專利名稱：安全芯片及其攻擊檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安全芯片的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及檢測安全芯片被入侵的一種電路。
背景技術(shù)：
安全芯片在信息社會的各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，其主要功能包括對用戶關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全存儲、加密、解密以及身份識別等。正因?yàn)榘踩酒袛?shù)據(jù)的重要性，故障攻擊成為獲取安全芯片中數(shù)據(jù)的主要攻擊手段之一。故障攻擊指讓芯片工作在非正常工作條件下，比如異常電壓、溫度、時(shí)鐘頻率、電磁環(huán)境、等等，這些非正常的工作條件可能誘導(dǎo)芯片發(fā)生錯誤的行為，讓芯片內(nèi)部的一些安全操作失效，導(dǎo)致芯片采取的安全措施被旁路，進(jìn)而泄漏機(jī)密數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能檢測到安全芯片的電源和地是否受到電壓毛刺攻擊的安全芯片及其攻擊檢測電路。一種用于安全芯片的攻擊檢測電路，其包括采樣網(wǎng)絡(luò)，用于對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣濾波處理，且能將電源和地上的噪聲信號、抖動與電壓毛刺攻擊加以區(qū)分；檢測電路，用于對采樣網(wǎng)絡(luò)輸出的信號進(jìn)行檢測；輸出級，用于對檢測電路的輸出信號進(jìn)行處理并輸出檢測結(jié)果?！N安全芯片,其特征在于包括如上的攻擊檢測電路。本發(fā)明具體實(shí)施方式
，由于攻擊檢測電路對安全芯片的電源或地受到的半入侵電壓毛刺攻擊進(jìn)行檢測，并輸出相應(yīng)的檢測結(jié)果，因此，當(dāng)收到攻擊時(shí)，可以向安全芯片系統(tǒng)提出警告，由系統(tǒng)采取適當(dāng)?shù)陌踩胧╊A(yù)防安全隱患，從而，防止機(jī)密信息因?yàn)橄到y(tǒng)安全操作未正確進(jìn)行而泄漏，提高了安全芯片系統(tǒng)的抗故障攻擊能力。


圖1為本發(fā)明攻擊檢測電路的具體實(shí)施方式
的電路示意圖。圖2為圖1所示的電路在電源和地受到電壓毛刺攻擊時(shí)內(nèi)部信號與輸出信號波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖1所示，本發(fā)明攻擊檢測電路的具體實(shí)施方式
，該攻擊檢測電路內(nèi)置于安全芯片內(nèi)部，其包括
采樣網(wǎng)絡(luò)20，用于對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣濾波處理；且能將電源和地上的噪聲信號、抖動與電壓毛刺攻擊加以區(qū)分；
檢測電路21，用于對采樣網(wǎng)絡(luò)輸出的信號進(jìn)行檢測；輸出級22，用于對檢測電路的輸出信號進(jìn)行處理并輸出檢測結(jié)果。具體的，采樣網(wǎng)絡(luò)20、檢測電路21以及輸出級22可以是如下結(jié)構(gòu)
采樣網(wǎng)絡(luò)20包括電阻町，1 2，1 3，1 4和電容C1，C2 ;電阻R3、電容C2與電阻R4串聯(lián)，再與電容Cl并聯(lián)；電阻Rl連接于電源與電容Cl接近電源的一端之間；電阻R2連接于地與電容Cl接近地的一端之間。采樣網(wǎng)絡(luò)20中的電阻Rl，R2，R3，R4和電容Cl，C2，對電源和地上的噪聲和電壓毛刺進(jìn)行濾波、采樣，節(jié)點(diǎn)VA和VB的低通截至頻率要高于節(jié)點(diǎn)VC和VD的低通截至頻率，確保有效的濾掉電源和地上的正常噪聲信號、抖動。檢測電路21包括一個(gè)P型MOS管Ml，一個(gè)N型MOS管M2，電阻R5、R6，一個(gè)反相器INV，一個(gè)緩沖器BUF，兩個(gè)D觸發(fā)器。電阻R5的一端與MOS管Ml的漏極、緩沖器BUF的輸入端連接，電阻R5的另一端與地連接；電阻R6的一端與MOS管M2的漏極、反相器INV的輸入端連接，電阻R6的另一端與電源連接；M0S管Ml的源極與采樣網(wǎng)絡(luò)20中電容C2接近電源的一端連接，柵極與采樣網(wǎng)絡(luò)20中電容Cl接近電源的一端連接；MOS管M2的源極與采樣網(wǎng)絡(luò)20中電容C2接近地的一端連接，柵極與采樣網(wǎng)絡(luò)20中電容Cl接近地的一端連接；緩沖器BUF的輸出端與第一個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CK連接，反相器INV的輸出端與第二個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CK連接；兩個(gè)D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端D與MOS管Ml的源極連接，兩個(gè)D觸發(fā)器的復(fù)位端RN與使能信號EN連接。輸出級22包括或門，或門的一個(gè)輸入端VG與檢測電路中一個(gè)D觸發(fā)器的正向數(shù)據(jù)輸出端連接，或門的另一個(gè)輸入·端VH與檢測電路中另一個(gè)D觸發(fā)器的正向數(shù)據(jù)輸出端連接，或門的輸出端為檢測電路的輸出。工作時(shí)，VA和VC為檢測電路21中的P型MOS管Ml提供采樣電壓，VB和VD為檢測電路21中的N型MOS管M2提供采樣電壓，VA與VC的電壓差為VGSl，VB與VD的電壓差為VGS2。檢測電路21中的P型MOS管Ml的閾值電壓為VTHP，N型MOS管M2的閾值電壓為 VTHN。如圖2的波形圖所示，當(dāng)電源和地上的電壓毛刺的脈沖寬度和幅度超過電壓毛刺檢測電路的檢測閾值時(shí)，I VGSl I > IVTHP I，VGS2>VTHN,此時(shí)檢測電路21中的P型MOS管Ml和N型MOS管M2將開啟，電流分別流過電阻R5和R6，再通過緩沖器BUF和反相器INV，分別在輸出端VE和VF輸出正脈沖。電壓毛刺檢測電路使能信號EN為低電平時(shí)，檢測電路21中的兩個(gè)D觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出為低電平；當(dāng)使能信號EN為高電平時(shí)，VE和VF輸出正脈沖將觸發(fā)檢測電路21中的兩個(gè)D觸發(fā)器輸出高電平，輸出級22中的或門對檢測電路21中的兩個(gè)D觸發(fā)器輸出結(jié)果進(jìn)行或操作，并作為電壓毛刺檢測電路的檢測結(jié)果OUT輸出。芯片正常工作時(shí)，電源和地上會存在一定脈沖寬度和幅度的噪聲、電壓抖動。例如，電壓毛刺檢測電路的檢測閾值為脈沖寬度為大于1ns，脈沖幅度大于0. 7倍的電源電壓，在這個(gè)條件下，電壓毛刺檢測電路將對電路工作時(shí)電源和地上的噪聲級正常電壓抖動進(jìn)行過濾，不會誤觸發(fā)電壓毛刺檢測電路，確保電路可靠、穩(wěn)定工作。而當(dāng)電源和地上地電壓毛刺達(dá)到電壓毛刺檢測電路的檢測閾值時(shí)，安全芯片系統(tǒng)通過判斷電壓毛刺檢測電路輸出電平的高低來判斷安全芯片是否受到電壓毛刺攻擊。本發(fā)明具體實(shí)施方式
中，采樣網(wǎng)絡(luò)對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣濾波處理，在對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣的同時(shí)，還要對電源和地上的噪聲進(jìn)行濾波，以防電源和地上的噪聲誤觸發(fā)電壓毛刺檢測電路，確保電壓毛刺檢測電路工作正常、可靠。當(dāng)檢測到安全芯片的電源或地受到半入侵電壓毛刺攻擊后，將向安全芯片系統(tǒng)提出警告，由系統(tǒng)采取適當(dāng)?shù)陌踩胧╊A(yù)防安全隱患，防止機(jī)密信息因?yàn)橄到y(tǒng)安全操作未正確進(jìn)行而泄漏。本發(fā)明提高了安全芯片系統(tǒng)的抗故障攻擊能力。上述具體實(shí)施方式
說明但并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能在權(quán)利要求的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出多個(gè)可代替實(shí)例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，對在沒有違反如所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)，可對具體實(shí)現(xiàn)方案做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、修改等。因此，凡依據(jù)本發(fā)明的精神和原則，所做的任意修改和變化，均在所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于安全芯片的攻擊檢測電路，其特征在于，該攻擊檢測電路包括 采樣網(wǎng)絡(luò)，用于對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣濾波處理，且能將電源和地上的噪聲信號、抖動與電壓毛刺攻擊加以區(qū)分； 檢測電路，用于對所述采樣網(wǎng)絡(luò)輸出的信號進(jìn)行檢測； 輸出級，用于對所述檢測電路的輸出信號進(jìn)行處理并輸出檢測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的攻擊檢測電路，其特征在于，所述采樣網(wǎng)絡(luò)包括電阻 Rl，R2, R3, R4 和電容 Cl，C2 ； 其中，所述電阻R3、所述電容C2與所述電阻R4串聯(lián)連接，再與所述電容Cl并聯(lián)；所述電阻Rl連接于電源與所述電容Cl接近電源的一端之間；電阻R2連接于地與電容Cl接近地的一端之間。
3.如權(quán)利要求2所述的攻擊檢測電路，其特征在于，所述采樣網(wǎng)絡(luò)中的所述電阻R1，R2，R3，R4和所述電容Cl，C2，對電源和地上的噪聲和電壓毛刺進(jìn)行濾波、采樣，所述電阻Rl與所述電容Cl之間的節(jié)點(diǎn)VA和所述電阻R2與所述電容Cl之間的節(jié)點(diǎn)VB的低通截至頻率要高于，所述電阻R3與電容C2之間的節(jié)點(diǎn)VC和所述電阻R4與電容C2之間的節(jié)點(diǎn)VD的低通截至頻率，確保有效的濾掉電源和地上的正常噪聲信號、抖動。
4.如權(quán)利要求2或3所述的攻擊檢測電路，其特征在于，所述檢測電路包括 一個(gè)P型MOS管M1，一個(gè)N型MOS管M2，電阻R5、R6，一個(gè)反相器INV，一個(gè)緩沖器BUF，第一 D觸發(fā)器，第二 D觸發(fā)器； 其中，所述電阻R5的一端與所述MOS管Ml的漏極、所述緩沖器BUF的輸入端連接，所述電阻R5的另一端與地連接；所述電阻R6的一端與所述MOS管M2的漏極、所述反相器INV的輸入端連接，所述電阻R6的另一端與電源連接；所述MOS管Ml的源極與所述采樣網(wǎng)絡(luò)中所述電容C2接近電源的一端連接，柵極與所述采樣網(wǎng)絡(luò)中所述電容Cl接近電源的一端連接；所述MOS管M2的源極與所述采樣網(wǎng)絡(luò)中所述電容C2接近地的一端連接，柵極與所述采樣網(wǎng)絡(luò)中所述電容Cl接近地的一端連接；所述緩沖器BUF的輸出端與所述第一 D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CK連接，所述反相器INV的輸出端與所述第二 D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端CK連接；所述第一 D觸發(fā)器及所述第二 D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端D與所述MOS管Ml的源極連接，復(fù)位端RN與使能信號EN連接。
5.如權(quán)利要求1所述的攻擊檢測電路，其特征在于，所述輸出級包括或門，所述或門的一個(gè)輸入端VG與所述檢測電路中所述第一 D觸發(fā)器的正向數(shù)據(jù)輸出端連接，所述或門的另一個(gè)輸入端VH與所述檢測電路中所述第二 D觸發(fā)器的正向數(shù)據(jù)輸出端連接，所述或門的輸出端為所述檢測電路的輸出。
6.一種安全芯片，其特征在于包括如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的攻擊檢測電路。
全文摘要
一種用于安全芯片的攻擊檢測電路及其安全芯片。所述攻擊檢測電路包括采樣網(wǎng)絡(luò)，用于對電源和地上的電壓毛刺進(jìn)行采樣濾波處理，且能將電源和地上的噪聲信號、抖動與電壓毛刺攻擊加以區(qū)分；檢測電路，用于對采樣網(wǎng)絡(luò)輸出的信號進(jìn)行檢測；輸出級，用于對檢測電路的輸出信號進(jìn)行處理并輸出檢測結(jié)果。由于攻擊檢測電路對安全芯片的電源或地受到的半入侵電壓毛刺攻擊進(jìn)行檢測，并輸出相應(yīng)的檢測結(jié)果，因此，當(dāng)收到攻擊時(shí)，可以向安全芯片系統(tǒng)提出警告，由系統(tǒng)采取適當(dāng)?shù)陌踩胧╊A(yù)防安全隱患，從而提高了安全芯片系統(tǒng)的抗故障攻擊能力。
文檔編號G06F21/55GK103034804SQ201210530690
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王新亞, 吳曉勇 申請人:深圳國微技術(shù)有限公司