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鲁棒性与信息安全,韌性與資訊安全,Robustness and Information Security
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2023-10-13 | 180 次浏览 | 分享到:

鲁棒性(Robustness)原是统计学中的一个专门术语,20 世纪70 年代初开始在控制理论的研究中流行起来,用以表征控制系统对特性或参数扰动的不敏感性。在实际应用中,系统特性或参数的扰动常常是不可避免的,产生扰动的原因主要有两个方面:一个是由于测量的不精确使特性或参数的实际值会偏离它的设计值;另一个是系统运行过程中受环境因素的影响而引起特性或参数的缓慢漂移。

鲁棒性已成为所有类型的控制系统设计中所必须考虑的一个基本问题。具体到集成电路,扰动主要来自三方面:工艺扰动;高电气噪声,如电压瞬变和静态放电 ( Electro- Static Discharge, ESD);工作温度(如汽车行业要求-40~+125)。鲁棒性设计需要使得集成电路在这三个参数的所有极端情况下都能可靠地工作。

鲁棒性与信息安全虽然是两个不同的概念,但在安全控制器中两者又有较强的关联性。攻击者可能通过改变芯片所处的环境因素对其实施故障注入攻击,应对故障注入攻击的一些措施如检错技术和容错技术,是在故障发生之后才发挥作用,而鲁棒性设计的目的是避免故障的发生。另外,安全控制器的鲁棒性还能保障其中的安全模块在多种环境因素扰动下正常发挥安全保护功能。

安全控制器中通过设置温度、时钟、光线和电压传感器可以检测到温度、时钟、光线和电压的异常波动,从而采取相应的安全保护措施,但这些安全传感器并不能屏蔽ESD对集成电路造成的故障或损伤。随着特征尺寸的不断缩小氧化层厚度的降低,集成电路对ESD 冲击更加敏感。轻掺杂漏极 (Lightly Doped Drain, LDD)和硅化物技术的广泛应用,使得原先常用的 ESD 保护电路,如场氧器件、MOS 管和二极管的 ESD 保护性能大大降低。SCR ( Silicon Controlled Rectifier)结构的 ESD 保护电路由于其低保持电压特性,具有单位面积下最高的ESD 保护性能,因而成为了主流的 ESD 保护器件。

安全控制器的鲁棒性对其某些方面的安全性有显著的增益作用,鲁棒性已成为许多安全控制器的关键特征指标。例如,在智能卡应用量巨大的金融领域,由于金融IC 卡的受理环境千差万别,鲁棒性和安全性都是金融 IC 卡芯片的关键指标,尤其是 ESD 防护能力。