[发明专利]一种面向集成电路安全功能的白盒插桩FPGA原型验证方法

说明书

本发明属于集成电路设计验证技术领域，公开一种面向集成电路安全功能的白盒插桩FPGA原型验证方法，包括步骤1：根据集成电路安全功能保护模块的逻辑结构选取FPGA原型验证系统的白盒插桩点；步骤2：设计白盒插桩结构；步骤3：将设计的插桩结构插入FPGA原型验证系统的白盒插桩点，在所述白盒插桩点，对插桩结构进行宏定义；步骤4：搭建测试平台；步骤5：生成测试激励；步骤6：将测试激励注入搭建的测试平台上，进行测试验证。本发明可以使得插桩代码在FPGA原型上运行，但不影响RTL的功能，可以直观反映集成电路安全性，即针对插桩硬件木马、漏洞或后门的防御­­效果。

技术领域

本发明属于集成电路设计验证技术领域，尤其涉及一种面向集成电路安全功能的白盒插桩FPGA原型验证方法。

背景技术

随着集成电路的发展，片上系统规模日益增大，系统功能模块越来越丰富，很多安全功能直接在硬件层面实现，庞大的设计规模以及复杂的功能应用使得设计必须要严谨、合规，一根连线的错误或者遗漏，就有可能导致流片失败，因此集成电路的验证与测试变得至关重要，关于集成电路安全模块的验证更是不可忽视。

目前较为具有代表性的测试验证方法包括：基于UVM仿真验证平台的功能验证；基于FPGA原型验证平台进行原型的功能验证。

其中基于UVM平台的仿真验证平台，主要关注协议层，信号层，进行功能仿真灵活，debug简单，仿真手段多样，在进行集成电路功能的验证中，甚至可以针对功能模块的逻辑组成模块进行debug。但是，UVM验证也不是万能的，其在提供功能覆盖全面，仿真手段多样的同时，也存在仿真验证速度慢的缺点，一般仿真只有十几K，在UVM平台上构造硬件木马或者后门的验证逻辑以及测试用例，在一定程度上极大的增加了验证的工作量。

FPGA原型验证速度快，一般能达到几十兆到几百兆不等，主要用于系统验证，对于基本功能验证非常高效。然而，在集成电路安全功能的验证领域，有些安全功能需要引入可能存在的硬件木马（Jin Y, Makris Y. Proof carrying-based information flowtracking for data secrecy protection and hardware trust[J]. 2012, 282(1):252-257.）（Zhang X, Tehranipoor M. RON. An on-chip ring oscillator network forhardware Trojan detection[C]// 2011 Design, Automation Test in Europe,2011: 1-6.）、漏洞或者后门，才能直观的证明集成电路的安全性和可靠性。据当前集成电路安全功能验证领域的研究表明，目前缺乏针对未知硬件木马、漏洞或者后门的验证方法。需要针对相应的模块插入硬件木马、漏洞或者后门进行验证。但直接向设计中插入硬件木马、漏洞或者后门，可能造成设计的安全可靠性受到影响。因此，我们需要从FPGA原型验证入手，将硬件木马、漏洞或者后门以白盒插桩的方式嵌入FPGA原型中，而在RTL中需要杜绝此类插桩。

经过上述对UVM验证以及传统FPGA原型验证的分析，为解决集成电路安全功能模块的验证问题，我们提出了一种面向集成电路安全功能模块的白盒插桩FPGA原型验证方法。

发明内容

本发明针对集成电路安全功能模块的验证问题，提出一种面向集成电路安全功能的白盒插桩FPGA原型验证方法，可以使得插桩结构在FPGA原型验证系统上运行，但不影响被验证的集成电路硬件RTL代码的功能，可以直观反映集成电路安全性，即针对插桩硬件木马、漏洞或后门的防御效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种面向集成电路安全功能的白盒插桩FPGA原型验证方法，包括：

步骤1：根据集成电路安全功能保护模块的逻辑结构选取FPGA原型验证系统的白盒插桩点；

步骤2：设计白盒插桩结构；