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👥 作者: Xiao Tan, Cynthia Sturton

本文提出 CHARGE,一个面向硬件安全验证的自动化框架,利用 CWE(Common Weakness Enumeration)层次结构和大型语言模型(LLM)为未经验证的 RTL(寄存器传输级)模块自动生成安全属性(SystemVerilog Assertions, SVA)。其核心创新在于利用 CWE 条目的层次化语义进行推理,从而在未验证的 RTL 模块中更准确地识别安全关键资产(security-critical assets),并基于识别出的资产与 CWE 语义推断期望的安全行为,生成对应的安全属性。该方法避免了对受信任设计规格说明的依赖,显著减少了人工工程投入。作者在 Hack@DAC18、19 和 21 三个开源 SoC 设计上使用 OpenAI 的 GPT-4.1 进行评估,结果显示 CHARGE 成功检测出这些设计中 42 个已知漏洞中的 27 个。对于 Hack@DAC21 的 OpenPiton SoC,89% 的生成断言能够在 Cadence JasperGold FPV 中运行,且 92.2% 的断言非空(non-vacuous)。与现有开源手工编写的属性集相比,CHARGE 能针对其中 3 个手工属性写错的漏洞正确生成属性;此外,CHARGE 生成的属性还在 Hack@DAC21 OpenPiton SoC 中发现了一个先前未被识别的新漏洞。该研究展示了 LLM 和 CWE 知识在硬件安全验证中的潜力,为自动生成安全属性提供了新的思路,适合硬件安全研究人员、SoC 设计验证工程师以及关注 LLM 在安全自动化中应用的从业者阅读。

💡 推荐理由: 硬件漏洞难以发现且修复成本高,传统属性生成依赖设计规格或人工经验。CHARGE 利用 CWE 层次结构和 LLM 自动从 RTL 中生成安全断言,并能在真实 SoC 中发现新漏洞,为自动化硬件安全验证提供了可落地的新方法。

🎯 建议动作: 研究跟进

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