Keysight та Rambus об'єднують зусилля для виявлення витоків сторонніми каналами в архітектурі AES на етапі підготовки до виробництва (pre-silicon)

САНТА-РОЗА, Каліфорнія, 23 серпня 2026 р.

Компанії Keysight та Rambus провели спільну роботу, щоб продемонструвати можливість виявлення вразливостей сторонніми каналами (side-channel vulnerabilities) в архітектурі покращеного стандарту шифрування (AES) на етапі підготовки до виробництва (передкремнієва стадія). Компанія Rambus надала попередню версію одного зі своїх проєктів AES, у якому раніше за допомогою традиційного валідаційного тестування на базі програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС / FPGA) була виявлена вразливість до атак сторонніми каналами (SCA). Використовуючи програмний комплекс Keysight Inspector Pre-Silicon SCA, команда безпеки пристроїв Keysight виявила витік сторонніми каналами із сигналів схеми AES безпосередньо в процесі моделювання, а також встановила його першопричину без використання фізичного апаратного забезпечення. Отримані результати точно збіглися з даними традиційної FPGA-валідації, проведеної командою Rambus.

Вирішення проблем безпеки на ранніх етапах проєктування

Створення криптографічно безпечного кремнію є одним із найскладніших завдань в апаратній інженерії. Атаки сторонніми каналами, які експлуатують ненавмисні сигнали, такі як енергоспоживання або електромагнітне випромінювання, а не вади в самому алгоритмі, можуть поставити під загрозу навіть математично бездоганну реалізацію. Традиційно виявлення таких вразливостей вимагало наявності фізичного обладнання і часто відбувалося занадто пізно в циклі проєктування, що ускладнювало уникнення суттєвих доопрацювань.

Раніше компанія Rambus виявила вразливість сторонніми каналами в попередній версії одного зі своїх ядер AES за допомогою валідаційного тестування на базі FPGA. Завдання полягало в тому, щоб визначити, чи можна виявити ту ж саму вразливість на рівні регістрових передач (RTL) та на етапах моделювання без фізичного апаратного забезпечення, і чи можна ізолювати її першопричину безпосередньо в самій схемі.

Передкремнієвий аналіз, що забезпечує розуміння на фізичному рівні

За допомогою інструмента DS2210A Inspector Pre-Silicon SCA від компанії Keysight, команда безпеки пристроїв Keysight проаналізувала попередню версію проєкту Rambus AES, щоб незалежно виявити відомий витік та визначити його джерело, не покладаючись на фізичні пристрої або лабораторне обладнання.

Результати показали, що той самий витік сторонніми каналами, що спостерігався під час тестування FPGA, був ідентифікований на етапі підготовки до виробництва (pre-silicon). Його першопричину було точно локалізовано в проєкті, а виявлення стабільно підтверджувалося як під час моделювання на рівні регістрових передач (RTL), так і під час моделювання на вентильному рівні (gate-level). Результати цього аналізу значною мірою збіглися з традиційними методами посткремнієвої валідації. Перевірка фінальної релізної версії підтвердила, що заходи зі зниження ризиків, вжиті компанією Rambus, повністю усунули цю вразливість.

Гілберт Гудвілл (Gilbert Goodwill), технічний директор з інженерних розробок компанії Rambus, зазначив: «Імітаційне моделювання Pre Silicon SCA від Keysight забезпечує значну перевагу порівняно з апаратним тестуванням (на базі FPGA або ASIC), дозволяючи локалізувати базовий код, пов'язаний з виявленим витоком. Це серйозний крок уперед порівняно з апаратним тестуванням, яке проводиться у відриві від програмного коду. Той факт, що цей інструмент здатний моделювати виконання коду з точністю, достатньою для виявлення витоків, здійснювати це з необхідною продуктивністю для практичного застосування, а тепер ще й пов'язувати такі витоки з конкретним кодом, робить його винятково важливим рішенням для розробників інтелектуальної власності (IP), стійкої до атак сторонніми каналами».

Інтеграція засобів забезпечення безпеки на більш ранніх етапах маршруту проєктування

Це тематичне дослідження (case study) підкреслює масштабніший зсув у підходах напівпровідникової індустрії до забезпечення апаратної безпеки. Традиційно оцінювання вразливостей сторонніми каналами проводилися на пізніх стадіях циклу розробки: після логічного синтезу і часто після передачі проєкту у виробництво (tape-out), коли вартість виправлення вразливостей є максимальною. Передкремнієве тестування на базі FPGA дозволило проводити такі оцінювання раніше, проте, як і раніше, вимагало наявності фізичного обладнання, калібрування вимірювальних установок та технічного обслуговування апаратури.

Комплекс Keysight Inspector Pre Silicon SCA розвиває цю концепцію, забезпечуючи можливість аналізу, що повністю ґрунтується на імітаційному моделюванні. Це усуває апаратні залежності, забезпечує отримання детермінованих і відтворюваних результатів, а також вимагає меншої кількості трас (traces). Оскільки цей інструмент працює безпосередньо з описами на рівні RTL та списками кіл (netlist), його можна інтегрувати в маршрут проєктування і перезапускати після кожної зміни, підтримуючи ітеративний, заснований на даних процес розробки безпечних рішень.

Важливо зазначити, що він доповнює робочі процеси з використанням FPGA, допомагаючи виявляти потенційні витоки на ранніх етапах, що дозволяє командам розробників зосередитися на фізичній валідації там, де це має найбільше значення.

Раннє отримання відповідей, скорочення кількості дорогих повторних випусків кристалів

У міру того як вимоги до безпеки посилюються у сфері напівпровідників, автомобільній, аерокосмічній та оборонній промисловості, а також в інших галузях, здатність на ранній стадії виявляти та усувати вразливості стає визначальною перевагою. Рішення Keysight Inspector Pre-Silicon SCA надає командам розробників швидший і точніший шлях до передачі проєкту на фабрику (tape-out), знижуючи ризики дорогих повторних випусків кристалів, скорочуючи час виведення на ринок і формуючи вищий ступінь впевненості в безпеці кожної криптографічної реалізації.

Ознайомтеся з повною версією тематичного дослідження, щоб детально вивчити застосовувану методологію та технічні результати.

Джерело: Keysight Press Releases