[發(fā)明專利]一種基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910313352.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN110135158B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李少青;唐永康;陳吉華;成釗;石佳禾;張若男;肖林;蘇颋;蔡曉敏;侯申
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F21/56
• 分類號(hào): G06F21/56;G06F21/76;G06K9/00;G06T7/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清;胡君

1.一種基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，步驟包括：

S1. 預(yù)先將多個(gè)不同級(jí)數(shù)的環(huán)形振蕩器作為熱梯度陣列填充至目標(biāo)芯片的邏輯空余區(qū)；

S2. 對(duì)目標(biāo)芯片進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，獲取目標(biāo)芯片在熱工作模式時(shí)的紅外圖像；

S3. 根據(jù)所述紅外圖像獲取所述熱梯度陣列的熱增量圖；

S4. 判斷所述步驟S3獲取到的熱增量圖與原填充設(shè)計(jì)時(shí)熱梯度陣列的標(biāo)準(zhǔn)熱增量圖相比是否存在缺失或改變，如果是判定有硬件木馬植入；

所述步驟S4的步驟包括：

S41. 判斷所述步驟S3獲取得到的熱增量圖與所述標(biāo)準(zhǔn)熱增量圖相比是否存在缺失，如果是，判定存在硬件木馬，否則轉(zhuǎn)入步驟S42；

S42. 依次比較所述步驟S3獲取得到的熱增量圖中各級(jí)數(shù)環(huán)形振蕩器的溫度分布是否與所述標(biāo)準(zhǔn)熱增量圖中對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù)環(huán)形振蕩器的溫度分布相符合，如果是，判定不存在硬件木馬，否則判定存在硬件木馬；

所述步驟S41中判斷到存在缺失時(shí)，判定為存在以打斷所述熱梯度陣列中環(huán)形振蕩器之間的連接或整體剔除所述熱梯度陣列的方式植入的硬件木馬，或存在以掠奪所述熱梯度陣列中環(huán)形振蕩器的奇數(shù)級(jí)晶體管的方式植入的硬件木馬；所述步驟S42中判斷到不符合時(shí)，判定存在以掠奪所述熱梯度陣列中環(huán)形振蕩器的偶數(shù)級(jí)晶體管的方式植入的硬件木馬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S1中，通過將多種級(jí)數(shù)的環(huán)形振蕩器作為熱梯度陣列進(jìn)行填充，其中每種級(jí)數(shù)的環(huán)形振蕩器包括一個(gè)以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述熱梯度陣列包括多個(gè)三級(jí)環(huán)形振蕩器，各個(gè)所述三級(jí)環(huán)形振蕩器分散布置在所述邏輯空余區(qū)；所述步驟S3后、步驟S4前還包括預(yù)判斷步驟，具體步驟為：判斷各所述三級(jí)環(huán)形振蕩器的晶體管是否完好，若完好轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟S4，否則判定有硬件木馬植入。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中通過預(yù)先配置芯片為包括正常工作模式與熱工作模式的雙工作模式，以將所述環(huán)形振蕩器與芯片的正常工作邏輯的工作狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分，對(duì)目標(biāo)芯片進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在恒溫冷卻環(huán)境下提取芯片在熱工作模式時(shí)的多張紅外圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3的具體步驟為：根據(jù)所述紅外圖像確定芯片的工作起始時(shí)間以及結(jié)束時(shí)間，使用所述結(jié)束時(shí)間對(duì)應(yīng)的圖片的溫度信息與所述起始時(shí)間對(duì)應(yīng)的圖片的溫度信息作差得到所述熱增量圖。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S42的具體步驟包括：

S421. 將所述熱梯度陣列所在的區(qū)域進(jìn)行劃分，并計(jì)算所述熱增量圖中各所述環(huán)形振蕩器所在區(qū)域內(nèi)的平均溫度；

S422. 根據(jù)所述平均溫度對(duì)各所述環(huán)形振蕩器所在區(qū)域進(jìn)行聚類，得到對(duì)應(yīng)各所述環(huán)形振蕩器的聚類圖；

S423. 將所述步驟S422的聚類圖與所述標(biāo)準(zhǔn)熱增量圖中對(duì)應(yīng)級(jí)數(shù)環(huán)形振蕩器的溫度分布進(jìn)行比對(duì)，如果一致，則判定沒有環(huán)形振蕩器被破壞，即沒有硬件木馬植入；如果不一致，則判定存在環(huán)形振蕩器已被破壞，有硬件木馬植入。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S42中具體采用K均值聚類方法進(jìn)行聚類。

8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的基于熱梯度陣列的無母本硬件木馬檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S1具體預(yù)先對(duì)同一類型的所有目標(biāo)芯片填充所述熱梯度陣列，所述步驟S2中通過抽取部分芯片為代表進(jìn)行檢測(cè)。