有效防止FPGA設(shè)計(jì)被克隆的技術(shù)

可以在器件正常工作時(shí)，將熱電偶以良好熱接觸的方式放置在封裝頂部來檢測(cè)DesignTag代碼，如圖3所示。熱量讀取數(shù)據(jù)被輸入進(jìn)DesignTag閱讀軟件，并進(jìn)行解密。完成代碼識(shí)別的檢測(cè)時(shí)間需要數(shù)分鐘，系統(tǒng)可以檢測(cè)和區(qū)分同一器件中的多個(gè)標(biāo)記。

圖3：用熱電偶檢測(cè)熱信號(hào)。

不良條件可能增加檢測(cè)時(shí)間，但內(nèi)部算法會(huì)隨著采樣量的增加而使可靠性增加(圖4)。如果閱讀工作在靜止空氣中進(jìn)行，獲取時(shí)間則可以縮短。由于加電而導(dǎo)致DUT自身的散熱不會(huì)阻止標(biāo)記的檢測(cè)。可能延長檢測(cè)時(shí)間的因素包括：熱不穩(wěn)定狀態(tài)，探針與封裝之間接觸不良，或一個(gè)設(shè)計(jì)中有多個(gè)代碼。

圖4：信號(hào)被累積和處理，直到取得很高的把握性。

DesignTag可以支持所有流行的封裝類型。不過目前DesignTag不推薦用于散熱器或采取強(qiáng)制制冷的場合。

Algotronix公司推薦使用Pico科技公司帶熱電偶的TC-08數(shù)據(jù)記錄儀。其它設(shè)備正在評(píng)估中。TC-08已包含在DesignTag入門套件中，套件中還包含有閱讀器軟件、安裝有FPGA和5個(gè)有效DesignTag代碼的評(píng)估板(圖5)。閱讀器軟件可在運(yùn)行Windows(XP或Vista)的PC上運(yùn)行。

圖5：入門級(jí)套件包括數(shù)據(jù)記錄儀、軟件、評(píng)估板和5個(gè)唯一代碼。

分析攻擊DesignTag的企圖

任何反剽竊機(jī)制的最重要特性之一是識(shí)別、刪除或去激活身份標(biāo)記的難度。潛在偷竊者要解決的第一個(gè)問題是判斷盜版代碼中是否包含DesignTag。微小的熱信號(hào)包含有64位代碼，必須使用DSP和解密技術(shù)才能檢測(cè)出來。擴(kuò)展代碼被用來控制采用線性反饋移位寄存器(LFSR)這類電路的熱發(fā)生器。

擴(kuò)展代碼發(fā)生電路基于唯一的‘標(biāo)記ID’，就像是密鑰一樣，其中每個(gè)密鑰可導(dǎo)致不同的偽噪聲序列。DesignTag閱讀軟件可以識(shí)別公開代碼，但沒有基礎(chǔ)知識(shí)和授權(quán)，軟件是無法檢測(cè)私有代碼的，這些代碼將保持隱秘狀態(tài)。

各種形狀的標(biāo)記波形是偽隨機(jī)的。這些代碼通過重復(fù)的功率循環(huán)和關(guān)聯(lián)被觀察信號(hào)能夠挫敗那些解碼信號(hào)的企圖。

另外一種可能的攻擊方式是獲得多個(gè)DesignTag IP內(nèi)核，并在比特流或加密的網(wǎng)表級(jí)對(duì)它們進(jìn)行比較，以便觀察哪些特殊源碼被修改過，并假設(shè)這些特殊源碼對(duì)應(yīng)的就是標(biāo)記代碼比特。為了挫敗這種攻擊，標(biāo)記IP內(nèi)核的許多內(nèi)容以隨機(jī)方式加以改變，從而在任意兩個(gè)標(biāo)記實(shí)例之間形成巨大數(shù)量的差異。