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解读FPGA设计的安全性
来源:dafa娱乐场网页版    发布时间:2020-10-19 00:02:03

dafa娱乐场网页版-与开发成本高的ASIC相比,FPGA的可重复编程性能受到了系统设计者的关注。 此外,FPGA的性能和功能也更强大,包括32位硬处理器、SERDES、DSP块和高性能模块。 现在的低成本FPGA也能适应大量的应用。

设计师使用FPGA需要产品上市晚(市场拒绝延长产品上市时间)以适应市场需求和远程改版的市场需求。 但是,如果您外包设备生产、现场改版和固件远程重建,FPGA可能会成为拷贝、克隆和正版。

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这对一些企业来说是非常严重的问题。 有些算法对于维持企业的竞争优势是必不可少的,因为外包有可能让别人利用这些算法。 因此,考虑FPGA设计的安全性是最重要的。 FPGA有基于SRAM、必须在外部引线设备上安装的易用FPGA、安装在内存上不需要外部引线设备的非易用FPGA两种。

基于SRAM的FPGA都是困难的设备。 关闭电源后,装备将被拆除,因此必须在设备工作之前重新定位设备。

这种设备可以通过JTAG端口编程,用于处理器或SPI或段存储器。 安全性方面很弱。 系统接通电源后,盗版者可以很容易地提供FPGA的比特流。

鼓励Flash和保险丝FPGA的所谓非易失性设备,接通电源后可以编程,因此必须用于任何外部存储器。 这些设备享有最高级别的安全保护。 但是,反熔丝FPGA受到以下两个制约:1)不能重新编程。

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2 )它们的性能和内存容量受到限制。 FlashFPGA和SRAMFPGA可以重复编程。 正版的不道德可分为几种类型。 “克隆”拷贝系统组件的不道德行为甚至不需要传达内部逻辑。

通过阻止FPGA的比特流和副本,可以很好地克隆低成本的SRAMFPGA。 “逆向工程”必须解读FPGA的逻辑功能,展开变更以满足盗版者的需要。

盗版者可以分析没有维护的比特流复制原始设计,解剖学设备可以分析其内容。 另一种通常使用的正规手段是“生产顾客购买量多的系统,向市场销售多才多艺的系统,但专利持有人不能由此获得收益,没有办法阻止不择手段的承包商。 最后正版的方法是“盗窃服务”,盗版者根据密码系统的安全设定接受卫星电视节目等特定的服务。 控制正版可以使用各种安全措施。

最简单的方法是使FPGA的部署数据不被请求帮助的保密位。 有了这个保密位,盗版者试图加载部署数据时,朗读的数据全部为零。 所有的FPGA都有这样的维护。 但是,如果引导文件在设备外部,则容易复制。

标准的SRAMFPGA就是这样。 如果部署数据是设备内部,例如非易失性FPGA,则安全位不能得到高的安全效果。 与鼓励保险丝FPGA不同,SRAMFPGA和FlashFPGA可以重复编程,让用户调整和表现FPGA的新功能。

此外,现在还可以远程更改FPGA配置文件以更改系统。 重建对一些应用程序有好处,但由于盗版者可能会阻止并提供新的码流,因此可能会引起安全隐患。

但是,这可以通过在传输时维持比特流来解决问题。 FlashFPGA比SRAMFPGA安全性高,但也有缺点。 这些密度和存储容量受到限制,功能和I/O速度也受到限制。

针对这些缺点,莱斯半导体公司已经开发出了创造性的技术,性能和存储器容量小、低成本的SRAM*能够内部存储重构数据的Flash莱斯独有的flexiFLASH技术,和SRAM和Flash相同的FPGA 数据保护和设备锁定简单系统中的设计安全工程师面临着越来越简单的系统构建难题。 图1FPGA与微处理器连接的系统图1示出了FPGA与微处理器连接的系统。 微处理器通过外部PHY和建立在FPGA内的MAC连接到以太网。

与竞争对手的产品不同,这个微处理器还包括用户逻辑。 FPGA用一个Flash搭载。 Flash和RAM包含微处理器的程序和系统数据。 如果系统必须改版,通过以太网发送数据。

为了维持设计,FPGA数据和比特流是加密的。 但是,发送到微处理器的数据和指令没有进行微调,因此盗版者需要参照这个数据进行复制。

一个可能的解决方案是在FPGA内构建硬微处理器,可以采访FPGA的内部存储器组,但从外部看不到存储器组。 这些内存组可以用来存储最重要的算法和数据。 图2的处理器构建在FPGA中,但图2示出了相同的设计,而处理器构建在FPGA中。

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图2中使用的软微处理器是LatticeMico32。 由于设计师构建了理解扰频器,扰频是机密的。 解扰器允许加密的命令存储在外部存储器中。-dafa娱乐场网页版。

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