本發(fā)明涉及安全I(xiàn)C芯片中防止物理攻擊的有源屏蔽布線方法，屬于集成電路IC芯片設(shè)計(jì)中安全相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)也屬于集成電路輔助設(shè)計(jì)軟件工具中布線領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

針對(duì)安全芯片(包括電子護(hù)照、移動(dòng)支付、SIM卡等相關(guān)芯片)的一種物理攻擊方法是在IC芯片上電后讀取Flash中的數(shù)據(jù)。為了防止上述攻擊，芯片設(shè)計(jì)廠商提出了版圖保護(hù)電路的概念，即在頂層金屬層加入一層防護(hù)層金屬，該防護(hù)層的信號(hào)線受到持續(xù)的監(jiān)控，一旦該信號(hào)被破壞，芯片會(huì)自動(dòng)開啟報(bào)警電路，實(shí)行電路自我毀壞，防止非法操控?cái)?shù)據(jù)。

本文針對(duì)防護(hù)層布線的構(gòu)造方法。好的防護(hù)層布線要求不宜被分析，不宜被短路，局部圖案重復(fù)性高，適用于多種檢測(cè)方式等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種安全芯片物理防護(hù)布線的有效方法。

在矩形布線區(qū)域內(nèi)，依次生成一組垂直的^^^線，每根^^^線由一段段水平的臺(tái)階狀布線構(gòu)成，相鄰兩根^^^線間的臺(tái)階相互形成交叉。臺(tái)階的水平長(zhǎng)度由參數(shù)H和分割點(diǎn)P確定，臺(tái)階數(shù)由參數(shù)V確定。

這種^^^布線可以用于構(gòu)造各種監(jiān)測(cè)方式。例如，一種方式是對(duì)每根^^^線進(jìn)行檢測(cè)，形成單根多組檢測(cè)布線(附圖9)；也可以將所有的^^^線首尾相連，形成單根單組檢測(cè)布線。另一種方式是將多根相鄰的線形成一組，各組間再相連接。連接的方式又分兩種，一種是順序相連，不需要次頂層金屬換層(附圖10)；另一種是交錯(cuò)相連，需要次頂層金屬換層(附圖11)。換層的方式使鄰近的^^^線分屬于不同的檢測(cè)電路，增加了短路攻擊的難度。最后，各種檢測(cè)方式可以混合使用。例如一部分使用換層方案，一部分使用單根方案(附圖12)。

本方法產(chǎn)生的布線從局部看圖案的重復(fù)性高，不宜被分析。其中多組檢測(cè)和換層的方案增加了短路攻擊難度。本布線適用于多種檢測(cè)電路的連接方式。

附圖說明

圖1：根據(jù)線寬W和線間距S劃分矩形布線區(qū)域成網(wǎng)格后的結(jié)果。

圖2：生成第1條^^^線后的結(jié)果。臺(tái)階數(shù)為V＝4，上升邊為1-4，下降邊為6-9，5為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。上升邊與下降邊在Y方向互為鏡像，在X方向錯(cuò)開一個(gè)格點(diǎn)。每個(gè)臺(tái)階在X方向由一條長(zhǎng)度為8的邊和一條長(zhǎng)度為3的邊組成。

圖3：生成第2條^^^線后的結(jié)果。臺(tái)階X方向長(zhǎng)度被補(bǔ)全為H＝11個(gè)格點(diǎn)。

圖4：生成第3條^^^線后的結(jié)果。

圖5：生成第4條^^^線后的結(jié)果。1、2和3、4兩組^^^線生成的臺(tái)階相互交錯(cuò)。

圖6：生成第5和第6條^^^線后的結(jié)果。

圖7：生成全部有源^^^線后的結(jié)果。

圖8：布線區(qū)域被^^^線填滿后的結(jié)果。

圖9：?jiǎn)胃嘟M檢測(cè)。每根^^^線一端連接信號(hào)發(fā)生電路，一端連接信號(hào)接收及判斷檢測(cè)電路，共10組檢測(cè)電路。

圖10：2根并行非換層2組檢測(cè)。將兩根^^^線在上方和下方依次相連，然后在頭尾連接檢測(cè)電路。共兩組檢測(cè)電路。

圖11：5根并行換層5組檢測(cè)。將前后5根^^^線在上方交叉相連，圖中的細(xì)線表示此頂層金屬(換層)，再將5組檢測(cè)電路連接到下方。交叉相連(換層)的好處在于相鄰的信號(hào)線分屬于不同的檢測(cè)電路，增加了短路攻擊的難度，但需要占用此頂層金屬的布線資源。

圖12：?jiǎn)胃?根并行換層6組混合檢測(cè)。第1和第10根^^^線分別是單根檢測(cè)，中間的2-9根^^^線是4根并行換層檢測(cè)。

具體實(shí)施方式

設(shè)屏蔽線線寬W，線間距S；^^^布線水平寬度H(附圖示例中H＝11)，斷點(diǎn)P(0＜P＜H)(附圖示例中P＝8)，垂直臺(tái)階數(shù)V(附圖示例中V＝4)；布線區(qū)域?yàn)榫匦巍?/p>

第1步：將矩形布線區(qū)域劃分成格點(diǎn)，每個(gè)格點(diǎn)為一正方形，寬長(zhǎng)為W+S，^^^布線將按格點(diǎn)進(jìn)行(附圖1)。

第2步：生成第1條^^^線。從布線區(qū)域的左下角起，向右上依次產(chǎn)生V個(gè)上升臺(tái)階，每個(gè)臺(tái)階的畫法是，先向上走一個(gè)格點(diǎn)，再向右走P-1個(gè)格點(diǎn)，再向上走4-1個(gè)格點(diǎn)，最后再向左走H-P-1個(gè)格點(diǎn)。對(duì)于第V個(gè)臺(tái)階的最后一筆，要向左多走一個(gè)格點(diǎn)。然后，向左上產(chǎn)生V個(gè)下降臺(tái)階，每個(gè)臺(tái)階的畫法是，先向上走一個(gè)格點(diǎn)，再向右走H-P-1個(gè)格點(diǎn)，再向上走4-1個(gè)格點(diǎn)，最后再向左走P-1個(gè)格點(diǎn)。對(duì)于第V個(gè)臺(tái)階的最后一筆，要向左少走一個(gè)格點(diǎn)。重復(fù)執(zhí)行上述步驟，生成^^^線，直到布線區(qū)域的頂端(附圖2)。

第3步：生成第2條^^^線。方法是參考第1條^^^線，對(duì)臺(tái)階補(bǔ)全長(zhǎng)度到H，即在第一條^^^線向左P個(gè)格點(diǎn)處，生成向右長(zhǎng)度為H-P的線段；在第一條^^^線向左H-P個(gè)格點(diǎn)處，生成向右長(zhǎng)度為P的線段；在4-1個(gè)垂直線段處，生成緊鄰的同長(zhǎng)度線段(附圖3)。

第4步：生成第3條^^^線。方法是延第2條^^^線的緊鄰格點(diǎn)生成(附圖4)。

第5步：生成第4條^^^線。方法同步驟3，但參考第3條^^^線，補(bǔ)全臺(tái)階長(zhǎng)度到H。可以看到1、2兩根線和3、4兩根線生成的臺(tái)階相互交錯(cuò)(附圖5)。

第6步：生成第5和第6條^^^線。方法同步驟4和5(附圖6)。

第7步：重復(fù)上述步驟直到^^^線到達(dá)布線區(qū)域的最右端(附圖7)。

第8步：按相同的布線方法，填補(bǔ)左側(cè)、右上、和右下處的空白，就像它們是來自于更大的一個(gè)布線區(qū)域一樣。這些填補(bǔ)線不用于有源信號(hào)的檢查，但它們使布線區(qū)域被填充完滿，增加真正的有源信號(hào)線被識(shí)別的難度(附圖8)。

第9步：根據(jù)需要將信號(hào)線串聯(lián)并連接檢測(cè)電路。例如：?jiǎn)胃嘟M檢測(cè)(附圖9)、2根并行非換層2組檢測(cè)(附圖10)、5根并行換層5組檢測(cè)(附圖11)、單根及4根并行換層6組混合檢測(cè)(附圖12)。