基于温度传感器的硬件木马检测方法

作     者：黄正峰 孙芳 潘尚杰 欧阳一鸣 倪天明 戚昊琛 徐奇 HUANG Zhengfeng;SUN Fang;PAN Shangjie;OUYANG Yiming;NI Tianming;QI Haochen;XU Qi

作者机构：合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009 合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009 安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000 

出 版 物：《微电子学》 (Microelectronics)

年 卷 期：2020年第50卷第6期

页      面：920-925,931页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61874156,61874157,61904001,61904047) 安徽省自然科学基金资助项目(1908085QF272)。 

主　　题：硬件木马 温度传感器 相似结构 工艺扰动 

摘      要：针对硬件木马检测的旁路信号分析法中需要黄金模型、受工艺扰动影响大的问题,提出了一种基于温度传感器的硬件木马检测方法。采用抗工艺扰动设计使温度传感器受工艺扰动的影响程度低。将温度传感器植入芯片内部相似结构(存储单元、功能相同的模块等),读取温度传感器的频率信息,通过简单异常值分析法与差值分析法比对相似结构的频率差异,实现了硬件木马的检测。该方法既有效克服了工艺扰动的影响,又不需要黄金模型。温度传感器输出频率在最极端工艺角下的工艺扰动仅为9%。在SMIC 180 nm CMOS工艺下对高级加密标准(AES)电路的木马检测进行了验证,结果验证了该方法的有效性。