[发明专利]一种基于扫描链的电路设计方法及对硬件木马的检测方法

说明书

本发明涉及一种基于扫描链的电路设计方法及对硬件木马的检测方法，首先将原始电路按照一定的规则分成不同的区域，并在电路中插入扫描链；插入扫描链后的电路分为工作模式和测试模式，在工作模式下，电路正常的进行工作；在测试模式中，通过扫描链控制信号选择不同的电路区域进行测试，并对电路的侧信道数据进行测量，在降低整体芯片的侧信道数据的同时，提高了硬件木马电路的侧信道数据占整体电路的侧信道数据的比例，更好的区分含有硬件木马电路和无硬件木马电路在侧信道数据上的区别，有利于提高检测硬件木马的分辨率，并通过此方法判断硬件木马插入的大体位置。

技术领域

本发明涉及一种基于扫描链的电路设计方法及对硬件木马的检测方法，尤其是一种通过在电路的设计阶段在电路中插入扫描链，通过扫描链检测不同区域的侧信道数据，提高了硬件木马的检测分辨率的电路设计方法及对硬件木马的检测方法，尤其是对于占整体电路规模较小的硬件木马。

背景技术

芯片在设计与制造的过程中，为了降低成本与缩短集成电路设计周期，通常会采用第三方提供成熟的IP(Intellectual Property)、软件以及不受控的晶园厂和封装测试厂，在从设计到封装成产品的过程中，芯片很有可能被人为的修改，比如在电路的版图中添加计数器，形成时间炸弹，或者在流片过程中对线上工艺参数进行修改，使电路的驱动发生改变，这些对于电路结构、参数、可靠性等会产生影响的修改统称为硬件木马。

近几年国际上出现的多件由硬件木马引起的危害国家安全的严重事件，比如“斯诺登棱镜门”事件和伊朗的“震网”事件。这都给国家的信息安全和社会安全带来了巨大的威胁。

硬件木马的检测方法主要有破坏性检测、系统运行检测、逻辑测试和侧信道分析四类。

破坏性检测耗时且随着工艺尺寸的变小，一个芯片上有几千万的晶体管，检测规模很小的硬件木马变的愈加困难。

系统运行检测即是将待测芯片用于原系统中，通过系统运行，来观测芯片的运行过程中功能是否正确，此方法虽然可以检测出大多数在运行过程中出现的问题，但是对于一些需要很长时间才能触发的硬件木马，这种方法显得不现实。

逻辑测试是根据可测试性设计(DFT，Design for Test)的概念，在芯片测试过程中，在输入端添加不同的测试向量，观测输出。此方法的缺陷是随着芯片规模的增大，测试覆盖率很难达到100％。

侧信道分析是利用电路工作时的侧信道信息(如电流、电磁辐射、电路延时等)对硬件木马进行检测。其原理是因为植入的硬件木马会对原始电路的侧信道信息产生影响。通过芯片的侧信道信息对比，进而检测出芯片中是否含有硬件木马的存在。这种方法的优点在于不需要激活木马程序，但是其也有缺点，即当待测电路的规模很大而木马电路的规模很小的时候，侧信道信息变化很小，而且加上测量时的噪声，很难确定侧信道信息的变化是由硬件木马引起的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于扫描链的电路设计方法及对硬件木马的检测方法，在降低整体芯片的侧信道数据的同时，提高了硬件木马电路的侧信道数据占整体电路的侧信道数据的比例，更好的区分含有硬件木马电路和无硬件木马电路在侧信道数据上的区别，有利于提高检测硬件木马的分辨率，并通过此方法判断硬件木马插入的大体位置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种基于扫描链的电路设计方法，包括如下步骤：

(1)完成电路的功能设计，并完成功能仿真；

(2)将电路按照一定的规则划分为多个区域，每个区域包括一个或者多个功能模块；

(3)对上述划分的各个区域插入扫描链，且每一条扫描链相互独立，只受扫描链的控制信号的影响；