【摘 要】
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集成电路（Integrated Circuit,IC）是现代信息化、智能化社会建设的重要基石。无论是在军事上还是在民用上,都扮演着至关重要的角色。随着全球半导体设计与制造工艺的快速发展及产业链的全球化,硬件安全事件频发,越来越多的黑客已经开始通过硬件木马（Hardware Trojan,HT）来实现恶意破坏。欧、美等国不断探索新型硬件黑客技术,提升自身硬件攻击能力并严重威胁各国以芯片为核心的军、民
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集成电路（Integrated Circuit,IC）是现代信息化、智能化社会建设的重要基石。无论是在军事上还是在民用上,都扮演着至关重要的角色。随着全球半导体设计与制造工艺的快速发展及产业链的全球化,硬件安全事件频发,越来越多的黑客已经开始通过硬件木马（Hardware Trojan,HT）来实现恶意破坏。欧、美等国不断探索新型硬件黑客技术,提升自身硬件攻击能力并严重威胁各国以芯片为核心的军、民信息化设备安全。故我国亟需形成硬件攻-检-防为一体的安全体系,以此提升我国信息安全防御能力。但当今的研究重点多为硬件木马检测,且缺少有效的硬件木马测试集。故本文对硬件木马深度隐藏技术进行了研究。旨在形成系统性的硬件木马逻辑设计方法、多维度的硬件木马电路隐藏手段。本文的主要工作如下:（1）研究内容相关概念综述介绍了集成电路的设计原理,集成电路硬件木马概述。分析了硬件木马的结构。总结了硬件木马的分类、常用检测方法和一般设计方法。（2）提出了代码级硬件木马深度隐藏技术针对覆盖率检测和无用电路检测（Unused Circuit Identification,UCI）这两种代码级硬件木马检测技术,本文提出了系统性的代码级硬件木马构建方法,可有效躲避以上两种检测技术。首先,本文深刻研究分析了覆盖率检测和无用电路检测的检测原理。之后,发掘其检测边界,我们通过建立硬件木马隐化模型,以实现硬件木马逃避覆盖率检测;通过借鉴流水线结构,定义木马负载结构,以实现抗UCI检测。最后,与业界常用测试集Trust-Hub进行对比实验,结果显示,本文提出的硬件木马设计方法,针对三类覆盖率检测（Line,Branch,FSM）高达99%,且可100%躲避UCI检测,实验涉及四类芯片三类木马。（3）提出了网表级硬件木马深度隐藏技术针对COTD检测和信息流检测（Information Flow Tracking,IFT）这两种网表级硬件木马检测技术,本文提出了系统性的网表级硬件木马构建方法,可有效躲避以上两种检测技术。首先,本文深刻研究分析了COTD检测和信息流检测的检测原理。之后,发掘其检测边界,我们通过分析网表电路信号节点翻转率与其可测性值分布情况,总结木马触发电路设计准则,以实现抗COTD检测;通过研究IFT检测中污染标签在GLIFT逻辑中的流动情况,总结木马负载电路设计准则,以实现抗IFT检测。最后,通过十四个实验样本（部分是对业界常用测试集木马触发构造的改变获得,部分是根据网表级硬件木马设计流程所得）表明我们的测试集可100%躲避COTD检测和IFT检测,实验涉及四类芯片三类木马。
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