[发明专利]一种产权保护方法及系统

说明书

本发明提供一种产权保护方法及系统，包括：产权保护模块读取非易失性存储器中的签名算法类型并发送至加密芯片；产权保护模块将第一消息摘要以及第一随机数发送至加密芯片；加密芯片根据签名算法类型以及私钥对第一消息摘要、第一随机数、自身生成的第二随机数进行签名得到签名结果，并将签名结果和第二随机数回传至产权保护模块；产权保护模块采用公钥对签名结果进行签名验证得到验证结果以及根据签名算法类型对第一消息摘要、第一随机数和第二随机数进行处理得到处理结果，并在处理结果与验证结果一致时控制被保护功能模块进入正常工作状态；不一致时控制被保护功能模块保持非正常工作状态。有益效果是实现了对FPGA芯片的产权高强度保护。

技术领域

本发明涉及现场可编程逻辑门阵列芯片的产权保护技术领域，尤其涉及一种产权保护方法及系统。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。Xilinx FPGA芯片在系统上电时，需要从片外非易失存储器读取配置文件加载到FPGA内部 SRAM(StaticRandom-Access Memory，静态随机存取存储器)中，使FPGA进入指定工作状态，配置成指定的功能。非易失存储器由于接口是通用的，内容很容易被监测读出。即使使用Xilinx自带的加密流程，依然无法完全防范盗版发生。盗版现象使设计者承受巨大的经济损失。

现有的FPGA产权保护方案存在以下技术问题：1)采用消息摘要 算法进行加密：随着加密算法研究深入和计算能力指数式增长，仅使 用单一消息摘要算法，产权防护能力会逐渐变弱。一旦被找到快速碰 撞公式，该保护方式等同于完全失效。另外，如果从FPGA的配置文 件中，读取了密钥，可以轻易对系统进行盗版；2)采用的加密芯片 通常由国外厂商设计生产：是否包含后门不得而知，不适合用在保护 国防/军工/航天场景。3)加密芯片配置的加密流程固定且公开：不 支持FPGA设计者自定义加密流程/算法组合，不利于加密强度自定义 扩充；4)加密芯片接口过于单一，例如DS28E52加密芯片仅支持 1-wire协议，如需支持I2C协议，还需要搭配DS2460协处理芯片， 增加方案复杂度和物料成本。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种产权保护方法，应用于现场可编程逻辑门阵列芯片，所述现场可编程逻辑门阵列芯片分别连接一非易失性存储器和一加密芯片，所述现场可编程逻辑门阵列芯片中配置有一产权保护模块和连接所述产权保护模块的一被保护功能模块；

则所述产权保护方法包括：

步骤S1，所述产权保护模块在所述现场可编程逻辑门阵列芯片上电配置完成后，读取所述非易失性存储器中预先配置的一签名算法类型并发送至所述加密芯片；

步骤S2，所述产权保护模块将预先配置的一第一消息摘要以及生成的一第一随机数发送至所述加密芯片；

步骤S3，所述加密芯片根据所述签名算法类型以及预先存储的一私钥对所述第一消息摘要、所述第一随机数以及所述加密芯片自身生成的一第二随机数进行签名得到一签名结果，并将所述签名结果和所述第二随机数回传至所述产权保护模块；

步骤S4，所述产权保护模块采用预先配置的一公钥对所述签名结果进行签名验证得到一验证结果，以及根据所述签名算法类型对所述第一消息摘要、所述第一随机数和所述第二随机数进行处理得到一处理结果，并判断所述处理结果与所述验证结果是否一致：

若是，则生成一认证成功信号，以控制所述被保护功能模块进入正常工作状态；

若否，则生成一认证失败信号，以控制所述被保护功能模块保持非正常工作状态。