第1章 引言 1
1.1 硬件安全与信任 1
1.2 硬件木马 3
1.3 木马检测方法 5
1.4 伪造IC 10
参考文献 13
第2章 硬件木马检测：非可信的第三方IP核 16
2.1 第三方数字IP核中的硬件木马检测案例研究 16
2.1.1 形式化验证和覆盖分析 16
2.1.2 可疑信号的抑制方法 18
2.1.3 仿真结果 21
2.2 总结 25
参考文献 25
第3章 硬件木马检测：非可信的集成电路制造 26
3.1 集成电路中硬件木马检测案例研究 26
3.2 总结 32
参考文献 32
第4章 可信硬件设计：哑扫描寄存器植入 34
4.1 木马激活时间分析 34
4.2 哑扫描寄存器植入 39
4.2.1 去除罕见触发条件 41
4.2.2 哑扫描寄存器植入过程 42
4.3 翻转概率阈值分析 43
4.4 仿真结果 46
4.4.1 无哑寄存器 49
4.4.2 Pth=10×10-5 50
4.4.3 Pth=10×10-4 50
4.4.4 Pth=10×10-3 51
4.4.5 Pth=10×10-2 52
4.4.6 TE攻击分析 53
4.4.7 瞬态功耗分析 54
4.4.8 时序木马分析 55
4.5 总结 56
参考文献 56
第5章 可信硬件设计：面向布局识别的扫描单元重排 58
5.1 扫描单元重排 58
5.2 硬件木马检测与隔离流程 62
5.3 翻转活动定位分析 63
5.3.1 电路翻转活动对区域化的影响 63
5.3.2 木马功耗对区域化的影响 65
5.3.3 工艺扰动对区域化的影响 66
5.4 仿真结果 67
5.5 总结 77
参考文献 77
第6章 可信硬件设计：环形振荡器网络 79
6.1 电源噪声对振荡器的影响分析 79
6.2 RO频率与部分及全部动态电流之间的关系 82
6.3 环形振荡器网络结构 83
6.4 测试流程和统计分析 85
6.5 仿真结果和FPGA执行分析 87
6.5.1 效果展示 88
6.5.2 灵敏度分析 93
6.5.3 Spartan-6 FPGA上的实验结果 96
6.6 ASIC评估 99
6.6.1 测试IC设计 99
6.6.2 硬件木马设计 100
6.6.3 实验环境搭建 101
6.6.4 实验结果与分析 102
6.7 总结 107
参考文献 107
第7章 设计脆弱性分析 108
7.1 脆弱性分析流程 108
7.2 行为级脆弱性分析 109
7.2.1 语句难度 109
7.2.2 可观测性 113
7.2.3 行为级木马植入 114
7.3 门级脆弱性分析 116
7.3.1 门级脆弱性分析流程 116
7.3.2 门级木马植入 118
7.4 布局级脆弱性分析 120
7.5 降低电路脆弱性 122
7.6 总结 123
参考文献 123
第8章 木马防护：内置自认证程序 125
8.1 BISA结构及嵌入流程 125
8.1.1 BISA结构和功能 126
8.1.2 BISA嵌入流程 127
8.1.3 片上系统（SoC）的BISA设计 131
8.2 BISA结构分析 131
8.2.1 BISA测试覆盖率 131
8.2.2 潜在攻击 132
8.2.3 合格率 133
8.3 结果与分析 133
8.4 总结 136
参考文献 136
第9章 伪芯片：分类、评估与挑战 138
9.1 伪芯片分类 138
9.1.1 回收元件 139
9.1.2 重标识元件 139
9.1.3 过量生产元件 140
9.1.4 未达标缺陷元件 140
9.1.5 克隆元件 140
9.1.6 伪造文档元件 141
9.1.7 篡改元件 141
9.2 电子元件供应链的漏洞 141
9.3 伪芯片缺陷和检测方法 142
9.3.1 缺陷分类 142
9.3.2 检测方法分类 144
9.4 面临的挑战和机遇 146
9.4.1 研究现状 146
9.4.2 检测和防护政策 147
9.4.3 检测方法有效性评估需求 147
9.4.4 对策与研究机遇 149
9.5 总结 150
参考文献 150
第10章 伪芯片：基于片上传感器的回收IC检测与防护 152
10.1 背景 155
10.1.1 老化过程分析 155
10.1.2 反熔丝存储器 159
10.2 回收芯片检测传感器 159
10.2.1 RO传感器 160
10.2.2 AF传感器 161
10.3 结果与分析 165
10.3.1 RO传感器 165
10.3.2 AF传感器 171
10.3.3 攻击分析 173
10.4 总结 174
参考文献 174
第11章 伪芯片：路径延迟指纹 176
11.1 路径延迟衰减分析 176
11.2 基于老化的路径延迟指纹分析 179
11.3 统计数据分析 181
11.4 结果与分析 182
11.4.1 工艺和温度扰动分析 182
11.4.2 基准电路分析 187
11.5 总结 188
参考文献 188
附录 中英文对照表 189