[发明专利]基于电磁和电流的硬件木马侧信道检测方法

说明书

本发明涉及集成电路可信任性检测技术领域，为提出一种基于电磁和电流对应关系的硬件木马侧信道检测方法，实现硬件木马的检测。本发明，基于电磁和电流的硬件木马侧信道检测方法，步骤如下：(1)待测芯片的侧信道测试；(2)对所有待测芯片的侧信道信息进行预处理；(3)确定所有待测芯片的电磁导数信息与泄露的电流信息的比例系数矩阵R_1×n；(4)部分待测芯片的比例系数矩阵的差异判别；(5)待测芯片的硬件木马芯片判别；(6)硬件木马的在线差异识别。本发明主要应用于集成电路可信任性检测场合。

技术领域

本发明涉及集成电路可信任性检测技术领域，具体涉及一种基于电磁和电流对应关系的硬件木马侧信道检测方法。

背景技术

随着集成电路设计技术与半导体制造工艺的不断提高，集成电路正越来越广泛地应用在经济社会的各个方面，尤其是国家安全、军事、通信、金融、交通等关乎国家命脉的行业，成为支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业。集成电路作为现代信息系统硬件设备的核心，芯片安全更是信息安全产业链中尤为重要的一环。一旦集成电路安全受到安全威胁，这将严重冲击现代信息系统，这不仅直接威胁到个人隐私、商业秘密的安全，更关系到航空航天、国防等与国家命脉的信息安全。因此，集成电路的安全性和可靠性能否得到保障，成为了确保国家安全稳定、社会持续进步、经济健康发展、公民生活和谐的关键。

由于集成电路设计制作流程的先进性和复杂性，越来越多的半导体设计与制造公司为了抢占市场份额，缩减芯片的上市时间，加速芯片的更新换代，都不约而同的选择跟随经济全球化的脚步，因此集成电路的设计，制造，测试和封装逐渐分离，越来越多来自不同地区的公司和人员参与进来，这大大降低芯片的制造成本、提高了制造效率。但是这不能完全保障自主设计芯片在设计与制造过程中的“自主可控”以及“安全可信”，这导致原本认为是安全可靠的集成电路却存在着关键信息泄露甚至被攻击的风险，例如，通过在集成电路芯片中恶意植入硬件木马，可以在特定条件下达到获取电路控制权、窃取关键信息甚至损毁芯片的目的。

硬件木马可能存在于集成电路全生命周期的各个阶段，硬件木马问题正在成为集成电路的重要安全隐患，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，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，逻辑功能分析和侧信道信号分析三种。侧信道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，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。

本发明是在侧信道信号分析的基础思想上，提出一种基于电磁和电流对应关系的硬件木马侧信道检测方法，依据麦克斯韦方程和数字芯片的工作原理，建立芯片级的电磁-电流对应关系的侧信道数学模型，利用电路在正常工作状态下泄露的电磁和电流侧信道信息，借助于电磁和电流之间的特定关系实现硬件木马的识别。

(一)参考文献

[1]Li H,Markettos A T,Moore S.Security evaluation againstelectromagnetic analysis at design time[J].2005,3659:211-218.

[2]Gandolfi K,Mourtel C,Olivier F.Electromagnetic Analysis:ConcreteResults[M]//Cryptographic Hardware and Embedded Systems—CHES 2001.SpringerBerlin Heidelberg,2004:251-261.