[发明专利]基于难测路径选择的集成电路检测方法和系统

说明书

本发明提出一种集成电路难测路径的选择方法。本发明包括：利用动静态协同分析，计算和校准逻辑值为0或为1的概率；根据所计算概率，从输出向输入方向寻找跳变沿传输概率小的路径；为所选路径生成测试向量，判断路径有效性。本发明通过动静态协同分析方法提高了概率计算精度，进而有效寻找出集成电路中的难测路径，为保证集成电路测试覆盖率提供重要支撑。

技术领域

本发明涉及信息安全领域及集成电路领域，属于一种集成电路难测路径的选择方法，并特别是涉及一种基于难测路径选择的集成电路检测方法和系统。

背景技术

设计和制造服务外包的新趋势、对第三方知识产权(IP)核的依赖以及电子设计自动化工具，使得集成电路在其生命周期的不同阶段越来越多地容易受到硬件木马的攻击。当IC生命周期中涉及不可信的组件或人员时，其中的多个阶段都可能存在恶意的设计修改，这对恶意修改提出了一系列新的信任验证挑战。特别地，这也带来了制造后测试期间对不可信的制造商产生的恶意设计修改进行可靠性检测的需求。同时，也提出了对从不可信的第三方供应商中获取的IP核进行信任验证的需求。

针对硬件木马的检测，有两种主要方法：一种是硅前硬件木马检测，主要针对集成电路设计过程中的代码，包括RTL级、网表级和版图级等，发现隐藏在其中的恶意代码；另一种是硅后硬件木马检测，主要针对制造后的集成电路，涵盖FPGA、三维集成电路等，发现隐藏于其中的恶意电路。

硅后硬件木马检测方法包括破坏性和非破坏性两种，其中非破坏性硅后检测方法又分为在线检测和离线检测两类。离线检测方法一般通过比较待测芯片与参考芯片实现，若待测芯片的某种特征，如功耗、输出响应等，与参考芯片相差甚远，则认为待测芯片可能存在硅后硬件木马。理想的参考芯片特征，又称黄金模型，应该是待测芯片在无硅后硬件木马时的特征。测试时硅后硬件木马检测方法主要有两种：激活检测法和侧信道检测法。

激活检测法侧重于测试向量生成和激活木马电路并在原始输出观察其对负载的恶意影响。这种方法在方法学上与传统的固定型故障(stuck-at-fault)测试类似，然而，木马模型与故障模型却有显著差异。制造缺陷通常被建模为固定型故障，其内部节点被固定在特定的逻辑值。测试这些故障的困难在于激励所有内部节点为所有可能的逻辑值，并在一些原始输出观察影响。难以激励或难以观察的节点称为低可控性节点和低可观察性节点。随着门数量的增加，难以测试的节点数量也随之增加，使得测试所有节点以达到全面的故障覆盖成为指数级困难的任务。另一方面，木马被建模为一个巧妙插入的门(或一组门)，只在罕见的条件下才被触发，表现出一些恶意功能。特定类型和大小的木马电路的数量是电路节点数量的指数函数，对于需要多次罕见事件激活的时序木马，可能无法在测试期间观察到木马造成的恶意功能。最后，因为可能的木马数量是巨大的，用于估计故障检测覆盖率的传统技术不能很好的适用于木马检测。Jha等人提出了一种基于随机化的概率方法来检测木马。Wolff等人分析了设计中的稀有线网组合，把这些很少激活的线网作为木马触发器，同时把可观察性低的线网作为有效载荷，生成了一组激活这些线网的测试向量，并将该测试向量与传统的ATPG测试向量相结合来激活木马。