2026-01-03
激光电压探测（Laser Voltage Probing, LVP）进犯是经由过程从芯片反面照射激光来成立物理侧信道，并不雅测违向散射旌旗灯号来获取芯片上特定位置的电压。LVP进犯可以规避年夜大都传统芯片掩护办法，对于芯片安全性的提出很是年夜的挑战。针对于LVP进犯，咱们设计了一种不受限在电路设计（design-agnostic）的检测方案，实现了笼罩全芯片区域的始终于线检测。该方案于数字逻辑单位中嵌入由寄生二极管巧妙构建的光传感器以和漫衍式检测器，其彻底切合尺度单位设计法则及结构布线法则，兼容商用EDA东西，从而可与主动化设计流程无缝集成，并直接于现有设计上采用。该方案颠末28nm工艺流片验证，于尺度制造及封装工艺流程下实现了针对于LVP进犯的全区域全波长笼罩的片上掩护。
上述事情以“Laser Voltage Probing Attack Detection With 100% Area/Time Coverage at Above/Below the Bandgap Wavelength and Fully-Automated Design”为标题发表于IEEE JSSC上，新加坡国立年夜学张慧是第一作者，深港微电子学院林龙扬助理传授是配合第一作者及通信作者，新加坡国立年夜学及南边科技年夜学是第1、第二通信单元。
图1. 芯片照片和测试场景
基在热传感的低面积开消全区域笼罩LVP进犯检测技能
为了实现全区域笼罩，当前基在光传感的LVP进犯检测方案需要巨年夜面积开消 (年夜在150%)。为了于不捐躯掩护效果环境降落低面积开消，这项事情引入了基在热传感的LVP进犯检测方案，使用关断晶体管作为热传感器，并以“菱形”图案漫衍于芯片上以实现最年夜检测敏捷度。该事情颠末28nm工艺流片验证，及先前最好方案比拟，于划一掩护效果下，面积开消削减了2.5倍，分外功耗开消低在0.1%。
上述事情以“Self-Referenced Design-Agnostic Laser Voltage Probing Attack Detection with 100% Protection Coverage, 58% Area Overhead for Automated Design”为标题发表于2023年VLSI Symposium集会上，新加坡国立年夜学张慧是第一作者，深港微电子学院林龙扬助理传授是配合第一作者，新加坡国立年夜学及南边科技年夜学是第1、第二通信单元。
图2. 技能上风、芯片照片和测试场景
撑持电压调治的神经收集逆向工程反制技能
神经收集作为当前芯片的热点运用之一，收集参数或者权重信息具备主要价值，是以其安全性至关主要。针对于基在功耗信息的侧信道神经收集反向工程，咱们提出了一种撑持电压调治的基在多级混排及呆板进修的掩护技能。多级混排技能确保了权重信息于时间及空间上的随机性，而基在呆板进修的两重（动态及静态）功率赔偿技能则实现撑持电压调治的功耗信息掩护。该事情颠末40nm工艺流片验证，及先前最好方案比拟，分外功耗开消降低了3倍，掩护效果（起码追踪次数，MTD）晋升了100倍，而且没有分外延迟开消。
上述事情以“Voltage Scaling-Agnostic Counteraction of Side-Channel Neural Net Reverse Engineering via Machine Learning Compensation and Multi-Level Shuffling”为标题发表于2023年VLSI Symposium集会上，新加坡国立年夜学方强是第一作者，深港微电子学院林龙扬助理传授是配合第一作者，新加坡国立年夜学及南边科技年夜学是第1、第二通信单元。
图3. 技能上风、芯片照片和测试场景
相干论文链接
[1] H. Zhang, L. Lin, Q. Fang and M. Alioto, "Laser Voltage Probing Attack Detection With 100% Area/Time Coverage at Above/Below the Bandgap Wavelength and Fully-Automated Design," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 58, no. 10, pp. 2919-2930, Oct. 2023. ( https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10136181)
[2] H. Zhang, L. Lin, Q. Fang, U. S. H. Kalingage and M. Alioto, "Self-Referenced Design-Agnostic Laser Voltage Probing Attack Detection with 100% Protection Coverage, 58% Area Overhead for Automated Design," 2023 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits (VLSI Technology and Circuits), Kyoto, Japan, 2023, pp. 1-2. (https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10185360)
[3] Q. Fang, L. Lin, H. Zhang, T. Wang and M. Alioto, "Voltage Scaling-Agnostic Counteraction of Side-Channel Neural Net Reverse Engineering via Machine Learning Compensation and Multi-Level Shuffling," 2023 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits (VLSI Technology and Circuits), Kyoto, Japan, 2023, pp. 1-2. ( https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10185228)
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