[发明专利]用于集成电路数据路径保密性及其扩展的技术

说明书

提供用于保护处理器中的数据的技术。根据这些技术的实例方法包含使用所述处理器的数据路径的一或多个功能单元对经加密数据执行一或多个运算以生成经加密结果。执行所述一或多个运算包含：在功能单元处接收至少一个经加密参数对，每一经加密参数对包括经加密参数值和与所述经加密参数值相关联的质询值，所述经加密参数值使用同态加密技术进行加密，所述质询值用来恢复用于对所述经加密参数值进行加密的密钥；以及对所述至少一个经加密参数执行数学计算。所述方法还包含输出所述经加密结果。

背景技术

计算装置的存储器内容易受恶意方攻击，所述恶意方可能试图对计算装置的存储器内容获得未授权的访问和/或通过假设控制正由计算装置的处理器执行的程序代码的流程而获得对计算装置的控制。已经开发出凭借存储至或内置于计算装置的处理器中的一或多个加密密钥对计算装置的存储器中存储的数据进行加密的尝试，但是此类方法易受攻击和/或逆向工程，其中攻击者可能获得内置密钥并破坏所提供的加密。

发明内容

根据本发明的一种用于保护处理器中的数据的实例方法包含使用处理器的数据路径的一或多个功能单元对经加密数据执行一或多个运算以产生经加密结果。执行一或多个运算包含：在功能单元处接收至少一个经加密参数对，每一经加密参数对包括经加密参数值和与所述经加密参数值相关联的质询值，经加密参数使用同态加密技术进行加密，质询值用来恢复用于对经加密参数值进行加密的密钥；以及对至少一个经加密参数执行数学计算。所述方法还包含输出经加密结果。

此类方法的实施方案可包含以下特征中的一或多者。使用质询值来恢复用于对来自物理不可克隆功能(PUF)的经加密参数值进行加密的密钥。使用响应于向PUF提供经加密参数对的质询值而从PUF获得的响应值对经加密参数对的参数值进行加密。使用从PUF获得的响应值对经加密参数对的参数值进行加密包含对未加密参数值以及响应于向PUF提供质询值而从PUF获得的响应值应用异或(XOR)运算。对至少一个经加密参数执行数学计算进一步包含对至少一个经加密参数值执行相应计算以生成来自功能单元的中间经加密结果，其中将所述中间经加密结果作为经加密结果输出或作为参数提供至另一功能单元。存取与中间经加密结果相关联的质询值，并且将与中间经加密结果相关联的质询值提供至PUF以获得与中间经加密结果相关联的密钥。使用与中间经加密结果相关联的密钥对中间经加密结果进行加密。存取与至少一个经加密参数值中的每一者相关联的质询值，并且将与至少一个经加密参数值中的每一者相关联的加密密钥应用至中间结果以清除与至少一个经加密参数值相关联的加密，其中所述中间结果使用与中间经加密结果相关联的密钥保持经加密。输出经加密结果包括输出经加密结果值和与所述经加密结果值相关联的质询值。提供与经加密结果值相关联的质询值以从PUF获得响应值，并且使用从PUF获得的响应值对经加密结果值进行解密。使用来自PUF的响应值对经加密结果值进行解密包含对经加密结果值以及响应于向PUF提供质询值而从PUF获得的响应值应用异或(XOR)运算。将经加密结果值和与经加密结果值相关联的质询值存储在与处理器相关联的存储器中。

根据本发明的实例设备包含用于使用处理器的数据路径的一或多个功能单元对经加密数据执行一或多个运算以产生经加密结果的装置。用于执行一或多个运算的装置包含：用于在功能单元处接收至少一个经加密参数对的装置，每一经加密参数对包括经加密参数值和与所述经加密参数值相关联的质询值，经加密参数使用同态加密技术进行加密，质询值用来恢复用于对经加密参数值进行加密的密钥；以及用于对至少一个经加密参数执行数学计算的装置。所述设备还包含用于输出经加密结果的装置。