现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)供应链的全球化和FPGA的广泛应用引起了人们对于FPGA硬件安全问题的重视。目前存在一些以网表和RTL代码为研究对象的硬件脆弱性分析方法,但是对于大部分研究人员,他们只能得到FPGA上的配置文件,无法得到与配置文件等效的网表文件或者RTL代码文件。本文研究了可用于硬件脆弱性分析的Altera FPGA逆向工程方法,构建了配置文件逆向工具和网表逆向工具。使用这两个工具,可以直接根据配置文件得到等效的网表文件和RTL代码文件,所得网表文件和RTL代码文件可用于硬件脆弱性分析。本文的主要研究工作如下:1)介绍了FPGA的相关知识和开发流程,阐述了逆向工程的概念,总结了逆向工程的现有技术,介绍了硬件脆弱性定义以及分析硬件脆弱性的相关研究技术。2)构建了组成Altera FPGA逆向工程的三大基石:配置文件、网表文件和映射关系数据库。针对配置文件,我们介绍了配置文件的分类和格式,并确定了输入到逆向工具中的配置文件的类别。针对网表文件,我们分析了Altera FPGA两种网表的优缺点,并根据Altera FPGA底层结构自定义了适用于Altera FPGA的文本网表ADL(Altera Design Language)。针对映射关系数据库,我们使用最小更改方法确定每个支配位与文本网表配置信息的对应关系,并将其存储到数据库中,完成Altera FPGA逆向工程辅助数据库的搭建。3)设计了构成Altera FPGA逆向工程的两个工具:配置文件逆向工具和网表逆向工具。配置文件逆向工具依托映射关系数据库,将配置文件转换为等效的ADL网表文件。网表逆向工具根据ADL网表文件逐级恢复数据流信息,得到等效的RTL代码文件。我们使用ISCAS’85基准组合电路和ISCAS’89基准时序电路验证配置文件逆向工具和网表逆向工具的逆向准确率。4)使用未用电路识别(unused circuit identification,UCI)算法,验证了配置文件逆向所得的ADL网表文件和网表逆向所得的RTL代码文件可用于硬件脆弱性分析。