[发明专利]局部可编程复合安全芯片及制造方法

说明书

本发明提供了一种局部可编程复合安全芯片及其制造方法，所述芯片包括集成设置的芯片片内总线、可编程部分、不可编程部分；可编程部分通过芯片片内总线与芯片内其他电路结构连接，且不具有单独的功能；可编程部分用于存储所述安全芯片加解密的关键信息，并且所述可编程部分包含的触发器数目多于存储所述关键信息所需要的触发器数目；关键信息通过计算机编程，改变所述可编程部分的内部电路结构，使存储所述关键信息的触发器在所述可编程部分中随机分布。该芯片使存储关键信息的触发器随机分布，即使是同一型号、批次的安全芯片，每一块芯片内部用于存储加解密密钥等关键信息的触发器位置都不相同，极大增加了安全芯片的安全性。

技术领域

本发明涉及芯片领域，特别涉及包含加解密功能的芯片设计、芯片、处理器。

背景技术

现有安全安全芯片以及包含加密部件的通用处理器芯片，在设计、生产成型后，同一型号、批次的芯片内部结构完全相同，用于存储加解密所需要的密钥的触发器，在同一型号芯片中的位置、功能是相同的，这样有利于芯片的批量生产，节约成本。

对于恶意破解、入侵芯片的入侵者来说，只需确定用于存储关键密钥的触发器位置，就可以利用故障注入、激光照射等方式获得芯片内部密钥的内容，而且由于同型号批次的芯片物理结构完全一致，一旦入侵者破解了一块芯片，就掌握了所有同型号芯片的破解方法，扩大了入侵范围。

发明人在进行处理器脆弱性分析研究时，发现现有技术中，生产成型的同型号芯片内部结构是固定不变的，入侵者可以对存储密钥的关键触发器进行针对性的攻击，易于被破解，同时由于同型号芯片的结构一致性，造成被入侵范围的扩大，发明人经过对常见芯片入侵方法的研究发现，可以通过在芯片核心保密区域设计添加后期可编程部分来增加入侵者破解芯片的难度并且防止入侵范围的扩大。

发明内容

针对现有安全芯片技术的不足，本发明提出一种在安全芯片中包含可编程部分来增加安全芯片安全性的复合安全芯片及其制造方法，具体而言：

本发明提供了一种局部可编程复合安全芯片，所述芯片包括集成设置的芯片片内总线、可编程部分、不可编程部分；上述可编程部分位于安全芯片内部，利用安全芯片片内总线与安全芯片其他电路结构连接；

所述可编程部分通过芯片片内总线与芯片内其他电路结构连接，且不具有单独的功能；该可编程部分并不会改变安全芯片的整体功能和性质，不属于FPGA(现场可编程门阵列)或片上系统(SoC)等；

所述可编程部分用于存储所述安全芯片加解密的关键信息，并且所述可编程部分包含的触发器数目多于存储所述关键信息所需要的触发器数目；

所述关键信息通过计算机编程，改变所述可编程部分的内部电路结构，使存储所述关键信息的触发器在所述可编程部分中随机分布。

优选地，所述可编程部分与不可编程部分采用同种制程流片。

优选地，所述关键信息包括所述芯片工作过程中所使用的密钥。

优选地，所述可编程部分的编程配置接口线复用所述安全芯片的引脚；或者

所述可编程部分的编程配置接口为牵引出芯片外部的独立配置接口线。

优选地，所述可编程部分的配置接口线在配置完成后是可熔断的，仅保留必要的数据连接线与加安全芯片内部总线连接，以提高安全性。

在本发明的又一个方法，提供了一种局部可编程复合安全芯片的制造方法，适用于如上所述的安全芯片的生产，所述方法包括：

S1、生产芯片主体，所述芯片主体包含若干触发器、片内总线；可编程部分位于完整功能芯片内部，并非独立模块，与芯片其他不可编程部分采用同种制程流片；