[发明专利]对CPU总线的数据信号加解扰的方法及装置

说明书

本发明公开了一种对CPU总线的数据信号加解扰的方法及装置，方法包括：第一加扰模块接收第一随机信号，其中，第一随机信号包括第一随机数；获取预存的与所述第一随机数匹配的加扰算法以及第一总线数据，使用所述加扰算法对所述第一总线数据进行加扰处理，并将所述加扰处理后的数据以及所述第一随机数作为第一总线信息进行发送；第一解扰模块接收第一总线信息；根据与第一随机数匹配的解扰算法对加扰处理后的数据进行解扰处理。本发明提供的对CPU总线的数据信号加解扰的方法及装置，增加了功耗数据的随机性及抗破解难度，提高了芯片抵抗功耗旁路攻击的能力。

技术领域

本发明是关于CPU总线上的数据传输方法，特别是关于一种对CPU总线的数据信号加解扰的方法及装置。

背景技术

随着半导体技术和计算机技术的发展和广泛应用，CPU核越来越多地集成到各种SOC芯片中，但随着半导体反向开发技术手段的提升，芯片很容易受到破解和攻击。受利益驱使，电力、金融等领域的密码芯片首当其冲成了被攻击对象。

旁路攻击(side channel attack)是芯片攻击的主要方法。旁路攻击是指通过探测和分析芯片工作过程中产生的非功能性的信息，发现这些信息与完成正常功能过程中所需的敏感信息之间的联系，并最终推测出敏感信息的过程。这些非功能性的信息通常包括执行时间、功耗曲线、电磁辐射、光辐射和声辐射等。在旁路攻击技术中功耗攻击是最有威胁的一种，其原理是利用芯片运算过程中暴露的功耗信息，来推测算法秘钥。

CPU是密码芯片的控制单元，CPU执行程序过程中产生的功耗包含了大量的旁路信息，基于此，本申请的发明人发现，功耗与总线上传输的数据有直接的对应关系，这些信息如果不加以防护，很容易被攻击者采集用来做分析，进而导致敏感信息的泄露。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对CPU总线的数据信号加解扰的方法及装置，其能够保护总线上数据传输的功耗信息。

为实现上述目的，本发明提供了一种对CPU总线的数据信号加解扰的方法，包括：第一加扰模块接收第一随机信号，其中，所述第一随机信号包括第一随机数；所述第一加扰模块获取预存的与所述第一随机数匹配的加扰算法以及第一总线数据，使用所述加扰算法对所述第一总线数据进行加扰处理，并将所述加扰处理后的数据以及所述第一随机数作为第一总线信息进行发送；第一解扰模块接收所述第一总线信息；以及所述第一解扰模块根据与所述第一随机数匹配的解扰算法对所述加扰处理后的数据进行解扰处理。

在一优选的实施方式中，所述第一总线信息还包括控制信息；所述方法还包括：所述第一解扰模块根据所述控制信息判断所述解扰处理后的数据是否为待传输的数据，若是所述待传输的数据，则根据所述控制信息对所述待传输的数据进行相应的处理。

在一优选的实施方式中，在所述第一解扰模块根据所述控制信息判断所述解扰处理后的数据是否为待传输的数据之后，还包括：若不是所述待传输的数据，则丢弃该数据。

在一优选的实施方式中，与所述第一随机数匹配的加扰算法包括：对预设位数的数据进行取反，其他位数的数据不做处理。

为实现上述目的，本发明提供了对CPU总线的数据信号加解扰的装置，所述装置包括：第一加扰模块，设置于CPU上，所述第一加扰模块接收第一随机信号，其中，所述第一随机信号包括第一随机数；获取预存的与所述第一随机数匹配的加扰算法以及第一总线数据，使用所述加扰算法对所述第一总线数据进行加扰处理，将所述加扰处理后的数据以及所述第一随机数作为第一总线信息进行发送；第一解扰模块，设置于与CPU进行数据传输的从设备上，所述第一解扰模块接收所述总线信息；根据与所述第一随机数匹配的解扰算法对所述加扰处理后的数据进行解扰处理。