[发明专利]密码电路系统的随机动态电压调节抗攻击方法及电路系统

权利要求书

1.一种密码电路系统，其特征在于包括：

       随机数发生器，其功能是产生一个随机数N，其输出信号连接到电压频率控制模块的输入端；

       电压频率控制模块，其功能是根据随机数发生器产生的随机数N以及密码电路可正常工作的电压范围[Vmin,Vmax]产生电压控制信号Vc，该电压控制信号连接到可调稳压源的输入端；同时，电压频率控制模块还产生与该电压控制信号配套的频率控制信号，该频率控制信号连接到锁相环的输入端，保证该电压控制信号和频率控制信号下密码电路能正常工作； 

       可调稳压源，其输出信号连接到密码电路的电源端，功能是根据电压频率控制模块输出的电压控制信号Vc产生指定的供电电压VDD，用于给密码电路供电；

       锁相环，其输出信号连接到密码电路的时钟端，功能是根据电压频率控制模块输出的频率控制信号产生指定的频率F，用于设定密码电路的工作频率；

       密码电路，用于对输入数据进行加密或者解密操作。

2.根据权利要求1所述的密码电路系统，其特征在于：每一组输入数据进行加/解密时，供电电压VDD是随机产生的，加/解密时即使输入相同的一组数据和密钥，其对应的密码电路的功耗也不同，并且具有随机性。

3.根据权利要求1所述的密码电路系统，其特征在于：

       电压控制信号Vc=Vmin+N mod (Vmax-Vmin)，其中Vmin是密码电路可正常工作的最小电压值，Vmax是密码电路可正常工作的最大电压值，mod是取模操作，随机数N的取值范围根据Vmin和Vmax来定，保证电压控制信号Vc是介于Vmin和Vmax之间的一个随机数值。

4.根据权利要求1所述的密码电路系统，其特征在于：所述密码电路包括输入接口，输出接口和加密引擎；输入接口连接的信号包括数据输入信号，时钟信号，复位信号，加/解密开始信号；输出接口连接的信号包括加/解密结束信号，数据输出信号；加密引擎实现具体的密码算法。

5.一种密码电路系统的随机动态电压调节抗攻击方法，所述密码电路系统包括随机数发生器、电压频率控制模块、可调稳压源、锁相环和密码电路，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：初始化，给各个模块复位；

步骤2：随机数发生器产生一个随机数N并输出至电压频率控制模块；

步骤3：电压频率控制模块根据随机数N和密码电路可正常工作的电压范围[Vmin,Vmax]产生电压控制信号Vc和对应的频率控制信号，并分别输出至可调稳压源和锁相环；

步骤4：可调稳压源根据电压控制信号Vc产生供电电压VDD给密码电路供电，同时锁相环根据频率控制信号产生指定的频率F，将密码电路的频率调节到指定频率F；

步骤5：外部输入数据和密钥，等待加/解密开始信号来到，密码电路完成加/解密操作，并输出加/解密结果；

       步骤6：重复步骤2到步骤5的操作，直到全部数据处理完毕。

6.根据权利要求5所述的随机动态电压调节抗攻击方法，其特征在于：为了使密码电路始终能正确工作，步骤4中，若密码电路的供电电压VDD是从高电压向低电压调节，则先调节频率F，待其稳定后再调节供电电压VDD；反之，若密码电路的供电电压VDD是从低电压向高电压调节，则先调节供电电压VDD，待其稳定后再调节频率F。

7.根据权利要求5所述的随机动态电压调节抗攻击方法，其特征在于：每一组输入数据进行加/解密时，供电电压VDD是随机产生的，加/解密时即使输入相同的一组数据和密钥，其对应的密码电路的功耗也不同，并且具有随机性。

8.根据权利要求5所述的随机动态电压调节抗攻击方法，其特征在于：电压控制信号Vc=Vmin+N mod (Vmax-Vmin)，其中Vmin是密码电路可正常工作的最小电压值，Vmax是密码电路可正常工作的最大电压值，mod是取模操作，随机数N的取值范围根据Vmin和Vmax来定，保证电压控制信号Vc是介于Vmin和Vmax之间的一个随机数值。