基于电磁侧信道跨尺度持久性分析的参考无关式始终打开硬件Trojan检测
密码学与安全
2026-03-18 v1
摘要
始终打开的硬件Trojan 对于集成电路信任构成严重挑战，因为它们在正常运行期间保持激活，在没有可信金色参考的情况下的后部署检测困难。本文提出了一种基于电磁 (EM) 侧信道跨尺度持久性分析的参考无关检测框架，针对始终打开的寄生硬件行为。该方法分析 EM 辐射在多个时间-频率分辨率下的稳定性，构建捕获其在重复执行期间保持一致性的谱特征的稳定性图。使用基于高斯混合模型 (GMM) 的贝叶斯信息准则 (BIC) 基于模型选择来描述每个尺度上的统计结构。我们引入了跨尺度饱和、可变性和中位数混合复杂度指标，用于量化统计结构是自然演化还是保持跨尺度持久锚定。实验结果表明，Trojan 免费设计表现出与瞬态开关行为一致的尺度依赖可变性，而始终打开的Trojan 则产生持久的统计信号以抑制跨尺度演化。此外，不同的Trojan 类型，如关联工作负载泄漏信息的Trojan 和独立晶体振荡器Trojan，都呈现出不同的持久性模式。这些发现表明，跨尺度持久性为无监督、参考无关式的始终打开硬件Trojan检测提供了可解释且稳健的保证信号。
引用
@article{arxiv.2603.16058,
title = {Cross-Scale Persistence Analysis of EM Side-Channels for Reference-Free Detection of Always-On Hardware Trojans},
author = {Mahsa Tahghigh and Hassan Salmani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.16058},
year = {2026}
}
备注
Accepted at the IEEE Dallas Circuits and Systems Conference (DCAS)