可信赖集成电路技术研究

作     者：刘小乐 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢小东

授予年度：2022年

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] 

主      题：假劣集成电路芯片 AES加密电路 可靠性 寿命传感器 反熔丝 

摘      要：由于目前供应链体系的漏洞,给各种类型的假劣集成电路产生提供了可乘之机。数量不断增多的假劣集成电路不仅危害了集成电路产业的健康发展,也对其相关的产业造成了安全威胁。目前产业界所采用的假劣集成电路检测技术有物理检测、电化学检测方法等。这类技术往往耗时耗力,更适用于出厂抽检环节。而基于嵌入式电路的检测方法如PUF、寿命传感器等往往只针对一类的假劣芯片。本论文所设计的可信赖系统的目标是可以检测多种类型的假劣集成电路,并提供较快的检测速度,同时利用功能锁定模块对假劣芯片性能进行限制。本文所设计的可信赖系统根植在供应链流程中,包括正版芯片激活和正版芯片验证两个系统工作流程。系统包含内嵌电路、主系统控制机、芯片信息数据库三个主要部分。在激活流程中,系统主要完成内嵌电路写入和数据库写入两个步骤。在验证流程中,系统主要通过将内嵌电路的读出数据与数据库存储数据进行比较并判断芯片的来源。内嵌电路主要包括功能锁定电路、寿命传感器、AES加密电路、反熔丝存储器。软件系统则主要包括数据库、主系统控制机。本文的主要工作是完成可信赖系统的架构组成设计、工作流程设计,以及系统的软件部分设计和硬件部分中的加密电路设计及验证。最后在FPGA实现了系统的工作测试。本系统通过电路内部的芯片ID、寿命检测以及软件端的数据库信息比对来实现芯片的防伪检测,相比仅用一种检测方法更加安全和完善。