專利名稱：可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及運(yùn)行的保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可編程門陣列的保護(hù)電路，確切地說(shuō)是涉及可編程門陣列運(yùn)行代碼的安全加載及安全運(yùn)行的一種保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的可編程門陣列在用于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、圖像的編解碼及加解密等需要保護(hù)的敏感算法時(shí)，存在著被非法讀取、復(fù)制、造成算法泄漏的安全隱患。盡管采用了一些防范措施，如采用總線亂置法保護(hù)，但經(jīng)分析很易被看破；對(duì)RAM采用掉電數(shù)據(jù)保護(hù)，其可靠性不高，且無(wú)法對(duì)付帶電運(yùn)行的讀取；做成專用芯片保護(hù)配置又不靈活，采用特定引腳燒毀法保護(hù)，又可能對(duì)芯片造成永久破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于為用戶提供可編程門陣列運(yùn)行代碼的安全加載及安全運(yùn)行的一種保護(hù)電路。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過(guò)實(shí)施下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及安全運(yùn)行的保護(hù)電路，除包括有運(yùn)行待保護(hù)的代碼和監(jiān)控代碼的可編程門陣列，加密存放代碼的存儲(chǔ)器，電源管理電路外，其特征在于還包括存有保護(hù)算法、監(jiān)控算法及重要運(yùn)算參數(shù)的一次性可編程邏輯器件，微處理器CPU及復(fù)位電路；其中，所述可編程門陣列與可編程邏輯器件通過(guò)總線連接，微處理器CPU通過(guò)該總線又分別與所述可編程門陣列、可編程邏輯器件及存儲(chǔ)器連接，復(fù)位電路與微處理器CPU連接。
附加技術(shù)特征是電源管理電路，分別由提供可編程門陣列工作的電源電路，及提供微處理器CPU工作的電源電路組成。
本實(shí)用新型的工作原理是設(shè)備加電后，微處理器CPU通過(guò)總線訪問(wèn)存儲(chǔ)器，從中讀取被加密的代碼，再通過(guò)總線調(diào)用可編程邏輯器件中的保護(hù)算法，解密被加密的代碼，再把解密后的代碼加載到可編程門陣列中，然后就可以啟動(dòng)可編程門陣列運(yùn)行。
當(dāng)可編程門陣列運(yùn)行時(shí)，先向一次性可編程邏輯器件發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，該器件中的監(jiān)控算法被啟動(dòng)，并在時(shí)鐘控制下不斷地向可編程門陣列發(fā)送序列流，可編程門陣列在運(yùn)行待保護(hù)的算法代碼的同時(shí)也在運(yùn)行著監(jiān)控代碼，并不斷地比較兩個(gè)監(jiān)控算法產(chǎn)生的序列流，如果一致就正常地運(yùn)行待保護(hù)的算法，否則就停止運(yùn)行。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于①由于可編程門陣列的運(yùn)行代碼，是事先被加密后存放在存儲(chǔ)器中，因此被非法讀取也不可能泄密；②解密代碼的保護(hù)算法、監(jiān)控算法和運(yùn)行所需要的重要參數(shù)，是存放在一次性可編程邏輯器件中，該器件難于破譯復(fù)制；③通過(guò)同時(shí)在可編程門陣列與可編程邏輯器件中運(yùn)行監(jiān)控算法并比較結(jié)果，可以有效保護(hù)可編程門陣列代碼的安全運(yùn)行。


圖1為本實(shí)用新型原理示意框圖圖2為可編程門陣列與可編程邏輯器件間的運(yùn)行監(jiān)控示意圖圖3為本實(shí)用新型保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及安全運(yùn)行的保護(hù)電路，除包括有待保護(hù)的運(yùn)行代碼、監(jiān)控代碼的大規(guī)模可編程門陣列IC2、加密存放代碼的存儲(chǔ)器IC3、電源管理電路外，還包括存有保護(hù)算法、監(jiān)控算法及重要運(yùn)算參數(shù)的一次性可編程邏輯器件IC1，微處理器CPU及復(fù)位電路IC6；其中，大規(guī)?？删幊涕T陣列IC2與反熔絲一次性可編程邏輯器件IC1通過(guò)數(shù)據(jù)、地址及控制總線連接，微處理器CPU又通過(guò)所述該總線分別與大規(guī)模可編程門陣列IC2、反熔絲一次性可編程邏輯器件IC1及大容量存儲(chǔ)器IC3連接，微處理器CPU還與復(fù)位電路IC6連接，而電源管理電路IC4與CPU連接，電源管理電路IC5與大規(guī)?？删幊涕T陣列IC2連接；其中微處理器CPU，可采用數(shù)字信號(hào)處理器TMS 320VC5416；反熔絲一次性可編程邏輯器件IC1，可采用Actel 42MX16；大規(guī)模可編程門陣列IC2，可采用Xilinx XCV400E；大容量存儲(chǔ)器IC3，可采用29LV800TA；電源管理電路IC4、IC5，可采用TPS7101芯片；復(fù)位電路IC6，可采用DS1232。
電路的工作過(guò)程如下電路供電后，電源管理電路IC5將外部提供的3.3V直流電轉(zhuǎn)換成1.8V供給IC2，電源管理電路IC4將外部提供的3.3V直流電轉(zhuǎn)換成1.6V供給CPU；接通工作電源后，CPU首先從IC3中讀取程序代碼自舉，自舉成功后CPU通過(guò)數(shù)據(jù)、地址和控制總線，從IC3中把加了密的可編程門陣列運(yùn)行代碼讀到自己內(nèi)部的RAM中，由于該代碼很長(zhǎng)，所以要分多次讀取；讀第一次時(shí)，CPU通過(guò)所述總線啟動(dòng)IC1中的保護(hù)算法，解密加了密的可編程門陣列運(yùn)行代碼，并通過(guò)CPU的加載接口將解密后的運(yùn)行代碼，加載到大規(guī)?？删幊涕T陣列IC2中，由于該代碼還沒(méi)讀完，CPU將繼續(xù)不斷地重復(fù)上述的讀取、解密和加載的過(guò)程，直到運(yùn)行代碼完全被加載到IC2中。
可編程門陣列運(yùn)行代碼加載工作完成后就可以開(kāi)始運(yùn)行。運(yùn)行前先啟動(dòng)IC2中的監(jiān)控算法，同時(shí)，通過(guò)IC2與IC1間的連線也啟動(dòng)IC1中的監(jiān)控算法運(yùn)行，然后開(kāi)始在IC2中運(yùn)行待保護(hù)的算法；在IC1與IC2分別同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控算法的過(guò)程中，IC1在時(shí)鐘的控制下不斷地往IC2中輸送其監(jiān)控算法產(chǎn)生的序列流，IC2將自己運(yùn)行監(jiān)控算法產(chǎn)生的序列流與IC1輸入的序列流不斷地作比較，結(jié)果一致，IC2就正常運(yùn)行；如果受到干擾，則產(chǎn)生的兩個(gè)序列流不一致，CPU會(huì)立即停止IC2的運(yùn)行，有效地保護(hù)可編程門陣列運(yùn)行代碼的安全。
權(quán)利要求1.可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及安全運(yùn)行的保護(hù)電路，除包括有運(yùn)行待保護(hù)的代碼和監(jiān)控代碼的可編程門陣列IC2，加密存放代碼的存儲(chǔ)器IC3，電源管理電路外，其特征在于還包括存有保護(hù)算法、監(jiān)控算法及重要運(yùn)算參數(shù)的一次性可編程邏輯器件IC1，微處理器CPU及復(fù)位電路IC6；其中，所述可編程門陣列IC2與可編程邏輯器件IC1通過(guò)總線連接，微處理器CPU通過(guò)該總線又分別與所述可編程門陣列IC2、可編程邏輯器件IC1及存儲(chǔ)器IC3連接，復(fù)位電路IC6與微處理器CPU連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及安全運(yùn)行的保護(hù)電路，其特征在于電源管理電路，分別由提供可編程門陣列IC2工作的電源電路IC5，及提供微處理器CPU工作的電源電路IC4組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了可編程門陣列運(yùn)行代碼安全加載及安全運(yùn)行的保護(hù)電路，除包括有可編程門陣列，存儲(chǔ)器，電源管理電路外，還包括存有保護(hù)算法、監(jiān)控算法及重要運(yùn)算參數(shù)的一次性可編程邏輯器件，微處理器及復(fù)位電路；其中，可編程門陣列與可編程邏輯器件由總線連接，微處理器由總線分別與可編程門陣列、可編程邏輯器件及存儲(chǔ)器連接，復(fù)位電路與微處理器連接；優(yōu)點(diǎn)是可編程門陣列的運(yùn)行代碼，是被加密后存放在存儲(chǔ)器中的不能泄漏；解密代碼的保護(hù)算法、監(jiān)控算法和所運(yùn)行所需的重要參數(shù)，是存放在一次性可編程邏輯器件中難于破譯復(fù)制；同時(shí)在可編程門陣列與可編程邏輯器件中運(yùn)行監(jiān)控算法并比較結(jié)果，可有效保護(hù)可編程門陣列代碼的安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)G06F11/00GK2769992SQ20052003307
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者黃益盛, 謝上明, 江衛(wèi) 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十研究所