集成電路物理自損防護(hù)技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、集成電路芯片越來越多地成為重要信息的存儲(chǔ)載體，這些信息需要得到保護(hù);同時(shí)，芯片內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)本身作為重要的知識產(chǎn)權(quán)，也需要得到有效保護(hù)。技術(shù)的進(jìn)步使得針對芯片的各種物理攻擊成為可能，在此背景下硬件安全問題日益重要，關(guān)于硬件防護(hù)技術(shù)的研究也成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　傳統(tǒng)的被動(dòng)式防護(hù)技術(shù)很難徹底的抵御攻擊者的攻擊，容易造成關(guān)鍵信息泄露;集成電路物理性自損防護(hù)技術(shù)是一種主動(dòng)防護(hù)技術(shù)，通過自損終止攻擊行為，從而達(dá)到保護(hù)集成電路信息安全的目

2、的，是目前最徹底、最有效的保護(hù)方法。
　　針對改變芯片的工作溫度可以攻擊芯片，本論文研究一種抗溫度錯(cuò)誤注入攻擊的物理自損防護(hù)技術(shù)。論文首先介紹了現(xiàn)有的集成電路防護(hù)技術(shù)，然后分析了集成電路物理攻擊的原理，最后基于TSMC0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了物理自損防護(hù)電路，電路具有抗溫度錯(cuò)誤注入攻擊的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)防護(hù)。
　　關(guān)鍵電路包括帶隙基準(zhǔn)電路、比較器電路、電荷泵電路。其中，帶隙基準(zhǔn)電路采用了高階溫度補(bǔ)償技術(shù)、調(diào)節(jié)型共源

3、共柵結(jié)構(gòu)，有效地降低了溫度系數(shù)和提高了電源電壓抑制比;比較器電路采用預(yù)放大可再生結(jié)構(gòu)，有效提高了比較速度，減小了功耗;電荷泵電路采用交叉耦合級聯(lián)結(jié)構(gòu)，PMOS管的襯底與源極相連接，有效減少了閾值電壓變化，提高了電荷傳輸效率。本文設(shè)計(jì)的抗溫度錯(cuò)誤注入攻擊能夠防御-40℃以下和120℃以上的攻擊。對設(shè)計(jì)的抗溫度錯(cuò)誤注入攻擊物理防護(hù)中的電路進(jìn)行仿真，帶隙基準(zhǔn)電壓源的溫度系數(shù)為13.94ppm/℃，電源電壓抑制比為59.17dB;比較器的大信號