硬體安全

在本課程中，我們將從硬體角度研究安全性和信任問題。完成課程後，學生將了解當前數位系統設計流程中的漏洞以及對這些系統的實體攻擊。他們將了解安全性始於硬體設計，並熟悉建立安全可信任硬體的工具和技能。

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製作方

馬里蘭大學帕克分校 The University of Maryland

馬里蘭大學是該州的旗艦大學，也是全國傑出的公立研究型大學。研究、創業和創新方面的全球領導者。

這所大學有超過37,000名學生，9,000名教師和教職員以及 250 個學術計畫。教師中出現過三位諾貝爾獎得主、三位普利策獎獲得者，且有 47 名美國國家學院協會成員和幾十名富布賴特( Fulbright )學者。該機構有18億美元的營運預算，保證從外部獲得5億美元的研究經費。最近完成了10億美元的籌資活動。

你將獲得的技能：

蒙哥馬利模乘	側頻道攻擊	硬體設計
加密硬體

字幕：有簡中字幕

第 1 週數位系統設計：基礎知識和漏洞

要學習硬體安全，我們首先需要了解硬體是如何設計的。本週的講座概述了數位邏輯設計的基礎知識，在大多數學校，這是一門面向大一和大二學生的學期課程。我們絕不可能涵蓋所有材料。我們在這裡提供的是你需要了解的關於數位設計的最基本知識，以便你繼續學習硬體安全。

第 2 週設計知識產權保護

身為硬體設計者或公司，您希望保護自己的設計智慧財產權（IP）不被濫用（使用者、競爭對手、矽代工廠等）。我們將介紹如何在設計過程中建立這種保護，以作為支持執法保護的證據。希望您了解第 1 週中涉及的基本數位邏輯設計知識。我們將使用幾個 NP 難問題作為例子來說明智慧財產權保護的概念。這些問題（圖頂點著色問題和圖分割問題）將在講座中介紹，您無需了解 NP-complete（NP-完全）的概念。

第 3 週實質攻擊和模組化指數

本週您將學習物理攻擊的基本知識：什麼是物理攻擊、誰是攻擊者、他們的動機是什麼、他們如何攻擊您的系統（從硬體）、他們需要什麼樣的技能/工具/設備才能攻破您的系統等。您還將了解有哪些可用的應對措施。您還將了解系統安全等級和防篡改等級是如何定義的，以及如何透過設計確保系統安全的一些一般指導原則。在第二部分中，你將學習一個有用的數學運算–模組化指數運算。它在現代密碼學中被廣泛使用，但計算成本很高。您將看到在執行這種運算時如何引入安全漏洞，從而使數學上合理的密碼基元變得可破解。這對你下週學習側頻道攻擊也很重要。

第 4 週側頻道攻擊與對策

本週，我們將重點關注側頻道攻擊（SCA）。我們將深入研究以下 SCA：快取攻擊、功率分析、定時攻擊和掃描鏈攻擊。我們也將學習軟體、硬體和演算法設計的可用對策。

第 5 週硬體木馬檢測和可靠的 IC 設計

本週我們將學習硬體木馬和可信任積體電路 (IC) 設計。硬體木馬是出於惡意目的對電路進行的添加或修改。它已成為可信任積體電路設計中最危險、最具挑戰性的威脅之一。我們將根據不同的標準對硬體木馬進行分類，解釋硬體木馬的工作原理，然後介紹一些現有的檢測方法。我們將可信任積體電路定義為完全依照要求執行任務的電路，既不能少也不能多。我們將透過設計空間分析來說明這個概念，並討論幾種實用的硬體木馬防範方法，以促進可信任積體電路的設計。