基于fpga的安全sram的测试系统的研究与设计

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1、华中科技大学硕士学位论文基于FPGA的安全SRAM的测试系统的研究与设计姓名：曹勇申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：刘政林2010-05-22华中科技大学硕士学位论文摘要静态随机访问存储器(StaticRandomAccessMemory，简写作SRAM)，作为使用最为广泛的存储器之一，由于其高速低功耗的优良特性被广泛用，通常认为SRAM为易失性存储器，即断电后其内部存储的数据消失，但是随着SRAM断电后数据残留现象的发现及越来越多的攻击技术和手段的出现，SRAM所带来的信息安全隐患问题正受到越来越多的关注和研究。为了解决数据残留的问题，在常规SRAM中加入安全策略，对SRAM中

2、的残留数据进行处理以保证信息安全，这就是安全SRAM.本文基于安全SRAM的安全策略，从测试的角度，对其安全策略进行安全性验证。验证的关键是在对工作中的SRAM进行精确时间控制的模拟掉电，并验证安全策略是否起作用，对残留数据是否进行了处理。本文主要研究了对两种安全策略，即清零方式的安全策略和改写方式的安全策略的测试验证系统。本文设计的测试方案，采用两种验证方式：基于内建自测试电路的验证方式和基于外部读写功能的验证方式对安全策略进行验证。设计了以FPGA控制器为控制核心的测试系统的整体架构，并对测试平台进行搭建，完成详细的测试流程的设计。此外，本文还对测试过程中的测试算法进行了研究，设计了

3、一种高效率、高稳定性的测试算法。最后，以Verilog语言对FPGA控制器进行实现，使用Modelsim对程序进行仿真。仿真结果显示系统能够完成两种安全策略的验证的功能需求，能够从内建自测试和基于外部读写功能两种方式对安全策略进行验证。关键词：静态随机访问存储器，安全策略，数据残留,数据残留时间，测试，FPGAI华中科技大学硕士学位论文AbstractStaticRandomAccessMemory(SRAM),asoneofthemostpopularusedmemories,becauseofitscharacteristicofhighoperationspeedandlowerc

4、onsumption,iswidelyused.ItiscommonlyrecognizedasakindofvolatilesemiconductormemorybecauseofthatthedataremainedinSRAMdisappearedafterpowerdown.However,asthefactofdataremanenceinSRAMafterpowerdowndiscoveredandthestudyoftechnologyandmethodofattacking,thesecurityissuesofSRAMhasbeenresearchedandfocuse

5、donmoreandmore.Forsolvingtheissuesofdataremanence,addingsecuritystrategyintonormalSRAMtoprocesstheremainingdata,whichisdefinedasthesecuritySRAM.ThispaperistheverificationbasedonsecuritystrategyofsecuritySRAMfromthepointoftesting.ThekeyofverificationisthataccuratelycontrollingthepowerdowntimeofSRA

6、Minworkandwhetherthesecuritystrategyworkingornotabouthandlingtheresidualdata.Inthispaper,twosecuritystrategiesarepresentedwhichareerasingmethodandoverwritingmethod.Thistestingsolutionverifiesitintwoways,oneisbasedonBIST(BuildinginsystemTesting)circuitandtheotherisbasedonreadandwritefunction.Thisp

7、aperdesignsanarchitecturewhosecontrollingcoreisaFPGAcontrollerandthetestingflows,buildsthetestplatform.Atthesametime,ahighefficiencyandhighstabilizationtestingalgorithmisresearched.Finally,theFPGAcontrollerisdescribedw