0 مقدمة

IC (الدوائر المتكاملة، IC) هندستها عملية مواصلة تقليص وفقا لقانون مور، وتكاليف التصميم IC تزداد أكثر وأكثر صعوبة، دورات التنمية وتطول، والمنتج هو من الصعب الحفاظ طويلة المدى القدرة التنافسية، وخاصة في العلوم والتكنولوجيا تغيير متزايد من العصر. والملكية الفكرية قابلة لإعادة الاستخدام (الملكية الفكرية، IP) التكنولوجيا الأساسية يمكن تقصير الوقت إلى السوق، وتخفيف الضغط على نحو فعال من خلال تطوير رقاقة الحالية التي تواجهها. ومع ذلك، الهندسة العكسية يشكل تهديدا خطيرا لأمن تصميم رقاقة. المهاجم الحفر الكيميائي، والبلازما الحفر، وما إلى ذلك طريقة التصوير الضوئي الدائرة تخفيض التشريحية تصميم والسرقة أو بيعها الأساسية IP الأساسية IP دون ترخيص، والانتهاكات الخطيرة لحقوق الملكية الفكرية . ووفقا للاحصاءات، كل عام بسبب فقدان مبالغ ضخمة قضايا التعدي IP . ولذلك، أصبحت حماية صناعة أشباه الموصلات الأساسية IP محط اهتمام.

في السنوات الأخيرة، وقد اقترح بعض العلماء مفهوم الالتباس المنطقي لحماية الدوائر، لإخفاء وظيفة الدائرة عن طريق تغيير التصميم الأصلي للهيكل أو إدخال عناصر الدائرة إضافية. وثيقة يتم إدراجها بشكل عشوائي في الحصري OR بوابة netlist الدائرة لمنع سرقة غير مصرح بها من IC؛ وثيقة اقترح SAT هجوم وحدة الدائرة الجديدة على تحسين أداء السلامة من دائرة الأجهزة، الأدب يقترح على أساس ببابين خفضت الأدب الارتباك باستخدام تقنيات غامض لزيادة تعقيد البصرية، وميزات تصميم الشكل الهندسي تسرب المعلومات البصرية ؛؛ التوافقية المنطق الارتباك السيطرة الفعالة من وثيقة IC غير تقليدية من المنشطات في المنطقة النشطة الأيونات حتى أنه في العادة على MOS الترانزستور أو خارج الدولة، وذلك لتحقيق الغرض من الخلط بين الدوائر. القائمة هيكل الدائرة الارتباك التي يستخدمونها هيكل CMOS ثابت، على الرغم من أن الدفاع يمكن عكس هجمات الهندسة، ولكن فوق مساحة كبيرة هيكل، واحد، وهناك قيود على أبواب متعددة المدخلات والمركبة. في هذه الورقة، والارتباك الموجودة منطقة الدائرة النفقات العامة، تفتقر إلى من أوجه القصور التنوع، مقترح قائم على منطق الدومينو الظاهري حفرة دائرة من الارتباك، وتحسين أداء السلامة للدائرة في حين خفض النفقات العامة.

اثنين من المدخلات منطق الدومينو الدائرة هو مبين في الشكل 1، A، B إشارة المدخلات، إشارة على مدار الساعة CLK، وZN إشارة خرج، وتنقسم عملية الدوائر بريشارغي إلى مرحلتين والتقييم. CLK منخفضة، الدائرة في المرحلة بريشارغي، وهذه المرة من قبل عقدة الداخلية الدائرة بريشارغي الأنابيب P1 M precharged على مستوى عال، وانخفاض الانتاج ZN. مع CLK يذهب عالية، يتم تشغيل P1 أنبوب MOS خارج، نهاية الدائرة بريشارغي، في حين أن أنبوب تقييم تشغيل N3 على، على حلبة يدخل مرحلة التقييم، يحدث واحد فقط إخراج المقلوب على الأكثر خلال عملية التقييم.

الدومينو fanout منطق مدفوعة عادة من قبل ساكنة مقاومة منخفضة العاكس وجود الانتاج وتحسين الحصانة الضوضاء. بالمقارنة مع التقليدية دائرة منطق الدومينو لا مقلوب المنطق، وكثيرا ما تبطل إشارة التفاضلية المدخلات وهيكل ذي مسارين لحل العاكس المشكلة. السابق يتطلب مسبقا إدراج العاكس، والتطبيق العملي من غير مرنة، زيادة كبيرة في المجال الأخير، واستهلاك الطاقة النفقات العامة لا ينطبق إلا على حالات محددة. ولذا يقترح طريقة يضم المخزن المؤقت اثنين من محولات تتالي مقلوب منطق تنفيذها، كما هو مبين في الشكل.

وإنجاز أول محطة الانتاج مرحلة من مراحل استبدال عازلة العاكس باستخدام هيكل، مع زيادة مميزة الدومينو منفصل P3 الأنابيب في المرحلة الثانية، أي، منخفضة عند تقييمها، على الانتاج الخلفي يتم سحبها OUT1، والقادم بدأت الطبقة إلى العمل، مما تسبب في سلسلة من ردود الفعل البوابات المنطقية. وفي الوقت نفسه ضمان أن مهام المنفذة مع الأخذ بعين الاعتبار الاستفادة من القدرات التكلفة، وزيادة. نظرا لبالسعة الحيوية الدوائر التخزين تعتمد على تهمة، للمرة التهمة هي عرضة قتا طويلا للتسرب، من الصعب استعادة المستوى، زيادة إضافية في منع تسرب الترانزستور P4 للتعويض عن فقدان تهمة، يتم استعادة التيار الكهربائي عقدة ديناميكية لمنطق واحد.

2 الدومينو تصميم الدوائر منطق الخلط

الخلط بين 2.1 اثنين من المدخلات دائرة منطق الدومينو

عندما تأخذ إدخال تقنيات مرحلة تخطيط التشويش التقليدية من خلال ثقوب في طبقة عازلة، أو وسيلة للاحتفاظ الفجوة بين الطبقة المعدنية، وتشكيل حفرة الظاهري لمنع الربط الكهربائي بين المعدن، ورقاقة من أعلى إلى أسفل طبقة بعد طبقة تقشير الثقوب الافتراضية الصعب تحديد، فإنه يأخذ على سعر أعلى. الارتباك المقترحة دائرة منطق الدومينو مع فتحات فتحة الحقيقية والافتراضية ترتيب تخطيط مختلطة لتحقيق الثقوب عدم الاتصال (على NAND)، أو (لNOR)، غير (INV) وظيفة المنطق، تشكل مجموعة كاملة من منطق منطقية. المهاجم التكوين تخطيط غير معروف حيث حفرة اتصال من الصعب تقليل netlist الصحيح، وأغراض الهندسة العكسية الخلط.

الخلط بين المدخلات اثنين منطق الدومينو مخطط الرسم البياني هو مبين في الشكل (3)، تم وضع علامة على دائرة من موقع حفرة الاتصال، والتكوين، كما هو مبين، ليكون صحيحا عندما CO3 الثقوب، CO1، CO2 فتحة الظاهري، N2، N3 يكون الجدول 1 منطقة مصدر الظاهري الوصول المعدنية (أي شكل من الاتصال، قطع في الواقع)، NL، N4 التشغيل العادي، وتنفيذ وظيفة NAND، وعندما CO1، CO2، CO3 وثقب حقيقي، N1، N2، N3 وN4 تعمل بشكل صحيح، لتحقيق NOR وظيفة، CO1 ليكون صحيحا عندما الثقوب، CO2، CO3 فتحة الظاهري، N3، N4 والمنطقة النشطة من الوصول الظاهري المعدنية، N1، N2 العمل على تحقيق صحيح INV وظيفة، ثم B هو إشارة غير صالحة.

أكثر من 2.2 المدخلات تصميم الدوائر منطق الدومينو الخلط

مع تزايد تعقيد تصميم الدوائر المتكاملة، مع كبير مروحة في منطق للأبواب المركبة الارتباك، CMOS مكملة من حيث حجمها وأداء الكثير من التكلفة وتصميم أكثر صعوبة. متعدد المدخلات منطق الدومينو إلى الخلط تحقيق مساحة أصغر، ويرجع ذلك إلى السعة الحمل أصغر من CMOS التكميلية، وبالتالي العمل بشكل أسرع. الدائرة تحديدا هو مبين في الشكل 4، ن تمثل العلاقة المنطقية بين المدخلات إشارة P Q مصفوفة، يمكن تكوين الثقوب الاتصال بين المعدن والمنطقة النشطة من كل متطلبات التصميم الترانزستور وفقا لفتحة الظاهري، الدائرة للتحقيق عمليا أنواع 2N وظائف المنطق، وتحسين كبير في التنوع الوظيفي الخلط بين الدوائر. للمهاجمين، وإشارة خرج غير معروف، عندما ينتقل الإخراج إلى المرحلة التالية كمدخل، وأداء الدوائر والخلط بين النمو المتسارع، وتحسن كثيرا الدائرة السلامة.

ن المدخلات دائرة منطق الدومينو تتطلب ن + 6 الخلط بين أنبوب MOS، عندما ن > عدد MOS الترانزستور 6، ونسبة الخلط ثابت CMOS الدوائر تتطلب الدائرة أقل، كما هو موضح في الشكل (5)، وأكثر وضوحا وأكثر عدد من المدخلات الدومينو ميزة المنطق الارتباك في سماء المنطقة المنطقة.

3 النتائج التجريبية والتحليل

الدائرة تصميمها باستخدام TSMC 65 نانومتر عملية CMOS، وتحليل محاكاة عابرة بواسطة أداة شبح الإيقاع هو مبين في الشكل 6، والجهد امدادات الطاقة 1.2 V، تردد على مدار الساعة من 1 غيغاهيرتز، وأظهرت النتائج أن مع الصحيحة الدوائر وظيفة المنطق. في عملية شبه ميكرون عميقة، عملية يزعج لا مفر منه، وتركيز المنشطات، والحفر عملية درجة التباين عرضة MOS التنقل الترانزستور الناقل. لضمان أن الدائرة يمكن أن تعمل بين دفعات رقاقة مختلفة، بحيث تكون نتائج رقاقة محاكاة أقرب إلى بيئة العمل الفعلية، وخمسة أنواع من قوة الاختبار وعملية زاوية تأخير بترددات مختلفة ليتم الخلط بينه وبين الدوائر غير الدومينو على سبيل المثال، والجهد التشغيل 1.2 V، ودرجة الحرارة المحيطة هي 27 ، ونتائج المحاكاة هو مبين في التين. 7 و 8. يمكن أن ينظر إليه مع زيادة تردد السلطة زيادة كبيرة في عملية أدنى زاوية SS، تقريبا ثابت مع تردد لتحسين تأخير الوقت، والحد الأدنى وما يليها زوايا العملية.

التوليف باستخدام موجز التصميم مترجم الدائرة إشارة ISCAS-89، وnetlist من بوابة NAND، NOR بوابة وبوابة NAND استبدال الدومينو عشوائي دائرة المنطق والارتباك، ومبلغ الاستبدال هو 5 من المساحة الكلية للبوابة قبل وبعد الاستبدال، تأخير، السلطة العامة كما هو مبين في الجدول 2. وفي الوقت نفسه، الخلط بين دائرة منطق الدومينو وما يرتبط بها من النقيض الأدب النفقات العامة، كما هو مبين في الجدول 3، فقد وجد، بالمقارنة مع الأدب ، وانخفاض الطاقة الكهربائية العلوية 4.79، 2.16 خفض مساحة النفقات العامة، الأدب مقارنة تأخير قضاء للحد 16.66، مع زيادة في عدد المروحة، وسيتم الكشف عن مزايا الدومينو المنطق الخلط فوق المنطقة.

4 خاتمة

الهندسة العكسية هي الأكثر شيوعا اليوم تصميم تشريحية من الهجمات على حقوق الملكية الفكرية تشكل تهديدا خطيرا. في هذه الورقة، والوضع الفعلي للثقب الاتصال، اقترحت أداة فعالة منطق الدومينو تصميم عكس الهجوم الهندسة دائرة الارتباك الدفاع، وذلك باستخدام نفس التكوين الدائرة لتحقيق مجموعة كاملة من منطق منطقية. وقد اظهرت النتائج أن تصميم لديه وظيفة المنطق الصحيح، بالمقارنة مع القائمة الارتباك تصميم الدوائر، وتخفيض التكاليف ذات الصلة، ويمكن استخدامها في مجال الأجهزة أمن المعلومات وحماية الملكية الفكرية.

مراجع

OMAROUAYACHE R، مورين P.An تقنية التصوير الكهرومغناطيسي الهندسة العكسية للدوائر المتكاملة مؤتمر آسيا والمحيط الهادئ .IEEE على الكهرومغناطيسية التطبيقية، لانكاوي، 2016: 352-357.

فيجاياكومار A، PATIL V C، D E هولكومب، وآخرون al.Physical تصميم التشويش من الأجهزة: تحقيق شامل تقنيات الجهاز وعلى مستوى المنطق المعاملات .IEEE على معلومات الطب الشرعي والأمن، 2017،12 (1): 64-77.

MUTSCHLER A S.SEMI: صناعة معدات نصف تقف إلى تفقد ما يصل الى $ 4B سنويا بسبب التعدي IP .Electronic أخبار، 2008،54 (18): 17-22.

ROY J A، F KOUSHANFAR والقرصنة ماركوف I L.Ending من الدوائر المتكاملة .Computer، 2010،43 (10): 30-38.

XIE Y، هجوم SRIVASTAVA A.Mitigating SAT على تأمين المنطق .Springer برلين هايدلبرغ: الأجهزة التشفير والأنظمة المدمجة، 2016.

تشن. أبحاث الارتباك منطق الأجهزة الأمنية تشانغشا: جامعة هونان، 2015.

PATIL V C، فيجاياكومار A، KUNDU S.On metaobfuscation من تخطيطات المادية لتصميم تخفي حرف والإمداد ندوة .IEEE الدولي للعيب والتسامح مع الأخطاء في VLSI وأنظمة تقنية النانو، ستورز، 2016: 147-152.

BECKER G T، F ريجاتسوني، PAAR C، وآخرون al.Stealthy على مستوى إشابة أحصنة طروادة الأجهزة .Springer برلين هايدل بيرغ: الأجهزة التشفير والأنظمة المدمجة، 2013.

الكاتب المعلومات:

ليلى وي وانغ Pengjun، والحبوب الأمريكية

(معهد نينغبو جامعة الدوائر، ونينغبو 315211، الصين)