基于逻辑内建自测试的硬件木马检测技术研究

发布时间：2024-04-20 16:35

　　硬件木马是集成电路在设计、生产制造或封装中,被嵌入在芯片中的微小电路,其目的是使电路在特定条件下功能失效或泄露信息。随着集成电路的迅猛发展,芯片已经完全融入了我们生活的各个方面,在航天、国防、金融、通信等方面有不可或缺的作用,一旦这些芯片被插入硬件木马,将引起灾难性的后果。因此,开展硬件木马检测的研究十分迫切,具有现实意义。本文选题来源于国家部委项目,对在生产制造过程中植入芯片的硬件木马进行研究,设计了基于逻辑内建自测试的硬件木马检测结构。针对木马通常隐藏在电路低活性节点中难以触发的问题,本文通过基于概率的分析方法和仿真,提取电路中翻转概率低于阈值的节点作为木马可能存在的节点,并通过插入扫描链提高节点的可控性。为了提高木马检测效率,本文设计了伪随机测试向量产生模块,其产生的测试向量通过扫描链输入电路,使电路输出响应产生异常,并通过响应压缩模块,将木马电路的输出响应压缩为16位的签名,与预期签名进行比对,判断电路是否可疑。通过对产生测试向量的算法进行研究,发现木马可以通过其算法上的漏洞躲避检测,例如攻击者可以利用LFSR产生的测试向量具有相位差来插入木马躲避检测,为此本文加入了相移位器的...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.6有硬件木马的RS232时序信息

露加密密钥的硬件木马电路。当波特率为9600时，串口正常工作，当波特率变为19200后，串口可以接受加密芯片的密钥。图2.6有硬件木马的RS232时序信息2.3硬件木马检测技术方法研究下列检测手段是最常用和最直接的方式用以检测IC设计和制造中的硬件木马：2.3.1....

图4.2基于掺杂注入的反相器木马示意图

一个pmos晶体管由一个n阱，正掺杂的有源区，漏极和栅极组成，多晶硅定义了晶体管的栅极。图4.2基于掺杂注入的反相器木马示意图[49]为了创建一个不断输出VDD的反相器木马，首先将该pmos晶体管的正掺杂p掺杂与负掺杂n掺杂进行交换，如图4.3所示。....

图4.3基于掺杂注入的晶体管示意图

为了创建一个不断输出VDD的反相器木马，首先将该pmos晶体管的正掺杂p掺杂与负掺杂n掺杂进行交换，如图4.3所示。图4.3基于掺杂注入的晶体管示意图[49]图4.3(a)中描述了一个木马pmos晶体管的结构，在n阱内有源区进行n掺杂会与n....

图4.6基于掺杂的木马攻击示意图

4个进行了木马注入，其它28个晶体管仍然由输入决定，其结果将导致木马电路与原始电路的功耗非常相似其功耗甚至更小。图4.6基于掺杂的木马攻击示意图

本文编号：3959681