[发明专利]与存储器层集成的安全电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层安全器件，其使得一个或多个安全性密钥散布在该器件的一个或多个存储器层中，以提供增强的安全性。

背景技术

对于许多集成电路应用来说，安全性是一个重要问题。许多组织将大量资源投入到电路配置当中，其中许多这样的组织希望这种投入得到保护。在某些应用中的电路可能会出现固有的安全性问题，诸如用于导弹导航系统或其他军事政治等敏感应用中的电路。

由于在集成电路中含有的信息价值很大，政界和产业界都做出大量努力来实施反向工程。电路传输可以被监控并解密，并且电路本身也可以通过连续的蚀刻操作来进行物理解构。在连续的蚀刻之间可以进行诸如扫描电子显微镜（SEM）等成像操作以发现电路架构。在电路运行时也可以使用其他成像技术来直接或间接地检测热量或电量。

对集成电路与存储器之间通信加强安全性的传统方法致力于对这些通信进行加密。但是，这些方法具有缺陷。通信电路很难被隐藏，因此会被专业的反向工程师所识破。而随着技术的发展，解密技术也变得更加先进，可能现阶段算是安全的通信，站在器件使用寿命的角度上看，会变得不太安全。某些器件，诸如某些空天应用，会具有较长的使用寿命，使得当前所用的加密技术在器件的使用寿命期间会变得不安全。此外，如果密钥被人知晓，对数据流的存取就会成为无可奈何的致命伤。

发明内容

本发明的实施例可以克服与电路安全性相关的一个或多个问题，例如通过将安全性密钥嵌入到一个或多个存储器层上，所述一个或多个存储器层设置在电路器件中的逻辑层的上方。

在一个实施例中，一种安全电路器件包括：逻辑层；一个或多个存储器层，包括设置在所述电路层上方的非易失性存储器单元，并且与所述逻辑层集成在一起；所述逻辑层与所述一个或多个存储器层之间的多个连接器，用于将所述逻辑层与所述一个或多个存储器层电耦接；以及设置在至少一个存储器层的非易失性存储器单元中的安全性密钥，所述安全性密钥为允许对所述逻辑层进行存取以进行操作而所需的密钥。

所述安全电路可包括第一存储器层和第二存储器层，并且储存所述安全性密钥的非易失性存储器单元可以是一次性可编程存储器单元。所述非易失性存储器单元可以是以交叉配置布置的电阻型存储器单元。

在一个实施例中，所述存储器层可包括电阻型存储器（RRAM）、相变存储器（PCRAM）、铁电存储器（FERAM）或磁性存储器（MRAM）形式的两端子单元（two terminal cell）。

安全性密钥可以包括设置在第一区域中的第一密钥部分，以及设置在相对于所述第一区域垂直定位的第二区域中的第二密钥部分。在此类实施例中，所述第一区域可以是第一存储器层，并且所述第二区域可以是设置在所述第一存储器层上方的第二存储器层，其中所述第二安全性密钥部分用于解锁所述第一安全性密钥部分，并且所述第一安全性密钥部分用于解锁所述逻辑层。实施例可进一步包括设置在相对于所述第一区域垂直定位的第三区域中的第三存储器层上的第三安全性密钥部分。

本发明可以实施为一种包括安全电路器件的系统，包括：逻辑层；一个或多个存储器层，包括设置在所述逻辑层上方的非易失性存储器单元并且与所述逻辑层集成成单片结构，以及设置在至少一个存储器层的非易失性存储器单元中的安全性密钥，所述安全性密钥为允许对所述逻辑层进行存取以进行操作而所需的密钥。所述一个或多个存储器层可包括第一存储器层和第二存储器层。

在一个实施例中，所述系统中的安全电路具有安全性密钥，所述安全性密钥包括设置在第一区域中的第一密钥部分，以及设置在相对于所述第一区域垂直定位的第二区域中的第二密钥部分。所述第一区域可以是第一存储器层，而所述第二区域可以是设置在所述第一存储器层上方的第二存储器层，其中所述第二安全性密钥部分用于解锁所述第一安全性密钥部分，并且所述第一安全性密钥部分用于解锁所述逻辑层。所述系统中的电路可进一步包括：设置在第三存储器层上的第三安全性密钥部分，其中所述第一、第二以及第三安全性密钥部分必须全部备齐才能解锁所述逻辑层；以及设置在一个或多个存储器层中的虚设密钥。

在所述系统的实施例中，储存所述安全性密钥的非易失性存储器单元可以是一次性可编程存储器单元，并且，在一个实施例中，所述非易失性存储器单元可以包括两端子单元。所述非易失性存储器单元可以是以交叉配置布置的电阻型存储器单元。所述逻辑层可包括一个或多个处理或计算元件，并且所述系统可进一步包括存取逻辑，其中所述存取逻辑被配置成接收设置在所述非易失性存储器单元中的安全性密钥，并且被配置成响应于所述安全性密钥而允许对所述逻辑层进行存取。