隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,多功能芯片呈指數(shù)型增長(zhǎng)的需求促使基于硬件知識(shí)產(chǎn)權(quán)（Intelligent Property,IP）的片上系統(tǒng)（System on Chip,SoC）芯片設(shè)計(jì)得到普及。不可信加解密IP中植入寄存器傳輸級(jí)（Register Transfer Level,RTL）硬件木馬的信息安全問(wèn)題隨之而來(lái),硬件木馬的高隱藏性和低面積占有率使得常用RTL硬件木馬檢測(cè)方法檢測(cè)效率較低。為了提高RTL硬件木馬的檢測(cè)效率,本文設(shè)計(jì)了一種基于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard,AES）算法RTL硬件木馬的檢測(cè)系統(tǒng)。本文首先分析了AES算法和硬件木馬檢測(cè)的相關(guān)理論,重點(diǎn)研究了AES算法的結(jié)構(gòu)與安全性,硬件木馬的種類與常見(jiàn)的檢測(cè)方法。然后,對(duì)基于AES算法硬件木馬的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了框架設(shè)計(jì),將該系統(tǒng)進(jìn)行軟硬劃分。系統(tǒng)的硬件部分包括AES加解密電路的設(shè)計(jì)并優(yōu)化了其中的密鑰擴(kuò)展模塊和輪函數(shù)模塊,和五種AES加解密電路的硬件木馬模型進(jìn)行本地化操作分析。系統(tǒng)的軟件部分對(duì)硬件木馬檢測(cè)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),其中包括硬件木馬檢測(cè)軟件平臺(tái)以及硬件木馬軟件檢測(cè)的設(shè)計(jì)。最后,使用I... 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的內(nèi)容及設(shè)計(jì)指標(biāo)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第二章 AES算法和硬件木馬分析
    2.1 AES算法
        2.1.1 AES算法特征
        2.1.2 AES算法結(jié)構(gòu)
        2.1.3 AES算法的安全性分析
    2.2 AES算法中的硬件木馬
        2.2.1 硬件木馬結(jié)構(gòu)
        2.2.2 硬件木馬分類
    2.3 AES算法中硬件木馬的檢測(cè)方法
        2.3.1 基于芯片級(jí)硬件木馬檢測(cè)
        2.3.2 基于門級(jí)網(wǎng)表硬件木馬檢測(cè)
        2.3.3 基于RTL級(jí)硬件木馬檢測(cè)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于AES算法硬件木馬的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 硬件木馬檢測(cè)系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)
    3.2 AES加解密電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 密鑰擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)
        3.2.2 輪函數(shù)模塊設(shè)計(jì)
    3.3 硬件木馬模型本地化操作分析
        3.3.1 本地化木馬節(jié)點(diǎn)選擇分析
        3.3.2 硬件木馬本地化分析
    3.4 硬件木馬軟件檢測(cè)設(shè)計(jì)
        3.4.1 檢測(cè)平臺(tái)選擇
        3.4.2 軟件檢測(cè)的開(kāi)發(fā)流程
        3.4.3 軟件檢測(cè)設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于AES算法硬件木馬的檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.1 AES加解密電路硬件實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 密鑰擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)
        4.1.2 輪函數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)
    4.2 硬件木馬模型本地化操作實(shí)現(xiàn)的分析
    4.3 硬件木馬軟件檢測(cè)實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 累加器型硬件木馬檢測(cè)
        4.3.2 狀態(tài)機(jī)型硬件木馬檢測(cè)
        4.3.3 LFSR型硬件木馬檢測(cè)
        4.3.4 編碼計(jì)數(shù)觸發(fā)器型硬件木馬檢測(cè)
        4.3.5 無(wú)相關(guān)性移位器型硬件木馬檢測(cè)
    4.4 模塊調(diào)用
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于AES算法硬件木馬的檢測(cè)系統(tǒng)仿真與驗(yàn)證
    5.1 AES加解密電路仿真
    5.2 本地化后AES加解密電路仿真
        5.2.1 植入累加器木馬的AES功能仿真
        5.2.2 植入狀態(tài)機(jī)木馬的AES功能仿真
        5.2.3 植入LFSR木馬的AES功能仿真
        5.2.4 植入編碼計(jì)數(shù)觸發(fā)器木馬的AES功能仿真
    5.3 硬件木馬軟件檢測(cè)的驗(yàn)證
        5.3.1 累加器硬件木馬的軟件檢測(cè)
        5.3.2 狀態(tài)機(jī)硬件木馬的軟件檢測(cè)
        5.3.3 LFSR硬件木馬的軟件檢測(cè)
        5.3.4 編碼計(jì)數(shù)觸發(fā)器硬件木馬的軟件檢測(cè)
        5.3.5 無(wú)關(guān)性移位木馬的軟件檢測(cè)
        5.3.6 模塊調(diào)用的驗(yàn)證
    5.4 AES電路中隨機(jī)硬件木馬檢測(cè)與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于特征匹配的IP軟核硬件木馬檢測(cè)[J]. 倪林,石磊,韓鹍,李少青.  計(jì)算機(jī)工程. 2017(03)
[2]基于RTL級(jí)硬件木馬的檢測(cè)方法[J]. 成祥,李磊,程偉.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2017(03)
[3]物理型硬件木馬失效機(jī)理及檢測(cè)方法[J]. 駱揚(yáng),王亞楠.  物理學(xué)報(bào). 2016(11)
[4]一種基于故障注入的硬件木馬設(shè)計(jì)[J]. 王曉晗,李雄偉,張陽(yáng),陳開(kāi)顏,徐璐.  軍械工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2015 (05)
[5]美國(guó)國(guó)防部軍用集成電路制造能力建設(shè)情況[J]. 胡開(kāi)博,蘇建南.  中國(guó)集成電路. 2015(06)
[6]一種基于時(shí)序型硬件木馬的IP版權(quán)保護(hù)結(jié)構(gòu)[J]. 馮紫竹,趙毅強(qiáng),劉長(zhǎng)龍.  計(jì)算機(jī)工程. 2014(09)
[7]硬件木馬技術(shù)研究綜述[J]. 牛小鵬,李清寶,王煒,張丹.  信息工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[8]硬件木馬綜述[J]. 劉華鋒,羅宏偉,王力緯.  微電子學(xué). 2011(05)
[9]AES加密算法分析及其安全性研究[J]. 韓雯.  石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2008(02)
[10]AES加密算法分析及其安全性研究[J]. 韓雯.  石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2008 (02)

碩士論文
[1]基于可信設(shè)計(jì)流程的方法研究[D]. 成祥.電子科技大學(xué) 2017
[2]基于UVM的硬件木馬檢測(cè)研究[D]. 石朝陽(yáng).華中科技大學(xué) 2016
[3]硬件木馬電路設(shè)計(jì)與檢測(cè)[D]. 黃哲.華南理工大學(xué) 2016
[4]基于摻雜修正型硬件木馬設(shè)計(jì)研究[D]. 魏正友.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于內(nèi)建電路的硬件木馬檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 李旭.天津大學(xué) 2016
[6]一種顯化硬件木馬功耗的設(shè)計(jì)方法[D]. 李海燕.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[7]基于旁路分析的硬件木馬檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 唐棠.電子科技大學(xué) 2014
[8]數(shù)字類型的硬件木馬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與分析[D]. 李振.電子科技大學(xué) 2014
[9]基于AES算法的硬件木馬電路設(shè)計(jì)[D]. 史亞峰.天津大學(xué) 2012
[10]SMS4算法分析及其在3G中的應(yīng)用[D]. 汪迎松.浙江師范大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3712058