Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp phát hiện mã độc phần cứng dùng mạch thác điện áp VISAI

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của mã độc lên mạch thác điện áp vi sai. Xây dựng mô hình giả lập ảnh hưởng của mã độc lên mạch thực tế. Đánh giá phương pháp phát hiện mã độc trên mạch sử dụng thác điện áp vi sai với các tiêu chí khác nhau. Đưa ra kiến nghị áp dụng phương pháp vào thực tế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp phát hiện mã độc phần cứng dùng mạch thác điện áp VISAI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯƠNG QUỐC HUY NGHI N C U GI I H H T HI N Đ C H N C NG NG ẠCH TH C ĐI N I I Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60 52 02 03 TÓ TẮT LUẬN ĂN THẠC Ĩ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2015
Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĂN CƯỜNG Phản biện 1: TS. HU NH I T THẮNG Phản biện 2: TS. NGUYỄN H ÀNG C Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật điện tử tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 21 tháng 6 năm 2015 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
1 Đ U 1. Tính cấp thiết của đề tài V i s h t tri n v công nghệ n n c ng như s gia tăng v số lượng các nhà sản xuất và cung cấ , IC đ thành thành h n hông th thi u trong c c lĩnh v c c a đ i sống Tu nhi n, s gia tăng c ng đ đặt ra vấn đ quan ngại v bảo mật ph n cứng c a thi t bị C c m độc c th làm giảm chất lượng hệ thống, có th xóa dữ liệu, hoặc mở ra c c cửa hậu đ ăn cắp các thông tin tối mật hoặc thậm chí phả h y cả hệ thống. Đ khắc phục vấn đ này, nhi u nghiên cứu đ được th c hiện đ tìm ra hương h tối ưu h t hiện m độc hương h th công là h n cứng được hân tích ư i máy phân tích phổ l ctron Ngoài hương h , c n c hương h h c được chia làm 2 loại chính: Ki m tra v logic Phân tích các thông số khác Kiểm tra về logic: Hạn ch c a hương h nà là c n c một thi t tham chi u vàng thi t hông nhi m m độc đ làm chu n và chu n bị các v ctor đ ki m tra. Phân tích kênh bênh (SCA): hương h hân tích kênh bênh ti p cận ki m tra các hành vi bất thư ng (do m độc gâ ra) trong thông số hệ thống như ng điện, năng lượng ti u thụ, và chậm tr tr n đư ng d n. hương h SCA có hiệu quả cho việc h t hiện m độc hiệu uả cho c c hệ thống c iện tích l n. Tuy nhiên, độ nhạy c a hương h SCA được thách thức bởi s i n thi n công nghệ. Phát hiện sai v m độc nhỏ có th xảy ra khi các hiệu ứng bi n đổi quá trình i n thi n công nghiệ ví dụ, năng lượng) đ phân tích kênh bên.
2 Trong luận văn này, một hương h được hảo s t nh m loại bỏ s c n thi t c a thi t k vàng đ tham chi u và phát hiện m độc nhỏ trong khi chạy. uận văn hai th c các đặc tính đặc biệt c a mạch th c điện vi sai đ phát hiện m độc hương h nà là không tốn kém c ng như hông c n ph n cứng bổ sung c n thi t đ th c hiện các n n tảng phát hiện m độc. D a tr n đặc đi m c a c c mạch số thi t th o hương h th c điện vi sai, đ tài SA ” được l a chọn 2. Mục tiêu nghiên cứu Đ tài tậ trung nghi n cứu c c vấn đ sau - hảo s t ảnh hưởng c a m độc l n mạch th c điện vi sai - â ng mô hình giả lậ ảnh hưởng c a m độc l n mạch th c t - Đ nh gi hương h h t hiện m độc tr n mạch sử ụng th c điện vi sai v i c c ti u chí h c nhau - Đưa ra i n nghị ụng hương h vào th c t 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Nghi n cứu hương h m độc được nh ng vào h n cứng và ảnh hưởng c a m độc l n toàn hệ thống sử ụng hương h th c điện vi sai - Nghiên cứu c c hương h h t hiện m độc h n cứng tr n một mạch logic thi t th o hương h th c điện vi sai. - Nghi n cứu thi t mạch thử nghiệm sử ụng hương h th c điện vi sai . - Nghiên cứu hương h đ nh gi hiệu uả c a hương h h t hiện m độc h n cứng
3 4. hương pháp nghiên cứu - t hợ nghi n cứu l thu t và thi t mạch h t hiện m độc h n cứng, thử nghiệ hương h nà tr n mạch th c t c ui mô v a và nhỏ C c ư c ti n hành cụ th như sau + Thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin liên quan. Thi t lậ môi trư ng giả lậ Thi t mạch h t hiện m độc h n cứng Thi t mạch thử nghiệm Nh ng m độc l n mạch thử nghiệm. Tích hợ mạch h t hiện m độc l n mạch thử nghiệm c định r c c ti u chí đ đ nh gi hương h đ ra v i c c hương h h c Đ nh gi t uả a tr n mạch thử nghiệm Đ uất, i n nghị c c hương h tối ưu hiệu uả tr n mạch thử nghiệm cụ th 5. Bố cục đề tài Ngoài các ph n Mở đ u, K t luận và hư ng phát tri n, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, luận văn ao gồm c c chương sau CHƯƠNG 1. GI I THI ĐỘC H N C NG VÀ ẠCH TH NGHI CHƯƠNG 2. HƯƠNG HÁ HÁT HI N ĐỘC H N C NG CHƯƠNG 3. THI T ẠCH HÁT HI N ĐỘC VÀ ẠCH TH NGHI CHƯƠNG 4. THỰC HI N VÀ K T QUẢ MÔ PHỎNG 6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu Tài liệu nghiên cứu được tham khảo là những bài báo, các luận văn thạc sỹ t c c trư ng đại học c a các quốc gia khác trên th gi i,
4 cùng v i các trang web tìm hi u. Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được s góp ý c a Hội đồng đ luận văn trở thành một công trình th c s có ích.
5 CHƯƠNG 1 GI I THI U Đ C H N C NG À ẠCH TH NGHI 1.1. GI I THI U CHƯƠNG Chương nà s gi i thiệu tổng uan v m độc h n cứng Chương s cung cấ h i niệm chung v c c loại m độc và ảnh hưởng c a m độc l n h n cứng Ngoài ra, chương c ng gi i thiệu v mạch thử nghiệm cho hương h đ uất. 1.2. Đ C H N C NG độc h n cứng là một mạch số độc hại được nh ng n trong một mạch l n n đ n r r ữ liệu r r ữ liệu hoặc gâ tổn hại đ n c c chức năng ình thư ng c a mạch hi ch ng được ích hoạt n 1.2 n ạ
6 D a vào c c đặc tính c a m độc mà ch ng ta c th hân loại ra a loại chính a vào đặc tính vật l , đặc tính ích hoạt và đặc tính t c động 1.3. ẠCH TH C ĐI N I I ạch th c điện vi sai (DCVSL) là một kỹ thuật mạch CMOS v i lợi th hơn các kỹ thuật NAND / NOR mạch truy n thống v độ chậm tr , ti u hao năng lượng, iện tích, linh hoạt và logic. 1.3.1. K th ật DCVSL ạch th c điện vi sai DCVSL gổm 2 h n câ u t định nhị hân DCVSL tr và tải loa n 1.3 ạ DCVSL. 1.3.2. Ng ên hoạt đ ng u trình chu n trạng th i c th chia làm 3 giai đoạn n định trạng th i trư c hi chu n trạng th i ạch nhị hân h ng lại độ mạnh c a tải và chu n trạng th i một đ u ra Chu n trạng th i đ u ra c n lại
7 1.3.3. Thiết kế DCVSL ử dụng ảng Ka na gh 1.4. ẠCH TH NGHI uận văn ch sử ụng hương h tr n mạch th c điện vi sai n n mạch thử nghiệm s được thi t th o hương h nà 1.5. K T LUẬN CHƯƠNG ạch th c điện vi sai là một ỹ thuật tối ưu cho c c thi t c n c những tín hiệu ổ t c cho nhau đ th c hiện c c chức năng nhất định ỹ thuật c n được ụng rộng r i trong c c mạch c n tốc độ cao C c mạch th c điện vi sai àng được thi t th o hương h sử ụng ảng aunaugh độc h n cứng rất đa ạng và ảnh hưởng c a m độc l n h n cứng c ng rất hức tạ T vào đặc đi m và ảnh hưởng c a m độc mà c th hân loại m độc th o c c nh m chính Ảnh hưởng c a m độc đặt ra vấn đ th ch thức c c nhà ngu n cứu đ tìm ra giải h h t hiện m độc một c ch nhanh ch ng và c độ tin cậ cao Đặc iệt là ứng ụng c a mạch IC đang rất hổ i n và c mắt trong tất cả c c ngành c n c độ ảo mật cao như uân s , uốc h ng
8 CHƯƠNG 2 HƯƠNG H H T HI N Đ C H N C NG 2.1. GI I THI U CHƯƠNG Chương s gi i thiệu v c c hương h h t hiện m độc hổ i n hiện na và c ch thức h t hiện m độc Ngoài ra, chương c ng gi i thiệu hương h được đ uất c a luận văn 2.2. T NG QU N HƯƠNG H H T HI N Đ C H N C NG Ngoài hương h hân tích l ctron, c c hương h h c a vào c c đặc tính ảnh hưởng c a m độc c ng được h t tri n C c hương h nà c th nh m lại là hân tính thông số c a mạch và ích hoạt m độc t vào cấu tr c c a mạch 2.2.1. hương pháp ph n t ch phổ ct on 2.2.2. hát hiện m đ c d a ào th ng ố hoạt đ ng C c thông số hoạt động, ao gồm cả th i gian và năng lượng, có th được sử dụng đ phát hiện m độc a. b. 2.2.3. hương pháp k ch hoạt m đ c hương h ích hoạt m độc c th đ nhanh u trình h t hiện m độc và c th t hợ v i hương h v năng lượng N u m độc được ích hoạt, mạch m độc s ti u thụ năng lượng nhi u hơn
9 a. 2.3. T NG QU N HƯƠNG H H T HI N Đ C H N C NG NG ẠCH TH C ĐI N I I nh 2.6 t n t n t uận văn đ xuất một hương h h t hiện m độc cho h ngư i sử dụng đ phát hiện m độc ti m năng trong l c hoạt động và hông c n tham chi u vàng 2.4. H T HI N Đ C H N C NG TR N NĂNG LƯ NG TI U H NGẮN ẠCH 2.4.1. Năng ượng tiê hao ng n mạch t ên mạch thác điện áp i ai Mỗi cổng mạch th c điện vi sai c n đ u vào bổ t c và tạo đ u ra bổ sung. N u cặ đ u ra s hông c n ổ t c, d n đ n tiêu thụ điện ngắn mạch kéo dài lâu hơn một c ch đ ng th i gian hơn so v i trư ng hợp đ u vào bổ t c. uận văn ki m tra điện năng trung ình cho đ u vào bổ t c và hông ổ t c cho c c cổng DCV đơn giản sử ụng thư viện reference 90nm.
10 n 2.1 ăn n tăn gây v n t Năng ượng t ng nh Cổng Đ ào ổ t c n Đ ào kh ng ổ t c INV 39.03 86.87 NAND2-AND2 65.96 91.17 NOR2-OR2 65.96 91.17 XNOR2-NOR2 98.74 91.73 NAND3-AND3 92.87 88.78 NOR3-OR3 92.86 88.78 XNOR3-NOR3 140.63 88.86 Năng lượng cho một cổng cơ ản hi ị nhi m m độc l n gấ 1 l n năng lượng cho mạch hoạt động ình thư ng Năng lượng ti u h n l n sinh ra ch ut ng ị ngắn mạch o ài 2.4.2. ác ất năng ượng tiê hao ng n mạch ất thường 2. . NH HƯ NG C C NG NGH Đ N NĂNG LƯ NG R R À TI U TH V i s h t tri n c a công nghệ, ích thư c c a O ngà càng giảm Đi u nà s làm cho c c mạch ti t iệm iện tích và tăng tốc độ c a mạch Tu nhi n, việc làm giảm l ngth c a c c con O s làm cho ng r ng tĩnh c a mạch tăng đ ng D ng r s tăng đ n mức năng lượng ti u thụ chính là chính là ng r c a mạch 2.6. K T LUẬN CHƯƠNG T vào đặc đi m c a t ng mạch cụ th , c c hương h s được sử ụng nh m h t hiện m độc v i hiệu suất cao nhất C rất nhi u hương h , nhưng nhìn chung tất cả c c hương h đ u tậ trung hai th c nhưng i u hiện ất thư ng o m độc gâ ra như độ tr tăng, ti u thụ năng lượng l n D a vào đặc đi m c a mạch th c điện vi sai, hương h luận văn đ ra s hai th c vào năng lượng ti u thụ ất thư ng o m độc gâ ra
11 CHƯƠNG 3 THI T K ẠCH H T HI N Đ C À ẠCH TH NGHI 3.1. GI I THI U CHƯƠNG Chương s cung cấ tổng ua mạch h t hiện m độc được đ uất đ sử ụng vào th c t Tu nhi n, mạch h t hiện m độc s được giả lậ trong môi trư ng hs ic đ đ nh gi hương h s t v i th c t nhất 3.2. T NG QU N ẠCH H T HI N Đ C ạch h t hiện m độc th c t là t hợ giữa hai thành h n là uản l ng điện và ộ vi ử l Tổng uan mạch h t hiện m độc được đ cậ ở hình 3 1 I m n ng Microcontroller V n i HT ADC trung tâm OUT u o ch i = m ! OUT n 3.1 ạ t n t t t Tất cả mô hỏng tính to n s được th c hiện trong môi trư ng giả lậ Hs ic Môi ng p Hspice Custom Waveview Công Synopsys Công o u o ch Công nh t n u n OUT m i n t p ! OUT = n ạ t n ậ
12 3.3. T NG QU N C NG C THI T K 3.4. THI T K Đ C Cổng O 2 được chọn làm tải trọng c a m độc v i một là tín hiệu ữ liệu và tín hiệu c n lại là tín hiệu ích hoạt m độc. 3.5. THI T K ẠCH TH NGHI ạch thử nghiệm đ đ nh gi hương h h t hiện m độc h n cứng cho mạch th c điện vi sai là mạch cộng toàn h n 64 bit. 3.5.1. C ng toàn ph n 1-bit
13 n 3.9 ạ t n năn n ạ t n năn n 3.5.2. C ng toàn ph n 4-bit n n t n n t 3.5.3. ạch I C -85 C432 ạch thử nghiệm ti th o là I C - C432 Chức năng mạch, hoạt động mạch, ch thích mạch và V rilog s được lấ t trang c a http://web.eecs.umich.edu/~jhayes/iscas.restore/c432.html. T c c V rilog, công cụ D sign Com il r s sử ụng c c ữ liệu nhậ vào o ngư i sử ụng thi t lậ và thư viện s ịch sang n tlist mức cổng sao cho thỏa m n c c ui định v th i gian và chức năng c a V rilog
14 3.6. K T LUẬN CHƯƠNG ạch đ uất nh m ứng ụng hương h c a luận văn rất hả thi hi ụng vào th c t Hơn nữa, tất cả đ u c th được giả lậ v i độ chính c cao Đ đ nh gi hương h một c ch chính c, hai mạch thử nghiệm được sử ụng đ là mạch cộng 4 it và mạch I C - C432 độc l n lượt được nh ng vào nhi u vị trí h c nhau c a mạch thử nghiệm Ngoài ra, chương c ng cung cấ nhi u loại m độc đa ạng
15 CHƯƠNG 4 TH NGHI À Đ NH GIÁ K T QU 4.1. GI I THI U CHƯƠNG Trong chương nà , luận văn s trình à v thi t lậ thử nghiệm hương h đ ra tr n c c mạch thử nghiệm C c ảnh hưởng c a m độc s được hảo s t tr n mạch thử nghiệm uận văn c ng hảo s t s ảnh hưởng c a công nghệ l n hương h uận văn c ng cung cấ ưu đi m và nhược đi m c a hương h 4.2. THI T LẬ TH NGHI T vào mục đích thử nghiệm, luận văn s thi t lậ c c thử nghiệm cho c c mạch h c nhau Tu nhi n, đi m chung cho c c l n thử nghiệm là ch n m độc và tín hiệu đ u vào và m t hiệu uả c a hương h ỗi vị trí ch n m độc, luận văn s sử ụng 2 m u tổ hợ đ u vào ng u nhi n đ hảo s t. 4.2.1. ạch c ng 4 it toàn ph n Luận văn l a chọn 4 it đ nh ng m độc làm tha đổi cặ ổ t c c a c c it trong hi c c cặ ổ t c c a B v n giữ đ ng gi trị Như vậ , s c vị trí đ nh ng m độc, 4 vị trí c a gi trị và 1 vị trí gi trị Cin 4.2.2. ạch I C -85 C432 ạch I C - C432 c 32 it đ u vào, l n lượt s nh ng m độc vào c c đ u vào c a mạch thử nghiệm 4.2.3. Khảo át ảnh hư ng của c ng nghệ ên phương pháp Đ hảo s t s ảnh hưởng c a cộng l n hương h h t hiện m độc, luận văn s sử ụng mạch cộng 4 it t hợ ộ so s nh 4 it đ hảo s t giữa 2 ngth là nm và 220nm.
16 4.3. K T QU 4.3.1. ạch c ng toàn ph n 4 it n n nt n n n C th thấ tr n hình 4 4, mặc t c động c a m độc s hông làm ng c a mạch cộng tha đổi ất thư ng nhưng s làm ng tại ộ so s nh 4 it tha đổi một c ch ất thư ng T c động nà s r rệt hơn n u chân đ u ra ị lững l i nhi u O h c
17 n t ạn t n n t n C c u tố sử ụng cho hương h nà nh m h t hiện m độc Năng lượng ất thư ng ng ất thư ng Đ u ra hông ổ t c Đ u ra ị lững D a vào c c u tố tr n, t uả c a hương h rất hả uan v i mạch cộng 4 it
18 n t t n t t t uả rất hả uan n u t hợ cả 3 u tố c suất h c hiện m độc l n t i g n 1 tại tất cả vị trí ch n m độc 4.3.2. ạch I C -85 C432 n 4.7 t v ạ ISCAS-85 C432