[发明专利]CPU程序的安全加固方法、装置

权利要求书

1.一种CPU程序的安全加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10.获取CPU中指令地址寄存器的输出数据，并将其作为上一指令地址暂存至上一指令地址寄存器中，从CPU中获取指令顺序执行标识，并将其暂存至指令顺序执行标识寄存器中，而且，从中断优先级判断电路获取中断使能信号；

步骤S20.将上一指令地址寄存器中的上一指令地址与CPU中指令地址寄存器中的当前指令地址进行比较，并判断当前指令地址与上一指令地址的关系是否为非递增，若是，则执行步骤S30；

步骤S30.在所述指令顺序执行标识为真，且中断使能信号为假时，确定CPU程序跑飞；在指令顺序执行标识为假，或，指令顺序执行标识为真且中断使能信号为真时，判断CPU中指令地址寄存器中的当前指令地址是否存在于预设的地址集合中，若否，则确定CPU程序跑飞，其中，所述地址集合包括CPU程序中所有顺序指令段的入口地址、中断入口地址、以及中断服务程序中所有顺序指令段的入口地址。

2.根据权利要求1所述的CPU程序的安全加固方法，其特征在于，在所述步骤S30之后，还包括：

步骤S40.在确定CPU程序跑飞时，通过回溯到当前的顺序指令段或之前的其中一个顺序指令段来恢复CPU程序的执行现场。

3.根据权利要求2所述的CPU程序的安全加固方法，其特征在于，在所述步骤S30中，若所述当前指令地址存在于预设的地址集合中，则将所述当前指令地址写入跳转地址寄存器中；所述步骤S40包括：在确定CPU程序跑飞时，触发CPU程序产生中断，以使CPU中指令地址寄存器从所述跳转地址寄存器中读数据。

4.根据权利要求2所述的CPU程序的安全加固方法，其特征在于，在所述步骤S30中，若所述当前指令地址存在于预设的地址集合中，则将第i跳转地址寄存器的数据写入第i+1个跳转地址寄存器中，并将当前指令地址写入第i个跳转地址寄存器中，其中，i＝1、2、…、N-1，N为跳转地址寄存器的数量；所述步骤S40包括：在确定CPU程序跑飞时，触发CPU程序产生中断，并从N个跳转地址寄存器中确定一个跳转地址寄存器，且使CPU中指令地址寄存器从所确定的跳转地址寄存器中读数据。

5.一种CPU程序的安全加固装置，其特征在于，包括：

指令执行状态判断模块，用于从CPU中获取指令顺序执行标识，并将其暂存至指令顺序执行标识寄存器中，而且，从中断优先级判断电路获取中断使能信号；获取CPU中指令地址寄存器的输出数据，并将其作为上一指令地址暂存至上一指令地址寄存器中，而且，将上一指令地址寄存器中的上一指令地址与CPU中指令地址寄存器中的当前指令地址进行比较，并判断当前指令地址与上一指令地址的关系是否为非递增；

跳转地址判断模块，用于在当前指令地址与上一指令地址的关系为非递增时，判断CPU中指令地址寄存器中的当前指令地址是否存在于预设的地址集合中，其中，所述地址集合包括CPU程序中所有顺序指令段的入口地址、中断入口地址、以及中断服务程序中所有顺序指令段的入口地址；

程序跑飞确定模块，用于在所述指令顺序执行标识为真，且中断使能信号为假时，确定CPU程序跑飞；还用于在指令顺序执行标识为假，或，指令顺序执行标识为真且中断使能信号为真时，若所述当前指令地址不存在于预设的地址集合中时，则确定CPU程序跑飞。

6.根据权利要求5所述的CPU程序的安全加固装置，其特征在于，还包括：程序修复模块，用于在确定CPU程序跑飞时，通过回溯到当前的顺序指令段或之前的其中一个顺序指令段来恢复CPU程序的执行现场。

7.根据权利要求6所述的CPU程序的安全加固装置，其特征在于，所述程序修复模块，用于在所述当前指令地址存在于预设的地址集合中时，将所述当前指令地址写入跳转地址寄存器中；还用于在确定CPU程序跑飞时，触发CPU程序产生中断，以使CPU中指令地址寄存器从所述跳转地址寄存器中读数据。

8.根据权利要求6所述的CPU程序的安全加固装置，其特征在于，所述程序修复模块，用于在所述当前指令地址存在于预设的地址集合中时，将第i跳转地址寄存器的数据写入第i+1个跳转地址寄存器中，并将当前指令地址写入第i个跳转地址寄存器中，其中，i＝1、2、…、N-1，N为跳转地址寄存器的数量；还用于在确定CPU程序跑飞时，触发CPU程序产生中断，并从N个跳转地址寄存器中确定一个跳转地址寄存器，且使CPU中指令地址寄存器从所确定的跳转地址寄存器中读数据。