Bối cảnh lý thuyết:

• Ngành bán dẫn ngày càng phụ thuộc vào gia công và tái sử dụng IP, dẫn đến nguy cơ vi phạm bản quyền, giả mạo, và cài Trojan phần cứng.
• - Ngụy trang mạch là biện pháp chủ động chống kỹ thuật đảo ngược, bằng cách thay thế một phần cổng logic bằng các cổng ngụy trang có chức năng giống nhau nhưng hình dạng giống nhau.
• - Tấn công SAT là phương pháp mạnh nhất để giải mã mạch ngụy trang, nhưng gặp vấn đề về khả năng mở rộng.

Phương pháp đề xuất:

• Phân vùng mạch thành các mô-đun độc lập (IM) bằng thuật toán DFS và xây dựng đồ thị không hướng từ các MFIC (Maximum Fan-in Cone).
• - Áp dụng phân cụm k-medoids trong các IM lớn để chia thành các cụm có “liên kết nội bộ cao” và “liên kết giữa cụm thấp”.
• - Đề xuất chiến lược tránh xung đột: chỉ thực hiện giai đoạn 1 (tìm tập mẫu đầu vào phân biệt) trong từng cụm, sau đó hợp nhất để thực hiện giai đoạn 2 (tìm hoàn chỉnh đúng) ở cấp độ IM.
• - Chứng minh lý thuyết rằng hợp nhất các tập mẫu phân biệt từ các cụm là đủ để giải mã toàn bộ IM.

Kết quả thực nghiệm:

• Thử nghiệm trên bộ điều khiển vi xử lý OpenSparc T1 với 6 mạch con: ifuDcl, ifuIfq, lsuStbRw, lsuExcp, fpuDiv, tluMmu.
• - Giảm số điều khoản SAT hơn 50%, số biến hơn 63%, số vòng lặp hơn 45%.
• - Tăng tốc độ tấn công trung bình 3.6 lần, tối đa 10 lần so với công cụ SAT tốt nhất hiện có.
• - Hiệu quả tăng lên khi số lõi xử lý tăng từ 2 lên 8, đặc biệt khi số cổng ngụy trang lớn.

Hàm ý ứng dụng:

• Phương pháp có thể mở rộng cho các loại tấn công khác như brute-force hoặc kiểm thử IC, nếu có chiến lược tránh xung đột phù hợp.
• - Gợi ý hướng phòng thủ mới: thiết kế mạch ngụy trang sao cho không thể phân vùng hiệu quả, ví dụ tạo MFIC siêu lớn hoặc liên kết chặt.

Kết luận:

Phương pháp phân vùng hai cấp và tránh xung đột giúp tấn công SAT hiệu quả hơn, mở ra hướng mới trong nghiên cứu bảo mật phần cứng và bảo vệ IP. Kết quả thực nghiệm cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế.