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本文提出一种基于二进制环学习错误(Ring Learning With Errors, RLWE)算法的逻辑锁定方案,并将其实现在RISC-V系统级芯片(SoC)设计中。与传统的逻辑锁定方法需要向用户提供原始锁定参数不同,本方案通过同态加密技术保护特权切换过程中的关键逻辑路径,从而避免敏感参数直接暴露。具体而言,该方案在SoC的硬件层面实现了一个锁定模块,该模块负责在特权模式切换时对关键控制信号进行加密验证。实验结果表明,该锁定模块消耗了3519个查找表(LUT)和2645个寄存器,相对于基线系统,整体面积开销为6.0%的LUT和6.9%的寄存器。解锁过程大约需要2.6微秒,带来中度性能影响,主要影响系统级操作,而对用户级计算效率的影响较小。本研究的主要贡献在于提出了一种结合同态加密与逻辑锁定的新型硬件IP保护方法,能够在确保安全性的同时控制开销,适用于对安全性要求较高的嵌入式系统与物联网设备。该技术为SoC设计中的硬件安全防护提供了一种新思路,尤其适合需要保护特权边界和敏感逻辑的场景。对于硬件设计人员和安全研究人员,该论文提供了详细的实现细节和性能评估数据,有助于理解同态加密在硬件防护中的实际应用潜力。
💡 推荐理由: 该研究展示了同态加密在硬件安全中的实际应用,所提出的逻辑锁定方案能够在保护SoC关键逻辑的同时控制开销。对于安全工程师,理解该方法有助于评估供应链中的硬件信任,并在设计安全芯片时借鉴其思路,同时需关注解锁机制在真实系统中的安全性与可用性。
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