ICS31.200 SJ L 56 备案号： 中华人民共和国电子行业标准化指导性技术文件 SJ/Z 11361—2006 集成电路IP核保护大纲 Integrated circuit intellectual property core protection: schemes, alternatives anddiscussion 2006-09-26发布 2006-12-01实施 中华人民共和国信息产业部发布 SJ/Z 11361--2006 前言 本指导性技术文件由信息产业部电子工业标准化研究所归口。 本指导性技术文件主要起草单位：集成电路IP核标准工作组。 SJ/Z11361—2006 引言 本指导性技术文件是在参照VSIA（VirtualSocketInterfaceAlliance）《IntellectualPropertyProtection： Schemes，Alternatives andDiscussionVersion1.1》的基础上制定的。 本指导性技术文件所参照的文件得到了VSIA的版权许可。 本指导性技术文件作为集成电路SoC设计中IP核复用的试用文件，介绍了集成电路IP核保护的几种 技术和机制。 I SJ/Z11361—--2006 集成电路IP核保护大纲 1范围 集成电路IP核（IntellectualPropertyCore，以下简称为IP）保护存在多种多样方法，但并不是所有 的办法都适用于每一种类型的IP。在IP的价值（预期的或实际的）、保护方案实现的难度以及保护后的 IP对集成者和终端用户的最终可用性之间存在着一个平衡。本规范介绍了几种技术和机制。 本规范的目的是，确定开放的、能共同操作的IP保护解决方案，其中IP保护应权衡IP的用户可用性 与保护的安全等级之间的关系。IP（包括产品、技术和软件）可以通过专利、版权和商业机密加以保护。 对于硬核、固核和软核IP，可以用以上方法来选择适当的保护机制。， 本规范的使用对象包括IP的提供商，IP的使用者（系统设计者或是集成者），EDA开发商，在FPGA、 CPLD、ASIC或是SoC中使用到IP的半导体供应商。本规范给出了可授权给另一方的IP的各种保护、探 测和跟踪机制。本规范不涉及IP设计流程中要使用到的设计程序（EDA工具）的保护。 2安全方案 IP保护可使用三种方法，包括：威镊、保护和探测。使用威镊办法，IP所有者可以阻止侵害者采用 某种手段窃取IP的企图。使用保护机制，IP所有者可以设法阻止IP的非法使用。使用探测的手段，IP所 有者可以探测和跟踪IP合法的以及非法的使用情况，以此决定采取适当的行动。 威慢能为阻止非法行为的发生提供合法保护的信息，并不提供任何物理保护。现用的威慢保护类型 有： a）专利; b）版权； c) 商业机密； d）合同和诉讼。 保护包括采取积极措施来阻止IP的非法使用。保护机制包括以下方面： a）许可协议； b）加密。 探测包括判断是否非法使用P，以及在出现剽窃行为时追踪其源头。现有的探测和跟踪方法包括： a）制造厂IP跟踪或标注： .b）数字签名，例如数字指纹和数字水印； c）噪声指纹。 理想情况下，在设计、实现或是制造过程中，无论以何种形式，每当IP被使用时，都会创建一个跟 踪信息。这一跟踪信息将会同其它信息，例如，使用工具、用户身份、时间和日期等，被一起记录和传 送。对于设计者（IP的使用者），多个IP集成时要求逐级进行审核。 一个IP在其生命周期中的特定阶段决定了其所需的安全方案。一个IP要经历开发、申请许可、使用 以及最终产品销售等阶段，侵权行为在该过程的任意时刻都有可能发生。在IP生命周期的各个特定时刻 需要不同的安全保护方案。关于这些保护措施和相应的IP生命周期的实例如下表所示： SJ/Z11361—2006 表1在IP生命周期中可应用的安全保护方案举例 开发 申请许可 IP集成 制造 最终元件使用 最终应用 侵害揭发 威優 专利 x x 版权 x x 商业机密 x x 合同 x 诉讼 x 保护 许可协议 x x 加密 x 探测 跟踪 x x 标注 x x x 数字指纹 x x x 数字水印 x x x 噪声指纹 x x x 3 威慢 传统的威慢保护机制有专利、版权、商标和商业机密。专利和版权的基本目的在于鼓励商品化和授 予发明者一定时间内的专有权。这些方法提供了不同程度的保护。 开发者需要理解隐藏在给IP提供保护的方法背后的规章和原则，不仅是为了保护开发者自已的设 计，同时也是为了保护其他开发者的IP。为了确定对他人知识产权潜在的侵害，也为了有助于确定开发 者所提出IP设计的价值，开发者必须在启动IP开发之前，对专利、版权、商标进行详细调查和分析。 3.1专利 专利只被该专利注册国所承认。 专利需要大量文件，发明者必须能够证明发明的新颖性、实用性并给出完整的实现该发明的说明。 一旦专利发布，它将完全对公众解密。如果没有申请受其他国家法律保护的国际专利保护，则只能在所 申请的国家中受到保护。 3.2版权 版权最初是用来保护文学作品，音乐和戏剧作品的。它们只是用来防止对思想表达方式的抄袭，而 不是像专利那样保护思想本身。因此，版权要比专利更易获得。版权具有更长的保护期（超过作者有生 之年50年），并且它们是全球公认的。对于半导体设计，版权只有有限的使用范围。它们通常应用于芯 片或者掩膜，以防止对它们的完全抄袭。 3.3商业机密 商业机密涵盖了比专利和版权更广泛的范畴。然而，拥有者必须采取深思熟虑的步骤对信息采取保 护和安全措施，使得这些信息能够得到保护。拥有者也能够从这些机密信息中获得经济利益。 为了得到保护，必须限制对商业机密信息的访问。如果机密信息必须离开预设的前提，则必须说明 其意图以保护和控制这些数据。对于与其它公司签署的协议，必须要详细描述这些商业机密，详细说明 签署方所被赋予的权利，同时这些信息必须强调是作为商业机密而保存的。对于商业机密信息的访问必 须小心谨慎，始终如一地将访问记录在案。安全防范的主要漏洞多来自于公司内部，因此，公司应要求 员工签署商业机密保护协议。如果这些信息被公布，商业机密将不再具有保护作用。 2 SJ/Z11361—2006 3.4法律 专利、版权、商标等知识产权都是受法律保护的，理解相关法律是非常重要的。 4保护办法 对于那些具有很高价值的IP，失去EDA设计数据的控制将会导致巨大的经济损失。所以，应使用具 有高度安全性的保护措施。 4.1加密技术 加密技术给潜在用户提供一种既可以访问IP的执行版本又不会明确涉及到其源代码的手段。这种机 制允许IP接收者检验、集成IP，直到硅片生产的整个流程中通过各种EDA.工具对IP进行处理，而不会明 确地把IP的结构暴露给用户。 但是，并不是所有的EDA工具销售商都提供支持加密技术的工具。加密技术通常是不公开的，并 且通常EDA工具具有内建的“后门”，使得使用者可以访问到那些未加密的源代码。随着越来越多的 EDA销售商建立了他们的IP保护手段，在支持IP方面；加密技术越来越便利、可行和有效。 并不是所有的加密方案都是最佳的，任何一个被采用的方案都应该通过最小可用性测试。例如，公 共域PGP（PrettyGoodProtection）加密被认为是一种成本低、开放的保护IP的方法。然而，目前在基础 设施和密钥使用的控制上仍然存在不足，因此减少了其在这个应用领域的价值和潜力。 4.2硬件保护 保护IP的EDA设计数据的个有效方法是不发布设计数据，但不包括以下的更为间接的形式： a）以GDSⅡI格式磁带(在生产厂家的控制下)为整个芯片制作掩膜； b）以类似于FPGA的可编程逻辑器件的形式（见第6章），用于硬件或仿真平台。 这两种形式都不允许访问完整的设计数据，而且，这些方法都会增加获取用来定义IP的源信息的难 度。 4.3化学保护 为了使真正的硅芯片内容免受逆向工程设计的抄袭，人们发展了钝化技术。其内容包括如何将情性 钝化作为正常制造工艺中的一部分应用于硅片。在正常情况下钝化对硅片起保护作用，除非其表面被刮 破而暴露在空气中。当这种情况发生时钝化层将发生化学反应，破坏掉暴露出来的硅表面，防止逆向工 程。 5探测方法 有各种各样的方案可以用来鉴定IP的所有权，这些方案有不同的安全等级，一些深植于设计之中， 是不可探测的，另外的则公开显示，便于观察，并且可用作跟踪IP的一种简单手段。最著名的方案有五 种：标注和跟踪、数字签名、数字指纹、数字水印和噪声指纹。 5.1标注和跟踪 标注和跟踪即在IP上贴标签或标志以便追踪这些元件（通常是在制造阶段）。 这个方案的一个实例是《VSIAVirtual Component Identification Physical Tagging Standand》。这一 技术只是简单地为一个IC设计中的所有IP创建GDSII标志，标志（或者叫标签）包含了名称、所有权、 原始日期以及使用的次数等信息。同时，允许一个诸如硅片制造厂等的机构来记录使用情况、识辩所有 权、管理事件和许可费用等。 其它可供选择的标注技术也正在不断出现，例如允许为单个芯片创建唯一的和可重复创建的数字 ID技术。这项技术为芯片提供了一个内嵌式的GDSII单元，该单元的特点是使用单独的压焊点即可读出 非易失性的签名ID。 5.2数字签名 3 SJ/Z11361—2006 一个IP拥有一个数字签名或指纹，它是IP的一个特征，并作为其唯一的标识。更精确地说，数字签 名是从有限字母表中提取出来的一组有限的，可能是分层次的符号序列。 指纹是IP的本质特征，可以用数字签名来标识