基于灰度图谱分析的IP软核硬件木马检测方法

作     者：倪林 刘子辉 张帅 韩久江 鲜明 NI Lin;LIU Zihui;ZHANG Shuai;HAN Jiujiang;XIAN Ming

作者机构：国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 国防科技大学信息通信学院湖北武汉430030 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2024年第50卷第3期

页      码：44-51页

摘      要：随着芯片设计、制造、封装等流程的分工细化,利用第三方知识产权(IP)软核进行二次开发可以明显提升设计效率,减少重复工作。但是大量非自主可控IP软核被用于加速设计时,可能导致芯片在设计阶段被植入硬件木马,使得芯片安全性难以保证。当前IP软核安全检测方法主要依赖功能测试、代码覆盖率和翻转率分析,或在语义层面进行关键字匹配,且无法对加密IP软核进行检测。在分析硬件木马结构及其在IP软核中实现特征的基础上,利用非可控IP软核与“Golden”IP软核中寄存器传输级(RTL)代码灰度图谱的特征差异,基于Trust-Hub构建“Golden”软核集,提出基于灰度图谱特征的IP软核硬件木马检测模型和算法。以功能篡改型IP软核B19-T100为实验对象,通过调整合适的成像矩阵参数,利用分块匹配对比方式实现硬件木马检测,结果表明,该算法的检测精度达97.18%。在对B19、B15、S38417等5类共18个样本进行测试时,所提算法的平均检测精度达92%以上,表明其可实现对硬件木马的有效识别,检测精度和适用性较强。

主 题 词：知识产权软核 硬件木马 灰度图谱 芯片安全 特征差异 

学科分类：08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.19678/j.issn.1000-3428.0067597

馆 藏 号：203126672...