集成电路如今已经涉及到我们生活的方方面面,于近几年出现的硬件木马给国家和人民在信息安全领域带来新的威胁。因此,开展硬件木马及其相关检测技术的研究是紧迫的、必要的,也是具有现实意义的。本文系统的研究了基于环形振子的硬件木马检测技术,并对该木马检测技术做了基于FPGA的硬件实现,然后使用核主成分分析结合马氏距离的方法对实验数据进行特征提取,以提高硬件木马的检测精度。最后,本文研究了基于SATA控制器的硬件木马设计和验证及仿真分析了工艺偏差对电流的影响。本课题的主要研究内容表述如下:1.系统地研究并实现了基于环形振子的硬件木马检测技术。系统地分析了环形振子的特点及其应用于硬件木马检测技术的可行性,并通过将环形振子组成环形振荡网络来提高硬件木马的检测灵敏度,然后分别实现了以RS232电路和AES电路为目标电路的基于Altera FPGA的硬件实现。2.基于特征提取的数据处理算法研究。实验数据中包含噪声、工艺偏差、冗余数据等影响硬件木马检测精度的数据维度,本文实现了基于主成分分析、核主成分分析、主成分结合马氏距离、核主成分结合马氏距离的特征提取算法。实验结果表明,采用核主成分结合马氏距离的特征提取算法的硬件木马检测效果最好。经核主成分算法结合马氏距离处理后,可以成功检测到木马占RS232面积为2.20%以上的硬件木马及木马占AES电路面积3.05%以上的硬件木马。与同类文章相比,本文检测技术的优势是:1)本文硬件木马检测技术不需要硬件木马被激活;2)本文检测技术是主动性硬件木马检测技术。3.研究了基于SATA 3.0的硬件木马设计和验证及工艺偏差对电路电流的影响。在大规模集成电路中有效应用本文的硬件木马检测技术是本课题的研究方向。因此本文在第5章实现了基于SATA的硬件木马设计和验证,结果表明本检测技术仍然有效。同时,由于在大规模集成电路中硬件木马对电流的贡献占比减少,为提高木马检测精度,本文进行了工艺偏差对电路电流的影响的仿真分析。为课题的后续研究提供支撑。