定位装置、电场天线、磁场天线、故障注入系统和方法与流程

本技术涉及集成电路与信息安全，尤其涉及一种定位装置、电场天线、磁场天线、故障注入系统和方法。

背景技术：

1、电磁脉冲攻击是集成电路信息安全性评估的一种重要方法，广泛应用于金融加密芯片、物联网设备核心控制器以及智能卡等高安全性集成电路的防护能力测试中。在当今数字化时代，集成电路作为各类信息系统的核心，其内部存储着大量敏感数据和加密算法，一旦遭到恶意攻击导致信息泄露，将造成不可估量的安全威胁与经济损失。通过在集成电路的关键节点注入瞬间变化的电磁脉冲，可以改变集成电路的运行状态从而“非法”获得其内部信息，是评估和提升芯片硬件安全防护等级不可或缺的环节，对于完善集成电路安全评估体系具有极其重要的战略意义和应用价值。

2、现有的电磁脉冲故障注入装置基本原理是利用电压变换装置作为评估的实施者，将输出的瞬态高电压脉冲输送至能量转换模块，该模块主要包含磁场天线和电场天线两种注入通道，通过电磁场天线将电能转换为磁场能量和电场能量。在评估过程中，将受评估的目标集成电路置于三维移动平台上并使其处于上述电磁场中，集成电路的浮栅、金线引脚、内部连线等会感应到电磁脉冲，进而干扰内部逻辑状态。通过绝对位置坐标加上偏移量来间接定位的方法，易积累误差，影响电磁脉冲故障注入的准确性和效果。

3、现有的电磁脉冲故障注入装置在实际操作中存在由于缺乏同步的电磁场定位光束以及可视化定位集成电路特定区域的方法，导致无法准确定位集成电路内部关键区域从而难以高效、准确地引起集成电路内部信息泄露的问题。

技术实现思路

1、在 技术实现要素： 部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的此部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

3、为此，本发明的第一方面提供了一种定位装置。

4、本发明的第二方面提供了一种电场天线。

5、本发明的第三方面提供了一种磁场天线。

6、本发明的第四方面提供了一种故障注入系统。

7、本发明的第五方面提供了一种故障注入方法。

8、有鉴于此，根据本技术实施例的第一方面提供了一种定位装置，包括：

9、导光体，所述导光体用于设置在电磁场天线内；

10、光源，所述光源设置于所述导光体的一端，且所述光源的出光面朝向所述导光体设置；

11、会聚透镜，所述会聚透镜设置于所述导光体的另一端；

12、所述光源发射的光束经过所述导光体传输后，射出所述导光体并经所述会聚透镜会聚形成定位光束，所述定位光束用于指示电磁场天线的电磁场方向。

13、在一种可行的实施方式中，所述会聚透镜包括：

14、凸透镜，所述凸透镜设置于所述导光体背离所述光源的一端，且位于所述导光体的出射光路上。

15、在一种可行的实施方式中：

16、所述凸透镜为平凸透镜，所述平凸透镜的平面位于靠近所述导光体的一侧。

17、在一种可行的实施方式中，还包括：

18、基板，所述基板上设置有所述光源、光源供电触点和电磁场天线供电触点，所述光源供电触点和所述电磁场天线供电触点用于连接电磁脉冲发生器。

19、在一种可行的实施方式中，还包括：

20、封装件，所述封装件由绝缘材料制成，所述封装件用于封装至少一部分所述基板、至少一部分所述导光体、至少一部分所述电磁场天线和一部分所述会聚透镜。

21、在一种可行的实施方式中，所述导光体包括导光柱，所述导光柱设置于所述光源和所述会聚透镜的光路之间，且所述导光柱的中心轴沿所述光路的主光轴布置。

22、在一种可行的实施方式中，所述导光体包括光纤，所述光纤设置于所述光源和所述会聚透镜的光路之间，且所述光纤的中心轴沿所述光路的主光轴布置。

23、根据本实施例的第二方面提供了一种电场天线，包括上述任一技术方案中所述的定位装置，还包括：

24、内导体，所述内导体具有依次连接的第一段和第二段，所述第一段用于与电磁脉冲发生器电连接，所述第二段设置于所述导光体内，且沿所述导光体的轴线布置，所述第二段的末端朝向所述会聚透镜。

25、在一种可行的实施方式中：

26、所述内导体朝向所述会聚透镜的一端具有光滑的球冠面。

27、根据本实施例的第三方面提供了一种磁场天线，包括上述任一技术方案中所述的定位装置，还包括：

28、螺线圈，所述螺线圈绕设于所述导光体，且所述螺线圈与所述导光体同轴布置，所述螺线圈的两个连接端用于与电磁脉冲发生器电连接。

29、根据本实施例的第四方面提供了一种故障注入系统，包括上述任一技术方案中所述的定位装置，还包括：

30、电磁场天线，所述定位装置设置于所述电磁场天线，所述电磁场天线的电磁场方向通过所述定位装置的定位光束进行指示；

31、电磁脉冲发生器，所述电磁脉冲发生器用于为所述光源和所述电磁场天线供电；

32、图像采集单元，所述图像采集单元用于采集目标集成电路的图像，并捕获所述定位光束在所述目标集成电路上形成的光斑图像；

33、位置移动单元，所述位置移动单元与所述电磁场天线或所述目标集成电路连接，用于移动所述电磁场天线或所述目标集成电路的位置；

34、控制器，所述控制器与所述电磁脉冲发生器、所述图像采集单元和所述位置移动单元电连接，用于控制所述电磁脉冲发生器供电，并控制所述位置移动单元带动所述电磁场天线或所述目标集成电路移动，以改变所述光斑图像在所述目标集成电路上的位置。

35、根据本实施例的第五方面提供了一种故障注入方法，使用上述任一技术方案中所述的故障注入系统，该方法包括以下步骤：

36、发射定位光束；

37、采集所述定位光束在所述目标集成电路上形成的光斑图像；

38、在所述目标集成电路所在区域建立坐标系；

39、移动所述电磁场天线以将光斑移动到设定的坐标位置，控制电磁场天线实施电磁脉冲故障注入；

40、采集所述目标集成电路的状态数据，评估电磁脉冲故障注入引起信息泄露的效果。

41、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

42、本技术实施例提供的定位装置，通过在电磁场天线内设置导光体，并配合光源与会聚透镜，使得光源发射的光束经导光体传输后，能够由会聚透镜会聚形成用于指示电磁场天线电磁场方向的定位光束。该结构设计为电磁脉冲故障注入过程提供了同步且可视化的电磁场定位光束，使得操作者能够直观地通过定位光束精确锁定电磁场的作用方向及位置，解决了现有技术中由于缺乏同步的电磁场定位光束以及可视化定位方法而导致的无法准确定位集成电路内部关键区域的问题，消除了通过绝对位置坐标加偏移量间接定位带来的累积误差，从而显著提高了电磁脉冲故障注入的定位准确性和攻击有效性，能够高效、准确地引起集成电路内部信息泄露。

43、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。