安全运算电路及微处理器芯片制造技术

本申请提供了一种安全运算电路及微处理器芯片，涉及电子电路技术领域，安全运算电路包括寄存器、控制模块、选通模块及多个运算模块；运算模块与寄存器连接以对原始数据进行计算，每个运算模块的输出端均与一个对应的选通模块输入通道连接，以将计算后的数据输出至选通模块的输入通道；控制模块用于依据原始数据生成控制信号发送至选通模块；选通模块依据控制信号将多个输入通道中的一个所接收的数据通过输出通道输出。本申请利用原始数据作为加权运算值，无须单独设置安全数据，利用原始数据作为加权运算值控制多个运算模块对原始数据进行运算后输出，增加了反向破解分析电路功能原理的难度，提升芯片安全性能。提升芯片安全性能。提升芯片安全性能。

【技术实现步骤摘要】
安全运算电路及微处理器芯片


[0001]本申请实施例涉及电子电路
，尤其涉及一种安全运算电路及微处理器芯片。

技术介绍

[0002]现有的集成电路如微处理器(Microprocessor Unit，MPU)等设计中经常需要考虑防反向、防破解的保护设计。现有的设计一般采用集成电路工艺或者设计采用安全数据控制的方式，集成电路工艺利用真假通孔、走线等使逆向提图者无法确认正确连线，但由于标准工艺通常不支持真假通孔，需要对工艺进行更改，会有额外的光罩产生，增加流片成本。安全数据控制通过设置存储器的加密权限，使存储器中所存储的特定数据是不可被外部调试设备读取的，此类特定数据就可以作为安全数据，在集成电路内部的计算过程中，通过加入该类安全数据作为加权计算值，就可以实现计算结果的防破解效果，通过安全数据控制防破解的设计方式，相比于集成电路工艺的方式成本更低，但存储器的加密权限并不是牢不可破的，仍然可以通过探针探测存储器中的安全数据读出时的数据，获取所有安全数据的值，进而破解芯片的加密功能。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种安全运算电路及微处理器芯片，利用输入的随机数据作为加权运算值，提升反向破解分析电路功能原理的难度，提升芯片安全性能。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种安全运算电路，所述安全运算电路包括：寄存器、控制模块、选通模块及多个运算模块；所述多个运算模块中的每一个运算模块的输入端均与寄存器连接，以获得原始数据，所述选通模块包括控制端、多个输入通道及一个输出通道，每一个所述运算模块的输出端均与一个对应的所述输入通道连接；所述控制模块的输入端与所述寄存器连接，所述控制模块的输出端与所述选通模块的控制端连接，所述控制模块用于依据所述原始数据生成控制信号，发送至所述控制端；所述运算模块用于对所述原始数据执行预设模式的计算，将计算后的数据输出至所述输入通道；所述选通模块用于依据所述控制信号将多个输入通道中的一个接收的数据通过所述输出通道输出。
[0005]上述安全运算电路中，利用输入的原始数据作为加权运算值，无须单独设置安全数据，利用原始数据作为加权运算值控制多个运算模块对原始数据进行运算后输出，提升反向破解分析电路功能原理的难度，提升芯片安全性能。
[0006]其中一种可能的实施方式中，所述控制模块用于依据所述原始数据生成高电平或者低电平的控制信号，发送至所述选通模块的控制端。
[0007]其中一种可能的实施方式中，所述多个运算模块包括第一运算模块与第二运算模块；所述选通模块包括第一输入通道、第二输入通道；所述第一输入通道与所述第一运算模块的输出端连接，所述第二输入通道与所述第二运算模块的输出端连接。
[0008]其中一种可能的实施方式中，当所述控制信号为高电平的控制信号时，所述选通
模块将所述第一输入通道的数据输出；当所述控制信号为低电平的控制信号时，所述选通模块将所述第二输入通道的数据输出。
[0009]其中一种可能的实施方式中，所述第一运算模块为高电平有效；所述第二运算模块为低电平有效。
[0010]其中一种可能的实施方式中，所述第一运算模块与所述第二运算模块均为高电平有效或低电平有效，所述安全运算电路还包括第一反相器及第二反相器；所述第一反相器与所述第二反相器分别设置于所述第二运算模块的输入端和输出端；或者所述第一反相器与所述第二反相器分别设置于所述第一运算模块的输入端和输出端。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种微处理器芯片，所述微处理器芯片包括安全运算电路，所述安全运算电路包括寄存器、控制模块、选通模块及多个运算模块；所述多个运算模块中的每一个运算模块的输入端均与寄存器连接，以获得原始数据，所述选通模块包括控制端、多个输入通道及一个输出通道，每一个所述运算模块的输出端均与一个对应的所述输入通道连接；所述控制模块的输入端与所述寄存器连接，所述控制模块的输出端与所述选通模块的控制端连接，所述控制模块用于依据所述原始数据生成控制信号，发送至所述控制端；所述运算模块用于对所述原始数据执行计算，将计算后的数据输出至所述输入通道；所述选通模块用于依据所述控制信号将多个输入通道中的一个接收的数据通过所述输出通道输出。
[0012]其中一种可能的实施方式中，所述多个运算模块包括第一加密模块与第二加密模块；
[0013]所述第一加密模块与所述第二加密模块用于按照电码本ECB模式对所述原始数据进行分组加密。
[0014]其中一种可能的实施方式中，所述多个运算模块包括数模转换模块。
[0015]其中一种可能的实施方式中，所述多个运算模块包括安全计算模块。
[0016]应当理解的是，本申请实施例的第二方面与本申请实施例的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1为现有的真假通孔防破解方案的示意图；
[0019]图2为本申请一个实施例提供的安全运算电路的示意图；
[0020]图3为本申请另一个实施例提供的安全运算电路的示意图；
[0021]图4为本申请一个实施例提供的微处理器芯片的示意图；
[0022]图5为本申请另一个实施例提供的微处理器芯片的示意图；
[0023]图6为本申请另一个实施例提供的微处理器芯片的示意图；
[0024]图7为本申请另一个实施例提供的微处理器芯片的示意图；
[0025]图8为本申请另一个实施例提供的微处理器芯片的示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]100
‑
安全运算电路；110
‑
寄存器；120
‑
控制模块；130
‑
选通模块；Ctrl
‑
控制端；140
‑
运算模块；141
‑
第一运算模块；142
‑
第二运算模块；151
‑
第一反相器；152
‑
第二反相器；200
‑
微处理器芯片；210
‑
前级电路；220
‑
后级电路；143
‑
第一加密模块；144
‑
第二加密模块；145
‑
第一数模转换模块；146
‑
第二数模转换模块；147
‑
第一安全计算模块；148
‑
第二安全计算模块。
【具体实施方式】
[0028]为了更好的理解本说明书的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全运算电路，其特征在于，所述安全运算电路包括：寄存器、控制模块、选通模块及多个运算模块；所述多个运算模块中的每一个运算模块的输入端均与寄存器连接，以获得原始数据，所述选通模块包括控制端、多个输入通道及一个输出通道，每一个所述运算模块的输出端均与一个对应的所述输入通道连接；所述控制模块的输入端与所述寄存器连接，所述控制模块的输出端与所述选通模块的控制端连接，所述控制模块用于依据所述原始数据生成控制信号，发送至所述控制端；所述运算模块用于对所述原始数据执行预设模式的计算，将计算后的数据输出至所述输入通道；所述选通模块用于依据所述控制信号将多个输入通道中的一个所接收的数据通过所述输出通道输出。2.根据权利要求1所述的安全运算电路，其特征在于，所述控制模块用于依据所述原始数据生成高电平或者低电平的控制信号，发送至所述选通模块的控制端。3.根据权利要求2所述的安全运算电路，其特征在于，所述多个运算模块包括第一运算模块与第二运算模块；所述选通模块包括第一输入通道、第二输入通道；所述第一输入通道与所述第一运算模块的输出端连接，所述第二输入通道与所述第二运算模块的输出端连接。4.根据权利要求3所述的安全运算电路，其特征在于，当所述控制信号为高电平的控制信号时，所述选通模块将所述第一输入通道的数据输出；当所述控制信号为低电平的控制信号时，所述选通模块将所述第二输入通道的数据输出。5.根据权利要求4所述的安全运算电路，其特征在于，所述第一运算模块为高电平有效；所述第二运算模块为低电平有效。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄伟，康泽华，张虚谷，
申请(专利权)人：珠海极海半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：