01
比特流逆向概述
什么是FPGA比特流 · 逆向工程定义与意义 · 应用场景：硬件安全、IP核分析、漏洞挖掘 · 课程目标与前置知识
概念安全
02
FPGA基础与架构
CLB、IOB、Block RAM、DSP、布线资源 · Xilinx/Intel/Lattice架构差异 · 配置模式：主串、从并、JTAG
架构硬件
03
开发环境搭建
Vivado/ISE/Quartus安装 · 开源工具链：Project X-Ray、SymbiFlow、Yosys · 逻辑分析仪与示波器 · Python环境
工具环境
04
比特流文件格式解析
Xilinx .bit结构 · Intel .pof/.sof · Lattice .bit · 文件头与CRC校验
格式解析
05
配置寄存器详解
CRC、FAR、FDRI、CMD、CTL0/1 · 地址映射 · 读写时序 · 实战：ChipScope读取寄存器
寄存器实战
06
帧与帧地址
帧概念 · 帧长度与数量 · Block Type/Row/Column/Minor · 7系列帧地址计算 · 实战解析
帧地址
07
比特流解析工具实战
Python解析.bit · 提取配置数据 · 验证CRC · 编写简易解析器
Python工具
08
Project X-Ray入门
项目架构 · 数据库结构 · 环境配置 · 生成7系列数据库 · 运行第一个脚本
X-Ray开源
09
X-Ray数据库详解
Tile类型 · Tilegrid/Tileconn · Part YAML · Segbits与Mask · 查询特定Tile
数据库Segbits
10
逻辑单元(LUT)逆向
LUT6结构 · INIT值映射 · X-Ray中LUT的Segbits · 提取LUT真值表
LUT逆向
11
触发器(FF)与寄存器逆向
FF配置 · Slice内部结构 · X-Ray中FF的Segbits · 提取FF配置信息
FF寄存器
12
布线资源逆向
可编程互连点(PIP) · 开关矩阵 · X-Ray中PIP的Segbits · 追踪信号布线路径
布线PIP
13
Block RAM逆向
BRAM配置(模式/深度/宽度) · Segbits · Tile类型 · 提取初始化数据
BRAM存储
14
DSP48E1逆向
DSP48E1架构 · 乘法/累加/MAC模式 · X-Ray中DSP的Segbits · 识别运算模式
DSP运算
15
IOB与IO标准逆向
IOB结构 · LVCMOS/LVDS/SSTL配置 · X-Ray中IOB的Segbits · 提取IO标准
IO标准
16
时钟资源逆向
BUFG · 时钟区域 · MMCM/PLL配置 · 时钟资源Segbits · 提取时钟网络拓扑
时钟MMCM
17
配置位流压缩与加密
LZMA/GZip压缩 · Xilinx AES加密(eFUSE/BBRAM) · 对逆向的影响 · 识别加密流
加密压缩
18
差分分析与比特流对比
差分原理 · Python对比两个比特流 · 定位差异位 · 定位设计修改点
差分对比
19
网表重建基础
比特流到网表映射 · X-Ray数据库查询 · Python生成Verilog · 重建LUT+FF网表
网表Verilog
20
开源工具链集成
SymbiFlow架构 · Yosys综合 · nextpnr布局布线 · 生成比特流 · 对比Xilinx
开源工具链
21
Lattice iCE40逆向
iCE40架构 · IceStorm工具链 · 比特流格式 · 实战逆向iCE40设计
LatticeiCE40
22
Intel/Altera Cyclone V逆向
Cyclone V架构 · .rbf格式 · Project Trellis · 解析Cyclone V比特流
IntelCyclone V
23
Xilinx UltraScale系列逆向
UltraScale架构变化 · DSP48E2 · X-Ray支持 · 解析UltraScale比特流
UltraScale高级
24
硬件辅助逆向
逻辑分析仪捕获配置时序 · JTAG调试 · 示波器分析 · 捕获配置数据流
硬件调试
25
IP核逆向分析
识别IP核边界 · 提取配置参数 · FIFO/DDS/FFT逆向 · 实战Xilinx FIFO
IP核分析
26
安全漏洞挖掘
比特流篡改攻击 · 硬件木马检测 · 逆向在安全审计中应用 · 修改LUT配置
安全漏洞
27
自动化逆向脚本开发
Python脚本框架 · 批量处理 · 生成逆向报告 · 自动化LUT提取脚本
自动化脚本
28
逆向结果可视化
Python绘制布线图 · 生成逻辑图 · Graphviz展示网表 · 可视化Slice连接
可视化Graphviz
29
综合案例：逆向计数器
目标分析 · 比特流解析 · LUT/FF提取 · 布线追踪 · 网表重建 · 功能验证
综合计数器
30
综合案例：逆向UART模块
UART协议 · 比特流解析 · 时钟域分析 · BRAM提取 · 完整网表重建与仿真
UART综合