存储器数据完整性保护的方法

摘要

本发明提出一种内存数据完整性的保护方法。当系统需要将一个数据块写回内存时，首先产生新的counter分配给这个数据块；然后应用计数器模式加密方法对数据块加密；随后将得到的密文数据块和数据块的地址输入到带密钥的MAC函数中，MAC函数会产生一个输出；最后根据MAC函数的输出确定counter在内存中的存储位置。本发明与传统的内存数据完整性保护方案相比，它能够以更低的存储空间消耗、更小的计算资源占用，提供相同或者更高级别的内存数据完整性保护。

主权项

一种保护内存存储器数据完整性的方法，其特征在于隐藏数据块和系统为这个数据块分配的最新的counter的存储地址之间的映射关系；具体包括以下两个部分：当CPU将一个数据块写回内存时：首先，系统使用的counter自动增长，给这个数据块分配新的counter，然后应用计数器模式加密方法对数据块加密，以获得相应的密文；将得到的密文形式的数据块写回内存；使用加密后的数据块和这个数据块的地址作为带密钥的MAC函数的输入产生相应的输出，根据这个输出确定这个数据块对应的counter在内存的最新存储位置，如式(1)；如果counter在缓存中不需要写回内存，则不写回；如果需要写回内存，则将其写回到根据1.13计算得出的结果确定的内存位置上，并且数据块与它所对应的counter不是同时写回内存；当counter需要写回内存时，可以将多个counter批量写回，使攻击者无法分析出数据与counter的对应关系；使用的数据块的地址是数据块的物理地址：addr_counter＝H_key(block||addr_block)   (1)；当CPU从内存中读取一个数据块时：直接从内存中读取数据块；同时，如果这个数据块对应的counter在缓存中，则直接使用这个counter解密取到的数据块；如果这个counter不在缓存中，则根据计算系统为这个数据块分配的counter在内存中的存储位置，读取这个counter，使用读取到的counter对取到的数据块进行解密。