Hardware flaws are permanent and potent: hardware cannot be patched once fabricated, and any flaws may undermine any software executing on top. Consequently, verification time dominates implementation time. The gold standard in hardware Design Verification (DV) is concentrated at two extremes: random dynamic verification and formal verification. Both struggle to root out the subtle flaws in complex hardware that often manifest as security vulnerabilities. The root problem with random verification is its undirected nature, making it inefficient, while formal verification is constrained by the state-space explosion problem, making it infeasible against complex designs. What is needed is a solution that is directed, yet under-constrained. Instead of making incremental improvements to existing DV approaches, we leverage the observation that existing software fuzzers already provide such a solution, and adapt them for hardware DV. Specifically, we translate RTL hardware to a software model and fuzz that model. The central challenge we address is how best to mitigate the differences between the hardware execution model and software execution model. This includes: 1) how to represent test cases, 2) what is the hardware equivalent of a crash, 3) what is an appropriate coverage metric, and 4) how to create a general-purpose fuzzing harness for hardware. To evaluate our approach, we fuzz four IP blocks from Google's OpenTitan SoC. Our experiments reveal a two orders-of-magnitude reduction in run time to achieve Finite State Machine (FSM) coverage over traditional dynamic verification schemes. Moreover, with our design-agnostic harness, we achieve over 88% HDL line coverage in three out of four of our designs -- even without any initial seeds.


翻译:硬件的缺陷是永久性的和强大的: 硬件无法在制造后补齐, 任何缺陷都可能破坏任何软件。 因此, 核查时间会支配执行时间。 硬件设计核查( DV) 的金标准集中在两个极端: 随机动态核查和正式核查。 两者都努力消除复杂硬件的微妙缺陷, 这些缺陷往往表现为安全弱点。 随机核查的根基问题在于其非定向性质, 使其效率低下, 而正式核查则受到州空间爆炸问题的制约, 使得它无法应对复杂的设计。 需要的是一个指导性、 但却不够严格的解决方案。 我们所需要的是一个解决方案。 而不是对现有DV( DV) 的方法进行渐进的改进, 而是将现有的软件模糊器提供这样的解决方案, 并且将其改造为硬件 DV。 具体地说, 我们把 RTL 硬件转换为软件模型和该模型的模糊性。 我们处理的核心挑战是如何最好地减少硬件执行模式与软件执行模式之间的差异。 这包括:(1) 如何代表测试案例, 2) 任何与崩溃的硬件对应的路径, 3 也就是的覆盖范围是适当的覆盖范围, 用来测量, 。 (breal) (c) (c) (c) (to) ro) (to) ab) abilal) ac) abild) ab) ac) abild) ac) abreal rub) abild) ab) ac) abild) ab)

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
【干货】大数据入门指南:Hadoop、Hive、Spark、 Storm等
专知会员服务
94+阅读 · 2019年12月4日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年11月25日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
COLING 2018-最新论文最全分类-整理分享
深度学习与NLP
6+阅读 · 2018年7月6日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月26日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月26日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
【干货】大数据入门指南:Hadoop、Hive、Spark、 Storm等
专知会员服务
94+阅读 · 2019年12月4日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年11月25日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
COLING 2018-最新论文最全分类-整理分享
深度学习与NLP
6+阅读 · 2018年7月6日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月26日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月26日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员