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申请/专利权人：广东全芯半导体有限公司

摘要：本发明公开了一种主控芯片随机缓存保密方法及系统，通过引入物理随机数生成器获取真随机数作为密钥，并使用动态密钥和初始化向量对缓存数据进行加密，对加密后的缓存数据进行混淆处理，以及将加密数据分散存储在不同的位置，提高数据的安全性，保护缓存数据免受未经授权的访问和攻击；通过在解密缓存数据的过程中，引入随机的延迟时间以及对解密后的数据进行完整性验证，确保解密后的数据的完整性，检测数据在传输或存储过程中是否发生篡改；通过动态密钥更新和存储位置变换，定期或在特定事件触发下更新密钥，并进行存储位置变换，以及动态随机读取和位置变换解密，主控芯片有效防范对缓存数据的未经授权访问和攻击，增强系统的安全性。

主权项：1.一种主控芯片随机缓存保密方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.引入物理随机数生成器：使用物理随机数生成器获取真随机数作为密钥；S2.生成密钥和初始化向量：利用物理随机数生成器生成密钥和初始化向量，所述密钥用于加密和解密缓存数据，所述初始化向量用于加密模式的初始化；S3.获取主控芯片的缓存数据；S4.加密缓存数据：主控芯片使用生成的密钥和初始化向量，对缓存数据进行加密；S5.混淆加密结果：引入混淆流量和噪声干扰，对加密后的缓存数据进行混淆处理；S6.存储加密后的数据：将混淆后的加密数据存储在主控芯片，采用错位存储或数据碎片化，将加密数据分散存储在不同的位置；S7.动态密钥更新和存储位置变换：定期或在特定事件触发下更新密钥，并进行存储位置变换；S8.动态随机读取和位置变换解密：当需要读取缓存数据时，主控芯片使用物理随机数生成器生成一个随机数，该随机数用于解密混淆后的加密数据，并进行位置变换解密；S9.解密缓存数据和完整性验证：使用生成的随机数和动态密钥对加密数据进行解密，并在解密过程中引入随机的延迟时间，对解密后的数据进行完整性验证，使用哈希函数对数据进行摘要计算，并与预先计算的摘要进行比对；其中，所述S4具体包括以下子步骤：S4.1.密钥扩展和初始化向量加载：主控芯片使用从S2中生成的密钥作为输入，通过密钥扩展算法生成扩展密钥，使用密钥调度算法和扩展算法来生成一系列的轮密钥；主控芯片将生成的扩展密钥加载到加密算法的密钥调度器中，并将密钥调度器初始化为初始状态；主控芯片使用初始化向量加载加密算法的初始状态，将初始化向量加载到加密算法的寄存器或其他指定的存储区域中；S4.2.缓存数据的分块处理：主控芯片将缓存数据分成固定大小的数据块；如果最后一个数据块的大小不足固定大小，主控芯片将使用PKCS#7或ISOIEC7816-4填充方案填充最后一个数据块，使其达到固定大小；S4.3.数据块加密：主控芯片使用初始化后的加密算法和扩展密钥对每个数据块进行加密；对于每个数据块，主控芯片将数据块加载到加密算法的输入缓冲区中；主控芯片通过执行一系列的加密操作，将输入缓冲区中的数据块和密钥进行混合并生成加密后的输出数据；加密后的数据将被存储在主控芯片的缓存区域或其他指定的存储区域中；所述S5具体包括以下子步骤：S5.1.生成混淆流量：使用物理随机数生成器生成随机数据作为混淆流量，混淆流量的长度和内容为随机；S5.2.混淆加密结果：逐位对加密后的缓存数据和混淆流量进行异或运算，生成混淆后的加密结果；S5.3.引入噪声干扰：随机生成噪声数据，并与加密结果进行叠加；S5.4.数据传输和处理：在数据传输和处理过程中，将混淆后的加密结果传输至目标设备或进行后续处理；所述S7具体包括以下子步骤：S7.1.定期密钥更新：设定一个定期的时间间隔或特定事件触发条件，以触发密钥的更新；在触发时，使用物理随机数生成器生成新的密钥；S7.2.混淆变换：对新生成的密钥和初始化向量进行混淆变换，包括位移、置换、异或操作；S7.3.存储位置变换：重新分配存储位置，将加密数据分散存储在不同的存储单元或地址中；S7.4.更新后的存储：将经过动态密钥更新和存储位置变换处理后的加密数据存储在主控芯片中；确保更新后的密钥和初始化向量与加密数据一起存储，同时保证存储位置的变换信息被记录下来；所述S8具体包括以下子步骤：S8.1.生成随机数：当需要读取缓存数据时，主控芯片使用物理随机数生成器生成一个随机数，该随机数将作为解密和位置变换解密的参数；S8.2.解密混淆后的加密数据：使用生成的随机数和当前的密钥，对存储在主控芯片中的混淆后的加密数据进行解密；主控芯片利用AES解密算法和生成的随机数，对加密数据进行逐位解密，得到错位存储或数据碎片化的数据；S8.3.获取存储位置变换信息和进行存储位置变换：主控芯片获取之前记录的存储位置变换信息，根据存储位置变换信息，将解密后的数据从不同的存储位置重新组合，还原出完整的缓存数据；S8.4.数据读取：解密和位置变换解密完成后，主控芯片将完整的缓存数据读取出来，供后续处理和使用。

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