[发明专利]具有电磁故障注入保护的集成电路

说明书

在一种形式中，一种集成电路包括多个电磁故障注入(EMFI)传感器和安全管理电路。每个EMFI传感器包括感测回路和检测器电路，该感测回路具有围绕其操作受到电磁脉冲影响的逻辑电路系统的对应部分的导体，并且该检测器回路耦合到感测回路并具有用于响应于至少预定幅度的脉冲而提供脉冲检测信号的输出。响应于在多个EMFI传感器中的一个的对应的脉冲检测信号的激活，安全管理电路执行保护操作以保护集成电路。

技术领域

本公开总体上涉及安全电路系统，并且更具体地，涉及用于集成电路的电磁故障注入保护的篡改保护电路系统。

背景技术

黑客试图获得对诸如智能卡控制器之类的密码集成电路的访问，来试图窃取有价值的用户数据、密码等。黑客使用的一种技术是注入电气故障以使得电路以使黑客能够访问集成电路的存储器和其它资源的方式故障。黑客使用多种方法来将故障注入到加密电路中。这些已知方法中有激光、电压和电磁故障注入(EMFI)。激光故障注入由于其高空间和时间分辨率而成为流行的方法。然而，使用激光进行故障注入具有局限性。用于在芯片中路由信号的金属层数量的增加以及不断进步的对策增加了激光攻击的低效性。通过将电压尖峰直接注入到目标集成电路的衬底中来利用电压尖峰注入。根据尖峰的强度，电压尖峰注入产生地弹(ground bounce)或电压降，但是因为电压尖峰注入影响芯片上的许多电路，所以它是粗糙的技术。

经由靶向电磁脉冲的EMFI现在通常被用于意图破坏集成电路内的逻辑电路行为的攻击。使用非常小的EMFI探针尖部注入EMFI脉冲，该EMFI探针尖部的直径可能仅为例如200微米(μm)。这些小的EMFI探针尖部将电磁场破坏限制在小区域内，允许黑客仅破坏单个电路或单组电路，并且允许黑客控制芯片而不破坏整个芯片。因为它们仅影响小区域，所以这些高度局部化的破坏使得使用EMFI脉冲技术的企图侵入很难被检测到。

附图说明

图1以框图形式示出了现有技术中已知的电磁故障注入(EMFI)系统。

图2以侧视图示出了EMFI探针尖部和从其产生的磁场；

图3以框图形式示出了可能经受使用EMFI技术的侵入的微控制器单元(MCU)；

图4示出了根据本公开的实施例的可以检测在集成电路的一区域中的EMFI脉冲的EMFI传感器阵列的俯视图；

图5示出了当EMFI探针尖部被放置在两个示例性点处时的图4的EMFI传感器阵列的俯视图；

图6示出了根据本公开的另一实施例的具有重叠的多组感测回路的EMFI传感器阵列的俯视图；

图7以局部框图和局部示意图形式示出了可以在图4和图6的EMFI传感器中使用的EMFI传感器；

图8以局部框图和局部示意图形式示出了可以在图4和图6的EMFI传感器中使用的另一EMFI传感器；

图9以框图形式示出了根据一些实施例的可以在图7和图8的检测器电路中使用的比较器；

图10以框图形式示出了可以在图3的安全管理电路中使用的EMFI检测处理电路；

图11示出了具有重叠感测回路并示出感测回路的第一层的尺寸的集成电路平面图的一部分的俯视图；

图12示出了具有相同重叠感测回路但是示出感测回路的第二层的尺寸的图11的集成电路平面图的俯视图；

图13示出了根据本公开的另一实施例的具有重叠的多组感测回路的EMFI传感器阵列的俯视图；以及

图14以局部框图和局部示意图形式示出了可在图4和图6的感测回路中使用的另一EMFI传感器。