Galois环振的随机重构主动屏蔽层电路

• 作者: 甄帅 原义栋 辛睿山 甘杰 赵毅强
• 来源期刊: 哈尔滨工业大学学报
• 关键词: 集成电路安全 主动屏蔽层 重布线攻击 可重构节点 真随机数
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 页码范围: 148-154,162
• 页数: 8页
• 分类号: TU492
• 语种: 中文
• DOI: 10.11918/201907122

摘要

随着微电子技术的发展,集成电路安全问题已经越来越受到人们的关注.主动屏蔽层作为芯片抗侵入式攻击的核心防线,其安全性关乎集成电路的信息安全.为提高主动屏蔽层的抗攻击水平,设计了基于Galois环振的随机重构主动屏蔽层电路.首先,在主动屏蔽层中插入可重构节点,使屏蔽层走线通道间的连接关系可以随机改变,从而增加了屏蔽层的复杂性,减小其失效面积,达到屏蔽层有效抵抗重布线攻击的目的.其次,采用屏蔽层与可重构节点复用的方法,设计了一种Galois环振型真随机数发生器,解决了主动屏蔽层每次上电后状态相同的问题,进一步提高了屏蔽层的安全性.基于8通道主动屏蔽层进行了改进与实验,仿真结果表明:可重构节点在SMIC 0.18 μm工艺下面积仅为4 395 μm2,芯片动态功耗较插入节点之前仅增加0.4％,主动屏蔽层的最大失效面积较之前缩小80％,使用真随机数作为种子生成的密码随机数序列通过了NIST SP800-22随机数测试;采用此方法芯片功耗和面积没有明显的增加,并且可重构节点与检测电路具有占用资源小、功耗较低等优点;电路可搭配多通道主动屏蔽层,为芯片提供较高等级的安全防护.