[發明專利]基于指紋編碼和冗余布線的版圖數字水印設置方法及集成電路的設計結構

在審

• 申請號: 202110745380.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113569522A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 沈志春;吳欣延;夏玥;劉心舸;張清貴
• 申請（專利權）人: 珠海晶通科技有限公司
• 主分類號: G06F30/394
• 分類號: G06F30/394;G06F30/39
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

本發明提供一種基于指紋編碼和冗余布線的版圖數字水印設置方法，包括獲取集成電路的原始版圖數據并提取版圖布線信息，應用指紋編碼方法對版圖布線信息進行編碼，獲取原始指紋代碼，從原始指紋代碼中篩選出目標指紋代碼；對集成電路的原始版圖進行冗余布線：根據集成電路的原始版圖確定需要進行冗余布線的目標載體線，對目標載體線進行切割，對目標載體線進行金屬換層處理；將冗余布線獲得的線路與未經冗余布線的線路進行編碼形成專用版權代碼，將目標指紋代碼與專用版權代碼組合生成最終版權代碼。本發明還提供應用上述方法設計的集成電路的設計結構。本發明能對集成電路的版權進行保護，且不增加集成電路的設計成本，也不增加集成電路的面積。

技術領域

本發明涉及集成電路的版圖保護的技術領域，具體地，是涉及一種基于指紋編碼和冗余布線的版圖數字水印設置方法以及應用該方法所形成的集成電路的設計結構。

背景技術

集成電路通常使用大量的電子元器件，通常在集成電路上設置金屬連線將多個不同的電子器件進行連接。隨著集成電路的規模不斷增加，集成電路的布線越來越復雜，需要設計人員花費較長時間進行布線。為了對集成電路進行保護，通常采用冗余布線或者指紋編碼的方法增加集成電路的布線版圖的識別性。其中，對集成電路的版圖數字水印冗余布線通常是通過增加硬件或時間來換取電路或系統的可靠性，具有布線資源浪費以及延遲等問題，增加芯片成本并往往會影響電路的性能。

為此，一些研究人員提出了在可復用IP核的測試電路中嵌入水印的方法對電路的版圖進行保護，當集成電路處于測試模式時，IP核將輸出隱藏著水印數據的測試數據流中。這個方案的最大好處是嵌入開銷低、對集成電路的性能影響小，并且由于測試電路是可復用IP核的有機組成部分，甚至在流片封裝之后仍然可以對IP核進行測試，這種方法對水印測試和提取隱藏的水印也很方便。但這種方案的缺點是攻擊開銷很低，水印完全嵌在測試電路中，一旦公開了方案，攻擊者只需修改測試電路即可篡改水印。因此，這種方案往往適合作為輔助的水印技術。

另一部分研究人員提出的組合邏輯水印的技術，就是將數字水印映射為一組附加的約束條件提交給綜合工具，由工具控制結構級邏輯綜合、優化和工藝映射過程，生成獨特的設計輸出，這種技術對于大規模集成電路而言，缺點是消耗大、成本高，且容易被仿真工具發現，其隱蔽性差。

而指紋編碼方法對電路的版圖進行加密防偽的技術也存在缺陷，例如，經過編碼的指紋信息不帶有諸如IP核/集成電路所有者、IP核/集成電路命名之類的有用信息，不方便嵌入版權所有者自己想要的水印信息。由于這種方法對集成電路的指紋信息不作任何修改，而是直接將集成電路自身的布局布線特征作為水印，其缺點是隱蔽性不高。如果單獨使用指紋編碼的方法，其缺點是需要使用大量的指紋信息，增加集成電路的設計成本。

中國發明專利申請CN109785217A公開了一種基于FPGA技術的差錯控制芯核水印方法，對IP核用戶的文字簽名信息進行分存，然后加密生成的子水印，得到n份加密子水印后將其嵌入到FPGA設計中，使用戶得到不同的帶有用戶標識的IP核版本，該方案中，水印以冗余方式嵌入設計，在設計運行時，冗余的非功能部分不會實際運行。這種方案是需要設置冗余的電路，由于冗余的電路部分并不會實際運行，由于冗余電路需要進行線路連線，因此需要在集成電路上進行大量的冗余線路布線，導致集成電路面積的增加，不利于集成電路的小型化。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種不增加集成電路成本且集成電路面積小的基于指紋編碼和冗余布線的版圖數字水印設置方法。

本發明的第二目的是提供一種應用上述的基于指紋編碼和冗余布線的版圖數字水印設置方法所設計的集成電路的設計結構。