一种物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路制造方法及图纸

本发明专利技术涉及物联网领域，具体涉及一种物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路。该物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路首先获取第一摘要值和第二摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较，若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。基于SRAM的上电初值进行指纹摘要和认证，通过检测认证结果，可以采取合适的安全措施，能够以较小的实现代价显著增强物联网终端节点芯片的物理安全，具备良好的适应性和实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路
本专利技术涉及物联网领域，具体而言，涉及一种物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路。
技术介绍
物联网综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够协同地实时采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，其应用前景十分广阔。在安防网络、军事、金融、医疗等安全敏感的领域物联网的安全问题至关重要。由于物联网终端分布区域的开放特性，恶意攻击者很可能获取一些节点，对其进行物理上的分析和修改，并利用被俘获的节点干扰网络的正常功能，甚至可能通过分析其内部敏感信息和上层协议机制以达到破解和瘫痪整个网络的目的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路，以至少解决现有物联网终端易被恶意攻击的技术问题。根据本专利技术的一实施例，提供了一种物联网终端节点物理安全防护方法，包括以下步骤：提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值；上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较；若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。进一步地，使用分组加密算法存储于物联网终端节点芯片中非易失性存储区对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值。进一步地，采用BCH解码器对上电数据进行纠错解码，如果BCH解码器的BCH纠错码能进行纠错则继续进行认证，如果BCH纠错码纠错不成功，则跳至认证失败。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种物联网终端节点物理安全防护装置，包括：第一摘要值获取单元，用于提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值；上电数据读取单元，用于上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；第二摘要值获取单元，用于对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；比较单元，用于读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较；判定单元，用于若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。根据本专利技术的再一实施例，提供了一种物联网终端节点物理安全防护电路，包括：SRAM单元、安全处理器内核、安全boot单元、物理随机函数产生单元、存储访问控制单元、抗功旁路分析的加密认证单元；物理随机函数产生单元用于提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM单元的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值，上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；加密认证单元用于对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；安全处理器内核用于读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较，若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败；存储访问控制单元、安全boot单元用于存储认证结果状态。进一步地，安全处理器内核中设置有安全可信单元，安全处理器内核被配置为：调整乘除法的指令周期，使得所有的乘除法具有相同的执行周期；调整分支跳转指令的时序，使所有的分支跳转指令具有相同的执行周期；随机插入分支原地跳转的操作，打乱指令执行流的周期；控制安全处理器内核的运算数据极性。进一步地，物理随机函数产生单元的激励响应对是存储单元地址和对应地址单元的上电初始值。进一步地，安全boot单元用于更新代码并进行完整性检测，其实现方式为：采用8K/16KROM，固化安全检测的微代码；ROM地址映射为系统0地址，每次上电或者系统复位先从ROM启动，ROM会检测物理随机函数的认证结果，认证成功后跳转至正常运行程序，认证不成功则不跳转，继续检测认证结果；ROM程序包含7816、串口、SPI接口初始化和控制代码，通过7816、串口、SPI接口与外界通信，ROM程序包含读写flash功能代码；上位机发送更新指令来更新flash中的代码，在启动更新时，先启动一次物理随机函数的认证，认证通过后再进行代码更新，认证不通过则停止更新。进一步地，真随机数产生器的产生方式包括：基于电路噪声的真随机数产生器、基于混沌的真随机数产生器和基于振荡器采样的真随机数产生器。进一步地，真随机数产生器的产生方式为基于振荡器产生1G赫兹以上的高频时钟，然后用10M左右的低频时钟对高频时钟进行采样，将多组采样值进行异或，然后用循环编码进行后处理产生真随机数。本专利技术实施例中的物联网终端节点物理安全防护方法、装置及电路，首先获取第一摘要值和第二摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较，若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。基于SRAM的上电初值进行指纹摘要和认证，通过检测认证结果，可以采取合适的安全措施，能够以较小的实现代价显著增强物联网终端节点芯片的物理安全，具备良好的适应性和实用性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术物联网终端节点的结构图；图2为本专利技术物联网终端节点物理安全防护方法的流程图；图3为本专利技术物联网终端节点物理安全防护方法的优选流程图；图4为本专利技术物联网终端节点物理安全防护装置的模块图；图5为本专利技术物联网终端节点物理安全防护电路的结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网终端节点物理安全防护方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值；/n上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；/n对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；/n读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较；/n若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。/n

【技术特征摘要】
1.一种物联网终端节点物理安全防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值；
上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；
对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；
读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较；
若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。


2.根据权利要求1所述的物联网终端节点物理安全防护方法，其特征在于，使用分组加密算法存储于物联网终端节点芯片中非易失性存储区对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值。


3.根据权利要求1所述的物联网终端节点物理安全防护方法，其特征在于，采用BCH解码器对上电数据进行纠错解码，如果BCH解码器的BCH纠错码能进行纠错则继续进行认证，如果BCH纠错码纠错不成功，则跳至认证失败。


4.一种物联网终端节点物理安全防护装置，其特征在于，包括：
第一摘要值获取单元，用于提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值；
上电数据读取单元，用于上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；
第二摘要值获取单元，用于对上电数据进行纠错解码，获取随机种子数据，对随机种子数据采用散列运算得到第二摘要值；
比较单元，用于读取加密后的第一摘要值并进行解密，得到解密后的第一摘要值，将第一摘要值与第二摘要值进行比较；
判定单元，用于若第一摘要值与第二摘要值相等，则认证成功，否则认证失败。


5.一种物联网终端节点物理安全防护电路，其特征在于，包括：SRAM单元、安全处理器内核、安全boot单元、物理随机函数产生单元、存储访问控制单元、抗功旁路分析的加密认证单元；
所述物理随机函数产生单元用于提取安全状态下物联网终端节点芯片的SRAM单元的SRAM初值，采用散列算法对SRAM初值进行摘要，再使用分组加密算法对摘要值进行加密得到加密后的第一摘要值，上电后读取物联网终端节点芯片中SRAM的上电数据；
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈毅成，龚明杨，张明宇，
申请(专利权)人：武汉瑞纳捷电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42