集成電路認證硬件木馬與僞芯片檢測 [Integrated Circuit Authentication Hardware Trojans and Counterfeit Detection] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Mohammad，Tehranipoor，Hassan，Salmani，Xuehui ... 著，李雄偉，陳開顔，張陽 等 譯

圖書標籤:

• 集成電路
• 硬件木馬
• 僞芯片
• 芯片安全
• 供應鏈安全
• IC認證
• 可靠性測試
• 惡意電路
• 反欺詐
• 電路設計

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118111163

版次：1

商品編碼：12130116

包裝：平裝

外文名稱：Integrated Circuit Authentication Hardware Trojans and Counterfeit Detection

開本：16開

齣版時間：2016-11-01

用紙：膠版紙

頁數：1

內容簡介

　　《集成電路認證硬件木馬與僞芯片檢測》是係統性分析硬件木馬和僞芯片的著作，對硬件木馬和僞芯片分類、硬件木馬檢測、可信硬件設計、脆弱性評估等方麵均進行瞭討論分析，提齣瞭環形振蕩器網絡、基於輕量級片上傳感器的lC指紋設計等硬件木馬防護手段，是目前該領域較為全麵的著作，也是相關技術的代錶性著作，對本領域發展具有很好的引領作用。因此，在承擔自然科學基金項目的過程中，我們組織項目組主要成員翻譯瞭《集成電路認證硬件木馬與僞芯片檢測》，冀以推動我國硬件木馬和僞芯片相關研究的發展，從而促進芯片安全的整體發展。

內頁插圖

目錄

前言/序言

　　隨著信息時代的發展，信息安全受到高度關注，信息加密、入侵檢測、防火牆等大量信息安全技術用於提高係統的安全性。然而，近年來齣現瞭硬件木馬和僞芯片問題，可能使得這些安全措施成為信息時代的“馬其諾防綫”。
　　硬件木馬是對原始設計的惡意篡改，能夠造成芯片失效、自毀、泄密，甚至破壞己方係統，能夠輕易繞過現有的安全防護體係。僞芯片則是用贋品芯片充當正品芯片，其形式包括以假充真、以舊充新、以次充好等。如果係統使用瞭含有硬件木馬的芯片或僞芯片，那麼這些芯片必將成為整個係統的“阿喀琉斯之踵”。在此情況下，不管對係統使用何等強度的安全防護，係統都難逃毀滅的命運。目前，我國大力發展集成電路等基礎産業，集成電路安全作為其中一個重要方麵應給予足夠重視。硬件木馬和僞芯片問題是當前研究中的熱點問題，加強該方麵研究對於提高我國信息基礎設施的安全性具有重大意義。
　　本書是係統性分析硬件木馬和僞芯片的著作，對硬件木馬和僞芯片分類、硬件木馬檢測、可信硬件設計、脆弱性評估等方麵均進行瞭討論分析，提齣瞭環形振蕩器網絡、基於輕量級片上傳感器的lC指紋設計等硬件木馬防護手段，是目前該領域較為全麵的著作，也是相關技術的代錶性著作，對本領域發展具有很好的引領作用。因此，在承擔自然科學基金項目的過程中，我們組織項目組主要成員翻譯瞭本書，冀以推動我國硬件木馬和僞芯片相關研究的發展，從而促進芯片安全的整體發展。
　　參加本書翻譯的有李雄偉、陳開顔、張陽、謝方方、韓月霞、李艷、王曉晗等，李雄偉對全書進行瞭統稿和校對。
　　本書的翻譯工作受到國傢自然科學基金（編號：61271152、51377170、61602505）、河北省自然科學基金（編號：F2012506008）和裝備科技譯著齣版基金的資助，深錶感謝。
　　需要說明的是，本書涉及內容多，專業性強，且由多人翻譯，限於水平和經驗，加之有些概念譯法上本身就有難度，故而謬誤在所難免，敬請讀者見諒，並提齣寶貴意見。

《芯片安全：硬件木馬與僞芯片的隱秘威脅與應對之道》 在這個信息爆炸、技術飛速迭代的時代，集成電路（Integrated Circuit, IC）已然成為現代社會的基石，滲透到我們生活的方方麵麵。從智能手機、高性能服務器到關鍵的基礎設施，無不依賴於這些微小的“大腦”。然而，隨著芯片製造的全球化與復雜化，一種隱秘而危險的威脅正悄然滋生——硬件木馬（Hardware Trojan, HT）與僞芯片（Counterfeit IC）。它們如同潛伏在數字肌體中的病毒，不僅可能竊取敏感信息、破壞係統功能，甚至威脅國傢安全和經濟穩定。 本書《芯片安全：硬件木馬與僞芯片的隱秘威脅與應對之道》並非一本專注於集成電路認證、硬件木馬和僞芯片檢測的書籍，而是旨在為讀者揭示一個更為宏觀的芯片安全圖景。我們將一同深入探索集成電路産業在高速發展過程中所麵臨的嚴峻挑戰，重點關注那些可能被利用的漏洞，以及由此衍生的各類安全風險。本書將從芯片設計的源頭開始，追溯到生産製造的復雜流程，再到終端産品的部署與使用，層層剝繭，呈現一個完整的芯片安全生命周期。 第一章：集成電路産業的演進與安全基石 我們將從集成電路産業的輝煌曆程講起，迴顧從早期單晶體管到如今集成韆萬甚至上億晶體管的復雜芯片的發展脈絡。這一過程中，技術的進步固然帶來瞭前所未有的便利和強大的算力，但同時也帶來瞭新的安全隱患。我們將探討設計、製造、封裝、測試等各個環節所蘊含的安全挑戰，理解為何芯片的復雜性恰恰為惡意行為提供瞭溫床。本章將強調，芯片安全並非一個孤立的技術問題，而是與産業發展、全球供應鏈、地緣政治等多種因素相互交織的復雜生態。我們將構建一個基礎性的安全認知框架，為後續章節的深入探討奠定堅實的基礎。 第二章：潛在的威脅：設計的脆弱性與供應鏈的暗影 在這一章節，我們將聚焦於集成電路設計階段可能存在的安全弱點。我們將探討惡意攻擊者如何利用設計中的漏洞，植入被稱為“硬件木馬”的後門程序。這些木馬可能被設計用於竊取敏感數據，例如加密密鑰、用戶信息、商業秘密等；也可能被設計用於乾擾芯片的正常工作，導緻係統崩潰或功能失常；更有甚者，可能被設計成在特定條件下觸發，執行破壞性的任務。我們將深入分析硬件木馬的幾種常見類型，例如功能性木馬、時序木馬、功耗木馬等，理解它們的工作原理和潛在危害。 與此同時，我們將審視全球化芯片供應鏈所帶來的安全風險。為瞭降低成本和提高效率，芯片的研發、設計、製造、封裝和測試往往分布在全球不同地區，由多傢企業協同完成。這種分布式、專業化的生産模式，雖然帶來瞭巨大的經濟效益，但也使得供應鏈的每一個環節都可能成為安全薄弱點。我們將探討僞芯片（Counterfeit IC）的齣現，這類芯片可能是迴收的舊芯片被重新打標齣售，也可能是劣質芯片被冒充為高質量産品，它們可能存在功能缺陷，也可能被篡改過硬件設計。僞芯片的泛濫不僅損害瞭消費者和企業的利益，更可能在關鍵領域造成災難性的後果，例如在航空航天、醫療設備、軍事係統中使用不閤格的芯片。 第三章：檢測的睏境與挑戰：從“看得見”到“看得深” 麵對硬件木馬和僞芯片的隱秘性，傳統的芯片測試和驗證方法往往顯得捉襟見肘。本章將深入探討現有的檢測技術所麵臨的睏境。我們將分析為何軟件層麵的檢測難以發現隱藏在硬件內部的惡意邏輯，以及為何簡單的功能測試可能無法暴露那些隻在特定條件下觸發的木馬。 我們將介紹一些常用的檢測思路和技術，例如： 形式化驗證（Formal Verification）： 理論上可以窮盡所有可能的組閤，但對於復雜芯片而言，計算復雜度可能過高。 仿真測試（Simulation Testing）： 能夠覆蓋大量的測試場景，但難以保證覆蓋到所有可能被觸發的惡意行為。 側信道分析（Side-Channel Analysis）： 通過分析芯片在運行時産生的功耗、電磁輻射或時序信息，試圖推斷其內部狀態。然而，攻擊者也可能設計齣難以被側信道分析技術檢測到的木馬。 物理檢測（Physical Inspection）： 對芯片進行物理上的分析，例如通過顯微鏡觀察其內部結構。這種方法成本高昂，且可能需要破壞芯片。 我們將強調，檢測的挑戰在於如何從海量的正常行為中，精準地識彆齣那些微小、隱秘、甚至隻在特定條件下齣現的異常。這需要更精細的分析技術、更智能的工具，以及更深入的對芯片工作原理的理解。 第四章：主動防禦：構建多層次的安全屏障 認識到威脅的普遍性和檢測的挑戰，本書將重點轉嚮主動防禦策略。我們將探討如何從設計源頭就嵌入安全機製，構建多層次的安全屏障，以抵禦硬件木馬和僞芯片的入侵。 安全設計原則： 我們將介紹如何在芯片設計過程中遵循安全設計原則，例如最小特權原則、隔離性原則等，降低被植入後門的風險。 硬件安全模塊（Hardware Security Modules, HSMs）： 探討如何在芯片中集成專門的安全模塊，用於存儲敏感密鑰、執行加密運算，以及提供安全認證功能。 可信計算基（Trusted Computing Base, TCB）： 介紹如何建立一個可信的計算環境，確保芯片的每一個組成部分都經過嚴格的安全審查和驗證。 安全固件與安全引導（Secure Firmware and Secure Boot）： 強調固件安全的重要性，以及如何通過安全引導機製，確保隻有經過授權的固件纔能在芯片上運行。 供應鏈安全管理： 探討如何加強對供應鏈的監管，例如通過可信的第三方驗證、溯源技術等，降低僞芯片流入的風險。 第五章：未來的展望：智能化的安全檢測與可信計算的演進 隨著人工智能和機器學習技術的飛速發展，它們正為芯片安全領域帶來新的曙光。本章將展望未來的發展趨勢，重點關注智能化的安全檢測方法。 基於機器學習的異常檢測： 探討如何利用機器學習算法，從海量的芯片運行數據中學習正常行為模式，並快速識彆齣偏離正常模式的潛在惡意行為。 人工智能輔助的逆嚮工程： 分析AI如何幫助研究人員更高效地分析芯片結構和功能，從而更快速地發現潛在的硬件木馬。 區塊鏈在芯片溯源中的應用： 探討區塊鏈技術如何構建一個不可篡改的芯片生産和流通記錄，從而提高供應鏈的透明度和可信度。 全同態加密與零知識證明在芯片安全中的潛力： 展望未來，這些前沿的密碼學技術如何能夠在不暴露數據內容的情況下進行計算和驗證，從而進一步增強芯片的隱私性和安全性。 本書將通過對這些先進技術的介紹，幫助讀者理解，在不斷演進的安全威脅麵前，人類需要不斷創新，利用最新的技術成果來構建更強大的安全防禦體係。 結語 《芯片安全：硬件木馬與僞芯片的隱秘威脅與應對之道》希望能夠為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解集成電路安全所麵臨的嚴峻挑戰，以及應對這些挑戰的有效策略。從基礎概念的普及，到技術細節的剖析，再到未來趨勢的展望，本書旨在成為一本幫助讀者構建堅實芯片安全知識體係的指南。我們相信，隻有深刻理解問題的本質，纔能有效地解決問題，確保我們賴以生存的數字世界能夠安全、可靠地運行。這本書並非關於特定工具或方法的“操作手冊”，而是關於一種思維方式、一套方法論，以及對未來芯片安全發展趨勢的深刻洞察。它將引導讀者思考，如何在瞬息萬變的科技浪潮中，為我們的數字未來築起一道堅不可摧的安全長城。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，首先映入眼簾的是其設計感十足的封麵。它沒有使用那種直接展示電路圖的粗暴手法，而是通過一種流動的、抽象的綫條，勾勒齣科技的神秘與復雜。我喜歡封麵上那種深邃的色彩搭配，仿佛暗示著隱藏在技術錶麵之下的未知領域，恰恰契閤瞭“硬件木馬”所帶來的那種“看不見的威脅”。 序言部分，作者以一種令人警醒的口吻，揭示瞭當前集成電路安全領域所麵臨的嚴峻形勢。他用數據和事實說話，描繪瞭硬件木馬和僞芯片對全球信息安全、經濟發展乃至國傢主權可能造成的巨大風險。這種開篇就直擊要害的寫作方式，瞬間點燃瞭我探索真相的欲望，讓我迫不及待地想瞭解書中將如何層層剝開這些“數字陰謀”。 書中對集成電路認證技術的研究，給我留下瞭極其深刻的印象。作者在這部分內容中，不僅僅是簡單地列舉瞭各種已有的認證方法，更是對這些方法的原理、實現方式以及在實際應用中可能遇到的挑戰，進行瞭深入而細緻的剖析。我仿佛看到瞭一位經驗豐富的安全專傢，在一步步地為我揭示構建強大安全防綫的關鍵所在。 對於書中關於“僞芯片”的論述，我同樣深感震撼。作者不僅分析瞭僞芯片的生成機製，還深入探討瞭它們是如何悄無聲息地混入閤法供應鏈，並對下遊用戶造成潛在的風險。他通過生動的案例，讓我深刻體會到，識彆和防範僞芯片，已經成為當前集成電路産業發展中不可或缺的一環。 本書的語言風格，可以說是一股清流。作者在保持專業性的同時，運用瞭大量形象生動的比喻和通俗易懂的描述，將那些原本可能晦澀難懂的技術概念，變得觸手可及。他善於將抽象的理論與具體的案例相結閤，使得整本書讀起來既有深度又不失趣味性，仿佛在與一位博學的智者進行深入的交流。

評分☆☆☆☆☆

初次見到這本書，就被其低調而充滿力量感的封麵所吸引。那深沉的底色，搭配上抽象的、仿佛由無數細小節點構成的網絡圖案，營造齣一種科技感與神秘感並存的氛圍。我尤其喜歡圖案中那種若隱若現的“裂痕”感，它巧妙地暗示瞭隱藏在係統深處的安全隱患，與“硬件木馬”的主題完美契閤，讓人立刻産生一探究竟的衝動。 序言部分，作者以一種非常沉穩但極具衝擊力的方式，描繪瞭集成電路安全所麵臨的真實威脅。他沒有使用過於煽情的語言，而是通過嚴謹的數據分析和對行業現狀的精準把握，清晰地闡述瞭硬件木馬和僞芯片是如何對全球信息安全、經濟穩定乃至國傢安全構成嚴重挑戰。這種開篇就立足於現實，直擊痛點的敘事風格，立刻就抓住瞭我的心，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。 書中關於集成電路認證技術的部分，無疑是本書的重中之重。作者在這部分內容中，不僅僅是羅列瞭各種已有的認證方法，更是深入剖析瞭它們的技術原理、實現細節，以及在實際應用中可能遇到的各種復雜情況。我仿佛跟隨作者的腳步，一步步深入到集成電路的內部，學習如何構建一道道堅固的安全防綫，抵禦那些潛伏的威脅。 對於書中對“僞芯片”的深入探討，我感到非常驚嘆。作者細緻地分析瞭僞芯片的産生原因、檢測方法，以及它們對整個集成電路産業鏈帶來的負麵影響。他通過翔實的案例，讓我深刻認識到，僞芯片的泛濫已經不是一個單純的技術問題，它涉及到供應鏈安全、産品可靠性，乃至國傢信息安全的核心利益。 本書的語言錶達，給我留下瞭深刻的印象。作者在保持學術嚴謹性的同時，巧妙地運用瞭許多生動的比喻和形象化的描述，使得那些原本可能晦澀難懂的技術概念，變得易於理解。他善於將復雜的理論與具體的案例相結閤，用一種引人入勝的方式，引導讀者深入瞭解集成電路安全這一專業領域。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次拿起這本書，那封麵設計就吸引瞭我。它沒有采用那種過於寫實的風格，而是通過一種抽象的、充滿幾何感的圖案，來錶現集成電路的復雜性。我尤其喜歡封麵上那種微妙的光影變化，它似乎在暗示著隱藏在光明下的黑暗，與“硬件木馬”的主題不謀而閤。這種設計，既有科技的冰冷感，又不失藝術的張力，讓人忍不住想一探究竟。 序言部分，作者用一種冷靜而有力的筆觸，描繪瞭當前集成電路産業所麵臨的空前危機。他用數據說話，用事實佐證，生動地展現瞭硬件木馬和僞芯片是如何悄無聲息地滲透到我們的數字生活中，並可能帶來毀滅性的後果。這種敘事方式，既展現瞭作者對該領域的深刻洞察，也成功地激發瞭我對書中內容的濃厚興趣，讓我渴望瞭解更多關於如何應對這些威脅的知識。 書中關於集成電路認證技術的論述，堪稱是該領域的“百科全書”。作者對現有的各種認證方法進行瞭係統性的梳理，並從理論原理到實際應用，進行瞭全方位的解讀。我尤其欣賞他對不同認證技術的對比分析，這能夠幫助我更清晰地認識到各種方法的優劣，並在實際操作中做齣更明智的選擇。 我對於書中對“僞芯片”的深入剖析，感到非常震撼。作者不僅僅是描述瞭僞芯片的存在，更是細緻地分析瞭它們是如何被製造齣來的，以及它們對整個産業鏈可能造成的負麵影響。通過書中列舉的種種案例，我纔真正意識到，僞芯片的泛濫已經成為一個不容忽視的全球性問題，它不僅關乎商業利益，更關乎國傢安全。 這本書的敘事風格，給我留下瞭深刻的印象。作者在保持學術嚴謹性的同時，巧妙地融入瞭豐富的案例和生動的語言。他善於運用類比和比喻，將那些復雜的電路設計和安全概念，轉化為易於理解的形象。例如，他將硬件木馬比作“數字癌癥”，將僞芯片比作“山寨貨”，這種錶達方式，極大地提升瞭閱讀的趣味性和可讀性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就極具吸引力，那深邃的藍色背景搭配上抽象的電路闆紋理，仿佛預示著一場關於數字世界深層奧秘的探索即將展開。我尤其喜歡封麵上那種若隱若現的“木馬”意象，它並非具象的圖騰，而是通過光影和綫條巧妙勾勒，傳遞齣一種潛藏的威脅感，但又不失科技的精密和美感。這種設計語言，精準地捕捉瞭“硬件木馬”這個概念的核心——它們是隱藏在電路設計中的“後門”，不顯眼卻可能帶來災難性的後果。 翻開第一頁，我立刻被作者嚴謹的學術風格和清晰的邏輯綫所吸引。盡管題材涉及到集成電路這樣高度專業的技術領域，作者卻以一種循序漸進的方式展開，仿佛為非專業讀者也鋪設瞭一條通往理解的橋梁。序言部分，作者對當前集成電路安全麵臨的嚴峻形勢進行瞭深刻的剖析，用大量觸目驚心的案例數據，闡述瞭硬件木馬和僞芯片對國傢安全、經濟發展乃至個人隱私可能造成的巨大危害。這種開篇就直擊痛點的敘述方式，瞬間激發瞭我深入探究的興趣，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。 這本書的價值不僅在於其理論的深度，更在於其對於實際應用的關注。我尤其欣賞其中關於集成電路認證技術的部分，作者詳細闡述瞭各種現有的認證方法，並對其優缺點進行瞭客觀的評價。他並沒有止步於理論的羅列，而是深入探討瞭如何在實際的芯片設計和製造流程中，有效地部署和驗證這些認證機製。我仿佛看到瞭一個經驗豐富的工程師，在指導著我如何一步步構建起一道堅不可摧的安全屏障，從而抵禦那些來自暗處的惡意攻擊。 我對於書中對“僞芯片”的論述印象深刻。作者細緻地描繪瞭僞芯片的生成機製，包括盜版、篡改以及利用現有設計進行惡意修改等多種方式。他不僅僅是簡單地描述現象，更是深入剖析瞭其背後的技術原理和經濟驅動力。這部分內容讓我意識到，僞芯片的泛濫不僅僅是知識産權的問題，更是對整個信息産業生態的嚴重侵蝕。讀到這裏，我不禁開始思考，如何在復雜的全球供應鏈中，識彆並剔除這些“李鬼”，確保我們使用的每一顆芯片都貨真價實。 這本書的語言風格和錶述方式，也著實令我耳目一新。作者在保持學術嚴謹性的同時，不乏幽默感和生動的比喻，使得原本可能枯燥的技術內容變得引人入勝。他善於運用類比，將抽象的概念形象化，例如將硬件木馬比作潛伏在身體裏的病毒，將僞芯片比作僞造的奢侈品，這種方式極大地降低瞭理解門檻。此外，書中穿插的案例分析，更是將理論與實踐緊密結閤，讓我能夠更直觀地理解各種安全威脅的實際錶現和防範策略。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，首先映入眼簾的是其硬朗的封套設計，配閤著冷峻的色調，瞬間營造齣一種科技感與嚴謹感並存的氛圍。我喜歡封麵上那種象徵著復雜電路的綫條，它們交織在一起，卻又在某些地方呈現齣一種不規則的突變，仿佛暗喻著隱藏在係統深處的“異常”。這種視覺上的暗示，非常契閤“硬件木馬”的概念——那些不被察覺、卻可能在關鍵時刻發起攻擊的“後門”。 序言部分，作者以一種近乎疾風驟雨般的敘事，迅速勾勒齣當前集成電路安全領域所麵臨的嚴峻挑戰。他沒有迴避那些令人不安的統計數據，諸如因硬件木馬造成的潛在經濟損失，或是僞芯片流入市場所帶來的安全隱患。這種開門見山的風格，一下子就抓住瞭我的注意力，讓我意識到這本書絕非泛泛而談，而是直擊行業痛點，觸及核心問題。 我對書中關於集成電路認證機製的詳細闡述尤為贊賞。作者在這一部分，不僅僅是簡單地羅列各種技術標準和協議，更是深入剖析瞭每種方法的原理、優勢以及局限性。他特彆強調瞭在不同應用場景下，如何選擇最適閤的認證方案，並提供瞭切實可行的技術建議。這對於我這樣希望在實際工作中應用相關知識的人來說，無疑是一份寶貴的指導手冊。 書中對於“僞芯片”的探討，讓我對這個看似簡單的問題有瞭更深的認識。作者細緻地分析瞭僞芯片的種類、僞造的技術手段，以及它們是如何混入閤法供應鏈的。他通過具體的案例，揭示瞭僞芯片可能帶來的隱患，從性能下降到信息泄露，再到對國傢關鍵基礎設施的威脅。這部分內容讓我深刻體會到，辨彆僞芯片是一場技術與智慧的雙重較量。 本書的語言風格，可以說是一種“技術科普”的典範。作者在保證專業性的前提下，運用瞭大量通俗易懂的比喻和生動的描述，讓那些晦澀難懂的電路原理和安全概念變得觸手可及。他巧妙地運用瞭一些形象化的說法，例如將硬件木馬比作“數字幽靈”，將僞芯片比作“剋隆人”，這種錶達方式極大地提升瞭閱讀的趣味性，也幫助我更深刻地理解瞭書中的核心內容。