门级信息流分析理论及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 信息安全问题的起源与发展 1

1.1.1 信息安全问题的起源 1

1.1.2 信息安全问题的发展历程 1

1.1.3 信息安全问题的发展方向 4

1.2 高可靠系统信息安全 6

1.2.1 高可靠系统面临的信息安全问题 6

1.2.2 高可靠系统的信息安全需求 8

1.2.3 高可靠系统安全研究概述 8

1.3 常用信息安全机制 9

1.3.1 密码算法 10

1.3.2 访问控制 10

1.3.3 信息流控制 12

1.4 本书主要研究内容 14

1.5 本书主要特点和读者对象 15

第2章 信息流安全相关理论 16

2.1 信息和数据 16

2.2 信息流的定义 16

2.3 信息流的分类 16

2.3.1 显式流 16

2.3.2 隐式流 17

2.3.3 时间信息流 18

2.3.4 间接流 19

2.4 信息流安全策略 19

2.4.1 信息流安全主体和客体 19

2.4.2 信息流安全等级 20

2.4.3 信息流的格模型 20

2.5 常用信息流安全模型 23

2.5.1 军用模型 23

2.5.2 Bell-LaPadula模型 24

2.5.3 Biba模型 25

2.5.4 无干扰模型 25

2.6 信息流控制机制 26

2.6.1 基于编译的机制 27

2.6.2 基于执行的机制 27

2.7 信息流跟踪技术 29

2.7.1 信息流跟踪 29

2.7.2 程序语言层的信息流跟踪技术 30

2.7.3 操作系统层的信息流跟踪技术 31

2.7.4 体系架构层的信息流跟踪技术 31

2.7.5 逻辑门级的信息流跟踪技术 31

2.8 本章小结 32

第3章 二级安全格下的GLIFT理论 33

3.1 基本概念和原理 33

3.2 GLIFT逻辑函数的基本性质 36

3.3 基本门GLIFT逻辑的形式化描述 38

3.3.1 缓冲器 38

3.3.2 非门 39

3.3.3 触发器 39

3.3.4 与门和与非门 40

3.3.5 或门和或非门 41

3.3.6 异或门和同或门 42

3.3.7 三态门 43

3.4 基本门GLIFT逻辑的复杂度分析 44

3.4.1 与门 44

3.4.2 或门 45

3.4.3 与非门和或非门 45

3.4.4 异或门 46

3.5 GLIFT逻辑的不精确性 46

3.5.1 GLIFT逻辑潜在的不精确性 46

3.5.2 不精确性根源的分析与证明 48

3.6 实验结果与分析 52

3.6.1 复杂度分析 52

3.6.2 精确性分析 53

3.7 本章小结 55

第4章 多级安全格下的GLIFT理论 57

4.1 多级安全格模型 57

4.2 多级安全格下的GLIFT问题 59

4.2.1 三级线性安全格 59

4.2.2 四级线性安全格 60

4.2.3 任意级线性安全格 61

4.2.4 非线性安全格 64

4.3 多级安全格下的相关运算和运算律 65

4.3.1 安全类的边界运算 65

4.3.2 安全类边界运算的运算律 66

4.3.3 点积运算 66

4.3.4 点积运算的运算律 67

4.4 基本门GLIFT逻辑的形式化描述 68

4.4.1 缓冲器 68

4.4.2 非门 68

4.4.3 触发器 69

4.4.4 与门和与非门 69

4.4.5 或门和或非门 72

4.4.6 异或门和同或门 73

4.4.7 三态门 74

4.5 GLIFT逻辑的布尔描述 75

4.5.1 安全类的编码 75

4.5.2 运算符的布尔实现 76

4.5.3 GLIFT逻辑的布尔实现 78

4.6 多值逻辑系统下的GLIFT逻辑 79

4.6.1 四值逻辑 79

4.6.2 四值逻辑系统下的污染传播 80

4.6.3 四值逻辑系统下的GLIFT逻辑 81

4.6.4 九值逻辑系统下的GLIFT逻辑 82

4.7 实验结果与分析 84

4.7.1 GLIFT逻辑的复杂度分析 84

4.7.2 GLIFT逻辑的性能分析 85

4.8 本章小结 87

第5章 GLIFT逻辑生成算法理论 88

5.1 基本概念与理论 88

5.1.1 相关概念 88

5.1.2 NP完全性理论 90

5.2 精确GLIFT逻辑生成问题的NP完全性 92

5.2.1 非定常GLIFT逻辑的存在条件 92

5.2.2 污染传播判定问题 93

5.2.3 污染传播搜索问题 94

5.3 GLIFT逻辑生成算法 95

5.3.1 暴力算法 96

5.3.2 0-1算法 97

5.3.3 构造算法 99

5.3.4 完全和算法 101

5.3.5 SOP-POS算法 102

5.3.6 BDD-MUX算法 104

5.3.7 RFRR算法 106

5.3.8 GLIFT逻辑生成算法的比较 108

5.4 结果与分析 109

5.4.1 实验流程 109

5.4.2 实验结果与分析 110

5.5 本章小结 112

第6章 GLIFT逻辑的设计优化问题 113

6.1 二级安全格下GLIFT逻辑编码方式及其不足 113

6.1.1 二级安全格下GLIFT逻辑编码方式 113

6.1.2 二级安全格下GLIFT逻辑编码方式的不足 114

6.2 二级安全格下GLIFT逻辑编码方式的改进 115

6.2.1 GLIFT逻辑现有编码方式的改进 115

6.2.2 基本门GLIFT逻辑 118

6.2.3 新旧编码方式下GLIFT逻辑的比较 120

6.2.4 新GLIFT逻辑用于硬件冗余 123

6.3 多级安全格下GLIFT逻辑的设计优化问题 125

6.3.1 编码方式的优化 125

6.3.2 利用无关项优化GLIFT逻辑 127

6.4 实验结果与分析 131

6.4.1 静态验证效率分析 131

6.4.2 动态实现性能分析 132

6.5 本章小结 136

第7章 GLIFT方法的应用 137

7.1 GLIFT方法应用原理 137

7.2 静态信息流安全测试与验证 140

7.3 动态信息流跟踪 143

7.4 GLIFT在开关电路设计中的扩展应用 145

7.4.1 静态逻辑冒险检测 145

7.4.2 X-传播 146

7.4.3 可控性分析 148

7.4.4 错误检测 149

7.5 本章小结 149

第8章 测试与验证方法 150

8.1 测试与验证内容 150

8.1.1 GLIFT逻辑精确性分析 150

8.1.2 GLIFT逻辑复杂度分析 151

8.1.3 GLIFT逻辑静态测试与验证分析 152

8.2 测试与验证流程 152

8.2.1 精确性分析流程 152

8.2.2 复杂度分析流程 153

8.2.3 静态测试与验证流程 154

8.3 测试与验证环境 154

8.3.1 ABC工具 155

8.3.2 SIS工具 158

8.3.3 ESPRESSO工具 159

8.3.4 ModelSim工具 160

8.3.5 DesignCompiler工具 161

8.4 测试信号源 163

8.4.1 计数器 163

8.4.2 ModelSim内置随机数发生器 164

8.4.3 线性反馈移位寄存器 164

8.4.4 非线性反馈移位寄存器 167

8.5 本章小结 167

第9章 测试与验证实例 168

9.1 I2C总线控制器的测试 168

9.2 AES密码算法核的测试与验证 173

9.3 ALU的测试与验证 176

9.4 本章小结 182

第10章 结束语 183

10.1 本书的主要工作 183

10.2 后续工作与展望 185

参考文献 187

附录1 CLASS标准单元库相应的GLIFT逻辑库 196

附录2 软件工具和测试基准集 204

附录3 ModelSim仿真工具参考脚本 205

附录4 Design Compiler综合工具参考脚本 206

附录5 缩略词表 208

附录6 符号对照表 211