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COVERT:通过微架构事件的统计激活检测商用现货硬件中的木马

新兴技术 2026-01-21 v1

摘要

商用现货(COTS)硬件,如微处理器,因其相比定制解决方案能减少开发时间和成本而被广泛用于系统设计。然而,从消费者的角度来看,参与COTS组件设计和制造的供应链实体被认为是不可信的,因为它们可能插入隐藏的恶意逻辑或硬件木马(HT)。现有的木马检测解决方案由于COTS组件的黑盒特性以及缺乏黄金模型,在很大程度上不适用。少数相关研究需要昂贵的设备,缺乏可扩展性,并且仅适用于有限类别的木马。在这项工作中,我们提出了一个新颖的、无需黄金参考的信任验证框架COVERT,用于COTS微处理器。该框架通过识别微架构罕见事件,并将激活知识从现有处理器设计迁移到触发高度敏感的节点,从而高效地测试硬件木马植入的存在。COVERT利用大型语言模型自动生成触发罕见微架构事件的测试程序,这些事件可能被利用来开发木马触发条件。通过从公开可用的寄存器传输级实现中推导这些事件,COVERT可以验证继承相同指令集架构的多种COTS微处理器。我们在开源的RISC-V COTS微处理器上评估了所提出的框架,并证明了其在激活组合逻辑和时序逻辑木马触发器方面的高覆盖率,凸显了信任验证的效率。通过从mor1kx Cappuccino OpenRISC处理器设计中剪枝罕见微架构事件,COVERT在作为COTS处理器的or1k Marocchino和PicoRV32上,对最稀有的5%事件实现了超过80%的触发覆盖率。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.11939,
  title  = {COVERT: Trojan Detection in COTS Hardware via Statistical Activation of Microarchitectural Events},
  author = {Mahmudul Hasan and Sudipta Paria and Swarup Bhunia and Tamzidul Hoque},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11939},
  year   = {2026}
}

备注

8 pages, 7 figures, 3 tables