集成电路作为现代信息化的发展产物,已被广泛应用于社会各行各业中,成为信息化社会的基石。但随着集成电路全球化时代的到来,集成电路的设计与制造逐渐发生分离,导致硬件木马可能被攻击者植入到集成电路中以达到破坏电路的目的。由于硬件木马面积小且隐蔽性强,硬件木马的检测难度越来越大,而硬件木马的防护性设计可以从源头解决硬件木马的安全威胁问题。论文开展了硬件木马抗植入和功能弱化的安全防护技术研究。首先,结合故障注入分析和路径敏化分析,设计基于安全密钥的增强型逻辑加密算法。其次,根据硬件木马触发电路的特点,分析硬件木马的植入方式和触发过程,确定电路稀有节点的组合方式为硬件木马的触发条件;通过在稀有节点位置插入密钥门电路消除电路的稀有节点,结合双密钥逻辑门结构设计完成稀有节点消除的逻辑加密算法,实现硬件木马的抗植入。再次,以硬件木马的载荷电路为切入点,分析电路的拓扑结构,利用故障注入算法确定密钥门的插入位置,构建密钥门单元库并通过直接替换和间接替换相结合的方法插入密钥门,完成全相关密钥逻辑生成模块设计,实现硬件木马的功能弱化。最后,对硬件木马抗植入和功能弱化分别进行了仿真分析,仿真结果表明在额外面积不超过2.5%,额外翻转功耗不超过10%的情况下,稀有节点消除率达到98%以上,可消除电路的稀有节点防止硬件木马植入;硬件木马的功能弱化验证以三种泄露信息型为验证电路,仿真结果表明,当密钥门的密钥输入错误时,三种硬件木马泄露的信息均发生了错乱,电路面积增加了约5%,且当密钥错误率为35%时,输出的汉明距离达到了50%,实现硬件木马的功能弱化,最终实现基于逻辑加密的硬件木马安全防护。