54、光学技术在硬件安全中的应用与挑战

光学技术在硬件安全中的应用与挑战

1. 光学技术概述

光学技术在硬件安全领域有着重要的应用，其中包括电光技术、激光故障注入和热激光刺激等。
- 电光技术（Electro - Optical Technique） ：这是一种主动方法，用于确定晶体管或逻辑门的状态。与被动测量能量的方法不同，它利用激光从硅片背面穿过，激光穿过衬底后在晶体管的下一个界面反射，反射激光由于电场和自由载流子密度的开关活动而经历幅度和相位调制。调制后的光信号通过雪崩光电二极管转换为电信号，再根据电光测量的方式（EOP或EOFM）将电信号输入示波器或频谱分析仪。此外，还有激光电压探测（LVP）和激光电压成像（LVI）等光学探测方法，它们分别与EOP和EOFM等效，只是后两者使用的光源是非相干的。
- 电光探测（EOP） ：每次使用激光刺激针对一个晶体管。激光调制并转换为电信号后，输入示波器，示波器对信号进行采样以构建晶体管活动的时域波形。为克服自然的低信噪比，该过程通常会重复进行。其时间分辨率通常在几十到几百皮秒的数量级，足以满足现代片上系统（SoC）的高速需求。
- 电光频率映射（EOFM） ：用于频域分析，激光束扫过感兴趣区域（RoI），指定目标频率，仪器使用频谱分析仪（带通滤波器）过滤该频率附近的信号，构建二维计算机图像，映射出晶体管活动，突出显示晶体管以目标频率切换的区域。与EOP相比，EOFM测量速度更快，信噪比更高。

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