基于神经网络SoC的硬件木马研究

发布时间：2021-01-11 00:39

　　在SoC（Systemon Chip）芯片设计过程中,通常会包含很多第三方IP核,并需要利用从前端到后端的各种EDA工具进行设计,在使用的第三方IP核或设计工具中都可能被植入硬件木马,给芯片带来安全隐患。因此,近年来硬件木马的设计技术与检测技术受到高度关注。由于SoC芯片越来越复杂,通用的硬件木马设计方法已经逐渐不能适用,因而针对SoC的硬件木马设计与检测需要以特定类型的SoC硬件载体为基础进行研究,且不同类型的SoC载体电路具有不相同的电路特征及其潜在的漏洞,其特定的潜在漏洞需要进行专门研究,因此针对特定SoC载体电路的硬件木马设计进行研究具有重要意义。本文对基于神经网络的SoC硬件载体系统及其硬件木马进行研究。SoC硬件载体系统主要应用于室内场景分类,用于辅助盲人室内导航,其能够有效地帮助盲人进行日常活动。为了使卷积神经网络（CNN）适合于嵌入式SoC平台,论文首先对Alexnet模型进行了改进:把其中较大的卷积核改为较小的卷积核;全连接层改为参数量较小卷积层。改进的网络模型的参数量与计算量显著减小能够适应于嵌入式SoC。在本文设计的SoC系统中,软件处理器部分进行部分图像预处理以... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MicroBlaze硬件结构

图2-1是硬件木马的基本硬件结构,硬件木马先对正常电路输入进行采集,在满足特定条件下对输出进行控制从而产生破坏作用。硬件木马的结构中一般包括触发单元和负载单元。触发部分一般是由外部或者内部一些信号组成,在触发信号达到木马的阈值时激活硬件木马负载单元。触发部分需要把一些分散的微弱的信号集合用来生成负载部分的输入信号,这些信号的特征将会极大地影响硬件木马的可控性,因而硬件木马的触发设计是木马设计的关键一步。负载电路的设计种类繁多,可以是简单地关闭某些信号线,或者是对一些重要信息进行篡改或者截取密匙,这些操作最终都会对用户造成一定程度的问题。2.1.2 硬件木马分类

近年来硬件木马的设计、检测与防御的相关技术逐渐地发展起来[25]。然而硬件木马目前还并没有形成体系化的研究,对硬件木马的概念分类并没有统一的认识。对于特定的系统来说,一般硬件木马都会选择系统中最薄弱的部分进行硬件木马的植入。总线与存储是SoC中通用的组件,其承载着系统中核心数据的通信,因此总线与存储是木马植入设计的重要部分。图2-2展示了SoC硬件木马的分类。SoC硬件木马依据触发电路功能可以分为分散型触发电路与状态机触发电路:


本文编号：2969723