寄存器传输级硬件设计信息流建模与安全验证

近年来,已有大量研究证明信息流分析能够有效地对设计安全属性与安全行为进行建模。然而,现有的门级抽象层次的信息流分析方法往往受制于算力和验证效力等因素难以应对大规模设计,而RTL抽象层次的信息流分析方法需借助类型系统等形式化语言对硬件设计进行重新描述。因此,提出了一种寄存器传输级硬件设计信息流建模与安全验证方法。该方法在寄存器传输级功能模型的基础上构建附加安全属性的信息流跟踪逻辑模型,从信息流角度建模设计安全行为和安全属性,并利用EDA测试验证工具,以无干扰为策略捕捉违反安全策略的有害信息流,检测硬件设计安全漏洞。以Trust-Hub硬件木马测试集为测试对象的实验结果表明:所提方法能够有效检测设计内潜藏的硬件木马。

RSA密码核时间侧信道检测与量化分析

攻击者通过RSA时间侧信道可有效破解其密钥。但目前缺乏有效的方法检测和评估RSA硬件密码核时间侧信道信息泄漏。针对此问题,利用门级信息流追踪方法检测RSA时间侧信道;提出一种测试框架对密钥位泄露进行定性检测和定量分析。通过对五种不同RSA密码硬件体系结构进行案例研究,实验结果显示,所提方法可有效评估和验证迁移技术对RSA时间侧信道信息泄露的影响。该测试方法可有效辅助硬件设计人员权衡时间侧信道安全性、硬件资源消耗和性能等指标。

基于拟生灭过程的群集机器人任务分配宏观分析与预测

以预测由个体局部规则涌现的全局行为为目的,提出一种新的群集机器人任务分配宏观模型,提供了解系统性能与作为模型参数的群集规模之间关系的分析手段,尤其是该模型对于任务类型和群集规模都没有限制。通过拟生灭过程模型建立系统任务分配动态性的演化方程,首次引入矩阵分析法到群集机器人领域,求解了宏观模型的闭式稳态解,发现了系统任务分配在稳态服从的统计规律。进行了包含上百个机器人的仿真,其结果说明了模型预测与分析的正确性和可靠性。

硬件安全门级细粒度形式化验证方法

针对硬件设计长期缺乏有效的安全验证方法问题,提出了一种硬件安全门级细粒度形式化验证方法.该方法使用形式化语言在逻辑门层面上描述硬件电路的安全属性,构造包含安全属性跟踪逻辑的形式化语义语句,从而将硬件设计转化为电路语义模型,并结合霍尔逻辑三元组理论构造用于验证该模型安全属性的定理.定理的证明过程是以人机交互的方式在定理证明器环境下验证定理的合理性.实验结果表明,该方法能够形式化地遍历电路语义模型的状态空间,精确验证不同输入状态下电路语义模型的安全性.该方法通过构造安全属性跟踪逻辑提高了验证的精确性,结合定理证明提高了验证覆盖率,能够有效地验证硬件设计的安全性.