一种密码芯片低功耗防御补偿装置的制作方法

本实用新型涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种密码芯片低功耗防御补偿装置。

背景技术：

随着密码算法设计的进步，传统意义的暴力破解方法已经很难获得密钥，日常使用的密码芯片系统(如加密智能卡)，其密码安全性不仅与算法本身有关，同时也与密码算法的硬件实现相关。随着旁路攻击这一新的密钥攻击方式出现，学者们重新开始研究密码算法的实现安全。旁路攻击利用密码芯片运算过程中泄漏的各种物理信息(如功耗、电磁等)破解密码系统，相对于暴力破解方法，旁路攻击技术具有密钥搜索空间较小，同时攻击效率相对较高；其中，功耗攻击是旁路攻击中最有效和目前研究最多的一种旁路攻击方法，也是最具威胁的一种旁路攻击方法；对功耗攻击技术进行深入研究，并以此为基础提出抗功耗攻击的安全密码算法是非常必要的。

现有的密码芯片防御装置在实际使用中存在一定的局限性，具体表现为防御措施较为单一，不能对复杂多变的旁路攻击进行有效的防御，因此密码芯片的安全性能较差，易造成信息泄露。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种密码芯片低功耗防御补偿装置，以解决上述背景技术中提出的现有的密码芯片防御装置在实际使用中存在一定的局限性，具体表现为防御措施较为单一，不能对复杂多变的旁路攻击进行有效的防御，因此密码芯片的安全性能较差，易造成信息泄露的问题和不足。

本实用新型的目的与功效，由以下具体技术方案所达成：

一种密码芯片低功耗防御补偿装置，包括：内核电源、滤波单元、密码芯片、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块；所述内核电源与密码芯片通过电性相连接，且内核电源与密码芯片的连接处设置有滤波单元；所述电压恒定模块与密码芯片通过电性相连接；所述电磁信号检测模块与密码芯片通过电性相连接；所述环形震荡模块与电磁信号检测模块通过电性相连接，且调制模块与环形震荡模块通过电性相连接。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种密码芯片低功耗防御补偿装置所述低功耗防御补偿装置由滤波单元、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块组成。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种密码芯片低功耗防御补偿装置所述电压恒定模块由相应的电子元器件组成的电流补偿电路所构成。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种密码芯片低功耗防御补偿装置所述电压恒定模块的内部设置有独立的供电装置。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种密码芯片低功耗防御补偿装置所述环形震荡模块由奇数个反相器组合而成，且环形震荡模块的整体外观呈圆环状。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型低功耗防御补偿装置由滤波单元、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块组成的设置，在受到旁路攻击时各个模块能够迅速做出反应，提供有效的防御方案，对外来攻击进防御，提高密码芯片的安全性。

2、本实用新型电压恒定模块由相应的电子元器件组成的电流补偿电路所构成的设置，当补偿电流ΔIfeedback变化与密码算法IP核电流ΔIchip变化大小相等并且同步时，内核电源端和密码芯片电源端之间的电流变化保持恒定，即采样电阻上的电压恒定，密码芯片的功耗泄露被“隐藏”，功耗攻击失效。

3、本实用新型环形震荡模块由奇数个反相器组合而成，且环形震荡模块的整体外观呈圆环状的设置，环形震荡模块能够产生震荡信号，并通过调制模块进行频率调节，从而对电磁脉冲攻击进行干扰，完成防御。

4、本实用新型通过以上结构上的改进，具有功能全面，防御效果好，防御措施全面，密码芯片安全性能高，不易造成信息泄露，实用性强的优点，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。

附图说明

图1为本实用新型的框架结构示意图；

图2为本实用新型的电流补偿电路设计的系统级防护原理示意图。

图中：内核电源、滤波单元、密码芯片、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种密码芯片低功耗防御补偿装置技术方案：

一种密码芯片低功耗防御补偿装置，包括：内核电源、滤波单元、密码芯片、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块；内核电源与密码芯片通过电性相连接，且内核电源与密码芯片的连接处设置有滤波单元；电压恒定模块与密码芯片通过电性相连接；电磁信号检测模块与密码芯片通过电性相连接；环形震荡模块与电磁信号检测模块通过电性相连接，且调制模块与环形震荡模块通过电性相连接。

具体的，低功耗防御补偿装置由滤波单元、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块组成，在受到旁路攻击时各个模块能够迅速做出反应，提供有效的防御方案，对外来攻击进防御，提高密码芯片的安全性。

具体的，电压恒定模块由相应的电子元器件组成的电流补偿电路所构成，当补偿电流ΔIfeedback变化与密码算法IP核电流ΔIchip变化大小相等并且同步时，内核电源端和密码芯片电源端之间的电流变化保持恒定，即采样电阻上的电压恒定，密码芯片的功耗泄露被“隐藏”，功耗攻击失效。

具体的，电压恒定模块的内部设置有独立的供电装置，在没有外部电源接入的情况下也能对密码芯片进行保护，防止密码芯片造成信息泄露。

具体的，环形震荡模块由奇数个反相器组合而成，且环形震荡模块的整体外观呈圆环状，环形震荡模块能够产生震荡信号，并通过调制模块进行频率调节，从而对电磁脉冲攻击进行干扰，完成防御。

具体使用方法与作用：

内核电源引脚与密码芯片之间插入滤波单元，可以对有用信号分量进行衰减，对噪声信号分量进行无衰减通过，从面降低SNR,提高芯片的安全性，当电磁信号检测模块检测到密码芯片受到电磁脉冲攻击时，能够迅速作出反应，启动环形震荡模块运行，通过调制模块进行频率调节，从而对电磁脉冲攻击进行干扰，完成防御，装置内电压恒定模块由相应的电子元器件组成的电流补偿电路所构成的设置，当补偿电流ΔIfeedback变化与密码算法IP核电流ΔIchip变化大小相等并且同步时，内核电源端和密码芯片电源端之间的电流变化保持恒定，即采样电阻上的电压恒定，密码芯片的功耗泄露被“隐藏”，使功耗攻击失效。

该装置通过多种防御措施对密码芯片起到了较为有效的防御效果，提高了密码芯片的安全性。

综上所述：该一种密码芯片低功耗防御补偿装置，通过低功耗防御补偿装置由滤波单元、电压恒定模块、电磁信号检测模块、环形震荡模块、调制模块组成的设置，在受到旁路攻击时各个模块能够迅速做出反应，提供有效的防御方案，对外来攻击进防御，提高密码芯片的安全性；通过电压恒定模块由相应的电子元器件组成的电流补偿电路所构成的设置，当补偿电流ΔIfeedback变化与密码算法IP核电流ΔIchip变化大小相等并且同步时，内核电源端和密码芯片电源端之间的电流变化保持恒定，即采样电阻上的电压恒定，密码芯片的功耗泄露被“隐藏”，功耗攻击失效；通过环形震荡模块由奇数个反相器组合而成，且环形震荡模块的整体外观呈圆环状的设置，环形震荡模块能够产生震荡信号，并通过调制模块进行频率调节，从而对电磁脉冲攻击进行干扰，完成防御；通过以上结构上的改进，具有功能全面，防御效果好，防御措施全面，密码芯片安全性能高，不易造成信息泄露，实用性强的优点，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。