【摘 要】
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随着IC产业全球化,针对IC的攻击已成为信息系统安全新威胁。因部分高性能、高集成度IC需在非可控生产线上制造,使其可能被第三方代工厂植入硬件木马。电磁与红外硬件木马检测方法因成本优势而广受关注,但现有成果多聚焦于方法可行性,未深入讨论两类方法的特点和适用场景。本文基于电磁辐射与红外图像的产生原理与信号组成,构建基于电路干扰的信号-噪声模型。该模型囊括电路制造、工作,以及信号采集引入的噪声源,并依据
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随着IC产业全球化,针对IC的攻击已成为信息系统安全新威胁。因部分高性能、高集成度IC需在非可控生产线上制造,使其可能被第三方代工厂植入硬件木马。电磁与红外硬件木马检测方法因成本优势而广受关注,但现有成果多聚焦于方法可行性,未深入讨论两类方法的特点和适用场景。本文基于电磁辐射与红外图像的产生原理与信号组成,构建基于电路干扰的信号-噪声模型。该模型囊括电路制造、工作,以及信号采集引入的噪声源,并依据噪声物理、统计特性将工艺偏差、电路干扰和底噪引入模型,奠定两类方法特点和适用场景的分析基础。引入FFT与偶极子方程,细化模型,明确工艺偏差、EMI的影响形式,据此设计电磁检测方法能力评测方案。该方案基于硬件木马活跃度与电磁频率分布复杂度,验证方法有效性和局限性。基于FGPA的实验表明,方法可检测电磁特征独特且足够活跃的硬件木马,但不适用于电磁频率分布复杂的硬件木马。依据普朗克定律与热扩散方程,论证工艺偏差和热传导噪声与红外检测的关系;设计红外检测方法能力评测方案,以等效替换方式生成硬件木马,量化分析方法能力极限。针对某DSP（0.13μm工艺下制造）的检测实验表明,15×15μm~2分辨率热像仪下,方法检出41等效门硬件木马的几率高于80%,但无法识别22等效门以下硬件木马。
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