物理审核以 22 毫米工艺芯片制造的处理器内部晶体管的布局

逆向工程 硬件 数字取证 集成电路 数字考古
2021-07-06 06:04:55

假设正常布局及其在管芯上的布置被广泛记录,需要什么来检查给定物理处理器上所有 35000 个晶体管的布局没有被篡改?

显微镜 ? 专业的成像软件 ? 每次检查都要买化学试剂等?多少工时?还有什么 ?

如果更容易为特定情况提供答案,您可以假设它是K 机器,但在现代 22 纳米工艺的芯片上制造。

如果你更喜欢你更熟悉的处理器,你可以假设一个armv6处理器,但在现代 22nm 工艺的芯片上制造。

您可以假设我可以访问晶圆厂的所有详细信息来生产处理器,但我要审核的特定物理处理器是由 NSA 在同一条晶圆厂生产线上制造的。

3个回答

YouTube 上的这个视频可能是一个好的开始。

对 MOS 6502 CPU 进行逆向工程[27C3(混沌计算机大会)]。

观看第 25 分钟到第 30 分钟的视频,您可以看到 CPU 骰子是如何暴露的以及数据是如何处理的。基本上,高分辨率照片被拼接在一起并进行跟踪以创建矢量图像。这反过来又用于创建仿真软件使用的网表。

https://reverseengineering.stackexchange.com/users/3259/user2987828建议的贡献

根据@ruby_object 答案中链接的视频,如果您需要检查在 4µm 工艺工厂制造的 8 位 RISC 处理器 MOS-6502-D,RAM 上限为 64ko:热硫酸 (200º F)。显微镜 nikon Optiphot 200 与 10x 物镜。三层 3510 个晶体管和 20,000 个金属板的布局。将显微镜图像与布局相匹配的时间不到几个月。

但是,对于 22nm 工艺,这并不能正确回答。

影片内容

0:00 介绍

2:00 使用

3:30 演讲大纲

第一部分 - 自上而下

4:10 代码、寄存器、约定

第二部分 - 自下而上

20:30 使用可用文档的好处和一般缺乏它的好处

25:00 骰子照片

25:15 早期结果

25:21 2001 高清照片,制作原理图

26:20 Visual 6502 项目的其他努力

26:40 幻灯片显示使用热酸去除塑料

27:04 酸工作结果

27:11 不错的结果

27:38 显微镜

27:45 很多很多小照片拼接在一起

27:52 拍面不够,好几层

28:10 使用化学品去除其他层

28:13 与员工合影

26:20 骰子的 200 兆像素高分辨率照片

28:35 自定义软件跟踪照片

28:55 矢量绘图

29:05 最终结果

29:25 网表

29:50 使用网表模拟处理器

30:53 速度

32:00 在网络浏览器中模拟

32:45 C 模拟器

34:00 其他模拟器

第三部分 - 我们学到了什么

40:00 示例发现了什么

44:45 非法操作码

48:10 介绍逆向工程工作

48:50 在其他产品中获得许可的 CPU

49:50 矢量化 Z80,其他芯片

50:30 主板X光片

Dmitry Nedospasov 在 Toorcon 上发表了关于背面 IC 分析的史诗般的演讲。上面的视频也很棒,但没有考虑到 IC 和芯片制造商试图保护他们的芯片免受此类入侵的麻烦。这是 Dmitry 和其他人的白皮书的链接,其中详细讨论了我认为的最佳流程。

http://nedos.net/ccs2013.pdf

根据@ruby_object's answer 上链接的视频,如果您需要检查在4µm 工艺工厂制造的 8 位 RISC 处理器MOS-6502-D,您需要:

  • 热硫酸 (200º F)。
  • 显微镜 nikon Optiphot 200 与 10x 物镜。
  • 布局 3 3510个晶体管和20000个金属板。
  • 将显微镜图像与布局匹配不到四个人工月(四个月是没有布局的持续时间)。
  • 计算机图形技术

但是,对于 22nm 工艺,这并不能正确回答。