一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路制造技术

本发明专利技术实施例公开一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路，用以解决现有芯片不能有效阻止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏的问题。该芯片电源电路包括：电源，LC滤波器，传输线陷波器，输出滤波电容组以及芯片；其中，LC滤波器的输入端耦接电源，输出端耦接传输线陷波器的输入端，传输线陷波器输出端耦接输出滤波电容组的输入端，输出滤波电容组输出端耦接芯片的电源引脚；电源用于为芯片供电，是直流电源；LC滤波器用于滤除来自电源的干扰；传输线陷波器用于防止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏；输出滤波电容组用于滤除抑制来自电源的干扰，同时进一步减小反向侧信道信息泄漏的可能性。

A chip power supply circuit to prevent side channel information leakage

【技术实现步骤摘要】
一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路
本专利技术实施例涉及计算机硬件领域，尤其涉及一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路。
技术介绍
目前，侧信道泄漏已经成为对计算机硬件和芯片进行安全攻击的重要手段，所谓侧信道，就是与主信道相对的，加密信息通过主信道进行传输，但在密码设备进行密码处理时，会通过侧信道泄露一定的功耗、电磁辐射、热量、声音等信息，泄露的这些信息又随着设备处理的数据及进行的操作的不同而有差异，攻击者就通过分析信息之间的这种差异性来得出设备的密钥等敏感信息，即本质上是利用了设备能量消耗的数据依赖性和操作依赖性。随着芯片集成度的提高，主频和内部信号等效频率的升高，由于电磁场和电磁波的特性，加上寄生电容等分布参数的影响，侧信道信息泄漏的可能性越来越大，在芯片和外围电路的设计中，防范侧信道信息泄漏工作也越来越重要。通过芯片电源电路这一重要侧信道泄漏信息，在计算机安全领域中已有先例，传统的芯片电源滤波电路只能在一定程度上保证芯片供电的稳定，却不能完全有效地阻止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏，因此，改进芯片电源引脚的供电电源电路设计，有效阻止反向侧信道泄漏，已经成为一个急需解决的问题。
技术实现思路
基于上述存在的问题，本专利技术实施例提供一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路，用以解决现有芯片不能有效阻止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏的问题。本专利技术实施例公开一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路。包括：电源，LC滤波器，传输线陷波器，输出滤波电容组以及芯片；其中，所述LC滤波器的输入端耦接所述电源，输出端耦接所述传输线陷波器的输入端，所述传输线陷波器输出端耦接所述输出滤波电容组的输入端，所述输出滤波电容组输出端耦接芯片的电源引脚；所述电源用于为芯片供电，是直流电源；所述LC滤波器用于滤除来自电源的干扰；所述传输线陷波器用于防止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏；所述输出滤波电容组用于滤除来自电源的干扰，同时进一步减小反向侧信道信息泄漏的可能性。进一步地，所述LC滤波器中的滤波电感L用磁珠或者电阻替换。进一步地，所述传输线陷波器的陷波频率抑制脉冲信号频率的1至5次谐波，其中所示脉冲信号为可能泄露信息的脉冲信号。进一步地，所述传输线陷波器的品质因数Q大于10。进一步地，所述输出滤波电容组采用多个电容并联，且所述电容的容量数量级均不同。进一步地，所述输出滤波电容组采用的相邻两电容的容量相差两个数量级。与现有技术相比，本专利技术提供的一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路，至少实现了如下的有益效果：通过设计传输线陷波器，将一定频率范围内，能量较高的可能携带信息的脉冲信号限制在陷波器内并将其消耗掉，这样可以有效降低脉冲信号能量，使之功率降低到白噪声功率水平，无法进一步向电源电路中反向泄漏，有效阻止了通过芯片电源电路进行的侧信道信息泄漏。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本专利技术实施例提供的防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。目前，芯片电源电路通常采用在芯片电源引脚附近对地并联电容，或者采用简单的RC滤波、LC滤波电路供电等方法，但由于实际电容存在ESR(等效电阻)和ESL(等效电感)，即使采用多个电容并联，虽然能将电源干扰减小到允许的程度，却不能完全阻止可能携带有信息的特定频率脉冲信号向电源电路中反向泄漏，甚至可能通过分布电容泄漏到主电源电路中，因此本专利技术实施例中通过设计传输线陷波器，将一定频率范围内，能量较高的可能携带信息的泄漏脉冲信号限制在陷波器内，并消耗掉，有效降低泄漏脉冲能量，防止信息通过过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏。基于此，本专利技术实施例提供了防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路结构图，如图1所示，包括：电源：为符合芯片供电要求的一般直流电源。LC滤波器：主要用于滤除来自电源的干扰，按照一般抗干扰电源LC滤波器设计，在设计时，也可以同时考虑侧信道泄漏信号的滤除；必要时，滤波电感L也可用磁珠或者电阻代用。传输线陷波器：是防止芯片通过电源引脚反向侧信道泄漏的关键元器件，传输线陷波器的陷波频率抑制脉冲信号频率的1至5次谐波，其中所示脉冲信号为可能泄露信息的脉冲信号，传输线陷波器的品质因数Q大于10；传输线通过印刷电路板(PCB)走线设计，或者通过柔性印刷电路板设计成微带线电路，用于对可能泄漏关键信息的脉冲信号频带实现陷波。输出滤波电容组：输出滤波电容组采用低ESR(等效电阻)和低ESL(等效电感)的电容，采用多个电容并联，且所述电容的容量数量级均不同，优选的输出滤波电容组采用的相邻电容的容量相差两个数量级，例如，选择100pF、0.01μF和1μF电容并联，或者选择1000pF、0.1μF和10μF电容并联，这样可以进一步滤除来自电源的干扰，同时也在一定程度上减弱反向侧信道泄漏。芯片：芯片泛指一般集成电路，也可特指处理高速数字信号，或者进行高速数字通信的芯片；输出滤波电容组尽量靠近芯片电源引脚，传输线陷波器要求直接连接在芯片电源引脚附近或者在芯片电源引脚附近印刷电路板(PCB)上设计走线。在本专利技术实施例中，印刷电路板(PCB)设计中有单独的完整地线平面，所有元器件就近接地。本专利技术实施例中的电路连接方式如下：LC滤波器的输入端耦接所述电源，输出端耦接所述传输线陷波器的输入端，所述传输线陷波器输出端耦接所述输出滤波电容组的输入端，所述输出滤波电容组输出端耦接芯片的电源引脚。本专利技术实施例采用LC滤波器+传输线陷波器+输出滤波电容的三级抗干扰电源电路设计，通过LC滤波器滤除来自电源的干扰；而传输线陷波器，将一定频率范围内，能量较高的可能携带信息的脉冲信号限制在陷波器内并将其消耗掉，这样可以有效降低脉冲信号能量，使之功率降低到白噪声功率水平，无法进一步向电源电路中反向泄漏，有效阻止了通过芯片电源电路进行的侧信道信息泄漏。同时，输出滤波电容组可进一步减弱反向侧信道泄漏。本专利技术实施例提供的芯片电源电路可以有效阻止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本专利技术所必须的。本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路，其特征在于，包括：电源，LC滤波器，传输线陷波器，输出滤波电容组以及芯片；/n其中，所述LC滤波器的输入端耦接所述电源，输出端耦接所述传输线陷波器的输入端，所述传输线陷波器输出端耦接所述输出滤波电容组的输入端，所述输出滤波电容组输出端耦接芯片的电源引脚；/n所述电源用于为芯片供电，是直流电源；/n所述LC滤波器用于滤除来自电源的干扰；/n所述传输线陷波器用于防止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏；/n所述输出滤波电容组用于滤除来自电源的干扰，同时进一步减小反向侧信道信息泄漏的可能性。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止侧信道信息泄漏的芯片电源电路，其特征在于，包括：电源，LC滤波器，传输线陷波器，输出滤波电容组以及芯片；
其中，所述LC滤波器的输入端耦接所述电源，输出端耦接所述传输线陷波器的输入端，所述传输线陷波器输出端耦接所述输出滤波电容组的输入端，所述输出滤波电容组输出端耦接芯片的电源引脚；
所述电源用于为芯片供电，是直流电源；
所述LC滤波器用于滤除来自电源的干扰；
所述传输线陷波器用于防止信息通过芯片电源引脚以及电源电路的反向侧信道泄漏；
所述输出滤波电容组用于滤除来自电源的干扰，同时进一步减小反向侧信道信息泄漏的可能性。


2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世平，桑胜田，王小丰，肖新光，
申请(专利权)人：哈尔滨安天科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23