摘要：随着全球化的进程，现代化的集成电路制造技术已经成为了分工合作的产业，然而这种产业模式使得商家对集成电路产业链的掌控越来越低，竞争对手和黑客也极有可能在集成电路的设计与制造过程中恶意的把硬件木马植入到其电路中，从而对原始电路造成破坏，尤其是对于加解密电路，这种被恶意植入进原始电路中的硬件木马会盗窃用户密钥消息，造成重大的信息泄露和安全隐患问题。

在这种情况下，本论文使用了AES加密算法电路当作植入硬件木马的载体电路，对植入AES加密电路的硬件木马电路进行了仔细且详尽的研究。重点设计并且实现了一种AES加密算法，这种算法的数据分组的长度与密钥的长度都是128位的。在进行Verilog代码编程后，在Modelsim中仿真结果显示加密模块功能正确无误，通过对可能植入的硬件木马的研究，将一种硬件木马植入到AES加密算法电路中，在实现正常加密功能并满足触发条件后，木马电路就被触发启动，实现了相应的破坏功能，验证了基于AES加密算法的硬件木马电路的有效性。

关键词：AES；硬件木马；加解密；密钥

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.3 课题研究主要内容-3

1.4 论文结构安排-3

第二章  AES算法和硬件木马分析-4

2.1 AES算法-4

2.1.1 AES算法特点-4

2.1.2 AES算法结构-5

2.1.3 AES算法的安全性-7

2.2 AES算法中的硬件木马-7

2.2.1 硬件木马结构-7

2.2.2 硬件木马分类-8

2.3 AES算法中硬件木马的检测方法-10

2.3.1 基于门级网表硬件木马检测-10

2.3.2 基于芯片级硬件木马检测-10

2.3.3 基于RTL级硬件木马检测-11

第三章  基于AES加密算法的硬件木马的模块设计-12

3.1 AES加解密电路-12

3.1.1 密钥扩展模块-12

3.1.2 轮函数模块-14

3.2 硬件木马设计实现-17

3.2.1 简单组合型硬件木马设计-17

3.2.2 时序型硬件木马设计-17

3.2.3 其它类型硬件木马设计-18

第四章  基于AES加密算法的硬件木马仿真实现-19

4.1 AES加密电路仿真-19

4.1.1 使用Modelsim仿真-19

4.1.2 使用AES加密软件仿真-20

4.1.3 仿真结果对比-22

4.2 植入硬件木马后的AES加密电路仿真-22

第五章  总结与展望-25

参考文献-26

致  谢-28