МЕТОДИКА АУТЕНТИЧНОСТИ МИКРОСХЕМ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Владислав А. Рогачев, Павел А. Горбоконенко, Андрей А. Гераськин, Евгений Ф. Певцов

Аннотация


В условиях перестройки и усложнения логистических цепочек поставок ЭКБ существенно возрастает риск поставки контрафактной продукции, что определяет актуальность разработки простых и экономически эффективных методов входного контроля. В настоящей статье предложен неинвазивный метод контроля аутентичности микросхем, основанный на регистрации временных изменений тока потребления в начальный момент времени работы микросхемы, в предположении, что форма тока потребления определяется внутренней структурой микросхемы, и аналоговыми параметрами интегральных полупроводниковых структур каждой отдельной микросхемы даже в пределах одного типономинала. В качестве объектов исследования выбраны коммерческий микроконтроллер STM32F107 и его бинарно совместимый аналог GD32F107. Для каждого образца было проведено 100 измерений тока потребления. Для оценки корреляции полученных измерений использовался метод косинусного сходства. Результаты показали, что при многократных измерениях одного образца STM32F107 математическое ожидание корреляции составляет 0,975, что подтверждает высокую повторяемость тока потребления, и позволяет рассматривать его как характерный отклик данной микросхемы. При перекрёстном анализе 10 образцов STM32F107 математическое ожидание корреляции достигает 0,802, что может служить референтным значением для оценки аутентичности. Также была показана применимость данного метода при выявлении несоответствия с бинарно совместимой микросхемой GD32F107. В случае перекрестного корреляционного анализа измерений тока потребления образца STM32F107 и GD32F107 продемонстрирована математическое ожидание корреляции в -0,298, что позволяет сделать вывод о значительном расхождении внутренней структуры. Полученные результаты применимы для выявления контрафактных интегральных схем как в рамках крупносерийного производства, так и при создании единичных образцов аппаратуры.

Ключевые слова


технологическая однородность, микроконтроллер, косинусное сходство, ток энергопотребления.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Рыков, И. Как выявить контрафактные электронные компоненты? Технологии в электронной промышленности. 2013, № 4(64), с. 38–42. – EDN: QASLLD.

2. Покатаева, Е., Петровская Е. Импортозамещение и обеспечение качества. Электроника: Наука, технология, бизнес. 2018, № 4(175), с. 34–41. DOI: 10.22184/1992-4178.2018.175.4.34.41. – EDN: UQEFZS.

3. Дураковский, Анатолий П.; Кессаринский, Леонид Н.; Ширин, Алексей О. Развитие терминологии нормативной базы испытаний на выявление признаков контрафакта в изделиях электронной компонентной базы аппаратуры объектов критической информационной инфраструктуры. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 27, № 1, с. 19–27, 2020. ISSN 2074-7136.
DOI: 10.26583/bit.2020.1.02. – EDN: DNXOAT.

4. Guin, Ujjwal, Daniel DiMase, and Mohammad Tehranipoor. Counterfeit integrated circuits: Detection, avoidance, and the challenges ahead. Journal of Electronic Testing 30 (2014): 9–23.
DOI: 10.1007/s10836-013-5430-8.

5. Гребенщиков, П. Выявление контрафактной продукции в области микроэлектроники. Экономика: НТБ. 2019, c. 172–174. DOI: 10.22184/1992-4178.2019.187.6.172.174. – EDN: NSLVPC.

6. Кессаринский, Леонид Н. et al. Выявление признаков контрафакта в изделиях электронной компонентной базы в аспекте обеспечения промышленной кибербезопасности. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 26, № 2, с. 117–128, 2019. ISSN 2074-7136. DOI: 10.26583/bit.2019.2.09. – EDN: BNTVSO.

7. Shahbazmohamadi, Sina, Domenic Forte, and Mark Tehranipoor. Advanced physical inspection methods for counterfeit IC detection. International Symposium for Testing and Failure Analysis. V. 30927. ASM International, 2014. DOI:10.31399/asm.cp.istfa2014p0055.

8. Kim, Taeyoung, et al. Detection of counterfeited ICs via on-chip sensor and post-fabrication authentication policy. Integration 63 (2018): 31–40. DOI: 10.1016/j.vlsi.2018.05.002.

9. Yang, Kun, Domenic Forte, and Mark Tehranipoor. An RFID-based technology for electronic component and system counterfeit detection and traceability. IEEE International Symposium on Technologies for Homeland Security (HST). IEEE, 2015.
DOI: 10.1109/THS.2015.7225279.

10. Roy, Sourav, et al. Recycled Counterfeit Chips Detection for AMS and Digital ICs Using Low-Area, Self-Contained, and Secure LDO Odometers. Journal of Hardware and Systems Security 8.3 (2024): 145–159.
DOI: 10.1007/s41635-024-00152-8.

11. Nechiyil, Aditya, Robert Lee, and Gregg Chapman. A Rapid, Non-Destructive Method to Detect Counterfeit Integrated Circuits Using a Resonant Cavity System. Instruments (2410-390X) 8.3 (2024).
DOI: 10.3390/instruments8030037.

12. Safa, Maryam Saadat, Tahoura Mosavirik, and Shahin Tajik. Counterfeit chip detection using scattering parameter analysis. 26th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits and Systems (DDECS). IEEE, 2023.
DOI: 10.1109/DDECS57882.2023.10139623.

13. Ahmed, Mosabbah Mushir, et al. Authentication of microcontroller board using non-invasive em emission technique. IEEE 3rd International Verification and Security Workshop (IVSW). IEEE, 2018.
DOI: 10.1109/IVSW.2018.8494883.

14. STMicroelectronics. RM0008 Reference manual: STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx advanced Arm®-based 32-bit MCUs. URL: https://www.st.com/.../rm0008... (дата обращения: 2.04.2025).

15. GigaDevice. GD32F10x User Manual (Rev. 2.9). URL: https://www.gigadevice.com.cn/... (дата обращения: 2.04.2025).




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.2.11

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.