專利名稱：用于隱藏相關(guān)聯(lián)處理電路的功率消耗特性的隔離電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于耦合于電源與處理電路之間以將功率提供至處理電路，同時(shí)隱藏該處理電路的功率消耗特性的隔離電路及方法。
背景技術(shù)：
已知的是，提供處理電路，其使用需要被保護(hù)以免于未經(jīng)授權(quán)的訪問的秘密數(shù)據(jù) 來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作。舉例而言，已知提供使用利用秘密數(shù)據(jù)(諸如密鑰)的特定加密及 解密算法來執(zhí)行加密及解密的處理電路。作為特定實(shí)例，高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)所規(guī)定的算 法利用密鑰來執(zhí)行加密及解密操作。可使用密鑰對未加密的輸入數(shù)據(jù)(稱作明文)加密以 產(chǎn)生加密數(shù)據(jù)(稱作密文)，或替代地可輸入加密密文，且然后使用密鑰對其解密，以產(chǎn)生 相應(yīng)的未加密明文。通常將用以執(zhí)行這類加密和解密操作的處理電路提供為集成電路的部分，此集成 電路的一個(gè)特定實(shí)例為智能卡。對于這類集成電路，已開發(fā)各種技術(shù)以設(shè)法避免經(jīng)由非侵襲性攻擊訪問集成電路 內(nèi)的安全數(shù)據(jù)的非法嘗試。設(shè)法訪問此秘密數(shù)據(jù)的一種已知技術(shù)為差分功率分析(DPA)。該 DPA技術(shù)設(shè)法針對各種不同輸入數(shù)據(jù)，從對處理電路的功率消耗特性的觀察中提取秘密數(shù) 據(jù)(諸如較早提及的密鑰)?？捎^察到的一種常見功率消耗特性是電流特征(signature)， 可通過將電路耦合至集成電路的功率輸入端子來檢測該電流特征，然后攻擊者觀察電流特 征如何針對各種不同輸入數(shù)據(jù)加以變化。由于普遍已知集成電路執(zhí)行什么算法，因此可能制作集成電路的操作的模型，并 藉此產(chǎn)生用于密鑰的各種不同猜測的仿真電流特征。接著，可嘗試讓用于密鑰的各種猜測 的仿真電流特征與電路中觀察到的實(shí)際電流特征相關(guān)，以藉此設(shè)法確定密鑰。具體而言，若 一個(gè)特定的猜測的密鑰的相關(guān)系數(shù)高于針對密鑰的任何其它猜測所獲得的相關(guān)系數(shù)，則這 表示該特定的猜測的密鑰為實(shí)際密鑰。US 2007/0176670(其全部內(nèi)容以引用的方式結(jié)合到本文中)論述了在軟件級(jí) 與硬件級(jí)上提出的多種技術(shù)，以設(shè)法使得差分功率分析技術(shù)無效。該專利然后描述了智 能卡的電荷泵技術(shù)，其包括電容器，其循環(huán)連接至功率源以對該電容器充電、連接至處理 裝置以對該處理裝置供電，且然后接地以對該電容器放電。該電荷泵系統(tǒng)可包括三個(gè)這 類電容器，以使得在其中一個(gè)電容器正在充電時(shí)，另一個(gè)電容器對處理裝置供電，且第三 個(gè)電容器正放電。所述電荷泵系統(tǒng)設(shè)法通過從處理裝置的內(nèi)部操作將功率消耗去相關(guān) (de-correlating)而阻擋暴露處理裝置中的密鑰的嘗試。根據(jù)US 2007/0176670中所描述的電荷泵技術(shù)，應(yīng)了解當(dāng)電容器耦合至處理裝置 以對該處理裝置供電時(shí)，電容器在該供電操作期間的放電程度將視處理裝置的活動(dòng)而定， 且因此在將電容器接著連接至地時(shí)的啟動(dòng)電壓電平將不同。然后，接地的電容器的放電將 遵循指數(shù)式衰變，且因此將永不會(huì)實(shí)際達(dá)到接地電位。因此在放電過程結(jié)束時(shí)，所達(dá)到的最終電壓電平將視啟動(dòng)放電操作時(shí)的初始電壓而定，且因此在將電容器重連接至功率源以對電容器再充電時(shí)，啟動(dòng)電壓將視放電過程開始時(shí)初始電壓是什么樣子而不同。此外，在將電容器連接至功率源時(shí)，該電壓電平可被使用DPA執(zhí)行非侵襲性攻擊的某人觀察到，且因此可觀察到在放電期間結(jié)束時(shí)所達(dá)到的該最終電壓的任何細(xì)微差異。 因此，若有足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)樣本輸入至智能卡，則仍有可能通過DPA技術(shù)來提取密鑰。在US 2007/0176670中，用以對電容器充電、使用電容器對處理裝置供電及將電 容器接地的時(shí)段皆相等，且因此這限制了對電容器放電可消耗的時(shí)間量。因此，采用US 2007/0176670中所描述的技術(shù)，如果要增加放電時(shí)段的長度以設(shè)法減少在放電時(shí)段結(jié)束時(shí) 所達(dá)到的最終電壓的變化，則將必須增加充電時(shí)段與供電時(shí)段二者，這將是不期望的。具體 而言，若規(guī)定較長的供電時(shí)段，則將必須提供較大的電容器，這將增加面積開銷。此外，較大 的電容器放電耗時(shí)較長，藉此需要較大的放電晶體管來對電容器放電，從而進(jìn)一步增加面 積開銷。若不使用較大的放電晶體管，則由于要對較大的電容器放電，所以這將使放電時(shí)間 的增加的長度降低效率?；蛘?，為了支持一個(gè)以上的放電階段，將需要提供額外的電容器及相關(guān)聯(lián)的開關(guān) 元件。舉例而言，若提供六個(gè)電容器及相關(guān)聯(lián)的開關(guān)元件，則每一電容器可能經(jīng)過一個(gè)充電 階段、一個(gè)供電階段及四個(gè)放電階段。然而，此方法將在尺寸及功率消耗(由于提供額外組 件)兩方面顯著增加電荷泵電路的成本。此外，應(yīng)注意，即使通過以上技術(shù)中的任一者延長了放電時(shí)段，但仍將存在在放電 階段結(jié)束時(shí)所達(dá)到的最終電壓的差異(其依賴于在啟動(dòng)放電階段時(shí)跨越電容器的初始電 壓)，且因此該方法并未消除提供給攻擊者仍使用DPA技術(shù)來設(shè)法探知密鑰的可能性的先 前提及的問題。因此，將期待提供一種設(shè)法隱藏處理電路的功率消耗特性以使DPA技術(shù)無效的改 良技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
從第一方面來看，本發(fā)明提供用于耦合于電源與處理電路之間以將功率提供至處 理電路、同時(shí)隱藏該處理電路的功率消耗特性的隔離電路，該隔離電路包含多個(gè)子電路， 每一子電路包含電容器；第一開關(guān)，其被配置為在所述電容器與所述電源之間提供第一 連接；第二開關(guān)，其被配置為在所述電容器與所述處理電路的輸出之間提供第二連接；第 三開關(guān)，其被配置為跨越(across)所述電容器提供第三連接以對所述電容器部分放電；及 控制電路，其被配置為控制所述多個(gè)子電路，以使得在每一子電路中，所述第一開關(guān)、所述 第二開關(guān)及所述第三開關(guān)被按重復(fù)序列O^peating sequence)置于活動(dòng)狀態(tài)；所述多個(gè) 子電路中的每一個(gè)進(jìn)一步包含比較器，其被配置為在第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)期間達(dá)到跨越 所述電容器的預(yù)定非零電壓差時(shí)，將所述第三開關(guān)置于打開狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，所述多個(gè)子電路中的每一個(gè)包括與第三開關(guān)相關(guān)聯(lián)的比較器。所述 比較器不允許第三開關(guān)在第三開關(guān)的整個(gè)活動(dòng)狀態(tài)期間對電容器放電，而是通過一旦已達(dá) 到預(yù)定非零電壓，就將第三開關(guān)置于打開狀態(tài)，從而在跨越電容器的電壓差達(dá)到預(yù)定非零 電壓時(shí)停止放電過程。因此，在第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)期間對電容器放電所用的時(shí)間長度將 根據(jù)在啟動(dòng)第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)時(shí)跨越電容器的初始電壓而改變。然而，在第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí)跨越電容器的最終電壓將在所有情況下皆相等，即為預(yù)定非零電壓差。因此，對于每一重復(fù)序列，通過接入隔離電路與電源之間的連接可觀察到的功率消耗特性將相同，而不考慮處理電路所消耗的功率。因此，這避免了通過DPA技術(shù)探知處理 電路所使用的任何秘密數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)與US 2007/0176670中所描述的技術(shù)相比時(shí)，應(yīng)了解本發(fā)明的隔離電 路消耗的功率顯著小于該專利中所描述的電荷泵子系統(tǒng)所消耗的功率。具體而言，在US 2007/0176670中的電荷泵的每次充電、使用及放電循環(huán)中，跨越電容器的電壓達(dá)到電源電 壓，并且接著經(jīng)放電至接近地的電壓。然而，在電容器用于對處理裝置供電的使用階段期 間，電壓將下降相對小的量。舉例而言(僅出于說明的目的)，若將電容器充電至約1.1伏 特的電源電壓電平，則可預(yù)期在使用階段期間，電容器上的電壓將降至約1伏特，該準(zhǔn)確電 壓降依賴于處理裝置所執(zhí)行的操作。因此，在隨后的放電階段期間，發(fā)生電容器上的顯著的 電壓降，之后，隨后的充電過程將不必要地消耗大量功率。然而，根據(jù)本發(fā)明，考慮到在使用階段結(jié)束時(shí)的最低預(yù)期電壓，并允許比較器有足 夠時(shí)間操作，可將所述預(yù)定非零電壓差選為處于盡可能高的電壓電平。在實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)，可 將之后在放電階段期間發(fā)生的電壓降保持得相對小，藉此顯著地降低隨后需要將電容器充 電恢復(fù)到電源電壓電平時(shí)的功率消耗。作為特定實(shí)例，若電源電壓為1. 1伏特，且在使用階段期間該電壓降至約1伏特， 則可足以將預(yù)定非零電壓差設(shè)定為0. 95伏特。因此可看出，當(dāng)與驅(qū)動(dòng)處理電路所消耗的功 率相比時(shí)，與放電過程相關(guān)聯(lián)的功率開銷僅為50%。相比之下，鑒于使用US 2007/0176670 的技術(shù)時(shí)的類似電源電壓，假定在放電階段之后所達(dá)到的最終電壓接近0伏特，則可看出 等效功率開銷約為1000%。因此，應(yīng)了解本發(fā)明的隔離電路在保護(hù)處理電路不受DPA技術(shù)影響的方面更有 效，同時(shí)也比已知現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)消耗顯著降低的功率。在一個(gè)實(shí)施例中，該隔離電路進(jìn)一步包含與跨越所述電容器的所述第三開關(guān)串聯(lián) 置放的放電調(diào)諧電路，該放電調(diào)諧電路響應(yīng)于來自控制電路的控制信號(hào)，以使在第三開關(guān) 的活動(dòng)狀態(tài)期間電容器的放電速率能夠變化。此方法提供顯著的靈活性，因?yàn)槠淇墒瓜嗤?的隔離電路能夠供多種不同處理電路使用，這些電路可(例如)以不同速度操作。根據(jù)處 理電路的操作速度，放電調(diào)諧電路使得能夠根據(jù)需要加快或減慢電容器的放電速率，而無 需改變第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。比較器可采取多種形式。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，比較器包含運(yùn)算放大器 (op-amp)，其在第一輸入處接收跨越所述電容器的電壓差的指示，且在第二輸入處接收所 述預(yù)定非零電壓的指示?？梢远喾N方式將比較器所使用的預(yù)定非零電壓的指示提供至比較器。舉例而言， 此指示可以是作為比較器的輸入的硬連線指示。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，隔離電路進(jìn)一步包 含參考電壓產(chǎn)生元件，該元件可編程以提供所述預(yù)定非零電壓的指示。此舉通過允許相同 的隔離電路供多種不同的處理電路使用，并使得能夠考慮到使用隔離電路的處理電路而在 適當(dāng)情況下對預(yù)定非零電壓進(jìn)行編程，而再次提供了顯著的靈活性。該控制電路可以多種方式控制每一子電路的重復(fù)序列。在一實(shí)施例中，對于每一 子電路，控制電路控制重復(fù)序列以確保在所述子電路中每次僅提供所述第一連接、所述第二連接及所述第三連接中的一個(gè)。此外，在一實(shí)施例中，控制電路控制所述多個(gè)子電路，以使得子電路的重復(fù)序列彼此成相位關(guān)系。在一實(shí)施例中，該相位關(guān)系確保在任何時(shí)間點(diǎn)上隔離電路至多提供一個(gè)第 一連接、一個(gè)第二連接及一個(gè)第三連接。然而，并非必需以該方式安排相位關(guān)系，且在替代實(shí)施例中，該相位關(guān)系確保第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)中的至少一個(gè)的活動(dòng)狀態(tài)在多個(gè)子電路之間重迭。在一個(gè)特定實(shí)施例中，至少第二開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)在多個(gè)子電路之間重迭，以使得處理電路從所述多個(gè)子電路中的至少兩個(gè)接收其功率歷經(jīng)至少某些時(shí)段。此方法的益處在 于，在隔離電路對處理電路供電的時(shí)間期間，該處理電路的功率消耗特性在多個(gè)電容器上 散布，藉此進(jìn)一步使該功率消耗特性模糊。然而，活動(dòng)狀態(tài)的該重迭不需要限制于第二開關(guān) 的活動(dòng)狀態(tài)，且替代地亦可在必要時(shí)重迭充電操作及放電操作。在一實(shí)施例中，該多個(gè)子電路包含至少三個(gè)子電路。然而，盡管提供至少三個(gè)子電路就控制電路如何控制操作的各個(gè)充電、使用及放電階段而言改良了靈活性，但并非必需 提供至少三個(gè)子電路。舉例而言，在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)的 活動(dòng)狀態(tài)并不都具有相同的持續(xù)時(shí)間，且所述多個(gè)子電路包含至少兩個(gè)子電路。在一個(gè)特 定實(shí)施例中，在一個(gè)子電路具有處于活動(dòng)狀態(tài)的第二開關(guān)時(shí)，第二子電路經(jīng)過第三開關(guān)的 活動(dòng)狀態(tài)與第一開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)二者(亦即，第一開關(guān)及第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)的累積時(shí)段 與第二開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)的時(shí)段相同)。通過該方法，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的益處，但不需要提供三 個(gè)或三個(gè)以上的子電路，藉此降低隔離電路的尺寸及成本。從第二方面來看，本發(fā)明提供一種集成電路，其包含處理電路及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的隔離電路。通過以此方式構(gòu)造集成電路，則通過將跨越功率輸入的電路耦合至集 成電路來執(zhí)行DPA分析的任何嘗試均將失敗，因?yàn)楦綦x電路防止觀察到處理電路的功率消 耗特性。在一實(shí)施例中，處理電路使用至少一個(gè)密鑰來執(zhí)行加密及解密操作。通過使用本 發(fā)明實(shí)施例的集成電路，隔離電路防止使用DPA技術(shù)推導(dǎo)出密鑰。盡管在一實(shí)施例中，集成電路內(nèi)的整個(gè)處理電路經(jīng)由隔離電路耦合至電源，但這 并非在所有實(shí)施例中均是必需的。舉例而言，在一實(shí)施例中，集成電路可包含直接耦合至電 源的附加處理電路。在該附加處理電路不對任何秘密數(shù)據(jù)執(zhí)行操作的情況下這可能(例 如)是適當(dāng)?shù)?，且因此不需要防止觀察該附加處理電路的功率消耗特性。 該集成電路可采取多種形式，但在一實(shí)施例中，該集成電路為智能卡。
從第三方面來看，本發(fā)明提供用于耦合在電源裝置與處理裝置之間以將功率提供 至處理裝置、同時(shí)隱藏該處理裝置的功率消耗特性的隔離電路，該隔離電路包含多個(gè)子電 路裝置，每一子電路裝置包含電容器裝置；第一開關(guān)裝置，其用于在所述電容器裝置與所 述電源裝置之間提供第一連接；第二開關(guān)裝置，其用于在所述電容器裝置與所述處理裝置 的輸出之間提供第二連接；第三開關(guān)裝置，其用于跨越所述電容器裝置提供第三連接以對 所述電容器裝置進(jìn)行部分放電；及控制裝置，其用于控制所述多個(gè)子電路裝置，以使得在每 一子電路裝置中，所述第一開關(guān)裝置、所述第二開關(guān)裝置及所述第三開關(guān)裝置被按重復(fù)序 列置于活動(dòng)狀態(tài)；所述多個(gè)子電路裝置中的每一個(gè)進(jìn)一步包含比較器裝置，其用于在第 三開關(guān)裝置的活動(dòng)狀態(tài)期間達(dá)到跨越所述電容器裝置的預(yù)定非零電壓差時(shí)，將所述第三開關(guān)裝置置于打開狀態(tài)。從第四方面來看，本發(fā)明提供一種采用多個(gè)子電路來使電源與處理電路互連以將 功率提供至處理電路、同時(shí)隱藏該處理電路的功率消耗特性的方法，該方法包含在多個(gè)子 電路中的每一個(gè)中執(zhí)行重復(fù)序列，其包含以下步驟將電源連接至電容器以對所述電容器 充電；從電容器斷開電源；將所述電容器連接至所述處理電路的輸出；從所述輸出斷開所 述電容器；使所述電容器短路以對所述電容器進(jìn)行部分放電；以及在達(dá)到跨越所述電容器 的預(yù)定非零電壓差時(shí)停止所述電容器的短路。


僅以舉例的方式，參考在附圖中所圖示的本發(fā)明的實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明， 在各附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成電路的方塊圖；圖2為更詳細(xì)地圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的隔離電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖3更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖2中的每一子電路的結(jié)構(gòu)；圖4更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖2中的每一子電路的結(jié)構(gòu)；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在不同充電、供電及分流階段期間跨越每 一子電路的電容器的電壓如何變化，且進(jìn)一步圖示了將在集成電路與電源之間的接口處觀 察到的相應(yīng)電流特征；圖6A及圖6B將根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)執(zhí)行的分流操作與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行的 分流操作進(jìn)行比較；圖7A及圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、可由圖2的控制電路產(chǎn)生的兩個(gè)開關(guān) 序列以驅(qū)動(dòng)圖2中所圖示的三個(gè)子電路中的每一個(gè)；圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的、在僅利用隔離電路內(nèi)的兩個(gè)子電路時(shí)， 可由控制電路產(chǎn)生的開關(guān)序列；圖9圖示了在對不結(jié)合用于隱藏芯片內(nèi)的處理電路的功率消耗特性的機(jī)構(gòu)的芯 片執(zhí)行DPA分析時(shí)，可獲得的相關(guān)系數(shù)；及圖10圖示了在對包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隔離電路的芯片執(zhí)行DPA分析時(shí)，可產(chǎn) 生的相關(guān)系數(shù)。
具體實(shí)施例方式圖1為圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的集成電路的方塊圖。在此實(shí)例中，集成電路采 取芯片10的形式，在一特定實(shí)施例中其可為智能卡。芯片10包括電路15，該電路15的電 流特征將被隱藏，以使得無法在芯片10與電源40之間的觀察點(diǎn)45處觀察到電流特征。具 體而言，電路15使用某秘密數(shù)據(jù)來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作，攻擊者可使用DPA技術(shù)設(shè)法確定該 秘密數(shù)據(jù)，這類技術(shù)通常涉及在位置45處在電源線路之間放置包括電阻元件的分析電路， 以根據(jù)芯片10從電源汲取的功率獲得電流特征信息。分析電路使用電路15的模型，該模型已由關(guān)于電路正在執(zhí)行的操作的可用信息 (例如，加密/解密標(biāo)準(zhǔn)所執(zhí)行的基本加密及解密操作通常是公知的)及關(guān)于電路的基本 結(jié)構(gòu)的任何已知信息(例如，在將第一操作的結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給第二操作之前將對第一操作的結(jié)果進(jìn)行鎖存的知識(shí)等)導(dǎo)出。通過使用該模型，則對于提供給芯片10的每一輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)而言，可由多個(gè)猜測的秘密數(shù)據(jù)中的每一個(gè)的模型產(chǎn)生經(jīng)模型化的電流特征(通常將秘密數(shù) 據(jù)分解為8位數(shù)據(jù)塊(chunk)以使此過程可管理)，且之后分析電路可設(shè)法使在觀察點(diǎn)45 處觀察到的實(shí)際電流特征與那些各種經(jīng)模型化的電流特征相關(guān)。若對許多不同的輸入數(shù)據(jù) 項(xiàng)重復(fù)此過程，則已發(fā)現(xiàn)可能識(shí)別秘密數(shù)據(jù)，因?yàn)樵撁孛軘?shù)據(jù)將是顯現(xiàn)為與在觀察點(diǎn)45處 所觀察到的實(shí)際電流特征具有最高相關(guān)系數(shù)的猜測的秘密數(shù)據(jù)。在圖1的實(shí)例中，秘密數(shù)據(jù)采取在電路15所執(zhí)行的加密及解密操作期間使用的密 鑰20的形式。在一特定實(shí)例中，電路15根據(jù)高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)執(zhí)行加密及解密操作，其 中在編碼操作期間，密鑰用以對明文編碼以產(chǎn)生輸出密文；且在譯碼操作期間，密鑰用以從 經(jīng)編碼的密文獲得明文。為了防止DPA技術(shù)有效，需要將可在觀察點(diǎn)45處觀察到的功率消耗特性與電路15 的操作所產(chǎn)生的實(shí)際功率消耗特性解耦。具體而言，如在點(diǎn)45處觀察到的功率消耗特性理 想地應(yīng)是數(shù)據(jù)獨(dú)立的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過使用隔離電路25來達(dá)到這一點(diǎn)，下文將 更詳細(xì)地描述隔離電路25的操作。應(yīng)注意，隔離電路25可與芯片10內(nèi)的所有電路結(jié)合使 用，或替代地可僅與芯片10內(nèi)的電路的子集一起使用，亦即，利用諸如密鑰20之類的秘密 數(shù)據(jù)的該電路。因此，如圖1中的虛線框30所示，在一些實(shí)施例中可存在不需要隱藏其電 流特征的電路，且因此其可直接耦合至電源40，而非經(jīng)由隔離電路25耦合。圖2為更詳細(xì)地圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的隔離電路25的結(jié)構(gòu)的方塊圖。在此實(shí)例 中，電源40被示為在圖的左手側(cè)，且處理電路15被示為在右手側(cè)。提供三個(gè)子電路100、 105、110 (本文中亦稱作開關(guān)蓋模塊)，且以相同方式構(gòu)造每一個(gè)子電路。具體而言，每一開 關(guān)蓋模塊具有跨越電源線連接的電容器150，且該電容器150用以將操作電壓提供至處理 電路15。此外，提供充電電路120、邏輯供電電路130及分流電路140。這三個(gè)電路中的每 一個(gè)均按重復(fù)序列相繼地被置于活動(dòng)狀態(tài)。因此，充電電路120首先被置于活動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)邏輯供電電路130及分流電路140 處于不活動(dòng)狀態(tài)。充電電路120包括開關(guān)，其在活動(dòng)狀態(tài)開始時(shí)閉合，且在活動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí) 打開。因此，在充電電路的活動(dòng)狀態(tài)期間，從電源40對電容器150充電。在充電電路的活 動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí)，由在充電電路中被置于打開狀態(tài)的開關(guān)將電容器從電源40斷開。然后，邏輯供電電路130進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)，且包括開關(guān)，該開關(guān)在邏輯供電電路的活 動(dòng)狀態(tài)開始時(shí)閉合，且在邏輯供電電路的活動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí)打開。因此，在邏輯供電電路的活 動(dòng)狀態(tài)期間，電容器150對處理電路15供電，且在此過程期間，電容器150上的電壓將略微 下降，其中下降量取決于在該時(shí)段期間處理電路15所執(zhí)行的實(shí)際操作。在邏輯供電電路130的活動(dòng)狀態(tài)之后，分流電路140進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)。分流電路140 也包括開關(guān)，該開關(guān)在分流電路140的活動(dòng)狀態(tài)開始時(shí)閉合，藉此使電容器150開始放電。 然而，此外，分流電路140包括比較器，其將電容器上的電壓與參考電壓145進(jìn)行比較。當(dāng) 電容器上的電壓大于參考電壓145時(shí)，開關(guān)保持閉合且電容器持續(xù)放電。然而，一旦電容器 150上的電壓差達(dá)到參考電壓145，則比較器發(fā)出輸出信號(hào)，該信號(hào)使分流電路內(nèi)的開關(guān)進(jìn) 入打開狀態(tài)，藉此停止電容器的進(jìn)一步放電。因此，當(dāng)分流電路140的開關(guān)在分流電路的活動(dòng)狀態(tài)開始時(shí)閉合時(shí)，該開關(guān)將在 活動(dòng)時(shí)段結(jié)束之前再次打開，開關(guān)打開的準(zhǔn)確時(shí)間取決于在啟動(dòng)分流電路的活動(dòng)狀態(tài)時(shí)電容器150上存在的初始電壓。因此，在分流電路的活動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí)，電容器150上的電壓差將是同樣的(即為參考電壓145)，而不管在啟動(dòng)分流電路的活動(dòng)狀態(tài)時(shí)電容器150上的電 壓如何。因此，當(dāng)該過程接著返回到充電電路120的活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，此時(shí)將在電源40與芯片10之間的觀察點(diǎn)45處存在的電壓將始終相同，且因此在觀察點(diǎn)處獲得的任何電流特征對 于充電電路、邏輯供電電路及分流電路的每一重復(fù)序列而言將完全等同。此舉藉此阻止了 由DPA技術(shù)獲得任何有用信息，且具體而言保護(hù)了處理電路15所使用的密鑰不會(huì)由這類 DPA技術(shù)推導(dǎo)出來。提供控制電路160以用于向各種子電路100、105、110發(fā)出開關(guān)序列控制信號(hào)。在一實(shí)施例中，充電電路120、邏輯供電電路130及分流電路140中的每一個(gè)的活動(dòng)狀態(tài)具有 相同的持續(xù)時(shí)間，且控制電路160以相位關(guān)系向三個(gè)子電路發(fā)出控制信號(hào)，以使得在任何 時(shí)間點(diǎn)處子電路之一中的充電電路是活動(dòng)的，子電路中的另一個(gè)中的邏輯供電電路130是 活動(dòng)的，且子電路中的第三個(gè)中的分流電路是活動(dòng)的。因此，在此實(shí)施例中，在任何時(shí)間點(diǎn) 上，對一個(gè)電容器充電，將一個(gè)電容器用于將電源電壓提供給處理電路15，且對一個(gè)電容器 放電。然而，并非必需使控制電路160以上述方式操作各種子電路，且如稍后將更詳細(xì)地論述的那樣，相位關(guān)系可允許各種子電路的活動(dòng)狀態(tài)之間的某重迭，且充電電路、邏輯供 電電路及分流電路的活動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間實(shí)際上不需要等同。提供參考電壓產(chǎn)生器145以產(chǎn)生將輸入至分流電路140的參考電壓。在一實(shí)施例中，此參考電壓產(chǎn)生器是可編程的，以使得所產(chǎn)生的參考電壓的準(zhǔn)確值可變化，例如，考慮 到將使用隔離電路的處理電路。舉例而言，若第一處理電路平均比第二處理電路消耗更多 功率，則在隔離電路供第一處理電路使用的情況下，在分流階段開始時(shí)電容器上存在的電 壓將平均低于隔離電路供第二處理電路使用的情況下的狀況。通過提供可編程的參考電壓 產(chǎn)生器，若隔離電路供第一處理電路使用，則可設(shè)定較低的參考電壓，而若隔離電路供第二 處理電路使用，則可設(shè)定較高的參考電壓。圖3更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的提供在充電電路120、邏輯供電 電路130及分流電路140內(nèi)的組件。在此實(shí)例中，由PMOS晶體管200提供充電電路120內(nèi) 的開關(guān)，該P(yáng)MOS晶體管200在其閘極輸入202處接收充電觸發(fā)信號(hào)Si。當(dāng)充電觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn) 至低電壓電平時(shí)，晶體管200接通以提供開關(guān)的閉合狀態(tài)，且相反，當(dāng)充電觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)至高 電壓電平時(shí)，晶體管斷開以提供開關(guān)的打開狀態(tài)。如可從圖3看出的那樣，邏輯供電電路130亦包括PMOS晶體管205，其以相同方式 操作，但由邏輯供電觸發(fā)信號(hào)S2在其間極輸入207處對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在分流電路140內(nèi)提供開關(guān)210，其在示例性實(shí)施例中由并聯(lián)的多個(gè)NMOS晶體管 提供。這些NMOS晶體管的閘極從與門215接收其輸入，與門215又從比較器220接收其第 一輸入，且從分流觸發(fā)信號(hào)S3接收其第二輸入217。電容器220在一個(gè)輸入處接收電容器 150上的電壓，且在第二輸入222處接收參考電壓產(chǎn)生器145所產(chǎn)生的參考電壓。在分流電路140的活動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將分流觸發(fā)信號(hào)S3設(shè)定為邏輯1 (高) 電平。當(dāng)電容器150的電壓高于參考電壓時(shí)，比較器220亦輸出邏輯1信號(hào)，從而使得與門 215輸出邏輯1值，藉此接通NMOS晶體管以形成開關(guān)210的閉合狀態(tài)。因此，電容器150在此時(shí)間期間放電。然而，一旦電容器150的電壓達(dá)到參考電壓，來自比較器220的輸出即轉(zhuǎn)至邏輯零 電平，從而使得與門215輸出邏輯零信號(hào)，藉此斷開NMOS晶體管以使得開關(guān)210進(jìn)入其打 開狀態(tài)。接著，對于分流電路140的其余活動(dòng)狀態(tài)將不再發(fā)生電容器150的進(jìn)一步放電。圖4圖示出開關(guān)蓋(switching cap)模塊的替代實(shí)施例。如可從圖3與圖4的比 較可見，唯一差別是提供與跨越電容器150的開關(guān)210串聯(lián)提供的放電調(diào)諧電路230。如同 開關(guān)210 —樣，放電調(diào)諧電路230由多個(gè)NMOS晶體管形成。在此實(shí)例中，提供四個(gè)NMOS晶 體管，且每一 NMOS晶體管的閘極(gate)由控制電路所產(chǎn)生的四位分流強(qiáng)度信號(hào)的位之一 驅(qū)動(dòng)。因此，若該四位分流強(qiáng)度信號(hào)為1111，則將接通放電調(diào)諧電路230中的所有晶體管， 且因此開關(guān)210中的所有NMOS晶體管用以對電容器放電，藉此允許電容器的強(qiáng)放電。然 而，通過適當(dāng)選擇分流強(qiáng)度信號(hào)，可斷開放電調(diào)諧電路中的晶體管中的一個(gè)或多個(gè)，藉此減 少在分流電路的活動(dòng)狀態(tài)期間執(zhí)行任何有效放電操作的開關(guān)210中的晶體管的數(shù)目。
通過提供此放電調(diào)諧電路，相同隔離電路可供以不同速度操作的多種不同處理電 路使用。具體而言，通過考慮處理電路的操作速度適當(dāng)選擇分流強(qiáng)度信號(hào)可增加或減少放 電操作的速度。圖5為圖示出電容器上的電壓在充電電路、邏輯供電電路及分流電路的活動(dòng)狀態(tài) 的重復(fù)序列期間如何變化的圖。如線300所示，在充電電路的活動(dòng)狀態(tài)期間，電容器上的電 壓增加至電源電壓電平，在此實(shí)例中，該電源電壓電平為1. 1伏特。接著，在邏輯供電電路 130的活動(dòng)狀態(tài)期間，電容器用以對處理電路供電。因此，由于處理電路執(zhí)行其操作所消耗 的功率導(dǎo)致電壓將緩慢降低，電壓藉此會(huì)沿線305變化。然而，應(yīng)注意，電壓降低的準(zhǔn)確量 將取決于處理電路正執(zhí)行的實(shí)際處理操作，且具體而言取決于正被操縱的數(shù)據(jù)值。因此，即 使處理電路在邏輯供電電路的每一活動(dòng)狀態(tài)期間執(zhí)行相同的加密或解密操作，實(shí)際消耗功 率將取決于正被處理的值，且這可導(dǎo)致跨越電容器的電壓降變化，如線305的任一側(cè)虛線 所示。因此，在邏輯供電電路130的活動(dòng)狀態(tài)結(jié)束時(shí)，電容器150上的最終電壓將略微改變， 但在圖5中所示的實(shí)例中其預(yù)期為約1伏特。在分流電路140的活動(dòng)狀態(tài)期間，對電容器150上的電壓進(jìn)行放電，直至其達(dá)到參 考電壓電平為止，在圖5的實(shí)例中，該參考電壓電平為0. 95伏特。如可在圖5中清楚地看 出的那樣，不管在分流循環(huán)開始時(shí)電壓如何，所達(dá)到的最終電壓將始終為0.95伏特。因此， 在下一充電階段期間，路徑315將等同于路徑300，從而使得將電容器上的電壓從參考電壓 電平充電直至電源電壓電平。其后，在隨后的邏輯供電電路及分流電路活動(dòng)狀態(tài)期間，電壓 遵循路徑320、325。如可看出的那樣，盡管路徑315將等同于路徑300，但由于處理電路所 消耗的功率的差異，路徑320及325與路徑305及310可略有差別。在圖5的頂部部分中，提供可在觀察點(diǎn)45處觀察到的電流特征的指示。僅當(dāng)充電 電路120活動(dòng)時(shí)，才能完全獲得任何電流特征(因?yàn)樵谄渌鼤r(shí)間充電電路使觀察點(diǎn)與處理 電路隔離)，且應(yīng)注意，由于充電路徑300、315的相同性質(zhì)，所以電流特征350與360完全相 同。因此，完全隱藏了處理電路的功率消耗信息，且因此使用DPA技術(shù)無法獲得有用的電流 特征信息。具體而言，應(yīng)了解，在觀察點(diǎn)處獲得的電流特征為完全地?cái)?shù)據(jù)獨(dú)立的，且因此阻 止進(jìn)行有效的差分功率分析。圖6A圖示了在US 2007/0176670的先前論述的現(xiàn)有技術(shù)的分流操作期間，在對電容器放電時(shí)發(fā)生的電壓降的指數(shù)性質(zhì)，其中電容器在放電操作期間耦合至地以設(shè)法將電壓 放電至零。然而，如從圖6A明顯看出的那樣，電壓從未實(shí)際上達(dá)到零，且此外在任何實(shí)際系 統(tǒng)中，僅存在執(zhí)行分流操作所允許的有限時(shí)間量。事實(shí)上，在US 2007/0176670中，分流操 作的時(shí)段與充電操作的時(shí)段相同，并與當(dāng)由電容器驅(qū)動(dòng)處理裝置時(shí)隨后的供電操作的時(shí)段 相同。因此，應(yīng)了解的是，在分流階段結(jié)束時(shí)，所達(dá)到的最終電壓將有變化，該變化將取決于 在分流操作開始時(shí)的啟動(dòng)電壓。圖6B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分流電路所執(zhí)行的放電操作。具體而言，如先前所論述的，電壓將被放電至預(yù)定參考電壓(在此實(shí)例中為0. 95伏特)，且盡管達(dá)到該電壓電 平所需時(shí)間可根據(jù)啟動(dòng)電壓而變化，但在所有狀況下都會(huì)在分流時(shí)段結(jié)束(由圖6B中的時(shí) 間X指示)之前達(dá)到該電壓。相比之下，當(dāng)在圖6A的圖解中考慮時(shí)間X時(shí)，可看出根據(jù)在分流操作開始時(shí)的初 始電壓，所達(dá)到的最終電壓仍有顯著變化。由于一旦再進(jìn)入充電階段，使用DPA技術(shù)的攻 擊者即可獲得此信息，所以這使得能夠獲得數(shù)據(jù)依賴的特定電流特征信息。因此，在使用 US2007/0176670的現(xiàn)有技術(shù)時(shí)，仍有可能使用DPA技術(shù)成功獲得密鑰。相比之下，如先前參考圖5所論述的，在使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)時(shí)，不可能 獲得密鑰，因?yàn)樵诔潆婋A段期間所觀察到的電流特征始終相同。圖7A為表格，其示出了控制電路160對圖2中所示的各種子電路100、105、110發(fā) 出的充電序列控制信號(hào)。在此實(shí)例中，充電電路、邏輯供電電路及分流電路的活動(dòng)狀態(tài)的持 續(xù)時(shí)間皆等同，且控制電路160管理相位關(guān)系，以使得在任何時(shí)間點(diǎn)上一個(gè)子電路使其充 電電路處于活動(dòng)狀態(tài)，一個(gè)子電路使其邏輯供電電路處于活動(dòng)狀態(tài)，且一個(gè)子電路使其分 流電路處于活動(dòng)狀態(tài)。圖7B圖示了根據(jù)替代實(shí)施例的控制電路160可產(chǎn)生的開關(guān)序列。此外，提供三個(gè) 開關(guān)蓋模塊，且此外在為那些模塊中的每一個(gè)提供的開關(guān)序列之間存在相位關(guān)系。然而，在 此實(shí)例中，充電電路、邏輯供電電路及分流電路的活動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間不同，且因此存在一 個(gè)子電路中的邏輯供電電路的活動(dòng)狀態(tài)與另一子電路中的邏輯供電電路的活動(dòng)狀態(tài)重迭 的時(shí)段。按這樣的方式在不同子電路之間重迭階段(Phase)的一個(gè)益處在于，存在由開關(guān) 蓋模塊中的兩個(gè)中的電容器對處理電路進(jìn)行供電的時(shí)段，藉此在多個(gè)電容器上散布關(guān)于該 處理電路的功率消耗的任何信息。這進(jìn)一步模糊了關(guān)于處理電路正消耗的功率的任何信 肩、ο盡管在圖7B中，只有重迭的邏輯供電電路的活動(dòng)狀態(tài)，但應(yīng)了解，原則上可在必 要時(shí)重迭任何電路的活動(dòng)狀態(tài)。在先前所描述的實(shí)施例中，假定在隔離電路中存在至少三個(gè)子電路。然而，圖8圖 示了在只提供兩個(gè)子電路的情形下，控制電路可使用的開關(guān)方案。具體而言，如從圖8可 見，選擇充電操作及分流操作的時(shí)段以使得在邏輯供電電路活動(dòng)的時(shí)段期間可容納兩個(gè)操 作。因此，當(dāng)一個(gè)子電路中的電容器用于對處理電路供電時(shí)，由分流電路對另一子電路中的 電容器放電，且由充電電路對其再充電。此方法使得能夠通過減少實(shí)現(xiàn)隔離電路所必需的 組件的數(shù)目來減少隔離電路的尺寸及成本。圖9為示意性地示出了對不提供隔離電路的芯片使用DPA技術(shù)所獲得的相關(guān)系數(shù) 如何隨輸入數(shù)據(jù)樣本的數(shù)目而變化的圖解。在此實(shí)例中，假定電路使用密鑰來執(zhí)行解密，且因此提供密文作為輸入，且產(chǎn)生明文作為輸出。由于低數(shù)目的輸入密文，所以存在大量的 噪聲，且因此在最大相關(guān)系數(shù)與最小相關(guān)系數(shù)之間存在廣泛分布。然而，隨著輸入密文的 數(shù)目增加，最大相關(guān)系數(shù)與最小相關(guān)系數(shù)之間的間隙減小。更重要的是，可看出到輸入密 文的數(shù)目達(dá)到4000時(shí)，正確密鑰開始顯現(xiàn)為具有最大相關(guān)系數(shù)(此點(diǎn)稱作“泄露平均時(shí)間 (MTD)，，)，且小于IO4個(gè)輸入密文時(shí)可明顯觀察到正確密鑰。圖10圖示了在芯片結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隔離電路時(shí)，使用DPA技術(shù)可獲得 的相關(guān)系數(shù)?？煽闯?，即便在已使用IO7個(gè)輸入密文之后，正確密鑰仍未顯現(xiàn)為具有最高相 關(guān)系數(shù)的猜測密鑰，而無法被檢測出。因此，應(yīng)了解，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)提供了用于防止 經(jīng)由DPA技術(shù)獲得秘密數(shù)據(jù)的特別有效的機(jī)制。盡管已在本文中描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但顯而易見，本發(fā)明并不限于此，且可在本發(fā)明的范疇內(nèi)進(jìn)行許多修改及添加。舉例而言，在不脫離本發(fā)明的范疇的情況下，以 下從屬權(quán)利要求的特征可與獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行各種組合。
權(quán)利要求
隔離電路，其用于耦合在電源與處理電路之間，以將功率提供給處理電路，同時(shí)隱藏該處理電路的功率消耗特性，隔離電路包含多個(gè)子電路，每一子電路包含電容器；第一開關(guān)，其被配置為在所述電容器與所述電源之間提供第一連接；第二開關(guān)，其被配置為在所述電容器與所述處理電路的輸出之間提供第二連接；第三開關(guān)，其被配置為跨越所述電容器提供第三連接以對所述電容器進(jìn)行部分地放電；及控制電路，其被配置為控制所述多個(gè)子電路，從而使得在每一子電路中，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)被按照重復(fù)序列置于活動(dòng)狀態(tài)；所述多個(gè)子電路中的每一個(gè)進(jìn)一步包含比較器，其被配置為當(dāng)在第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)期間達(dá)到跨越所述電容器的預(yù)定非零電壓差時(shí)，將所述第三開關(guān)置于打開狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，進(jìn)一步包含與跨越所述電容器的所述第三開關(guān)串 聯(lián)置放的放電調(diào)諧電路，該放電調(diào)諧電路響應(yīng)于來自控制電路的控制信號(hào)，以使得在第三 開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)期間電容器的放電速率能夠變化。
3.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，其中比較器包含運(yùn)算放大器，其在第一輸入處接 收跨越所述電容器的電壓差的指示，且在第二輸入處接收所述預(yù)定非零電壓的指示。
4.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，進(jìn)一步包含參考電壓產(chǎn)生元件，其可編程以提供 所述預(yù)定非零電壓的指示。
5.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，其中對于每一子電路，控制電路控制重復(fù)序列以 確保在該子電路中每次僅提供所述第一連接、所述第二連接及所述第三連接中的一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，其中所述控制電路控制所述多個(gè)子電路，從而使 得子電路的重復(fù)序列彼此成相位關(guān)系。
7.如權(quán)利要求6中所述的隔離電路，其中相位關(guān)系確保在任何時(shí)間點(diǎn)上，隔離電路至 多提供一個(gè)第一連接、一個(gè)第二連接及一個(gè)第三連接。
8.如權(quán)利要求6中所述的隔離電路，其中相位關(guān)系確保第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開 關(guān)中的至少一個(gè)的活動(dòng)狀態(tài)在多個(gè)子電路之間重迭。
9.如權(quán)利要求8中所述的隔離電路，其中至少第二開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)在多個(gè)子電路之間 重迭，從而使得在至少一些時(shí)段內(nèi)，處理電路從所述多個(gè)子電路中的至少兩個(gè)接收其功率。
10.如權(quán)利要求1中所述的隔離電路，其中所述多個(gè)子電路包含至少三個(gè)子電路。
11.如權(quán)利要求6中所述的隔離電路，其中所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開 關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)不都具有相同的持續(xù)時(shí)間，且所述多個(gè)子電路包含至少兩個(gè)子電路。
12.—種集成電路，其包含處理電路；及如權(quán)利要求1中所述的隔離電路。
13.如權(quán)利要求12中所述的集成電路，其中所述處理電路使用至少一個(gè)密鑰來執(zhí)行加 密及解密操作。
14.如權(quán)利要求12中所述的集成電路，進(jìn)一步包含直接耦合至所述電源的附加處理電路。
15.如權(quán)利要求12中所述的集成電路，其中所述集成電路是智能卡，且所述處理電路 使用至少一個(gè)密鑰來執(zhí)行加密及解密操作。
16.隔離電路，其用于耦合在電源裝置與處理裝置之間，以將功率提供給處理裝置，同 時(shí)隱藏該處理裝置的功率消耗特性，隔離電路包含多個(gè)子電路裝置，每一子電路裝置包含 電容器裝置；第一開關(guān)裝置，其用于在所述電容器裝置與所述電源裝置之間提供第一連接； 第二開關(guān)裝置，其用于在所述電容器裝置與所述處理裝置的輸出之間提供第二連接； 第三開關(guān)裝置，其用于跨越所述電容器裝置提供第三連接，以對所述電容器裝置進(jìn)行 部分地放電；及控制裝置，其用于控制所述多個(gè)子電路裝置，從而使得在每一子電路裝置中，所述第一 開關(guān)裝置、所述第二開關(guān)裝置及所述第三開關(guān)裝置被按照重復(fù)序列置于活動(dòng)狀態(tài)； 所述多個(gè)子電路裝置中的每一個(gè)進(jìn)一步包含比較器裝置，其用于當(dāng)在第三開關(guān)裝置的活動(dòng)狀態(tài)期間達(dá)到跨越所述電容器裝置的預(yù) 定非零電壓差時(shí)，將所述第三開關(guān)裝置置于打開狀態(tài)。
17.一種采用多個(gè)子電路使電源與處理電路互連以將功率提供給處理電路、同時(shí)隱藏 該處理電路的功率消耗特性的方法，所述方法包含在多個(gè)子電路中的每一個(gè)中執(zhí)行重復(fù)序 列，其包含以下步驟將電源連接至電容器以對所述電容器充電； 從電容器斷開電源；將所述電容器連接至所述處理電路的輸出； 從所述輸出斷開所述電容器；使所述電容器短路以對所述電容器進(jìn)行部分地放電；及 當(dāng)達(dá)到跨越所述電容器的預(yù)定非零電壓差時(shí)，停止所述電容器的短路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于隱藏相關(guān)聯(lián)處理電路的功率消耗特性的隔離電路及方法。該隔離電路包含多個(gè)子電路及控制電路。每一子電路包含電容器，被配置為在所述電容器與所述電源之間提供第一連接的第一開關(guān)，被配置為在所述電容器與所述處理電路的輸出之間提供第二連接的第二開關(guān)，被配置為跨越所述電容器提供第三連接以對所述電容器進(jìn)行部分地放電的第三開關(guān)；控制電路被配置為控制多個(gè)子電路，以使在每一子電路中，第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)被按照重復(fù)序列置于活動(dòng)狀態(tài)；所述多個(gè)子電路中的每一個(gè)進(jìn)一步包含比較器，其被配置為當(dāng)在第三開關(guān)的活動(dòng)狀態(tài)期間達(dá)到跨越所述電容器的預(yù)定非零電壓差時(shí)，將第三開關(guān)置于打開狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101800471SQ201010113359
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者C·A·托庫納加, D·T·布勞夫 申請人:密執(zhí)安大學(xué)評議會(huì)