[发明专利]具有安全保护功能的密码芯片的制备方法

摘要

本发明的目的是提供一种具有安全保护功能的密码芯片制备方法，它是采用硬件FPGA，将密码算法芯片通过两个部分来实现：一是密码算法运算部分，加电后从外部注入芯片，在芯片内完成运算过程；二是芯片的安全保护部分，是一种硬件形态，存于芯片内部的E²PROM中，由芯片可以运行的保护协议、签名算法组成。采用本发明的具有安全保护功能的密码芯片，除了具有原有密码芯片的运算功能外，还增加了自身安全保护的功能和算法安全修改的功能，从而既保证了芯片的实现和应用过程中的安全性，又改进了原来的密码芯片算法不能灵活修改的缺点。

主权项

1、一种具有安全保护功能的密码芯片的制备方法，其特征是采用下面的步骤：步骤1制备安全保护模块：安全保护模块包括密码芯片的初始化、静态保护处理，动态保护处理，以及出错处理四个部分，所述的密码芯片的初始化部分是指：设定需要保护的初始化参数，这些参数包括：可以改变密码芯片设置的用户的信息，以下称为授权用户信息：随机数生成；重要函数，例如用于保护的Hash函数的主要参数等；密码算法关键参数和授权用户签名的Hash值；芯片固有的随机参数(密钥)；出错处理的保护级别；将上述初始化参数写入芯片的初始化参数存储区；所述的静态保护处理部分是指：将密码算法和密钥参数读入密码芯片内部，并对其进行Hash计算，与存在芯片内的初始化参数的Hash值相比较，如果相同则进入下一步，否则进入出错处理部分；下一步，芯片随机抽查测试中初始化设定的数据，即，随机抽取某一种或数种数据，例如如果抽取用户数据检验，则根据保护协议要求用户输入相关数据，计算其Hash值，再与初始化时存在密码芯片内的Hash值相比较，如果相同则开始正常使用，否则进入出错处理；所述的动态保护部分是指：对于要求芯片完成的：密钥输入、密码旁路(即明文输入要求明文输出)、改变芯片初始化参数操作进行的动态保护；所述的出错处理部分是指：对于出错的三个等级，即高中低级进行的处理；高级的情况相对于密码芯片保护要求为绝密级，此时密码芯片将通过控制接口向CPU发送最高优先级命令，清除密码芯片内所有初始化设定，以及应用系统内所有与密码芯片相关的数据，还可以包括芯片外部E2PROM中的密码算法；中级的情况相对于密码芯片保护要求为机密级，此时，清除密码芯片内所有初始化设定；低级的情况相对于密码芯片保护要求为秘密级，此时，芯片将告警，并纪录告警次数，重新回到出错前的状态，一旦告警次数超过三次，则按照中级出错处理处理，即清除密码芯片内所有初始化设定；上述静态保护处理、动态保护处理、以及出错处理均用芯片能够运行的程序写出；步骤2将已制备好的安全保护模块，通过芯片提供的接口写入其中的E2PROM；步骤3将已写入安全保护模块的芯片加电后，通过芯片提供的接口，注入密码算法之后，就可以得到具有安全保护功能的密码芯片了。