密码芯片的物理攻击与防护技术

随着现代社会的日益信息化、数字化与网络化,信息安全直接影响到个人隐私、商业秘密以及国家安全等,使得人们对于信息安全的需求越来越迫切。作为信息安全的核心部分,密码芯片的应用越来越广泛,而针对这些芯片的攻击手段也不断增多,如何为这些关键芯片进行防护,保护内部敏感信息,已经成为当前研究的热点。

微处理器内安全子系统的安全增强技术

在信息技术快速发展的同时,信息安全变得尤为重要。处理器作为信息系统的核心部件,其安全性对系统安全起到至关重要的决定性作用。在处理器中构建安全可信的执行环境是提升处理器安全性的重要方法,然而很多核心安全技术仍然由片外安全TPM/TCM芯片保证。近年来,作为计算机系统安全基础的安全原点逐渐往处理器中转移。对处理器内安全子系统的安全增强技术展开研究,首先研究安全处理器体系结构;然后对处理器核、互连网络、存储和密码模块等处理器核心模块进行安全增强,同时从系统级角度实现了密钥管理、生命周期、安全启动和抗物理攻击等系统安全防护技术;最后,在一款桌面处理器中实现了一个安全子系统,并进行了分析。

顶层金属防护层研究综述

以聚焦离子束攻击和微探针攻击为代表的侵入式物理攻击对集成电路安全造成了极大威胁。目前主流的抗侵入式物理攻击的手段是顶层金属防护层。顶层金属防护层采用顶层金属形成复杂的布线网络,以遮蔽芯片加密模块等关键组件,再配合完整性感知单元,实现对侵入式物理攻击的有效感知与防护。顶层金属防护层以较低的开销实现了芯片抵抗物理攻击能力的提升,大大增加了攻击成本。总结了近年来顶层金属防护层的研究成果,介绍了防护层面临的挑战和未来的发展方向。

软件定义主动屏蔽层生成及防护技术研究

由于安全芯片信息泄露事件的频发,提高安全芯片的防护能力刻不容缓.本文提出了一种软件定义主动屏蔽层生成及防护系统构建的方法,无需具有安全背景知识即可在短时间内生成高熵值的顶层金属布线防护网络,有效遮蔽芯片加密模块等关键组件,同时满足合规的相关要求.本文所提出的方法可由软件定义布线的类型、线宽、线间距等参数,能够适用于不同的工艺节点,且相关技术已经在华虹130 nm的工艺下进行了仿真验证,实现了主动屏蔽层与2种屏蔽层完整性检测电路的结合,验证了屏蔽层对聚焦离子束和微探针攻击的检测效果,实现了对侵入式物理攻击的有效感知与防护.