基于主成分分析的硬件木馬檢測技術研究

1、基于主成分分析的硬件木馬檢測技術研究基于主成分分析的硬件木馬檢測技術研究ResearchofHardwareTrojanDetectionTechnologyBasedonPrincipalComponentAnalysis領域：集成電路工程作者姓名：楊松指導教師：鄭愛林高級工程師企業(yè)導師：賈鳳鳴高級工程師天津大學電子信息工程學院二零一五年十二月萬方數(shù)據(jù)摘要硬件木馬是在集成電路設計或制造中對電路的惡意篡改，一旦激活工作，將竊取關鍵信息或

2、者使芯片失效。針對硬件木馬的檢測技術得到廣泛研究，其中基于側信道信息分析的硬件木馬檢測是目前研究較多的檢測方法。側信道檢測方法主要是通過分析側信道信息中硬件木馬引入的差異實現(xiàn)檢測，而數(shù)據(jù)處理方法對實現(xiàn)有效的檢測至關重要。本文利用側信道分析技術，基于主成分分析法提出了一套數(shù)據(jù)處理識別算法并采用功耗分析的方法進行驗證。首先對植入了硬件木馬電路的功耗信息建立模型，并基于該模型設計了載體電路和硬件木馬電路。同時優(yōu)化測試環(huán)境和測試技術，從基于FP

3、GA的硬件木馬檢測平臺中獲取了母本電路功耗和植入了硬件木馬的電路功耗。然后，針對獲取的功耗數(shù)據(jù)樣本，分析數(shù)據(jù)特點，采用相應的數(shù)據(jù)處理方法優(yōu)化數(shù)據(jù)，分類識別。重點是采用預處理方法解決數(shù)據(jù)的波形未對齊、異常值、噪聲問題，并基于主成分分析法實現(xiàn)了母本數(shù)據(jù)和含硬件木馬數(shù)據(jù)的特征提取和特征選擇，得到的主特征涵蓋了原數(shù)據(jù)99%以上的信息，再采用距離判斷的方法實現(xiàn)硬件木馬的有效檢測。最后，針對基于主成分分析的硬件木馬檢測方法，優(yōu)化預處理算法，提高檢測