用来控制装置激活的方法以及相关电子装置与流程

1.本发明是关于装置激活，尤指一种用来控制装置激活的方法以及相关电子装置。


背景技术：

2.当集成电路设计公司完成了一集成电路的设计时，所述集成电路将会由第三方诸如晶圆代工厂进行制造。即使集成电路设计公司可要求晶圆代工厂针对所述设计只制造某个数量的集成电路，在实作上集成电路依然可能被过量生产。在某些情况下这些过量生产的集成电路可能被某些未被所述集成电路设计公司授权的人取得。因此，需要一种新颖的方法以及相关电子装置，以避免未被授权者使用这些过量生产的集成电路。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用来控制装置激活的方法以及相关电子装置，以确保只有被授权的客户能激活所述相关电子装置。
4.本发明至少一实施例提供一种用来控制装置激活的方法。所述方法可包含：利用所述电子装置的一静态熵(static entropy)源提供一静态熵；利用所述电子装置的一第一消息鉴别码(message authentication code,mac)运算器执行一预定演算法以依据所述静态熵以及所述电子装置的一嵌入式密钥产生一参考码；自所述电子装置的外部接收一激活码；利用一比较电路将所述激活码与所述参考码作比较以产生一比较结果；以及依据所述比较结果判断是否激活所述电子装置的至少一功能性电路。
5.本发明至少一实施例另提供一种电子装置。所述电子装置可包含至少一功能性电路，其中所述至少一功能性电路是用来执行至少一预定功能。另外，所述电子装置可另包含耦接至所述至少一功能性电路的一鉴别电路，其中所述鉴别电路是用来控制所述至少一功能性电路的激活。所述鉴别电路可包含一静态熵(static entropy)源、一第一消息鉴别码(message authentication code,mac)运算器以及一比较电路。所述静态熵(static entropy)源是用来提供一静态熵。所述第一消息鉴别码运算器耦接至所述静态熵源，并且是用来执行一预定演算法以依据所述静态熵以及所述电子装置的一嵌入式密钥产生一参考码。所述比较电路耦接至所述第一消息鉴别码运算器，并且是用来将自所述电子装置的外部接收的一激活码与所述参考码作比较以产生一比较结果。尤其，所述鉴别电路可依据所述比较结果判断是否激活所述至少一功能性电路。
6.本发明的实施例能确保只有知道所述嵌入式密钥的正确值的人/设备能产生正确的激活码以用来激活所述电子装置。另外，由于所述静态熵对于每个电子装置来说都是独一无二的(例如不同的电子装置会具有不同的静态熵)，因此需要基于所述静态熵来产生的所述激活码是专用于所述每个电子装置。例如，用于某个电子装置的激活码无法被施加在另一电子装置上。因此，本发明能确保只有被授权的客户(例如知道所述嵌入式密钥的正确值的人/设备)能激活所述电子装置。
附图说明
7.图1为依据本发明一实施例的耦接至一激活装置的一电子装置的示意图。
8.图2为依据本发明一实施例的未耦接至图1所示的激活装置的一电子装置的示意图。
9.图3为依据本发明另一实施例的耦接至一激活装置的一电子装置的示意图。
10.图4为依据本发明一实施例的关于图1所示的电子装置的静态熵源的示意图。
11.图5为依据本发明另一实施例的关于图1所示的电子装置的静态熵源的示意图。
12.图6为依据本发明一实施例一服务器依序地激活复数个电子装置的示意图。
13.图7为依据本发明一实施例的一种用来控制装置激活的方法的工作流程的示意图。
14.图8为依据本发明一实施例的用来激活电子装置的一激活装置的工作流程的示意图。
15.其中，附图标记说明如下：
16.50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
服务器
17.52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
消息鉴别码运算器
18.53
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密钥
19.56
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
计数器
20.56m
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一次性可编程元件
21.100、1001、1002、1003、100nꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
单片系统
22.110
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鉴别电路
23.111
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静态熵源
24.111p
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物理不可复制功能源
25.111r
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确定性随机比特产生器
26.111m
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一次性可编程装置
27.112
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
消息鉴别码运算
28.113
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
嵌入式密钥
29.114
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
比较电路
30.115、115
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一次性可编程装置
31.ip1、ip2、ip3
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功能性电路
32.id0、id
puf
、id
drbg
、idnꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
静态熵
33.ac0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
参考码
34.ac1、ac
x
、acnꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
激活码
35.t1
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输入端子
36.s710～s770、s810～s850
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
步骤
具体实施方式
37.图1为依据本发明一实施例的耦接至一激活装置的一电子装置的示意图。在本实施例中，所述电子装置可为一单片系统(system on a chip,soc)100，以及所述激活装置(诸如图1所示的服务器50)可被实施为服务器密钥/加密狗(dongle)诸如一通用串行总线
(universal serial bus,usb)加密狗，但本发明不限于此。如图1所示，单片系统100可包含至少一内部电路诸如功能性电路ip1、ip2及ip3，其中功能性电路ip1、ip2及ip3的每一者是用来执行至少一预定功能诸如由客户所请求的功能的运作。单片系统100可另包含耦接至功能性电路ip1、ip2及ip3的一鉴别电路110，并且可用来控制功能性电路ip1、ip2及ip3的激活。在本实施例中，鉴别电路110可包含一静态熵源111、一消息鉴别码(message authentication code,mac)运算器112(例如一消息鉴别码电路)以及一比较电路114。静态熵源111是用来提供一静态熵id0，其可被视为单片系统100的标识符(identifier,id)。消息鉴别码运算器112耦接至静态熵源111，并且是用来执行一预定演算法(例如执行一散列(hash)函式)以依据静态熵id0以及单片系统100的一嵌入式密钥113产生一参考码ac0。例如，消息鉴别码运算器112可将嵌入式密钥113当作一密钥并且将静态熵id0当作在所述散列函式中要被鉴别的消息，以产生一鉴别码诸如参考码ac0，但本发明不限于此。比较电路114耦接至消息鉴别码运算器112，并且是用来将来自单片系统100的外部的激活码ac1与参考码ac0作比较以产生一比较结果。尤其，鉴别电路110可依据所述比较结果判断是否激活功能性电路ip1、ip2及ip3。尤其，当所述比较结果指出激活码ac1与参考码ac0一致时，表示激活码ac1是正确的激活码(在图1中标示为“正确的激活码”以便于理解)，鉴别电路110可激活功能性电路ip1、ip2及ip3(例如控制功能性电路ip1、ip2及ip3的状态为活动(active)的)。当所述比较结果指出激活码ac1与参考码ac0不一致时，表示激活码ac1不是正确的激活码，鉴别电路110则不会激活功能性电路ip1、ip2及ip3。
38.在本实施例中，单片系统100自服务器50接收激活码ac1。如图1所示，服务器50可包含一消息鉴别码运算器52以及耦接至消息鉴别码运算器52的一计数器56。服务器50可自单片系统100的静态熵源111接收静态熵id0，并且消息鉴别码运算器52是用来执行所述预定演算法(例如执行和消息鉴别码运算器112相同的散列函式)以依据静态熵id0以及一密钥53产生激活码ac1。当服务器50的密钥53与单片系统100的嵌入式密钥113一致时，所述比较结果可指出激活码ac1与参考码ac0一致(标示为“匹配”以便于理解)，而鉴别电路110可因此激活功能性电路ip1、ip2及ip3。另外，计数器56是用来产生一计数结果以指出消息鉴别码运算器52已产生多少个激活码，并且从而监测服务器50已激活了多少个电子装置。例如，计数器56可产生藉由消息鉴别码运算器52所产生的多个激活码的一激活码数量以作为所述计数结果。
39.在一实施例中，嵌入式密钥113可为存储在一只读存储器(read only memory,rom)中的密码，其中此只读存储器并未连接至单片系统100的任何输出端口，因此所述密码无法从单片系统100的外部读取得到。在另一实施例中，嵌入式密钥113可被实施程多个比特级(bit level)单元，其中这些比特级单元的每一者可耦接至一相对高电压(对应于逻辑值“1”)或一相对低电压(对应于逻辑值“0”)以代表嵌入式密钥113的值。需注意的是，存储有嵌入式密钥113的只读存储器并未连接至单片系统100的任何输出端口，所以嵌入式密钥113无法被单片系统100外部的装置读取。因此，电路设计公司(例如单片系统100的供应商)可将服务器50(其包含了与嵌入式密钥113一致的密钥53)与单片系统100一并提供给被授权的客户，以容许被授权的客户利用服务器50激活单片系统100。相较于此，不被授权者(例如不具有服务器50者)无法产生正确的激活码。如图2所示，不被授权者会输入不正确的激活码ac
x
(在图2中标示为“不正确的激活码”以便于理解)，而所述比较结果会指出激活码ac
x
与参考码ac0不一致(标示为“不匹配”以便于理解)。因此，鉴别电路110可响应于“不匹配”的结果避免激活功能性电路ip1、ip2及ip3(例如控制功能性电路ip1、ip2及ip3的状态为不活动(inactive)的)，从而避免被过量生产的装置(例如被过量生产的单片系统100)被未经授权的人利用。
40.另外，鉴别电路110可另包含一个一次性可编程(one-time programmable,otp)装置115(在图中标示为“otp”以求简明)，其中一次性可编程装置115耦接至比较电路114。在一第一鉴别程序中(例如在单片系统100第一次被开机或上电时所进行的鉴别程序)，单片系统100自外部(例如自服务器50)接收激活码ac1，而鉴别电路110将激活码ac1写入一次性可编程装置115中。比较电路114可自一次性可编程装置115取的激活码ac1，并且产生所述比较结果(例如所述第一鉴别程序的一第一比较结果)以在所述第一鉴别程序中判断是否激活功能性电路ip1、ip2及ip3。详细来说，由于一次性可编程装置115是一次性可编程的，在服务器50第一次激活单片系统100并且将激活码ac1写入一次性可编程装置115后，一次性可编程装置115可充当一只读存储器，并且功能性电路ip1、ip2及ip3在之后即不再需要服务器50来进行激活。例如，在一第二鉴别程序中(例如在单片系统100下一次被开机或上电时所进行的鉴别程序)，比较电路114可自一次性可编程装置115取得激活码ac1(其与参考码ac0一致)，以产生另一比较结果(例如所述第二鉴别程序的一第二比较结果)以依据所述另一比较结果判断是否激活功能性电路ip1、ip2及ip3。因此，功能性电路ip1、ip2及ip3能在所述第二鉴别程序中于没有服务器50的情况下被据以激活。
41.在另一实施例中，来自服务器50的激活码ac1可不被存储在一次性可编程装置115中。详细来说，单片系统100包含耦接至比较电路114的输出的一次性可编程装置115’(在图3中标示为“otp”以求简明)，如图3所示。比较电路114可在单片系统100第一次被开机或上电时(例如在上述第一鉴别程序的期间)自外部(例如服务器50)取得激活码ac1，并且鉴别电路110可将比较电路114产生的比较结果写入一次性可编程装置115’，其中鉴别电路110可依据存储在一次性可编程装置115’内的比较结果判断是否激活功能性电路ip1、ip2及ip3。因此，在服务器50第一次激活单片系统100并且基于正确的激活码ac1产生的比较结果被写入至一次性可编程装置115’后，一次性可编程装置115’可做为只读存储器，而功能性电路ip1、ip2及ip3在之后则不需要服务器50来进行激活。例如，鉴别电路110可在单片系统100下次被开机或上电时(例如在上述第二鉴别程序的期间)参考存储在一次性可编程装置115’内的比较结果，而功能性电路ip1、ip2及ip3能在没有服务器50的情况下被据以激活。
42.在一实施例中，静态熵源111可包含如图4所示的物理不可复制功能(physical unclonable function,puf)源111p(图4中标示为“puf源”以求简明)，而自物理不可复制功能源111p输出的静态熵id
puf
可作为图1所示的静态熵id0的例子。由于不同晶片的物理特性会因为在制造过程中的某些不可控因素而有些微差异，这些差异是无法被复制或预测的，而差异会反映在从物理不可复制功能源111p输出的静态熵id
puf
上。在另一实施例中，静态熵源111可包含一确定性随机比特产生器(deterministic random bit generator,drbg)111r(图5中标示为“drbg”以求简明)以及一个一次性可编程装置诸如图5所示的一次性可编程装置111m(图5中标示为“otp”以求简明)。确定性随机比特产生器111r包含一输入端子t1，其中确定性随机比特产生器111r是用来藉由输入端子t1自一动态熵源接收一随机数已产生一序列随机比特，并且一次性可编程装置111m是用来将从确定性随机比特产生器111r
输出的所述序列随机比特存储为一静态熵id
drbg
。一旦所述序列随机比特被写入至一次性可编程装置111m，静态熵id
drbg
即不会再被改变，并且可作为图1所示的静态熵id0的例子。
43.图6为依据本发明一实施例的服务器50依序地激活复数个电子装置诸如单片系统1001、1002、1003、
…
及100n的示意图，其中n代表一正整数，而单片系统1001、1002、1003、
…
及100n的每一者可作为图1所示的单片系统100的例子。如先前实施例所述，仅有从单片系统100的开发者(例如集成电路设计公司)取得/存取服务器50者才得以激活单片系统100(例如单片系统1001、1002、1003、
…
及100n的任一者)。例如，当未被单片系统100的开发者(例如集成电路设计公司)授权的人非法地取得了单片系统1001、1002、1003、
…
及100n的任一单片系统时，由于此未被授权的人并未取得/存取服务器50(其包含有嵌入式密钥113在其内)或是任何具有服务器50内建其中的设备，因此这个未被授权的人依然无法激活此单片系统。因此，这能确保仅有被授权的人或厂商(其合法地从单片系统100的开发者取得/存取服务器50或是具有服务器50内建其中的设备)得以激活单片系统100。在本实施例中，服务器50可借助于计数器56进一步控制多少电子装置得以被激活，以避免过量生产的电子装置被激活。假设服务器50已激活了(n
–
1)个单片系统，并且将激活第n个单片系统(即单片系统100n)。消息鉴别码运算器52可依据所述计数结果判断是否输出激活码acn至单片系统100n。例如，如果所述计数结果尚未达到一预定阈值th
ac
，消息鉴别码运算器52可依据静态熵idn以及密钥53输出激活码acn至单片系统100n。又例如，如果所述计数结果达到预定阈值th
ac
，消息鉴别码运算器52可停止依据静态熵idn以及密钥53输出任何激活码(例如避免输出激活码acn)至单片系统100n。因此，被服务器50激活的电子装置的数量能被预定阈值th
ac
限制，从而避免过量生产的电子装置被激活。
44.详细来说，计数器56可包含一预定数量的一次性可编程元件56m以用来记录所述计数结果，其中所述预定数量可对应于预定阈值th
ac
(例如所述预定数量可等于预定阈值th
ac
)。服务器50可在每次消息鉴别码运算器52产生一个激活码时将一特定逻辑值写入其中一个一次性可编程元件56m。例如，服务器50可在服务器50为第一个单片系统诸如单片系统1001产生一第一激活码时将逻辑值“1”写入图6所示的一次性可编程元件56m中从最左侧开始的第一个一次性可编程元件；服务器50可在服务器50为第二个单片系统诸如单片系统1002产生一第二激活码时将逻辑值“1”写入图6所示的一次性可编程元件56m中从最左侧开始的第二个一次性可编程元件；服务器50可在服务器50为第三个单片系统诸如单片系统1003产生一第三激活码时将逻辑值“1”写入图6所示的一次性可编程元件56m中从最左侧开始的第三个一次性可编程元件；而其余可依此类推，其中图6所示的一次性可编程元件56m中尚未被写入逻辑值“1”的任何一次性可编程元件在图6示标示为“0”以便于理解。当消息鉴别码运算器52依据来自单片系统100n的静态熵idn以及密钥53产生激活码acn时，服务器50可参考计数器56以判断是否全部的一次性可编程元件56m均已存储所述特定逻辑值(例如逻辑值“1”)。例如，当所述计数结果指出上述一次性可编程元件56m中的至少一个一次性可编程元件并未被写入逻辑值“1”时，服务器50(例如计数器56)可容许消息鉴别码运算器52正常地输出acn以激活单片系统100n。又例如，当所述计数结果指出全部的一次性可编程元件56m均已存储逻辑值“1”时，消息鉴别码运算器52可停止依据静态熵idn以及密钥53输出激活码给耦接至服务器50的电子装置，尤其，服务器50可避免消息鉴别码52输出激活码acn至单片系统100n。因此，在全部的一次性可编程元件56m均已存储逻辑值“1”后，服务器50
可将任何耦接至服务器50的电子装置视为过量生产的电子装置，并且可避免激活此电子装置。
45.图7为依据本发明一实施例的一种用来控制装置激活的方法的工作流程的示意图，其中所述工作流程是可应用于(applicable to)一电子装置诸如图1所示的单片系统100。需注意的是，一或多个步骤可在图7所示的工作流程中被新增、删除或修改，且如果不妨碍整体结果，这些步骤并非必须完全依照图7所示的顺序来执行。
46.在步骤s710中，所述电子装置(例如图1所示的单片系统100)可利用所述电子装置的一静态熵源(例如静态熵源111)提供一静态熵(例如静态熵id0)。
47.在步骤s720中，所述电子装置可利用所述电子装置的一第一消息鉴别码运算器(例如消息鉴别码运算器112)执行一预定演算法以依据所述静态熵以及所述电子装置的一嵌入式密钥(例如嵌入式密钥113)产生一参考码(例如图1所示的参考码ac0)。
48.在步骤s730中，所述电子装置可自所述电子装置的外部接收一激活码(例如自服务器50接收正确的激活码或是自其他装置接收不正确的激活码ac
x
)。
49.在步骤s740中，所述电子装置可利用一比较电路(例如图1所示的比较电路114)将所述激活码与所述参考码作比较以产生一比较结果。
50.在步骤s750中，所述电子装置可依据所述比较结果判断是否激活所述电子装置的至少一内部电路(例如功能性电路ip1、ip2及ip3)。如果所述比较结果指出所述激活码匹配所述参考码(例如ac1与ac0一致)，所述工作流程进入步骤s760；而如果所述比较结果指出所述激活码不匹配所述参考码(例如ac
x
与ac0不一致)，所述工作流程进入步骤s770。
51.在步骤s760中，所述电子装置可激活所述至少一内部电路。
52.在步骤s770中，所述电子装置可避免激活所述至少一内部电路。
53.图8为依据本发明一实施例的用来激活电子装置(例如单片系统1001、1002、1003、
…
及100n)的一激活装置(例如图6所示的服务器50)的工作流程的示意图。需注意的是，一或多个步骤可在图8所示的工作流程中被新增、删除或修改，且如果不妨碍整体结果，这些步骤并非必须完全依照图8所示的顺序来执行。
54.在步骤s810中，所述激活装置(例如图6所示的服务器50)可自一电子装置读取一静态熵(例如自单片系统100n读取idn)。
55.在步骤s820中，所述激活装置可利用所述激活装置的一消息鉴别码运算器(例如图1所示的消息鉴别码运算器52)执行一预定演算法(例如与单片系统100n的消息鉴别码运算器112执行的演算法相同的演算法)以依据所述静态熵以及一密钥(例如图6所示的密钥53)产生一激活码(例如图6所示的激活码acn)。
56.在步骤s830中，所述激活装置可参考一计数器(图6所示的计数器56)所记录的一计数结果count
ac
，以判断是否容许所述消息鉴别码运算器输出所述激活码至所述电子装置。如果计数结果count
ac
尚未达到一预定阈值(例如“count
ac
《th
ac”的判断结果为“是”)，所述工作流程进入步骤s840；而如果计数结果count
ac
达到所述预定阈值(例如“count
ac
《th
ac”的判断结果为“否”)，所述工作流程进入步骤s850。
57.在步骤s840中，所述激活装置可容许所述消息鉴别码运算器输出所述激活码。
58.在步骤s850中，所述激活装置可避免所述消息鉴别码运算器输出所述激活码。
59.总结来说，本发明的实施例能借助于一激活装置(例如服务器50)控制一电子装置
(例如单片系统100)的装置激活。在本发明的实施例中，仅具备所述激活装置者才得以激活所述电子装置，而被激活的电子装置的数量也能藉由本发明的方法被控制。因此，本发明能确保仅有被授权的客户(例如拥有具备所述电子装置内的嵌入式密钥的正确值的激活装置者)才得以激活所述电子装置，而关于过量生产的电子装置的问题可被避免。另外，本发明的实施例不会大幅地增加额外成本。因此，本发明能在没有副作用或较不会带来副作用的情况下解决相关技术的问题。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。