비트스트림 역공학을 활용한 FPGA 하드웨어 악성기능 탐지 기법 연구
A Study of FPGA Hardware Trojan Detection Using Bitstream Reverse-Engineering
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
FPGA 시스템 개발 과정에서 삽입될 수 있는 하드웨어 악성기능은 전력 소모, 정보 유출 등 심각한 피해를 초래할 수 있으므로 이에 대한 탐지가 필수적으로 수행되어야 한다. 대표적인 하드웨어 악성기능 탐지 기법으로는 부채널 분석과 로직 테스팅 기법이 있으나, 비트스트림 형태로 삽입되는 하드웨어 악성기능의 경우에는 이러한 방법으로 탐지하기 어렵다. 따라서 기존 탐지 기법을 보완하기 위해서는 FPGA 비트스트림으로부터 구현된 회로의 기능을 역공학하여 하드웨어 악성기능을 탐지할 필요가 있다. 본 논문에서는 하드웨어 악성기능 탐지를 위해 FPGA 비트스트림을 역공학하는 방법을 제안하고, 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 방법의 성능을 평가한다.
Abstract
The hardware Trojan that can be loaded into an FPGA-based system during the development phase is a serious security problem. The conventional hardware Trojan detection techniques, such as side channel analysis and logic testing, are widely used, however, a hardware Trojan which is inserted as the form of the bitstream can evade those detection mechanisms. Therefore, to detect hardware Trojan, a reverse-engineering of bitstream has to be considered to analysis the functionality of the implemented circuit. In this study, we examine the method for reverse-engineering the LUT information from the FPGA bitstream to the form of Boolean equation, and evaluate the performance of the proposed method.
참고문헌 (12)
- S. Bhunia, "Hardware Trojan attacks : Threat analysis and countermeasures", Proceedings of the IEEE, 102(8), pp.1229~1247 (2014)
- A.P. Johnson, "Remote dynamic clock reconfiguration based attacks on Internet of Things applications", Proceedings of the Euromicro Conference on Digital System Design, pp.431~438 (2016)
- R.S. Chakraborty, "Hardware Trojan insertion by direct modification of FPGA configuration bitstream", IEEE Design & Test, 30(2), pp.45~54 (2013)
- J.-B. Note, "From the bitstream to the netlist", Proceedings of the International Conference on Field Programmable Gate Array, pp.264~264 (2008)
- F. Benz, "BIL:A toolchain for bitstream reverse-engineering", Proceedings of the International Conference on Field Programmable Logic and Applications, pp.735~738 (2012), IEEE
- Z. Ding, "Deriving an NCD file from an FPGA bitstream:Methodology, architecture and evaluation", Microprocessors and Microsystems, 37(3), pp.299~312 (2013)
- 윤정환, "BIL 비트스트림 역공학 도구 개선 연구", 정보보호학회논문지, 28(5), pp.1225~1231 (2018), 한국정보보호학회[DOI]
- 장재동, "FPGA의 Hardware Trojan 대응을 위한 기계학습 기반 탐지 기술 연구", 인터넷정보학회논문지, 21(2), pp.109~119 (2020), 한국인터넷정보학회[DOI]
- T. Zhang, "A comprehensive FPGA reverse engineering tool-chain: From bitstream to RTL code", IEEE Access, 7, pp.38379~38389 (2019)
- "TrustHub" (2021)[URL]
- A. Waksman, "FANCI:Identification of stealthy malicious logic using Boolean functional analysis", Proceedings of the ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security, pp.697~708 (2013)
- J. Zhang, "Detrust:Defeating hardware trust verification with stealthy implicitly-triggered hardware Trojans", Proceedings of the ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security, pp.153~166 (2014)