集成电路认证硬件木马与伪芯片检测 [Integrated Circuit Authentication Hardware Trojans and Counterfeit Detection] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Mohammad，Tehranipoor，Hassan，Salmani，Xuehui ... 著，李雄伟，陈开颜，张阳 等 译

图书标签:

• 集成电路
• 硬件木马
• 伪芯片
• 芯片安全
• 供应链安全
• IC认证
• 可靠性测试
• 恶意电路
• 反欺诈
• 电路设计

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118111163

版次：1

商品编码：12130116

包装：平装

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

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

页数：1

内容简介

　　《集成电路认证硬件木马与伪芯片检测》是系统性分析硬件木马和伪芯片的著作，对硬件木马和伪芯片分类、硬件木马检测、可信硬件设计、脆弱性评估等方面均进行了讨论分析，提出了环形振荡器网络、基于轻量级片上传感器的lC指纹设计等硬件木马防护手段，是目前该领域较为全面的著作，也是相关技术的代表性著作，对本领域发展具有很好的引领作用。因此，在承担自然科学基金项目的过程中，我们组织项目组主要成员翻译了《集成电路认证硬件木马与伪芯片检测》，冀以推动我国硬件木马和伪芯片相关研究的发展，从而促进芯片安全的整体发展。

内页插图

目录

前言/序言

　　随着信息时代的发展，信息安全受到高度关注，信息加密、入侵检测、防火墙等大量信息安全技术用于提高系统的安全性。然而，近年来出现了硬件木马和伪芯片问题，可能使得这些安全措施成为信息时代的“马其诺防线”。
　　硬件木马是对原始设计的恶意篡改，能够造成芯片失效、自毁、泄密，甚至破坏己方系统，能够轻易绕过现有的安全防护体系。伪芯片则是用赝品芯片充当正品芯片，其形式包括以假充真、以旧充新、以次充好等。如果系统使用了含有硬件木马的芯片或伪芯片，那么这些芯片必将成为整个系统的“阿喀琉斯之踵”。在此情况下，不管对系统使用何等强度的安全防护，系统都难逃毁灭的命运。目前，我国大力发展集成电路等基础产业，集成电路安全作为其中一个重要方面应给予足够重视。硬件木马和伪芯片问题是当前研究中的热点问题，加强该方面研究对于提高我国信息基础设施的安全性具有重大意义。
　　本书是系统性分析硬件木马和伪芯片的著作，对硬件木马和伪芯片分类、硬件木马检测、可信硬件设计、脆弱性评估等方面均进行了讨论分析，提出了环形振荡器网络、基于轻量级片上传感器的lC指纹设计等硬件木马防护手段，是目前该领域较为全面的著作，也是相关技术的代表性著作，对本领域发展具有很好的引领作用。因此，在承担自然科学基金项目的过程中，我们组织项目组主要成员翻译了本书，冀以推动我国硬件木马和伪芯片相关研究的发展，从而促进芯片安全的整体发展。
　　参加本书翻译的有李雄伟、陈开颜、张阳、谢方方、韩月霞、李艳、王晓晗等，李雄伟对全书进行了统稿和校对。
　　本书的翻译工作受到国家自然科学基金（编号：61271152、51377170、61602505）、河北省自然科学基金（编号：F2012506008）和装备科技译著出版基金的资助，深表感谢。
　　需要说明的是，本书涉及内容多，专业性强，且由多人翻译，限于水平和经验，加之有些概念译法上本身就有难度，故而谬误在所难免，敬请读者见谅，并提出宝贵意见。

《芯片安全：硬件木马与伪芯片的隐秘威胁与应对之道》 在这个信息爆炸、技术飞速迭代的时代，集成电路（Integrated Circuit, IC）已然成为现代社会的基石，渗透到我们生活的方方面面。从智能手机、高性能服务器到关键的基础设施，无不依赖于这些微小的“大脑”。然而，随着芯片制造的全球化与复杂化，一种隐秘而危险的威胁正悄然滋生——硬件木马（Hardware Trojan, HT）与伪芯片（Counterfeit IC）。它们如同潜伏在数字肌体中的病毒，不仅可能窃取敏感信息、破坏系统功能，甚至威胁国家安全和经济稳定。 本书《芯片安全：硬件木马与伪芯片的隐秘威胁与应对之道》并非一本专注于集成电路认证、硬件木马和伪芯片检测的书籍，而是旨在为读者揭示一个更为宏观的芯片安全图景。我们将一同深入探索集成电路产业在高速发展过程中所面临的严峻挑战，重点关注那些可能被利用的漏洞，以及由此衍生的各类安全风险。本书将从芯片设计的源头开始，追溯到生产制造的复杂流程，再到终端产品的部署与使用，层层剥茧，呈现一个完整的芯片安全生命周期。 第一章：集成电路产业的演进与安全基石 我们将从集成电路产业的辉煌历程讲起，回顾从早期单晶体管到如今集成千万甚至上亿晶体管的复杂芯片的发展脉络。这一过程中，技术的进步固然带来了前所未有的便利和强大的算力，但同时也带来了新的安全隐患。我们将探讨设计、制造、封装、测试等各个环节所蕴含的安全挑战，理解为何芯片的复杂性恰恰为恶意行为提供了温床。本章将强调，芯片安全并非一个孤立的技术问题，而是与产业发展、全球供应链、地缘政治等多种因素相互交织的复杂生态。我们将构建一个基础性的安全认知框架，为后续章节的深入探讨奠定坚实的基础。 第二章：潜在的威胁：设计的脆弱性与供应链的暗影 在这一章节，我们将聚焦于集成电路设计阶段可能存在的安全弱点。我们将探讨恶意攻击者如何利用设计中的漏洞，植入被称为“硬件木马”的后门程序。这些木马可能被设计用于窃取敏感数据，例如加密密钥、用户信息、商业秘密等；也可能被设计用于干扰芯片的正常工作，导致系统崩溃或功能失常；更有甚者，可能被设计成在特定条件下触发，执行破坏性的任务。我们将深入分析硬件木马的几种常见类型，例如功能性木马、时序木马、功耗木马等，理解它们的工作原理和潜在危害。 与此同时，我们将审视全球化芯片供应链所带来的安全风险。为了降低成本和提高效率，芯片的研发、设计、制造、封装和测试往往分布在全球不同地区，由多家企业协同完成。这种分布式、专业化的生产模式，虽然带来了巨大的经济效益，但也使得供应链的每一个环节都可能成为安全薄弱点。我们将探讨伪芯片（Counterfeit IC）的出现，这类芯片可能是回收的旧芯片被重新打标出售，也可能是劣质芯片被冒充为高质量产品，它们可能存在功能缺陷，也可能被篡改过硬件设计。伪芯片的泛滥不仅损害了消费者和企业的利益，更可能在关键领域造成灾难性的后果，例如在航空航天、医疗设备、军事系统中使用不合格的芯片。 第三章：检测的困境与挑战：从“看得见”到“看得深” 面对硬件木马和伪芯片的隐秘性，传统的芯片测试和验证方法往往显得捉襟见肘。本章将深入探讨现有的检测技术所面临的困境。我们将分析为何软件层面的检测难以发现隐藏在硬件内部的恶意逻辑，以及为何简单的功能测试可能无法暴露那些只在特定条件下触发的木马。 我们将介绍一些常用的检测思路和技术，例如： 形式化验证（Formal Verification）： 理论上可以穷尽所有可能的组合，但对于复杂芯片而言，计算复杂度可能过高。 仿真测试（Simulation Testing）： 能够覆盖大量的测试场景，但难以保证覆盖到所有可能被触发的恶意行为。 侧信道分析（Side-Channel Analysis）： 通过分析芯片在运行时产生的功耗、电磁辐射或时序信息，试图推断其内部状态。然而，攻击者也可能设计出难以被侧信道分析技术检测到的木马。 物理检测（Physical Inspection）： 对芯片进行物理上的分析，例如通过显微镜观察其内部结构。这种方法成本高昂，且可能需要破坏芯片。 我们将强调，检测的挑战在于如何从海量的正常行为中，精准地识别出那些微小、隐秘、甚至只在特定条件下出现的异常。这需要更精细的分析技术、更智能的工具，以及更深入的对芯片工作原理的理解。 第四章：主动防御：构建多层次的安全屏障 认识到威胁的普遍性和检测的挑战，本书将重点转向主动防御策略。我们将探讨如何从设计源头就嵌入安全机制，构建多层次的安全屏障，以抵御硬件木马和伪芯片的入侵。 安全设计原则： 我们将介绍如何在芯片设计过程中遵循安全设计原则，例如最小特权原则、隔离性原则等，降低被植入后门的风险。 硬件安全模块（Hardware Security Modules, HSMs）： 探讨如何在芯片中集成专门的安全模块，用于存储敏感密钥、执行加密运算，以及提供安全认证功能。 可信计算基（Trusted Computing Base, TCB）： 介绍如何建立一个可信的计算环境，确保芯片的每一个组成部分都经过严格的安全审查和验证。 安全固件与安全引导（Secure Firmware and Secure Boot）： 强调固件安全的重要性，以及如何通过安全引导机制，确保只有经过授权的固件才能在芯片上运行。 供应链安全管理： 探讨如何加强对供应链的监管，例如通过可信的第三方验证、溯源技术等，降低伪芯片流入的风险。 第五章：未来的展望：智能化的安全检测与可信计算的演进 随着人工智能和机器学习技术的飞速发展，它们正为芯片安全领域带来新的曙光。本章将展望未来的发展趋势，重点关注智能化的安全检测方法。 基于机器学习的异常检测： 探讨如何利用机器学习算法，从海量的芯片运行数据中学习正常行为模式，并快速识别出偏离正常模式的潜在恶意行为。 人工智能辅助的逆向工程： 分析AI如何帮助研究人员更高效地分析芯片结构和功能，从而更快速地发现潜在的硬件木马。 区块链在芯片溯源中的应用： 探讨区块链技术如何构建一个不可篡改的芯片生产和流通记录，从而提高供应链的透明度和可信度。 全同态加密与零知识证明在芯片安全中的潜力： 展望未来，这些前沿的密码学技术如何能够在不暴露数据内容的情况下进行计算和验证，从而进一步增强芯片的隐私性和安全性。 本书将通过对这些先进技术的介绍，帮助读者理解，在不断演进的安全威胁面前，人类需要不断创新，利用最新的技术成果来构建更强大的安全防御体系。 结语 《芯片安全：硬件木马与伪芯片的隐秘威胁与应对之道》希望能够为读者提供一个全面而深入的视角，理解集成电路安全所面临的严峻挑战，以及应对这些挑战的有效策略。从基础概念的普及，到技术细节的剖析，再到未来趋势的展望，本书旨在成为一本帮助读者构建坚实芯片安全知识体系的指南。我们相信，只有深刻理解问题的本质，才能有效地解决问题，确保我们赖以生存的数字世界能够安全、可靠地运行。这本书并非关于特定工具或方法的“操作手册”，而是关于一种思维方式、一套方法论，以及对未来芯片安全发展趋势的深刻洞察。它将引导读者思考，如何在瞬息万变的科技浪潮中，为我们的数字未来筑起一道坚不可摧的安全长城。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就极具吸引力，那深邃的蓝色背景搭配上抽象的电路板纹理，仿佛预示着一场关于数字世界深层奥秘的探索即将展开。我尤其喜欢封面上那种若隐若现的“木马”意象，它并非具象的图腾，而是通过光影和线条巧妙勾勒，传递出一种潜藏的威胁感，但又不失科技的精密和美感。这种设计语言，精准地捕捉了“硬件木马”这个概念的核心——它们是隐藏在电路设计中的“后门”，不显眼却可能带来灾难性的后果。 翻开第一页，我立刻被作者严谨的学术风格和清晰的逻辑线所吸引。尽管题材涉及到集成电路这样高度专业的技术领域，作者却以一种循序渐进的方式展开，仿佛为非专业读者也铺设了一条通往理解的桥梁。序言部分，作者对当前集成电路安全面临的严峻形势进行了深刻的剖析，用大量触目惊心的案例数据，阐述了硬件木马和伪芯片对国家安全、经济发展乃至个人隐私可能造成的巨大危害。这种开篇就直击痛点的叙述方式，瞬间激发了我深入探究的兴趣，让我对接下来的内容充满了期待。 这本书的价值不仅在于其理论的深度，更在于其对于实际应用的关注。我尤其欣赏其中关于集成电路认证技术的部分，作者详细阐述了各种现有的认证方法，并对其优缺点进行了客观的评价。他并没有止步于理论的罗列，而是深入探讨了如何在实际的芯片设计和制造流程中，有效地部署和验证这些认证机制。我仿佛看到了一个经验丰富的工程师，在指导着我如何一步步构建起一道坚不可摧的安全屏障，从而抵御那些来自暗处的恶意攻击。 我对于书中对“伪芯片”的论述印象深刻。作者细致地描绘了伪芯片的生成机制，包括盗版、篡改以及利用现有设计进行恶意修改等多种方式。他不仅仅是简单地描述现象，更是深入剖析了其背后的技术原理和经济驱动力。这部分内容让我意识到，伪芯片的泛滥不仅仅是知识产权的问题，更是对整个信息产业生态的严重侵蚀。读到这里，我不禁开始思考，如何在复杂的全球供应链中，识别并剔除这些“李鬼”，确保我们使用的每一颗芯片都货真价实。 这本书的语言风格和表述方式，也着实令我耳目一新。作者在保持学术严谨性的同时，不乏幽默感和生动的比喻，使得原本可能枯燥的技术内容变得引人入胜。他善于运用类比，将抽象的概念形象化，例如将硬件木马比作潜伏在身体里的病毒，将伪芯片比作伪造的奢侈品，这种方式极大地降低了理解门槛。此外，书中穿插的案例分析，更是将理论与实践紧密结合，让我能够更直观地理解各种安全威胁的实际表现和防范策略。

评分☆☆☆☆☆

初次见到这本书，就被其低调而充满力量感的封面所吸引。那深沉的底色，搭配上抽象的、仿佛由无数细小节点构成的网络图案，营造出一种科技感与神秘感并存的氛围。我尤其喜欢图案中那种若隐若现的“裂痕”感，它巧妙地暗示了隐藏在系统深处的安全隐患，与“硬件木马”的主题完美契合，让人立刻产生一探究竟的冲动。 序言部分，作者以一种非常沉稳但极具冲击力的方式，描绘了集成电路安全所面临的真实威胁。他没有使用过于煽情的语言，而是通过严谨的数据分析和对行业现状的精准把握，清晰地阐述了硬件木马和伪芯片是如何对全球信息安全、经济稳定乃至国家安全构成严重挑战。这种开篇就立足于现实，直击痛点的叙事风格，立刻就抓住了我的心，让我对接下来的内容充满了期待。 书中关于集成电路认证技术的部分，无疑是本书的重中之重。作者在这部分内容中，不仅仅是罗列了各种已有的认证方法，更是深入剖析了它们的技术原理、实现细节，以及在实际应用中可能遇到的各种复杂情况。我仿佛跟随作者的脚步，一步步深入到集成电路的内部，学习如何构建一道道坚固的安全防线，抵御那些潜伏的威胁。 对于书中对“伪芯片”的深入探讨，我感到非常惊叹。作者细致地分析了伪芯片的产生原因、检测方法，以及它们对整个集成电路产业链带来的负面影响。他通过翔实的案例，让我深刻认识到，伪芯片的泛滥已经不是一个单纯的技术问题，它涉及到供应链安全、产品可靠性，乃至国家信息安全的核心利益。 本书的语言表达，给我留下了深刻的印象。作者在保持学术严谨性的同时，巧妙地运用了许多生动的比喻和形象化的描述，使得那些原本可能晦涩难懂的技术概念，变得易于理解。他善于将复杂的理论与具体的案例相结合，用一种引人入胜的方式，引导读者深入了解集成电路安全这一专业领域。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先映入眼帘的是其设计感十足的封面。它没有使用那种直接展示电路图的粗暴手法，而是通过一种流动的、抽象的线条，勾勒出科技的神秘与复杂。我喜欢封面上那种深邃的色彩搭配，仿佛暗示着隐藏在技术表面之下的未知领域，恰恰契合了“硬件木马”所带来的那种“看不见的威胁”。 序言部分，作者以一种令人警醒的口吻，揭示了当前集成电路安全领域所面临的严峻形势。他用数据和事实说话，描绘了硬件木马和伪芯片对全球信息安全、经济发展乃至国家主权可能造成的巨大风险。这种开篇就直击要害的写作方式，瞬间点燃了我探索真相的欲望，让我迫不及待地想了解书中将如何层层剥开这些“数字阴谋”。 书中对集成电路认证技术的研究，给我留下了极其深刻的印象。作者在这部分内容中，不仅仅是简单地列举了各种已有的认证方法，更是对这些方法的原理、实现方式以及在实际应用中可能遇到的挑战，进行了深入而细致的剖析。我仿佛看到了一位经验丰富的安全专家，在一步步地为我揭示构建强大安全防线的关键所在。 对于书中关于“伪芯片”的论述，我同样深感震撼。作者不仅分析了伪芯片的生成机制，还深入探讨了它们是如何悄无声息地混入合法供应链，并对下游用户造成潜在的风险。他通过生动的案例，让我深刻体会到，识别和防范伪芯片，已经成为当前集成电路产业发展中不可或缺的一环。 本书的语言风格，可以说是一股清流。作者在保持专业性的同时，运用了大量形象生动的比喻和通俗易懂的描述，将那些原本可能晦涩难懂的技术概念，变得触手可及。他善于将抽象的理论与具体的案例相结合，使得整本书读起来既有深度又不失趣味性，仿佛在与一位博学的智者进行深入的交流。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先映入眼帘的是其硬朗的封套设计，配合着冷峻的色调，瞬间营造出一种科技感与严谨感并存的氛围。我喜欢封面上那种象征着复杂电路的线条，它们交织在一起，却又在某些地方呈现出一种不规则的突变，仿佛暗喻着隐藏在系统深处的“异常”。这种视觉上的暗示，非常契合“硬件木马”的概念——那些不被察觉、却可能在关键时刻发起攻击的“后门”。 序言部分，作者以一种近乎疾风骤雨般的叙事，迅速勾勒出当前集成电路安全领域所面临的严峻挑战。他没有回避那些令人不安的统计数据，诸如因硬件木马造成的潜在经济损失，或是伪芯片流入市场所带来的安全隐患。这种开门见山的风格，一下子就抓住了我的注意力，让我意识到这本书绝非泛泛而谈，而是直击行业痛点，触及核心问题。 我对书中关于集成电路认证机制的详细阐述尤为赞赏。作者在这一部分，不仅仅是简单地罗列各种技术标准和协议，更是深入剖析了每种方法的原理、优势以及局限性。他特别强调了在不同应用场景下，如何选择最适合的认证方案，并提供了切实可行的技术建议。这对于我这样希望在实际工作中应用相关知识的人来说，无疑是一份宝贵的指导手册。 书中对于“伪芯片”的探讨，让我对这个看似简单的问题有了更深的认识。作者细致地分析了伪芯片的种类、伪造的技术手段，以及它们是如何混入合法供应链的。他通过具体的案例，揭示了伪芯片可能带来的隐患，从性能下降到信息泄露，再到对国家关键基础设施的威胁。这部分内容让我深刻体会到，辨别伪芯片是一场技术与智慧的双重较量。 本书的语言风格，可以说是一种“技术科普”的典范。作者在保证专业性的前提下，运用了大量通俗易懂的比喻和生动的描述，让那些晦涩难懂的电路原理和安全概念变得触手可及。他巧妙地运用了一些形象化的说法，例如将硬件木马比作“数字幽灵”，将伪芯片比作“克隆人”，这种表达方式极大地提升了阅读的趣味性，也帮助我更深刻地理解了书中的核心内容。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次拿起这本书，那封面设计就吸引了我。它没有采用那种过于写实的风格，而是通过一种抽象的、充满几何感的图案，来表现集成电路的复杂性。我尤其喜欢封面上那种微妙的光影变化，它似乎在暗示着隐藏在光明下的黑暗，与“硬件木马”的主题不谋而合。这种设计，既有科技的冰冷感，又不失艺术的张力，让人忍不住想一探究竟。 序言部分，作者用一种冷静而有力的笔触，描绘了当前集成电路产业所面临的空前危机。他用数据说话，用事实佐证，生动地展现了硬件木马和伪芯片是如何悄无声息地渗透到我们的数字生活中，并可能带来毁灭性的后果。这种叙事方式，既展现了作者对该领域的深刻洞察，也成功地激发了我对书中内容的浓厚兴趣，让我渴望了解更多关于如何应对这些威胁的知识。 书中关于集成电路认证技术的论述，堪称是该领域的“百科全书”。作者对现有的各种认证方法进行了系统性的梳理，并从理论原理到实际应用，进行了全方位的解读。我尤其欣赏他对不同认证技术的对比分析，这能够帮助我更清晰地认识到各种方法的优劣，并在实际操作中做出更明智的选择。 我对于书中对“伪芯片”的深入剖析，感到非常震撼。作者不仅仅是描述了伪芯片的存在，更是细致地分析了它们是如何被制造出来的，以及它们对整个产业链可能造成的负面影响。通过书中列举的种种案例，我才真正意识到，伪芯片的泛滥已经成为一个不容忽视的全球性问题，它不仅关乎商业利益，更关乎国家安全。 这本书的叙事风格，给我留下了深刻的印象。作者在保持学术严谨性的同时，巧妙地融入了丰富的案例和生动的语言。他善于运用类比和比喻，将那些复杂的电路设计和安全概念，转化为易于理解的形象。例如，他将硬件木马比作“数字癌症”，将伪芯片比作“山寨货”，这种表达方式，极大地提升了阅读的趣味性和可读性。