[发明专利]基于动态权重的测试向量生成与优化方法

说明书

本发明涉及集成电路可信任性检测技术，为提出适用木马检测的测试向量生成方法，生成高效精简的测试向量集，进而提高硬件木马的激活概率和检测效率，本发明，基于动态权重的测试向量生成与优化方法，步骤如下：(1)寻找低翻转率的电路节点；(2)低观测节点的查找；(3)测试向量的粗筛；(4)测试向量的细筛；(5)基于低观测节点的测试向量筛选：根据故障检测模型，给低观测节点注入故障“0”和故障“1”，构建故障网表，将待筛选的测试向量输入故障网表，观察电路输出与原始输出是否一致，如发生变化认为该测试向量能够将错误结果传递到电路输出端。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，具体涉及一种基于动态权重的测试向量生成与优化方法。

背景技术

21世纪是信息的时代，而巨大的信息量在使得社会效率大幅提升的同时，也带来了新的安全隐患。作为信息产业的支柱，集成电路被应用在包括军事，经济和交通运输领域等在内的社会生产生活的方方面面。随着工艺节点的缩小和技术难度的增大，芯片生产流程中的各个环节被分散到世界各地来进行，从而达到节约成本和提升效率的目的，但这也降低了芯片设计者对整个生产流程的控制力度，给恶意攻击者以可乘之机。通过向原始芯片植入恶意电路即硬件木马，攻击者能够实现如窃取机密信息，篡改关键数据，影响系统正常工作状态等破坏行为，给被攻击一方造成不可估量的损失。

如何在数字时代确保芯片及其供应链安全，直接关系到信息系统基础设施自身的安全性，保障集成电路的安全可信水平，对于维护国家、社会和个人的信息安全都具有重大意义，也直接影响到一个国家的经济发展、社会稳定和国防安全等。

自硬件木马的概念被提出以来，世界各地的研究者们对其进行了深入的分析和探究，提出了多种硬件木马检测手段。目前主流的非破坏性硬件木马检测方法可以分为两类，分别是基于逻辑功能验证的方法和基于侧信道信息的检测方法。考虑基于逻辑功能验证的硬件木马检测方法，理想情况下，将测试向量集输入到电路中，满足触发条件后使硬件木马得到激活，载荷开始发挥作用，导致电路的输出异常，从而实现硬件木马的检测。但在实际情况下，想要真正地激活硬件木马是十分困难的，因为我们没有掌握任何与木马相关的信息，包括它的功能，位置和触发条件等。通过随机生成测试向量集来激活硬件木马，将会消耗大量的资源和时间，在效率上是难以接受的。因此，对测试向量集进行优化和压缩，得到精简、高效的测试向量集，对于提高硬件木马的触发概率，从而提升硬件木马的检测概率具有重大意义。对于侧信道检测方法，提高硬件木马的触发概率同样至关重要，由于工艺偏差的存在，木马引起的侧信道信息差异很容易被掩盖，使检测精度受到影响。通过优化的测试向量集，能够提高硬件木马被激活的程度，增大木马对电路整体侧信道信息造成的影响，从而使检测精度得到提升。

针对硬件木马高隐蔽性的特点，本专利选取低翻转节点和低观测节点的集合来模拟硬件木马的触发—载荷模型，利用遗传算法和故障检测模型进行测试向量的快速优化选取，并对测试向量进行压缩，得到能够使木马被最大程度激活的精简高效的测试向量集，进而提高硬件木马检测效率和检测精度。

四、参考文献

[1]Salmani H,Tehranipoor M,Plusquellic J.A Novel Technique forImproving Hardware Trojan Detection and Reducing Trojan Activation Time[J].IEEE Transactions on Very Large Scale Integration(VLSI)Systems,2012,20(1):112-125.

[2]Chakraborty R S,Wolff F,Paul S,et al.MERO:A Statistical Approachfor Hardware Trojan Detection[J].2009.