基于不可见反转的硬件Trojan：标准单元库的可投放性分析
密码学与安全
2026-03-24 v1
摘要
在 S&P 2023 上，Puschner 等人公开了一个valuable的数据集，用于硬件Trojan检测研究。该数据集包含四个不同数字集成电路(IC)的扫描电子显微镜(SEM)图像，这些IC在逐渐缩小的半导体工艺节点上制造。Puschner 等人报告称，特征尺寸会影响Trojan检测性能，但他们无法将由插入策略或图像质量下降引起的效应与由底层标准单元库本身固有属性引起的效应区分开来。然而，区分这些原因对于理解改进工具(例如更高分辨率的成像设备)是否能消除观察到的技术偏差，或是否存在针对隐蔽硬件Trojan的本质性脆弱性至关重要。本文我们深入分析了S&P 2023数据集，以回答这些问题。我们首先表明，利用Puschner 等人的方法度量，建立这种区分确实困难。随后我们设计了替代度量，以更有意义地评估和比较标准单元库的潜在脆弱性。我们发现不同被评估的库之间存在明显差异。然而，在所有情况下，我们都识别出实现不同逻辑功能的单元在SEM图像中是视觉上不可区分的。我们利用这一特性构建了隐蔽的、基于标准单元的硬件Trojan，并提出了一个具体案例研究：在Ibex RISC-V核心上实现的特权提升后门。我们的结果表明，标准单元库可以——并且应该——被评估其潜在的“Trojanizability”，我们提出了实用的防御措施。
引用
@article{arxiv.2603.21294,
title = {Hardware Trojans from Invisible Inversions: On the Trojanizability of Standard Cell Libraries},
author = {Kolja Dorschel and René Walendy and Lukas Plätz and Thorben Moos and Christof Paar and Steffen Becker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21294},
year = {2026}
}