用于提供指令碼的方法
【專利說(shuō)明】用于提供指令碼的方法
[0001]本申請(qǐng)是基于2013年5月22日所提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01310193999.1、發(fā)明名稱為“用于數(shù)據(jù)處理的方法和裝置”的發(fā)明的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及:一種用于處理數(shù)據(jù)的方法，該方法包括針對(duì)不正確的實(shí)施行為的保護(hù)；一種用于執(zhí)行第一方法的第一計(jì)算機(jī)程序；一種用于提供指令碼的方法；一種用于生成計(jì)算機(jī)程序的編譯產(chǎn)品；以及還涉及一種電路，該電路設(shè)置用于在應(yīng)用針對(duì)不正確的實(shí)施行為的保護(hù)的情況下處理數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0003]DE 198 34 486A1公開(kāi)了一種保證安全地執(zhí)行指令的方法，在該方法中，將位于程序運(yùn)行的預(yù)先給定的位置處的簽名寄存器的內(nèi)容與包含在程序的指令中的預(yù)先給定的值相比較。
[0004]Namjoo ( “VLSI處理器運(yùn)行的同時(shí)測(cè)試技術(shù)”，IEEE測(cè)試會(huì)議，1982，461-468)公開(kāi)了一種用于識(shí)別處理器所處理的程序的運(yùn)行中的錯(cuò)誤的方法，在該方法中，對(duì)與處理器的處理步驟的運(yùn)行的或類型的變化相關(guān)的路徑簽名(“path signature”)進(jìn)行分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明改進(jìn)了處理器對(duì)主動(dòng)攻擊的抵抗能力。
[0006]本發(fā)明基于以下想法:一種被執(zhí)行以滿足預(yù)先給定的函數(shù)的方法，倘若該方法沒(méi)有按照預(yù)計(jì)那般執(zhí)行，則添加至少一個(gè)額外的步驟。按照可能的方式，該額外的步驟在此本身并不為滿足方法的函數(shù)做出任何貢獻(xiàn)。在將該方法作為計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中實(shí)施的情況下，例如，利用該方法的每個(gè)步驟對(duì)寄存器進(jìn)行更新并且在執(zhí)行額外的步驟時(shí)將寄存器的實(shí)際值與按預(yù)計(jì)地執(zhí)行方法的情況下所期望得到的值進(jìn)行比較。
[0007]下面在不同方面闡述本發(fā)明。描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。只要說(shuō)明書中沒(méi)有另行指出，那么本發(fā)明的不同的實(shí)施方式的特征是可以相互組合的。
[0008]在一方面，本發(fā)明包括用于在處理器中處理程序的指令的工作序列的方法。每個(gè)指令由所分配的指令碼(也稱操作碼或短操作碼)來(lái)代表。例如，通過(guò)匯編語(yǔ)言或機(jī)器語(yǔ)言來(lái)表達(dá)指令并且通過(guò)字節(jié)碼來(lái)代表。在一種實(shí)施方式中，將在處理工作序列時(shí)所執(zhí)行的操作分配給一個(gè)指令。在一種實(shí)施方式中，將被實(shí)施用來(lái)執(zhí)行操作的多個(gè)指令分配給操作。在一種實(shí)施方式中，指令碼包括一個(gè)或多個(gè)能依次地由處理器處理的實(shí)施步驟。該方法包括計(jì)算實(shí)際簽名值。實(shí)際簽名值被分配給代表工作序列的指令的指令碼的實(shí)施步驟的當(dāng)前實(shí)施步驟。當(dāng)前實(shí)施步驟將當(dāng)前指令定義為一個(gè)指令，該指令的指令碼包括當(dāng)前實(shí)施步驟。該方法還包括:根據(jù)地址值計(jì)算額定簽名值。該額定簽名值被分配給當(dāng)前實(shí)施步驟。
[0009]根據(jù)地址值計(jì)算額定簽名值意味著，地址值會(huì)影響額定簽名值。例如，額定簽名值相應(yīng)于地址值。例如，額定簽名值相應(yīng)于二進(jìn)制數(shù)，該二進(jìn)制數(shù)的位置相應(yīng)于每個(gè)被挑選出來(lái)的地址位置。額定簽名值的計(jì)算可能要額外地考慮一個(gè)或多個(gè)其它的相關(guān)性。
[0010]在一種實(shí)施方式中，借助額定簽名函數(shù)通過(guò)映射(Abbildung)地址值來(lái)計(jì)算額定簽名值。在這個(gè)實(shí)施方式中，該方法將額定簽名函數(shù)應(yīng)用于例如被分配給當(dāng)前指令的地址，從而計(jì)算被分配給當(dāng)前指令的額定簽名的值。由此那些地址確定存儲(chǔ)了代表指令的代碼的額定簽名的值。
[0011]該方法的一個(gè)實(shí)施方式包括:如果實(shí)際簽名值與額定簽名值不一致，則放棄至少一個(gè)等待直接實(shí)施的和/或間接實(shí)施的實(shí)施步驟。倘若要使等待直接實(shí)施的實(shí)施步驟得到實(shí)施的話，那么在此期間在不實(shí)施其它實(shí)施步驟的情況下，在當(dāng)前實(shí)施步驟之后進(jìn)行該實(shí)施步驟。倘若要是等待間接實(shí)施的實(shí)施步驟得到實(shí)施的話，那么最早在實(shí)施完當(dāng)前實(shí)施步驟之后，然后在實(shí)施完等待直接實(shí)施的實(shí)施步驟之后再進(jìn)行該實(shí)施步驟。
[0012]該方法的一種實(shí)施方式包括:只要滿足了預(yù)先給定的條件便執(zhí)行等待直接實(shí)施的實(shí)施步驟。該預(yù)先給定的條件例如在實(shí)際簽名值與被分配給當(dāng)前實(shí)施步驟的額定簽名值相一致的情況下成立。
[0013]該方法的一種實(shí)施方式包括:將實(shí)際簽名值與額定簽名值相互比較，從而確定是否滿足預(yù)先給定的條件。在一種實(shí)施方式中以隱含的方式實(shí)現(xiàn)了比較，為此，如果未滿足預(yù)先給定的條件，那么根據(jù)實(shí)際簽名值對(duì)存儲(chǔ)寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，尤其是直接的訪問(wèn)將導(dǎo)致運(yùn)行中止和/或運(yùn)行中斷。
[0014]在該方法的一種實(shí)施方式中，當(dāng)前實(shí)施步驟本身構(gòu)成等待實(shí)施的實(shí)施步驟。在另一種實(shí)施方式中，直接跟在當(dāng)前實(shí)施步驟之后的實(shí)施步驟構(gòu)成了等待實(shí)施的實(shí)施步驟。在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)指令的實(shí)施步驟例如在一個(gè)所謂的相位管(Phasenpipeline)中被布置成能連續(xù)地處理的實(shí)施步驟，并且由此在一定程度上被排成一行。假如在一種實(shí)施方式中在相位管中存在當(dāng)前實(shí)施步驟，那么由此例如，直接跟在相位管中的當(dāng)前實(shí)施步驟之后的實(shí)施步驟構(gòu)成等待實(shí)施的實(shí)施步驟。在一種實(shí)施方式中，從當(dāng)前實(shí)施步驟開(kāi)始，根據(jù)預(yù)先給定的規(guī)則所確定的實(shí)施步驟構(gòu)成了等待實(shí)施的實(shí)施步驟。
[0015]在一種實(shí)施方式中，根據(jù)簽名變化值計(jì)算實(shí)際簽名值。該簽名變化值可以是固定地預(yù)先給定的。根據(jù)簽名變化值計(jì)算實(shí)際簽名值意味著，簽名變化值會(huì)影響實(shí)際簽名值。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式包括:如果實(shí)際簽名值與額定簽名值不一致，則設(shè)置據(jù)此中斷或中止工作序列的處理的信號(hào)。該信號(hào)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的作用在于:在不將處理器置于不受限制的狀態(tài)下盡可能迅速地中斷工作序列的處理。尤其是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，信號(hào)使得工作序列的處理被中斷。例如，程序運(yùn)行包括直接在實(shí)施當(dāng)前指令之后跳躍到一個(gè)使得處理器回到預(yù)先給定的初始狀態(tài)中的子程序中。一種實(shí)施方式包括:如果滿足預(yù)先給定的條件，則設(shè)置據(jù)此繼續(xù)進(jìn)行工作序列的處理的信號(hào)。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中，與代表指令的指令碼的實(shí)施步驟的數(shù)量無(wú)關(guān)地，為每個(gè)指令僅僅計(jì)算一個(gè)實(shí)際簽名值。在一種實(shí)施方式中，對(duì)于與代表指令的指令碼的實(shí)施步驟的數(shù)量無(wú)關(guān)的指令而言，僅僅將實(shí)際簽名值與額定簽名值進(jìn)行一次比較。
[0018]在一種實(shí)施方式中，該方法具有至少一個(gè)簽名實(shí)施步驟。如果當(dāng)前實(shí)施步驟被評(píng)定為簽名實(shí)施步驟，則僅僅將實(shí)際簽名值與額定簽名值相互比較。一種實(shí)施方式包括一次檢驗(yàn)，尤其是一次預(yù)檢，檢驗(yàn)當(dāng)前實(shí)施步驟是否被評(píng)定為簽名實(shí)施步驟。
[0019]在一種實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括將被分配給工作序列的指令的指令碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，尤其是存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中。在一種實(shí)施方式中，代表當(dāng)前指令的指令碼已被和/或正被寫入到位于具有地址值的地址處的存儲(chǔ)器中。在一種實(shí)施方式中，代表當(dāng)前指令的指令碼已被和/或正被存儲(chǔ)在位于具有地址值的地址處的存儲(chǔ)器中。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中，直接為實(shí)體存儲(chǔ)器(也稱“物理存儲(chǔ)器”)寫地址。實(shí)體存儲(chǔ)器的地址與已被和/或正被存儲(chǔ)的當(dāng)前實(shí)施步驟或當(dāng)前指令的指令碼在實(shí)體存儲(chǔ)器中的位置相符。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中，使用了邏輯存儲(chǔ)器(也稱“虛擬存儲(chǔ)器”)。例如，分配函數(shù)將邏輯存儲(chǔ)器的地址映射到實(shí)體存儲(chǔ)器的地址上。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在實(shí)施指令時(shí)計(jì)算實(shí)際簽名值。在一種實(shí)施方式中，代表了指令的代碼確定出實(shí)際簽名值。例如，該方法將實(shí)際簽名函數(shù)應(yīng)用于當(dāng)前指令，從而計(jì)算從屬于當(dāng)前指令的指令簽名的值。在一種實(shí)施方式中，通過(guò)指令所觸發(fā)的控制信號(hào)確定了實(shí)際簽名值的值。
[0021]在一種實(shí)施方式中，借助實(shí)際簽名函數(shù)通過(guò)映射計(jì)算實(shí)際簽名值。在一種實(shí)施方式中，實(shí)際簽名函數(shù)考慮到了已經(jīng)計(jì)算出的實(shí)際簽名值。例如，在應(yīng)用工作序列簽名函數(shù)的情況下增量地和/或遞歸地計(jì)算實(shí)際簽名值。已經(jīng)計(jì)算出的實(shí)際簽名值、尤其是上一次計(jì)算出的實(shí)際簽名值將被投入到例如實(shí)際簽名值的計(jì)算中。
[0022]在一種實(shí)施方式中，工作序列具有子工作序列(Unterarbeitssequenz)。在這種實(shí)施方式中，該方法包括一個(gè)或多個(gè)以下步驟:
[0023]-從實(shí)際簽名寄存器中讀取實(shí)際簽名值；
[0024]-在第一簽名值存儲(chǔ)器地址處寫入實(shí)際簽名值；
[0025]-處理子工作序列；以及
[0026]-在第一簽名值存儲(chǔ)器地址處讀取值并且將所讀出的值寫入到實(shí)際簽名寄存器中。
[0027]在這個(gè)實(shí)施方式中，實(shí)際簽名寄存器在處理完子工作序列之后具有實(shí)際簽名值，該實(shí)際簽名值與子工作序列的處理相互關(guān)聯(lián)。
[0028]在一種實(shí)施方式中，將子工作序列簽名變化值分配給子工作序列。根據(jù)子工作序列簽名變化值計(jì)算實(shí)際簽名值。在一種實(shí)施方式中，被分配給子工作序列的第一指令的實(shí)際簽名值僅僅取決于子工作序列簽名變化值。在這種實(shí)施方式中，實(shí)際簽名值在處理完子工作序列之后與其它的工作序列部分無(wú)關(guān)。
[0029]在一種實(shí)施方式中，被分配給子工作序列的第一指令的實(shí)際簽名值既取決于子工作序列簽名變化值，又取決于被分配給上一次實(shí)施的指令的實(shí)際簽名值。在這種實(shí)施方式中，可以如此選擇子工作序列簽名變化值，使得能在子工作序列的地