01
AI芯片安全威胁全景
从侧信道攻击到硬件木马，AI芯片面临的安全挑战总览。
威胁建模侧信道
02
物理不可克隆函数(PUF)
利用芯片制造差异生成唯一指纹，用于身份认证和密钥生成。
硬件安全指纹
03
真随机数发生器(TRNG)
基于物理噪声源的高质量随机数生成原理与设计。
随机数熵源
04
安全加密引擎
AES、RSA、ECC等密码算法在AI芯片中的硬件加速实现。
密码学加速器
05
信任根(RoT)设计
从Boot ROM到安全启动链，建立芯片的可信执行环境。
信任链安全启动
06
安全内存控制器
加密内存总线、防止冷启动攻击和内存篡改。
内存加密防篡改
07
总线与互连安全
AMBA/AXI总线上的安全事务隔离与访问控制。
总线协议隔离
08
侧信道攻击防御
功耗分析、电磁辐射、时序攻击的硬件级防护技术。
掩码隐藏
09
故障注入攻击防护
电压毛刺、时钟毛刺、激光注入的检测与容错机制。
容错检测
10
硬件木马检测
设计阶段的木马插入点分析与流片后的检测方法。
木马逆向
11
安全调试接口
JTAG/SWD的安全锁定与认证访问控制。
调试锁定
12
生命周期管理
芯片从设计到退役的全生命周期安全状态机。
状态机供应链
13
可靠性基础
故障模型、失效率曲线(浴盆曲线)、MTBF/MTTF计算。
浴盆曲线MTBF
14
工艺偏差与老化
PVT变化、NBTI/PBTI效应、电迁移对AI芯片的影响。
老化NBTI
15
软错误与单粒子效应
α粒子、中子引发的SEU/SET及其缓解技术。
SEU辐射
16
冗余设计技术
TMR(三模冗余)、双模冗余、热备冗余在AI加速器中的应用。
TMR容错
17
纠错码(ECC)设计
汉明码、BCH码、Reed-Solomon码在片上存储中的实现。
ECC汉明码
18
看门狗与定时器
硬件看门狗、任务执行时间监控与超时恢复。
看门狗超时
19
电压与温度监控
片上传感器、动态电压频率调整(DVFS)的可靠性考量。
DVFS传感器
20
内置自测试(BIST)
存储器BIST、逻辑BIST、边界扫描的架构设计。
BIST测试
21
可测试性设计(DFT)
扫描链、ATPG、测试压缩与测试功耗管理。
DFT扫描链
22
容错神经网络计算
近似计算、冗余神经元、权重保护与错误掩蔽。
神经网络容错
23
安全与可靠性协同设计
安全机制对可靠性的影响与权衡分析。
协同权衡
24
ISO 26262功能安全
ASIL等级、安全机制、故障覆盖率与诊断覆盖率。
ASIL功能安全
25
安全评估与认证
CC、FIPS 140-3、PCI DSS对AI芯片的要求。
认证标准
26
形式化验证方法
模型检查、定理证明在安全属性验证中的应用。
形式化模型检查
27
故障树分析(FTA)与失效模式分析(FMEA)
系统级可靠性分析方法。
FTAFMEA
28
安全启动与固件验证
数字签名验证、哈希校验、回滚保护机制。
安全启动固件
29
隔离执行环境
TrustZone、RISC-V物理内存保护(PMP)、多域隔离架构。
TrustZonePMP
30
未来趋势
后量子密码硬件、同态加密加速器、AI驱动的可靠性预测。
后量子同态加密