逆向工程终结者:晶体管的薛定谔之猫

2020-12-30 12:44:27 来源:EETOP
在假冒、逆向工程和盗版等威胁日益猖獗的半导体行业中,保护IP是一个棘手而严重的问题。普渡大学的研究人员说,他们可能已经有了解决方案。 

据估计,仿冒每年给IC产业造成的损失超过75亿美元。除了财务方面的影响外,假冒行为还会对集成受损元件的系统造成负面影响。

假冒零件的不同标志:(a)引线上的假镀层(b)引线上的残留材料(c)假标记(d)以前使用的散热器标记 

由于这些原因,半导体制造商和学术界正在不断努力开发防止IP盗版和逆向工程的方案。现在,普渡大学的研究人员宣布了一种新型晶体管,他们声称这种晶体管可能会终止大量的芯片逆向工程。  

芯片如何逆向?

逆向芯片有几种方法,只要逆向者能够想办法看到芯片的内部结构,就可以对CMOS芯片进行逆向工程。 

第一种方法是采用X射线成像技术查看芯片的内部结构。通过观察入射X射线束以不同角度在芯片内发生散射和散射的方式,可以确定芯片的内部结构。

该技术是非侵入性的,可以在产品生命周期的任何时候发生,因此很难预防。这种攻击的变种也可以通过电子显微镜来实现。

X射线断层扫描揭示了电路的结构 

另一种方法涉及物理上解开封装芯片,并手动观察其内部结构。这是一种侵入性和破坏性的方法,但已被证明是对IC进行反向工程的更有效方法。  

晶体管的薛定谔之猫

假冒IC的问题归根结底是数字CMOS技术总是由可识别的模块组成。PMOS上拉网络和NMOS下拉网络。任何对CMOS有了解的攻击者,只要能看到芯片内部,理论上就能识别电路模块,并对整个IP进行逆向工程。

本月,普渡大学的研究人员提出了一种解决方案,可以摆脱传统的CMOS。

晶体管的布局和符号

他们的解决方案是创建出既不是PMOS也不是NMOS的FET,直到以一种特殊的方式激活。这些FET是薛定谔的猫型晶体管,由黑磷制成,通过静电门控制,可以实现p-FET和n-FET之间动态切换的可重构极性。

除非用户拥有正确激活这些设备的密钥,否则该技术将使数字网络彼此之间无法区分。研究人员说,即使是芯片制造商也没有钥匙。 

芯片包括四个晶体管,由2D晶体管构成,以掩盖不良的逆向行为。

其结果是实现了一种不能用光学逆向工程的设备。研究人员在他们的论文中继续表明,即使在低至0.2 V的电源电压下工作,这些晶体管也能正常工作。 

普渡大学的研究人员说,他们的伪装方法是第一种通过掩盖晶体管类型而超越电路水平的伪装方法。尽管这可能不会消除所有盗版问题,但绝对可以肯定的是,绝对是一个可以显著降低逆向工程风险的方案。

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