具有可分区数据路径的可缩放加密引擎制造技术

总的来说，本公开描述了可缩放、可分区的加密引擎。本公开的可分区加密引擎例如通过以降低的时钟速率控制分区子数据路径的操作来产生功率节省。一种装置包括接口以及与该接口通信的解密引擎，该接口被配置为接收加密数据块以用于解密。解密引擎包括多个解密子数据路径，其中，每个相应的解密子数据路径与多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性。解密引擎被配置成选择性地启用多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径来解密加密数据块以形成解密数据块。据块。据块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可分区数据路径的可缩放加密引擎
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年6月19日提交的美国申请第16/446,140号的优先权，出于全部目的，该申请的内容通过引用以其整体并入本文。


[0003]本公开总体涉及在各种类型的计算系统中实现的加密和解密。
[0004]背景
[0005]许多计算系统(包括通过网络接收内容的那些计算系统)结合了包括数据解密和加密硬件及软件的内容保护或数字权利管理技术。这种加密保护了安全数据免受未经授权的访问和利用，这些安全数据可能是敏感的、私有的和/或权限受管理的，并且被存储或使用在系统上。
[0006]概述
[0007]然而，加密和解密操作通常是计算密集型的，并且可能对各种计算系统(诸如那些电池供电的系统)的部件的性能和功耗产生显著不利影响。这些计算系统的一些示例包括人工现实系统。人工现实系统正变得越来越普遍，应用于许多领域，诸如计算机游戏、健康和安全、工业和教育。作为几个示例，人工现实系统被结合到移动设备、游戏机、个人计算机、电影院和主题公园中。通常，人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式调整的现实的形式，其可包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混杂现实(hybrid reality)、或其某种组合和/或衍生物。
[0008]典型人工现实系统包括用于渲染内容和向用户显示内容的一个或更多个设备。作为一个示例，人工现实系统可结合头戴式显示器(HMD)，该HMD由用户佩戴并且被配置为向用户输出人工现实内容。人工现实内容可包括完全生成的内容或与捕获的内容(例如，现实世界视频和/或图像)相组合生成的内容。解密操作通常是计算密集型的，并且可能对人工现实系统的部件(诸如HMD或其他电池供电的内容渲染设备)的性能和功耗产生显著的不利影响。
[0009]总的来说，本公开描述了具有可分区数据路径的加密引擎，其中一组数据路径加密/解密电路的全部或子集被选择性地启用。本公开的加密引擎无缝地启用或禁用在可分区数据路径内的各个加密或解密电路，以动态地和自适应地改变加密/解密模式。本公开的加密引擎操作分区的加密/解密电路，而在分区之间没有数据相互依赖性，从而允许单独启用或禁用电路，同时允许被启用的电路与跨分区(cross
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partition)启用状态无关地操作。举例来说，本公开集中于这些加密引擎的解密能力，特别是用于电池供电的设备，诸如人工现实系统的HMD。
[0010]解密模式选项的示例包括“完全解密”(其中所有帧(视频帧、音频帧或两者)都经历解密)或者“样本解密”(其中只有一部分帧经历解密以满足可靠数据传输的时变最大比特率)。完全解密模式和样本解密模式通常表示关于本公开的完全加密模式和样本加密模式的互逆(reciprocal)操作模式。本公开的可重新配置的解密引擎将控制加密引擎操作的
主时钟分成用于数据路径的每个分区解密电路的多个单独的子时钟。解密引擎可以根据自定义速率(诸如以用于完全解密模式的全频率，或者以用于降低功耗的降低的速率(例如，半频率、四分之一频率等))的不同排列和组合同时操作子时钟。
[0011]本公开的一些方面针对实现自适应毛刺抑制(glitch suppression)的解密引擎。在这些示例中，本公开的解密引擎在处理流水线中包括毛刺抑制触发器或锁存器(统称为毛刺抑制寄存器)，以便同步不对称信号路径。以这种方式，毛刺抑制寄存器锁存器可以减少通常在不对称信号路径中的时钟周期之间发生的切换活动，从而减少解密引擎的功耗。在一个示例中，本公开的解密引擎可以利用毛刺抑制寄存器来同步流水线解密的逆替换字节(inverse substitute byte)(“Sbox”)阶段内的数据路径信号。以这种方式，本公开的解密引擎可以在遍历逆变单元(inversion unit)之后并且在进入乘法单元之前减少或消除不对称。在一些示例中，本公开的解密引擎以自适应方式控制毛刺抑制寄存器，使得当以较低频率操作时，解密引擎绕过一个或更多个辅助(或“从”)锁存器，同时保留首要(或“主”)锁存器。加密引擎也可以在流水线加密的互逆Sbox阶段中实现本公开的毛刺抑制设计。
[0012]在一个示例中，本公开针对一种用于数据解密的装置。该装置包括接口以及与接口通信的解密引擎，接口被配置为接收加密数据块以用于解密。解密引擎包括多个解密子数据路径，其中，每个相应的解密子数据路径与多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性。解密引擎被配置成选择性地启用多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径来解密加密数据块以形成解密数据块。
[0013]在另一个示例中，本公开针对一种人工现实系统。该人工现实系统包括解密引擎，该解密引擎包括多个解密子数据路径，其中，每个解密子数据路径与多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性。解密引擎被配置成选择性地启用多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径来解密加密数据块以形成解密数据块。人工现实系统还包括头戴式显示器(HMD)，该HMD被配置为输出包括解密的数据块的人工现实内容。
[0014]在另一个示例中，本公开针对一种方法。该方法包括：由解密引擎基于一个或更多个时钟当前工作的频率确定解密模式，其中，一个或更多个时钟中的每个时钟控制解密引擎的多个子数据路径中的相应子数据路径，并且其中每个解密子数据路径与多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性。该方法还包括：由解密引擎选择性地启用多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径，以基于确定控制一个或更多个被启用的解密子数据路径的相应时钟处于激活状态，来解密加密数据块，以形成解密数据块。该方法还包括：由解密引擎使用一个或更多个被选择性启用的子数据路径来解密加密数据块以形成解密数据块。
[0015]在另一个示例中，本公开针对一种人工现实系统。该人工现实系统包括加密引擎，该加密引擎包括多个加密子数据路径，其中每个加密子数据路径与多个加密子数据路径中的任何其他加密子数据路径没有数据相互依赖性。加密引擎被配置为选择性地启用多个加密子数据路径中的一个或更多个加密子数据路径来加密输入数据块以形成加密的数据块。人工现实系统还包括头戴式显示器(HMD)，该HMD被配置为输出加密的数据块。
[0016]本公开的系统配置和技术提供了加密引擎和解密引擎，这些引擎可以被无缝地重新配置或调整以实现性能目标，同时满足整体系统功率效率目标。也就是说，通过在某些时
间低于最高性能水平地操作，同时维持加密性能，本公开的可重新配置的加密引擎在整个操作期间降低了功耗。可重新配置的加密引擎没有引入额外的基础设施来提供这些增强，因为不需要逻辑开销。本公开的技术可以在各种类型的硬件(诸如片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))中实现。作为非限制性示例，当在人工现实系统中实现时，本公开的解密引擎提供了各种功率节省的改进。
[0017本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种人工现实系统，包括：解密引擎，所述解密引擎包括多个解密子数据路径，其中，每个解密子数据路径与所述多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性，并且其中，所述解密引擎被配置为选择性地启用所述多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径来解密加密数据块以形成解密数据块；和头戴式显示器(HMD)，所述HMD被配置为输出包括所述解密数据块的人工现实内容。2.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中，为了解密所述加密数据块，所述解密引擎还被配置为：将所述加密数据块分区成多个子块，其中，所述多个子块中的每个子块与相应的类别相关联；执行移位操作，以在相应的顺序游程中排列每个相应类别的相应子块；和对每个相应的顺序游程执行换位操作，而对由所述多个子块形成的任何其他顺序游程没有数据相互依赖性。3.根据权利要求2所述的人工现实系统，其中，所述块具有十六个字节的长度，并且其中，所述多个子块中的每个相应子块具有四个字节的长度。4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的人工现实系统，其中，所述解密引擎被配置成实现多个时钟，所述多个时钟中的每个时钟与所述多个解密子数据路径中的相应解密子数据路径相关联，其中，为了选择性地启用所述一个或更多个解密子数据路径，所述解密引擎被配置为对于所述一个或更多个解密子数据路径中的每一个，激活与所述相应解密子数据路径相关联的时钟，并且其中，所述解密引擎被配置为针对不同的非重叠时钟周期激活所述多个时钟中的至少两个时钟。5.根据权利要求4所述的人工现实系统，其中，所述多个时钟包括四个时钟，并且其中，所述解密引擎被配置成：以四分之一轮频率实现所述四个时钟中的每个时钟；和交错激活所述四个时钟，使得在给定的时钟周期期间，所述时钟中的一个时钟处于激活状态，并且所述时钟中的三个时钟处于非激活状态；或者优选地其中，所述多个时钟包括四个时钟，并且其中，所述解密引擎被配置成：以半轮频率实现所述四个时钟中的每个时钟；和交错激活所述四个时钟，使得在给定的时钟周期期间，所述时钟中的两个时钟处于激活状态，并且所述时钟中的两个时钟处于非激活状态。6.根据权利要求1至5中任一项所述的人工现实系统，其中，所述解密引擎被配置为基于解密模式来选择性地启用所述一个或更多个解密子数据路径，所述解密引擎根据所述解密模式操作，并且其中，所述解密引擎被配置为基于一个或更多个时钟当前工作的频率来确定所述解密模式，其中，所述一个或更多个时钟中的每个时钟控制所述多个子数据路径中的相应子数据路径；并且优选地，其中，所述解密模式是完全解密模式或样本解密模式中
的一个，并且其中，所述解密模式被配置为基于包括所述块的输入数据的所有帧要被解密还是仅包括所述块的输入数据的帧的子集要被解密，来在所述完全解密模式和所述样本解密模式之间进行选择。7.根据权利要求1至6中任一项所述的人工现实系统，其中，所述解密引擎集成在所述HMD内。8.一种方法，包括：由解密引擎基于一个或更多个时钟当前工作的频率确定解密模式，其中，所述一个或更多个时钟中的每个时钟控制所述解密引擎的多个子数据路径中的相应子数据路径，并且其中，每个解密子数据路径与所述多个解密子数据路径中的任何其他解密子数据路径没有数据相互依赖性；由所述解密引擎选择性地启用所述多个解密子数据路径中的一个或更多个解密子数据路径，以基于确定控制一个或更多个被启用的解密子数据路径的相应时钟处于激活状态来解密加...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏希尔，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：