[发明专利]一种重放保护单调计数器、计数方法及存储介质

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种重放保护单调计数器、计数方法及存储介质，其中计数器包括存储块、计数进位模块和计数缓存模块，存储块包括分别用于高位和低位计数的两计数存储块，计数进位模块用于储存计数进位标志位，计数缓存模块用于缓存记录计数存储块的计数数值；本发明可以有效记录计数器中各模块的实时数据，在非法掉电等异常状态时可以快速精准判断当前工作存储块的情况，大大提高了单调计数器计数数据的准确性与可靠性，有切实意义上的实用价值。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种重放保护单调计数器、计数方法及存储介质。

背景技术

重放保护单调计数器(Replay Protection Monotonic Counter)是一种用于防止重放攻击(Replay Attack)的计数器。它的计数算法具有单调性，计数值只能单调递增或者单调递减，所以计数值永不重复。由于这项特性，单调计数器常常被用于搭建安全执行环境(Security Execution Environment，SEE)或者应用于安全芯片领域。例如，将单调计数器应用在闪存(Flash)中，每次对Flash内的数据进行操作后，都将计数器的计数值加一，因此计数器记录了完整的Flash读写操作次数；例如，将单调计数器与加密算法相结合并应用于身份验证中。在远程交互加密信息的过程中，攻击者可以从通信信道中窃取用户的加密数据，并伪装成用户向认证服务器重新发送数据，以达到欺骗、攻击认证服务器的目的，如图1。而在通讯信息中加入用户与服务器共享的永不重复的数值，可以帮助用户判断该通信信道是否安全，并且保证数据的机密性和完整性以有效防止上述的重放攻击的发生，如图2。因此，单调计数器计数值的可靠性尤为重要。

但是现有的多存储块计数器，其低位存储块记满数据后，需要在高位存储块写入一个数据进行进位，并且擦除低位存储块，进位操作结束后再继续在低位存储块计数。在这个过程中，需要在两个存储块之间进行切换，如果遇到异常掉电或其他异常情况，导致计数器出现无法正常继续未完成的计数步骤或者重复写入数据的操作，会造成计数器的计数值错乱甚至丢失，因此亟需解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种重放保护单调计数器、计数方法及存储介质，可以使计数器顺利从异常掉电后恢复到原来的进程中，保证了单调计数器计数值的可靠性和安全性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种重放保护单调计数器，包括存储块、计数进位模块和计数缓存模块，其中，

所述存储块包括分别用于高位和低位计数的两计数存储块，所述两计数存储块均设置有状态标志位和计数数据位，所述状态标志位用于标识所属计数存储块是否处于被选中以执行计数操作的状态；

所述计数进位模块配置成用于储存计数进位标志位，所述计数进位标志位用于标识计数器是否处于切换计数存储块以执行计数进位操作的状态；

所述计数缓存模块配置成用于在计数器处于切换计数存储块以执行计数进位操作状态时缓存记录计数存储块的计数数值。

优选地，所述两计数存储块为两个存储量相同的非易失性存储阵列，二者相互匹配设置分别用来储存计数器计数值的高位和低位。

优选地，所述计数器还包括逻辑控制电路模块和若干输入输出接口模块，其中，

所述逻辑控制电路模块配置成用于向所述存储块、计数进位模块和计数缓存模块发出控制指令，控制计数器执行相应的计数和读取操作；

所述输入输出接口模块配置成用于在计数和读取计数值时提供数据的输入和输出。

优选地，所述计数缓存模块与所述存储块相互独立，其存储的数据不受计数器异常断电或复位影响；

所述状态标志位和计数进位标志位均由一位数据位配置而成。