为了确保产品质量,测试是集成电路（IC）制造过程中必要的步骤之一。为了方便测试,提出并广泛采用了扫描链设计。然而,扫描链技术在提高芯片可测性的同时,也给攻击者提供了对芯片进行旁路攻击的途径,使芯片安全性大大降低。差分密码分析攻击作为芯片旁路攻击的一种典型手段,严重威胁了加密芯片的安全性,也是本文主要讨论的一种攻击方式。本文针对差分密码分析攻击提出了一种基于明文分析的自适应扫描链技术,其中,明文分析模块将所有输入“静态”扫描链的明文都放入明文分析模块的存储器,同时分析输入明文与存储器中的明文之间是否满足差分密码分析的明文对特征。若判断当前输入明文与存储器中的明文不符合差分密码分析攻击的明文对特征,则扫描结构保持“静态”扫描链状态,若判断当前输入明文与存储器中的明文符合差分密码分析攻击的明文对特征,则扫描结构从“静态”扫描链变换为“动态”扫描链。该技术由三部分电路实现,包括控制电路、明文分析电路以及自适应扫描链电路。其中,控制电路使明文分析模块在测试模式下启动,明文分析模块分析输入明文之间的特征,并根据分析结果控制自适应扫描链的变化,自适应扫描链可变化为“静态”扫描链或“动态”扫描链。该技术主要从两方面来确保加密芯片的安全性,一方面,提出了自适应扫描链,相比于原始扫描结构,自适应扫描结构导致差分密码分析攻击的攻击对象在攻击过程中发生转换,得到由多种不同结构的扫描链生成的响应,最终造成差分密码分析攻击由于分析攻击的样本缺失而失效。另一方面,明文分析模块控制自适应扫描结构变换,使符合差分密码分析攻击特征的明文对经过动态变化的扫描链,攻击者无法通过特殊明文对响应的汉明距离来确定恢复密钥,大大提升了加密芯片的安全性。最终验证设计的模块能有效阻止差分密码分析攻击。对基于明文分析的自适应扫描链进行安全性分析,实验数据表明,相较于传统扫描链,基于明文分析的自适应扫描链技术能够有效地防止加密芯片测试密钥泄露,被破解的概率至少降低了1.37*10122倍,芯片面积增加约3.09%,可测性降低0.89%。