Кибероружие и кибербезопасность. О сложных вещах простыми словами

Хотя при неразрушающем обратном проектировании исследуемая ИС остаётся целой, однако разрушающее обратное проектирование может обеспечить лучшее разрешение. Оба типа обратного проектирования являются дорогостоящими и трудоемкими процессами, что приводит к значительным расходам. Другой подход подразумевает производство небольшого количества ИС на другом, надёжном заводе. Такие ИС могут считаться эталонными. Однако ИС, изготовленные на различных заводах, могут иметь различия по причине использования различных библиотек стандартных ячеек. Это неизбежно приведёт к различию сигналов на сторонних каналах. Более того, ИС одного проекта на различных заводах могут быть изготовлены с использованием различных производственных технологий, что также может привести к различию физических характеристик. Поэтому ИС, изготовленные отдельно, не во всех случаях могут использоваться в качестве эталонных ИС для анализа сигналов на сторонних каналах.

Также были разработаны несколько методов обнаружения троянов, не требующих наличия эталонной модели. Narasimhan и соавт., 2011 предложили временной автореферентный подход, при котором производится сравнение текущей сигнатуры ИС в двух разных временных окнах, что позволяет полностью исключить влияние рабочих шумов, однако данный метод имеет несколько недостатков. Он применим только для последовательных троянов, которые имеют различные состояния в своих конечных автоматах, а возможное изменение логического состояния трояна — еще одна проблема во время тестирования. Liu и соавт., 2014 используют встраиваемые в кристалл элементы контроля процесса, обеспечивающие мониторинг изменений процесса для каждой ИС, а затем статистически определяют надёжную область для обнаружения трояна путём анализа сторонних каналов. Zhang и соавт., 2013 попытались установить зависимость между сигналами на сторонних каналах в ИС путём определения характеристик на уровне логических элементов, а затем вычислить расчетное значение сигнала стороннего канала из других измеренных сигналов. Затем проводилось сравнение расчетного значения с реальным измеренным значением. Несмотря на то, что данные методы устраняют необходимость эталонной ИС путем моделирования, эффективность сильно зависит от точности модели и, таким образом, влияет на уровень достоверности обнаружения троянов. Поэтому эталонная модель по-прежнему является значительной проблемой для методов обнаружения.

7.6.3. Аппаратные трояны в трёхмерных интегральных схемах

Поскольку от интегральных схем всё чаще требуется более высокая функциональность, более высокая рабочая частота, а также меньшая мощность, многие разработчики ИС постепенно начинают использовать технологию трёхмерных (3D) интегральных схем, в которых различные горизонтальные уровни соединяются при помощи вертикальных промежуточных соединений (TSV). Разработчики трёхмерных ИС обещают объединение в одной микросхеме не только КМОП-компонентов, но и элементов, выполняющих нестандартные функции (принцип «more than Мооге», «больше, чем закон Мура»), Множество функциональных элементов с малой площадью обеспечивает одновременное повышение производительности и снижение затрат. В корпусах трёхмерных ИС может даже размещаться несколько кристаллов из разных материалов (кремний и арсенид гелия) в разных функциональных узлах (Cadence, 2011).