基于AES算法硬件木马的检测系统设计与验证

摘要

随着集成电路产业的飞速发展，多功能芯片呈指数型增长的需求促使基于硬件知识产权（Intelligent Property，IP）的片上系统（System on Chip，SoC）芯片设计得到普及。不可信加解密IP中植入寄存器传输级（Register Transfer Level，RTL）硬件木马的信息安全问题随之而来，硬件木马的高隐藏性和低面积占有率使得常用RTL硬件木马检测方法检测效率较低。为了提高RTL硬件木马的检测效率，本文设计了一种基于高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）算法RTL硬件木马的检测系统。 本文首先分析了AES算法和硬件木马检测的相关理论，重点研究了AES算法的结构与安全性，硬件木马的种类与常见的检测方法。然后，对基于AES算法硬件木马的检测系统进行了框架设计，将该系统进行软硬划分。系统的硬件部分包括AES加解密电路的设计并优化了其中的密钥扩展模块和轮函数模块，和五种AES加解密电路的硬件木马模型进行本地化操作分析。系统的软件部分对硬件木马检测软件进行了设计，其中包括硬件木马检测软件平台以及硬件木马软件检测的设计。最后，使用ISE软件对AES加解密电路进行功能仿真，结果表明电路功能正确，对硬件木马本地化之后的电路进行功能仿真，结果表明硬件木马生效，利用设计的硬件木马检测软件对本地化后的加解密电路进行验证，结果表明软件检测的功能正确。 本文设计的基于AES算法硬件木马的检测系统对随机AES加解密电路中硬件木马检测率达到82.1%，基本满足RTL硬件木马检测的需求。为硬件木马检测提供了一种改进的检测方式，在数字设计源头检测并隔离硬件木马，为之后基于芯片级硬件木马检测进行了预处理操作。因此本文的设计具有实际应用价值及研究意义。

目录

第一个书签之前