Аппаратные водяные знаки

Аппаратные водяные знаки , также известные как водяные знаки IP-ядра, представляют собой процесс внедрения скрытых знаков в качестве атрибутов дизайна в саму конструкцию аппаратного обеспечения или IP-ядра. Аппаратные водяные знаки могут представлять собой водяные знаки либо ядер DSP (широко используемых в устройствах бытовой электроники), либо комбинационных/последовательных схем. Обе формы аппаратных водяных знаков очень популярны. В водяных знаках ядра DSP секретный знак встроен в логические элементы самого ядра DSP. ЦСП Core Watermark обычно внедряет этот секретный знак в виде надежной подписи либо в дизайне RTL, либо во время дизайна высокого уровня синтеза (HLS). Процесс нанесения водяных знаков в ядре DSP использует структуру синтеза высокого уровня и внедряет секретную метку на одну (или несколько) фаз синтеза высокого уровня, таких как планирование, распределение и привязка. Водяные знаки ядра DSP выполняются для защиты ядра DSP от аппаратных угроз, таких как IP-пиратство, подделка и ложные претензии на право собственности. ^[1]^[2]^[3]^[4] Некоторыми примерами ядер DSP являются FIR-фильтр, IIR-фильтр, FFT, DFT, JPEG, HWT и т. д. Вот некоторые из наиболее важных свойств процесса нанесения водяных знаков ядра DSP: (а) Низкая стоимость внедрения (б) Секретный знак (c) Малое время создания (d) Высокая устойчивость к несанкционированному вмешательству (д) Отказоустойчивость. ^[5]^[6]

Процесс нанесения водяных знаков на оборудование

Аппаратные или IP-ядра водяные знаки в контексте DSP/мультимедийных ядер существенно отличаются от водяных знаков на изображениях/цифровом контенте. IP-ядра обычно сложны по размеру и природе и поэтому требуют весьма сложных механизмов для внедрения подписей в их конструкцию без нарушения функциональности. Любое небольшое изменение в функциональности IP-ядра делает процесс установки водяных знаков бесполезным. Такова чувствительность этого процесса. Аппаратные водяные знаки ^[7]^[8]^[9] может быть выполнено двумя способами: (а) одноэтапное нанесение водяных знаков, (б) многоэтапное нанесение водяных знаков.

Одноэтапный процесс нанесения водяных знаков

Как следует из названия, в одноэтапном процессе создания водяных знаков секретные знаки в виде дополнительных ограничений вставляются на определенном этапе уровня абстракции проекта. На всех уровнях абстракции проектирования процесса автоматизации электронного проектирования вставка ограничений водяных знаков на синтезе высокого уровня всегда полезна, особенно если приложения имеют сложные алгоритмы (например, цифровой сигнальный процессор , медиапроцессор ). Фаза распределения регистров высокоуровневого синтеза — одно из популярных мест, где вставляются однофазные ограничения водяных знаков. В основном секретные метки вставляются на этапе выделения регистров с использованием концепции раскраски графа , где каждое дополнительное ограничение добавляется как дополнительное ребро графа. Более того, дополнительные ограничения отображаются с помощью закодированной переменной для обеспечения еще одного уровня безопасности. В процессе двоичного кодирования ^[2] подпись предоставляется в виде 0 и 1; где каждая цифра указывает на декодированное ограничение. В процессе многовариантного кодирования ^[3]^[7] подпись предоставляется в виде четырех различных переменных, а именно. «я», «Т», «Я», «!».

Многоэтапный процесс нанесения водяных знаков

Как следует из названия, в многоэтапном процессе создания водяных знаков дополнительные ограничения вставляются на нескольких этапах определенного уровня абстракции проекта. Например, при планировании синтеза высокого уровня для вставки водяного знака используются выделение оборудования и распределение регистров. Основной проблемой многоэтапного процесса нанесения водяных знаков является зависимость между дополнительными ограничениями нескольких этапов. В идеальном сценарии ограничения водяных знаков на каждом этапе не должны зависеть друг от друга. Другими словами, если каким-либо образом ограничения водяных знаков на определенном этапе подделаны или удалены, это не должно повлиять на ограничения других этапов. В процессе многофазного кодирования ^[1]^[4] подпись предоставляется в виде семи различных переменных, а именно. 'α', 'β', 'γ' 'i', 'T', 'I', '!'; где γ вставляет водяной знак на этапе планирования, α и β вставляют водяной знак на этапе выделения оборудования, i, T, I и ! вставьте водяной знак на этапе распределения регистра.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Дипанжан Рой, Сараджу П. Моханти, «Трехфазное нанесение водяных знаков для многоразовой защиты IP-ядра во время синтеза архитектуры», Транзакции IEEE по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем (TCAD), Том: 37, Выпуск: 4, апрель 2018 г. , стр. 742 - 755.
^ Jump up to: ^а ^б Ф. Кушанфар, И. Хонг и М. Потконьяк, «Методы поведенческого синтеза для защиты интеллектуальной собственности», ACM Trans. Дез. Автомат. Электрон. Сист., Том. 10, № 3, 2005, стр. 523-545.
^ Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Дипанджан Рой «Проектирование IP-чипсета для CE-устройств с учетом защиты от пиратства: надежный подход к использованию водяных знаков», IEEE Consumer Electronics, Том: 6, Выпуск: 2, апрель 2017 г., стр. 118–124
^ Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадаурия, «Изучение недорогого оптимального водяного знака для многоразовых IP-ядер во время синтеза высокого уровня», журнал IEEE Access Journal, том: 4, выпуск: 99, стр. 2198–2215, май 2016 г.
^ Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадауриа «Защита IP-ядра CDFG с использованием надежной водяной маркировки во время поведенческого синтеза на основе ограничения пользовательских ресурсов и коэффициента развертывания цикла», IET Electronics Letters, Vol. 52 № 6 стр. 439-441, март 2016 г.
^ Анирбан Сенгупта, Дипанджан Рой «Методология нанесения водяных знаков на основе автоматизированного недорогого планирования для современных инструментов синтеза высокого уровня САПР» Elsevier Journal of Advances in Engineering Software, том 110, август 2017 г., стр. 26-33
^ Jump up to: ^а ^б Дипанджан Рой, Анирбан Сенгупта «Симметричная защита многоразового IP-ядра с низкими издержками с использованием надежного отпечатка пальца и водяных знаков во время синтеза высокого уровня», Elsevier Journal on Future Generation Computer Systems, том 71, июнь 2017 г., стр. 89–101
^ Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадаурия, Сараджу Моханти «Внедрение недорогого оптимального водяного знака во время синтеза высокого уровня для многоразовой защиты IP-ядра», Proc. 48-го Международного симпозиума IEEE по схемам и системам (ISCAS), Монреаль, май 2016 г., стр. 974–977.
^ С. П. Моханти, А. Сенгупта, П. Гутуру и Э. Кугианос, «Все, что вы хотите знать о водяных знаках: от бумажных знаков до защиты оборудования», IEEE Consumer Electronics, том 7, выпуск 3, июль 2017 г., стр. 83 --91

[TCAD-1] Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Дипанжан Рой, Сараджу П. Моханти, «Трехфазное нанесение водяных знаков для многоразовой защиты IP-ядра во время синтеза архитектуры», Транзакции IEEE по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем (TCAD), Том: 37, Выпуск: 4, апрель 2018 г. , стр. 742 - 755.

[Koushanfar-2] Jump up to: ^а ^б Ф. Кушанфар, И. Хонг и М. Потконьяк, «Методы поведенческого синтеза для защиты интеллектуальной собственности», ACM Trans. Дез. Автомат. Электрон. Сист., Том. 10, № 3, 2005, стр. 523-545.

[sengupta-3] Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Дипанджан Рой «Проектирование IP-чипсета для CE-устройств с учетом защиты от пиратства: надежный подход к использованию водяных знаков», IEEE Consumer Electronics, Том: 6, Выпуск: 2, апрель 2017 г., стр. 118–124

[access-4] Jump up to: ^а ^б Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадаурия, «Изучение недорогого оптимального водяного знака для многоразовых IP-ядер во время синтеза высокого уровня», журнал IEEE Access Journal, том: 4, выпуск: 99, стр. 2198–2215, май 2016 г.

[5] Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадауриа «Защита IP-ядра CDFG с использованием надежной водяной маркировки во время поведенческого синтеза на основе ограничения пользовательских ресурсов и коэффициента развертывания цикла», IET Electronics Letters, Vol. 52 № 6 стр. 439-441, март 2016 г.

[6] Анирбан Сенгупта, Дипанджан Рой «Методология нанесения водяных знаков на основе автоматизированного недорогого планирования для современных инструментов синтеза высокого уровня САПР» Elsevier Journal of Advances in Engineering Software, том 110, август 2017 г., стр. 26-33

[Roy-7] Jump up to: ^а ^б Дипанджан Рой, Анирбан Сенгупта «Симметричная защита многоразового IP-ядра с низкими издержками с использованием надежного отпечатка пальца и водяных знаков во время синтеза высокого уровня», Elsevier Journal on Future Generation Computer Systems, том 71, июнь 2017 г., стр. 89–101

[8] Анирбан Сенгупта, Саумья Бхадаурия, Сараджу Моханти «Внедрение недорогого оптимального водяного знака во время синтеза высокого уровня для многоразовой защиты IP-ядра», Proc. 48-го Международного симпозиума IEEE по схемам и системам (ISCAS), Монреаль, май 2016 г., стр. 974–977.

[9] С. П. Моханти, А. Сенгупта, П. Гутуру и Э. Кугианос, «Все, что вы хотите знать о водяных знаках: от бумажных знаков до защиты оборудования», IEEE Consumer Electronics, том 7, выпуск 3, июль 2017 г., стр. 83 --91

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]