一种面向序列密码的混合粒度并行运算单元

针对可重构密码处理器对于不同域上的序列密码算法兼容性差、实现性能低的问题,该文分析了序列密码算法的多级并行性并提出了一种反馈移位寄存器(FSR)的预抽取更新模型。进而基于该模型设计了面向密码阵列架构的可重构反馈移位寄存器运算单元(RFAU),兼容不同有限域上序列密码算法的同时,采取并行抽取和流水处理策略开发了序列密码算法的反馈移位寄存器级并行性,从而有效提升了粗粒度可重构阵列(CGRA)平台上序列密码算法的处理性能。实验结果表明与其他可重构处理器相比,对于有限域(GF)(2)上的序列密码算法,RFAU带来的性能提升为23%～186%;对于GF(2u)域上的序列密码算法,性能提升达约66%～79%,且面积效率提升约64%～91%。     

基于多维结构特征的硬件木马检测技术

硬件木马是第三方知识产权(IP)核的主要安全威胁,现有的安全性分析方法提取的特征过于单一,导致特征分布不够均衡,极易出现较高的误识别率.该文提出了基于有向图的门级网表抽象化建模算法,建立了门级网表的有向图模型,简化了电路分析流程;分析了硬件木马共性特征,基于有向图建立了涵盖扇入单元数、扇入触发器数、扇出触发器数、输入拓扑深度、输出拓扑深度、多路选择器和反相器数量等多维度硬件木马结构特征;提出了基于最近邻不平衡数据分类(SMOTEENN)算法的硬件木马特征扩展算法,有效解决了样本特征集较少的问题,利用支持向量机建立硬件木马检测模型并识别出硬件木马的特征.该文基于Trust_Hub硬件木马库开展方法验证实验,准确率高达97.02％,与现有文献相比真正类率(TPR)提高了13.80％,真负类率(TNR)和分类准确率(ACC)分别提高了0.92％和2.48％,在保证低假阳性率的基础上有效识别硬件木马.     

氨冰机联锁系统问题分析与对策

分析了合成氨分厂冷冻工段5台氨冰机仪表联锁系统存在的问题,结合已有的维护经验,选用适宜的测量元件和数采运算控制单元,优化硬件结构和控制程序,使改造后的仪表联锁系统具有更高的安全性、可靠性及可维护性。     

制氧工序控制系统频繁故障的原因分析与解决方案

通过对制氧工序控制系统硬件频繁损坏、顺控程序异常停运的分析与研究,提出了控制系统的"环境适应性"问题.指出制氧工序控制系统虽是一套优秀的控制系统,但已不适宜在这样的环境中继续使用或选用.制氧工序选用ECS-700控制系统,从硬件配置、工程项目实施及控制方案组态等进行了全面优化,系统投运当年,在同等条件下,通过操作优化,...     

工业控制系统网络安全防护体系建设研究

工业控制系统是国家关键基础信息系统,其安全性已提升到国家战略层面。随着工业化与信息化的深度融合,智能制造技术将打破传统的人机物协同边界,工业控制系统将直接面对来自网络的安全威胁。结合工业控制系统遭遇的网络病毒攻击事件,对照《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》的通用要求,对工业控制系统的特性和面临的网络安全威胁进行了研究。提出了构建从通信网络、区域边界到计算环境的多层级、多层次安全防护,对网络监测运营平台和安全管理中心进行系统监控与管理的纵深防护体系。初步建成的工业控制系统网络安全防护体系经过网络安全等级保护测评与实践验证,可有效应对多种新型网络攻击、防止恶意软件的破坏、阻止恶意报文的传输,从而保护工业控制系统的安全运行。同时,工业控制系统遭遇网络病毒攻击后的应对措施及经验,对实战防御研究及防护体系的建设完善具有借鉴和指导意义。     

基于塔域的通用循环移位掩码设计方法

该文分析了塔域的运算特性,提出了基于塔域分解的非线性变换实现方法,设计了求逆运算的随机掩码方案,利用循环移位对随机掩码进行移位变换,形成了基于塔域的循环移位随机掩码方案,实现了所有中间值的随机化隐藏,提高了算法的抗能量攻击能力.该文在高级加密标准(AES)算法上进行验证,利用T-test和相关性分析对掩码方案进行安全性评估.该掩码方案无明显信息泄露点,可有效抵抗相关性攻击,另外较现有文献的掩码方案,资源开销更小,通用性更好.     

基于PUF的JTAG安全认证架构

针对So C的安全调试需求,提出基于SRAM-PUF的JTAG安全认证架构。分析HMAC认证协议的安全性,建立基于SRAM-PUF的密钥生成模型,提出基于模糊提取器的密钥注册和重构算法,形成基于SRAM-PUF的密钥生成器;融合HMAC协议和JTAG协议,提出基于HMAC的安全JTAG调试协议,设计JTAG扩展认证指令;基于RISC-V处理器搭建So C安全JTAG验证平台。实验结果表明,该安全JTAG架构能够有效抵御典型JTAG攻击方式,在55nm工艺下的面积开销仅增加73.148KGates,最大时钟频率可达400 MHz。     

基于FPGA的空间矢量脉宽调制算法的设计

在一些高性能的运动控制系统中,需采用处理速度快、处理数据量大、高可靠性和高实时性的底层信号算法。通过对空间矢量脉宽调制（SVPWM）原理和算法的分析,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的SVPWM信号发生器的设计方案,介绍SVPWM模块的FPGA生成方法,并在FPGA上得到了具体的验证和实现。该设计利用SVPWM算法和FPGA的优点,使SVPWM算法不仅易于实现数字化和实时控制,而且直流电压利用率高、控制性能好,对设计高性能的运动控制系统有重要的应用价值。     

CORDIC算法在永磁同步电机的位置处理上的应用

在永磁同步电机的变频调速系统中,电机转子位置的检测和处理准确与否直接影响整个控制系统的精度。提出一种基于FPGA的电机转子位置定位和处理方法,通过检测复合式增量编码器的A、B、Z、U、V、W 6路信号,经过四倍频及判向电路、位置检测及变换、CORDIC处理器,可精确得到当前电机转子角度位置的正余弦值。实验证明:位置检测与处理模块可以准确地检测到实时转子的位置,误差只有0.144°;快速准确处理电机转子的角度值;在硬件平台上实现了算法,效率高、效果好、硬件资源消耗少,为矢量控制的坐标变换模块提供精确的输入,提升了整个伺服系统的性能。     

基于遗传算法的少态节点活性提升方法

为了进一步提高对硬件木马的识别水平,利用遗传算法的全局搜索能力,提出基于遗传算法的少态节点活性提升方法,以少态节点的翻转次数代表活性,寻找能提升少态节点活性的测试向量集. 在测试向量激励下,将被测电路中少态节点的翻转次数作为适应度,在整个测试向量空间内进行选择、交叉和变异操作,并比较父代与子代适应度,保留适应度较大的向量集,最终达到迭代终止条件,生成优化的测试向量集.以ISCAS'85基准电路c3540为研究对象进行仿真验证,实验结果表明,在算法运行前,以1 000个向量为输入时,电路所有非少态节点的翻转次数之和为155 158,少态节点的翻转次数之和为117;在算法运行后,以1 000个向量为输入时,电路所有非少态节点的翻转次数之和为157 146,少态节点的翻转次数之和为882. 遗传算法生成的测试向量组将少态节点的翻转率提高了7.54倍,并将相对翻转率提升了7.44倍.