The high cost of integrated circuit chip production has driven more and more chip design companies to use overseas production services. Since the integrated circuit production cannot be closely monitored, the security of integrated circuit chips has become a major concern. Hardware Trojan (HT) insertion is one type of the hardware attack. HTs are extremely stealthy due to their small sizes and low triggering rates. HTs inserted during manufacturing can have minimum impact on the timing and power. In fact, this impact can be smaller than the timing and power variations caused by the process variations. Therefore, these HTs cannot be easily detected using traditional electrical methods. In this article, we propose a novel optical method, where we image the integrated circuit chip from the backside. Our method, can easily detect any replacements, modifications, or rearrangements of fill cells or functional cells for HT insertion. We use a noise-based detection method to achieve high HT detection rates in different testbenches. To further improve the robustness of our method, we strategically place high reflectance fill cells in the designs. Our approach provides high-resolution, nondestructive, and rapid means to detect HTs inserted during fabrication. We evaluate our approach using various hardware blocks where the HTs can occupy less than 0.1% of the total area or consist of fewer than three gates. In addition, we analyze our method with various magnitudes of noise, process variations, detection window sizes, and resolutions.

中文翻译：

---

使用背面光学成像的硬件木马检测

集成电路芯片生产成本居高不下，促使越来越多的芯片设计公司转向海外生产服务。由于无法对集成电路生产进行严密监控，集成电路芯片的安全性成为一个主要问题。硬件木马 (HT) 插入是硬件攻击的一种。HT 因其体积小和触发率低而非常隐蔽。在制造过程中插入的 HT 对时序和功率的影响最小。事实上，这种影响可能小于由工艺变化引起的时序和功率变化。因此，使用传统的电学方法无法轻易检测到这些 HT。在本文中，我们提出了一种新颖的光学方法，我们从背面对集成电路芯片进行成像。我们的方法，可以很容易地检测到任何替换，用于 HT 插入的填充细胞或功能细胞的修饰或重排。我们使用基于噪声的检测方法在不同的测试平台中实现高 HT 检测率。为了进一步提高我们方法的稳健性，我们在设计中战略性地放置了高反射率填充单元。我们的方法提供了高分辨率、无损和快速的方法来检测在制造过程中插入的 HT。我们使用各种硬件块来评估我们的方法，其中 HT 可以占总面积的 0.1% 以下或由少于三个门组成。此外，我们分析了我们的方法具有各种噪声量级、过程变化、检测窗口大小和分辨率。我们使用基于噪声的检测方法在不同的测试平台中实现高 HT 检测率。为了进一步提高我们方法的稳健性，我们在设计中战略性地放置了高反射率填充单元。我们的方法提供了高分辨率、无损和快速的方法来检测在制造过程中插入的 HT。我们使用各种硬件块来评估我们的方法，其中 HT 可以占总面积的 0.1% 以下或由少于三个门组成。此外，我们分析了我们的方法具有各种噪声量级、过程变化、检测窗口大小和分辨率。我们使用基于噪声的检测方法在不同的测试平台中实现高 HT 检测率。为了进一步提高我们方法的稳健性，我们在设计中战略性地放置了高反射率填充单元。我们的方法提供了高分辨率、无损和快速的方法来检测在制造过程中插入的 HT。我们使用各种硬件块来评估我们的方法，其中 HT 可以占总面积的 0.1% 以下或由少于三个门组成。此外，我们分析了我们的方法具有各种噪声量级、过程变化、检测窗口大小和分辨率。我们使用各种硬件块来评估我们的方法，其中 HT 可以占总面积的 0.1% 以下或由少于三个门组成。此外，我们分析了我们的方法具有各种噪声量级、过程变化、检测窗口大小和分辨率。我们使用各种硬件块来评估我们的方法，其中 HT 可以占总面积的 0.1% 以下或由少于三个门组成。此外，我们分析了我们的方法具有各种噪声量级、过程变化、检测窗口大小和分辨率。