[发明专利]基于时钟扫频的硬件木马自参考检测方法

说明书

本发明涉及集成电路可信任性技术领域，为能够有效避免片间工艺偏差的影响，放大硬件木马的侧信道影响，使之超过片内工艺偏差和测试噪声的影响，有效解决工艺偏差和测试噪声严重限制木马检测效率的问题，大大提高硬件木马的识别水平，本发明基于时钟扫频的硬件木马自参考检测方法，步骤如下：步骤1：确定不同时钟域C和与之对应时钟域关系N；步骤2：搭建测试验证平台；步骤3：判断所有时钟域是否施加完毕；步骤4：确定侧信道信息关系矩阵；步骤5：判定迭代比较过程是否结束:判定硬件木马的迭代比较过程是否结束，如是，迭代比较过程结束，否则，继续跳转到步骤4进行迭代判断。本发明主要应用于设计制造场合。

技术领域

本发明涉及集成电路可信任性技术领域，具体涉及一种基于时钟扫频的硬件木马自参考检测方法。

背景技术

随着电子设计自动化技术和半导体制造工艺的飞速发展，单片数字集成电路芯片集成度越来越高，电路的功能越来越复杂，从而广泛的应用于现代科技的各个领域，特别在金融设备，移动通信，交通运输，政府和能源等敏感领域。集成电路对社会的进步和经济的发展起着越来越大的推动作用，已经成为支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业。

由于集成电路产品的先进性和复杂性，同时为了更合理的利用资源和资金配置，集成电路的设计与制造过程由多家单位联合完成，其中不乏合资企业或者外资企业，设计与制造阶段的分离带来便利的同时也给攻击者提供了藏身之所，这对集成电路的安全可信带来了极大的冲击，例如在设计阶段大量复用第三方IP核，在制造过程中存在不可信的掩膜版，在封装过程中可能存在冗余封装等。这类安全威胁都统称为硬件木马。硬件木马是从底层硬件方面渗透进来，攻击者针对特定的系统进行巧妙的设计，实施恶意攻击行为，例如改变功能、泄露信息、升级特权、降低性能甚至拒绝服务等。

硬件木马问题是集成电路的重要安全隐患，一旦被硬件木马影响的芯片应用到军用装备及国民经济核心领域中，将会带来严重的灾难和无法估计的经济损失，因此开展硬件木马的检测与防护技术研究，保证集成电路的安全可信是世界各国的共同关注的话题。

近年来，随着研究的逐渐深入，在硬件木马检测技术方面取得了很多成果。而侧信道分析具有较低的实施成本、较高的检测精度，较好的移植性和延展性，一经提出就展示出来了较为乐观的应用前景，成为了当前的检测方法的主流。但是小面积硬件木马的侧信道影响极其微弱，很容易被工艺偏差和测试噪声所淹没，即便是高效的滤噪算法也很难将噪声完全滤除，并提取及识别出硬件木马的特征。

工艺偏差是客观存在的，为了进一步提高检测精度，本发明提出一种基于时钟扫描的硬件木马自参考检测方法，以电路的侧信道信息为研究对象，通过施加不同的时钟域到待测电路，构建电路在不同时钟域下的下侧信道信息关系，比较不同时间域的侧信道关系变化，当实测关系与预期的关系发生明显偏离，则可认定存在硬件木马。通过时钟扫描技术，逐片进行测试验证，有效避免工艺偏差的影响，也提高硬件木马的侧信道影响，从而进一步提升了硬件木马的识别水平。

(三)参考文献

[1]Xiao K,Zhang X,Tehranipoor M.A Clock Sweeping Technique forDetecting Hardware Trojans Impacting Circuits Delay[J].IEEE DesignTest,2013,30(2):26-34.

[2]Agrawal D,Baktir S,Karakoyunlu D,et al.Trojan Detection using ICFingerprinting[C]//IEEE Symposium on Security and Privacy.IEEE ComputerSociety,2007:296-310.