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👥 作者: Andrew B. Kahng, Yiting Liu

本文针对现代VLSI物理设计(PD)知识产权(IP)保护问题,提出了一种名为PDMarks的Kerckhoffs合规水印框架。物理设计IP包含优化后的单元布局、时钟分配和布线决策,是芯片设计流程的核心资产。随着PD工具的可访问性增加,未经授权重用布局布线数据库的风险日益突出。现有PD水印方法要么仅保护单一设计阶段,要么依赖隐藏的构造细节,在面临白盒攻击者时存在安全隐患。PDMarks的安全性仅依赖于一个32字节的秘密密钥,符合Kerckhoffs原则。该框架在物理设计流程的多个阶段(包括布局、时钟树综合(CTS)和布线)嵌入所有权水印。所有水印实例和目标值均通过HMAC-SHA256从密钥确定性派生,确保嵌入和验证的一致性。PDMarks已集成到OpenROAD-flow-scripts开源流程中。基于NanGate45和ASAP7工艺库的实验表明,与现有方法相比,PDMarks在保持相同或更小的PPA(功耗、性能、面积)开销的同时,提供了更强的所有权证明。所有评估设计的近似联合全阶段巧合概率低于10^{-32},表明水印的唯一性极强。错误密钥和攻击评估显示,错误密钥无法重现完整的所有权证明,且破坏水印需要广泛扰动受保护实现。该工作为物理设计IP保护提供了一种高效、安全且可验证的水印方案。

💡 推荐理由: 硬件IP盗版是半导体供应链中的严重安全问题。PDMarks提供了一种白盒攻击下安全的多阶段水印方案,使版图所有权可验证,且不依赖隐藏细节,为IP保护建立了新标准,对芯片设计公司、代工厂及相关安全审计方具有重要参考价值。

🎯 建议动作: 研究跟进

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