TW564626B - Preventing the unwanted external detection of operations in digital integrated circuits - Google Patents

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Description

564626 五、發明説明（彳 ） 本發明關於-種在數位積體電路中避免操作之外部情測 的方法’及關於-種數位積體電路，其中可避免在該數位 積體電路中操作的不需要的外部谓測。本發明特別關於對 於所謂側通道攻擊的對策，如同為了分析數位積體電 執行者。 在許多數位積體電路中’未授權的人必須被防止來分析 遠積體電路的運作模式。範例性電路中， 所要受到保護的為晶片卡IC、安全性IC，或甚至 個別電路杈組，例如像是加密共同處理器。其不需要解釋 的是，未授權人士必須被防止來分析由一加密共同處理哭 所執行的編碼演算法。 —典型的攻擊策略例如係由未授權人士嘗試來分析由一加 密共同處理器所執行的編碼演算法，其稱之為所謂的側通 道攻擊:這種側通道攻擊包含，例如該差異功率消耗分析 (DPA’fferentiai power anaIysis)，偵測相關的積體電路之 電磁輻射，及所謂的時序攻擊。 、^ 相對於同步電路’在自我計時的電路當中，非同步電路 具有的較佳特徵為其處理並不直接關連⑤時間週期二事件 ’例如該時脈。因此，其處理並不顯示出任何與—時間週 期性事件的相關性，藉此在該非同步電路中更為困難地成 功地執行側通道攻擊。但是，即使在非同步電路中：該切 換元件的數目一般而言係根據要處理之特殊操作’所以一 會發生所考慮的該電路之功率消耗的輪靡中所反 應出的處理資料相關性。 -4 - 本纸張尺度適ϊϋ·準(CNS) A4規格(2Π) X 297公釐） 564626 A7 五、發明説明（ 為了使k種攻擊更為困難，其已知要插入所謂的隨機等 待狀態到該處理流程中。其亦知道要強迫在CPU操作的執 订中的中斷。在该插入隨機等待狀態中，該操作時序的可 能變化受到限制，因為_延遲不能夠啟動，或一等待狀能 不能夠隨時插入。甚至中斷該CPU中之執行的量測不能夠 完全阻隔側頻道攻墼。i α π A t 颅L又孝因為廷種中斷可由該變化功率消杯 所偵測到。 由此先前技藝開始，本發明❸目的在於提供一種在包含 一非同步電路之數位積體電路中避免操作之外部偵測的方 法。 本發明另一目的係開發一種具有一非同步電路之數位 體電路，其方式可避免在該數位電路中操作的不需要之外 部偵測。 該第一目的係由如申請專利範圍第丨項之方法來達成。 該第二目的係由如申請專利範圍第3項之積體電路來達成。 本發明提供一種在包含一非同步電路之積體電路 操作之外部偵測的方法，其包含的方法 J乃凌步驟為隨時間改變 該非同步電路之供應電壓，以在時間中偏移該非同步電路 中操作的執行時間〜。在本發明一較佳方面中’此供應:斤 的變化係以隨機方式來發生。 -^ ^ ^ 本發明係基於發現到在該操作的執行车 aa 仃寸間中一隨機的時 間跳動，某可由疊加一隨機控制的，g τ /扣不可預測的時間跳 動在該供應電壓上來得到，藉此可避免 〜 t兄在该側頻道攻擊中 個別量測的人為、同步。但是在該非同步雷 ^ 少電路中操作之執行 -5 - 本紙張足度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） >64626
的時間跳動，计π a ' ’不會:Le成處理錯誤，因為 同步電路會產生—白# m i u為根據其性質，非 同步電路會產生-自動同步化： 根據本發明的—裝置方面 同 係 執 面 步電路，；切版包路包含一非 由該非同= 時間改變該供應電壓的裝置，其 行時間為時間偏移的。 卜電路中#作的 來本發明的—較佳具體實施例將參考所附圖 圖式簡單說明 較佳具體實施例的一 該唯一的圖面顯示出根據本發明一 數位積體電路之方塊圖。 發明詳細說明 本發明之數位積體電路其整個可參考到該參考編號丨，其 包含，步電路2、-用以產生真實隨機數目的產生器電 路3(真貫隨機數目產生器），一數位類比轉換器*，在其輸入 側，係回授由該產生器電路所產生的數位隨機號碼，而在 4輸出側，產生一相對應的類比目標電壓值，及一電壓調 整器5，在其輸入側，由該數位類比轉換器4回授該類比目 標電壓值，而在其輸出側，可產生一實際電壓值，其形成 該非同步電路2之供應電壓。該產生真實隨機數目的產生器 電路3依此包含一產生雜訊電壓之雜訊源6，及由該雜訊源6 所驅動的一隨機數目產生器7。 除了此處所示的該雜訊源6及該隨機數目產生器7之組合 之外’然而任何隨機產生器可用來產生該隨機數目，做為 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564626 A7
該數位類比轉換器4之輸入量。 在此處所示的該較佳具體實施例中， 一伺服细杜s ^ ^ 电逐调整器5包含 仴服組件8、一貫際值偵測裝置9，及一 ^ ，該輸入在一方面為來自^Γ數 /、形成裝置1 0 严“類比轉換器4之類比目標電 在另一方面，則回授來自該實際值偵測裝置9之浐 出信號。 』衣置y之輸 該產生器電路3、該數位類比轉換器4及該電壓調整界5丘 同形成一種隨機地隨時間變化該供應電壓之裝置，或/、 豐加一隨機時間跳動在該供應電壓上之裝置，其分^會址 應該非同步電路2。由於該隨機變化的供應電壓，在該^ 步電路中操作的執行中有一隨機時間跳動，藉此在該所2 的侧通道攻擊中個別量測的人為同步，其可避免，或謂 使其更為困難。 少 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 564626 A7 B7 五、發明説明（5 ) 參考標號表 1 數位電路 2 非同步電路 3 產生器電路 4 數位-類比轉換器 5 電壓調整器 6 雜訊源 7 隨機數目產生器 8 伺服組件 9 實際值偵測裝置 10 差異-形成裝置 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 564626 申請專利範圍 Α8 Β8 C8 D8 2. 3· 4· 5· 6. 8. 包含—非同步電路⑺之-數位積體電路⑴中 避免刼作之該外部偵測的方法， 間m遺時間改變該非同步電路⑺之一供應電屋以時 々卜主:非同步電路内操作的該執行時間之方法步驟。 如申凊專利範圍第 間變化係以味 員之方法，其中該供應電壓的該時 η欠化係以一隨機方式發生。 一種數位積體電路，其包含·· 一非同步電路（2)，及 上（）内#作的該執行點之一供應電壓的裝置（3,4 如申明專利粑圍第3項之數位積體電路，其中用以隨時 間改變該供應電壓的該梦 ' 生器⑺。％ _ ^置（3, 4, 5)係包含-隨機數目產 範圍第4項之數位積體電路’其中用以隨時==«麼的該裝置(3,4,5)進一步包含驅動該隨 產生為（7)之一雜訊電壓源（6)。 如申凊專利範圍第4項之數位積體電路，其中 間改變該供應電壓的該裝置（3, 4, 5)進一步包含一數 比轉換益（4)，其轉換由該隨機數目產生器、 該數位值成為一類比電壓。 ）所產生的 如申請專利範圍第3項之數位積體電路，其中用以隨時 間改變該供應電壓的該裝置(3, 4, 5)進-步包含 二： 整器(5)。 3電壓调 如申請專利範圍第3項之數位積體電路，其中該非同步 電路（2)係形成來執行一編碼演算法。 乂 -9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) a4規格(21〇x 297公釐）
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