Hardware trojan detection in open-source hardware designs using machine learning (2025)
- Authors:
- Autor USP: HAYASHI, VICTOR TAKASHI - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PCS
- Subjects: APRENDIZADO COMPUTACIONAL; HARDWARE; PROCESSAMENTO DE LINGUAGEM NATURAL
- Language: Inglês
- Abstract: A globalização da cadeia de suprimentos de hardware reduz custos, mas aumenta os desafios de segurança com a possível inserção de hardware trojans por terceiros. Métodos tradicionais de detecção apresentam limitações de escalabilidade ao usar apenas exemplos simples (e.g., AES). Embora o hardware de código aberto promova transparência, ele não garante segurança. Nesta pesquisa, técnicas de Processamento de Linguagem Natural (PLN) e Machine Learning (ML) foram aplicadas para identificar hardware trojans em designs complexos (e.g., RISC-V). Usando dados de benchmarks existentes (ISCAS85-89, TrustHub) e dados sintéticos gerados com Large Language Models (LLM), foi utilizado um conjunto de 3808 instâncias nesta pesquisa. A abordagem com TF-IDF e Decision Tree alcançou 97,26% de acurácia com este conjunto de dados, superando o estado da arte. O uso de LLMs com prompt optimization atingiu recall de 99%, minimizando falsos negativos. Como principais contribuições, foi desenvolvido um novo framework integrando PLN, ML e LLMs para aumentar a segurança em hardwares de código aberto, contemplando a geração e detecção de hardware trojans complexos e os conjuntos de dados abertos resultantes.
- Imprenta:
- Data da defesa: 11.03.2025
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ABNT
HAYASHI, Victor Takashi. Hardware trojan detection in open-source hardware designs using machine learning. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-06052025-090853/pt-br.php. Acesso em: 25 dez. 2025. -
APA
Hayashi, V. T. (2025). Hardware trojan detection in open-source hardware designs using machine learning (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-06052025-090853/pt-br.php -
NLM
Hayashi VT. Hardware trojan detection in open-source hardware designs using machine learning [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 25 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-06052025-090853/pt-br.php -
Vancouver
Hayashi VT. Hardware trojan detection in open-source hardware designs using machine learning [Internet]. 2025 ;[citado 2025 dez. 25 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-06052025-090853/pt-br.php - Non-invasive authentication for hands-free financial transactions in trusted connected locations
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