[发明专利]基于粒子群的硬件木马优化测试向量生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路可信任性技术领域，具体涉及一种基于粒子群的硬件木马优化测试向量生成方法。

背景技术

随着深亚微米集成电路工艺和计算机辅助设计技术的快速发展，集成电路广泛的应用在金融、交通、通信和国防等领域，逐渐成为国民生活中不可或缺的部分。另外，伴随着经济全球化浪潮的深入，半导体制造商为了快速占有市场份额，提高营收利润，纷纷加速集成电路芯片的上市时间，这加剧了集成电路全球化的步伐，从而导致集成电路的设计与制造相分离。通常，一片集成电路芯片的设计与制造过程需要多家单位的联合协作，其中部分环节不乏涉及到外资或者合资企业的协助，这导致一些居心叵测的攻击者或竞争者可能渗透进来，利用失控的集成电路设计与制造环节植入恶意的电路，从而实现窃取信息、权限升级、性能下降、功能紊乱甚至系统宕机等。一旦某个环节出现问题，将直接影响到芯片的安全，从而导致整个信息系统瘫痪甚至直接威胁到社会的和谐与稳定。

硬件木马是集成电路中存在的恶意的电路，它可能存在于集成电路全生命周期的各个阶段，例如在设计阶段的不可靠的第三方IP核、在制造过程中的恶意的掩膜版或在封装过程中的冗余封装。由于硬件木马的插入，可能会造成电路的功能改变、性能下降、私密信息泄露和系统拒绝服务等风险，一旦被硬件木马影响的芯片被应用于军用装备及国民经济核心领域中，将会带来严重的灾难和不可估计的经济损失。硬件木马问题正在成为集成电路的重要安全隐患，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卓越的成果。目前硬件木马检测分为逆向工程，逻辑功能分析和旁路信号分析三种。旁路信号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，是当前的检测方法的主流。小面积的硬件木马很容易被工艺噪声所淹没，我们很难从被噪声淹没的旁路信息中识别出硬件木马的特征，工艺噪声是进一步提高检测精度的主要瓶颈。然而工艺噪声是客观存在的，为了进一步的提高检测精度，只有最大可能的激活硬件木马，提高硬件木马的活性，使硬件木马的旁路影响不被工艺噪声所淹没。

参考文献

[1]Chakraborty R S,Wolff F,Paul S,et al.MERO:A Statistical Approach for Hardware Trojan Detection[C]//International Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems.Springer-Verlag,2009:396-410.

[2]Banga M,Hsiao M S.A Novel Sustained Vector Technique for the Detection of Hardware Trojans[C]//International Conference on VLSI Design.IEEE Computer Society,2009:327-332.

[3]Salmani H,Tehranipoor M,Plusquellic J.New design strategy for improving hardware Trojan detection and reducing Trojan activation time[C]//IEEE International Workshop on Hardware-Oriented Security and Trust.IEEE,2009:66-73.

[4]杨淑莹.模式识别与智能计算[M].电子工业出版社,2008.

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出挑选出能快速翻转的低活性节点的测试向量的技术方案，该测试向量可以有效的激活硬件木马，从而提高硬件木马的识别水平，对于硬件木马显化和旁路信号分析具有一定的实际意义和参考价值。本发明采用的技术方案是，基于粒子群的硬件木马优化测试向量生成方法，步骤如下：

步骤1：搭建测试验证平台，随机产生测试向量并激励电路：围绕原始电路搭建测试验证平台，根据原始电路的功能和结构特点，利用仿真工具对原始电路进行仿真测试，并保留节点活动性文件；