基于SC-SP方法的侧信道硬件木马检测技术研究
发布时间：2021-01-16 08:25
随着集成电路技术的快速发展,芯片安全问题受到越来越多的关注。由于集成电路产业链全球化的趋势不可阻挡,很多芯片公司出于经济利益的考虑,将设计和制造分离,导致芯片被植入硬件木马的可能性急剧增大。硬件木马会对芯片产生十分严峻的危害,因此,硬件木马的检测对信息时代的芯片安全有着至关重要的作用。本文课题来源于国家部委项目。针对上述硬件木马检测问题,本文研究了一种适用于大规模集成电路且具有低开销、高覆盖率和高精度特点的硬件木马检测方法,并建立了完整的检测流程。该检测方法首先在芯片的设计初期植入路径延迟检测结构,之后利用该延迟检测结构提取黄金模型中的延迟特征作为水印,最后将所提取待测芯片的延时特征与水印做对比以检测芯片中是否存在硬件木马。该方法克服了传统侧信道检测方法需要耗费大量精力激活木马的问题。针对超速扫描延时测量方法和影子寄存器结构延时测量方法存在的缺陷,本文将超速扫描延时检测方法和影子寄存器测延时方法相结合,提出了适用于大规模集成电路的SC-SP延迟检测方法,此方法可以应用于电路中不可观察的路径。SC-SP方法的具体实现方式是,由于片上和片外测试时钟的限制,对于能够应用于芯片的最大频率所能覆...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于功耗分析的硬件木马检测[43]
的路径延迟。因此，对于没有全扫描的时序电路，需要采用侵入式技术来测量所有路径延迟。但是这种方法的优点在于，可以不必完全激活木马，就能实现木马的检测。图2.14 基于延迟分析的硬件木马检测[43]（4）电磁辐射通过检测由木马切换活动带来的电磁辐射，也可以检测芯片中的木马电路，这种检测方法是非侵入性、非破坏性的[13]。除了使用不同的测量电路之外，基于测量该参数的任何技术都与测量瞬态电源电流属于同一类别。（5）多参数多参数硬件木马测试用来分析芯片的瞬态电源电流（DDTI ）和芯片最大工作频率maxF，这两者之间也存在一定的关系[40]。如果芯片中被敌手植入了恶意逻辑电路，则将改变这两个变量之间的关系。这种方法同样需要黄金模型做对比得出结果[41]。这两个变量之间的关系可以用公示表示所示，如果公式（2-1）代表了黄金模型的变量之间的关系，则公式（2-2）代表木马芯片变量之间的关系。max DDTav t av cirtIk n nF(2-1) _max DDT troav t tro av cirtIk n n nF(2-2)其中 av tk n 代表了电路中所有开关门的数量，cirtn 表示关键路径上门数量。由公式（2-1）和（2-2）可以看出
否有恶意结构植入。3.1 基于延时的侧信道分析检测方法简介图3.1 时序弧如果将电路网表看成一个拓扑图，如图 3.1 所示时序弧，图中每一个节点代表电路中的引脚，节点之间的连线表示时序弧。时序弧可以分为两种，单元延时和连线延时。单元延时的时序弧是指输入引脚和输出引脚之间的连接，连线延时的时序弧是指驱动引脚和扇出之间的连接。延时计算就是计算每一条时序弧的值，即包含单元延时
【参考文献】：
硕士论文
[1]硬件木马检测方法研究[D]. 冀晋渊.电子科技大学 2018
[2]基于片上时钟电路的at speed测试及验证[D]. 刘鑫.西安电子科技大学 2017
[3]高精度多相时钟发生器研究与设计[D]. 程代州.电子科技大学 2017
[4]基于可疑电路结构分析的硬件木马检测技术研究[D]. 张加林.电子科技大学 2016
[5]基于路径的OCV分析方法研究与实现[D]. 刘元龙.国防科学技术大学 2013
[6]基于40nm工艺芯片物理设计研究[D]. 喻建军.复旦大学 2012
本文编号：2980477
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于功耗分析的硬件木马检测[43]
的路径延迟。因此，对于没有全扫描的时序电路，需要采用侵入式技术来测量所有路径延迟。但是这种方法的优点在于，可以不必完全激活木马，就能实现木马的检测。图2.14 基于延迟分析的硬件木马检测[43]（4）电磁辐射通过检测由木马切换活动带来的电磁辐射，也可以检测芯片中的木马电路，这种检测方法是非侵入性、非破坏性的[13]。除了使用不同的测量电路之外，基于测量该参数的任何技术都与测量瞬态电源电流属于同一类别。（5）多参数多参数硬件木马测试用来分析芯片的瞬态电源电流（DDTI ）和芯片最大工作频率maxF，这两者之间也存在一定的关系[40]。如果芯片中被敌手植入了恶意逻辑电路，则将改变这两个变量之间的关系。这种方法同样需要黄金模型做对比得出结果[41]。这两个变量之间的关系可以用公示表示所示，如果公式（2-1）代表了黄金模型的变量之间的关系，则公式（2-2）代表木马芯片变量之间的关系。max DDTav t av cirtIk n nF(2-1) _max DDT troav t tro av cirtIk n n nF(2-2)其中 av tk n 代表了电路中所有开关门的数量，cirtn 表示关键路径上门数量。由公式（2-1）和（2-2）可以看出
否有恶意结构植入。3.1 基于延时的侧信道分析检测方法简介图3.1 时序弧如果将电路网表看成一个拓扑图，如图 3.1 所示时序弧，图中每一个节点代表电路中的引脚，节点之间的连线表示时序弧。时序弧可以分为两种，单元延时和连线延时。单元延时的时序弧是指输入引脚和输出引脚之间的连接，连线延时的时序弧是指驱动引脚和扇出之间的连接。延时计算就是计算每一条时序弧的值，即包含单元延时
【参考文献】：
硕士论文
[1]硬件木马检测方法研究[D]. 冀晋渊.电子科技大学 2018
[2]基于片上时钟电路的at speed测试及验证[D]. 刘鑫.西安电子科技大学 2017
[3]高精度多相时钟发生器研究与设计[D]. 程代州.电子科技大学 2017
[4]基于可疑电路结构分析的硬件木马检测技术研究[D]. 张加林.电子科技大学 2016
[5]基于路径的OCV分析方法研究与实现[D]. 刘元龙.国防科学技术大学 2013
[6]基于40nm工艺芯片物理设计研究[D]. 喻建军.复旦大学 2012
本文编号：2980477
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2980477.html
