基于遗传算法的抗网表逆向攻击逻辑混淆方法

作     者：赵毅强 蒯钧 马浩诚 张启智 高雅 叶茂 何家骥 ZHAO Yiqiang;KUAI Jun;MA Haocheng;ZHANG Qizhi;GAO Ya;YE Mao;HE Jiaji

作者机构：天津大学微电子学院天津300072 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第1期

页      面：96-105页

核心收录：

学科分类：11[军事学] 1105[军事学-军队指挥学] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 110505[军事学-密码学] 110503[军事学-军事通信学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFB3100903) 

主　　题：后摩尔时代 硬件安全 逻辑混淆 逆向工程 遗传算法 

摘      要：随着集成电路(IC)产业进入后摩尔时代,芯片一次性工程成本愈发高昂,而以逆向工程技术为代表的知识产权窃取手段,越来越严重地威胁着芯片信息安全。为了抵抗逆向工程攻击,该文提出一种基于遗传算法的自动化逻辑混淆方法,通过分析网表寄存器的拓扑网络结构,筛选逻辑节点并创建冗余连接,从而混淆词级寄存器的相似性特征,在低开销下防止逆向攻击恢复寄存器传输级的词级变量、控制逻辑与数据通路。基于SM4国密算法基准电路开展验证实验,结果表明:经该文方法混淆后,逆向结果与设计真实情况的标准化互信息相关度下降了46%,拓扑复杂度提升61.46倍,面积额外开销为0.216%;同时相较于随机混淆,该混淆方法效率提升为2.718倍,面积额外开销降低70.8%。