Bước tiến quan trọng trong nghiên cứu thiết kế vi mạch tại Việt Nam

Cục Sở hữu trí tuệ (NOIP) vừa cấp Bằng độc quyền sáng chế cho sáng chế mang tên: “Quy trình đánh giá mức độ bảo mật của phần cứng dựa trên lưu vết ước lượng công suất tiêu thụ” của Nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu thiết kế vi mạch và ứng dụng, Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Nhóm nghiên cứu Hệ thống tích hợp thông minh (SISLAB) – Trung tâm Nghiên cứu thiết kế vi mạch và ứng dụng, Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Nhóm nghiên cứu Hệ thống tích hợp thông minh (SISLAB) – Trung tâm Nghiên cứu thiết kế vi mạch và ứng dụng, Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Đây là kết quả nghiên cứu của Nhóm nghiên cứu Hệ thống tích hợp thông minh (SISLAB)–Trung tâm Nghiên cứu thiết kế vi mạch và ứng dụng, Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội. Công trình mở ra một hướng tiếp cận hiệu quả trong việc kiểm tra mức độ bảo mật của các thiết kế vi mạch ngay từ giai đoạn thiết kế, trước khi sản xuất.

Giải pháp đột phá trong đánh giá bảo mật phần cứng

Sáng chế đề xuất một quy trình kỹ thuật có hệ thống, cho phép đánh giá mức độ bảo mật của thiết kế phần cứng mật mã (crypto-hardware), ngay trong giai đoạn thiết kế, thông qua phân tích lưu vết công suất tiêu thụ được ước lượng bằng mô phỏng, thay vì đợi đến khi sản xuất chip thực tế.

Thông thường, việc kiểm thử bảo mật phần cứng chỉ được thực hiện sau khi thiết kế đã được chế tạo thành vi mạch trên công nghệ ASIC hoặc FPGA, gây tốn kém chi phí và thời gian. Trong bối cảnh các cuộc tấn công kênh kề (Side-Channel Attacks) ngày càng tinh vi, việc phát hiện sớm các điểm rò rỉ thông tin trở nên cấp thiết.

Quy trình được bảo hộ sáng chế bao gồm các bước từ đặc tả thiết kế, mô tả kiến trúc RTL, mô phỏng chức năng, tổng hợp phần cứng, phân tích thời gian và ký sinh, đến ước lượng công suất tiêu thụ và phân tích bảo mật thông qua các kỹ thuật thống kê như T-test, phân tích vi sai (DPA) và phân tích tương quan (CPA). Toàn bộ quy trình được thực hiện trên mô hình thiết kế trước khi gửi đi chế tạo, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí và phát hiện sớm các điểm yếu bảo mật có thể bị khai thác.

Ứng dụng thiết thực trong thiết kế các vi mạch bảo mật cao

Sáng chế đặc biệt hữu ích trong việc thiết kế và đánh giá các khối mã hóa phần cứng như AES (chuẩn mã hoá tiên tiến), RSA (mật mã hóa khóa công khai), ECC (mã hoá bảo mật theo đường cong)... phục vụ các ứng dụng yêu cầu bảo mật cao như thẻ ngân hàng, căn cước công dân điện tử, hệ thống quân sự, IoT an toàn và thiết bị nhúng bảo mật.

Chẳng hạn, các tấn công dựa trên lưu vết công suất tiêu thụ có thể phá giải khóa AES chỉ trong vài phút nếu thiết kế phần cứng không được bảo vệ đúng cách. Giải pháp sáng chế này cung cấp công cụ kỹ thuật mạnh mẽ để kiểm định và nâng cao khả năng chống rò rỉ khóa bí mật trong các thiết kế.

Việc được cấp Bằng độc quyền sáng chế cho giải pháp này khẳng định năng lực nghiên cứu–phát triển của đội ngũ các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực thiết kế vi mạch bán dẫn và an toàn thông tin – một lĩnh vực công nghệ cao đang được Chính phủ ưu tiên đầu tư và phát triển.

Đây cũng là minh chứng cho sự kết hợp hiệu quả giữa các hướng nghiên cứu trọng điểm hiện nay như mật mã phần cứng, phân tích bảo mật kênh kề, thiết kế vi mạch số (RTL/ASIC/FPGA) và kiểm thử thiết kế an toàn trước sản xuất.

Quy trình kỹ thuật được bảo hộ sáng chế

Quy trình đánh giá mức độ bảo mật của phần cứng dựa trên lưu vết ước lượng công suất tiêu thụ được thực hiện qua các bước sau: (i) xây dựng đặc tả thiết kế mật mã/bảo mật; (ii) thiết kế phần cứng dưới dạng chuyển dịch thanh ghi (RTL); (iii) mô phỏng và kiểm chứng chức năng của thiết kế; (iv) tổng hợp và thực thi phần cứng thiết kế; (v) trích xuất thông tin trở kháng và dung kháng ký sinh, phân tích thời gian tĩnh để kiểm tra đáp ứng thời gian của thiết kế; (vi) mô phỏng thiết kế với thông tin ký sinh và trích xuất dạng sóng tín hiệu; (vii) ước lượng công suất tiêu thụ và trích xuất lưu vết tương ứng; (viii) nội suy và bóc tách lưu vết công suất tiêu thụ; (ix) đánh giá bảo mật dựa trên lưu vết thu thập được; (x) tích hợp thiết kế vào hệ thống, sẵn sàng cho chế tạo vi mạch.

Tên sáng chế: Quy trình đánh giá mức độ bảo mật của phần cứng dựa trên lưu vết ước lượng công suất tiêu thụ
Lĩnh vực: Thiết kế vi mạch bán dẫn, bảo mật phần cứng
Cơ quan cấp bằng: Cục Sở hữu trí tuệ – Bộ Khoa học và Công nghệ
Ứng dụng: Kiểm thử bảo mật các thiết kế chip mật mã trên nền tảng ASIC/FPGA trước khi sản xuất
Đơn vị nghiên cứu: Trung tâm Nghiên cứu thiết kế vi mạch và ứng dụng (CICA), Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội
Tác giả sáng chế: Tiến sĩ Bùi Duy Hiếu, Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú

Có thể bạn quan tâm

Đào tạo an ninh mạng tại CyRadar giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực phòng thủ.

Tăng năng lực phòng vệ của doanh nghiệp

Chuyển đổi số đang mở ra nhiều cơ hội tăng trưởng cho doanh nghiệp Việt Nam nhưng cũng kéo theo những rủi ro an ninh mạng phức tạp. Khi dữ liệu trở thành tài sản chiến lược, khả năng bảo vệ hệ thống và thông tin không còn là vấn đề kỹ thuật mà trở thành năng lực phòng vệ quan trọng đối với mỗi doanh nghiệp.

Hoạt động nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Lọc, Hóa dầu (Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam).

Đầu tư hạ tầng nghiên cứu cho công nghệ chiến lược

Phát triển hệ thống phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia là một trong những giải pháp để hiện thực hóa mục tiêu đột phá về khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo theo Nghị quyết 57-NQ/TW. Thực trạng lạc hậu về công nghệ đặt ra yêu cầu cấp thiết phải tổ chức lại hạ tầng nghiên cứu theo hướng tập trung, đồng bộ và hiệu quả.

Phòng An ninh mạng và phòng, chống tội phạm sử dụng công nghệ cao Công an thành phố Đà Nẵng đấu tranh tội phạm trên không gian mạng. (Ảnh: Công Vinh)

Nâng cao ý thức làm chủ, bảo vệ không gian mạng

Tại Hội nghị Trung ương 2 khóa XIV, Tổng Bí thư Tô Lâm tiếp tục khẳng định chủ trương của Đảng về bảo đảm quốc phòng, an ninh, đối ngoại, hội nhập quốc tế trong giai đoạn mới, khi nhấn mạnh yêu cầu: Tự chủ chiến lược, có năng lực kiểm soát rủi ro, có thể chế vững, có trật tự xã hội ổn định, có sự hội nhập quốc tế sâu rộng...

UAV được thử nghiệm phun thuốc cho cây cà-phê tại xã Mường Ảng, tỉnh Điện Biên.

Cơ chế sandbox đã sang giai đoạn triển khai thực tế

Bộ Khoa học và Công nghệ cho biết, bên cạnh chuẩn bị cấp phép mô hình thử nghiệm có kiểm soát đầu tiên về phát triển kinh tế tầm thấp, ứng dụng phương tiện bay không người lái (UAV) tại tỉnh Điện Biên, một số địa phương, doanh nghiệp cũng bày tỏ quan tâm đến việc triển khai thử nghiệm mô hình sandbox.

Định vị vị thế Việt Nam trên bản đồ sở hữu trí tuệ toàn cầu

Định vị vị thế Việt Nam trên bản đồ sở hữu trí tuệ toàn cầu

Trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế, sở hữu trí tuệ ngày càng khẳng định vai trò là một trụ cột quan trọng của nền kinh tế tri thức. Những năm qua, Việt Nam đã chủ động hoàn thiện thể chế, từng bước xây dựng hệ thống sở hữu trí tuệ tương thích với chuẩn mực quốc tế và đạt được nhiều kết quả tích cực.

Bảo đảm pháp lý khi chuyển chất xám trí tuệ thành dòng vốn trên thị trường

Bảo đảm pháp lý khi chuyển chất xám trí tuệ thành dòng vốn trên thị trường

Luật Sở hữu trí tuệ sửa đổi 2025 được thông qua cho thấy những vấn đề pháp lý sở hữu trí tuệ đã được điều chỉnh gần và sát thực tiễn hiện nay. Trong đó, việc định giá tài sản sở hữu trí tuệ làm tài sản bảo đảm đang là nội dung thu hút sự quan tâm của đông đảo dư luận, nhất là với giới khởi nghiệp liên quan đổi mới sáng tạo.