林宇红,肖 昊

(合肥工业大学 微电子学院,安徽 合肥 230009)

随着信息全球化和移动信息的迅猛发展,信息安全问题在各个领域备受关注。存储器是专用集成电路(ASIC)芯片中重要的组成部分,其作为密码信息的重要载体,主要存储芯片执行代码、芯片操作数据以及应用者密钥等重要信息。芯片数据的存储对客户安全应用具有重要意义,如果芯片自身的安全防护能力过于薄弱,将导致芯片存在安全缺陷漏洞或遭遇黑客攻击,带来较严重的安全威胁。因此,增强信息存储安全以禁止非相关人员进行人为操作或者非法篡改十分必要。密码算法加密实现平台主要由硬件、软件和芯片组成。软件实现安全特性会导致控制指令延时,从而影响功能安全特性的实现。硬件实现占用空间大,成本较大,影响使用场合。与硬件加密和软件加密相比,芯片加密具有集成度高、资源消耗少等优势[1]。设计ASIC芯片对嵌入内部的快闪存储器(eFlash)数据进行加密以确保数据安全是效果较好的设计方案。

目前已有学者在防御Flash安全攻击方面展开了研究。在软件层面,文献[2]基于JFFS2 (Journaling Flash File System Version 2)设计了符合嵌入式系统特点和Flash物理特性的加密文件系统。该加密方案基于嵌入式软件平台,将加密算法直接移植到嵌入式系统。由于软件主要是串行处理数据,高延时降低系统的性能,该加密方案使系统性能降低了28%。在硬件层面,文献[3]使用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)设计了Flash存储加密,在处理器和Flash总线之间串联一块CPLD,对Flash地址线以及数据线进行加密处理。……