專利名稱：檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊的方法及相應(yīng)的存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電子電路，更具體地涉及檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊。本發(fā)明有利地但以非限制性方式應(yīng)用于芯片卡，并應(yīng)用于芯片卡所包含的保密數(shù) 據(jù)的保護(hù)。
背景技術(shù)：
在黑客進(jìn)行的從例如芯片卡中的受保護(hù)存儲(chǔ)器之類的存儲(chǔ)器中提取保密數(shù)據(jù)的 可能攻擊中，存在例如借助于放射線(激光、紅外線、X射線等)以擾亂存儲(chǔ)器的操作和/或 內(nèi)容為目的的所謂故障注入式攻擊(DFA或“差分故障分析”)。因此，能夠檢測(cè)這種故障注入式攻擊尤其有用。一旦檢測(cè)到攻擊，依賴于實(shí)際應(yīng)用 就有或者限制組件的使用或者防止移交敏感數(shù)據(jù)或者重新初始化組件等的多種解決方案。對(duì)于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器架構(gòu)，例如其中存儲(chǔ)的每個(gè)位都能夠被單獨(dú)讀取的位型存儲(chǔ)器 架構(gòu)來(lái)說(shuō)，可以在讀取操作期間基于對(duì)所讀取的位進(jìn)行的奇偶校驗(yàn)來(lái)檢測(cè)這種攻擊。然而，在故障注入式攻擊實(shí)際已經(jīng)發(fā)生時(shí)，這種解決方案在某些情況下無(wú)法檢測(cè) 到這種攻擊。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一實(shí)施方式和實(shí)施例，提出一種檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊的方法及 相應(yīng)的存儲(chǔ)器，提供對(duì)故障注入式攻擊的更可靠檢測(cè)。根據(jù)一方面，提出一種檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊的方法，所述存儲(chǔ)器包括 至少一組存儲(chǔ)單元，所述至少一組存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)包括數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位的至少 一個(gè)位塊，所述檢測(cè)包括在讀取塊時(shí)，讀取所述塊的包含在相應(yīng)存儲(chǔ)單元中的每個(gè)位，以 及基于讀取的每個(gè)數(shù)據(jù)位的值和讀取的每個(gè)奇偶校驗(yàn)位的值執(zhí)行奇偶校驗(yàn)。根據(jù)該方面的一般性特征，該方法包括在所述組的至少一些存儲(chǔ)單元之間插入基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元以便創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ)單元的 分離包；在每個(gè)基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)基準(zhǔn)位，所述基準(zhǔn)位被編程有在故障注入式攻擊期間 很可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值；以及在每個(gè)m個(gè)存儲(chǔ)單元的包中存儲(chǔ)所述塊中與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，其中m 大于1，并且，所述檢測(cè)還包括在讀取所述塊時(shí)，對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)位的值進(jìn)行校驗(yàn)。因此，例如在存儲(chǔ)板中選擇的點(diǎn)處插入基準(zhǔn)位，并在這些基準(zhǔn)位之間存儲(chǔ)必須被 讀取的、與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的位塊，使得即使在激光束寬至足以照射很可能包含相同奇 偶性的兩個(gè)位的兩個(gè)存儲(chǔ)單元時(shí)也可以檢測(cè)到故障注入式攻擊，這是因?yàn)?，在這種情況下， 激光束也會(huì)通過(guò)反轉(zhuǎn)基準(zhǔn)位的值來(lái)影響基準(zhǔn)位，而這將導(dǎo)致檢測(cè)到攻擊的信號(hào)。此外，與給定奇偶性相關(guān)聯(lián)的位可以或者是具有所述奇偶性的數(shù)據(jù)位，甚至也可以是與該奇偶性有關(guān)的奇偶校驗(yàn)位本身。盡管多處位置可以用于插入基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元，但是在特別給定位的位號(hào)與用于存儲(chǔ) 這些位的存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，每m個(gè)存儲(chǔ)單元插入基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元尤其簡(jiǎn)單。根據(jù)一種實(shí)施方式，當(dāng)存儲(chǔ)器包括用于分別存儲(chǔ)多個(gè)位塊的多組存儲(chǔ)單元，每個(gè) 位塊具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位，并且用于存儲(chǔ)不同塊中同一位號(hào)的位的所 有存儲(chǔ)單元被一起歸組到存儲(chǔ)板的同一個(gè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，所述基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元優(yōu)選被插入到所述 區(qū)域的至少一些區(qū)域之間。根據(jù)另一方面，提出一種存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)板，包括至少一組存儲(chǔ)單元，所述至少 一組存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)包括數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位的至少一個(gè)位塊；以及故障注入式攻 擊的檢測(cè)裝置，包括讀取裝置，被配置為讀取塊中的每個(gè)位，以及第一校驗(yàn)裝置，被配置為 在讀取塊時(shí)，基于讀取的每個(gè)數(shù)據(jù)位的值和讀取的每個(gè)奇偶校驗(yàn)位的值執(zhí)行奇偶校驗(yàn)。根據(jù)該方面的一般性特征，所述存儲(chǔ)板包括基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元，被布置在所述組的至 少一些存儲(chǔ)單元之間，以便創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ)單元的分離包，每個(gè)基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)基準(zhǔn)位，所 述基準(zhǔn)位被編程有在故障注入式攻擊期間很可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值，并且每個(gè)m個(gè)存儲(chǔ)單 元的包用于存儲(chǔ)所述塊中與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，其中m大于1，并且所述檢測(cè)裝置 進(jìn)一步包括第二校驗(yàn)裝置，被配置為在讀取所述塊時(shí)，對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)位的值執(zhí)行校驗(yàn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每m個(gè)存儲(chǔ)單元布置基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，其中所述存儲(chǔ)板包括多組存儲(chǔ)單元，用于分別存儲(chǔ)多個(gè)位塊， 每個(gè)位塊具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位，用于存儲(chǔ)不同塊中同一位號(hào)的位的所 有存儲(chǔ)單元被一起歸組到存儲(chǔ)板的同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，所述基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元被布置在所述區(qū)域的 至少一些區(qū)域之間。根據(jù)另一方面，提出一種合并有以上所限定的存儲(chǔ)器的集成電路。根據(jù)又一方面，提出一種包括以上所限定的集成電路的芯片卡。


通過(guò)閱讀對(duì)非限制性實(shí)施方式和實(shí)施例的詳細(xì)描述以及附圖，本發(fā)明的其它特征 和優(yōu)點(diǎn)將更明顯，附圖中圖1示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性存儲(chǔ)器；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)器的示例性實(shí)施例；圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的攻擊檢測(cè)方法的示例性實(shí)施方式；圖4至圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)器的其它可能配置；圖8示意性地以更詳細(xì)的方式示出根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)器的再一示例性實(shí)施例；并 且圖9至圖10示意性地示出本發(fā)明其它方面的示例。
具體實(shí)施例方式圖1中，附圖標(biāo)記DM表示傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)板PM包括存儲(chǔ)單元的集合GCELi。 存儲(chǔ)單元的同一個(gè)集合中所有的存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)必須存儲(chǔ)于存儲(chǔ)板中的不同位塊BL的 相同位號(hào)的位。
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更具體地說(shuō)，在這里描述的示例中，必須存儲(chǔ)于存儲(chǔ)板中的位塊BL包括數(shù)據(jù)位和 奇偶校驗(yàn)位，在該示例中，數(shù)據(jù)位有16個(gè)(位號(hào)為0至15)，奇偶校驗(yàn)位有兩個(gè)位號(hào)為16 和17。此外，對(duì)于給定塊BL，存儲(chǔ)單元CELO用于存儲(chǔ)位號(hào)為0的位b0，存儲(chǔ)單元CELl用 于存儲(chǔ)位號(hào)為1的位bl，更一般地，存儲(chǔ)單元CELi用于存儲(chǔ)位號(hào)為i的位bi。因此，存儲(chǔ) 單元CELi的組用于存儲(chǔ)塊BL。這里，存儲(chǔ)器具有位架構(gòu)，這意味著在讀取塊BL時(shí)，該塊的所有位都可以被單獨(dú) 讀取。對(duì)此，讀取裝置ML通常被提供為可以選擇包含塊BL的存儲(chǔ)單元組，以讀取該塊BL 的位 b0-bl7。在激光束觸及(照射)包含位的存儲(chǔ)單元時(shí)，位的值會(huì)改變并假設(shè)一故障值(故 障模式)，除非該位已經(jīng)被編程為與其故障值相對(duì)應(yīng)的值。例如，如果位的故障值等于1，并 且該位具有等于0的編程值，則該位受激光射線影響的事實(shí)結(jié)果使其切換為1。然而，如果 它已經(jīng)被編程為值1，則其在受激光束影響時(shí)將仍然被編程為值1。為了檢測(cè)例如借助于激光束進(jìn)行的故障注入式攻擊，提出執(zhí)行奇偶校驗(yàn)的建議。在圖1描述的示例中，提供兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位，即偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位(位bl6)和奇數(shù) 奇偶校驗(yàn)位(位bl7)。位bl6的值由塊的偶數(shù)數(shù)據(jù)位的值之和得到，而位bl7的值由塊的 奇數(shù)數(shù)據(jù)位的值之和得到。為了在讀取塊BL時(shí)執(zhí)行奇偶校驗(yàn)，讀取的每個(gè)偶數(shù)位的值被用作確定新的奇偶 校驗(yàn)位的基礎(chǔ)，新的奇偶校驗(yàn)位的值與讀取的奇偶校驗(yàn)位(位bl6)的值進(jìn)行比較。如果二 者不匹配，則可以得出有故障注入式攻擊的結(jié)論。對(duì)奇數(shù)位執(zhí)行同樣的操作。然而，在某些情況下，奇偶校驗(yàn)可能會(huì)導(dǎo)致在事實(shí)上已經(jīng)實(shí)際發(fā)生了攻擊的情況 下得出不存在這種攻擊的結(jié)論。更具體地說(shuō)，如圖1所示，假定激光束照射位號(hào)為0、1和2的位。同時(shí)假定在此照 射期間，塊的位b0和位b2的值改變，并且假定在此照射期間，奇數(shù)位bl的值由于已經(jīng)對(duì)應(yīng) 于故障值而沒(méi)有改變。在這種情況下，對(duì)奇數(shù)位的奇偶校驗(yàn)不會(huì)給出檢測(cè)到攻擊的指示。類似地，由于兩 個(gè)偶數(shù)位的值改變，因此對(duì)偶數(shù)位的奇偶校驗(yàn)也會(huì)導(dǎo)致得出不存在攻擊的結(jié)論。圖2示出了尤其可以糾正這種缺陷的存儲(chǔ)器的示例性實(shí)施例。更具體地說(shuō)，在所描述的示例中，仍然假定必須存儲(chǔ)在裝置DM的存儲(chǔ)板PM中的每 個(gè)塊均包括η個(gè)數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位，且在這種情況下η = 16，m = 2。一般情況下，m 大于0且小于或等于η。在這里呈現(xiàn)的架構(gòu)中，用于存儲(chǔ)不同塊中位號(hào)為i的位bi的所有 存儲(chǔ)單元CELi被一起歸組為單元的集合GCELi。此外，在這些不同的集合中，每組存儲(chǔ)單元CEL0-CEL17用于存儲(chǔ)18個(gè)位b0_bl7 的塊BL。在這里描述的示例中，塊的數(shù)據(jù)位是位號(hào)為0-15且存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元CEL0-CEL15 中的位，而兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位是分別存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元CEL16和CEL17中的位號(hào)為16和17的位。
如果我們現(xiàn)在從用于存儲(chǔ)塊BL的存儲(chǔ)單元CEL0-CEL17組的級(jí)別來(lái)看，在該組的 至少一些存儲(chǔ)單元之間插入了與該組的存儲(chǔ)單元相同并且在該例子中被稱為基準(zhǔn)存儲(chǔ)單 元的其它存儲(chǔ)單元，從而創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ)單元的分離包。在本示例中，m等于2。因此創(chuàng)建了兩個(gè)存儲(chǔ)單元的包。更具體地說(shuō)，包PQO由存 儲(chǔ)單元CELO和CELl形成，而包PQl由存儲(chǔ)單元CEL2和CEL3形成，...并且包PQ7由存儲(chǔ) 單元CEL14和CEL15形成，而最后一個(gè)包，即包PQ8由存儲(chǔ)單元CEL16和CEL17形成。每個(gè)基準(zhǔn)單元CELRj包含基準(zhǔn)位dj，基準(zhǔn)位dj被編程為在故障注入式攻擊期間很 可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值。換言之，如果位的故障值等于1，則每個(gè)基準(zhǔn)位最初被編程為值0， 因而激光束對(duì)該位的照射就會(huì)導(dǎo)致該位的值改變?yōu)檫壿嬛?。此外，在每個(gè)包中存儲(chǔ)有塊BL的與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m位(在此例子中為兩 位)。與給定奇偶性相關(guān)聯(lián)的位可以是具有所述奇偶性的數(shù)據(jù)位或者甚至是相應(yīng)的奇 偶校驗(yàn)位。因此，與偶數(shù)奇偶性相關(guān)聯(lián)的位可以是偶數(shù)數(shù)據(jù)位或甚至是偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位。類 似地，與奇數(shù)奇偶性相關(guān)聯(lián)的位可以是奇數(shù)數(shù)據(jù)位或甚至是奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位。此外，從圖2中可以看出，包PQ0-PQ7中的每一個(gè)包含奇數(shù)位和偶數(shù)位，而包PQ8 包含偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位和奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位。然而，還有可能是每個(gè)塊的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位被容納在例如包1中位號(hào)為2的位中， 并且奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位被容納于位號(hào)為5的位的位置中。在這種情況下，位號(hào)為2和5的位 會(huì)被容納于包PQ8中。更一般地說(shuō)，由于包的m個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，因此塊的 位的位號(hào)與用于存儲(chǔ)該位的存儲(chǔ)單元的位號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不重要。在例如使用激光束進(jìn)行故障注入式攻擊的情況下，如果激光束僅觸及例如單元 CEL0，從而改變了位b0的值，則這種攻擊會(huì)通過(guò)偶數(shù)奇偶校驗(yàn)檢測(cè)到。在激光束僅照射例如位號(hào)為bl的位并且改變了其值時(shí)同樣有效。該攻擊會(huì)通過(guò) 奇數(shù)奇偶校驗(yàn)檢測(cè)到。如果激光束同時(shí)照射兩個(gè)位b0和bl，則偶數(shù)奇偶校驗(yàn)和奇數(shù)奇偶校驗(yàn)也會(huì)檢測(cè) 到該攻擊。此外，如果激光束甚至更寬，以致照射位b0、bl、dl和b2全部，則結(jié)果必然是基準(zhǔn) 位dl的基準(zhǔn)值改變，這會(huì)使得可以檢測(cè)到該攻擊，并且即使是在兩個(gè)偶數(shù)位bO和b2的值 同時(shí)改變時(shí)，也可以檢測(cè)到該攻擊。顯而易見(jiàn)的是，如果激光束僅照射奇數(shù)位bl，而沒(méi)有改變它的值，則奇數(shù)奇偶校驗(yàn) 不會(huì)檢測(cè)到該攻擊。然而，在任何情況下這都無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)樵摴舨粫?huì)使位bl的真正值 被修改。圖3概括了使得可以檢測(cè)故障注入式攻擊的實(shí)施方式的主要步驟。更具體地說(shuō)，在讀取塊BL時(shí)，讀取塊的所有位(步驟30)?；谧x取的所有偶數(shù)位的值執(zhí)行偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位的計(jì)算(步驟31)。并且基于讀取的奇數(shù)位的值執(zhí)行奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位的計(jì)算(步驟32)。并且執(zhí)行基準(zhǔn)位的值的讀取(步驟33)。然后執(zhí)行偶數(shù)奇偶校驗(yàn)(步驟34)，包括將計(jì)算出的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位與讀取的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行比較。類似地，執(zhí)行奇數(shù)奇偶校驗(yàn)(步驟35)，包括將計(jì)算出的奇數(shù)奇 偶校驗(yàn)位的值與讀取的奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位的值進(jìn)行比較。并且執(zhí)行讀取的基準(zhǔn)位的值與這些位的基準(zhǔn)值之間的比較(步驟36)。在所有這些比較給出正確結(jié)果的情況下(步驟37、38和39)，沒(méi)有檢測(cè)到攻擊(步 驟 41)。然而，如果這些比較37、38和39中至少之一給出錯(cuò)誤的邏輯值，則檢測(cè)到故障注 入式攻擊(步驟40)。在圖2所示的示例中，每m個(gè)存儲(chǔ)單元，在該示例中是每?jī)蓚€(gè)存儲(chǔ)單元，插入基準(zhǔn) 存儲(chǔ)單元CELRj。 那么，基準(zhǔn)位的數(shù)目等于比值n/m，其中η是數(shù)據(jù)位的數(shù)目，m是奇偶校驗(yàn)位的數(shù) 目。因此，在圖2的示例中，基準(zhǔn)位的數(shù)目等于8。然而，其它配置也可以，例如圖4至圖7中示出的示例。在圖4至圖7中，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，僅表示出塊的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位，以及在這些 位的至少某些位之間插入的基準(zhǔn)位。同樣，在這些附圖中，這些位也對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)它們的存儲(chǔ)單元。圖4中，仍然假定塊包括位號(hào)為1至15的16個(gè)數(shù)據(jù)位，以及兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位，即 位 bl6 和 bl7。在該示例中，也是塊的每?jī)晌?或者每?jī)蓚€(gè)存儲(chǔ)單元)插入基準(zhǔn)位dj (對(duì)應(yīng)于基 準(zhǔn)存儲(chǔ)單元)。然而，并不是像圖2的示例那樣從位bl之后開(kāi)始，而是從位b0之后開(kāi)始。因此在這種情況下，插入了 Ι+η/m個(gè)基準(zhǔn)位，即在當(dāng)前示例中，插入9個(gè)基準(zhǔn)位 dl-d9。由此可以看出，兩個(gè)存儲(chǔ)單元的分離包PQ1-PQ8仍然各自包含與不同奇偶性相關(guān) 聯(lián)的兩個(gè)位。更具體地說(shuō)，包PQl至PQ7各自包含偶數(shù)數(shù)據(jù)位和奇數(shù)數(shù)據(jù)位，而包PQ8包含 位號(hào)為15的奇數(shù)數(shù)據(jù)位(bl5)和位號(hào)為16的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位(bl6)。此外，在存儲(chǔ)板中彼此相對(duì)的位置的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的位號(hào)為0和18的位，即位 b0和位bl7，形成塊BL中與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)位的第九個(gè)包。實(shí)踐中，位b0是塊的 第一個(gè)偶數(shù)位，并且位bl7是奇數(shù)奇偶校驗(yàn)位。顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)每個(gè)包中位的順序和/或位的位號(hào)進(jìn)行修改，只要每個(gè)包 存儲(chǔ)與不同的奇偶性相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)位即可。圖5中，假定塊BL包括十六個(gè)數(shù)據(jù)位(η = 16) b0_bl5，和四個(gè)奇偶校驗(yàn)位bl6、 bl7、bl8、bl9(m = 4)。奇偶校驗(yàn)位b 16的值由位號(hào)為4k的位的值之和得到，其中k從0至3變化。奇偶校驗(yàn)位bl7的值由位號(hào)為4k+l的位的值之和得到，其中k從0至3變化。奇偶校驗(yàn)位bl8的值由位號(hào)為4k+2的位的值之和得到，其中k從0至3變化。奇偶校驗(yàn)位bl9的值由位號(hào)為4k+3的位的值之和得到，其中k從0至3變化。這里同樣，每四個(gè)存儲(chǔ)單元，即塊的每四位，插入包含基準(zhǔn)位dj的基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元。 在圖5的示例中，這種插入開(kāi)始于位號(hào)為3的位b3之后，這使得插入四個(gè)基準(zhǔn)位(n/m = 16/4 = 4)。包PQO、PQU PQ2、PQ3和PQ4中的每一個(gè)都存儲(chǔ)與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的位。在圖5的示例中，包PQ4包括所有的奇偶校驗(yàn)位。然而，也可以將這些奇偶校驗(yàn)位分布在其它包 PQO、PQU PQ2和PQ3中，只要這些包中每個(gè)包的剩余位與不同于其中所存儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)位的 奇偶性的奇偶性相關(guān)聯(lián)。圖6中，仍然有十六個(gè)數(shù)據(jù)位和四個(gè)奇偶校驗(yàn)位(η = 16，m = 4)。然而，基準(zhǔn)位 dj的插入開(kāi)始于位號(hào)為1的位b 1之后。這使得插入五(Ι+η/m)個(gè)基準(zhǔn)位dl_d5。包PQ1、 PQ2和PQ3各自包括奇偶性不同的四個(gè)數(shù)據(jù)位，而包PQ4包括奇偶性不同的兩個(gè)數(shù)據(jù)位(位 bl4和bl5)以及與其它兩個(gè)奇偶性相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位bl6和bl7。最后，分別包含位b0、bl、bl8和bl9的存儲(chǔ)單元形成第五個(gè)包。圖7中，假定塊具有十六個(gè)數(shù)據(jù)位b0_bl5(n = 16)和一個(gè)奇偶校驗(yàn)位bl6 (m = 1)，該奇偶校驗(yàn)位bl6的值由塊的所有數(shù)據(jù)位的值之和得到。在這種情況下，在塊的所有位之間都插入基準(zhǔn)位dj，也就是說(shuō)，基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元被置 于用于分別包含塊的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位的所有存儲(chǔ)單元之間。在該示例中，再次構(gòu)建了包含塊中的一位的存儲(chǔ)單元的分離包。更具體地參見(jiàn)圖8來(lái)更詳細(xì)地示出存儲(chǔ)器DM的攻擊檢測(cè)裝置的示例性實(shí)施例。在該示例中，如以上所述，用于存儲(chǔ)不同塊中位號(hào)為0的位b0的存儲(chǔ)單元，例如單 元CELO被一起歸組，以形成存儲(chǔ)單元的集合或矩陣GCEL0。該集合GCELO位于存儲(chǔ)板的區(qū) 域ZMO內(nèi)。讀取裝置與存儲(chǔ)板的每個(gè)區(qū)域ZMk相關(guān)聯(lián)，使得可以選擇包含塊中實(shí)際將要被 讀取的位b0的單元CEL0。這些裝置MLO具有本身已知的常規(guī)結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)新性地包括列譯碼 器和讀取器放大裝置。此外，存儲(chǔ)器DM還包括具有本身已知的常規(guī)結(jié)構(gòu)的行譯碼器，使得 可以在存儲(chǔ)板中選擇存儲(chǔ)單元的期望行。所以，行和列的選擇使得可以向裝置MLO的輸出端傳送塊中將要被讀取的位號(hào)為 0的位b0。因此，與不同集合GCELk相關(guān)聯(lián)的不同裝置MLk分別傳送塊中的位b0_bl5。這些 數(shù)據(jù)位在具有本身已知的常規(guī)結(jié)構(gòu)的計(jì)算裝置MCLl中進(jìn)行處理，即確定偶數(shù)位的值之和 以及奇數(shù)位的值之和，以確定分別以bl6c和bl7c表示的計(jì)算的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位和奇數(shù)奇 偶校驗(yàn)位。然后，在比較器CMPPlO中將位bl6c與從存儲(chǔ)板中提取的偶數(shù)奇偶校驗(yàn)位bl6進(jìn) 行比較。類似地，在比較器CMPPll中將計(jì)算的奇偶校驗(yàn)位bl7c與從存儲(chǔ)板中提取的奇數(shù) 奇偶校驗(yàn)位bl7進(jìn)行比較。比較器CMPPlO和CMPPll分別提供表示真比較結(jié)果或假比較結(jié)果的信號(hào)SC16和 SC17，也就是說(shuō)沒(méi)有檢測(cè)到攻擊或者是檢測(cè)到攻擊。此外，將基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元布置在存儲(chǔ)板的不同區(qū)域ZMk之間。更具體地說(shuō)，如圖8所示，在位于區(qū)域ZMO與包含用于存儲(chǔ)每個(gè)塊中位號(hào)為1的位 的存儲(chǔ)單元的區(qū)域ZMl之間的區(qū)域ZMRl中提供一列基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元。該基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元CELRl 的集合GCELRl鏈接到讀取裝置MLRl，讀取裝置MLRl具有與裝置MLO類似的結(jié)構(gòu)，但不存在 列譯碼器，這是由于這些基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元的集合僅布置在同一列上。顯而易見(jiàn)的是，每一行都有基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元，結(jié)果每一行由行譯碼器選擇。從所選擇的基準(zhǔn)單元CELRl提取的基準(zhǔn)位dl會(huì)在比較器CMPl中與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而傳送比較信號(hào)SCR，該比較信號(hào)表示比較結(jié)果的真值或假值，從而表示沒(méi)有檢測(cè)到 攻擊或檢測(cè)到攻擊。因此，裝置CMPl在這里形成被配置為對(duì)相應(yīng)基準(zhǔn)位的值執(zhí)行校驗(yàn)的第二校驗(yàn)裝置。存儲(chǔ)器DM可以有利地以集成形式制作并插入集成電路CI內(nèi)，如圖9中以極其示 意的方式所示出的。這種集成電路CI可以形成芯片卡CP的芯片P的一部分(圖10)。因此，本發(fā)明使得可以以簡(jiǎn)單方式尤其改善對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊進(jìn)行檢測(cè) 的可靠性，并能夠應(yīng)用于具有位架構(gòu)的任何類型的存儲(chǔ)器，例如ROM、RAM、FLASH和其它這 類存儲(chǔ)器。
權(quán)利要求
一種檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊的方法，所述存儲(chǔ)器包括至少一組存儲(chǔ)單元，所述至少一組存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)包括數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位的至少一個(gè)位塊，其中所述檢測(cè)包括在讀取塊時(shí)，讀取所述塊的包含在相應(yīng)存儲(chǔ)單元中的每個(gè)位(30)，以及基于讀取的每個(gè)數(shù)據(jù)位的值和讀取的每個(gè)奇偶校驗(yàn)位的值來(lái)執(zhí)行奇偶校驗(yàn)(37，38)，其特征在于，該方法包括在所述組的至少一些存儲(chǔ)單元(CELi)之間插入基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELR1)，以便創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ)單元的分離包；在每個(gè)基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)基準(zhǔn)位(dj)，所述基準(zhǔn)位(dj)被編程有在故障注入式攻擊期間很可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值；以及在每個(gè)m個(gè)存儲(chǔ)單元的包中存儲(chǔ)所述塊中與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，其中m大于1，并且所述檢測(cè)還包括在讀取所述塊時(shí)，對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)位的值進(jìn)行校驗(yàn)(39)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每m個(gè)存儲(chǔ)單元插入基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELRj)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述存儲(chǔ)器包括多組存儲(chǔ)單元，用于分別存儲(chǔ)多個(gè)位塊，每個(gè)位塊(BL)具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)位和m個(gè) 奇偶校驗(yàn)位，用于存儲(chǔ)不同塊中同一位號(hào)的位的所有存儲(chǔ)單元(GCELO)被一起歸組到存儲(chǔ) 板的同一個(gè)區(qū)域(ZMO)內(nèi)，并且所述基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELRl)被插入到所述區(qū)域的至少一些 區(qū)域之間。
4.一種存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)板(PM)，包括至少一組存儲(chǔ)單元，所述至少一組存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)包括數(shù)據(jù)位和 m個(gè)奇偶校驗(yàn)位的至少一個(gè)位塊(BL)；以及故障注入式攻擊的檢測(cè)裝置，包括讀取裝置(ML)，被配置為讀取塊中的每個(gè)位；以及 第一校驗(yàn)裝置(MCL1，CMPP10，CMPP11)，被配置為在讀取塊時(shí)，基于讀取的每個(gè)數(shù)據(jù)位的值 和讀取的每個(gè)奇偶校驗(yàn)位的值執(zhí)行奇偶校驗(yàn)，其特征在于所述存儲(chǔ)板(PM)包括基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELRj)，被布置在所述組的至少一些存儲(chǔ)單元之間，以便創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ) 單元的分離包(PQ)，每個(gè)基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)基準(zhǔn)位(dj)，所述基準(zhǔn)位(dj)被編程有在故障 注入式攻擊期間很可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值，并且每個(gè)m個(gè)存儲(chǔ)單元的包用于存儲(chǔ)所述塊中 與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，其中m大于1，并且所述檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括第二校驗(yàn)裝置(CMPl)，被配置為在讀取所述塊時(shí)，對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)位的值執(zhí)行校驗(yàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器，其中每m個(gè)存儲(chǔ)單元布置基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELRj)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4至5之一所述的存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)板包括多組存儲(chǔ)單元，用于分別存儲(chǔ)多個(gè)位塊，每個(gè)位塊具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶 校驗(yàn)位，用于存儲(chǔ)不同塊中同一位號(hào)的位的所有存儲(chǔ)單元(GCELO)被一起歸組到所述存儲(chǔ) 板的同一個(gè)區(qū)域(ZMO)內(nèi)，并且所述基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元(CELRl)被布置在所述區(qū)域的至少一些 區(qū)域之間。
7.一種集成電路，包括根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的存儲(chǔ)器。
8. —種芯片卡，包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路。
全文摘要
提供一種檢測(cè)對(duì)存儲(chǔ)器的故障注入式攻擊的方法及相應(yīng)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)板，包括用于存儲(chǔ)包括數(shù)據(jù)位和m個(gè)奇偶校驗(yàn)位的至少一個(gè)位塊的至少一組存儲(chǔ)單元；故障注入式攻擊的檢測(cè)裝置，包括被配置為讀取塊的每個(gè)位的讀取裝置和被配置為基于讀取的每個(gè)數(shù)據(jù)位的值和讀取的每個(gè)奇偶校驗(yàn)位的值執(zhí)行奇偶校驗(yàn)的第一校驗(yàn)裝置；基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元，被布置在所述組的至少一些存儲(chǔ)單元之間以便創(chuàng)建m個(gè)存儲(chǔ)單元的分離包，每個(gè)基準(zhǔn)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)被編程有故障注入式攻擊期間很可能會(huì)被修改的基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)位，并且每個(gè)m個(gè)存儲(chǔ)單元的包用于存儲(chǔ)所述塊中與不同奇偶性相關(guān)聯(lián)的m個(gè)位，m大于1，檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括第二校驗(yàn)裝置，被配置為對(duì)每個(gè)基準(zhǔn)位的值執(zhí)行校驗(yàn)。
文檔編號(hào)G11C29/42GK101923903SQ20101020592
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者朱利安·梅爾切爾, 馬蒂厄·利薩特 申請(qǐng)人:St微電子(魯塞)有限公司