रिवर्स इंजीनियरिंग और अनधिकृत प्रविष्टि से माइक्रोचिप्स का संरक्षण

"CVAX - जब आप असली सबसे अच्छा चोरी हो।"
माइक्रोप्रोसेसर टोपोलॉजी में सोवियत सहयोगियों के लिए अमेरिकी इंजीनियरों द्वारा छोड़ा गया शिलालेख।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के अस्तित्व के पहले वर्षों से निर्माताओं के लिए माइक्रोचिप्स का रिवर्स इंजीनियरिंग एक सिरदर्द है। एक बिंदु पर सभी सोवियत इलेक्ट्रॉनिक्स को इस पर बनाया गया था, और अब वे सेलेस्टियल साम्राज्य में बहुत कुछ कर रहे हैं, और न केवल इसमें, बहुत बड़े पैमाने पर। वास्तव में, रिवर्स इंजीनियरिंग संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोपीय संघ और कई अन्य स्थानों में कानूनी है, लक्ष्य (विश्लेषण, या मुखौटा कार्य या सर्किटरी में लागू की गई तकनीकों का मूल्यांकन) के लक्ष्य (मैं अमेरिकी कानून को उद्धृत करता हूं) के साथ।

रिवर्स इंजीनियरिंग के लिए सबसे आम कानूनी उपयोग पेटेंट और लाइसेंस प्राप्त न्यायालय हैं। औद्योगिक जासूसी भी आम है, खासकर जब से विद्युत सर्किट (विशेष रूप से एनालॉग वाले) अक्सर प्रमुख बौद्धिक संपदा होते हैं और शायद ही कभी पेटेंट किए जाते हैं - बस एक अभियोजक के रूप में आईपी प्रकटीकरण और पेटेंट अदालतों में भागीदारी से बचने के लिए। बेशक, ऐसी स्थिति में जहां आपको इसे पेटेंट किए बिना अपनी बौद्धिक संपदा की रक्षा करने की आवश्यकता है, डेवलपर्स और निर्माता अपने विकास की नकल को रोकने के तरीकों के साथ आने की कोशिश कर रहे हैं।

एक और कम (या इससे भी अधिक) माइक्रोचिप्स को रिवर्स इंजीनियरिंग से बचाने का महत्वपूर्ण क्षेत्र स्मृति में संग्रहीत जानकारी की सुरक्षा सुनिश्चित करना है। इस तरह की जानकारी FPGA फर्मवेयर (यानी, फिर से, डेवलपर की बौद्धिक संपदा) दोनों हो सकती है, और, उदाहरण के लिए, बैंक कार्ड से पिन कोड या सुरक्षित फ्लैश ड्राइव के लिए एन्क्रिप्शन कुंजी। जितनी अधिक मूल्यवान जानकारी हम अपने आस-पास की दुनिया पर भरोसा करते हैं, उतनी ही महत्वपूर्ण यह है कि इस जानकारी को प्रसंस्करण प्रणालियों के सभी स्तरों पर संरक्षित किया जाए, और हार्डवेयर स्तर कोई अपवाद नहीं है।
पहली चीजें पहले: समझने के लिए एक महत्वपूर्ण बात। रिवर्स इंजीनियरिंग और डेटा कॉपी के खिलाफ सुरक्षा दोनों के बारे में बोलते हुए, यह समझना चाहिए कि सुरक्षा के बिल्कुल स्थिर तरीके मौजूद नहीं हैं, और जो वास्तविक है वह प्रक्रिया को इतना लंबा और / या महंगा बनाना है कि यह आर्थिक रूप से अक्षम हो जाए।

कई साल पहले, एक रिवर्स इंजीनियर या एक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक समुद्री डाकू का काम अब की तुलना में बहुत आसान था। उदाहरण के लिए, इस तस्वीर को देखें (हमारे खुशहाल बचपन और अच्छी तस्वीरों के लिए बार्समॉन्स्टर का धन्यवाद): तकनीक की बुनियादी समझ के साथ, इसमें से एक विद्युत सर्किट को बहाल करना कई घंटों का मामला है।


चित्रा 2. OPA134PA op-amp के टोपोलॉजी का एक स्नैपशॉट। सोर्स - zeptobars.com

यहाँ , वैसे, बार्समेरस्टर की तस्वीरों से केन शिरिफ द्वारा बनाई गई टीएल 431 चिप की रिवर्स इंजीनियरिंग का एक उदाहरण है। और यहाँ रूसी अनुवाद है। यदि आप शौकिया रिवर्स इंजीनियरिंग के विषय में रुचि रखते हैं, तो केन के ब्लॉग में बहुत सारी चीजें हैं।

और यहां (ध्यान से, ट्रैफ़िक!) चिप जारी होने के लगभग तुरंत बाद, 1979 में बनाई गई Zilog Z80-CTC चिप के रिवर्स इंजीनियरिंग से एक रिपोर्ट है। अब यह एक अनूठा ऐतिहासिक दस्तावेज है, और तब यह जानकारी थी जो जबरदस्त वाणिज्यिक मूल्य की थी और प्राप्त (सैन्य मानकों के कई संदर्भों को देखते हुए), शायद विशेष अनुप्रयोगों के लिए एक माइक्रोकिरिट के प्रमाणीकरण की प्रक्रिया में।

लेकिन हम 2019 में रहते हैं, और 1979 में नहीं, और अब एक ताजा इंटेल माइक्रोप्रोसेसर की पूरी योजना को उलट देना कई महीनों या वर्षों का मामला है, यहां तक ​​कि प्रक्रिया के स्वचालन के अच्छे स्तर के साथ (इस तथ्य का उल्लेख नहीं करना है कि डिजाइन मानकों 14 के साथ एक स्वीकार्य रिज़ॉल्यूशन टोपोलॉजी की शूटिंग) -10-7 एनएम एक बहुत ही मुश्किल काम है)। इंटेल क्या है? ऊपर की छवि से एम्पलीफायर के रिवर्स इंजीनियरिंग या विश्लेषण पर काम की मात्रा और बाइकाल-टी 1 प्रोसेसर की तुलना करें, बहुत लोकप्रिय और अपेक्षाकृत सस्ती 28 एनएम निर्माण प्रक्रिया के अनुसार प्रदर्शन किया। ऐसे बड़े उत्पादों की पूर्ण रिवर्स इंजीनियरिंग अत्यंत दुर्लभ है, अक्सर कुछ विशिष्ट और अपेक्षाकृत छोटे ब्लॉकों को देखना दिलचस्प होता है। उदाहरण के लिए, यह पता लगाने के लिए कि क्या वे आपके पेटेंट का उल्लंघन करते हैं, या प्रतियोगियों के उत्पादों के साथ अपने निर्णय की तुलना करें और यह समझने की कोशिश करें कि यह बेहतर या बुरा क्यों है। या, पता लगाने के लिए, चिप डेवलपर्स ने खुद इस या उस कार्यक्षमता को लागू किया, या आपके आईपी ब्लॉक को उधार लिया।


चित्रा 3. बैकल-टी 1 प्रोसेसर की टोपोलॉजी का एक स्नैपशॉट। सोर्स - zeptobars.com

यहां हम रिवर्स इंजीनियरिंग के इतिहास के अगले महत्वपूर्ण भाग की ओर बढ़ते हैं। प्राचीन समय में, पूरी चिप को एक कंपनी के भीतर शुरू से अंत तक विकसित किया गया था, कभी-कभी बहुत छोटी टीम की सेना या बॉब विडलर जैसे प्रतिभाशाली अकेले व्यक्ति द्वारा भी। आधुनिक माइक्रोकिरिचेट्स आईपी-ब्लॉक से भरे हुए हैं, जिनमें से बिक्री और खरीद एक बहुत बड़ा बाजार है, जो निश्चित रूप से कॉपीराइट नियंत्रण, औद्योगिक जासूसी और चोरी भी है। इसलिए, अनधिकृत नकल के खिलाफ सुरक्षा की समस्या को देखने के लिए संभव है और न केवल अंतिम उत्पाद के डेवलपर के दृष्टिकोण से, बल्कि आईपी डेवलपर के दृष्टिकोण से भी, जिसके लिए उत्पाद डेवलपर भी समुद्री डाकू हो सकता है।

हैकिंग के मामले में, घुसपैठियों की आंतरिक संरचना आमतौर पर डेटा प्राप्त करने के लिए निर्बाध होती है, और आंशिक रूप से रिवर्स इंजीनियरिंग की जाती है (यदि सभी में) कमजोरियों को खोजने और इन कमजोरियों का फायदा उठाने के लिए, या तो सीधे कनेक्शन के माध्यम से या अन्य तरीकों का उपयोग करके। हैकिंग के खिलाफ डेवलपर का कार्य संभावित कमजोर स्पॉट के उपयोग को रोकना है और यदि आवश्यक हो, तो हैक करने की कोशिश करने पर संवेदनशील डेटा को नष्ट करना।

क्रियाशील व्यक्ति

आरंभ करने के लिए, आइए जानें कि चिप के डिजाइन की सुरक्षा कौन कर सकता है। निम्नलिखित इकाइयाँ विचार से लेकर अनुप्रयोग तक श्रृंखला में शामिल होती हैं, जिसमें माइक्रोकिरिट की सामग्री के बारे में विभिन्न प्रकार की पहुँच होती है।

1. आईपी ​​ब्लॉक डेवलपर। इसमें सभी जानकारी, सभी आवश्यक फाइलें, माप पद्धति आदि हैं। आदि
2. चिप डेवलपर। सॉफ्ट आईपी के मामले में, वेरिलोग / वीएचडीएल का एक ब्लॉक कोड है; हार्ड आईपी के मामले में, इसमें या तो टोपोलॉजी या ब्लैक बॉक्स हो सकता है। यदि यूनिट में कोई प्रोग्रामेबल या सॉफ्टवेयर पार्ट्स हैं, तो उन तक भी पहुंच है।
3. फैक्टरी। GDSII टोपोलॉजी फ़ाइलों तक पहुंच है, लेकिन चिप के सॉफ़्टवेयर-निर्भर भाग तक पहुंच नहीं है (उदाहरण के लिए, PROM फर्मवेयर के लिए)।
4. पैकिंग और परीक्षण उत्पादन। इसमें चिप तक पहुंच है, साथ ही एक बार प्रोग्राम करने योग्य मेमोरी के लिए तरीकों और फर्मवेयर कार्ड का परीक्षण करना है। शायद ही कोई उनसे उद्देश्यपूर्ण तरीके से बचाव करता है, लेकिन उन्हें सूची में होना चाहिए, क्योंकि कारखाने से सुरक्षा के लिए उपयुक्त कुछ तरीके उनके खिलाफ काम नहीं करते हैं।
5. प्रतियोगी / पटाखा। इसके पास केवल तैयार उत्पाद और उपयोगकर्ता प्रलेखन तक पहुंच है।

सबसे सरल मामले में, चिप डिजाइनर (2) एक प्रतियोगी (5) द्वारा कॉपी करने से खुद को सुरक्षित करना चाहता है या अनधिकृत रीडिंग से संरक्षित मेमोरी के साथ एक चिप बना सकता है। थोड़ा और अधिक जटिल में, आईपी डेवलपर (1) यह सुनिश्चित करना चाहता है कि डेवलपर लाइसेंस समझौते के चिप (2) का अनुपालन करता है। ऐसा भी होता है कि चिप (2) के डेवलपर को कारखाने (3) पर भरोसा नहीं है और संदेह है कि यह रात की पाली में नकली ड्राइव कर सकता है।

मैंने कुछ समय पहले एकीकृत सर्किट में आईपी क्या है, इसके बारे में विस्तार से लिखा था, इसलिए मैंने इस लेख को नहीं दोहराया। आईपी ​​डेवलपर्स अपनी बौद्धिक संपदा की रक्षा कैसे करते हैं, इसके बारे में भी कुछ जानकारी है। संक्षेप में, टोपोलॉजी की सुरक्षा के लिए, कारखाने आमतौर पर तीसरे पक्ष के रूप में भाग लेते हैं, और खरीदार को टोपोलॉजी उचित नहीं मिलती है, और किसी अन्य कोड के obfuscation के समान obfuscation तकनीकों का उपयोग वेरिलल कोड की सुरक्षा के लिए किया जाता है।

उपकरण

माइक्रोचिप विश्लेषण उपकरण क्या मौजूद हैं? पहला स्तर माइक्रोक्रिकिट के मामले को खोलने के लिए पहले थोड़ा एसिड होता है, और फिर एक-एक करके परतों को हटाता है, और एक कैमरा के साथ एक नियमित ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप। यह सस्ती है, उनके साथ काम करना आसान है, और नवीनतम तकनीकों का उपयोग करके किए गए सरल सर्किट के विश्लेषण के लिए, यह काफी पर्याप्त है।

बड़ी योजनाओं के लिए, विशेष सीएडी सिस्टम हैं जो टोपोलॉजी से डेटा की बहाली को स्वचालित करने के लिए एक या दूसरे तरीके की अनुमति देते हैं - एक ग्राफिक संपादक में सिर्फ ड्राइंग लाइनों की तुलना में काम के लिए एक अधिक सुविधाजनक इंटरफ़ेस के साथ रिवर्स इंजीनियर प्रदान करना। स्वचालन को इस तथ्य से भी सरल किया जाता है कि सभी आधुनिक डिजिटल सर्किट पुस्तकालयों से निर्मित होते हैं, और रिवर्स इंजीनियरिंग लाइब्रेरी तत्वों के बाद सर्किट को इकट्ठा करने के लिए समय (या उपलब्ध प्रसंस्करण शक्ति) की बात होती है।

अगले स्तर, शौकीनों के लिए दुर्गम, लेकिन विशेष प्रयोगशालाओं में मौजूद एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) है। यह प्रकाश किरण के बजाय एक केंद्रित इलेक्ट्रॉन किरण का उपयोग करता है। एसईएम रिज़ॉल्यूशन 1 एनएम तक जा सकता है और थोड़ा कम भी हो सकता है, जो किसी भी आधुनिक एकीकृत सर्किट का विश्लेषण करने के लिए पर्याप्त है।
FIB, SEM का एक एनालॉग है, जो केवल इलेक्ट्रॉन बीम के बजाय भारी आयनों के बीम का उपयोग करता है। दरअसल, एफआईबी फोकस्ड आयन बीम है। एफआईबी और एसईएम के बीच मुख्य अंतर यह है कि इसकी मदद से आप न केवल माइक्रोक्रेकिट का विश्लेषण कर सकते हैं, बल्कि इसे संशोधित भी कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, कटौती करें (ताकि माइक्रोक्रिकूट के क्रॉस-सेक्शन को देखें या एक टुकड़ा निकाल दें) या स्प्रे सामग्री (एक कनेक्शन बनाने के लिए) जहां यह नहीं है)। FIBs का व्यापक रूप से परीक्षण नमूने के साथ काम करने के लिए डेवलपर्स और माइक्रोक्रिस्केट के निर्माताओं द्वारा उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसका उपयोग करने में त्रुटि को ठीक करने में बहुत समय लगता है, लेकिन यह प्रायोगिक बैच को पुनरारंभ करने की तुलना में अभी भी बहुत तेज और सस्ता है। एक रिवर्स इंजीनियर के लिए, यह क्रिस्टल के उन हिस्सों को प्राप्त करने का एक अनूठा तरीका है जो डेवलपर के इरादे के अनुसार उपलब्ध नहीं होना चाहिए। और, हैकिंग से संरक्षित चिप को डिजाइन करते समय, यह भी ध्यान में रखना होगा।


चित्रा 4. एफआईबी का उपयोग करके बनाए गए एक माइक्रोक्रिकिट का क्रॉस-सेक्शन। स्रोत - SERESSA-2015 (ध्यान से, लिंक से पीडीएफ में बहुत अधिक ट्रैफ़िक)।


चित्रा 5. चिप के FIB संशोधन द्वारा बनाया गया है, कई कनेक्शन बदल रहे हैं।

रिवर्स इंजीनियर के लिए एक और अपरिहार्य उपकरण लेज़रों का एक सेट है। प्रशंसक शक्तिशाली लेजर का उपयोग कर सकते हैं, जिसके साथ वे प्लास्टिक के मामलों में माइक्रोक्रिस्केट खोल सकते हैं और क्रिस्टल तक पहुंच प्राप्त कर सकते हैं। पेशेवर लेज़रों के लिए, तरंग दैर्ध्य के आधार पर, माइक्रोक्रिचिट डिज़ाइन के कुछ हिस्से पारदर्शी हो सकते हैं और अन्य पारदर्शी नहीं होते हैं। यह आपको एक लेज़र का उपयोग करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, पासिंग और इंसुलेशन को सटीक रूप से खोलने के लिए, ताकि बाद में आप अपने पड़ोसियों के साथ इसे छोटा किए बिना आसानी से मेटल लाइन में शामिल हो सकें। अन्य पैरामीटर आपको धातु को काटने या व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर को जलाने की अनुमति देंगे। तीसरा है कैश सेल या किसी तरह की लॉजिकल लाइन को बदलकर ट्रांजिस्टर में करंट को प्रेरित करना। बाद के विकल्प को सार्वभौमिक रूप से भारी आवेशित कणों के प्रभावों के एक सस्ती अनुकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन सिद्धांत रूप में, एक काम कर रहे माइक्रोक्रिसिट में खराबी भी इसमें निहित जानकारी से समझौता करने के लिए उपयोगी हो सकती है। उदाहरण के लिए, रजिस्टर फ़ाइल में कुछ ध्वज को फिर से लिखना या यादृच्छिक संख्या जनरेटर के संचालन को थोड़ा सही करना दिलचस्प हो सकता है।


चित्रा 6. माइक्रोक्रिस्किट पर एकल विफलताओं के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए लेजर उपस्थिति। स्रोत - SERESSA-2015


चित्रा 7. एक लेजर कार्ड का उपयोग करके प्राप्त एक ही गलती और विफलता के लिए एक माइक्रोकिरचिट के एक हिस्से की संवेदनशीलता का एक उदाहरण है। स्रोत - SERESSA-2015

उन्नत रिवर्स इंजीनियरिंग प्रयोगशालाओं में, आप कई अन्य दिलचस्प उपकरण पा सकते हैं; उदाहरण के लिए, MHz के कई दसियों तक के एक डिजिटल सिग्नल को वास्तविक समय में संबंधित लाइन पर लिथियम नाइओबेट का एक छोटा टुकड़ा रखकर और फिर से एक लेजर के साथ रोशन करके निगरानी की जा सकती है।

मामले 1: अप्रत्यक्ष फैक्टरी

जिस कारखाने में आप अपने क्रिस्टल बनाते हैं, उस पर भरोसा न करने का क्या कारण हो सकता है? एक आदर्श दुनिया में, निश्चित रूप से, आप एक ऐसे कारखाने के साथ शामिल नहीं होंगे, जिस पर आप भरोसा नहीं करते हैं, लेकिन कभी-कभी वाणिज्यिक विचार आपको जोखिम लेने के लिए मजबूर करते हैं। इसे दो मुख्य तरीकों से कम से कम किया जा सकता है:

1. तथाकथित विभाजन निर्माण या, एक सरल तरीके से, दो कारखानों में उत्पादन। लेकिन समानांतर में नहीं (जैसा कि आमतौर पर उत्पादन में अप्रत्याशित देरी के मामले में कमी के जोखिम को कम करने के लिए किया जाता है), लेकिन एक कारखाने में संचालन का हिस्सा और दूसरे में हिस्सा। यह प्रक्रिया में सभी प्रतिभागियों के लिए काफी असुविधाजनक है (और निश्चित रूप से हर कारखाना इस बात से सहमत नहीं होगा), लेकिन यह अविश्वसनीय कारखाने को कम से कम चिप डिजाइन के बाकी हिस्सों को उलटने और अपने आप ही लापता मास्क बनाने के लिए मजबूर करेगा। (जो, आदर्श रूप से, खेल को मोमबत्ती के लायक नहीं बनाना चाहिए)। इस दृष्टिकोण का मुख्य नुकसान यह है कि चिप की ऊपरी परतें धातुकरण होती हैं, जो रिवर्स इंजीनियरिंग काफी सरल है। स्प्लिट फैब्रिकेशन, हालांकि, कुछ तकनीकी जानकारियों के साथ संयोजन में वास्तव में प्रभावी हो सकता है, जो कि एक अविश्वसनीय फैक्ट्री पुन: पेश करने में सक्षम नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आपकी पसंद का दूसरा कारखाना ऊपरी धातुकरण परत में गैर-वाष्पशील मेमोरी (एमआरएएम, मेमिस्टर्स या ऐसा कुछ) बनाने में सक्षम है, जिसके बिना पूरा डिज़ाइन अपना अर्थ खो देता है।
2. यदि आपके पास कोई तकनीकी जानकारी नहीं है, तो सरल और विश्वसनीय तरीका है कि आगे की प्रोग्रामिंग के बिना चिप को अर्थहीन बना दिया जाए। प्रोग्रामेबल ब्लॉक को स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी का उपयोग करके बनाया जा सकता है, या एम्बेडेड FPGA के आधार पर ब्लॉक के रूप में (बाजार पर ऐसे आईपी हैं)। सुरक्षा के एक तरीके के रूप में कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी आपको यह सुनिश्चित करने की अनुमति देती है कि फैक्ट्री सिर्फ आपको बायपास करके आपकी चिप का उत्पादन और उत्पादन नहीं कर सकती है। लेकिन आप कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी पढ़ सकते हैं, है ना? हां, लेकिन कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी की उपस्थिति उत्पादन संस्करणों को बढ़ाने के लिए एक सरल तरीके के बजाय, अन्य सभी हमलावरों के समान रिवर्स इंजीनियरिंग करने के लिए एक अविश्वसनीय कारखाने को मजबूर करती है।

अलग-अलग, मैं ध्यान देता हूं कि दोनों एक अविश्वसनीय कारखाने से सुरक्षा के वर्णित तरीके अनधिकृत नकल के खिलाफ मदद करते हैं, लेकिन वे संकीर्ण हलकों में लोकप्रिय "बुकमार्क" से नहीं बचाते हैं। इसके अलावा, थोड़ा आगे मैं खुद टोपोलॉजी को बुकमार्क करने के बारे में बात करूंगा।

मामले 2: स्मृति संरक्षण

चिप में प्रोग्राम करने योग्य ब्लॉक और कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी की उपस्थिति डिजिटल और एनालॉग दोनों किसी भी आधुनिक डिजाइन की लगभग अपरिहार्य विशेषता है। डिजाइन मानकों में कमी के साथ, चिप से चिप तक मापदंडों का प्रसार बढ़ता है, और डिजिटल ट्यूनिंग इसे दूर करने का सबसे आसान और सबसे विश्वसनीय तरीका है। और डिजिटल सर्किट (उदाहरण के लिए माइक्रोकंट्रोलर) आमतौर पर डेटा को सीधे चिप पर संग्रहीत करते हैं और इसमें एक बहु-स्तरीय मेमोरी संरचना हो सकती है, जिसके विभिन्न भागों में पहुंच और संरक्षण के विभिन्न स्तर होते हैं। इसलिए, यह सबसे पहले उस उपकरण का उपयोग करने के लिए तर्कसंगत लगता है जिसे हमें पहले से ही सुरक्षा और दरार प्रतिरोध को बढ़ाना है, और दूसरी बात, यह सोचने के लिए कि किस प्रकार की मेमोरी का उपयोग करना है।

धातु कनेक्शन के साथ फर्मवेयर (मास्क रोम)। आमतौर पर यह दो धातु लाइनों के बीच संपर्क की उपस्थिति या अनुपस्थिति की तरह दिखता है, थोड़ा कम अक्सर - जैसे कि उनके बीच एक ट्रांजिस्टर की उपस्थिति या अनुपस्थिति। सबसे अधिक ओक एक का उपयोग बेस मैट्रिक्स क्रिस्टल (बीएमसी) में किया जाता है - न केवल प्राचीन रक्षा उद्योग में, जैसा कि आप सोच सकते हैं, लेकिन यह भी काफी आधुनिक समाधानों में, उदाहरण के लिए, एक्सॉन प्रोसेसर के अंदर सहायक चिप्स में। इसके अलावा, इस तरह की मेमोरी का उपयोग करके, माइक्रोक्रिस्केट्स के परिवारों को बनाया जाता है (मुख्य रूप से माइक्रोकंट्रोलर), क्योंकि एक मुखौटा को बदलकर कारखाने में मेमोरी को चमकाना प्लेट पर या एक मामले में उत्पादित प्रत्येक क्रिस्टल के सार्वभौमिक फर्मवेयर से सस्ता है। मास्क रोम एक माइक्रोस्कोप और सटीक नक़्क़ाशी के साथ बहुत आसानी से पढ़ता है। घर पर, आप इसे संभाल सकते हैं।


चित्रा 8. एक नकली FTDI FT232RL चिप पर धातु इंटरकनेक्ट के साथ रॉम फर्मवेयर। सोर्स - zeptobars.com

यहां यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह न केवल धातुओं के बीच संपर्कों की एक परत के साथ, बल्कि धातु की उपस्थिति और अनुपस्थिति (वैकल्पिक रूप से पढ़ने में आसान) की अनुपस्थिति के साथ मेमोरी को फ्लैश करना संभव है, डोपिंग की उपस्थिति या अनुपस्थिति (वैकल्पिक रूप से पढ़ने में आसान), या, उदाहरण के लिए, डोपिंग के स्तर द्वारा नियंत्रित एक ट्रांजिस्टर की दहलीज वोल्टेज (खराब तरीके से) वैकल्पिक रूप से पढ़ें)। तो, सिद्धांत रूप में, मुखौटा रॉम के पास सब कुछ नहीं है यदि आप वास्तव में इसकी सामग्री को छिपाना चाहते हैं।

बर्न-आउट जंपर्स (फ्यूज रॉम) पर मेमोरी । यह एक रिकॉर्डिंग (तैयार डिवाइस पर उपयोगकर्ता द्वारा रिकॉर्डिंग सहित) और रीडिंग की एक असीमित संख्या की अनुमति देता है, यह निर्माण और कार्यक्रम के लिए बहुत सरल है, और इसलिए सभी प्रकार की कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी और फ़र्मवेयर के लिए लोकप्रिय है।


चित्रा 9. फ्यूज रोम के दो राज्य। सोर्स - सेमीइंजीनियरिंग.कॉम

जैसा कि आप देख सकते हैं, एक साधारण फ्यूज़िबल जम्पर (फ्यूज) की स्थिति एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखना बहुत आसान है, अर्थात, इसके साथ क्रिस्टल खोलने से खुद को बचाने के लिए बस असंभव है। अच्छी तरह से और सब कुछ के अलावा, क्लासिक बर्न-आउट जम्पर काफी बड़ा (कई वर्ग माइक्रोन) है और इसलिए बड़ी मात्रा में स्मृति के लिए उपयुक्त नहीं है।

फ्लोटिंग गेट ट्रांजिस्टर के आधार पर फ्लैश मेमोरी और अन्य EPROM और EEPROM विकल्प ।


चित्रा 10. फ्लैश रिकॉर्डिंग योजना। स्रोत - techreport.com

इस प्रकार की मेमोरी के संचालन का सिद्धांत काफी सरल है: एक "फ्लोटिंग" गेट एक ढांकता हुआ की मोटी परत में स्थित है। इस शटर में एक इलेक्ट्रिक चार्ज लगाया जा सकता है, इसे एक उच्च वोल्टेज लगाकर टनलिंग किया जा सकता है। और फिर, यदि आप उच्च वोल्टेज लागू नहीं करते हैं, तो चार्ज को "फ्लोटिंग" शटर में बहुत लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।
सुरक्षा का क्या?अच्छी खबर यह है कि EEPROM की स्थिति को माइक्रोस्कोप से नहीं देखा जा सकता है। बुरा? उनमें से कई एक ही बार में हैं।

पहली बुरी खबर यह है कि EEPROM को न केवल उच्च वोल्टेज से मिटाया जाता है, बल्कि पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आने से (पुराने समय में शायद क्वार्ट्ज ग्लास चिप्स याद है)। एक ही समय में, यदि आप ध्यान से सूक्ष्मदर्शी के साथ टोपोलॉजी को देखते हैं, तो आप अच्छी तरह से एक अपारदर्शी सामग्री के साथ पूरी मेमोरी को कवर करने में सक्षम हो सकते हैं, उन कुछ बिट्स को छोड़कर जिनमें रीड प्रोटेक्शन शामिल है, और एक्सपोज़र के बाद, आपकी चिप। Moral: अपनी परियोजना में EEPROM का उपयोग करके, इसे ऊपर से धातु से ढक दें। और यह न केवल विकिरण से एक ठोस ढाल के साथ, बल्कि कुछ महत्वपूर्ण लाइनों के साथ भी वांछनीय है, ताकि ढाल को सटीक रूप से खोदा न जा सके। हालांकि, यहां एक घात भी छिपा हुआ है (यह दूसरी बुरी खबर है), क्योंकि सिद्धांत रूप में एक माइक्रोकिरिट या इसके अलग-अलग हिस्सों को नीचे से हाइलाइट किया जा सकता है। यह आसान नहीं है, क्योंकि सबसे अधिक संभावना है कि केस से चिप को हटाने की आवश्यकता होगी और,उदाहरण के लिए, सब्सट्रेट के नीचे नक़्क़ाशी, लेकिन संभव है। इस तरह की तकनीक एकल-चिप माइक्रोकैक्रेट्स के परीक्षण के लिए लोकप्रिय है, क्योंकि यूवी और लेजर दोनों के लिए धातुकरण अपारदर्शी है, और सिलिकॉन सब्सट्रेट लगभग पारदर्शी है, सवाल यह है कि स्थानीय जोखिम की आवश्यकता होने पर विकिरण बीम को सही ढंग से कैसे केंद्रित किया जाए।

एक वैकल्पिक विकल्प के रूप में, आप सुरक्षा के चालू / बंद बिट्स को कॉन्फ़िगर कर सकते हैं ताकि उनका क्षरण सुरक्षा में बदल जाए और इसे बंद न करें।
तीसरी बुरी खबर यह है कि एक सेंसर हैं जो एक फ्लोटिंग गेट में इलेक्ट्रिक चार्ज को पढ़ सकते हैं या एक मिटाए गए ऑपरेशन के बाद इसके अवशेष। इसके अलावा, विद्युत रूप से मेमोरी को पढ़ने के लिए, सामान्य रूप से, चिप को बिजली की आपूर्ति करना आवश्यक नहीं है, अर्थात अंतर्निहित सूचना विनाश तंत्र को चालू करने का कोई जोखिम नहीं है।

MRAM, हालांकि, अपेक्षाकृत दुर्लभ, हालांकि, हमारे ध्यान का भी हकदार है। यह, फ्लैश की तरह, वैकल्पिक रूप से नहीं माना जा सकता है। MRAM, निश्चित रूप से, पराबैंगनी प्रकाश के साथ नहीं मिटाया जा सकता है, लेकिन उच्च धातुओं को गड्ढे करने के लिए पर्याप्त उच्च संकल्प के साथ चुंबकीय क्षेत्र सेंसर और बिट बिट द्वारा मौजूद बिट को पढ़ने के लिए। अच्छी खबर है? एक संभावित हमलावर उन्हें जल्दी और सस्ते में खोजने की संभावना नहीं है। सामान्य तौर पर, MRAM सुरक्षा के दृष्टिकोण से फ्लैश करने का एक अच्छा विकल्प है, लेकिन अभी तक यह व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है और बस फैबलेस कंपनियों के लिए उपलब्ध प्रौद्योगिकियों में बड़े पैमाने पर उत्पादन में चला गया है।

आज, एंटीफ्यूज़ रोम को रिवर्स इंजीनियरिंग से सबसे अधिक संरक्षित मेमोरी माना जाता है।। जैसा कि नाम से पता चलता है, यह जले हुए जंपर्स का एक निश्चित एंटीपोड है, अर्थात इसमें एक अप्रमाणित अवस्था में उच्च प्रतिरोध और एक प्रोग्राम में कम है। यह कैसे प्राप्त किया जाता है? एक उच्च वोल्टेज के साथ एक ट्रांजिस्टर के फाटक फाटक ढांकता हुआ के टूटने के साथ। ब्रेकडाउन क्षेत्र इतना छोटा है कि यह सूक्ष्मदर्शी में या एफआईबी पर अनुभाग में ऊपर से दिखाई नहीं देता है, लेकिन यह परिमाण के कई आदेशों के द्वारा प्रतिरोध में एक अच्छा और विश्वसनीय बदलाव भी प्रदान करता है, जो नियमित रूप से मेमोरी स्टेट के विश्वसनीय पढ़ने के लिए काफी पर्याप्त है। इस तरह की मेमोरी सेल को सीधे मेमोरी ट्रांजिस्टर के गेट और सोर्स से जोड़कर पढ़ा जा सकता है। एक अखंड सेल एक संधारित्र की तरह व्यवहार करता है, एक सिला हुआ सेल एक अवरोधक की तरह व्यवहार करता है।


चित्र 11. एंटीफ्यूज़ मेमोरी का सेल अनुभाग। दिखाया ट्रांजिस्टर के संभावित टूटने के कई क्षेत्र हैं। यह पढ़ने की योजना को जटिल कर सकता है।

बेशक, कोशिकाओं के दृश्य निरीक्षण के अलावा, मेमोरी की सामग्री का पता लगाने के अन्य तरीके हैं। सबसे आसान तरीका यह है कि एफआईबी का उपयोग संबंधित रीडिंग लाइनों से सीधे जुड़ने के लिए किया जाए और उन्हें कोई भी नियंत्रण संकेत भेजा जाए जिसे सामान्य तरीके से दुर्गम होने वाली जानकारी को पढ़ने के लिए भेजा जाना चाहिए। पहले, आप रीडिंग प्रोटेक्शन को शारीरिक रूप से अक्षम कर सकते हैं जो मेमोरी के संबंधित बिट्स तक जाने वाली लाइनों को काट देता है। इससे खुद को कैसे बचाएं? अपने चिप के टोपोलॉजी को सही ढंग से डिज़ाइन करने के बाद, संभवतः, इसमें कुछ अतिरिक्त कार्यों को एकीकृत किया गया है। यहाँ एक उदाहरण है कि सरू यह कैसे करता है:

It is possible to configure the nvSRAM to provide password protected access. In this configuration, instead of performing the normal power up recall sequence on power up, the part waits for the user to enter a 5-byte password followed by an End Password Entry soft sequence. The End Password Entry soft sequence is a specific seven-address read sequence. If you enter the correct password, the part completes the boot up sequence and is ready for the normal nvSRAM operations. If you enter the incorrect password three times or you do not enter the right password within a specified period of time, the part locks up or fills the SRAM memory with random data, as the application requirement may be. The part can be configured to additionally destroy the functionality and cause physical damage to the chip.

आमतौर पर यह किया जाता है: मेमोरी को पृथ्वी और बिजली लाइनों के ग्रिड से ऊपर से कवर किया जाता है, और सभी सिग्नल लाइनें उनके नीचे सख्ती से स्थित होती हैं। इस मामले में, यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए कि बिजली की लाइनें, एक तरफ, एक दूसरे को डुप्लिकेट न करें (अर्थात, जब उनमें से किसी को काटते हैं, तो माइक्रोक्रिकूट का हिस्सा काम करना बंद कर देता है), और दूसरी ओर, ताकि उनमें से प्रत्येक मेमोरी बिट्स का एक बहुत काम करे। , और पावर लाइन में एक एमीटर का सम्मिलन हमें रीड मोड में खपत द्वारा स्मृति की स्थिति का अनुमान लगाने की अनुमति नहीं दे सकता था (जो कि अधिकांश प्रकार की मेमोरी में विभिन्न तार्किक राज्यों के लिए भिन्न होता है)। चिप की ऊपरी परतों के इस तरह के संगठन के साथ, एक हमलावर के लिए धातुकरण के हिस्से को खोलना बहुत मुश्किल होगा, जहां उसे ज़रूरत होती है।

यहां तक ​​कि जमीन और पावर ग्रिड में, अतिरिक्त सुरक्षात्मक लाइनों को व्यवस्थित किया जाता है ताकि उनमें एक ब्रेक (या उनके शॉर्ट सर्किट टू पावर या ग्राउंड) जब चिप को बिजली की आपूर्ति की जाती है, तो संरक्षित मेमोरी की सामग्री का पूर्ण उन्मूलन शुरू हो जाता है (या, जैसा कि हमने ऊपर देखा, शारीरिक क्षति। चिप)। जमीन और बिजली लाइनों के बगल में स्थित ऐसी सुरक्षात्मक लाइनें, हमलावरों के काम को बहुत जटिल करती हैं, क्योंकि एफआईबी के साथ संचालन को वर्तमान तकनीकी प्रक्रियाओं के मानकों द्वारा एक ठोस स्थान की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, माइक्रोस्कोप द्वारा बनाई गई कटआउट के शंकु के आकार के कारण, जिस परत को आप कनेक्ट करना चाहते हैं, वह जितनी कम हो उतनी अधिक क्षेत्र आपको उस पर साफ करने की आवश्यकता होती है।

लेकिन वास्तव में, बहुत बार, एक हमलावर को मेमोरी की सामग्री के सटीक मूल्य की आवश्यकता नहीं हो सकती है, यह अच्छी तरह से परिमाण के कई आदेशों द्वारा छंटनी के लिए विकल्पों की संख्या को कम करने के लिए पर्याप्त हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक मेमोरी सेल एक तार्किक इकाई X को पढ़ते समय खपत करता है, और एक तार्किक शून्य 100 * X को पढ़ते समय, तो ऐसी मेमोरी की एक बाइट को पढ़ते समय, हम मेमोरी की सामग्री के आधार पर अलग-अलग खपत प्राप्त करेंगे:

0 - 800 * X
1,5,4। ..., 64, 128 - 701 * एक्स
3, 6, 7, ..., 160, 192 - 602 * एक्स
....।
255 - 8 * एक्स

कुल मिलाकर, यदि हम मेमोरी को नहीं छूते हैं, तो हमें इसमें मौजूद पासवर्ड को चुनने के लिए 256 प्रयासों की आवश्यकता होती है। और अगर हम जानते हैं कि रीड मोड में खपत 701 * X है, तो केवल आठ हैं। सुविधाजनक है, है ना? इस समस्या के साथ कुछ करने का सबसे आसान तरीका मूल्य के रूप में डेटा को स्टोर करना है और पड़ोसी सेल में इसका उलटा है; तब रीड मोड में किसी भी मात्रा में मेमोरी की खपत संग्रहीत जानकारी पर निर्भर नहीं होगी। सच है, इसके लिए दोगुनी स्मृति की आवश्यकता होती है, लेकिन सुरक्षा हमारे लिए महत्वपूर्ण है, है ना?

मामले 3: स्मृति के बिना

लेकिन क्या होगा अगर आपकी चिप में कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी नहीं है या केवल कुछ बिट्स हैं, जो छिपाने के लिए अर्थहीन हैं। क्यों? तो यह बहुत सस्ता है (लिथोग्राफी के लिए मास्क की लागत को कम करके नहीं, लेकिन पैकेजिंग और परीक्षण की एक सरल प्रक्रिया द्वारा), और अधिकांश सरल चिप्स के लिए, कीमत एक गंभीर प्रतिस्पर्धी लाभ है।

परीक्षण की बात कही। वेफर्स और चमकती कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी पर क्रिस्टल को अस्वीकार करने की प्रक्रिया अक्सर आउटसोर्स की जाती है, खासकर छोटी कंपनियों द्वारा, क्योंकि उपयुक्त उपकरण आमतौर पर स्टार्टअप के लिए सस्ती नहीं होते हैं, और गुणवत्ता सुनिश्चित की जानी चाहिए। इसलिए, यदि तृतीय-पक्ष उत्पादन आपके परीक्षण के तरीकों के साथ अद्यतित है और इसमें कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी फ़र्मवेयर है, तो आपके लिए बेहतर होगा कि आप इन लोगों पर पूरा भरोसा करें। या रिवर्स इंजीनियरिंग के खिलाफ सुरक्षा के अतिरिक्त तरीके हैं जो कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी से बंधे नहीं हैं।

तो क्या करें यदि कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी सुरक्षा के लिए एक विकल्प नहीं है, या यदि यह पर्याप्त नहीं है?

एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और SEM दोनों का मुख्य दोष यह है कि सिलिकॉन के डोपिंग के प्रकारों के बीच अंतर करना बहुत मुश्किल है। यही है, मिश्र धातु की उपस्थिति दिखाई देती है, लेकिन प्रकार नहीं है। इसलिए, सर्किट की टोपोलॉजी और निष्कर्षण का विश्लेषण करते समय, डोपिंग प्रकार को संदर्भ से पुनर्स्थापित किया जाता है और सर्किट के निहित तर्क (एन-चैनल ट्रांजिस्टर जमीन से जुड़े होते हैं, पी-चैनल ट्रांजिस्टर बिजली से जुड़े होते हैं, आदि)। अपने माइक्रोकिरिट के टोपोलॉजी को खींचना ताकि यह सबसे सहज रूप से सबसे अधिक संभावना वाले विकल्प के साथ मेल न खाए, आप एक रिवर्स इंजीनियर के रक्त को बहुत खराब कर सकते हैं। विशेष रूप से यदि आप उसी के रूप में प्रच्छन्न कई अलग-अलग योजनाओं का उपयोग करते हैं। कुछ निपुणता के साथ, आप न केवल अपने सर्किट के विश्लेषण को जटिल कर सकते हैं, बल्कि बहाल किए गए टोपोलॉजी का उपयोग करके डिवाइस (या कम से कम मॉडलिंग, लेकिन अधिक मज़ेदार) बनाने के लिए कुछ विशिष्ट करते हैं, जमीन से शॉर्टिंग से अश्लील शब्द जारी करने से लेकर सभी आउटपुट तक। गलत तरीके से चोरी किए गए डिजाइन का निर्धारक व्यवहार, न केवल समुद्री डाकू को एक आस्टसीलस्कप को जलाने के लिए उपयोगी हो सकता है, बल्कि यह भी सुनिश्चित करने के लिए कि जब आप बाद में अपने चिप्स के निराश उपयोगकर्ताओं को प्राप्त करते हैं, तो आप उन्हें स्पष्ट रूप से प्रदर्शित कर सकते हैं कि उन्होंने खरीदा जालसाजी।


चित्रा 12. एक खुर्दबीन द्वारा अप्रभेद्य तीन संरचनाओं की धारा। बाएं वाला pMOSFET है, बीच वाला शॉर्ट सर्किट है, राइट वाला रिवर्स बायस्ड डायोड (गैप) है।


चित्रा 13. एक माइक्रोस्कोप द्वारा तीन डिजिटल लाइब्रेरी कोशिकाओं की टोपोलॉजी अप्रभेद्य। बायाँ एक इनवर्टर है, मध्य एक इनपुट और आउटपुट का सीधा संबंध है, दांया एक आउटपुट की तार्किक इकाई है।

ऊपर की आकृति में प्रत्येक कोशिका लगभग साधारण इन्वर्टर की तरह दिखाई देती है, लेकिन यह वास्तव में एक तार्किक शून्य या तार्किक इकाई का इनवर्टर, रिपीटर या जनरेटर हो सकता है। केवल इनपुट और आउटपुट से प्रसार के लिए हमारे संपर्क हमारे "इन्वर्टर" को देते हैं। हालांकि, उन्हें छोड़ते हुए, हम इनपुट और आउटपुट कनेक्शन को लागू करने में असमर्थता के लिए मानक सर्किट से पूरी तरह से अप्रभेद्य प्राप्त करेंगे (लेकिन हम इस उद्देश्य के लिए दो इनवर्टर का उपयोग कर सकते हैं)। हालांकि, एक ही सेल का उपयोग करके सिग्नल को पलटना या उल्टा करने की क्षमता के साथ, एक हमलावर के खिलाफ लड़ाई बहुत अधिक दिलचस्प है, क्योंकि कुछ भी अपरिचित डिजाइन की समस्याओं से निपटने के प्रयास को एक अतिरिक्त इन्वर्टर की तरह घड़ी या ऑफ सर्किट में कहीं भी जटिल नहीं करता है।

हालांकि नहीं, ऐसा होता है। एक अच्छी तरह से निर्मित हाथ टोपोलॉजी आमतौर पर अच्छी तरह से पढ़ी जाती है। एक बेहतरीन उदाहरण केन शिरिफिफ़ के पहले से उल्लेखित ब्लॉग में है।


चित्र 14. इंटेल 8008 चिप के अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU)। पृथक अंक दिखाए जाते हैं।

एएलयू इंटेल 8008 की टोपोलॉजी पर, आठ समान सर्किट पूरी तरह से दिखाई देते हैं - बिट्स की संख्या से। यह समझते हुए कि यह ALU है, आप टोपोलॉजी योजना को आसानी से बहाल कर सकते हैं। यदि इसमें कुछ तत्व झूठे हैं, तो यह आपके काम को कुछ हद तक जटिल कर देगा, लेकिन अब और नहीं। और सभी क्योंकि टोपोलॉजी घटक भागों के बीच इंटरफेस के मूल विचार में अच्छी तरह से फिट बैठता है। एक हमलावर को इतना भ्रमित करने के लिए कि वह रिवर्स इंजीनियरिंग में प्रयासों को छोड़ देता है, टोपोलॉजी को अप्रत्याशित और गैर-दोहराव बनाने के लिए आवश्यक है। सबसे आसान तरीका किसी भी ब्लॉक को मैन्युअल रूप से बनाना नहीं है, बल्कि सीएडी का उपयोग करके चिप के पूरे नेटलिस्ट को उत्पन्न करना है। एक टोपोलॉजी (मैनुअल श्रम की तुलना में) बनाने के लिए समय की भारी बचत के बावजूद ऑटो ट्रैसर, तत्वों की एक अनैच्छिक व्यवस्था और कभी-कभी पूरी तरह से पागल कनेक्शन बनाने का एक उत्कृष्ट काम करते हैं। और डिजाइन जितना बड़ा होता है, टोपोलॉजी को एक पूरे के रूप में संश्लेषित किया जाता था, उतना ही मुश्किल यह रिवर्स इंजीनियर के लिए होता है।

लेकिन यह सबसे आसान तरीका है। अधिक दिलचस्प विकल्प हैं। उदाहरण के लिए, एक तार्किक तार्किक कार्य को साकार करते हुए, मल्टीप्लेक्सर के इनपुट के लिए तार्किक शून्य के जनरेटरों और सेट के रूप में गिरगिट कोशिकाओं के एक सेट का उपयोग करें। दरअसल, इस तरह से FPGA, LUT (लुक-अप टेबल) के तत्वों को व्यवस्थित किया जाता है।


चित्र 15. तीन-इनपुट LUT का कार्यान्वयन। स्रोत ।

सर्किट के विभिन्न स्थानों में कई ऐसे LUTs लगाकर और "मेमोरी सेल्स" के इनपुट के लिए कुछ संकेत लाकर, हम एक साथ कई समस्याओं का समाधान करेंगे:

1. यदि हमारी पैंतरेबाज़ी अनसुलझी है, तो हम यह निर्धारित करने में सक्षम होंगे कि वास्तव में रिवर्स-इंजीनियर सर्किट कैसे व्यवहार करेगा। विकल्प - कोई भी, केवल आपकी कल्पना द्वारा सीमित।
2. तार्किक शून्य उत्पन्न करने वाली कोशिकाओं के लिए "इनपुट" के रूप में अन्य ब्लॉकों से मनमाने संकेतों का उपयोग करना और एक डिजाइन को ब्लॉक में दृश्य पृथक्करण की प्रक्रिया को जटिल करेगा।
3. यहां तक ​​कि अगर रिवर्स इंजीनियर को पता चलता है कि हम इस तरह के संरक्षित LUTs का उपयोग कर रहे हैं, तो उसे टोपोलॉजी के अनुसार सर्किट की कार्यक्षमता को बहाल करने के लिए कई विकल्पों के माध्यम से सॉर्ट करना होगा, ताकि अपेक्षाकृत कम संख्या में संरक्षित सेल भी रिवर्स इंजीनियरिंग को अनावश्यक रूप से समय लेने वाली बना सकें। मेरा पसंदीदा ऐसे LUTs पर एक राज्य मशीन को इकट्ठा करना है जो एक ऑपरेटिंग मोड से दूसरे में माइक्रोकिरिट के संक्रमण को नियंत्रित करता है।

परीक्षण के कार्यक्रम

अच्छे इंजीनियर बड़े पैमाने पर अपने चिप्स के परीक्षण के शौकीन होते हैं। और "बड़े पैमाने पर" से मेरा मतलब है - लगभग उसी तरह जैसे कि नीचे की आकृति में TI डीसी / डीसी कनवर्टर। दर्जनों छोटे संपर्क पैड, जिन्हें आप अलग-अलग क्रिस्टल में प्लेट को काटने से पहले कनेक्ट कर सकते हैं, सभी आवश्यक मापदंडों की जांच करने के लिए, महत्वपूर्ण आंतरिक लाइनों की स्थिति, तय करें कि चिप उपयुक्त है या नहीं, और यदि आवश्यक हो, तो समस्याओं का कारण पता करें।


चित्र 16. टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स टीपीएस 62321 टोपोलॉजी। स्रोत - zeptobars.com

टेस्ट लॉन्च और प्रोटोटाइप के लिए टेस्ट पैड के साथ अच्छा कवरेज विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, लेकिन धारावाहिक उत्पादन के लिए उन्हें अक्सर उत्पाद के व्यवहार पर प्रभाव को कम करने के लिए एक (दो या दो मास्क या ज्वलनशील जंपर्स के सुधार के द्वारा) बंद कर दिया जाता है। तो, मैं किस बारे में बात कर रहा हूं? एक हमलावर के लिए टेस्ट कॉन्टैक्ट पैड आपकी बहुत मदद करते हैं, क्योंकि आप न केवल डिज़ाइन में महत्वपूर्ण बिंदुओं को इंगित करते हैं, बल्कि उन्हें सुविधाजनक एक्सेस भी देते हैं। जला हुआ जम्पर आसानी से FIB, और वॉइला पर बहाल हो जाता है! आदर्श रूप से, सुरक्षा के लिए सीरियल चिप से टेस्ट पैड को पूरी तरह हटाने की आवश्यकता होती है। यदि यह विकल्प तर्कहीन है (उदाहरण के लिए, आपको धारावाहिक उत्पादन में एक प्लेट पर परीक्षण करने की भी आवश्यकता है), तो कम से कम यह सुनिश्चित करें कि परीक्षण साइटों को डिस्कनेक्ट करने के लिए तंत्र पुनर्प्राप्त करने योग्य नहीं है, उदाहरण के लिए, यह सीधे प्लेटफ़ॉर्म के नीचे स्थित है और उस अंतराल को खींचा गया था आसानी से कनेक्ट नहीं किया जा सका।

मैं इस तथ्य के बारे में भी शुरू नहीं करना चाहता कि सभी आधुनिक डिजिटल डिज़ाइनों में परीक्षण के लिए अंतर्निहित JTAG है, जो आपको चिप पर किसी भी ट्रिगर की स्थिति को सीधे देखने की अनुमति देता है। टेस्ट उपयुक्तता किसी भी डिजाइन की प्रमुख विशेषताओं में से एक है, और यह इस तथ्य है कि चिप को निर्माता की दीवारों को छोड़ने से पहले सभी परीक्षण इंटरफेस को सुरक्षित और स्थायी रूप से अक्षम करना बेहद महत्वपूर्ण है।

अभी भी अच्छे इंजीनियर अगले संशोधनों के लिए चिप की परिधि पर परीक्षण सर्किट रखना पसंद करते हैं। आमतौर पर ये काफी महत्वपूर्ण योजनाएं होती हैं, अन्यथा समय और प्रयास अपने परीक्षण का आयोजन क्यों करते हैं? "महत्वपूर्ण सर्किट जो आपकी बौद्धिक संपदा बनाते हैं और चिप के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं?" ध्यान से पूरे डिजाइन से अलग रखा? बहुत बहुत धन्यवाद! ” - रिवर्स इंजीनियर आपको ऐसे शाही उपहार के लिए बताएगा। यदि आप नहीं चाहते हैं कि परीक्षणकर्ता हमलावर अध्ययन में मदद करें और अपने डिजाइन की प्रतिलिपि बनाएँ, तो सुनिश्चित करें कि वे बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए क्रिस्टल में नहीं आते हैं या प्लेटों को क्रिस्टल में काटने की प्रक्रिया के दौरान प्लेटों पर परीक्षण के बाद नष्ट हो जाते हैं।

एक व्यावहारिक अभ्यास

एक बार फिर यह प्रदर्शित करने के लिए कि यह कैसे काम करता है, PIC12C508A माइक्रोकंट्रोलर को खोलने का उदाहरण कैम्ब्रिज में 2004 में बचाव किए गए सर्गेई स्कोरोबोगाटोव के शोध प्रबंध में वर्णित है। अनुवाद छोटा और नि: शुल्क है:

मामले को खोलना और चिप पर एक सुरक्षात्मक स्मृति ढूंढना आवश्यक है जो पराबैंगनी विकिरण द्वारा मिटा दिया गया है। चिप प्रोग्रामिंग पिन पर जाने वाली लाइनों को देखकर यह काफी आसानी से किया जाता है। फिर आप यूवी के लिए एक अपारदर्शी सामग्री के साथ मुख्य मेमोरी को कवर करते हैं, और एक्सपोजर के पांच से दस मिनट के बाद, आप मेमोरी को एक नियमित प्रोग्रामर के रूप में मान सकते हैं। एक अन्य विकल्प - कॉपी प्रोटेक्शन मेमोरी को खोजने के बाद, बस उस तक जाने वाले धातु पथ को काट दें, जो इस चिप पर किसी कारण से अन्य लाइनों से दूर स्थित है - अब तक आप इसे न केवल एफआईबी के साथ, बल्कि सिर्फ एक सुई के साथ काट सकते हैं।


चित्र 17. और यहाँ बहुत दुर्भाग्यपूर्ण रेखा है। वास्तव में, यह एक खाली जगह के बीच में स्थित है, किसी भी तरह से संरक्षित नहीं है, इसे काटा जा सकता है।

निष्कर्ष

बेशक, अमरता को पकड़ना असंभव है, क्योंकि प्रौद्योगिकी और माइक्रोक्रिस्कुट के रिवर्स इंजीनियरिंग, और इसके खिलाफ सुरक्षा, अभी भी खड़े नहीं हैं और लगातार सुधार किए जा रहे हैं। सूचना सुरक्षा का विषय चीजों की इंटरनेट के लिए डिजाइन में एक कुंजी है, इसलिए डेवलपर्स इस पर बहुत ध्यान देते हैं, और रिवर्स इंजीनियर पंद्रह या बीस साल पहले इस तरह के आसान निष्कर्षण की उम्मीद नहीं कर सकते हैं। फिर भी, किसी को हमेशा याद रखना चाहिए कि खराब संरक्षित प्रणाली का अर्थ है संभावित नुकसान, भारी नुकसान, या यहां तक ​​कि लोगों के जीवन, और अनधिकृत पहुंच और रिवर्स इंजीनियरिंग के खिलाफ सुरक्षा, ऑपरेशन के सभी स्तरों पर सिस्टम का हिस्सा होना चाहिए, हार्डवेयर को छोड़कर नहीं। ।