一种低开销的FPGA硬件木马设计方法
专利汇可以提供一种低开销的FPGA硬件木马设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低开销的FPGA 硬件 木 马 设计方法，属于硬件安全技术领域，目的在于减少在FPGA上实现硬件木马所需的资源开销，增加硬件木马的隐蔽性。本发明充分利用了FPGA中一个LUT可以实现两个不同布尔函数的特性，大幅度降低硬件木马植入带来的开销，尤其当木马逻辑完全由LUT实现的时候，开销降低效果更加明显。，下面是一种低开销的FPGA硬件木马设计方法专利的具体信息内容。
1.一种低开销的FPGA硬件木马设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对不含木马的FPGA设计进行综合与布局布线，得到该FPGA设计的原始设计网表；
S2、构建硬件木马触发机制与预期实现的恶意功能，并采用FPGA支持的基本元件搭建硬件木马逻辑；
S3、寻找FPGA中可用于木马植入的LUT资源；
S4、根据香农展开定理分解所述硬件木马逻辑的布尔函数；
S5、将分解后的布尔函数全部分配到所述可用于木马植入的LUT资源中；
S6、判断硬件木马电路中所有LUT逻辑是否都在FPGA中实现，若是则进入步骤S7，否则返回步骤S4；
S7、得到植入硬件木马的网表文件；
所述步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、根据步骤S1得到的原始设计网表信息，获取原始电路占用的LUT集合A；
S32、删除集合A中不能被木马利用的LUT资源，得到可用于木马植入的LUT集合C；
S33、对集合C进行标记，作为可用于木马植入的LUT资源；
所述步骤S4具体为：
从所述可用于木马植入的LUT资源中任意选取一个硬件木马电路的LUT逻辑fj，1≤j≤n，n为实现硬件木马所需的LUT数量，根据香农展开定理对其所包含的布尔函数进行分解，表示为若干子函数的和，使得每个子函数的变量个数减少；重复上述分解步骤，直至每个子函数的变量个数pi小于等于4，即1≤pi≤4，1≤i≤m，m为子函数的个数；
所述步骤S5具体为：
对步骤S4分解得到的任一子函数fi，在集合C中随机选取一个剩余引脚数大于等于pi的LUT，在原始设计网表上修改该LUT的真值表，在其未使用的输出端实现子函数fi的输出，同时将该LUT从集合C删除；重复该步骤直至所有的子函数都被分配到FPGA可用于木马植入的LUT资源中；
所述步骤S7具体为：
选取FPGA中的其它逻辑元件实现硬件木马的其余逻辑，使这些逻辑元件同木马LUT之间的汉明距离之和最短，并通过最短路径算法对硬件木马逻辑进行布线，使其与原始FPGA设计相关联，能够实施恶意功能，得到植入硬件木马的网表文件。
2.根据权利要求1所述的FPGA硬件木马设计方法，其特征在于，所述步骤S2中FPGA支持的基本元件包括LUT、寄存器和进位链逻辑。
3.根据权利要求1所述的FPGA硬件木马设计方法，其特征在于，所述步骤S32中不能被木马利用的LUT资源包括输出引脚已完全被占用的LUT集合B1、输入引脚已经完全被占用的LUT集合B2以及输入引脚只有一个未被占用的LUT集合B3。
4.根据权利要求1所述的FPGA硬件木马设计方法，其特征在于，所述其它逻辑元件包括寄存器和进位链逻辑。
一种低开销的FPGA硬件木马设计方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
分解为 F3＝N3+N2+N1,其中，F1、F2、F3即为三个子函数。
LUT 669 680 669
寄存器 645 649 649
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