[发明专利]一种基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法

权利要求书

1.一种基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，步骤包括：

S1. 预先将多个不同级数的环形振荡器作为热梯度阵列填充至目标芯片的逻辑空余区；

S2. 对目标芯片进行检测时，获取目标芯片在热工作模式时的红外图像；

S3. 根据所述红外图像获取所述热梯度阵列的热增量图；

S4. 判断所述步骤S3获取到的热增量图与原填充设计时热梯度阵列的标准热增量图相比是否存在缺失或改变，如果是判定有硬件木马植入；

所述步骤S4的步骤包括：

S41. 判断所述步骤S3获取得到的热增量图与所述标准热增量图相比是否存在缺失，如果是，判定存在硬件木马，否则转入步骤S42；

S42. 依次比较所述步骤S3获取得到的热增量图中各级数环形振荡器的温度分布是否与所述标准热增量图中对应级数环形振荡器的温度分布相符合，如果是，判定不存在硬件木马，否则判定存在硬件木马；

所述步骤S41中判断到存在缺失时，判定为存在以打断所述热梯度阵列中环形振荡器之间的连接或整体剔除所述热梯度阵列的方式植入的硬件木马，或存在以掠夺所述热梯度阵列中环形振荡器的奇数级晶体管的方式植入的硬件木马；所述步骤S42中判断到不符合时，判定存在以掠夺所述热梯度阵列中环形振荡器的偶数级晶体管的方式植入的硬件木马。

2.根据权利要求1所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过将多种级数的环形振荡器作为热梯度阵列进行填充，其中每种级数的环形振荡器包括一个以上。

3.根据权利要求2所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述热梯度阵列包括多个三级环形振荡器，各个所述三级环形振荡器分散布置在所述逻辑空余区；所述步骤S3后、步骤S4前还包括预判断步骤，具体步骤为：判断各所述三级环形振荡器的晶体管是否完好，若完好转入执行步骤S4，否则判定有硬件木马植入。

4.根据权利要求1所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S2中通过预先配置芯片为包括正常工作模式与热工作模式的双工作模式，以将所述环形振荡器与芯片的正常工作逻辑的工作状态进行区分，对目标芯片进行检测时，在恒温冷却环境下提取芯片在热工作模式时的多张红外图像。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤为：根据所述红外图像确定芯片的工作起始时间以及结束时间，使用所述结束时间对应的图片的温度信息与所述起始时间对应的图片的温度信息作差得到所述热增量图。

6.根据权利要求1所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S42的具体步骤包括：

S421. 将所述热梯度阵列所在的区域进行划分，并计算所述热增量图中各所述环形振荡器所在区域内的平均温度；

S422. 根据所述平均温度对各所述环形振荡器所在区域进行聚类，得到对应各所述环形振荡器的聚类图；

S423. 将所述步骤S422的聚类图与所述标准热增量图中对应级数环形振荡器的温度分布进行比对，如果一致，则判定没有环形振荡器被破坏，即没有硬件木马植入；如果不一致，则判定存在环形振荡器已被破坏，有硬件木马植入。

7.根据权利要求6所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S42中具体采用K均值聚类方法进行聚类。

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于热梯度阵列的无母本硬件木马检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体预先对同一类型的所有目标芯片填充所述热梯度阵列，所述步骤S2中通过抽取部分芯片为代表进行检测。