば、CPUが生成するクロックCL
Kの周期よりも十分に長くするのがよい。切り替え周期
がクロックCLKの周期と同等程度に短くなると、デー
タの誤認識の発生する確率が高くなるからである。タイ
ミング制御信号φ,/φのレベルの切り替え周期は、定
期的であっても、ランダムであってもよい。
【0028】図4は、本発明の原理を簡単に示すもので
ある。例えば、CPUから出力されるアドレスがnビッ
ト、データがmビットであると仮定すると、バスライン
1本で1ビットのデータ転送が可能であるから、アドレ
スバスとデータバスを合計した本数は、n+m本とな
る。但し、本発明では、上述のように、各バスラインに
出力されるアドレス及びデータは、時々刻々と変化する
ため、n+m本の各バスラインの意味(種類)は特定さ
れない。
【0029】本例では、仮に、n+m本のバスラインに
それぞれ符号BA0〜BAn,BD0〜BDmを付すこ
とにする。この場合、n+mビットの各データの信号経
路の組み合わせは、n+mの階乗だけ存在する。よっ
て、バススクランブル回路により、このn+mの階乗だ
け存在する信号経路を一定周期で又はランダムに変えて
やれば、悪意のあるアタッカーにICの内部が解析され
ることはない。
【0030】表1は、CPUからアドレス2ビット、デ
ータ2ビットが出力されると仮定した場合において、ア
ドレス及びデータの信号経路の組み合わせを全て羅列し
たものである。
【0031】
【表1】
【0032】つまり、アドレス及びデータの合計は4ビ
ット、バスラインの数は4本であるから、4の階乗、即
ち、24通りの信号経路の組み合わせが考えられる。な
お、アドレス及びデータの順序は、送信側のCPUのバ
ススクランブル回路によりランダムに変えられた後にバ
スラインに出力されるが、当然に、受信側のメモリのバ
ススクランブル回路により正しい順序に戻されてメモリ
に与えられることになる。
【0033】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のバスス
クランブル回路によれば、アドレス及びデータの順序を
送信ブロック側でランダムに変えた後、バスラインに出
力し、かつ、受信ブロック側で正しい順序に戻すような
構成とし、アドレス及びデータの転送経路を時々刻々と
変化させるようにしている。つまり、各バスラインに出
力されるデータの意味(又は種類)が特定されないた
め、悪意のあるアタッカーがICの内部を繰り返し解析
しても、アドレス及びデータを特定できず、完璧なセキ
ュリティシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバススクランブル回路を有するICの
構成の一例を示す図。
【図2】バススクランブル回路の構成の一例を示す図。
【図3】タイミング制御回路を構成するフリップフロッ
プ回路を示す図。
【図4】本発明の原理を示す図。
【符号の説明】
10 :CPU、 11,21,31,41 :バススクランブル回
路、 20 :RAM、 30 :ROM、 40 :E2 PROM、 50 :バスライン、 60 :タイミング制御回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数ビットの信号を送信する第1ブロッ
    クと、前記複数ビットの信号を受信する第2ブロック
    と、前記複数ビットの信号を前記第1ブロックから前記
    第2ブロックへ転送する複数本のバスラインと、前記第
    1ブロックから出力される複数ビットの信号の順序を変
    えて前記複数本のバスラインに導く第1バススクランブ
    ル回路と、前記複数本のバスラインの複数ビットの信号
    の順序を元に戻して前記第2ブロックに導く第2バスス
    クランブル回路とを具備することを特徴とする半導体集
    積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路におい
    て、 さらに、前記第1ブロックから出力される複数ビットの
    信号の順序を定期的又はランダムな周期で変えるように
    前記第1バススクランブル回路を制御し、前記複数本の
    バスラインの複数ビットの信号の順序を定期的又はラン
    ダムな周期で元に戻すように前記第2バススクランブル
    回路を制御するタイミング制御回路を具備することを特
    徴とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記複数ビットの信号の順序を変え、か
    つ、元に戻す周期は、前記第1ブロックから出力される
    複数ビットの信号のうちの所定の1ビットの値により決
    定することを特徴とする請求項2記載の半導体集積回
    路。
  4. 【請求項4】 前記第1ブロックは、CPUの機能を有
    し、前記複数ビットの信号の順序を変え、かつ、元に戻
    す周期は、前記第1ブロックから出力されるクロックの
    周期よりも長く設定されていることを特徴とする請求項
    2記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記第1ブロックは、CPUの機能を有
    し、前記第2ブロックは、メモリの機能を有し、前記複
    数ビットの信号は、前記メモリをアクセスするアドレス
    又は前記メモリに入力するデータを含んでいることを特
    徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
JP10006509A 1998-01-16 1998-01-16 半導体集積回路 Pending JPH11203237A (ja)

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