#PDR

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👥 作者: Liangtao Dai, Yimin Gao, Melika Morsali, Mircea R. Stan

本文针对硬件信息流(information-flow)的形式化验证中可扩展性不足的问题,提出了一种名为“受保护等价谓词”(Guarded Equivalence Predicates)的方法。在硬件安全验证中,自组合(self-composition)技术将信息流验证转化为两个电路副本之间的安全性质检查,产生的关系性证明义务对通用的属性推演引擎(PDR)而言难以仅从位级逻辑中发现。最近基于PDR的技术利用副本对称性和全局跨副本等价谓词来利用这种重复结构,但当对应内部信号在整个可达状态空间中都不一致时,这些谓词效果有限,且无法捕获仅在特定控制上下文中相关的等式。作者观察到,在硬件信息流验证中,上下文相关关系自然存在:内部信号对可能只需在某个控制阶段、事务窗口、循环状态或协议区域内保持一致。为此,本文引入了受保护等价谓词,将该类关系暴露给PDR。与将提议的上下文等式作为假设不同,验证器将相应的失配条件作为辅助阻塞义务提交。保护条件是从关系性反例归纳(CTI)中通过CTI局部提取和状态分裂搜索提取的;只有后端证明不可达的候选者才会影响证明过程。在12个信息流验证基准测试和两个PDR后端的实验中,受保护谓词将两个上下文相关的基准超时转化为在1800秒时限内34.2-89.5秒内完成的证明,并在其他基准上将证明时间最多减少10.8倍。该方法为硬件安全验证提供了一种系统性的可扩展策略,尤其适用于需要检查不同运行轨迹下数据流一致性的复杂控制逻辑。

💡 推荐理由: 硬件信息流泄漏(如侧信道攻击)是严重的安全威胁。本文提出的形式化验证方法能显著提升PDR引擎在复杂控制上下文下的证明效率,直接帮助硬件安全工程师更早发现设计中的秘密依赖缺陷。

🎯 建议动作: 研究跟进

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