Σημαντικό βήμα προόδου στην έρευνα σχεδιασμού μικροτσίπ στο Βιετνάμ

Το Εθνικό Γραφείο Πνευματικής Ιδιοκτησίας (NOIP) μόλις χορήγησε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεση με τίτλο: «Διαδικασία αξιολόγησης του επιπέδου ασφάλειας του υλικού με βάση τα εκτιμώμενα ίχνη κατανάλωσης ενέργειας» από την Ερευνητική Ομάδα του Κέντρου Έρευνας και Εφαρμογών Σχεδιασμού Μικροτσίπ, Ινστιτούτο Πληροφορικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο του Βιετνάμ, Ανόι.

Ομάδα Έρευνας Ευφυών Ολοκληρωμένων Συστημάτων (SISLAB) – Κέντρο Έρευνας και Εφαρμογών Σχεδιασμού Μικροτσίπ, Ινστιτούτο Πληροφορικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο του Βιετνάμ, Ανόι .

Αυτό είναι το αποτέλεσμα έρευνας της Ομάδας Έρευνας Ευφυών Ολοκληρωμένων Συστημάτων (SISLAB) - Κέντρο Σχεδιασμού και Έρευνας Εφαρμογών Μικροτσίπ, Ινστιτούτο Πληροφορικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο του Βιετνάμ, Ανόι. Η εργασία ανοίγει μια αποτελεσματική προσέγγιση για τον έλεγχο του επιπέδου ασφάλειας των σχεδίων μικροτσίπ ήδη από το στάδιο του σχεδιασμού, πριν από την παραγωγή.

Πρωτοποριακή λύση στην αξιολόγηση ασφάλειας υλικού

Η εφεύρεση παρέχει μια συστηματική τεχνική διαδικασία που επιτρέπει την αξιολόγηση της ασφάλειας των σχεδίων κρυπτογραφικού υλικού, κατά τη φάση σχεδιασμού, μέσω της ανάλυσης των ιχνών κατανάλωσης ενέργειας που εκτιμώνται μέσω προσομοίωσης, αντί να περιμένει κανείς μέχρι την πραγματική κατασκευή του τσιπ.

Παραδοσιακά, οι δοκιμές ασφάλειας υλικού εκτελούνται μόνο αφού ο σχεδιασμός έχει ενσωματωθεί σε ένα τσιπ ASIC ή FPGA, κάτι που είναι δαπανηρό και χρονοβόρο. Καθώς οι επιθέσεις πλευρικού καναλιού γίνονται ολοένα και πιο εξελιγμένες, η έγκαιρη ανίχνευση διαρροών πληροφοριών καθίσταται επείγουσα.

Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία περιλαμβάνει βήματα από την προδιαγραφή σχεδιασμού, την περιγραφή της αρχιτεκτονικής RTL, τη λειτουργική προσομοίωση, τη σύνθεση υλικού, τον χρονισμό και την παρασιτική ανάλυση, έως την εκτίμηση της κατανάλωσης ενέργειας και την ανάλυση ασφάλειας μέσω στατιστικών τεχνικών όπως το T-test, η διαφορική προσέγγιση (DPA) και η ανάλυση συσχέτισης (CPA). Ολόκληρη η διαδικασία εκτελείται στο μοντέλο σχεδιασμού πριν από την αποστολή του στην κατασκευή, με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση κόστους και έγκαιρη ανίχνευση εκμεταλλεύσιμων τρωτών σημείων ασφαλείας.

Πρακτικές εφαρμογές στο σχεδιασμό μικροκυκλωμάτων υψηλής ασφάλειας

Η εφεύρεση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στο σχεδιασμό και την αξιολόγηση μπλοκ κρυπτογράφησης υλικού όπως AES (προηγμένο πρότυπο κρυπτογράφησης), RSA (κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού), ECC (κρυπτογραφία με βάση καμπύλες)... που εξυπηρετούν εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ασφάλεια, όπως τραπεζικές κάρτες, ηλεκτρονική ταυτοποίηση πολιτών, στρατιωτικά συστήματα, ασφαλές IoT και ασφαλείς ενσωματωμένες συσκευές.

Για παράδειγμα, οι επιθέσεις power-logging μπορούν να σπάσουν ένα κλειδί AES μέσα σε λίγα λεπτά, εάν ο σχεδιασμός του υλικού δεν προστατεύεται σωστά. Αυτή η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας λύση παρέχει ένα ισχυρό τεχνικό εργαλείο για την επαλήθευση και τη βελτίωση της αντοχής σε διαρροές μυστικού κλειδιού σε σχέδια.

Η χορήγηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για αυτήν τη λύση επιβεβαιώνει την ερευνητική και αναπτυξιακή ικανότητα των Βιετναμέζων επιστημόνων στον τομέα του σχεδιασμού ημιαγωγών και της ασφάλειας πληροφοριών - έναν τομέα υψηλής τεχνολογίας που τίθεται ως προτεραιότητα για επενδύσεις και ανάπτυξη από την κυβέρνηση.

Αυτό αποτελεί επίσης μια επίδειξη του αποτελεσματικού συνδυασμού τρεχουσών βασικών ερευνητικών κατευθύνσεων, όπως η κρυπτογραφία υλικού, η ανάλυση ασφάλειας πλευρικών καναλιών, ο σχεδιασμός ψηφιακών κυκλωμάτων (RTL/ASIC/FPGA) και οι δοκιμές σχεδιασμού ασφάλειας πριν από την παραγωγή.

Πατενταρισμένη τεχνική διαδικασία

Η διαδικασία αξιολόγησης της ασφάλειας του υλικού με βάση τα ίχνη εκτίμησης της κατανάλωσης ενέργειας πραγματοποιείται μέσω των ακόλουθων βημάτων: (i) ανάπτυξη κρυπτογραφικών/προδιαγραφών σχεδιασμού ασφαλείας· (ii) σχεδιασμός υλικού σε μορφή μετατόπισης καταχωρητή (RTL)· (iii) προσομοίωση και επαλήθευση της λειτουργικότητας του σχεδιασμού· (iv) σύνθεση και εφαρμογή του υλικού σχεδιασμού· (v) εξαγωγή παρασιτικών πληροφοριών σύνθετης αντίστασης και χωρητικότητας, ανάλυση στατικού χρονισμού για τον έλεγχο της χρονικής απόκρισης του σχεδιασμού· (vi) προσομοίωση του σχεδιασμού με παρασιτικές πληροφορίες και εξαγωγή κυματομορφών σήματος· (vii) εκτίμηση της κατανάλωσης ενέργειας και εξαγωγή αντίστοιχων ιχνών· (viii) παρεμβολή και εξαγωγή ιχνών κατανάλωσης ενέργειας· (ix) αξιολόγηση ασφάλειας με βάση τα συλλεγμένα ίχνη· (x) ενσωμάτωση του σχεδιασμού στο σύστημα, έτοιμο για κατασκευή ολοκληρωμένου κυκλώματος.

Τίτλος ευρεσιτεχνίας: Διαδικασία αξιολόγησης ασφάλειας υλικού με βάση ίχνη εκτίμησης κατανάλωσης ενέργειας
Πεδίο: Σχεδιασμός ημιαγωγών, ασφάλεια υλικού
Εκδίδουσα αρχή: Τμήμα Πνευματικής Ιδιοκτησίας – Υπουργείο Επιστήμης και Τεχνολογίας
Εφαρμογή: Δοκιμή ασφάλειας σχεδιασμών κρυπτογραφικών τσιπ που βασίζονται σε ASIC/FPGA πριν από την παραγωγή
Ερευνητική μονάδα: Κέντρο Σχεδιασμού και Έρευνας Εφαρμογών Μικροτσίπ (CICA), Ινστιτούτο Πληροφορικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο Βιετνάμ, Ανόι
Εφευρέτες: Δρ. Bui Duy Hieu, Καθηγητής, Δρ. Tran Xuan Tu

ΒΟΥ ΚΟΥΙΝΧ

Πηγή: https://nhandan.vn/buoc-tien-quan-trong-trong-nghien-cuu-thiet-ke-vi-mach-tai-viet-nam-post894360.html