數(shù)字類型的硬件木馬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與分析.pdf

1、集成電路芯片在現(xiàn)代科技的各個(gè)領(lǐng)域都扮演著至關(guān)重要的角色,從智能手機(jī)、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備,到具有國家戰(zhàn)略意義的軍用武器,都離不開芯片?，F(xiàn)在芯片設(shè)計(jì)的分工合作使得人們無法控制集成電路的整個(gè)環(huán)節(jié),攻擊者很可能利用集成電路設(shè)計(jì)、制造的某個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)電路進(jìn)行篡改,惡意植入硬件木馬電路。硬件木馬設(shè)計(jì)、檢測(cè)逐漸受到重視,成為集成電路領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　基于此,本文主要研究數(shù)字類型硬件木馬電路的設(shè)計(jì)方法,選用ARM9處理器軟核作為目標(biāo)電路,詳

2、細(xì)研究了硬件木馬在RTL級(jí)、網(wǎng)表級(jí)的設(shè)計(jì)策略,然后在處理器上設(shè)計(jì)了數(shù)十種RTL級(jí)木馬電路和一種網(wǎng)表級(jí)木馬電路。RTL級(jí)包括功能型木馬、降低性能的木馬和泄露信息的木馬。最后通過軟件仿真測(cè)試所有木馬電路的有效性,利用 FPGA驗(yàn)證 RTL級(jí)木馬觸發(fā)電路的工作狀態(tài),并結(jié)合在RTL級(jí)提出的三條設(shè)計(jì)規(guī)則,對(duì)木馬電路的性能做出歸納總結(jié)。
　　本文完成的研究工作和所做的貢獻(xiàn)主要包括:
　　第一,概述現(xiàn)有的硬件木馬技術(shù)。包括硬件木馬的特點(diǎn)、

3、分類,常用的設(shè)計(jì)方法和檢測(cè)方法,分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　第二,建立硬件木馬攻擊模型。這個(gè)模型站在攻擊者的角度,建立植入硬件木馬電路從而攻擊芯片的整個(gè)過程,結(jié)合目標(biāo)電路ARM9處理器內(nèi)核,羅列木馬電路的攻擊點(diǎn)。
　　第三,提出硬件木馬設(shè)計(jì)策略。包括RTL級(jí)硬件木馬的三條設(shè)計(jì)規(guī)則,網(wǎng)表級(jí)木馬的設(shè)計(jì)規(guī)則,以及如何設(shè)計(jì)木馬的保護(hù)電路。基于這些策略,共設(shè)計(jì)了14個(gè)木馬電路,包括9個(gè)修改功能型、3個(gè)降低性能型、1泄露信息型木馬,以