基于FPGA的IP核數(shù)字水印保護方法研究.pdf

1、隨著集成電路設(shè)計、制造技術(shù)的迅速發(fā)展，SoC技術(shù)己成為集成電路設(shè)計的重要技術(shù)。近幾年，IP核復(fù)用技術(shù)得到快速發(fā)展，使得IP核侵權(quán)問題嚴(yán)重。IP核保護有多種方法，主要有標(biāo)簽技術(shù)、指紋技術(shù)、數(shù)字水印技術(shù)等。但是標(biāo)簽技術(shù)和指紋技術(shù)設(shè)計復(fù)雜度及設(shè)計費用高，且安全性低。數(shù)字水印技術(shù)以其實現(xiàn)簡單、安全性高、不受器件及設(shè)計平臺的制約等優(yōu)點，已成為保護IP核的重要技術(shù)之一。
　　 本文從FPGA系統(tǒng)設(shè)計流程、數(shù)字水印生成方法、數(shù)字水印嵌入層次、

2、數(shù)字水印的評估方法等方面，系統(tǒng)的介紹了基于FPGA的數(shù)字水印系統(tǒng)。然后提出三種基于FPGA的數(shù)字水印方法。
　　 第一，提出基于時延約束的數(shù)字水印方法，在設(shè)計的布局布線過程中，選擇一些非關(guān)鍵路徑，根據(jù)水印信息修改這些路徑的時延，將數(shù)字水印添加到設(shè)計中，最后產(chǎn)生獨特的配置比特流。水印添加后的時延約束對IP核設(shè)計的影響極小，嵌入的水印很難被盜用者檢測、發(fā)現(xiàn)和刪除。添加的數(shù)字水印對設(shè)計不產(chǎn)生任何面積開銷，產(chǎn)生極低的時間開銷，水印安全性

3、較高。
　　 第二，提出基于查找表替換的數(shù)字水印方法，利用基于存儲式邏輯陣列塊(MLAB)的RAM結(jié)構(gòu)替換原設(shè)計文件中的查找表，在其閑置存儲空間添加水印數(shù)據(jù)。實驗表明，該方法提高了數(shù)字水印的嵌入效率，資源開銷和時序開銷降低。由于存儲式邏輯陣列塊的特性，水印可避開編譯工具的優(yōu)化操作，具有較高的安全性。
　　 第三，提出層次式數(shù)字水印方法，分別在網(wǎng)表層和物理層中添加數(shù)字水印，最后生成一個含有多重數(shù)字水印的IP核。網(wǎng)表層數(shù)字水