ES2209980T3 - Circuito integrado y disposicion de circuito para la alimentacion de corriente de un circuito integrado. - Google Patents

Circuito integrado y disposicion de circuito para la alimentacion de corriente de un circuito integrado.

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ES2209980T3 ES00962227T ES00962227T ES2209980T3 ES 2209980 T3 ES2209980 T3 ES 2209980T3 ES 00962227 T ES00962227 T ES 00962227T ES 00962227 T ES00962227 T ES 00962227T ES 2209980 T3 ES2209980 T3 ES 2209980T3
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Abstract

Disposición de circuito para la alimentación de corriente de partes (14) relevantes para la seguridad de un circuito integrado, que están protegidas por medio de circuitos de control de acceso (16) correspondientes, caracterizada porque la alimentación de corriente (VD, VSS) de las partes (14) relevantes para la seguridad es conducida de tal forma que se interrumpe esta alimentación de corriente (VD, VSS), cuando es perturbada la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).

Description

Circuito integrado y disposición de circuito para la alimentación de corriente de un circuito integrado.
Circuito integrado y disposición de circuito para la alimentación de corriente de un circuito integrado.
La presente invención se refiere a un circuito integrado para el procesamiento de datos relevantes para la seguridad con circuitos de salida de datos y circuitos de control de acceso así como a una disposición de circuito para la alimentación de corriente de partes relevantes para la seguridad de un circuito integrado.
Los circuitos integrados, que se emplean en tarjetas de chips, que contienen datos relevantes para la seguridad, pueden ser objeto de los más diferentes ataques sobre los datos relevantes para la seguridad contenidos en estos circuitos integrados.
Los ataques físicos sobre las tarjetas de chips pueden tener diferentes objetivos:
Lectura (Probing) de señales secretas
Forzamiento (Forcing) de señales de control.
Por lo tanto, en tecnologías de seguridad se conducen las señales secretas y las señales de control en planos de máscaras difícilmente accesibles y son protegidos adicionalmente a través de capas de protección (las llamadas capas de seguridad).
No obstante, además de los métodos Probing y Forcing, existe también la posibilidad de separar bloques de circuitos fuera de la alimentación, para generar de una manera selectiva errores "stuck - at" (tropiezo) en las señales de control y anular de esta manera, por ejemplo, las funciones de bloqueo.
Para la protección contra tales ataques, en los que se dejan sin tensión de una manera selectiva circuitos de control de acceso en un IC, se ha realizado hasta ahora, según el estado de la técnica, de forma duplicada la alimentación de tales circuitos de control de acceso (tanto en el plano del aluminio como también en el plano de la difusión). Por lo tanto, según el estado de la técnica, se podría realizar la protección contra un ataque del tipo descrito anteriormente conduciendo la alimentación hacia los circuitos de control de acceso en capas inseparables (planos del IC) (por ejemplo, en el plano de difusión).
La conducción duplicada de la alimentación tiene el inconveniente de que se pierde un espacio considerable en el IC, puesto que en otro caso se podrían conducir señales en la difusión. Una conducción de la alimentación de corriente exclusivamente en la difusión tiene el inconveniente de que la resistencia eléctrica de la capa de difusión es habitualmente más alta. Por lo tanto, o bien se producen caídas de la tensión, o deben preverse pistas correspondientemente anchas en la difusión, lo que conduce de nuevo a una pérdida considerable de espacio.
Se conoce por el documento EP 0 509 567 A2 un circuito integrado con dispositivos para la protección de informaciones secretas. Este circuito posee una envoltura de un material piezoeléctrico. En el caso de que se ejerza una presión mecánica sobre la envoltura, ésta genera una tensión, lo que es detectado por medios de supervisión y conduce con la ayuda de medios de destrucción al borrado de las informaciones secretas.
Por lo tanto, el cometido de la presente invención es crear un circuito integrado para el procesamiento de datos relevantes para la seguridad y una disposición de circuito para la alimentación de corriente de partes relevantes para la seguridad de un circuito integrado, en la que, manteniendo la misma seguridad o incluso con una seguridad mejorada, no se requiere tanto espacio para una alimentación de corriente conducida adicional o exclusivamente en la difusión para partes relevantes para la seguridad del IC.
Según la invención, este cometido se soluciona porque una interferencia de la alimentación de la corriente de los circuitos de control de acceso conduce a un bloqueo de los circuitos de salida de datos.
Un desarrollo posible preferido de esta solución se basa en que se generan señales de bloqueo por los circuitos de control de acceso, que están en cada caso invertidas por parejas, y los circuitos de salida de datos solamente trabajan cuando ambas señales de bloqueo invertidas, respectivamente, indican una anulación del bloqueo. Si se interrumpe ahora una de las alimentaciones de corriente del circuito de control de acceso, entonces de una manera forzosa una de las señales de bloqueo adopta un valor "falso", con lo que se bloquea la salida de datos.
En este caso, se prefiere especialmente conducir las señales de bloqueo invertidas, que se pertenecen, respectivamente, entre sí paralelas unas a las otras en el circuito integrado. Esto dificulta el ataque sobre una señal de bloqueo individual.
Además, se prefiere conducir las señales de bloqueo en la difusión o en una capa de seguridad. En otro caso, a través de un ataque sobre las señales de bloqueo se podría conseguir, aunque con algún gasto, un desbloqueo de los circuitos de salida de datos.
Otro desarrollo preferido de la invención se basa en conducir la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos de tal forma que se interrumpe esta alimentación de corriente cuando se destruye la alimentación de corriente del circuito de control de acceso.
Con este fin, se puede conectar con preferencia la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos en la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso. Ésta es una posibilidad muy sencilla para proteger los circuitos integrados frente a las manipulaciones mencionadas.
Una seguridad todavía mayor ofrece la solución preferida, en la que la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos es conducida a través de uno o varios conmutadores, que se abre cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso. De esta manera se puede evitar también que la alimentación de corriente del circuito de salida de datos sea restablecida a través de la aplicación de una aguja conductora de electricidad sobre regiones correspondientes del IC, aunque esté perturbada la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso.
En este caso, es especialmente preferida la solución en la que está dispuesto un conmutador NMOS entre la tensión de alimentación general V_{D} y la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos, cuya puerta está conectada a través de una línea conducida en la difusión o en una capa de seguridad con la alimentación de corriente V_{DD} de los circuitos de control de acceso.
De la misma manera, el cometido de la presente invención se soluciona a través de una disposición de circuito para la alimentación de corriente de partes relevantes para la seguridad de un circuito integrado, que están protegidas por medio de circuitos de control de acceso correspondientes, donde la alimentación de corriente de las partes relevantes para la seguridad está conducida de tal forma que se interrumpe esta alimentación de corriente cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso.
En este caso, es posible una solución especialmente sencilla cuando la alimentación de corriente de las partes relevantes para la seguridad esté conectada en la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso.
Mayor seguridad ofrece una solución, en la que la alimentación de corriente de las partes relevantes para la seguridad está conducida sobre uno o varios conmutadores, que se abren cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso. De esta manera, se puede impedir el restablecimiento forzoso de una alimentación de corriente de las partes relevantes para la seguridad, mientras está interrumpida la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso.
En este caso es especialmente preferido disponer un conmutador NMOS entre la alimentación de corriente general V_{D} y la alimentación de corriente de las partes relevantes para la seguridad, cuya puerta está conectada a través de una línea conducida en la difusión o en una capa de seguridad con la alimentación de corriente V_{DD} de los circuitos de control de acceso.
A través de una combinación de las medidas de seguridad descritas anteriormente se puede conseguir con preferencia una seguridad todavía mayor del circuito integrado con un gasto, naturalmente, ligeramente más elevado.
La presente invención se explica en detalle a continuación con la ayuda del ejemplo de realización descrito en el dibujo adjunto. En este caso:
La figura 1 muestra un fragmento esquemático de un circuito integrado, en el que todas las características de seguridad propuestas según la invención están previstas en paralelo.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de un IC, en cuya memoria 12 están depositados datos relevantes para la seguridad. El circuito integrado 10 dispone, por lo tanto, de una memoria 12, que está conectada con un circuito de lectura 14. Desde el circuito de lectura 14 se conducen los datos leídos desde la memoria 12 sobre la salida designada con "Datos".
Además, está previsto un bloque con circuitos de control de acceso 16, que contiene las funciones de bloqueo correspondientes. A través de estas funciones se asegura que, por ejemplo, solamente el usuario autorizado pueda acceder a los datos depositados en la memoria 12 después de la entrada de una palabra de paso.
Como se representa en la figura 1, la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso 16 y del circuito de lectura 14 está dispuesta de tal forma que los dos brazos de la alimentación de corriente V_{D} y V_{SS} están conducidos en primer lugar hacia los circuitos de control de acceso 16 y luego hacia el circuito de lectura 14. Una simple separación de V_{D} y V_{SS} delante de los circuitos de control de acceso 16 deja también de forma automática sin tensión al circuito de lectura 14, de manera que no se pueden leer ya datos desde la memoria 12.
Las alimentaciones V_{D} y V_{SS} están conducidas en este caso, como es habitual, en la capa de aluminio.
De esta manera, en principio, existiría la posibilidad de un ataque de tal forma que se interrumpe V_{D} delante y detrás de las funciones de bloqueo y el circuito de lectura es alimentado por separado a través de una alimentación de corriente colocada directamente allí sobre el aluminio.
Para evitarlo, adicionalmente en el lugar, en el que se deriva la alimentación de corriente del circuito de lectura 14 desde la V_{DD} que está presente en la capa de aluminio, está conectado entre V_{DD} y el circuito de lectura 14 un conmutador NMOS 18, cuya puerta 20 está conectada a través de una línea 22, que está conducida en una capa de seguridad o en la difusión, con la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso 16 en el plano de difusión. De esta manera se asegura que en cualquier interrupción de la alimentación de corriente hacia los circuitos de control de acceso 16 se abra el conmutador NMOS 18 y se quede sin corriente el circuito de lectura 14, con lo que se imposibilita una lectura de la memoria 12.
Adicionalmente, como se representa en la figura 1, está previsto conducir la señal de liberación BLCK desde el circuito de control de acceso 16 al circuito de lectura 14 de una manera duplicada e invertida. Esto significa que la señal está presente una vez positiva como señal BLCK y una vez negativa como señal BLCK. El circuito de lectura solamente puede leer datos cuando ambas señales son correctas. Si se interrumpe ahora la alimentación de corriente hacia los circuitos de control de acceso 16, entonces al menos una de estas señales se vuelve "falsa" y bloquea el circuito de lectura. En este caso, esto es independiente incluso de si se interrumpe V_{D} o V_{SS}. El circuito de lectura 14 se bloquea en cualquier caso. En este caso, se puede elevar todavía adicionalmente la seguridad conduciendo las señales de bloqueo invertidas, que se pertenecen en cada caso entre sí, en paralelo unas a otras en el circuito integrado y con preferencia en la difusión o en una capa de seguridad.
Por lo tanto, según la invención existe la posibilidad de disponer los bloques del circuito o bien el cableado de alimentación de tal forma que el bloque que genera la señal de control se encuentra delante de los bloques del circuito, que generan las señales secretas. Con la señal de bloqueo se niega también la señal secreta cuando se separa la alimentación.
Como segunda medida se puede generar adicionalmente en paralelo la señal de bloqueo invertida y se puede evaluar al mismo tiempo durante la generación de la señal secreta. De esta manera se asegura que en el bloque generador de la señal de control estén presentes ambas alimentaciones. La alimentación dentro de este bloque debe estar conducida en este caso en capas inseparables. Las señales de control invertidas son conducidas de una manera más ventajosa superpuestas hacia el bloque a evaluar para dificultar un forzamiento (Forcing).
Si se separa la alimentación delante del bloque que genera la señal de control, se bloquea de esta manera al mismo tiempo la señal secreta. En este caso, no es necesario conducid duplicado el cableado de alimentación entre los bloques, y se obtiene una superficie de cableado para el cableado de las señales.
Como una alternativa a las medidas descritas, se puede conducir la alimentación del bloque, que genera la señal secreta, a través de un conmutador, que se conecta o desconecta en función de la alimentación del bloque de control. En este caso, es necesario conducir una señal de seguridad desde la alimentación inseparable dentro del bloque de control hacia la puerta del conmutador.
Para dificultar las posibilidades físicas de manipulación, se propone, según la invención, con respecto al cableado de alimentación, una disposición de bloques, que vuelve a un diseño robusto frente a ataques destructivos, sin que se produzca un sobregasto en el cableado de alimentación (alimentación redundante en difusión.
Esta disposición de bloque parecerá habitualmente diferente a la de una planificación de plantas, que no tiene en cuenta las condiciones marginales descritas.
Las señales de control son conducidas con sus parejas invertidas en paralelo de bloque a bloque, para asegurar en el bloque de evaluación que en el bloque generador se encuentran ambas polaridades de alimentación.
Como variación, se propone hacer que la alimentación del bloque a bloquear dependa, a través de un conmutador, de la alimentación de la función de control, estando diseñada la disposición de tal forma que una manipulación física para la generación de un error "stuck at" (tropiezo) no repercute de una manera perjudicial sobre una señal de control. Esto va unido con un gasto de circuito adicional (adición de un conmutador) que no estaría justificado si no se quisiera asegurar esta posibilidad de manipulación.
La figura 1 muestra como ejemplo de realización una disposición en un módulo de memoria, en el que los datos leídos desde la memoria 12 son bloqueados a través de una función de bloqueo para un acceso de lectura. El circuito de bloqueo y el circuito de lectura están dispuestos de tal forma que una separación de la función de bloqueo fuera de la alimentación deja sin alimentación al mismo tiempo el circuito de lectura y, por lo tanto, lo bloquea.
La señal de bloqueo BLCK está conducida paralelamente a su pareja invertida hacia el circuito de lectura, donde son evaluadas ambas señales de control.
Como variante se muestra en representación ampliada una disposición, en la que la alimentación conducida en difusión de la función de bloqueo es alimentada sobre la puerta de un conmutador NMOS, que alimenta el circuito de lectura. Si se separa el circuito de bloqueo de V_{D}, entonces se desacopla al mismo tiempo la dirección de lectura fuera de la alimentación.

Claims (12)

1. Disposición de circuito para la alimentación de corriente de partes (14) relevantes para la seguridad de un circuito integrado, que están protegidas por medio de circuitos de control de acceso (16) correspondientes, caracterizada porque la alimentación de corriente (V_{D}, V_{SS}) de las partes (14) relevantes para la seguridad es conducida de tal forma que se interrumpe esta alimentación de corriente (V_{D}, V_{SS}), cuando es perturbada la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
2. Disposición de circuito según la reivindicación 1, caracterizada porque la alimentación de corriente de las partes (14) relevantes para la seguridad está conectada en la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
3. Disposición de circuito según la reivindicación 1, caracterizada porque la alimentación de corriente de las partes (14) relevantes para la seguridad está conducido a través de uno o varios conmutadores (18), que se abren cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
4. Disposición de circuito según la reivindicación 3, caracterizada porque está dispuesto un conmutador NMOS (18) entre la alimentación de corriente V_{DD} y la alimentación de corriente de las partes (14) relevantes para la seguridad, cuya puerta (20) está conectada, a través de una línea (22) conducida en la difusión o en una capa de seguridad, con la alimentación de corriente V_{D} de los circuitos de control de acceso (16).
5. Circuito integrado para el procesamiento de datos relevantes para la seguridad con circuitos de salida de datos (14) y circuitos de control de acceso (16), caracterizado porque una perturbación de la alimentación de la corriente de los circuitos de control de acceso (16) conduce a un bloqueo de los circuitos de salida de datos (14).
6. Circuito integrado según la reivindicación 5, caracterizado porque las señales de bloqueo (BLCK, BLCK) son generadas por los circuitos de control de acceso (16), que están invertidos por parejas, respectivamente, y los circuitos de salida de datos (14) solamente trabajan cuando ambas señales de bloqueo (BLCK, BLCK) invertidas, respectivamente, indican una anulación del bloqueo.
7. Circuito integrado según la reivindicación 6, caracterizado porque las señales de bloqueo invertidas (BLCK, BLCK) que se corresponden, respectivamente, entre sí, están conducidas paralelas unas a otras y con preferencia superpuestas en el circuito integrado.
8. Circuito integrado según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque las señales de bloqueo (BLCK, BLCK) están conducidas en la difusión o en una capa de seguridad.
9. Circuito integrado según la reivindicación 5, caracterizado porque la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos (14) están conducidos de tal forma que se interrumpe la alimentación de corriente, cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
10. Circuito integrado según la reivindicación 6, caracterizado porque la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos (14) está conectada en la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
11. Circuito integrado según la reivindicación 9, caracterizado porque la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos (14) está conducida a través de uno o varios conmutadores (18), que se abren cuando se perturba la alimentación de corriente de los circuitos de control de acceso (16).
12. Circuito integrado según la reivindicación 11, caracterizado porque un conmutador NMOS (18) está dispuesto entre la alimentación de corriente V_{D} y la alimentación de corriente de los circuitos de salida de datos (14), cuya puerta (20) está conectada, a través de una línea (22) conducida en la difusión o en una capa de seguridad, con la alimentación de corriente V_{D} de los circuitos de control de acceso (16).
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