基于側(cè)信道分析的硬件木馬檢測(cè)技術(shù).pdf

1、硬件特洛伊木馬（Hardware Trojan Horses，HTHs）是對(duì)芯片的惡意篡改，很有可能會(huì)引起芯片的運(yùn)行故障或者關(guān)鍵信息的泄露。由于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈全球化，設(shè)計(jì)與制造的分離，設(shè)計(jì)人員不可監(jiān)控的環(huán)節(jié)越來(lái)越多，芯片被植入硬件木馬的可能性急劇增加。由硬件木馬的物理特征決定，在現(xiàn)代化的信息社會(huì)，硬件木馬的危害比軟件木馬的危害大得多。雖然國(guó)際上對(duì)硬件木馬的研究不足十年，但是由于硬件木馬巨大的危害性，使得其研究熱度速度躥升，并逐漸成為信息

2、安全和硬件安全的研究熱點(diǎn)。機(jī)器學(xué)習(xí)可通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)有信息，進(jìn)而總結(jié)出信息之間的規(guī)律和區(qū)別，進(jìn)而達(dá)到對(duì)未知數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和預(yù)測(cè)的目的。機(jī)器學(xué)習(xí)作為人工智能的核心，已是目前最前沿的研究領(lǐng)域之一。
　　本文以側(cè)信道分析技術(shù)為研究基礎(chǔ)，自主設(shè)計(jì)了一套適用于RTL電路的基于Hspice功耗模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的硬件木馬檢測(cè)平臺(tái)。首先研究了基于側(cè)信道分析的硬件木馬檢測(cè)技術(shù)和硬件木馬植入手段，設(shè)計(jì)了miniAES電路并以此為載體電路成功植入了三種面積不

3、同的木馬。
　　自主設(shè)計(jì)了基于Hspice仿真和Monte Carlo分析功耗采集平臺(tái)。該平臺(tái)可以非常精確地模擬集成電路設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)功耗和由不同范圍工藝偏差帶來(lái)的功耗波動(dòng)，較基于FPGA的功耗采集平臺(tái)更靈活。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)仿真時(shí)的工藝偏差進(jìn)行了分析，并使用PCA算法進(jìn)行數(shù)據(jù)維數(shù)的壓縮處理，經(jīng)驗(yàn)證通過(guò)選取合適的閾值，可將數(shù)據(jù)維數(shù)壓縮至低于原有維數(shù)的1％。并且可以有效的降低工藝偏差給硬件木馬檢測(cè)帶來(lái)的影響。對(duì)經(jīng)PCA降維后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)送