硬體安全與可信導論

《硬體安全與可信導論》是2019年3月電子工業出版社出版的圖書，作者是陳哲、王堅。

基本介紹

• 中文名：硬體安全與可信導論
• 作者：陳哲、王堅
• ISBN：9787121332418
• 頁數：320頁
• 定價：89元
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2019年3月
• 開本：16開

內容簡介

本書從積體電路測試出發，全面、系統地介紹了硬體安全與可信領域的相關知識。從結構上看，本書由18章構成，每章針對一個具體的研究領域進行介紹；從內容上看，涵蓋了數字水印、邊信道攻防、物理不可克隆函式、硬體木馬、加密算法和可信設計技術等眾多熱門的研究方向；從研究對象上看，覆蓋了FPGA、RFID、IP核和存儲器等多種器件。每章末都提供了大量參考文獻，可為讀者進一步了解該領域提供幫助。

圖書目錄

目錄

第1章超大規模積體電路測試背景

1.1引言

1.2測試成本和產品質量

1.2.1測試成本

1.2.2缺陷、成品率和缺陷等級

1.3測試生成

1.3.1結構測試與功能測試的對比

1.3.2故障模型

1.3.3可測性：可控性和可觀察性

1.3.4自動測試模式生成（ATPG）

1.4結構化的可測性設計技術概述

1.4.1可測性設計

1.4.2掃描設計：掃描單元、掃描鏈及掃描測試壓縮

1.4.3部分掃描設計

1.4.4邊界掃描

1.4.5BIST法

1.5全速延遲測試

1.5.1為什麼採用全速延遲測試

1.5.2全速測試基礎：發射捕獲和發射偏移

1.5.3全速延遲測試的挑戰

參考文獻

第2章哈希函式的硬體實現

2.1加密哈希函式概述

2.1.1構建哈希函式

2.1.2哈希函式的套用

2.2哈希函式的硬體實現

2.2.1MD5

2.2.2SHA2

2.2.3面積最佳化

2.3SHA3的候選對象

2.3.1Keccak算法

2.3.2BLAKE算法

2.3.3Grstl算法

2.3.4Skein算法

2.3.5JH算法

2.3.6算法性能

參考文獻

第3章RSA算法的實現與安全性

3.1引言

3.2算法的描述與分析

3.3硬體實現簡介

3.4安全性分析

3.5結論

參考文獻

第4章基於物理上不可克隆和無序的安全性

4.1引言

4.2獨特對象

4.2.1獨特對象的歷史和實例

4.2.2獨特對象的協定及套用

4.2.3安全性

4.3弱物理不可克隆函式

4.3.1歷史與實現的實例

4.3.2協定、套用與安全

4.4強物理不可克隆函式

4.4.1強PUF的歷史及舉例

4.4.2協定、套用及安全

4.5受控的PUF

4.5.1受控的PUF特性

4.5.2歷史和實現

4.5.3協定、套用與安全

4.6新興的PUF

4.6.1保密模型PUF

4.6.2定時認證

4.6.3具有公共模型的PUF

4.6.4量子讀取的PUF

4.6.5具有超高信息量的PUF

4.7未來的研究課題

4.7.1公共PUF的公開性問題

4.7.2高效的硬體實現：開銷與安全

4.7.3錯誤校正與可實現性

4.7.4IC計量及偽造檢測

4.7.5攻擊和漏洞分析

4.7.6形式化驗證與安全性證明

4.7.7新的協定及套用

4.8結論

參考文獻

第5章硬體計量綜述

5.1引言

5.2分類與模型

5.3被動式晶片計量

5.3.1非功能識別的被動計量

5.3.2被動式功能性計量

5.4主動式晶片計量

5.4.1內部的主動式晶片計量

5.4.2外部的主動式晶片計量

5.5結論

參考文獻

第6章利用數字水印保護硬體IP

6.1引言

6.1.1設計復用和IP設計

6.1.2什麼是IP設計

6.1.3為什麼要保護IP設計

6.1.4哪些行為可以保護IP安全

6.2利用基於約束的水印技術保護IP設計

6.2.1例子：最簡布爾表達式的水印

6.2.2基於約束的水印的背景與要求

6.3帶無關項的水印

6.4通過複製模組向HDL源碼添加水印

6.4.1例子：4比特模式檢測器

6.4.2狀態轉換圖的Verilog實現

6.4.3通過複製模組向Verilog代碼添加水印

6.4.4通過模組分割嵌入水印

6.4.5水印技術的性能評估

6.5結論

參考文獻

第7章物理攻擊與防篡改

7.1攻擊場景

7.2防篡改等級

7.3攻擊類別

7.3.1非入侵式攻擊

7.3.2入侵式攻擊

7.3.3半入侵式攻擊

7.4用非入侵式攻擊威脅安全性

7.4.1邊信道攻擊

7.5入侵式攻擊對安全的威脅

7.5.1剝層分析

7.5.2逆向工程

7.5.3微探針

7.6半入侵式攻擊對安全的威脅

7.6.1紫外線攻擊

7.6.2先進的成像技術

7.6.3光故障注入

7.6.4光學邊信道分析

7.6.5基於光學增強的定位功率分析

7.7物理攻擊對策

7.8結論

參考文獻

第8章邊信道攻擊與對策

8.1引言

8.2邊信道

8.2.1功耗

8.2.2電磁

8.2.3光學

8.2.4時序及延遲

8.2.5聲學

8.3利用邊信道信息的攻擊

8.4對策

8.4.1隱藏

8.4.2掩碼/盲化

8.4.3模組劃分

8.4.4物理安全與防篡改

8.5結論

參考文獻

第9章FPGA中的可信設計

9.1引言

9.2FPGA的綜合流程及其脆弱性

9.2.1脆弱性

9.3基於FPGA的套用密碼學

9.3.1脆弱性

9.4FPGA硬體安全基礎

9.4.1物理不可克隆函式

9.4.2真隨機數發生器

9.5頂級的FPGA安全性挑戰

9.5.1算法密碼安全

9.5.2基於硬體的密碼學：原語和協定

9.5.3積體電路與工具的數字許可權管理

9.5.4可信工具

9.5.5可信IP

9.5.6抵禦逆向工程

9.5.7木馬檢測與診斷

9.5.8零知識和不經意傳輸

9.5.9自我可信的綜合

9.5.10新的FPGA架構和技術

9.5.11基於硬體安全的FPGA工具

9.5.12邊信道

9.5.13理論基礎

9.5.14物理和社會的安全套用

9.5.15恢復技術和長壽使能技術

9.5.16可執行的摘要

9.6總結

參考文獻

第10章嵌入式系統的安全性

10.1引言

10.1.1安全計算模型及風險模型

10.1.2程式數據屬性的保護

10.1.3嵌入式系統安全處理的軟硬體方法

10.2針對高效動態信息流跟蹤的安全頁面分配

10.2.1相關工作

10.2.2我們的PIFT方法

10.2.3安全分析和攻擊檢測

10.2.4實驗結果

10.2.5總結

10.3利用預測架構驗證運行的程式

10.3.1預備知識

10.3.2控制流傳輸和執行路徑驗證的推測架構

10.3.3實驗結果與安全性分析

10.3.4總結

參考文獻

第11章嵌入式微控制器的邊信道攻擊和對策

11.1引言

11.2嵌入式微控制器的邊信道泄漏

11.3對微控制器的邊信道攻擊

11.3.1邊信道分析

11.3.2PowerPC實現高級加密標準（AES）

11.3.3邊信道分析：功率模型的選擇

11.3.4邊信道分析：實用的假設檢驗

11.3.5邊信道分析：攻擊結果

11.4微控制器的邊信道對策

11.4.1隱藏對策的電路級實現

11.4.2VSC：將DRP移植到軟體中

11.4.3VSC的實現

11.4.4將AES映射到VSC上

11.4.5實驗結果

11.5總結

參考文獻

第12章射頻識別（RFID）標籤的安全性

12.1引言

12.1.1RFID的歷史

12.1.2物聯網

12.1.3RFID的套用

12.1.4射頻識別參考模型

12.1.5射頻識別標籤的種類

12.1.6射頻識別對社會和個人的影響

12.2對無源射頻識別標籤安全的攻擊

12.2.1偽裝攻擊

12.2.2信息泄漏攻擊

12.2.3拒絕服務攻擊

12.2.4物理操作攻擊

12.3射頻識別標籤的保護機制

12.3.1偽裝攻擊

12.3.2信息泄漏攻擊

12.3.3拒絕服務攻擊

12.3.4物理操作攻擊

12.4用於防偽的RFID標籤指紋

12.4.1指紋電子設備的背景

12.4.2標籤的最小功率回響

12.4.3標籤頻率回響和瞬態回響

12.4.4標籤時間回響

參考文獻

第13章記憶體完整性保護

13.1引言

13.1.1問題的定義

13.2簡單的解決方案：採用訊息驗證碼

13.2.1程式代碼的完整性

13.3瓶頸與限制

13.3.1回放攻擊

13.3.2可信根

13.4模組構建

13.4.1Merkle樹

13.4.2哈希函式

13.4.3Merkle樹以外的方案

13.5已有的方案

13.5.1基於GCM的驗證方案

13.5.2自適應樹對數方案

13.5.3基於UMAC的Merkle樹方案

13.6記憶體完整性保護的推廣

參考文獻

第14章硬體木馬分類

14.1引言

14.2硬體木馬

14.3木馬分類

14.3.1按插入階段分類

14.3.2按抽象的層次分類

14.3.3按激活機制分類

14.3.4按影響分類

14.3.5按位置分類

14.4硬體木馬案例

14.4.1基於邊信道的惡意片外泄漏木馬（MOLES）

14.4.2通過RS232泄漏密鑰的木馬

14.4.3綜合工具木馬

14.4.4通過溫度邊信道泄漏密鑰的木馬

14.4.5拒絕服務（DoS）木馬

14.4.6通過VGA顯示器泄漏信息的木馬

14.5總結

參考文獻

第15章硬體木馬檢測

15.1引言

15.2晶片的硬體木馬檢測

15.2.1木馬檢測方法的分類

15.2.2木馬檢測所面臨的挑戰

15.2.3測試和驗證方法

15.2.4實時監測法

15.2.5木馬檢測方法的比較

15.3IP硬核的可信度驗證

15.4總結

參考文獻

第16章硬體可信度設計

16.1概述

16.2基於延遲的方案

16.2.1影子暫存器

16.2.2環形振盪器

16.3罕見事件的刪除

16.4木馬測試設計

16.4.1步驟Ⅰ：代碼評估

16.4.2步驟Ⅱ：敏感路徑的選擇

16.4.3步驟Ⅲ：插入探測點

16.5帶校驗的硬體

16.6總結

參考文獻

第17章安全和測試

17.1引言

17.1.1測試接口的發展

17.1.2示例：測試一個2比特狀態機

17.1.3故障測試與木馬檢測的比較

17.1.4VLSI測試：目標和指標

17.1.5可測性和安全性之間的衝突

17.2基於掃描的測試

17.2.1基於掃描的攻擊

17.2.2掃描攻擊的對策

17.3BIST

17.4JTAG

17.4.1JTAG劫持

17.4.2JTAG防禦

17.5片上系統測試結構

17.5.1劫持SoC測試

17.5.2SoC測試的保護措施

17.6測試安全的新興領域

17.6.1汽車的OBDII

17.6.2醫療植入設備的接口安全

17.7總結和展望

參考文獻

第18章保護IP核免受掃描邊信道攻擊

18.1引言

18.1.1前期的工作

18.2掃描攻擊的分類

18.2.1基於掃描的可觀測性攻擊

18.2.2基於掃描的可控性/可觀測性攻擊

18.3低成本安全掃描

18.3.1LCSS測試流程

18.4自動的LCSS插入流程

18.4.1低成本安全掃描插入流程

18.5分析及結論

18.5.1開銷

18.5.2對安全性和可測試性的影響

18.6總結

參考文獻