(57)【要約】【課題】  非同期アルゴリズム処理の実行を集積回路の電力解析による攻撃から保護する。【解決手段】  本発明は、集積回路の非同期演算素子（１）のための方法および供給回路に関し、演算素子の瞬時電力供給はランダムに変化する。
2005539447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路の非同期演算素子（１）に供給を行う方法において、
前記方法は、前記演算素子の瞬時供給電力を所定の時間窓（Ｔ）の中にランダムに分散することより成り、前記窓の中の総電力は所定である
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記時間窓の中で前記演算素子に供給される前記総電力は、前記演算素子の可能な最大電力消費に従って定められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
集積回路の少なくとも１つの非同期処理素子（１）に供給を行う回路において、
前記回路は前記非同期処理素子の可変供給素子（２）を有し、
前記演算素子に供給される瞬時エネルギーは所定の時間窓の中にランダムに分散され、前記窓の中の総電力は所定である
ことを特徴とする回路。
【請求項４】
前記可変供給素子（２）は、擬似ランダム発生器（３）により制御されることを特徴とする請求項３に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルデータ処理を非同期に行う集積回路または集積回路素子に関する。本発明は、より具体的には、例えば機密データまたは認証鍵等の保護が望まれるデータを扱う回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
安全なアルゴリズムを実行する集積回路への一般的な攻撃は、秘密データを扱うアルゴリズムを実行する集積回路または集積回路の一部の電力消費を解析することより成る。そのような電力消費解析による攻撃は、ＳＰＡ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｗｅｒ  ａｎａｌｙｓｉｓ：単純電力解析）またはＤＰＡ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｏｗｅｒ  ａｎａｌｙｓｉｓ：電力差分解析）として知られており、秘密であるべきデータを発見するために集積回路が処理するデータに基づく集積回路の電力消費を解析することより成る。
【０００３】
非同期に動作する回路において、処理がひとたび完了すると、回路は、出力データをこれらのデータの利用可能な情報と同時に供給する。非同期回路への電力解析による攻撃は、事実上（これらのデータが処理されたときの）データに対応する電力のピークを観察することより成る。これにより、アルゴリズムまたは扱われた秘密データを発見する侵害行為が可能になってしまう。
【０００４】
データ処理の隠蔽を試みるために、追加の処理回路を設ける既存の方法があり、追加の処理回路は実際の安全処理には役に立たないが、データを扱うときに電力を消費する。非同期処理により扱われる保護されるべきデータは、このとき、追加の処理回路により取られる電力によって、ある意味隠蔽される。
【０００５】
そのような解決法の効果はある意味、供給される追加の処理回路の数、つまりは集積回路内の追加の大きさに比例するばかりか、これは、侵害行為が評価しなければならない可能なデータの組み合わせの数を増やしているに過ぎない。
【０００６】
事実、仮に追加の電力消費が処理されるデータに依存するとしたら、これらのデータは無防備なままである。仮に追加の電力消費が処理されるデータに依存しないとしたら、それはある意味、統計学的手法で抑制可能なノイズを表す。
【０００７】
更に、追加の処理は電力消費を増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、非同期のアルゴリズム処理の実行を、集積回路またはこの処理を実行する集積回路の一部の電力解析による攻撃から保護する別の解決法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は特に、効果が集積回路内の追加の大きさとは関係がない解決法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明はまた、侵害行為により調べられる可能な組み合わせの増加と単純に対応しない解決法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらおよび他の目的を達成するために、本発明は集積回路の非同期演算素子に供給を行うための方法を提供し、この方法は、演算素子の瞬時供給電力をランダムに変化させることより成る。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、演算素子に供給される瞬時電力は所定の時間窓の中にランダムに分散され、窓の中の総電力は所定である。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、時間窓の中で演算素子に供給される総電力は、演算素子の可能な最大電力消費に従って定められる。
【００１４】
本発明はまた、集積回路の少なくとも１つの非同期処理素子に供給を行う回路を提供し、回路は、ランダムにまたは擬似ランダムに制御される可変供給素子を有する。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、可変供給素子は非同期処理素子の供給電圧を変化させる。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、可変供給素子は擬似ランダム発生器により制御される。
【００１７】
上述した本発明の目的、特徴、および利点は、以下の、添付図面に関連する特定の実施形態の非限定的な説明において詳細に論じられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
明瞭性のため、本発明の理解に必要な方法および回路素子のみが図面に示され、以下に説明される。特に、保護されるべき演算素子により実施されるアルゴリズムについては詳述されず、これは本発明の目的ではない。本発明は実施される全ての非同期処理に適用することができる。更に、非同期演算素子はもちろん、多くの場合、他の回路素子に関連付けられ、それと一体化されている。以下では、非同期演算素子およびその電力供給についてのみ言及がなされ、本発明は応用に依存する残りの回路に対し影響を及ぼさない。
【００１９】
本発明の特徴は、保護されるべきデータの非同期処理を行う素子に供給される電力をランダムに変化させることである。
【００２０】
本発明は、非同期処理素子においては、データの扱いに必要な電力に関する電力の不足が、動作エラーではなく、単なるデータ処理の遅れと解釈されることを利用している。事実、非同期処理素子は演算を行うための処理に必要な電力を備えるまで、待つのである。
【００２１】
従来の回路においては、電源は、処理素子が必要とする全ての電力を常時、充分供給していた。本発明によれば、処理素子に供給される電力は、インポーズされる。
【００２２】
例えば、演算に所望される時間を考慮した擬似ランダム発生器が、この演算に必要な電力の量を時間窓の中に分散するよう使用される。
【００２３】
事実、本発明の実施の唯一の短所は、実行時間の長期化である。この実行時間は、しかしながら、擬似ランダム発生器による所定の窓内で維持され得る。
【００２４】
応用次第では、特に、時間の制約がない場合、ランダム発生器を使用することができ、それには、供給電力だけでなく処理されるデータに関する時間をも切り離すという利点がある。処理時間はこのようにしてランダムにされる。
【００２５】
図１は、データ処理アルゴリズム（ＡＳＹＮＣ−ＡＬＧＯ）を非同期に実行する素子１に供給を行う回路の実施形態を、部分的に、非常に概略的にブロック図の形で示したものである。従来は、非同期演算素子は入力データＥを受取り、出力データＳを供給し、集積回路（例えば、図示されていないマイクロプロセッサ）に制御信号（ＣＴＲＬ）を提供する回路として配置されていた。制御信号の中でもとりわけ、出力データＳが利用可能である集積回路に示す素子１が用いる信号がある。
【００２６】
本発明によれば、回路１は回路２（ＶＡＲ）により供給される。回路２は回路１に可変の電力を供給し、電圧Ｖａｌｉｍにより、例えば、集積回路供給電圧を供給される。本発明では、電力の変化は電圧または電流において行われ、一方で、必要であれば、非同期回路１により処理中のデータの消失を回避するための（例えば電圧レベルにおける）最小の供給制約を考慮する。
【００２７】
図１に示される実施形態において、電力供給変化回路２は擬似ランダム発生器３（ＰＲＧ）により制御され、電力をランダムに分散し、一方では、演算の実行に所望される時間に対応する所定の時間窓Ｔを考慮する。発生器３は、例えば時間窓を設定する集積回路のＣＰＵから、基準値Ｔを受取る。
【００２８】
同一の集積回路がいくつかの別個の非同期処理回路を備える場合、それらの回路は別々に供給されるか、同一の可変発生器２によって一緒に供給される。
【００２９】
図２は、図１の回路の動作を示し、演算の実行の時間窓Ｔの中で回路１に供給される電力（ＰＷ）を表す。
【００３０】
図２は、回路１が、本発明に特有の可変発生器２を使用せずに電圧Ｖａｌｉｍにより直接供給された場合、回路によって吸収された電力が、従来の場合においてどうなるかを破線ｐにより示している。この場合、素子１は瞬間的に必要とするだけの電力を取る。これが、可能な侵害行為による電力消費のピークの解析と、それらと処理されたデータ（ビット０またはビット１）との関連付けを可能にしてしまうものである。本発明によれば、全体の演算の実行に必要な電力と同じ量が、窓Ｔの中の時間にランダムに分散される。
【００３１】
上述のように、唯一の影響は、従来の場合に対する演算時間の長期化である。しかしながら、この長期化は、必要な場合には、擬似ランダム発生器の所定の時間窓に制限することができる。
【００３２】
本発明の利点は、特に、可能な侵害行為によって調べられるべき組み合わせの増加と解釈されることなく、非同期素子により扱われるデータの隠蔽を極めて効果的な方法で実現することである。事実、本発明は、データの追加の処理（演算）をもたらすことはない。従って、システム効率は処理する回路の大きさの増加とは関係がない。
【００３３】
本発明の別の利点は、実際の非同期処理素子に修正を必要としないことである。その供給のみが修正されるのである。この利点のため、とりわけ、既存の集積回路の演算部分の修正を生じさせることなく、既存の非同期処理プロセスにおいて本発明を実施することができる。
【００３４】
本発明の別の利点は、追加の処理回路を必要とする解決法と違い、実際の演算の実行のために追加の電力消費を発生させないことである。
【００３５】
上記の機能上の指示を基礎とした本発明の有用な実施は当業者の能力の範囲内である。特に、非同期演算素子に供給を行う可変発生器の形成に必要なのは、従来のコンポーネントだけであり、当業者の能力の範囲内である。
【００３６】
もちろん、本発明は、当業者なら充分思い付く可能性のあるさまざまな変更態様、変形態様、および改良を備え得る。特に、処理しているデータの保存のために非同期処理素子に供給しなければならない可能な最小の電力レベルの決定は、適用に依存し、当業者は適合するスレショルドを設定することができる。例えば、最小の供給電圧スレショルドが設定可能であり、処理回路の供給電圧は所定の範囲内でランダムに変化する。最後に、ランダムまたは擬似ランダム基準値の発生器の形成に必要なのは、当業者の能力の範囲内にある従来の方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従った非同期演算素子の供給回路の実施形態を、ブロック図の形で非常に概略的に示したものである。
【図２】本発明に従った供給方法の実施形態を示したものである。
【符号の説明】
【００３８】
１  非同期演算素子
２  可変供給素子（ＶＡＲ）
３  擬似ランダム発生器（ＰＲＧ）
ＡＳＹＮＣ−ＡＬＧＯ  データ処理アルゴリズム
ＣＴＲＬ  制御信号
Ｅ  入力データ
Ｐ  回路１が、本発明に特有の可変発生器を使用せずに電圧により直接供給された場合、回路によって吸収された電力
ＰＷ  電力
Ｓ  出力データ
Ｔ  時間窓
Ｖａｌｉｍ  電圧
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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