[发明专利]一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法

权利要求书

1.一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法，其特征在于包括：

芯片内置的硬件检测模块、存储器权限控制模块、特定的软件启动流程；

芯片设计时，将硬件检测模块内置在芯片中，硬件检测模块追踪软件执行的过程，当检测到顺序正确时，操作存储器权限控制模块，逐级释放存储器的读写或执行权限；当检测到顺序不正确时，不再通过存储器权限控制模块释放存储器的读写或执行权限，令软件无法继续执行；

存储器权限控制模块在芯片上电后，默认禁止CPU对存储器读写及执行权限；所述的存储器包括芯片内部的SRAM和外部的DRAM；存储器权限控制模块仅受硬件检测模块控制；

特定的软件启动流程是指在常规安全启动流程的基础上，每执行一个关键步骤或特定的系统操作，向内置的硬件检测模块写入对应字符；

具体步骤是：

步骤(1).芯片上电，CPU执行ROM代码，等待安全硬件国密算法模块的自检和随机数自测；自检自测通过，CPU向硬件检测模块写入特定字符；

所述的安全硬件国密算法模块是指对称加解密算法SM4、非对称验签算法SM2和杂凑算法SM3的硬件实现模块；

步骤(2).硬件检测模块接收到自检通过的字符，通过存储器权限控制模块，释放CPU对内部SRAM的读写权限；

步骤(3).CPU从外部介质读取引导程序到内部SRAM，执行SM4解密和SM2及SM3操作；验签通过后，向硬件检测模块写入特定字符；

步骤(4).硬件检测模块接收到特定字符后，通过存储器权限控制模块，释放CPU对内部SRAM的执行权限；

步骤(5).CPU从ROM跳转到SRAM，在SRAM中执行引导程序，向硬件检测模块写入特定字符；

步骤(6).硬件检测模块接收到特定字符后，通过存储器权限控制模块，释放CPU对外部DRAM的读写权限；

步骤(7).CPU从外部介质读取镜像文件到外部DRAM，执行SM4解密和SM2及SM3操作；验签通过后，向硬件检测模块写入特定字符；

步骤(8).硬件检测模块接收到特定字符后，通过存储器权限控制模块，释放CPU对外部DRAM的执行权限；

步骤(9).CPU从内部SRAM跳转至外部DRAM，启动系统。

2.如权利要求1所述的一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法，其特征在于：所述的芯片内置的硬件检测模块，是在芯片设计阶段，软硬件共同约定，对安全启动的每一个关键步骤，用一个特定的字符标记，且在安全启动时，软件每执行一个关键步骤，向硬件检测模块写入对应字符。

3.如权利要求1所述的一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法，其特征在于：所述的硬件检测模块内嵌状态机，根据预先设定值，依次检查写入的字符，判断软件是否被正确执行；在每个状态下由特定的安全启动软件写入对应的字符，才能正确跳转；如果写入字符错误，状态机将进入错误状态，陷入死循环，只有重新上电复位，才能恢复。

4.如权利要求1所述的一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法，其特征在于：所述的关键步骤，包括SM4对称解密算法、SM2非对称验签算法、SM3杂凑算法、随机数自测以及特定的系统操作。

5.如权利要求1所述的一种soc国密安全芯片安全启动时防御故障注入的方法，其特征在于：步骤(3)和(7)中的解密验签操作，根据安全启动流程的不同，执行一次或多次，并向硬件检测模块写入不同的特定字符。