【摘 要】
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如今,电子设备被越来越多的用于存储、处理、传递含有关键信息的数据。近年来,信息安全领域的发展日新月异,随着集成电路不断趋向于小型化、智能化,有越来越多的针对智能芯片
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如今,电子设备被越来越多的用于存储、处理、传递含有关键信息的数据。近年来,信息安全领域的发展日新月异,随着集成电路不断趋向于小型化、智能化,有越来越多的针对智能芯片的物理攻击手段与攻击实例被公开,对基于电子设备的信息安全的保障提出了全新的挑战。其中,芯片安全作为信息安全的硬件基础,对信息安全的实现起着至关重要的作用,针对抗物理攻击安全芯片的防护技术研究有着十分重要的实用价值。为了提高芯片的抗物理攻击的防护水平,本文介绍了常见的物理攻击手段及其对应的防护方法,主要针对顶层金属主动屏蔽探测层模块、数据销毁电路模块和模数转换模块展开了研究工作。在芯片顶层金属主动屏蔽探测模块方面,本文介绍了利用随机哈密顿回路作为防护层的方法,可以增加攻击者实施物理攻击的时间与成本,显著的增加布线结构的无序度(H>0.99)。为了解决超大规模集成电路芯片尺寸大、屏蔽防护布线生成速度慢的问题,本文优化了随机哈密顿回路的生成算法,有效的降低了算法的复杂度,能够在较短时间内生成高无序、大格点量(109)的随机哈密顿回路拓扑结构。此外,同时介绍了屏蔽层版图映射、物理验证等物理实现的具体过程。在数据销毁电路模块方面,利用重构销毁序列的方式对数据执行覆写销毁。在模数转换模块方面,为了实现光照、温度等环境传感器感知的智能化,设计了一款14bit三段式电容阵列逐次逼近型模数转换器。本文对电容失配进行了数学建模仿真,仿真验证了利用可调阵列对桥接电容失配校准的方法,并对其进行了改进,完成了电路设计与仿真,提高了信号的转换精度。
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