基於邏輯阻變非揮發存儲的安全密鑰晶片研究

《基於邏輯阻變非揮發存儲的安全密鑰晶片研究》是依託復旦大學，由解玉鳳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於邏輯阻變非揮發存儲的安全密鑰晶片研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：解玉鳳

項目摘要

當今時代，信息加密技術已成為保護敏感信息的重要手段，但其有效的前提是保證密鑰的安全性。由於密鑰的重要地位，針對密鑰的攻擊手段不斷升級，僅從邏輯層加以防護已無法抵擋來自物理層的直接攻擊，這使得密鑰存儲器的物理安全性成為迫切需求。本課題研究基於標準邏輯阻變存儲的信息安全密鑰存儲晶片設計，該存儲晶片將具備抗反向解剖攻擊、抗旁道攻擊、抗數據攔截、抗惡意篡改的高安全特徵，採用標準邏輯工藝的特徵使其跟加密邏輯集成在一起，更具備成本和性能優勢。本課題將結合存儲晶片設計與測試、抗物理攻擊分析驗證來實現以上創新想法和優越性。本課題的研究成果可以直接集成於當前廣泛套用的加密硬體平台中，整體提升信息系統的安全等級，因而具有重要的研究價值和套用前景。

結題摘要

本課題研究了基於邏輯阻變存儲器(RRAM)的信息安全密鑰晶片的關鍵技術，該晶片具備抗物理攻擊、抗旁路攻擊、抗篡改攻擊、抗攔截攻擊的高安全特徵，同時可與邏輯電路直接集成，具備以低成本顯著提高信息系統安全性的潛力。本課題分析了邏輯RRAM抗物理攻擊的理論機制，並基於反向工程和TEM實驗加以印證；設計了對稱式存儲單元和無參考電壓讀機制，消除了讀0和讀1的信號差異，消除了旁路攻擊的風險，並模擬了旁路攻擊實驗來驗證。設計了帶反饋的一次編程寫機制，並具備模擬多次編程能力，有效防止改寫風險，同時具備更新密鑰以進一步提高安全性的能力；設計了自適應寫操作和讀操作算法，有效克服阻變存儲器阻值分散性所帶來的一致性問題，更加適應於嵌入式密鑰存儲套用。在0.13um標準邏輯工藝上對以上創新技術進行了實現，測試結果驗證了以上創新點。