發(fā)布時(shí)間：2023-10-12 05:19

　　近年來,芯片設(shè)計(jì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了全球的分工與轉(zhuǎn)移,根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),歐美地區(qū)的集成電路(IC)市場份額逐漸減少,而亞太地區(qū)的IC市場份額逐年增加。IC制造的全球化不僅體現(xiàn)在IC制造市場的全球化分布,而且體現(xiàn)在IC設(shè)計(jì)、制造、銷售等IC供應(yīng)鏈的全球化,即不同地區(qū)的分工以及側(cè)重點(diǎn)有所不同。IC供應(yīng)鏈全球化的機(jī)制降低了維持完整生產(chǎn)線的成本、加速了IC開發(fā)周期,更好地迎合了快速發(fā)展的IC市場。同樣在中國,國內(nèi)的IC生產(chǎn)份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上快速增長的中國IC市場份額,這意味著中國大部分IC需求依賴于進(jìn)口。然而,IC供應(yīng)鏈的全球化引發(fā)了嚴(yán)重的安全威脅,即當(dāng)IC開發(fā)環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測試、組裝等某一環(huán)節(jié)或者某幾個(gè)環(huán)節(jié)不可信賴時(shí),可能會(huì)存在木馬電路、電路知識產(chǎn)權(quán)(IP)竊取等情況。當(dāng)這些不可靠的芯片被應(yīng)用到諸如軍事、金融、醫(yī)療等關(guān)鍵系統(tǒng)中,將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。本研究針對IC供應(yīng)鏈中日益嚴(yán)重的硬件木馬、電路知識產(chǎn)權(quán)竊取等安全威脅提出了具有創(chuàng)新性且高效的防御機(jī)制。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)針對傳統(tǒng)電路中的木馬電路,我們提出了運(yùn)行階段的木馬電路檢測與錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù),其能夠保證任務(wù)能夠正確按時(shí)完成,這對于建立在...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 傳統(tǒng)電路中木馬電路檢測的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 可逆電路中木馬電路檢測的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目的與研究內(nèi)容
        1.4.1 傳統(tǒng)電路中木馬電路的檢測
        1.4.2 可逆電路中木馬電路的檢測
        1.4.3 電路知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)
    1.5 論文的主要貢獻(xiàn)
        1.5.1 傳統(tǒng)電路中木馬電路檢測的研究
        1.5.2 可逆電路中木馬電路檢測的研究
        1.5.3 電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的研究
    1.6 論文組織結(jié)構(gòu)
2 運(yùn)行時(shí)木馬電路檢錯(cuò)與恢復(fù)機(jī)制研究
    2.1 引言
        2.1.1 木馬電路模型
    2.2 研究動(dòng)機(jī)
    2.3 木馬電路錯(cuò)誤恢復(fù)技術(shù)
        2.3.1 木馬電路引起的錯(cuò)誤模型
        2.3.2 一種快速的木馬電路錯(cuò)誤恢復(fù)設(shè)計(jì)
    2.4 設(shè)計(jì)原則的最優(yōu)化模型
        2.4.1 最優(yōu)化方案示例及問題定義
        2.4.2 整數(shù)線性規(guī)劃(ILP)模型
    2.5 實(shí)驗(yàn)及分析
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)配置
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.6 本章小結(jié)
3 可逆電路中木馬電路檢測的研究
    3.1 引言
    3.2 可逆邏輯
    3.3 威脅模型
        3.3.1 硬件木馬電路
        3.3.2 威脅模型
        3.3.3 可逆電路中的木馬電路和物理故障
    3.4 可逆電路中的木馬電路檢測
        3.4.1 單門木馬電路檢測
        3.4.2 2-門木馬檢測
        3.4.3 3-門木馬檢測
        3.4.4 4-門木馬檢測
        3.4.5 對稱木馬的檢測
        3.4.6 具有分布式部件的木馬電路
    3.5 可逆電路中的木馬檢測和預(yù)防技術(shù)
        3.5.1 任意木馬電路的研究
        3.5.2 可逆電路不含輔助輸入時(shí)木馬電路的檢測
        3.5.3 可逆電路包含輔助輸入時(shí)木馬電路的檢測
        3.5.4 混淆I/O以預(yù)防木馬
    3.6 實(shí)驗(yàn)及分析
    3.7 本章小結(jié)
4 電路知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的研究
    4.1 引言
    4.2 兩種混淆機(jī)制的系統(tǒng)模型
        4.2.1 研究動(dòng)機(jī)及IP竊取/盜用威脅模型
        4.2.2 基于嵌入式可編程邏輯的系統(tǒng)模型
        4.2.3 基于分離制造的系統(tǒng)模型
        4.2.4 兩種IP保護(hù)機(jī)制的對比
    4.3 基于EPL的RT級混淆技術(shù)
        4.3.1 基本思路
        4.3.2 最大化H
        4.3.3 基本方案的安全性分析
        4.3.4 基本方案+冗余模塊
        4.3.5 基本方案+模塊替換
    4.4 基于分離制造的RT級混淆技術(shù)
        4.4.1 攻擊難度上限的分析
        4.4.2 Numberofpossibledatapaths的下界分析
        4.4.3 RT級混淆技術(shù)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)問題
        4.4.4 多路復(fù)用器和功能單元的權(quán)衡
        4.4.5 最大化安全標(biāo)準(zhǔn)的算法
        4.4.6 最小化開銷的算法
    4.5 實(shí)驗(yàn)及分析
        4.5.1 基于EPL的混淆技術(shù)
        4.5.2 基于分離制造的混淆技術(shù)
    4.6 三項(xiàng)工作的對比分析
        4.6.1 相比于BellingtheCAD有較高安全性
        4.6.2 相比于EPL更高效
        4.6.3 三項(xiàng)工作的比較結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.攻讀博士學(xué)位期間的主要研究成果(第一作者)
    B.攻讀博士學(xué)位期間申請的專利和軟件著作權(quán)



本文編號：3853525