时钟加扰电路制造技术

一种时钟加扰电路，包括：控制器以及时钟信号加扰电路，其中：所述控制器，与所述时钟信号加扰电路耦接，适于生成控制信号并输入至所述时钟信号加扰电路；所述时钟信号加扰电路，适于接收所述控制信号，对输入的时钟信号进行随机加扰处理。采用所述时钟加扰电路，可以提高安全芯片的抗攻击性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息安全领域，尤其涉及一种时钟加扰电路。
技术介绍
近年来，智能卡技术飞速发展，已经被广泛应用在金融银行卡、社保卡等多种场合。随着智能卡技术的发展，智能卡的安全性能越来越受到重视。在智能卡检测标准中，对安全性测试提出了很高的要求，不仅需要较快的响应速度，还需要抵抗各种攻击，尤其是旁路攻击(也称侧信道攻击)和故障注入攻击。智能卡的安全芯片在进行密码算法的运算过程中，安全芯片消耗的电流曲线会包含一定的片内密钥信息。先进的攻击技术可以通过多条电流曲线分析出密钥进而破解安全芯片。现有的安全芯片的安全性存在一定的隐患。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是如何提高智能卡中安全芯片的抗攻击性能。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种时钟加扰电路，包括：控制器以及时钟信号加扰电路，其中：所述控制器，与所述时钟信号加扰电路耦接，适于生成控制信号并输入至所述时钟信号加扰电路；所述时钟信号加扰电路，适于接收所述控制信号，对输入的时钟信号进行随机加扰处理。可选的，所述时钟信号加扰电路适于对所述输入的时钟信号的相位或频率中的至少一种进行随机加扰处理。可选的，所述时钟信号加扰电路包括以下至少一种：延时单元、相位偏移单元、分频单元，其中：所述延时单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第一控制信号，对所述输入的时钟信号进行随机延时操作；所述相位偏移单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第二控制信号，对所述输入的时钟信号进行多路延时并从中选择一路延时信号作为
输出；所述分频单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第三控制信号，对所述输入的时钟信号进行随机分频处理。可选的，所述相位偏移单元包括：N级延时缓冲器以及相位偏移选择单元，其中：所述N级延时缓冲器，与所述相位偏移选择单元耦接，包括N个延时缓冲器，适于将所述输入的时钟信号进行延时处理，生成N路延时时长各不相同的信号并输入至所述相位偏移选择单元，N＞1；所述相位偏移选择单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第二控制信号，从所述N路延时时长各不相同的信号中随机选择一路输出。可选的，所述时钟信号加扰电路包括延时单元、相位偏移单元以及分频单元中的任意两个单元，所述任意两个单元串联，且其中一个单元输入所述时钟信号，另一个单元输出经过随机加扰处理的时钟信号。可选的，所述时钟信号加扰电路包括：串联连接的所述延时单元、所述相位偏移单元以及所述分频单元。可选的，所述控制器包括：掩码寄存器，所述掩码控制器适于生成n位二进制数的掩码，并与相同位数的随机数进行位与操作，得到的位与结果为n位二进制数；所述位与结果为所述控制信号，包括以下至少一种：所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述第三控制信号。可选的，所述控制信号包括所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述第三控制信号，其中：所述第一控制信号为第0～n1位二进制数，其中：第0～m1位二进制数为控制所述延时单元的延时时长信息，第m1+1～n1位二进制数为所述延时时长的更新周期信息；所述第二控制信号为第n1+1～n2位二进制数，其中：第n1+1～m2位二进制数为控制所述相位偏移选择单元选择的信号标识信息，第m2+1～n2位二进制数为所述选择的信号标识的更新周期信息；所述第三控制信号为第n2+1～n位二进制数，其中：第n2+1～m3位二进制数为控制所述分频单元的分频值，第m3+1～n位二进制数为所述分频值的更新周期信息；其中，0<m1<n1<m2＜n2<m3＜n。可选的，所述控制器还包括：限制值寄存器，适于对第0～m1位二进制数、第m1+1～n1位二进制数、第n1+1～m2位二进制数、第m2+1～n2位二进制数、第
n2+1～m3位二进制数以及第m3+1～n位二进制数的数值进行限制。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：时钟信号加扰电路接收控制器生成控制信号，对输入时钟信号的进行随机加扰处理。随机加扰处理后的时钟信号呈随机变化，从而使得安全芯片内部的电流曲线不再是规则变化而是随机变化，从而可以提升攻击难度，提高安全芯片的抗攻击性能。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种时钟加扰电路的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的另一种时钟加扰电路的结构示意图。具体实施方式智能卡中的安全芯片在进行密码算法的运算过程中，安全芯片消耗的电流曲线会包含一定的片内密钥信息。先进的攻击技术可以通过多条电流曲线分析出密钥，从而破解安全芯片。在本专利技术实施例中，时钟信号加扰电路接收控制器生成控制信号，对输入时钟信号的进行随机加扰处理。随机加扰处理后的时钟信号呈随机变化，从而使得安全芯片内部的电流曲线不再是规则变化而是随机变化，从而可以提升攻击难度，提高安全芯片的抗攻击性能。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。参照图1，本专利技术实施例提供了一种时钟加扰电路，包括：控制器11与时钟信号加扰电路12，其中：控制器11，与所述时钟信号加扰电路12耦接，适于生成控制信号并输入至时钟信号加扰电路12，从而实现对时钟信号加扰电路12的控制；时钟信号加扰电路12，与所述控制器11耦接，适于接收所述控制器11发送的控制信号，并根据所述控制信号对输入的时钟信号CLKIN进行随机加扰处理，得到经过随机加扰处理的输出时钟信号CLKOUT；其中，对输入的时钟信号CLKIN进行随机加扰处理是指：对输入的时钟信号CLKIN的相位
或者频率中的至少一种进行随机加扰处理，也即：可以只对输入的时钟信号CLKIN的相位进行随机加扰处理，也可以只对输入的时钟信号CLKIN的频率进行随机加扰处理，还可以同时对输入的时钟信号CLKIN的相位以及频率进行随机加扰处理。在具体实施中，所述控制器11可以为单片机处理器，也可以为数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)等控制器。在对输入的时钟信号的相位进行随机加扰处理后，得到的时钟信号的相位是随机变化的；相应的，在对输入的时钟信号的频率进行随机加扰处理后，得到的时钟信号的频率也是随机变化的。这样，安全芯片内部的电流曲线就不再是规则变化，而是随机变化，因此可以提升攻击难度，提高安全芯片的抗攻击性能。在本专利技术实施例中，时钟信号加扰电路可以包括延时单元、相位偏移单元以及分频单元中的至少一种。在实际应用中，可以根据实际的应用场景，如电路板面积、生产成本以及安全性考虑，从延时单元、相位偏移单元以及分频单元中选择一个或多个组成时钟信号加扰电路。例如，考虑到电路板面积受限，时钟信号加扰电路中可以只包括相位偏移单元。又如，考虑到高安全性的需求，时钟信号加扰电路中可以同时包括延时单元、相位偏移单元以及分频单元，此时，延时单元、相位偏移单元以及分频单元三者串联。在本专利技术实施例中，时钟信号加扰电路中可以只包括延时单元。此时，控制器与延时单元耦接，时钟信号输入至延时单元。控制器产生第一控制信号，并输入至延时单元，以对延时单元进行随机加扰控制。在第一控制信号中，包含有控制延时单元的延时时长信息以及延时时长的更新周期信息，延时时长信息以及对应的更新周期信息是随机设定的。延时单元在接收到第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟加扰电路，其特征在于，包括：控制器以及时钟信号加扰电路，其中：所述控制器，与所述时钟信号加扰电路耦接，适于生成控制信号并输入至所述时钟信号加扰电路；所述时钟信号加扰电路，适于接收所述控制信号，对输入的时钟信号进行随机加扰处理。

【技术特征摘要】
1.一种时钟加扰电路，其特征在于，包括：控制器以及时钟信号加扰电路，其中：所述控制器，与所述时钟信号加扰电路耦接，适于生成控制信号并输入至所述时钟信号加扰电路；所述时钟信号加扰电路，适于接收所述控制信号，对输入的时钟信号进行随机加扰处理。2.如权利要求1所述的时钟加扰电路，其特征在于，所述时钟信号加扰电路适于对所述输入的时钟信号的相位或频率中的至少一种进行随机加扰处理。3.如权利要求2所述的时钟加扰电路，其特征在于，所述时钟信号加扰电路包括以下至少一种：延时单元、相位偏移单元、分频单元，其中：所述延时单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第一控制信号，对所述输入的时钟信号进行随机延时操作；所述相位偏移单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第二控制信号，对所述输入的时钟信号进行多路延时并从中选择一路延时信号作为输出；所述分频单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第三控制信号，对所述输入的时钟信号进行随机分频处理。4.如权利要求3所述的时钟加扰电路，其特征在于，所述相位偏移单元包括：N级延时缓冲器以及相位偏移选择单元，其中：所述N级延时缓冲器，与所述相位偏移选择单元耦接，包括N个延时缓冲器，适于将所述输入的时钟信号进行延时处理，生成N路延时时长各不相同的信号并输入至所述相位偏移选择单元，N＞1；所述相位偏移选择单元，与所述控制器耦接，适于接收所述控制器生成的第二控制信号，从所述N路延时时长各不相同的信号中随机选择一路输出。5.如权利要求3所述的时钟加扰电路，其特征在于，所述时钟信号加扰电路包括延时单元、相位偏移单元以及分频单元中的任意两个单元，所述任意两个单元串联，且其中一个单元输入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈诚，陈光胜，潘松，崔健，王锐，
申请(专利权)人：上海东软载波微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31