●譯者序
前言
致謝
第1章 硬件安全概述1
1.1 計算繫統概述2
1.2 計算繫統的不同層次3
1.3 何為硬件安全5
1.4 硬件安全與硬件信任5
1.5 攻擊、漏洞和對策8
1.6 安全與測試/調試之間的矛盾12
1.7 硬件安全的發展歷史12
1.8 硬件安全問題總覽13
1.9 動手實踐15
1.10 習題15
參考文獻16
第一部分 電子硬件的背景知識
第2章 電子硬件概覽18
2.1 引言18
2.2 納米技術19
2.3 數字邏輯21
2.4 電路理論24
2.5 ASIC和FPGA27
2.6 印制電路板29
2.7 嵌入式繫統32
2.8 硬件-固件-軟件交互33
2.9 習題35
參考文獻36
第3章 片上繫統的設計與測試37
3.1 引言37
3.2 基於IP的SoC生命周期45
3.3 SoC的設計流程47
3.4 SoC的驗證流程48
3.5 SoC的測試流程50
3.6 調試性設計50
3.7 結構化DFT技術概覽 53
3.8 全速延遲測試58
3.9 習題61
參考文獻62
第4章 印制電路板：設計與測試64
4.1 引言64
4.2 P件的發展65
4.3 PCB的生命周期68
4.4 PCB裝配流程73
4.5 PCB設計驗證75
4.6 動手實踐：逆向工程的攻擊81
4.7 習題82
參考文獻83
第二部分 硬件攻擊：分析、示例和威脅模型
第5章 硬件木馬86
5.1 引言86
5.2 SoC的設計流程87
5.3 硬件木馬88
5.4 FPGA設計中的硬件木馬91
5.5 硬件木馬的分類92
5.6 信任基準96
5.7 硬件木馬的防御99
5.8 動手實踐：硬件木馬攻擊107
5.9 習題109
參考文獻110
第6章 電子供應鏈114
6.1 引言114
6.2 現代電子供應鏈114
6.3件供應鏈存在的問題117
6.4 安全隱患118
6.5 信任問題121
6.6 解決電子供應鏈問題的對策127
6.7 習題133
參考文獻134
第7章 硬件IP盜版與逆向工程139
7.1 引言139
7.2 硬件IP140
7.3 基於IP的SoC設計中的安全問題141
7.4 FPGA安全問題145
7.5 動手實踐：逆向工程和篡改153
7.6 習題154
參考文獻155
第8章 側信道攻擊158
8.1 引言158
8.2 側信道攻擊背景159
8.3 功率分析攻擊161
8.4 電磁側信道攻擊 167
8.5 故障注入攻擊170
8.6 時序攻擊172
8.7 隱蔽信道175
8.8 動手實踐：側信道攻擊176
8.9 習題177
參考文獻178
第9章 面向測試的攻擊180
9.1 引言180
9.2 基於掃描的攻擊180
9.3 基於JTAG的攻擊195
9.4 動手實踐：JTAG攻擊198
9.5 習題199
參考文獻199
第10章 物理攻擊和對策202
10.1 引言202
10.2 逆向工程202
10.3 探測攻擊227
10.4 侵入性故障注入攻擊233
10.5 習題235
參考文獻236
第11章 PCB攻擊：安全挑戰和脆弱性241
11.1 引言241
11.2 PCB安全挑戰：PCB攻擊243
11.3 攻擊模型247
11.4 動手實踐：總線攻擊253
11.5 習題253
參考文獻255
第三部分 硬件攻擊防範對策
第12章 硬件安全原語258
12.1 引言258
12.2 預備知識258
12.3 PUF262
12.4 TRNG269
12.5 DfAC274
12.6 已知的挑戰和攻擊276
12.7 新型納米器件的初步設計280
12.8 動手實踐：硬件安全原語（PUF和TRNG）283
12.9 習題284
參考文獻286
第13章 安全評估與安全設計290
13.1 引言290
13.2 安全評估和攻擊模型291
13.3 SoC的硅前安全和信任評估294
13.4 IC的硅後安全和信任評估303
13.5 安全設計305
13.6 習題309
參考文獻309
第14章 硬件混淆313
14.1 引言313
14.2 混淆技術概述316
14.3 硬件混淆方法319
14.4 新興的混淆方法328
14.5 使用混淆技術對抗木馬攻擊329
14.6 動手實踐：硬件IP混淆330
14.7 習題331
參考文獻333
第15章 PCB認證和完整性驗證335
15.1 PCB認證335
15.2 PCB簽名的來源336
15.3 簽名獲得和認證方法340
15.4 簽名的評估指標344
15.5 新興解決方案345
15.6 PCB完整性驗證347
15.7 動手實踐：PCB篡改攻擊（破解芯片）348
15.8 習題349
參考文獻350
第四部分 硬件攻擊和保護的新趨勢
第16章 繫統級攻擊和防御對策352
16.1 引言352
16.2 SoC設計背景352
16.3 SoC安全需求353
16.4 安全策略執行357
16.5 安全的SoC設計流程359
16.6 威脅建模362
16.7 動手實踐：SoC安全策略374
16.8 習題374
參考文獻376
附錄A 硬件實驗平臺（HaHa）簡介

隨著物聯網、人工智能技術的發展，出現了許多新興的繫統和應用，這些新型繫統和應用中又引入了新的攻擊面，並對支持安全可信的繫統操作的硬件提出了新的要求。同時，硬件設計、制造、銷售的復雜度和全球化程度的提高，也帶來了大量新的硬件安全問題。由於研究門檻高、涉及領域廣、研究難度大，因此硬件安全既是安全研究的熱點，也是難點。
《硬件安全：從SoC設計到繫統級防御》結合作者長期從事硬件和安全相關的研究經驗，從基本理論和實踐兩個層面繫統介紹硬件安全的概念、原理和各種形式的電子硬件的安全解決方案，涵蓋硬件安全的基礎知識、SoC的設計與測試、PCB的設計與測試、硬件相關的典型攻擊方式與防御措施以及硬件安全的前沿趨勢。
《硬件安全：從SoC設計到繫統級防御》主要特點：
對計算機繫統、集成電路、FPGA、SoC設計與測試、PCB等硬件相關的基礎知識進行全面介紹，為後續理解計算機等