本发明属于安全芯片,提出了一种存储器加密读出方法。
背景技术:
1、存储器是计算机系统中最重要的部件之一,用来存放数据与程序,因此其安全性以及存储寿命备受关注。随着芯片设计水平的提升和技术的进步,关于存储器的数据加密技术已经是非常成熟。比如使用aes(advanced encryption standard)或者其他强加密算法,对数据加密并存储到存储器中。
2、虽然存储加密数据的安全性更高,但是由于比特翻转率的增加,会使得存储器的使用寿命大大降低。例如aes(advanced encryption standard)加密会导致两个加密的数据之间存在着50%的比特数据差异,尽管原始数据之间的差异只有一位。因此,加密会导致存放安全数据的存储器的比特翻转率增加,大大缩短了存储器的使用寿命。
3、现有的存储器加密技术为了在加密的同时,兼顾存储器的生命周期,会使用诸如增量加密、压缩和选择性加密等加密方法。但在这些已经提出的方法中,如图1所示,也总是会通过专用的加密芯片将加密后的具有较高比特翻转率的数据存储在内存中,依旧存在着存储器生命周期减少的问题。而且这些方法为了平衡存储器安全和寿命,在一定程度上安全性受到了不好的影响。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本发明提供一种能够在不增加比特翻转率的前提下,提高存储器的安全性的存储器加密方法,从而增加存储器的单元寿命且兼顾更高的安全性。
2、技术方案
3、存储器加密读出方法是提供一种存储器加密读出架构,包括专用加密引擎、专用安全传输指令译码逻辑控制器、专用加密寄存器和非易失性存储空间。所述专用加密引擎适配大多数对称加密算法,用以对数据进行加密处理;所述专用安全传输指令译码逻辑控制器用来译码安全传输指令、提取安全传输指令中的密钥,所述安全传输指令包括一个指令码和一个密钥,将安全传输指令中的密钥和所述加密存储器的密钥进行对比,并生成对应控制信号,所述安全传输指令为所述控制信号用来配置专用加密寄存器;所述专用加密寄存器用来存放加密的模式,所述加密模式包含专用加密引擎的开启或关闭、所需密钥的大小以及接收错误密钥的最大阈值;所述非易失性存储空间用来存放原始数据和所述专用加密引擎生成的密钥。
4、进一步地,所述加密存储器的依靠安全传输指令使用,其执行步骤有五个,依次为安全传输的决定、译码触发、密钥检查、寄存器设置、最终的决定,所述的步骤均在加密存储器内执行,且所述安全传输指令是安全的,只有知道密钥的用户才能向本发明的存储器发出安全传输指令,触发正确读取数据操作。
5、进一步地,所述专用安全传输指令译码逻辑控制器会对给入的安全传输指令进行译码和密钥提取,同时对比提取的密钥和加密存储器的密钥,然后生成控制信号,最后将所生成的控制信号传输到所述专用加密寄存器中。
6、进一步地,所述专用加密寄存器会根据所述专用安全传输指令译码逻辑控制器所发出的控制信号对所述专用加密寄存器本身的寄存器值进行改变,从而调整加密的模式。
7、进一步地,所述寄存器值的对应的加密模式是:第0位,用来开启或者关闭所述专用加密引擎;第1、2位,用来决定给入的所述加密存储器的密钥的大小,设置的密钥越大,安全级别越高;第3、4位,用来决定接受给入的错误密钥的最大阈值,如果发送错误密钥的数量超过设置的值,所述专用加密引擎会将所述非易失性存储空间中的密钥重置为随机值,使得所述加密存储器传输错误的加密数据以欺骗攻击者,一定程度上提高了存储器安全性。
8、进一步地,所述专用加密引擎会根据需求对读出所述存储空间的数据进行加密,但对于写入的数据不进行处理,将原始数据存入所述存储空间,以不增加比特翻转率,从而保证存储器的单元寿命不被损害。
9、进一步地,所述加密存储器在默认的情况下,所述专用加密引擎处于开启状态,所述加密存储器的密钥大小为64位,所述接收错误密钥的阈值为1次。在接收到外界的安全传输指令和密钥后,所述加密存储器会将本身的密钥与外界的密钥进行对比,若匹配成功才能触发所述专用寄存器设置,进而对所述加密模式进行配置,最后选择是以加密或者原始数据进行传输。
1.一种存储器加密读出方法,提供一种存储器加密读出架构,所述存储器加密读出架构包括专用加密引擎、专用安全传输指令译码逻辑控制器、专用加密寄存器以及非易失性存储空间。所述专用加密引擎用以对数据进行加密处理;所述专用安全传输指令译码逻辑控制器用来译码安全传输指令、提取安全传输指令中的密钥,所述安全传输指令包括一个指令码和一个密钥;所述专用加密寄存器用来存放加密的模式,所述加密模式包含专用加密引擎的开启或关闭、所需密钥的大小以及接收错误密钥的最大阈值;所述非易失性存储空间用来存放原始数据和所述专用加密引擎生成的密钥。
2.根据权利要求1所述的存储器加密读出架构,其特征在于,所述的安全传输指令包含一个指令码和一个密钥,用于用户控制加密存储器的状态,且安全传输指令是安全的,只有知道密钥的用户才能向本发明的存储器发出安全传输指令。
3.根据权利要求1所述的存储器加密读出架构,其特征在于,所述的专用加密寄存器用来配置加密模式,所述加密模式包含专用加密引擎的开启或关闭、所需密钥的大小以及接收错误密钥的最大阈值。
4.根据权利要求1所述的存储器加密读出架构,其特征在于,所述的执行步骤为:所述的存储器加密读出架构在接收到外界的安全传输指令和密钥后,所述加密存储器会将默认的64位密钥与外界的密钥进行对比,若匹配成功才能触发所述专用寄存器设置,进而对所述加密模式进行配置,最后选择是以加密或者原始数据进行传输;若匹配失败,则会记录匹配失败的次数,并与默认的1次阈值对比,如果达到阈值,则发送出存储器的是错误格式的加密数据,如果未达到阈值则发送出存储器的是正确格式的加密数据。
