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用于芯片安全的基于磁隧道结的集成电路逻辑锁

下一代电子设备可以在其电路中直接内置增强的安全系统,以帮助抵御恶意攻击。KAUST研究人员表明,保护性“逻辑锁”——基于称为自旋电子学的先进电子学分支——可以整合到电子芯片的集成电路中以保护芯片安全。他们的研究发表在IEEEAccess上。

“对基于硬件的安全功能的需求反映了现代电子制造的全球化性质,”来自KAUST的YehiaMassoud解释说。

电子公司通常聘请大型专业化的外部代工厂来生产芯片,这可以最大限度地降低成本,但会给供应链带来潜在的漏洞。电路设计可以简单地被不受信任的代工厂非法复制以生产假冒芯片,或者可以通过将“硬件特洛伊木马”合并到电路中来恶意修改,以某种方式对其行为产生不利影响。

“为了增强对全球化集成电路制造链的信心,现在广泛使用逻辑锁定等安全方法,”DivyanshuDivyanshu博士说。马苏德实验室的学生。为了保护芯片安全,ITL团队基于一种称为磁隧道结(MTJ)的组件设计了一种集成电路逻辑锁。

Divyanshu解释说,逻辑锁定就像密码锁一样工作。除非向锁提供正确的“钥匙”组合信号,否则电路的操作将被扰乱。“锁的钥匙存储在防篡改内存中,确保硬件安全免受多种威胁模型的侵害,”Divyanshu说。

MTJ的逻辑锁定行为基于自旋电子学,这是一种新兴的高级电子学形式。“自旋电子学是一个研究领域,除了它们的电荷外,还利用了称为自旋的电子物理特性,”Massoud解释说。

MTJ的电子输出取决于其中电子的自旋排列。然而,只有当MTJ接收到正确的键信号输入时,它才会为受保护电路产生正确的输出以发挥作用。

Massoud指出,与传统的硅组件相比,基于自旋的设备具有多项优势,包括低工作电压和待机期间无功耗。

“随着制造方法的进步,在芯片设计中使用新兴自旋电子器件结构的可能性增加了,”他补充道。“这些特性使自旋电子设备成为探索硬件安全性的潜在选择。”

该团队的工作表明,自旋电子学可能是逻辑锁定任务的理想选择。“我们的下一步包括在KAUST最先进的制造设施的帮助下,研究其他基于自旋的设备以开发逻辑锁定块,”Massoud说。

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